Fără elementul principal al sistemului de aprindere. Principiul de funcționare al sistemului de aprindere fără contact. Dispozitivul și principiul de funcționare al unui sistem tipic de aprindere

06.07.2015

Sistemul de aprindere este una dintre componentele principale ale unui motor pe benzină. Sarcina sa este de a aprinde amestecul de combustibil din cilindrii motorului prin crearea unei scântei între electrozii bujiei. Ca rezultat, se creează presiune în sistemul pistonului, arborele cotit se rotește și mașina se mișcă.

Caracteristici de proiectare

Indiferent de tipul sistemelor de aprindere, se pot distinge în ele mai multe elemente principale:

• surse de alimentare. Acestea includ bateria (în perioada în care mașina nu este pornită) sau generatorul;
• intrerupator. Această funcție este realizată de blocarea contactului. Prin rotirea cheii, se dă o comandă pentru pornirea motorului;
• nod responsabil pentru gestionarea energiei. Poate diferi în funcție de sistemul de aprindere (ECU, comutator tranzistor sau întrerupător);
• nod responsabil pentru stocarea energiei. În oricare dintre sisteme, bobina de aprindere joacă acest rol. Datorită muncii sale se formează o scânteie pe electrozii lumânării;
• nod responsabil cu distribuția energiei. În diverse sisteme, acesta poate fi un ECU sau o supapă mecanică;
• fire de înaltă tensiune. Ele sunt întotdeauna prezente în sistemul de aprindere și se conectează la bujii;
• bujie. Ei sunt organul executiv și îndeplinesc sarcina principală - aprind amestecul aer-combustibil.

Principalele etape ale sistemului de aprindere includ stocarea energiei, conversia tensiunii de înaltă tensiune de la 12 la 30 mii volți, distribuția sarcinii și apariția unei scântei pe electrozi. Ultima etapă este aprinderea amestecului.

Principalele tipuri de sisteme de aprindere

Conform metodei de control, se pot distinge trei sisteme principale de aprindere:

1. Sistem de contact - unul dintre cele mai vechi sisteme care nu mai este utilizat pe mașinile moderne. Esența sa constă în formarea impulsurilor prin intermediul unui distribuitor de contact. Acest tip de aprindere este instalat pe mașinile domestice. Avantajele sistemului includ fiabilitate maximă, simplitate constructivă și ușurință în întreținere. O astfel de aprindere se rupe rareori, iar repararea acesteia (dacă este necesar) durează minimum.

Principalele componente ale unui astfel de sistem includ o baterie sau un generator, o blocare, bujii și o bobină de aprindere, un întrerupător de curent, un condensator și un distribuitor. La sfârșitul întregului ciclu, o scânteie sare pe bujie, aprinzând amestecul aer-combustibil din interiorul cilindrului.

2. Sistem fără contact instalat pe multe mașini VAZ moderne și mașini străine vechi. Principalele avantaje includ prezența unei scântei puternice care aprinde amestecul preparat mai eficient, precum și stabilitatea și continuitatea impulsurilor de intrare, ceea ce economisește combustibil și „scoate” mai multă putere din motor.

Dar asta nu este tot. Sistemul fără contact nu necesită o abordare specială a întreținerii. Spre deosebire de arborele distribuitorului, nu trebuie lubrifiat la fiecare 8-10 mii de kilometri. Dezavantajele includ fiabilitate redusă și complexitate sporită a lucrărilor de reparații (în caz de eșec). Dacă sistemul contactless a eșuat în continuare, atunci este imposibil să se facă fără o verificare și reparații costisitoare la stația de service.

3. Sistem electronic contactul este montat pe aproape toate mașinile moderne. Principiul său este că tot controlul este preluat de către electronică - ECU. Instalarea unor astfel de sisteme a făcut posibilă uitarea unei serii de probleme asociate cu oxidarea conexiunilor de contact, necesitatea de a regla unghiul de plumb, arderea incompletă a combustibilului etc. Dezavantajul este că verificarea sistemului electronic este posibilă numai într-un service auto și folosind echipamente specializate.

În funcție de sursa de alimentare, toate tipurile de aprindere pot fi împărțite în:

• Aprinderea de la magneto. Această opțiune este una dintre cele mai vechi. Aici, un alternator special acționează ca o sursă de alimentare. Sarcina sa este de a genera tensiune exclusiv pentru bujie. Structural, sistemul este format dintr-un magnet permanent și un inductor. Cablurile de înfășurare de înaltă tensiune sunt situate pe un circuit magnetic comun.

De regulă, magneto-ul este contactul, prin urmare un întrerupător și un condensator sunt conectați în paralel cu acesta. La un moment dat, grupul de contact al întrerupătorului de deschidere și între electrozii scânteii trece printr-o scânteie. Există, de asemenea, o versiune fără contact a magneto-ului. Aici, în loc de întrerupător, este instalată o bobină de control, care dă din când în când un impuls părții electrice a dispozitivului.

Apoi, tiristoarele (tranzistoarele) se deschid și oferă o cale pentru curent către bobina de înaltă tensiune. În acest caz, puterea scânteii crește datorită acumulării de energie în bobină și containere. Avantajele unui astfel de sistem sunt simplitatea, prețul scăzut, excluderea din circuitul bateriei. Această aprindere este întotdeauna pregătită pentru pornirea motorului. Domeniul principal de aplicare este echipamentul mic (mașini de tuns iarba, ferăstraie cu lanț) sau motoarele de aeronave;

• Aprinderea „bateriei” este, de fapt, o versiune de contact a sistemului. Înțelesul său este conversia tensiunii joase (12 volți) la înaltă (de la 15 mii volți și mai mult). Acest impuls este alimentat la bujii prin distribuitor și fire de înaltă tensiune. Am discutat mai sus caracteristicile, avantajele și dezavantajele sistemului de aprindere;

• Sistemul de tranzistor de contact este o opțiune mai avansată, care este ceva între contact și sistemul fără contact. Aici, dezvoltatorii au reușit să elimine minusul existent al sistemului de contact (uzura crescută a grupului de contacte, arderea acestuia, calitatea scăzută a scânteii).

Corpul principal de comutare este un tranzistor, care este controlat de contactele întrerupătorului. Un comutator electronic care combină un grup de elemente de bază - unități de control, tranzistorul în sine și sistemul de protecție - a devenit un nou nod în astfel de sisteme.

Principiul de funcționare este simplu. La pornirea contactului, grupul de contact al întrerupătorului se închide și dă o comandă tranzistorului. Acesta din urmă se deschide și cedează locul curentului care se deplasează către bobina de aprindere. De îndată ce contactele întrerupătorului se deschid, tranzistorul se închide și el. Rezultatul este o scădere a curentului în circuitul primar și o creștere bruscă a tensiunii pe înfășurarea secundară (de înaltă tensiune). Tensiunea generată este furnizată distribuitorului, prin care tensiunea este furnizată bujiilor prin fire de înaltă tensiune. Mai mult, unitatea de putere continuă să funcționeze conform unui ciclu dat;

Sistemul de aprindere este conceput pentru a aprinde amestecul de lucru din cilindrii motoarelor pe benzină. Principalele cerințe pentru sistemul de aprindere sunt:

• Furnizarea scânteii în cilindrul dorit (în cursa de compresie) în conformitate cu ordinea cilindrilor.
• Actualitatea sincronizării aprinderii. Scânteia ar trebui să apară la un anumit moment (moment de aprindere) în conformitate cu sincronizarea optimă a aprinderii în condițiile actuale de funcționare a motorului, care depinde în primul rând de turația și sarcina motorului.
• Energie scânteie suficientă. Cantitatea de energie necesară pentru aprinderea fiabilă a amestecului de lucru depinde de compoziția, densitatea și temperatura amestecului de lucru.
• O cerință generală pentru un sistem de aprindere este fiabilitatea acestuia (asigurarea continuității scânteii).

