Электронная система управления работой двигателя впрыск и зажигание - Журнал "Автопарк"
Auto-park24.ru

Журнал "Автопарк"
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электронная система управления работой двигателя впрыск и зажигание

Электронная система управления работой двигателя впрыск и зажигание

Система управления двигателем Мотроник

Общие сведения

Мотроник — название системы управления двигателем, объединяющей функции разомкнутого и замкнутого контуров управления бензиновым двигателем в одном электронном блоке управления. Первая система Мотроник была запущена в серию фирмой Бош в 1979 г. Она в основном выполняла функции электронного впрыскивания топлива и электронного зажигания. С развитием микроэлектроники эффективность системы Мотроник все больше возрастала. Шаг за шагом объем функций адаптировался к актуальным требованиям развития двигателей и за счет этого повышалась сложность системы Мотроник.

Основу первых систем Мотроник составляли электронные системы многоточечного впрыска L -Джетроник с дискретным впрыскиванием топлива, а также электронная система зажигания с программным управлением, с распределителем высокого напряжения с вращающимся ротором ( ROV ). Позднее все еще необходимый для ROV механический распределитель зажигания был заменен электронным зажиганием с так называемым неподвижным распределением зажигания ( RUV ).

Вначале система Мотроник, из-за высокой стоимости, использовалась только в автомобилях высшего класса. Но в связи с требованиями норм по снижению токсичности отработавших газов эта система получила большое распространение.

В системе используются сенсорные датчики и датчики заданных значений Посредством этих датчиков в системе Мотроник осуществляется сбор рабочих данных для разомкнутого и замкнутого контуров управления двигателем (рис. 135). Датчики заданных значений (например, выключатели) регистрируют выбранные водителем командные сигналы, например:

· положение ключа зажигания в замке зажигания (клемма 15);

· положение выключателя системы кондиционирования воздуха;

· положение выключателя рычага регулировки скорости движения.

Сенсорные датчики определяют физические и химические параметры и на их базе делают вывод о текущем режиме работы двигателя. Примерами таких параметров являются:

· масса всасываемого воздуха;

· давление во впускном трубопроводе;

· угол поворота дроссельной заслонки;

· коэффициент избытка воздуха a ;

· частота вращения коленчатого вала;

· положение распределительного вала;

· скорость движения автомобиля.

Рисунок 135 – Компоненты электронного управления работой двигателя в системе Мотроник

Различные датчики выдают сигналы в цифровой, импульсной или аналоговой формах.

Входные сигналы в блоке управления или все чаще в самих датчиках обеспечивают адаптацию сигналов для их последующей обработки. Эти схемы служат для трансформации напряжений в такие сигналы, которые могут быть аналитически обработаны в микропроцессоре блока управления.

Цифровые входные сигналы непосредственно поступают в микроконтроллер и хранятся в его памяти в цифровой форме. Аналоговые сигналы преобразуются аналого-цифровым преобразователем в цифровые данные.

По входным сигналам, поступающим на блок управления двигателем, и показаниям мониторов (определяют командные сигналы от водителя и вспомогательных устройств) идентифицируется текущий режим работы двигателя и на основе этого осуществляется процесс расчета управляющих сигналов (в блоке управления) для исполнительных устройств системы.

Задачи блока управления двигателем структурированы на несколько функций. Соответствующие алгоритмы заложены в виде программы в память блока управления.

Система Мотроник выполняет две основные функции. Во-первых, это дозирование точного количества топлива в соответствии с поступившей массой воздуха и, во-вторых, создание искрового разряда в самый оптимальный момент зажигания. С интеграцией этих функций в одну систему появилась возможность максимально адаптировать относительно друг друга зажигание и впрыскивание топлива.

Постоянно растущая расчетная мощность имеющихся микроконтроллеров позволяет включать в процессы разомкнутого и замкнутого контуров Мотроник все больше дополнительных функций. Кроме того, ужесточающиеся нормы в отношении токсичности отработавших газов требуют введения функций, улучшающих очистку отработавших газов от токсичных компонентов. Функциями, которые потенциально могут обеспечить эти требования, являются:

· регулировка частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу;

· замкнутый контур управления концентрацией кислорода в отработавших газах (лямбда-регулировка);

· управление системой контроля за эмиссией паров топлива (вентиляция топливного бака);

· рециркуляция отработавших газов с целью снижения эмиссии NОХ;

· управление системой впуска дополнительных порций воздуха для ускорения срабатывания каталитического нейтрализатора.

