6.04.20 861 Система зажигания. Устр.авт.

• Система зажигания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в камерах сгорания в строго определенные моменты в соответствии с порядком работы цилиндров и режимом работы двигателя
• Система зажигания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в камерах сгорания в строго определенные моменты в соответствии с порядком работы цилиндров и режимом работы двигателя

• По принципу прерывания тока системы зажигания подразделяются:
• По принципу прерывания тока системы зажигания подразделяются:

• На контактную (рассмотрена в 1 части)
• На контактно-транзисторную
• На бесконтактную (транзисторную)

В этом случае механический прерыватель управляет только транзисторным коммутатором, который, в свою очередь, управляет накопителем энергии.

Такая конструкция имеет существенное преимущество перед прерывателем без транзисторного коммутатора - оно заключается в том, что здесь контактный прерыватель обладает большей надежностью за счет того, что в этой системе через него протекает существенно меньший ток (соответственно практически исключается пригорание контактов прерывателя во время размыкания).

Соответственно и конденсатор, подключенный параллельно контактам прерывателя стал не нужным.

В остальном система полностью аналогична классической системе.

1 — свеча зажигания; 2 — провод высокого напряжения; 3 — боковой контакт распределителя; 4 — ротор распределителя; 5 — кулачок; 6 — контакты прерывателя; 7 — коммутатор; 8 — первичная обмотка катушки зажигания; 9 — вторичная обмотка; 10 — центральный провод высокого напряжения; 11 — включатель зажигания; 12 — аккумуляторная батарея; А — прерыватель; Б — база; В — катушка зажигания; К — коллектор; Э – эмиттер.

https://whatisvehicle.wordpress.com/chapter6/ch6part3/ch6part3tszk/

При замыкании контактов прерывателя(7) через них начинает протекать ток базы транзистора VT1, который открывается и включает первичную обмотку катушки зажигания к источнику питания.

При размыкании контактов прерывателя транзистор VT1 закрывается, ток в первичной цепи резко прерывается и на свечах появляется всплеск высокого напряжения, как и в контактной системе.

Характеристики контактно- транзисторной системы аналогичны контактной, за исключением того, что снижения вторичного напряжения на низких частотах, вращения кулачка не происходит.

Импульсный трансформатор Т в схеме ускоряет запирание транзистора, цепь VD1, VQ2 защищает транзистор от перенапряжений, а конденсатор С2 — от случайных импульсов напряжения по цепи питания. Конденсатор С1 способствует уменьшению коммутационных потерь, в транзисторе.

Добавочный резистор 4 закорачивается при пуске двигателя.

1 — аккумуляторная батарея; 2,3 — контакты выключателя зажигания; 4,5 — добавочные резисторы; 6 — коммутатор; 7 — прерыватель

Недостатки, связанные с наличием контактов прерывателя, полностью устранили, применив системы с бесконтактным управлением моментом зажигания и механическими автоматами регулирования угла опережения зажигания. Сигналы, которые руководят моментом зажигания, формируются бесконтактными датчиками, которые устанавливают в распределителе вместо подвижной пластины, прерывателя и кулачка.

Применяют в основном два типа генераторных датчиков:

-  магнитоэлектрический индукционный датчик , который устанавливают на автомобилях типа  ГАЗ ,  ЗИЛ ,  Лиаз ,  УАЗ . Принцип работы такого датчика основывается на явлении электромагнитной индукции. Он состоит из неподвижной катушки с определенным количеством витков и постоянного магнита, который вращается от коленчатого вала двигателя;

-  датчик Холла , принцип действия которого состоит в возникновении ЭДС в полупроводниковой пластине с током, который находится в магнитном поле. Магнитная система, как правило, монтируется в датчик, а коммутация магнитного потока осуществляется специальной шторкой из магнитоэлектрической стали, механически соединенной с коленчатым валом.

https://mehanik-ua.ru/laboratornye-raboty/73-laboratornye-rabtoty-traktory-i-avtomobili/1450-beskontaktno-tranzistornaya-sistema-zazhiganiya-laboratornaya-rabota.html

а - нет магнитного поля и по полупроводнику проходит ток питания в направлении АВ;

б - под действием магнитного поля Н появляется ЭДС Холла - EF; в - датчик Холла

Датчик Холла через специальный разъем  2  проводами низкого напряжения соединен с коммутатором, который, в свою очередь, подключен к источнику тока и катушки зажигания.

При замкнутом выключателе  1  и вращении валика датчика-распределителя на выходе датчика Холла возникают импульсы напряжения, которые из контакта 2 разъема поступают на контакт  6  коммутатора и руководят его работой, осуществляя подачу и прерывание тока в первичном круге катушки зажигания.

Изменение магнитного поля вызовет изменение напряжения Холла, которое можно использовать для управления коммутатором. Магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом, может прерываться лопастями обтюратора, вращающегося на валу распределителя зажигания. Через кремниевую пластинку пропускается ток примерно 30 мА, тогда как напряжение Холла составляет около 2 мВ, увеличиваясь с ростом температуры. Пластинка обычно составляет одно целое с интегральной схемой, осуществляющей усиление и формирование сигнала.

При открытом зазоре между постоянным магнитом и датчиком Холла пластинка выдает напряжение. Если зазор перекрывается лопастью обтюратора, магнитное поле замыкается через лопасть и не попадает на пластинку Холла. Напряжение при этом падает.

Сигнал с граней пластинки попадает в усилитель и формирователь импульсов, после чего он может управлять коммутатором (включением и выключение катушки).

1 - обтюратор с лопастями, 2 - постоянный магнит, 3 - чувствительный элемент, 4 - провода датчика.

Коммутация тока в первичной обмотке индукционной катушки в БТСЗ осуществляется транзистором.