O defecțiune a sistemului de aprindere provoacă probleme atât la pornire, cât și la pornirea motorului:

• dificultate sau incapacitate de a porni motorul;
• funcționarea inegală a motorului - „declanșare” sau oprirea funcționării motorului în caz de defecțiune la unul sau mai mulți cilindri;
• lovitură asociată cu sincronizarea incorectă a aprinderii și care determină uzura rapidă a motorului;
• perturbarea altor sisteme electronice datorită unui nivel ridicat de interferență electromagnetică etc.

Există multe tipuri de sisteme de aprindere, care diferă atât în \u200b\u200bceea ce privește dispozitivul, cât și principiile de funcționare. Practic, sistemele de aprindere diferă în:
a) sistem de sincronizare a aprinderii.
b) sistemul de distribuție a energiei de înaltă tensiune în butelii.

Când se analizează funcționarea sistemelor de aprindere, sunt investigați parametrii principali ai scânteii, a căror semnificație practic nu diferă în diferite sisteme de aprindere:

• unghiul stării închise a contactelor (UZSK, Unghiul de locuit) - unghiul prin care arborele cotit reușește să se întoarcă din momentul în care energia începe să se acumuleze (în special în sistemul de contact - momentul în care contactul întrerupătorului se închide; în alte sisteme - momentul în care este declanșat comutatorul tranzistorului de putere) până când apare scânteia (în mod specific în sistemul de contact - momentul în care contactul întrerupătorului se deschide) ... Deși în sens literal acest termen poate fi aplicat doar unui sistem de contact - este utilizat în mod convențional pentru sistemele de aprindere de orice tip.
• sincronizare aprindere (UOZ, unghi avansat) - unghiul prin care arborele cotit reușește să se întoarcă din momentul în care apare scânteia până când cilindrul corespunzător ajunge la punctul mort superior (TDC). Una dintre sarcinile principale ale oricărui tip de sistem de aprindere este de a asigura sincronizarea optimă a aprinderii (de fapt, sincronizarea optimă a aprinderii). Este optim să aprindeți amestecul înainte ca pistonul să se apropie de punctul mort superior în cursa de compresie - astfel încât după ce pistonul ajunge la TDC, gazele au timp să câștige presiune maximă și să efectueze o muncă utilă maximă asupra cursei. De asemenea, orice sistem de aprindere oferă o relație între sincronizarea aprinderii și turația motorului și sarcina motorului. Cu o creștere a rotațiilor, viteza de mișcare a pistoanelor crește, în timp ce timpul de ardere al amestecului practic nu se schimbă - prin urmare, momentul aprinderii ar trebui să vină puțin mai devreme - în consecință, cu o creștere a rotațiilor, UOZ trebuie crescut.
  La aceeași turație a motorului, poziția supapei de accelerație (pedala de gaz) poate fi diferită. Aceasta înseamnă că în cilindri se va forma un amestec de compoziții diferite. Iar rata de ardere a amestecului de lucru depinde doar de compoziția sa. Cu accelerația complet deschisă (pedala de gaz „în podea”), amestecul arde mai repede și trebuie aprins mai târziu - în consecință, cu o creștere a sarcinii pe motor, UOZ trebuie redus. Invers, când supapa de accelerație este închisă, rata de ardere a amestecului de lucru scade, astfel încât timpul de aprindere trebuie să fie mărit.
• tensiunea de avarie - tensiunea în circuitul secundar în momentul formării scânteii - de fapt - tensiunea maximă în circuitul secundar.
• tensiunea de ardere - tensiune condiționată în regim stabil în circuitul secundar în perioada de ardere a scânteii.
• timpul de ardere - durata perioadei de aprindere a scânteii.

În general, structura sistemului de aprindere poate fi reprezentată după cum urmează:

Să aruncăm o privire mai atentă la fiecare dintre elementele sistemului:

1. Alimentare pentru sistemul de aprindere - rețeaua de la bordul vehiculului și sursele sale de alimentare - baterie de stocare (AKB) și generator.

2. Comutator de contact.

3. Dispozitiv de control al stocării energiei - determină momentul începerii acumulării de energie și momentul „descărcării” energiei la bujie (momentul de aprindere). În funcție de dispozitivul sistemului de aprindere de pe o anumită mașină, acesta poate fi:

Întrerupător mecanic care controlează direct stocarea energiei (circuitul primar al bobinei de aprindere). Această componentă este necesară pentru a închide și a deschide sursa de alimentare la înfășurarea primară a bobinei de aprindere. Contactele întrerupătorului sunt situate sub capacul distribuitorului de contact. Arcul lamelar al contactului mobil îl apasă constant de contactul fix. Acestea se deschid doar pentru o perioadă scurtă de timp, când camera care se apropie de arborele de acționare al întrerupătorului-distribuitor apasă pe ciocanul contactului în mișcare. Un condensator este conectat în paralel cu contactele. Este necesar ca contactele să nu ardă în momentul deschiderii. În timpul separării contactului în mișcare de cel fix, o scânteie puternică dorește să alunece între ele, dar condensatorul absoarbe cea mai mare parte a descărcării electrice, iar scânteia scade la nesemnificativă. Dar aceasta este doar jumătate din munca utilă a condensatorului - când contactele întrerupătorului sunt complet deschise, condensatorul se descarcă, creând un curent invers în circuitul de joasă tensiune și accelerând astfel dispariția câmpului magnetic. Și cu cât acest câmp dispare mai repede, cu atât apare mai mult curent în circuitul de înaltă tensiune. Dacă condensatorul se defectează, motorul nu va funcționa normal - tensiunea din circuitul secundar se va dovedi a nu fi suficient de mare pentru scântei stabile. Întrerupătorul se află în aceeași carcasă cu distribuitorul de înaltă tensiune - prin urmare, distribuitorul de aprindere într-un astfel de sistem se numește întrerupător de distribuție. Un astfel de sistem de aprindere se numește sistem de aprindere clasic. Schema generală a unui sistem clasic este:

Acesta este cel mai vechi sistem existent - de fapt, are aceeași vârstă ca și mașina în sine. În străinătate, astfel de sisteme au încetat să fie instalate în serie, în principal până la sfârșitul anilor 1980, în țara noastră astfel de sisteme fiind încă instalate pe „clasice”. Pe scurt, principiul de funcționare este după cum urmează - puterea din rețeaua de la bord este furnizată înfășurării primare a bobinei de aprindere printr-un întrerupător mecanic. Întrerupătorul este conectat la arborele cotit, ceea ce asigură că contactele sale se închid și se deschid la momentul potrivit. Când contactele sunt închise, înfășurarea primară a bobinei începe să se încarce, când înfășurarea primară este deschisă, aceasta este descărcată, dar în bobina secundară este indus un curent de înaltă tensiune care, printr-un distribuitor, conectat și la arborele cotit, curge către bujia dorită.

De asemenea, în acest sistem există mecanisme pentru corectarea momentului de aprindere - regulatoare centrifuge și de vid.
Regulatorul de sincronizare a aprinderii centrifuge este conceput pentru a schimba momentul apariției unei scântei între electrozii bujiilor, în funcție de viteza de rotație a arborelui cotit al motorului.