В соответствии с повышенными требованиями к работе трансмиссии система может дополнительно выполнять следующие функции:

· управление работой турбонагнетателя (замкнутый контур);

· управление изменением геометрии впускного трубопровода для увеличения мощности и крутящего момента двигателя;

· управление распределительным валом, позволяющее изменять фазы газораспределения для снижения токсичности отработавших газов с одновременным улучшением топливной экономичности и увеличением мощности двигателя;

· ограничение частоты вращения коленчатого вала и скорости для защиты двигателя и автомобиля.

При проектировании автомобилей все большее значение приобретает создание комфорта и удобств для водителя, что также влияет на характеристики управления двигателем. Примерами типичных функций по обеспечению комфорта и удобств для водителя являются:

· регулировка скорости движения (так называемый круиз-контроль или Tempomat );

· автоматический контроль за движением или адаптивный круиз-контроль (АСС);

· адаптация крутящего момента при переходе на высшие передачи в автоматических трансмиссиях;

· демпфирование ударных нагрузок (в соответствии с требованиями водителя).

Посредством каналов связи, например, бортового контроллера связи (СА N ), система Мотроник может обеспечивать связь между блоком управления этой системы и другими электронными системами автомобиля. На рис. 136 показаны некоторые примеры такой связи. Блоки управления могут интегрировать у себя данные от других систем в виде вспомогательных входных сигналов для использования в создании своих алгоритмов контуров управления с обратной и без обратной связи. Например, для получения более плавного переключения передач система Мотроник уменьшает крутящий момент в ответ на получение сигнала об изменении передаточного числа в трансмиссии.

Рисунок 136 – Компоненты передачи данных в систему Мотроник:

1 – блок управления двигателем; 2 – блок управления динамикой автомобиля ESP (системы ABS и ASR ); 3 – блок управления трансмиссией; 4 – блок управления системой кондиционирования воздуха (климат-контроль); 5 — приборный модуль с бортовым компьютером; 6 – блок управления иммобилайзером; 7 – стартер; 8 – генератор; 9 — компрессор системы кондиционирования воздуха

Система Мотроник вследствие повышающихся требований к системам автомобиля постоянно совершенствуется. В настоящее время существуют следующие варианты системы Мотроник:

· М-Мотроник с описанными ранее основными и дополнительными функциями;

· МЕ-Мотроник — на базе М-Мотроник с дополнительно интегрированной в нее системой EGAS (электронно-управляемая педаль газа);

· М ED -Мотроник — дальнейшее развитие системы МЕ-Мотроник за счет введения контура управления непосредственным впрыскиванием топлива (с обратной связью).

Существуют также системы Мотроник с интегрированным управлением трансмиссией (например, МЕ G -Мотроник). Но они не очень распространены из-за высоких требований к их аппаратной части.

Автоматическое управление двигателем

Назначение и технические требования

Применение автоматического управления двигателем существенно повышает мощность и экономические показатели, снижает токсичность отработанных газов.Автоматическое управление двигателем может включать в себя: электронную систему управления впрыском топлива; систему управления зажиганием; систему управления клапанами цилиндров; систему управления рециркуляцией отработавших газов; карбюраторы с электронным управлением; экономайзер принудительного холостого хода с электронным управлением; электронные системы управления топливоподачей автомобильных дизелей; электромеханические системы впрыска «Jetronik».

Электронные системы автоматического управления двигателем по схемотехническому решению делятся на три типа: аналоговые системы на операционных усилителях; цифровые регуляторы, построенные на элементах средней степени интеграции; микропроцессорное системы. Аналоговые системы имеют существенные недостатки: зависимость качества регулирования от точности изготовления элементов; зависимость электрических параметров элементов от внешних факторов; узкая специали-зированность системы.