На  рисунке изображена принципиальная  схема бесконтактной транзисторной системы зажигания  с магнитоэлектрическим индукционным датчиком, который представляет собой однофазный генератор сменного тока с ротором на постоянных магнитах, число пар полюсов которого отвечает числу цилиндров двигателя.

К такой БТСЗ входят также высоковольтный датчик распределитель  2  (датчик и распределитель конструктивно объединены в один агрегат - датчик-распределитель), катушка зажигания  4 , транзисторный коммутатор  3,  свечи зажигания  1  и другие элементы.

1 - муфта распределителя; 2 - опорная пластина; 3- корпус распределителя;

4 - масленка; 5 - вывод; 6 - вакуумный регулятор; 7 - крышка распределителя; 8 - центральный угольный электрод с пружиной; 9 - внешний контакт ротора; 10 - центральный контакт ротора;

11 - ротор; 12, 19 - втулки; 13 - статор магнитоэлектрического датчика;

14 - регулировочные шайбы;

15, 17 - подшипники; 16 - центробежный регулятор опережения зажигания;

18 - валик распределителя; 20 - метки; 21 - ротор датчика; 22, 24 - пластины;

23 - обмотка; 25, 27 - полюсные наконечники;

26 - кольцевой постоянный магнит

Коммутатор  управляет замыканием первичной цепи катушки зажигания на массу. При этом коммутатор не просто разрывает первичную цепь по сигналу с импульсного датчика - коммутатор должен обеспечить предварительную зарядку катушки необходимой энергией. То есть, до управляющего импульса с датчика, коммутатор должен предугадать, когда нужно замкнуть катушку на землю, для того чтобы её зарядить. Причём, он должен это сделать так, чтобы время заряда катушки было приблизительно постоянным (достигался максимум накопленной энергии, но не допускался перезаряд катушки).

Для этого коммутатор вычисляет период импульсов приходящих с датчика. И в зависимости от этого периода, вычисляет время начала замыкания катушки на землю. Другими словами, чем выше обороты двигателя, тем раньше коммутатор будет начинать замыкать катушку на землю, но время замкнутого состояния будет одинаковым.

Одна из модификаций этой системы с механическим распределителем и катушкой зажигания, отдельно стоящей от распределителя и коммутатора получила устоявшееся название " бесконтактная система зажигания (БСЗ) ". Общая схема бесконтактной системы зажигания:

Для установки зажигания на статоре и роторе нанесенные метки  20 , которые совмещают при положении поршня первого цилиндра двигателя в ВМТ конца такта сжатия.

Во время вращения ротора датчика напряжение, которое развивается им, подается на вход транзисторного коммутатора, который коммутирует ток в первичной обмотке катушки зажигания, обеспечивает накопление энергии в ней и возникновение высокого напряжения во вторичной обмотке в момент искрообразования соответственно углу опережения зажигания.

В случае применения БТСЗ с  датчиком Холла  время накопления энергии в катушке зажигания остается постоянным независимо от частоты вращения коленчатого вала. Энергия искры здесь в 3-4 разы выше, чем в КСЗ. Коммутатор такой системы довольно сложный (включает микросхему, силовой транзистор, несколько резисторов, стабилитроны и конденсаторы) и нуждается в осторожности в процессе эксплуатации. В частности, отсоединение провода от свечи может привести к пробою коммутатора или распределителя

В отличие от прежде рассмотренных систем зажигания, управляющие импульсы напряжения здесь формируются в датчике, который кроме гальваномагнитного элемента Холла имеет усилитель и компаратор и выполнен в виде функционально и конструктивно завершенного узла. Он выдает полностью сформированный сигнал, параметры которого не зависят от частоты вращения, условий и продолжительности эксплуатации, обеспечивает стабильные характеристики искрообразования

Такая система зажигания является системой высокой энергии. В ней применяют катушку зажигания с уменьшенной индуктивностью и активным сопротивлением первичной обмотки 0,45 ± 0,05 Ом, что дает возможность увеличить ток размыкания до 8-9 А, повысить уровень накопительской энергии и скорость роста импульса высокого напряжения до 700 В/мкс.

Тем не менее, по этим причинам на коммутатор возлагают дополнительные функции, среди которых: ограничение тока в первичном круге катушки при низкой частоте вращения вала двигателя; отключение катушки при неработающем двигателе; регулирование времени накопления энергии в катушке в зависимости от режима работы двигателя, который существенным образом снижает надежность работы коммутатора.

Применение данной системы зажигания позволяет снижать расход горючего, повышать мощность двигателя, уменьшать вредные выбросы благодаря более высокому напряжению разряда в 30000В и более качественному сгоранию топливно-воздушной смеси.

• Самостоятельно изучить презентацию Система зажигания-2
• Составить конспект слайдов 2,3,16,18,
• Составить схему с описанием слайды 4,5,7,9,14
• Ответить на контрольные вопросы используя знания, интернет ресурс при необходимости:

• Какой недостаток контактной системы зажигания был устранен в контактно-транзисторной системе?
• Какой элемент системы коммутирует первичную цепь обмотки возбуждения ?
• Что представляет новый блок — электронный коммутатор?
• Какую роль выполняют конденсаторы С1 и С2 в контактно-транзисторной системе зажигания?
• Какие типы генераторных датчиков применяют в бесконтактно-транзисторной системе зажигания?
• Что происходит, е сли зазор перекрывается лопастью обтюратора, магнитное поле замыкается через лопасть и не попадает на пластинку Холла?
• Перечислите преимущество применения бесконтактно-транзисторной системы зажигания
• В чем отличие бесконтактно-транзисторной системы зажигания от микропроцессорной современного автомобиля?