Regulatorul de sincronizare a aprinderii centrifuge se află în carcasa distribuitorului-întrerupător. Se compune din două greutăți metalice plate, fiecare dintre ele fiind fixat la unul dintre capetele sale pe o placă de bază conectată rigid la rola de antrenare. Vârfurile greutăților intră în fantele plăcii mobile, pe care este fixată bucșa camelor de rupere. Placa cu manșonul are capacitatea de a se roti la un unghi mic față de arborele de antrenare al întrerupătorului-distribuitor. Pe măsură ce crește numărul de rotații ale arborelui cotit al motorului, crește și viteza de rotație a rolei distribuitoare. Greutățile, respectând forța centrifugă, se îndepărtează de părți laterale și mută bucșa camelor de rupere „în afară” de pe rolă. Adică, camera de intrare se rotește printr-un anumit unghi în direcția de rotație spre ciocanul contactelor. În consecință, contactele se deschid mai devreme, timpul de aprindere crește. Cu o scădere a vitezei de rotație a arborelui de antrenare, forța centrifugă scade și, sub influența arcurilor, greutățile revin la locul lor - timpul de aprindere scade.

Regulatorul de sincronizare a aprinderii sub vid este conceput pentru a schimba momentul în care apare o scânteie între electrozii bujiei, în funcție de sarcina motorului. Regulatorul de vid este atașat la corpul întrerupătorului - distribuitorului. Corpul regulatorului este împărțit în două volume de o diafragmă. Una dintre ele este conectată la atmosferă, iar cealaltă, printr-un tub de legătură, cu o cavitate sub supapa de accelerație. Prin intermediul unei tije de tragere, diafragma regulatorului este conectată la o placă mobilă pe care se află contactele întrerupătorului. Odată cu creșterea unghiului de deschidere a supapei de accelerație (creșterea sarcinii motorului), vidul de sub aceasta scade. Apoi, sub influența arcului, diafragma prin tijă deplasează placa împreună cu contactele într-un unghi mic spre partea camului care se apropie de întrerupător. Contactele se vor deschide mai târziu - timpul de aprindere va scădea. Dimpotrivă, unghiul crește atunci când reduceți accelerația, adică închideți accelerația. Vidul de sub acesta crește, este transmis diafragmei, iar acesta, depășind rezistența arcului, trage placa cu contacte, ceea ce înseamnă că camera de rupere va întâlni ciocanul contactelor mai devreme și le va deschide. Astfel, am crescut timpul de aprindere pentru un amestec de lucru slab ars.

Întrerupător mecanic cu comutator tranzistor... În acest caz, întrerupătorul mecanic controlează doar comutatorul tranzistorului, care la rândul său controlează stocarea de energie. Acest design are un avantaj semnificativ față de un întrerupător fără comutator cu tranzistor - constă în faptul că aici întrerupătorul de contacte este mai fiabil datorită faptului că în acest sistem curge un curent semnificativ mai mic prin el (în consecință, arderea contactelor întrerupătorului în timpul deschiderii este practic exclusă). În consecință, condensatorul conectat în paralel cu contactele întrerupătorului a devenit inutil. Restul sistemului este complet similar cu sistemul clasic. Ambele sisteme de aprindere descrise cu întrerupător mecanic au un nume comun - sisteme de aprindere prin contact. Controlul înfășurării primare a bobinei de aprindere într-un sistem cu întrerupător mecanic și întrerupător cu tranzistor: Comutator tranzistor cu senzor fără contact - generator de impulsuri (tip inductiv, tip Hall sau tip optic) și convertorul său de semnal. În acest caz, în locul unui întrerupător mecanic, se folosește un senzor - un generator de impulsuri cu un convertor de semnal, care controlează doar un comutator cu tranzistor, care, la rândul său, controlează stocarea energiei. În sistemele de aprindere cu un comutator cu tranzistor, se utilizează trei tipuri de senzori:

Senzorul generatorului de impulsuri, de regulă, este amplasat structural în interiorul distribuitorului de aprindere (proiectarea distribuitorului în sine nu diferă de sistemul de contact) - de aceea unitatea în ansamblu este numită „senzorul distribuitorului”.

Comutatorul controlează circuitul primar al bobinei de aprindere la masă. În același timp, comutatorul nu rupe doar circuitul primar pe semnalul de la senzorul de impuls - comutatorul trebuie să asigure încărcarea preliminară a bobinei cu energia necesară. Adică, înainte de impulsul de comandă de la senzor, comutatorul trebuie să prezică când este necesar să se scurtcircuite bobina la masă pentru a o încărca. Mai mult, el trebuie să facă acest lucru, astfel încât timpul de încărcare al bobinei să fie aproximativ constant (se atinge energia maximă acumulată, dar bobina nu are voie să se reîncarce). Pentru aceasta, comutatorul calculează perioada impulsurilor care vin de la senzor. Și, în funcție de această perioadă, calculează timpul de pornire al bobinei până la sol. Cu alte cuvinte, cu cât este mai mare turația motorului, cu atât mai devreme comutatorul va începe să scurtcircuite bobina la sol, dar timpul de închidere va fi același.

Una dintre modificările acestui sistem cu un distribuitor mecanic și o bobină de aprindere, care este separată de distribuitor și comutator, a primit numele bine stabilit „sistem de aprindere fără contact (BSZ)”. Diagrama generală a unui sistem de aprindere fără contact:

Bineînțeles, există multe modificări ale acestui sistem - utilizarea altor tipuri de senzori, utilizarea mai multor senzori etc.

Comutatorul („aprindător”, aprindător) sunt comutatoare cu tranzistor care, în funcție de semnalul de la ECU, pornesc sau opresc alimentarea la înfășurarea primară a bobinei de aprindere. În funcție de dispozitivul unui anumit sistem de aprindere, comutatorul poate fi unul sau mai multe (dacă sunt utilizate mai multe bobine în sistemul de aprindere).

Există mai multe tipuri de sisteme cu locații cheie diferite:

• tastele sunt combinate într-un bloc cu ECU.
• tastele sunt separate pentru fiecare bobină și nu sunt combinate nici cu ECU, nici cu bobine.
• tastele sunt combinate într-un bloc separat, dar stau separat de ECU și de bobine.
• cheile sunt combinate cu bobinele cilindrilor respectivi (în special pentru sistemul COP - vezi mai jos).

4. Depozitarea energiei. Dispozitivele de stocare a energiei utilizate în sistemele de aprindere sunt împărțite în două grupe:

5. Sistem de distribuție a aprinderii. Două tipuri de sisteme de distribuție sunt utilizate pe vehicule - sisteme de distribuție mecanică și sisteme de distribuție statice.