Цифровые регуляторы сложны в конструктивном отношении, имеют малую. надежность, не перестраиваются на другой тип двигателя. Функциональные задачи диагностики микропроцессорных систем управления автомобилем, а также идентичность функциональных систем управления и диагностирования позволяет за счет совместного использования общей аппаратуры (датчиков, исполнительных механизмов, устройств сопряжения, устройства отображения информации и микроЭВМ) обеспечить непрерывный контроль системы и объекта управления как в функциональном, так и в текстовом режимах без использования каких-либо специализированных технических средств и избежать тем самым необоснованного усложнения конструкции автомобиля и необходимости разработки дополнительного диагностического оборудования. Сложные технические системы, работающие в реальном масштабе- времени, должны быть наделены свойством отказобезопасности, т. е способностью частично или полностью компенсировать недостатки обычных устройств.

Читать еще:  Что будет если не работает датчик температуры двигателя

Электронные системы автоматического управления двигателем: система впрыска топлива

В системах электронного впрыска топлива состав смеси определяется долей времени (длительностью импульса), в течение которого происходит принудительный впрыск за один цикл работы двигателя. По месту подачи впрыск топлива может быть непосредственным (в камеру сгорания) или во впускной тракт (в зону впускных клапанов или во впускную трубу). По способу подачи топлива различают впрыск с циклической подачей (на каждый цикл работы цилиндра) и непрерывны. Установлено, что при переносе форсунок из камеры сгорания во впускной тракт, момент подачи топлива не влияет на рабочие характеристики двигателя. Это позволяет подойти к групповому впрыску, что значительно упрощает аппаратуру управления.

Оптимальная доза впрыскиваемого топлива зависит от абсолютного давления (разряжения) во впускной системе, частоты вращения коленчатого вала, расхода воздуха, температуры всасываемого воздуха, угла открытия дроссельной заслонки. Аппаратуру электронного впрыска топлива можно разделить на две группы: системы с программным управлением; системы с автоматической адаптацией или экстремальные системы управления.

К электронным системам управления впрыском топлива программного типа относятся системы, осуществляющие управление электромагнитными форсунками по заранее заданному закону управления или программе. Необходимым элементом таких систем является постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), где хранится характеристика управления – программа включения-выключения форсунок в зависимости от режимов работы двигателя. Принцип работы таких, систем следующий: получение информации с датчиков, установленных на двигателе и характеризующих его рабочий режим; обработка сигналов в аналого-цифровых преобразователях (АЦП) с дальнейшей адресацией к ПЗУ выборка из ПЗУ информации, характеризующей определенный режим работы двигателя; преобразование информации в удобную для работы исполнительных механизмов величину; отработка исполнительными механизмами-форсунками программы, характеризующей данный режим работы двигателя.

Когда водитель включает зажигание, установленный в топливопроводе электрический топливный насос начинает подавать топливо в электромагнитные форсунки. Давление, под которым топливо подается в форсунки, остается все время постоянным и количество впрыскиваемого в цилиндр топлива определяется длительностью интервала времени, в течение которого форсунка находится в открытом состоянии. Таким образом, каждый хранящийся в ПЗУ код соответствует определенному интервалу времени. На рис. 1 представлена структурная схема электронной системы управления впрыском топлива программного типа бензинового двигателя.

Рис.1.Структурная схема электронной системы управления впрыском топлива

Система управляет включением-выключением форсунок, т. е. длительностью импульса, в течение которого происходит принудительный впрыск топлива в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки, частоты вращения коленчатого вала, температуры охлаждающей жидкости и величины абсолютного давления. Информация о необходимом количестве впрыскиваемого топлива в виде кодовых комбинаций, представленных в двоичной системе исчисления, хранится в ПЗУ. Каждая кодовая комбинация соответствует определенной частоте вращения коленчатого вала и углу открытия дроссельной заслонки.