• 

  Sisteme cu distribuitor mecanic de energie. Distribuitor de aprindere, distribuitor (distribuitor englez, ROV german - Rotierende hochspannungsVerteilung) - distribuie tensiune ridicată la bujiile cilindrilor motorului. La sistemele de aprindere prin contact, de regulă, este combinat cu un întrerupător, la sistemele de aprindere fără contact - cu un senzor de impulsuri, pe cele mai moderne este fie absent, fie combinat cu o bobină de aprindere, un întrerupător și senzori (sisteme HEI, CID, CIC). După bobina de aprindere s-a format un curent de înaltă tensiune, acesta intră (printr-un fir de înaltă tensiune) la contactul central al capacului distribuitorului și apoi printr-un unghi de contact cu arc la placa rotorului. În timpul rotației rotorului, curentul „sare” de pe placa sa, printr-un mic spațiu de aer, către contactele laterale ale capacului. Mai mult, prin firele de înaltă tensiune, un impuls de curent de înaltă tensiune intră în bujii. Contactele laterale ale capacului distribuitorului sunt numerotate și conectate (prin fire de înaltă tensiune) la dopurile cilindrului într-o succesiune strict definită. În acest fel, se stabilește „ordinea cilindrilor”, care se exprimă printr-o serie de numere. De regulă, pentru motoarele cu patru cilindri se folosește secvența: 1 - 3 - 4 - 2. Aceasta înseamnă că, după aprinderea amestecului de lucru din primul cilindru, următoarea „explozie” va avea loc în al treilea, apoi în al patrulea și, în final, în al doilea cilindru. Această ordine de funcționare a cilindrilor este stabilită pentru a distribui uniform sarcina pe arborele cotit al motorului. Prin rotirea corpului distribuitorului-întrerupător, timpul de aprindere inițial este setat și ajustat (unghiul înainte de corecție de către regulatoarele centrifuge și de vid).

• Sisteme cu distribuție de putere statică. În procesul de dezvoltare a unor noi sisteme de aprindere, una dintre sarcinile principale a fost abandonarea tuturor celor mai nesigure componente ale sistemului - nu numai de la întrerupătorul de contact, ci și de la distribuitorul de aprindere mecanică. A fost posibil să se abandoneze contactul prin introducerea sistemelor de control cu \u200b\u200bmicroprocesor (a se vedea mai sus). Distribuitorul a fost abandonat de dezvoltarea așa-numitelor sisteme de aprindere cu distribuție de energie statică sau sisteme de aprindere statice (statice - deoarece aceste sisteme nu au părți în mișcare prezente în distribuitor). Deoarece nu există un distribuitor în aceste sisteme, aceste sisteme au, de asemenea, denumirea generală DLI (DistributorLess Ignition), DIS (DistributorLess Ignition System) („sistem fără distribuitor”), DI (Aprindere directă), DIS („sistem de aprindere directă”, „direct aprindere"). Notă. Diferiti autori folosesc terminologii diferite, pentru a evita confuzii inutile, propunem să ne concentrăm asupra acestei opțiuni: DLI - se referă la toate sistemele fără distribuitor de înaltă tensiune; DI - se aplică numai sistemelor cu bobine individuale (DI \u003d COP + EFS); DIS - Se aplică numai unui sistem de aprindere sincronă cu două conductoare (DIS \u003d DFS). Este posibil ca această abordare să nu fie pe deplin corectă, dar este utilizată cel mai des. Odată cu introducerea acestor sisteme, a fost necesar să se facă modificări semnificative în proiectarea bobinei de aprindere (utilizați bobine cu două și patru conductoare) și / sau să utilizați sisteme cu mai multe bobine de aprindere. Toate sistemele de aprindere fără distribuitor sunt împărțite în două blocuri - sisteme de aprindere independente cu bobine de aprindere individuale pentru fiecare cilindru al motorului (sisteme EFS și COP) și sisteme de aprindere sincronă, unde o bobină servește, de regulă, doi cilindri (sisteme DFS). (Germană: Einzel Funken Spule) se numește un sistem de aprindere independent, deoarece în el (spre deosebire de sistemele de aprindere sincrone) fiecare bobină este controlată independent și oferă o scânteie pentru un singur cilindru. În acest sistem, fiecare bujie are propria bobină de aprindere individuală. În plus față de absența pieselor mobile mecanice în sistem, un avantaj suplimentar este că atunci când bobina se defectează și se defectează, doar un cilindru „ei” va înceta să funcționeze și sistemul în ansamblu va rămâne funcțional.

  După cum sa menționat deja atunci când se iau în considerare sistemele de control al aprinderii bazate pe microprocesor, comutatorul din astfel de sisteme poate fi un bloc pentru toate bobinele de aprindere, blocuri separate (mai multe comutatoare) pentru fiecare bobină de aprindere și, în plus, poate fi integrat cu o unitate de control electronic. deci poate fi instalat separat. Bobinele de aprindere pot sta, de asemenea, separat sau ca o singură unitate (dar, în orice caz, stau separat de ECU) și, în plus, pot fi combinate cu întrerupătoare.

  
  

  Schema generală a sistemelor de aprindere independente:

  
  

  Unul dintre cele mai populare tipuri de sisteme EFS este așa-numitul sistem COP (bobină pe mufă) - în acest sistem, bobina de aprindere este plasată direct pe bujie. Astfel, a devenit posibil să scăpați complet de încă o componentă deloc fiabilă a sistemului de aprindere - firele de înaltă tensiune.

  
  

  Dispunerea bobinei de aprindere în sistemul COP (cu aprindere integrată):

  Sistem static de aprindere sincronă cu bobine de aprindere cu două conductoare (o bobină pentru două bujii) - sistem DFS (German Doppel Funken Spule). În plus față de sistemele cu bobine individuale, sunt utilizate și sisteme în care o bobină asigură o descărcare de înaltă tensiune pe două lumânări în același timp. În acest caz, se dovedește că într-unul dintre cilindri, care este în cursa de compresie, bobina dă o „scânteie de lucru”, iar în cilindrul asociat, care este în cursa de eșapament), dă o „scânteie de ralanti” (prin urmare, un astfel de sistem este adesea numit un sistem de aprindere cu o ralanti scânteie - „scânteie irosită”). De exemplu, într-un motor V cu 6 cilindri de pe cilindrii 1 și 4, pistoanele ocupă aceeași poziție (ambele sunt în centrul mort sus și jos în același timp) și se deplasează la unison, dar sunt la cursuri diferite. Când cilindrul 1 este pe cursa de compresie, cilindrul 4 este pe cursa de evacuare și invers.

  
  

  Tensiunea ridicată generată în înfășurarea secundară se aplică direct la fiecare bujie. Într-una dintre bujii, scânteia trece de la electrodul central la electrodul lateral, iar în cealaltă bujie, scânteia se deplasează de la electrodul lateral la electrodul central:

  Tensiunea necesară pentru a crea o scânteie este determinată de decalajul de scânteie și de presiunea de compresie. Dacă decalajul dintre bujiile ambelor cilindri este egal, descărcarea necesită o tensiune proporțională cu presiunea cilindrului. Tensiunea înaltă generată este împărțită în funcție de presiunea relativă a cilindrului. Cilindrul pentru cursa de compresie necesită și folosește mai multă descărcare de solicitare decât pentru cursa de evacuare. Acest lucru se datorează faptului că cilindrul este la o presiune atmosferică aproximativă în timpul evacuării, astfel încât consumul de energie este mult mai mic.

  În comparație cu un sistem de aprindere cu distribuitor, consumul total de energie într-un sistem fără distribuitor este practic același. Într-un sistem de aprindere fără distribuitor, pierderea de energie din fanta scânteii dintre rotorul distribuitorului și terminalul capacului este înlocuită de pierderea de energie la o scânteie de ralanti în cilindru în timpul cursei de evacuare.

  Bobinele de aprindere din sistemul DFS pot fi instalate atât separat de bujii și comunică cu ele cu fire de înaltă tensiune (atât în \u200b\u200bsistemul EFS), cât și direct pe bujii (ca în sistemul COP, dar în acest caz, firele de înaltă tensiune sunt încă utilizate pentru a transmite descărcarea la bujiile din vecinătate cilindri - în mod condiționat un astfel de sistem poate fi numit „DFS-COP”).

  
  Diagrama generală a sistemului "DFS-COP"
  Variante de sistem DFS-COP

  De asemenea, în acest sistem, comutatoarele pot fi combinate cu bobinele corespunzătoare - așa arată această opțiune pe exemplul Mitsubishi Outlander:

6. Firele de înaltă tensiune - conectați dispozitivul de stocare a energiei cu un distribuitor sau lumânări și un distribuitor cu lumânări. Sistemele de aprindere COP nu sunt disponibile.

7. Bujii (bujie) - necesar pentru formarea unei descărcări de scânteie și aprinderea amestecului de lucru în camera de ardere a motorului. Dopurile sunt instalate în chiulasă. Când un impuls de curent de înaltă tensiune lovește bujia, o scânteie sare între electrozii săi - ea este cea care aprinde amestecul de lucru. De regulă, este instalat un dop pentru fiecare cilindru. Cu toate acestea, există și sisteme mai complexe, cu două lumânări pe cilindru, iar lumânările nu se aprind întotdeauna în același timp (de exemplu, Honda Civic Hybrid folosește DSI - sistem de aprindere dublă secvențială - la viteze mici, două lumânări ale unui cilindru se trag secvențial - mai întâi cea care mai aproape de supapa de admisie, apoi a doua - astfel încât amestecul aer-combustibil să ardă mai repede și mai complet).

Orice sistem de aprindere este clar împărțit în două părți:

• circuit de joasă tensiune (primar, primar englez) - include înfășurarea primară a bobinei de aprindere și a circuitelor conectate direct la aceasta (întrerupător, comutator și alte componente, în funcție de dispozitivul unui anumit sistem).
• circuit de înaltă tensiune (secundar, secundar englez) - include înfășurarea secundară a bobinei de aprindere, sistem de distribuție a energiei de înaltă tensiune, fire de înaltă tensiune, lumânări.

Având în vedere toate modificările și combinațiile posibile ale elementelor de mai sus, la mașini sunt utilizate cel puțin 15-20 de tipuri de sisteme de aprindere.

Mașinile sunt folosite pentru transportul de pasageri și mărfuri suficient de rapid către anumite destinații. Este foarte dificil să ne imaginăm munca oricărei întreprinderi sau fabrici fără mașină. Elementul principal este motorul, care, la rândul său, are nevoie de un sistem de aprindere pentru funcționarea normală, care trebuie să poată fi reparat și, din punct de vedere al caracteristicilor sale, adecvat pentru centrala electrică dată a mașinii.

Sistem de aprindere

Sistemul de aprindere al unei mașini este un set destul de complex de dispozitive responsabile de apariția unei scântei în momentul care corespunde modului de funcționare al centralei. Acest sistem face parte din echipamentul electric. Primele motoare, cum ar fi unitatea Daimler, au folosit o bujie incandescentă ca sistem de aprindere - acesta este primul dispozitiv de sistem de aprindere care nu a fost lipsit de dezavantajele sale. Esența lor a fost că aprinderea a fost efectuată chiar la sfârșitul cursei, deoarece camera a fost încălzită la o temperatură suficient de ridicată. Înainte de pornire, a fost întotdeauna necesar să încălziți capul strălucitor în sine și abia apoi să porniți motorul. Ulterior, capul a fost încălzit prin menținerea temperaturii din combustibilul ars. În condiții moderne, acest principiu al sistemului de aprindere poate fi utilizat numai la micromotoarele utilizate la modelele de mașini și alte echipamente utilizate de motoarele cu ardere internă. Acest design vă permite să reduceți dimensiunile globale, dar întreaga structură poate fi mai scumpă. La modelele mici, acest lucru este subtil, dar într-o mașină de dimensiuni mari poate avea un impact foarte puternic asupra prețului. La toate mașinile, circuitul sistemului de aprindere este aproape același. Unele diferențe sunt dictate doar de tipul de performanță.

Schema generală a sistemului de aprindere este următoarea.

Sistem magnet

După capul de strălucire, unul dintre primele sisteme de aprindere, au fost create dispozitive care au funcționat pe bază de magneto. Ideea principală a unei astfel de instalații este generarea impulsului necesar pentru aprindere prin trecerea unui mic câmp magnetic în apropierea bobinei staționare de la magnetul permanent instalat, care la rândul său a fost conectat la una dintre părțile rotative ale motorului. Principalul avantaj al unui astfel de sistem a fost simplitatea maximă de proiectare și absența necesității de a instala orice celule de putere și baterii. Este întotdeauna gata să plece.

În lumea modernă, este utilizat în principal pentru motoarele care sunt instalate pe ferăstraie cu lanț, generatoare mici de benzină și alte echipamente similare. Sistemul nu este lipsit de dezavantaje, principalul fiind costul foarte mare de producție. Era nevoie de o bobină cu un număr mare de rotații de sârmă foarte subțire. Magneții trebuie, de asemenea, să fie de înaltă calitate. Pe baza tuturor neajunsurilor, un astfel de sistem a fost abandonat, înlocuindu-l cu altele mai simple și mai fiabile.

tipuri de sisteme

Pentru funcționarea normală a unui motor pe benzină, este necesar un sistem de aprindere. Datorită ei, amestecul se aprinde la momentul potrivit. Există trei tipuri de sisteme:

• fără contact;
• electronic.

Toate cele trei tipuri diferă prin design. În ciuda acestui fapt, principiul muncii lor este practic același.

Structura generală și dispozitivul de aprindere

Toate sistemele de aprindere, indiferent de tip, sunt formate din cinci elemente structurale principale:

• Sursă de putere. La pornirea motorului mașinii, bateria servește ca sursă de energie necesară. După ce motorul a pornit, această funcție este realizată de generator.
• Blocare egnition - un dispozitiv special care este utilizat pentru a transmite tensiunea. Încuietoarea, cunoscută și sub numele de întrerupător, este atât mecanică, cât și mai modernă - electrică.
• Acumulatorul de energie necesară. Acest element este conceput pentru a acumula și transforma energia în cantități suficiente. În mașinile moderne, este posibil să se utilizeze două tipuri de acționări: inducție sau capacitivă. Inducția este mai frecventă și arată ca un fel de bobină de aprindere. Conversia se efectuează prin trecerea curentului prin cele două înfășurări ale acestei bobine.
• Lumânare... Direct un element de lucru care creează scânteia necesară pentru aprindere. Este un izolator mic de porțelan care este înșurubat pe fir și are doi electrozi, care sunt situați la o distanță mică unul de celălalt. Când curentul curge între contacte, se creează o scânteie din cauza distanței mici.
• Sistemul utilizat pentru distribuirea contactului. Scopul principal este de a furniza bujiile cu energie la momentul potrivit. Se compune dintr-un fel de distribuitor (sau comutator) și un bloc separat pentru controlul acestuia. Tipul de distribuitor depinde de sistemul selectat, acesta poate fi fie electronic, fie mecanic, care folosește un glisor rotativ pentru munca sa.

Aprindere tip contact

Cea mai obișnuită schemă este sistemul de aprindere „Gaz”, utilizat pentru a aprinde amestecul de combustibil, mai cunoscut sub numele de sistem de distribuție intermitent. Acest dispozitiv creează o scânteie de o tensiune foarte mare, de până la 30 mii V, la contactele lumânărilor. Pentru a realiza acest lucru, lumânările sunt conectate la o bobină, datorită căreia este generată tensiunea necesară. Semnalul către bobină este alimentat folosind fire speciale cu caracteristicile necesare. Când grupul de contacte este deschis cu ajutorul unei came speciale, scânteia este creată exact.