Необходимое количество топлива определяется временем включения форсунки. Выбирая из ПЗУ нужную кодовую комбинацию в определенный момент времени, система впрыскивает в зону впускного клапана двигателя соответствующее количество топлива. Выбор кодовой комбинации из ПЗУ осуществляется системой управления на основании информации от датчиков частоты вращения вала и угла открытия дроссельной заслонки. Синхронизация работы системы осуществляется с помощью датчика положения коленчатого вала двигателя. На распределителе 4 установлены дополнительные контакты, которые формируют информацию о частоте вращения коленчатого вала двигателя в виде импульсного сигнала.

Этот сигнал поступает на вход АЦП 5, с помощью которого преобразуется в двоичный код для обращения к ПЗУ 6. Для преобразования аналогового напряжения, снимаемого с датчика угла открытия дроссельной заслонки 2, используется другой аналого-цифровой преобразователь 3. Тактовый генератор 1 предназначен для формирования импульсов постоянной частоты, необходимых для работы АЦП. Преобразуемые сигналы, представленные в двоичном коде, один из которых характеризует угол открытия дроссельной заслонки, а второй – частоту вращения коленчатого вала, подаются на адресные входы ПЗУ.

С выхода ПЗУ снимается сигнал в виде двоичного кода, характеризующий время открытия электромагнитной форсунки в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя и угла открытия дроссельной заслонки. Этот двоичный код преобразуется в устройстве 7 в интервал времени, пропорциональный требуемому количеству топлива. Преобразование двоичного кода в интервал времени синхронизируется от устройства синхронизации 9, выходы которого связаны с распределителем 4. Это означает, что электромагнитные форсунки впрыскивают топливо в цилиндры в соответствующей точке рабочего цикла двигателя.

На входы преобразователя 7 дополнительно подается информация от датчиков температуры охлаждающей жидкости 11, абсолютного давления 12, температуры всасываемого воздуха 13 для осуществления коррекции интервала времени, формируемого преобразователем 7. Далее этот сигнал усиливается в усилителе мощности 8 и подается на электромагнитные форсунки 10. ЭУД обеспечивает высокую стабильность параметров и управляет впрыском топлива по сложной характеристике, что обеспечивает ей преимущество перед работой обычного карбюратора. ЭУД программного типа не учитывает индивидуальных особенностей двигателя, изменений параметров двигателей при старении.

Большой интерес представляет в системах управления впрыском топлива применение экстремального управления. В процессе управления и регулирования оценивается влияние управляющего воздействия на эксплуатационные характеристики двигателя и формирования на основе этой оценки управляющего сигнала, обеспечивающего максимальное значение регулируемого параметра. Сложности этой системы связаны с обеспечением требуемого быстродействия, ее эксплуатационной надежности и помехоустойчивости. Например, на автомобилях УАЗ-31516 устанавливается система впрыса бензина с микропроцессорным управлением топливоподачи и зажиганием.

Система впрыска топлива обеспечивает: фазированный многоточечный впрыск бензина во впускной трубопровод двигателя; управление системой зажигания и ориентированную работу системы нейтрализации отработавших газов в зависимости от окружающих условий, режима работы и состояния двигателя. В состав системы входят: блок управления, содержащий микропроцессор МИКАС-534 и устройство управления БУМ-Р; датчик массового расхода воздуха термоаналитического типа, датчик углового положения дросселей заслонки потенциометрический, датчик температуры всасываемого воздуха; полупроводниковый термочувствительный, датчик температуры охлаждающей жидкости, датчик углового положения коленчатого вала, электромагнитный индуктивного типа, датчик начала отчета частоты вращения коленчатого вала и начала отсчета угловых импульсов, датчик положения распределительного вала, датчик детонаций, датчик давления топлива; электромагнитные форсунки в виде быстродействующих электромагнитных клапанов; регулятор холостого хода золотникового типа; электробензонасос колово-ротного типа с рабочими органами в виде роликов; регулятор давления топливо-мембранный перепускной клапан; фильтр грубой очистки и фильтр тонкой очистки; коммутатор зажигания в цепи первичных обмоток катушек зажигания; двухвыводные катушки зажигания; свечи зажигания; дроссельное устройство, фильтры грубой и тонкой очистки

Системы автоматического управления двигателем: карбюраторы с электронным управлением

Электронные карбюраторные системы на основных режимах работы двигателя являются замкнутыми системами регулирования, а некоторые производят поиск оптимального значения выходного параметра. Регулирующим органом, управляющим составом смеси, служит линейный соленоид с конусными измерительными иглами.