Trebuie remarcat faptul că momentul apariției sale trebuie să corespundă în mod clar poziției speciale a pistoanelor. Acest lucru se realizează ca urmare a instalării unui distribuitor bine dimensionat, care transmite mișcarea de rotație către un distribuitor special de întrerupere. Principalul dezavantaj al unui astfel de sistem este prezența uzurii mecanice și, ca urmare, timpul de creare a scânteii, precum și calitatea acestuia, se schimbă. Dacă scânteia nu este furnizată în timp util, aceasta va afecta funcționarea corectă a motorului, ceea ce înseamnă că va fi necesară o intervenție destul de frecventă în funcționarea și reglarea acesteia.

În ciuda acestui fapt, sistemul de aprindere cu tranzistor de contact este folosit și astăzi. Acest sistem de aprindere a unui amestec combustibil este popular datorită caracteristicilor sale excelente și a indicatorilor ridicați ai fiabilității operaționale.

Aprindere fără contact

Un sistem de aprindere fără contact este un sistem mai complex care depinde direct doar de deschiderea contactelor speciale. Cel mai important rol în activitatea sa îl joacă un comutator, care este creat pe baza unui tip de operație cu tranzistor. Pentru alimentarea cu scânteie normală, se folosește și un senzor separat. Acest sistem este bun prin faptul că nu există nicio dependență de nivelul de calitate al suprafeței contactelor și se poate garanta o scânteiere de calitate superioară. Dar acest tip de sistem de aprindere utilizează, de asemenea, un distribuitor, care este necesară pentru a transfera o anumită cantitate de curent la bujiei dorită. În exterior, sistemul este oarecum similar cu un circuit de aprindere prin contact.

Transferul curentului de mărimea necesară se efectuează prin utilizarea unor fire speciale de înaltă tensiune.

Avantajele unui dispozitiv de aprindere fără contact

Comparativ cu contactul, această schemă are o serie de avantaje:

• Contactele de pe întrerupător nu ard și, de asemenea, nu sunt susceptibile la contaminare. Nu este nevoie de o perioadă foarte lungă de timp pentru a selecta și seta momentul în care curentul va fi furnizat. Nu este nevoie să controlați sau să reglați poziția contactelor, precum și unghiul lor de închidere și deschidere, totul deoarece sistemul de aprindere fără contact exclude prezența contactelor mecanice în sistem. Ca urmare, motorul nu își pierde puterea.
• Datorită faptului că nu există o deschidere a contactelor prin intermediul unei came speciale, nu există nici vibrații și bătăi ale rotorului în interiorul distribuitorului - uniformitatea alimentării cu scânteie la fiecare bujie nu este perturbată.
• Chiar și un motor rece poate porni în mod fiabil, în ciuda temperaturii ambiante.

Aprindere electronică

Acest sistem elimină utilizarea pieselor mecanice în mișcare. Acest lucru se realizează prin utilizarea unor senzori speciali și a unei unități de control. Crearea unei scântei, precum și momentul în care este aplicată la o fișă specifică, se realizează mai precis decât în \u200b\u200bsistemele care utilizează distribuitoare mecanice. Pe scurt, aceasta oferă o bună oportunitate de a îmbunătăți performanțele centralei electrice a vehiculului, precum și de a crește semnificativ puterea fără a crește consumul de combustibil. Sistemul se distinge prin fiabilitate foarte mare și calitatea performanței sarcinilor atribuite. Acest sistem de aprindere electronică este utilizat în multe mașini moderne datorită fiabilității sale ridicate și a performanțelor excelente.

Tipul de aprindere cu microprocesor

Sistemul de aprindere cu microprocesor este un tip de aprindere electronică. Se utilizează pentru a crea o anumită dependență de sincronizarea aprinderii în instalațiile cu un sistem de alimentare cu carburator de presiunea aerului din colector, precum și de turația motorului arborelui cotit.

Sistemul de aprindere electronică cu microprocesor are un număr foarte mare de avantaje în comparație cu echipamentul standard al mașinilor cu sistem de alimentare cu carburator.

Nivelul de consum este redus semnificativ. Acest lucru se datorează optimizării arderii amestecului furnizat.

Toate caracteristicile dinamice ale vehiculului sunt îmbunătățite.

Performanța motorului este îmbunătățită, iar tranzițiile de viteză devin mai fine. Nici o pierdere de putere la turatii mici.

Sistemul de aprindere cu microprocesor implică instalarea GPL, ca urmare a acestui fapt, se produce economie de combustibil, precum și costul fiecărui kilometru de călătorie este redus.

Este posibil să instalați un comutator suplimentar pentru a schimba modurile. De exemplu, între combustibili.

Astăzi, sistemul de aprindere VAZ vă permite să instalați această schemă pentru a îmbunătăți toate performanțele dinamice. Această oportunitate readuce din nou VAZ în rândul mașinilor actuale, datorită prețului redus, dar în același timp cu caracteristici de viteză bune.

Etapele principale ale aprinderii

Există câteva dintre cele mai elementare etape în funcționarea sistemului de aprindere, acestea nu depind de tipul și designul:

Acumularea și furnizarea nivelului de încărcare necesar.

Conversie specială de înaltă tensiune.

Etapa de distribuție.

Scânteind cu lumânări.

Aprinderea amestecului de combustibil.

La fiecare dintre etape, este necesară lucrarea cea mai precisă și bine coordonată dintre toate elementele. În acest caz, este mai bine să alegeți cele mai fiabile și dovedite sisteme pentru o lungă perioadă de timp. Conform statisticilor, cel mai bun este sistemul electronic de aprindere a motorului, datorită absenței componentelor mecanice.

Bujie

Niciun sistem de aprindere nu poate funcționa fără elementul principal - lumânări. Această parte este capabilă să transforme impulsurile primite de la înaltă tensiune într-o încărcătură specială de scânteie pentru aprinderea vaporilor de combustibil în camera de ardere. Pentru ca bujia să funcționeze bine, nivelul de temperatură al izolatorului său inferior ar trebui să fie de aproximativ 500-600 de grade. Trebuie remarcat faptul că la o temperatură de 500 de grade, pot exista depozite de carbon pe suprafața izolatorului. Rezultatul este întreruperi în muncă, transmisie slabă a scânteii. La o temperatură de 600 de grade, este posibilă așa-numita aprindere cu strălucire - aceasta este o aprindere prematură a amestecului datorită temperaturii ridicate a izolatorului.

La alegerea lumânărilor, acestea sunt ghidate de așa-numitul număr de strălucire, a cărui valoare este stabilită inițial de producător. Cu cât numărul de strălucire este mai mare, cu atât lumânarea este mai puțin supusă încălzirii, se mai numește și o lumânare mai rece.

Verificarea stării și funcționalității aprinderii

Din când în când, sistemul de aprindere al unei mașini pentru funcționarea normală necesită verificarea integrității și coerenței elementelor sistemului de aprindere. Doar abordarea corectă va asigura durabilitatea și fiabilitatea motorului. În special, se verifică următorii parametri:

Momentul aprinderii și unghiul său. Dacă este necesar, reglați și setați valoarea standard pentru vehicul.

Verificarea circuitelor de tensiune. Pentru aceasta, firele de înaltă tensiune sunt îndepărtate și, folosind un tester special, se verifică debitul lor și prezența defecțiunii.

Pentru a obține cele mai exacte informații despre starea circuitelor de aprindere, precum și despre toate procesele care au loc în interior, sunt utilizate standuri specializate echipate cu osciloscoape. Acest lucru vă permite să obțineți cea mai precisă valoare și să determinați foarte rapid nivelul de sănătate al sistemului. Toate aceste acțiuni sunt necesare pentru a determina defecțiunea sistemului de aprindere. În etapa inițială, puteți face cu pierderi minime, de exemplu, înlocuirea firelor. În același timp, motorul rămâne funcțional, ceea ce este foarte important, deoarece repararea acestuia costă mult mai mult decât înlocuirea unuia dintre elementele sistemului de aprindere.

Cele mai frecvente defecțiuni de aprindere

Defecțiunile sistemului de aprindere pot duce la defectarea altor dispozitive utilizate pentru funcționarea normală a mașinii. Există o listă separată a defecțiunilor întâlnite frecvent, în care funcționarea sistemului de ardere a amestecului de lucru este dificilă:

Posibile scurtcircuite ale înfășurării primare a bobinei de aprindere la sol, precum și închiderea secundarului la primar. Ca urmare, rezistența suplimentară se arde și apar fisuri caracteristice în izolator, precum și în capacul bobinei. În acest caz, este necesar să înlocuiți elementele deteriorate, dar dacă bobina este practic distrusă, atunci întregul ansamblu trebuie înlocuit.

Defecțiuni tipice ale întrerupătorului: posibilă ardere sau contaminare cu ulei a contactelor din interiorul întrerupătorului; încălcarea decalajului standard dintre contacte, ceea ce duce la întreruperi la comutarea între bujii.

Arderea sau ungerea contactelor poate provoca o creștere foarte bruscă a nivelului de rezistență dintre ele, din această cauză, curentul generat în înfășurarea primară scade și, ca rezultat, scade puterea scânteii create de lumânări.

Încălcarea decalajului duce, de asemenea, la o deteriorare a formării unei scântei care se creează între electrozii lumânării. Ca urmare - întreruperi în funcționarea normală a motorului.

Lumânări: pot apărea depozite de carbon pe suprafața interioară, precum și o contaminare puternică la exterior. Încălcarea decalajului dintre electrozi, diverse fisuri în izolator, o defecțiune a electrodului lateral - toate acestea duc la o alimentare slabă cu scânteie sau la absența acesteia. Acest lucru determină o funcționare instabilă, inegală și instabilă a motorului, reduce puterea acestuia. De asemenea, este posibil să vă opriți atunci când sarcina crește.

Funcționarea normală a bujiilor este posibilă numai dacă:

Suprafața firului este uscată (niciodată umedă);

Există un strat foarte subțire de carbon sau funingine;

Culoarea electrozilor, precum și a izolatorului, ar trebui să fie de la maro deschis la gri deschis, aproape alb.

O suprafață umedă a firului poate spune despre toate defecțiunile - poate fi fie benzină, fie ulei. Într-o lumânare defectă, electrozii și o parte a izolatorului sunt acoperite cu un strat gros de carbon și sunt umede.

Lumanari uleioase si alte semne de defectiune

Dacă motorul are un kilometraj foarte mare și, în același timp, toate dopurile au fost înlocuite în același timp, atunci eroarea principală a acestei condiții este uzura crescută a cilindrilor, inelelor sau pistoanelor. Pe bujie poate apărea ulei în timp ce vehiculul este rodat. Ea dispare cu timpul. Dacă s-a găsit ulei pe o singură lumânare, atunci motivul pentru aceasta, cel mai probabil, poate fi o defecțiune a supapei de eșapament, aceasta poate arde. Pentru a determina acest lucru, trebuie să ascultați bine funcționarea motorului; la ralanti, acesta nu funcționează uniform. În acest caz, este imposibil să amânați lucrările de reparații, de atunci șa se va arde și reparația va fi și mai scumpă.

Electrozii arși sau foarte puternic corodați indică doar supraîncălzirea lumânării. Acest lucru este posibil dacă a fost utilizată benzină cu octanie redusă sau dacă timpul de aprindere a fost stabilit incorect. Un amestec prea slab este, de asemenea, rezultatul topirii electrodului.

Sunt posibile diverse deteriorări mecanice pe suprafața lumânării. Poate avea un aspect curbat, sau electrodul situat în lateralul lumânării va fi deformat. Consecințele unei astfel de lucrări sunt întreruperile în contact. Cauza unor astfel de probleme poate fi lungimea fișei aleasă incorect sau lungimea filetului nu corespunde scaunului din capul motorului. În acest caz, merită să alegeți o bujie standard recomandată de producător. Dacă lungimea sa a fost aleasă corect, ar trebui să acordați atenție prezenței elementelor mecanice străine în partea interioară a cilindrului.

După ce lumânările au fost schimbate, puteți afla o cantitate foarte mare de informații despre starea lor. Dacă lumânarea continuă să fie acoperită cu depozite de carbon într-un alt cilindru, aceasta indică o defecțiune. Dar dacă un dop normal și reparabil al unuia dintre cilindrii adiacenți începe, de asemenea, să fie acoperit cu depozite de carbon, ca și predecesorul său, atunci aceasta este o defecțiune direct în aranjamentul manivelei acestui cilindru.

concluzii

Toate sistemele utilizate pentru a aprinde un amestec de combustibil sunt bune în anumite domenii ale ingineriei mecanice. Toți nu sunt lipsiți de defectele lor. Nu este întotdeauna necesar să se creeze un sistem complex și extrem de fiabil; uneori este mult mai ieftin să se utilizeze sisteme simple și mai ieftine. Nu este nevoie să instalați un sistem de aprindere scump pe o mașină cu un cost mult mai mic decât altele din clasa sa. Astfel de acțiuni nu pot decât să-și ridice costul, dar calitatea, din păcate, va rămâne aceeași. De ce să schimbați ceva dacă sistemul de aprindere a arătat doar cele mai bune rezultate la multe teste?

Sistem de aprindere conceput pentru a aprinde amestecul aer-combustibil din cilindrii unui motor pe benzină. Amestecul aer-combustibil este aprins în camera de ardere a motorului prin intermediul unei descărcări electrice între cea instalată în chiulasă. Sistemele de aprindere magnetică și sistemele de aprindere a bateriei sunt utilizate pentru a crea o scânteie între electrozii bujiei, în care bobinele de inducție sunt surse de înaltă tensiune.

Figura: Schema sistemului de aprindere a bateriei

Sistemul de aprindere constă din următoarele elemente principale:

• sursă de curent IT, a cărei funcție este realizată de un generator
• sursa de alimentare comutator VK (comutator de contact)
• senzor de poziție unghiular al arborelui cotit
• regulatoare de sincronizare aprindere RMZ, care stabilesc un anumit moment de alimentare cu tensiune ridicată a bujiei, în funcție de viteza de rotație a arborelui cotit, de Δpk vid în galeria de admisie și de numărul octanic de benzină
• sursă de înaltă tensiune IVN, conținând un dispozitiv intermediar de stocare a energiei NE și un convertor de joasă tensiune la înaltă tensiune
• releu de putere SR, care poate fi contact mecanic al unui întrerupător sau al unui comutator electronic (tranzistor sau tiristor)
• distribuitor P impulsuri de înaltă tensiune pentru lumânări
• dispozitive de suprimare a interferențelor PP (elemente de protecție ale sistemului de aprindere sau rezistențe de suprimare a interferențelor)
• bujii SV cu tensiune secundară ridicată

Într-un sistem de aprindere a bateriei, sursa de energie este o baterie sau un generator (în funcție de modul de funcționare al motorului). este fundamental diferită de puterea bateriei prin faptul că sursa de energie electrică din acesta este un generator magnetoelectric, combinat structural cu o bobină de inducție. În prezent, sistemul de aprindere magnetică nu este practic utilizat la mașini, dar este utilizat la pornirea motoarelor pe benzină ale motoarelor diesel ale tractorului.