Одним из основных вопросов, решаемых при разработке карбюраторов с электронным управлением, является стабилизация состава рабочей смеси, что осуществляется обратной связью от датчика состава смеси, называемого λ-датчиком. Назначение λ — датчика — фиксировать момент перехода состава смеси через состояние, соответствующее стехиометрическому. Широко используется циркониевый датчик. Упрощенная схема системы управления, служащей в качестве стабилизатора стехиометрического состава смеси, представлена на рис.2.

Читать еще:  Как установить двигатель от машины на лодку

Рис.2.Блочная схема стабилизатора состава смеси

Если дозирующее устройство 5 вырабатывает стехиометрический состав смеси, то сλ -датчика 2, установленного во впускном тракте двигателя 1, снимается соответствующее напряжение. Оно поступает на схему сравнения 4, на второй вход которой подается опорное напряжение Uоп , величина которого равна напряжению λ-датчика при стехиометрическом составе смеси.

Пока на оба входа схемы сравнения поступает одинаковое напряжение, на ее выходе напряжение, называемое напряжением рассогласования, равно нулю и дозирующее устройство продолжает вырабатывать стехиометриче-скую смесь, каталитический нейтрализатор 3 продолжает нормально работать, т. е. окислять и, восстанавливать токсичные компоненты отработавших газов. При этом происходит разрушение трех токсичных компонентов – СО, СН, NО.

Если по какой-либо причине состав смеси отклонится от стехиомет-рического, то напряжение на выходе ?-датчика изменится. В результате на выходе схемы сравнения появится напряжение рассогласования Uош не равное нулю. В этом случае сигнал со схемы сравнения поступает в дозирующее устройство, что приводит вновь к образованию стехиометрического состава смеси.

Что такое система впрыска топлива

Как работает

На рисунке схематично показан принцип работы распределенного впрыска.

Подача воздуха (2) регулируется дроссельной заслонкой (3) и перед разделением на 4 потока накапливается в ресивере (4). Ресивер необходим для правильного измерения массового расхода воздуха — измеряет общий массовый расход или давление в ресивере.

Последний должен быть достаточного объема для исключения воздушного «голодания» цилиндров при большом потреблении воздуха и сглаживания пульсаций на пуске. Форсунки (5) устанавливаются в канал в непосредственной близости от впускных клапанов.

Датчики системы впрыска топлива

Датчик кислорода (ДК) — рассчитывает содержание О2 в отработанных газах. Используется в системах с катализатором под нормы токсичности начиная с Евро-2 и дальше. В Евро-3 используется два датчика кислорода — до катализатора и после.

Датчик фазы нужен для более точного расчета времени впрыска в системах с фазированным впрыском.

Датчик положения коленвала (ДПКВ) — считывает частоту вращения коленвала и его положение. Нужен для общей синхронизации системы, расчета оборотов двигателя и положения коленвала в определенные моменты времени. ДПКВ — полярный датчик. При неправильном включении двигатель заводится не будет. Это единственный «жизненно важный» в системе датчик, при котором движение автомобиля невозможно. Аварии всех остальных датчиков позволяют своим ходом добраться до автосервиса.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) — определяет массовый расход воздуха, поступающего в двигатель. Измеряется массовый расход воздуха, который потом пересчитывается программой. При аварии датчика его показания игнорируются, расчет идет по аварийным таблицам.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) — следит за температурой охлаждающей жидкости. Нужен для определения коррекции топливоподачи и зажигания по температуре и управления электровентилятором. При аварии датчика его показания игнорируются, температура берется из таблицы в зависимости от времени работы двигателя. Сигнал ДТОЖ подается только на электронный блок управления, для индикации на панели используется другой датчик.

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) — определяет положение дросселя (нажата педаль «газа» или нет). Служит для расчета фактора нагрузки на двигатель и его изменения в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки, оборотов двигателя и циклового наполнения.