Sistemul de aprindere generează impulsuri de înaltă tensiune la momentul potrivit pe cursele de compresie din cilindrii motorului și distribuția acestora între cilindri în conformitate cu ordinea de funcționare a acestora. Momentul de aprindere este caracterizat de sincronizarea cu aprindere a UOZ, care este unghiul de rotație al vilei arborelui cotit din poziția în momentul în care scânteia a fost aplicată în poziția când pistonul trece prin centrul mort superior TDC.

Scânteia electrică determină apariția primilor centri activi într-un volum limitat de amestec combustibil-aer, din care începe dezvoltarea reacției chimice de oxidare a combustibilului, însoțită de eliberarea de căldură. Procesul de ardere al amestecului de lucru este împărțit în trei faze:

• inițială, în care se formează o flacără, inițiată de o descărcare de scânteie într-o lumânare
• principal, în care flacăra se răspândește în cea mai mare parte a camerei de ardere
• final, în care flacăra arde la pereții cilindrului

Figura: Sistem de aprindere pentru stocarea energiei:
a - într-un câmp magnetic; b - într-un câmp electric

Pentru scântei neîntrerupte, trebuie aplicată o tensiune de până la 30 kV bujiei.

Nivelul de înaltă tensiune asigură o sursă intermediară de energie. Conform metodei de stocare a energiei într-o sursă intermediară, sistemele se disting prin stocarea energiei într-un câmp magnetic (în inductanță) sau în câmpul electric al unui condensator (într-un condensator). În ambele cazuri, pentru a obține un impuls de înaltă tensiune, se folosește o bobină de aprindere, care este un transformator (sau autotransformator) care conține două înfășurări: primarul L1 cu un număr mic de spire și rezistență electrică în fracțiuni și unități de ohm și înfășurarea secundară L2 cu un număr mare de spire și rezistență în unități și zeci de kilo-ohmi.

Cuplarea autotransformatorului înfășurărilor simplifică proiectarea și tehnologia de fabricație a bobinei și, de asemenea, crește ușor tensiunea secundară. Raportul de transformare al bobinelor de aprindere este cuprins între 50-225.

În sistemele de aprindere cu stocare de energie în bobine de aprindere (în inductanță), înfășurarea primară L1 a bobinei este conectată la sursa de alimentare în serie printr-un întrerupător mecanic sau electronic S2. În sistemele de aprindere cu stocare a energiei în câmpul electric al unui condensator (într-un rezervor), înfășurarea primară a bobinei este conectată periodic la condensatorul controlat de un întrerupător electronic S2. Condensatorul este preîncărcat de la sursa de alimentare a vehiculului printr-un convertor static de tensiune.

Pentru a aprinde amestecul de aer / combustibil, o scânteie electrică trebuie furnizată cilindrului la momentul potrivit. Sistemul de aprindere electronică îndeplinește această sarcină.

Dispozitiv de sistem electronic de aprindere

Sistemul electronic de aprindere al injectorului utilizează principiul distribuției statice de înaltă tensiune, adică nu există părți mobile în sistem. La autovehiculele cu injecție, tensiunea înaltă de la bobina de aprindere este furnizată la doi cilindri, ale căror pistoane se deplasează în prezent în punctul mort superior. Într-unul dintre cilindri, amestecul este comprimat, în al doilea, cursa de evacuare.

Acest principiu al distribuției de înaltă tensiune se numește "metoda scânteii inactiv"... La motoarele moderne cu injecție, bobinele de aprindere individuale sunt instalate pe fiecare cilindru.

Controlul sincronizării aprinderii

În sistemele de aprindere electronică, momentul scânteii este controlat de controler. Prin determinarea vitezei actuale a arborelui cotit și a sarcinii motorului, regulatorul calculează sincronizarea de bază a aprinderii. Mai mult, acest unghi poate fi corectat (de exemplu, redus dacă se detectează lovirea). După ce a calculat valoarea finală a momentului de aprindere, controlerul emite un semnal de control către modulul de aprindere în momentul în care pistonul care se deplasează la TDC atinge poziția necesară.

Compoziția sistemului de aprindere al motorului cu injecție

În sistemul electronic de aprindere, se pot distinge următoarele detalii:

• Controlor;
• Senzor de poziție a arborelui cotit (DPKV);
• Scripete dințate;
• Modul de aprindere;
• Firuri de înaltă tensiune;
• Bujie.

Modul de aprindere

Modulul de aprindere include două bobine de aprindere și două chei de comutare de înaltă tensiune.

Bobina de aprindere servește la stocarea energiei suficiente pentru a aprinde amestecul aer-combustibil, se formează o tensiune înaltă în circuitul său secundar, care este apoi alimentat la bujii. Bobina de aprindere este formată din două înfășurări cuplate inductiv (primar și secundar).

Comutatorul este utilizat pentru a porni și opri curentul în bobina primară a bobinei de aprindere. Controlerul calculează timpul de pornire necesar în funcție de rotațiile curente ale arborelui cotit și de tensiunea de la bord și trimite un semnal de control către comutator. În timpul de pornire (timpul de acumulare), curentul din înfășurarea primară a bobinei de aprindere crește la o valoare optimă predeterminată, la care valoarea energiei stocate atinge un maxim. Dacă timpul de acumulare este prea lung, atunci bobina de aprindere va funcționa cu saturație, ceea ce va duce la supraîncălzirea și scăderea eficienței.

Firuri de aprindere de înaltă tensiune

Firele de înaltă tensiune asigură o tensiune ridicată de la bobina de aprindere la bujii. Firul de înaltă tensiune este un conductor izolat cu siliciu, la capetele căruia există vârfuri de contact de înaltă tensiune. Firul de înaltă tensiune are o rezistență de 6-15 kΩ. Acest lucru se face în mod special pentru a reduce nivelul de interferență electromagnetică care apare în momentul scânteii.
Lungimea decalajului de scânteie afectează calitatea combustiei amestecului aer-combustibil. Cu cât este mai mare scânteia, cu atât se aprinde cu mai multă încredere. Dar valoarea maximă a distanței interelectrodului este limitată de valoarea maximă admisibilă a tensiunii secundare a bobinei de aprindere, rata de creștere a tensiunii secundare, care, la rândul ei, este determinată de caracteristicile de proiectare ale bobinei de aprindere, a firelor de înaltă tensiune și a bujiilor.

Senzor de poziție a arborelui cotit (DPKV)

Pentru a asigura un control optim al motorului, ECM trebuie să cunoască întotdeauna poziția exactă a pistoanelor din cilindrii motorului în raport cu TDC. În acest scop, fulia de acționare a generatorului a fost suplimentată cu un inel de transmisie. Numărul estimat de dinți pe jantă este de 60, în timp ce doi dintre ei lipsesc. Distanța unghiulară dintre dinți este de 6 °.

DPKV funcționează în tandem cu o scripete dințată. Distanța de aer dintre DPKV și roata dințată este de 0,7-1,1 mm.

Odată cu pornirea motorului, controlerul analizează semnalul DPKV, încercând să selecteze doi dinți lipsă pe janta fuliei (primul dinte merge după cei lipsă). Odată ce acest lucru se întâmplă, devine posibil să se calculeze timpul de aprindere, să se calculeze fazele de injecție a combustibilului și să se controleze modulul de aprindere și injectoarele. Semnalul DPKV este, de asemenea, utilizat pentru a calcula viteza și accelerația arborelui cotit.