Датчик детонации — контроль детонации мотора. При обнаружении, блок управления двигателем включает алгоритм гашения детонации, оперативно корректируя угол опережения зажигания. В первых системах впрыска применялся резонансный датчик детонации, но был заменён на широкополосный датчик.

Датчик скорости (ДС) — определение скорость движения машины. Используется при расчетах блокировки/возобновления топливоподачи при движении. Этот сигнал так же подается на приборную панель для расчета пробега. 6000 сигналов с ДС примерно соответствуют 1 км. пробега автомобиля.

Датчик фазы (ДФ) — определяет положение распредвала. Нужен для точной синхронизации по времени впрыска в системах с фазированным (последовательным) впрыском. При аварии или отсутствие датчика система переходит на попарно — параллельную (групповую) систему подачи топлива.

Датчик неровной дороги — для оценки уровня вибраций двигателя. Необходим для правильной работы системы обнаружения пропусков воспламенения, чтобы определить причину неравномерности (применяется с Евро-3).

Исполнительные механизмы

По результатам опроса датчиков системы впрыска, программа электронного блока управления осуществляет управление исполнительными механизмами (ИМ).

Форсунка — электромагнитный клапан с нормированной производительностью. Служит для впрыска вычисленного для данного режима движения количества топлива.

Бензонасос — предназначен для нагнетания горючего в топливную рампу. Давление в топливной рампе поддерживается вакуумно-механическим регулятором давления. В некоторых системах регулятор давления топлива совмещен с бензонасосом.

Модуль зажигания — электронное устройство управления искрообразованием. Содержит два независимых канала для поджига смеси в цилиндрах. В последних модификациях низковольтные элементы модуля зажигания помещены в электронный блок управления, а для получения высокого напряжения используются выносная двухканальная катушка зажигания или катушки зажигания непосредственно на свече.

Регулятор холостого хода — для поддержания заданных оборотов холостого хода. Это шаговый двигатель, регулирующий канал воздуха в корпусе дроссельной заслонки для обеспечения двигателя воздухом и поддержания холостого хода при закрытой дроссельной заслонке.

Вентилятор системы охлаждения — управляется электронным блоком управления по сигналам датчика температуры охлаждающей жидкости. Разница между включением/выключением обычно 4-5°С.

Сигнал расхода топлива — выдается на маршрутный компьютер — 16000 импульсов на 1 расчетный литр израсходованного топлива. Данные приблизительные, т.к рассчитываются на основе суммарного времени открытия форсунок с учетом некоторого коэффициента. Он необходим для компенсации погрешностей измерения, вызванных работой форсунок в нелинейном участке диапазона, асинхронной топливоподачей и другими факторами.

Адсорбер — элемент замкнутой цепи рециркуляции паров бензина. Нормами Евро не предусмотрен контакт вентиляции бензобака с атмосферой, пары бензина должны собираться (адсорбироваться) и при продувке посылаться в цилиндры на дожиг.

Электронный блок управления

Это микрокомпьютер, обрабатывающий данные, поступающие с датчиков и по определенному алгоритму управляющий исполнительными механизмами.

Сама программа хранится в микросхеме ПЗУ, английское название — CHIP. Содержимое «чипа» — обычно делится на две функциональные части — собственно программа, осуществляющая обработку данных и математические расчеты и блок калибровок. Калибровки — набор (массив) фиксированных данных (переменных) для работы программы управления.

Системы зажигания автомобиля

Автомобильный мотор еще в первых своих модификациях представлял собой сложную конструкцию, состоящую из ряда систем, работающих воедино. Одним из основных компонентов любого бензинового мотора является система зажигания. Об ее устройстве, разновидностях и особенностях мы сегодня и поговорим.

Система зажигания

Система зажигания автомобиля представляет собой комплекс из приборов и устройств, которые работают на обеспечение своевременного появления электрического разряда, воспламеняющего смесь в цилиндре. Она является неотъемлемой деталью электронного оборудования и в своем большинстве завязана на работе механических компонентов мотора. Этот процесс присущ всем моторам, которые не используют для воспламенения сильно нагретый воздух (дизель, компрессионные карбюраторные). Искровое воспламенение смеси применяется и в гибридных моторах, работающих на бензине и газу.

Принцип работы системы зажигания зависит от ее вида, но если обобщать ее работу, можно выделить следующие этапы:

  • процесс накопления высоковольтного импульса;
  • проход заряда через повышающий трансформатор;
  • синхронизация и распределения импульса;
  • возникновение искры на контактах свечи;
  • поджог топливной смеси.
Читать еще:  Шевроле круз как установить подогреватель двигателя 220в на


Важным параметром является угол или момент опережения – это время, в которое осуществляется поджог воздушно-топливной смеси. Подбор момента происходит так, чтобы предельное давление возникало при попадании поршня в верхнюю точку. В случае с механическими системами его придется выставлять вручную, а в электронно-управляемых системах настройка происходит автоматически. На оптимальный угол опережения влияет скорость движения, качество бензина, состав смеси и другие параметры.

Классификация систем зажигания

Основываясь на методе синхронизации зажигания, различают схемы контактные и бесконтактные. По технологии формирования угла опережения зажигания можно выделить системы с механической регулировкой и полностью автоматические или электронные.

Исходя из типа накопления заряда, для пробития искрового промежутка, рассматривают устройства с накоплением в индуктивности и с накоплением в емкости. По способу коммутации первичной цепи катушки бывают – механические, тиристорные и транзисторные разновидности.

Узлы систем зажигания

Все существующие виды систем зажигания различаются способом создания контролирующего импульса, в остальном их устройство практически не отличается. Поэтому можно указать общие элементы, которые являются неотъемлемой частью любой вариации системы.

Питание – первичным, служит аккумулятор (задействуется при пуске), а при работе – эксплуатируется напряжение, которое производит генератор.

Выключатель – устройство, которое необходимо для подачи питания на всю систему или его отключения. Выключателем служит замок зажигания или управляющий блок.

Накопитель заряда – элемент необходимый для концентрации энергии в нужном объеме, для воспламенения смеси. Существует два типа компонентов для накопления:

  • Индуктивный – катушка, внутри которой расположился повышающий трансформатор который создает достаточный импульс для качественного поджога. Первичная обмотка устройства питается от плюса батареи и приходит через прерыватель к ее минусу. При размыкании первичного контура прерывателем на вторичном создается высоковольтный заряд, который и передается на свечу.
  • Емкостный – конденсатор, который заряжается повышенным напряжением. В нужное время накопленный заряд по сигналу передается на катушку.

Схема работы в зависимости от вида накопления энергии

Свечи – изделие, состоящее из изолятора (основа свечи), контактного вывода для подключения высоковольтного провода, металлической оправы для крепления детали и двух электродов, между которыми и образуется искра.

Система распределения – подсистема, предназначенная для направления искры на нужный цилиндр. Состоит из нескольких компонентов:

  • Распределитель или трамблер – устройство, сопоставляющее обороты коленвала и соответственно – рабочее положение цилиндров с кулачковым механизмом. Компонент может быть механическим или электронным. Первый – передает вращение мотора и посредством специального бегунка распределяет напряжение от накопителя. Второй (статический) исключает наличие вращающихся частей, распределение происходит благодаря работе блока управления.
  • Коммутатор – прибор, генерирующий импульсы заряда катушки. Деталь присоединяется к первичной обмотке и разрывает питание, генерируя напряжение самоиндукции.
  • Блок управления – устройство на микропроцессорах, определяющее момент передачи тока в катушку на основании показаний датчиков.

Провод – одножильный высоковольтный проводник в изоляции, соединяющий катушку с распределителем, а также контакты коммутатора со свечами.

Магнето

Одной из первых систем зажигания является – магнето. Она состоит из генератора тока, который создает разряд исключительно для искрообразования. Состоит система из постоянного магнита, который приводится в движение коленчатым валом и катушки индуктивности. Искру, способную пробить искровой промежуток генерирует повышающий трансформатор, одной частью которого служит грубая обмотка катушки индуктивности. Для повышения напряжения используют часть обмотки генератора, которая соединена с электродом свечи.

Система зажигания с магнето

Контроль за подачей искры может быть контактный, выполненный в виде прерывателя или бесконтактный. При бесконтактном методе подачи искры применяются конденсаторы, которые улучшают качество искры. В отличие от представленных далее схем зажигания, магнето не требуется аккумулятор, оно легкое и активно применяется в компактной технике – мотокосах, бензопилах, генераторах и т.д.

Контактная система зажигания

Устаревшая, распространенная схема воспламенения топливной смеси. Отличительной особенностью системы является создание высокого напряжения, вплоть до 30 тысяч В на свечи. Создает такое высокое напряжение катушка, которая соединена с распределительным механизмом. Импульс на катушку передается благодаря специальным проводам, соединенным с контактной группой. При размыкании кулачков происходит формирование разряда и искры. Устройство также выполняет роль синхронизатора, так как момент образования искры должен совпадать с нужным моментом такта сжатия. Данный параметр устанавливается посредством механической регулировки и сдвига искры на более раннюю или позднюю точку.

Уязвимой частью такого варианта является естественный механический износ. Из-за него меняется момент образования искры, он нестабильный для различных положений бегунка. Ввиду чего появляются вибрации мотора, падает его динамика, ухудшается равномерность работы. Тонкие настройки позволяют избавиться от явных неисправностей, но проблема может возникнуть повторно.

Преимуществом контактного зажигания является его надежность. Даже при серьезном износе деталь будет работать безотказно, позволяя мотору работать. Схема не прихотлива к температурным режимам, практически не боится влаги или воды. Такой вид зажигания распространен на старых автомобилях и по сей день используется на ряде серийных моделей.

Бесконтактное зажигание

Принципиальная схема работы бесконтактной системы несколько отличается. Она сохраняет трамблер, как элемент конструкции, но он лишь выполняет функцию синхронизации цилиндров и отсылает импульс на коммутатор. В свою очередь транзисторный элемент, синхронизируется с показателем датчика и определяет угол зажигания, а также другие настройки – автоматически.

Преимущество системы – стабильность качества искрообразования, которое не зависит от ручных настроек или сохранности поверхности контактов. Если рассматривать превосходство данного варианта над контактной схемой, можно выделить:

  • система генерирует искру высокого качества постоянно;
  • устройство системы зажигания исключает ухудшение ее работы вследствие износа или загрязнения;
  • отсутствует необходимость производить тонкие настройки угла зажигания;
  • не приходится следить за состоянием контактов, контролировать их угол замыкания и другие настройки.

В результате использования бесконтактной системы можно наблюдать снижение расхода топлива, улучшение динамических характеристик, отсутствие сильных вибраций мотора, стабильная искра позволяет облегчить холодный пуск.

Электронное зажигание

Современная, наиболее совершенная схема, которая полностью исключает наличие подвижных частей. Для получения необходимых данных о положении коленвала и других применяются специальные датчики. Далее электронный блок управления производит расчеты и посылает соответствующие импульсы на рабочие компоненты. Такой подход позволяет максимально точно определить момент подачи искры, благодаря чему смесь разжигается своевременно. Это позволяет получить больше мощности, улучшить продувку цилиндра и снизить вредные выбросы, благодаря лучшему дожигу топлива.

Схема электронной системы

Электронная система зажигания автомобиля отличается высокой стабильностью работы и устанавливается на большинство современных авто. Такая популярность определена преимуществами данной схемы:

  • Снижение расхода топлива во всех режимах работы мотора.
  • Улучшение динамических показателей – отклик на педаль газа, скорость разгона и т.д.
  • Более плавная работа мотора.
  • Выравнивается график момента и лошадиных сил.
  • Минимизируются потери мощности на низких оборотах.
  • Совместима с газобаллонным оборудованием.
  • Программируемый электронный блок позволяет настроить двигатель на экономию топлива или наоборот, на повышение динамических показателей.

Назначение системы зажигания достаточно простое, она является неотъемлемой частью бензинового двигателя, а также моторов, оснащенных ГБО. Этот компонент постоянно меняется и приобретает новые формы, соответствующие современным требованиям. Несмотря на это даже самые простые модели зажигания все еще используются на различной технике, успешно выполняя свою работу, как и десятки лет назад.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector