Sistem de aprindere auto: dispozitiv și circuite. Tipuri de sisteme de aprindere și caracteristicile acestora Sistem de aprindere într-o mașină

Să luăm în considerare principiul de funcționare a unui sistem de aprindere fără contact folosind sistemul de aprindere al mașinilor VAZ 2108, 2109, 21099 ca exemplu. Să stabilim de unde provine scânteia pentru a aprinde amestecul de combustibil din camera de ardere și de ce alunecă în timp util. mod pentru fiecare cilindru.

Sistemul de aprindere fără contact pentru vehiculele VAZ 2108, 2109, 21099 include o bobină de aprindere, bujii, fire de înaltă tensiune (fire blindate), un distribuitor cu distribuitor de aprindere, senzori de sincronizare a aprinderii (centrifugi și de vid) și un senzor Hall, ca precum și un comutator și fire de joasă tensiune .

Schema unui sistem de aprindere fără contact pentru mașinile VAZ 2108, 2109, 21099

diagrama unui sistem de aprindere fără contact pentru mașinile VAZ 2108, 2109, 21099

De unde vine puterea sistemului de aprindere?

Curentul electric intră în sistemul de aprindere de la borna „30” a generatorului, prin blocul de montaj de siguranțe și relee, releul de aprindere, iar apoi la borna „B” a bobinei de aprindere. Sistemul este alimentat prin rotirea cheii în contact.

Principiul de funcționare al sistemului de aprindere fără contact

- Când motorul este pornit, arborele distribuitorului de aprindere (distribuitorul) se rotește. Intră la muncă. Un ecran rotund de oțel cu patru fante pe arborele distribuitorului, care se rotește, trece prin golul acestui senzor. Când slotul ecranului trece, tensiunea emisă de senzor este mai mică decât cea de la bord cu 3 V sau egală cu aceasta, când dintele ecranului, tensiunea scade la aproape zero. Trecerea fiecăruia dintre cei patru dinți corespunde cursei de compresie și timpului de aprindere într-unul dintre cilindrii motorului.

Note și completări

funcționarea controlerului de sincronizare a aprinderii centrifuge pentru mașinile VAZ 2108, 2109, 21099
regulator de sincronizare a aprinderii în vid pentru mașini VAZ 2108, 2109, 21099

Datorită sistemului de aprindere al mașinii, la un anumit moment de funcționare a motorului, bujiilor este furnizată o descărcare de scânteie. Această schemă a sistemului de aprindere este utilizată la motoarele pe benzină. La motoarele diesel sistemul de aprindere functioneaza astfel, in momentul compresiei se injecteaza combustibil. Există unele în care sistemul de aprindere, sau mai degrabă impulsurile sale, sunt alimentate direct la unitatea de comandă a pompei de combustibil submersibile.

Toate sistemele de aprindere existente sunt împărțite în trei tipuri:

• Circuit de contact, în care impulsurile sunt create direct în timpul funcționării pentru a întrerupe contactele;
• Un circuit fără contact, în care impulsurile de control sunt create folosind un dispozitiv electronic cu tranzistor (comutator). Comutatorul este adesea numit și generator de impulsuri.
• Circuit cu microprocesor în care un dispozitiv electronic controlează momentul aprinderii.

La motoarele în doi timpi fără sursă de alimentare externă, se utilizează un sistem de aprindere de tip magneto. Principiul de funcționare al „magnetoului” este de a crea un EMF, în momentul rotației în bobina de aprindere a unui magnet permanent de-a lungul marginii de fugă a pulsului.

Toate tipurile de sisteme de aprindere descrise diferă doar prin modul în care este creat pulsul de control.

Figura prezintă sistemul de aprindere, care este utilizat la vehiculele pe benzină.

Să luăm în considerare mai detaliat dispozitivul și schema sistemului de aprindere al unei mașini.

Elemente principale:

• sursă de alimentare (baterie și generator auto);
• stocare a energiei;
• comutator de aprindere;
• unitate de control al stocării energiei (unitate de control cu ​​microprocesor, întrerupător, comutator tranzistor);
• unitate de distribuție a puterii pentru cilindri (unitate de comandă electronică, distribuitor mecanic);
• bujie;
• fire de înaltă tensiune.

Sursa de energie pentru sistemul de aprindere este bateria imediată în momentul pornirii motorului și generatorul în timp ce motorul funcționează.

Acumulatorul este folosit pentru a acumula și converti o cantitate suficientă de energie, care este folosită pentru a crea o descărcare electrică în electrozii bujiilor. Un sistem modern de aprindere a mașinii poate folosi un stocare capacitiv sau inductiv.

Un depozit inductiv este o bobină de aprindere (autotransformator), a cărei înfășurare primară este conectată la polul pozitiv, iar polul negativ este conectat printr-un dispozitiv de întrerupere. În timpul funcționării dispozitivului de rupere, să luăm ca exemplu camele de aprindere, în înfășurarea primară este indusă o tensiune de autoinducție. În acest moment, se creează o tensiune crescută în înfășurarea secundară, care este necesară pentru o defecțiune a lumânării întrefierului.

Stocarea capacitivă este prezentată sub forma unui container, care este încărcat folosind o tensiune crescută. La momentul potrivit, dă toată energia bujiei.

Unitatea de control al acumulării de energie este proiectată pentru a determina momentul inițial al acumulării de energie, precum și momentul transferului acesteia la bujie.

Comutatorul de aprindere este un bloc de contact electric sau mecanic pentru alimentarea cu tensiune a sistemului de aprindere. Comutatorul de aprindere este cunoscut de mulți șoferi ca „comutator de aprindere”. Are două funcții: alimentarea cu tensiune directă la releul solenoid al demarorului și alimentarea cu tensiune a rețelei de bord a vehiculului.

Dispozitivul de distribuție a cilindrului este utilizat pentru a furniza energie bujiilor la un moment dat de la acumulator. Acest element al sistemului de aprindere a motorului constă dintr-o unitate de control, un comutator și un distribuitor.

Acest dispozitiv este cel mai bine cunoscut șoferilor ca „distribuitor”, care este un distribuitor de aprindere. Distribuitorul distribuie tensiune înaltă prin fire către lumânările cilindrice. De regulă, un mecanism cu came este prezent în distribuitor.

O bujie este un dispozitiv cu doi electrozi care se află la o anumită distanță unul de celălalt de la 0,15 la 0,25 mm. Lumânarea constă dintr-un izolator de porțelan, care este montat strâns pe un fir metalic, conductorul central servește ca electrod, iar firul acționează ca al doilea electrod.

Firele de înaltă tensiune sunt cabluri cu un singur conductor cu izolație întărită. Conductorul poate fi realizat sub formă de spirală, ceea ce va ajuta la eliminarea interferențelor din domeniul radio.

Principiul de funcționare al sistemului de aprindere

Împărțim funcționarea sistemului de aprindere în următoarele etape:

• acumularea energiei electrice;
• transformarea (transformarea) energiei;
• separarea energiei prin bujii;
• formarea de scântei;
• aprinderea amestecului combustibil-aer.

Folosind exemplul unui sistem clasic de aprindere, luați în considerare principiul de funcționare. În timpul rotației arborelui de antrenare al distribuitorului, sunt acționate camele care sunt alimentate înfășurării primare a autotransformatorului cu o tensiune de 12 volți.

În momentul aplicării tensiunii la transformator, în înfășurare este indusă EMF de auto-inducție și, ca urmare, pe înfășurarea secundară apare o tensiune înaltă de până la 30.000 de volți. După aceea, se furnizează o tensiune înaltă distribuitorului de aprindere (glisor), care, în momentul rotației, furnizează tensiune lumânărilor. 30.000 de volți este suficient pentru a străpunge spațiul de aer al unei bujii cu o încărcătură de scânteie.

Sistemul de aprindere al mașinii trebuie să fie perfect reglat. Dacă există aprindere târzie sau timpurie, atunci

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

• Furnizarea de scânteie cilindrului corect (pe cursa de compresie) în conformitate cu ordinea de aprindere a cilindrilor.
• Actualitatea momentului aprinderii. Scânteia trebuie să apară la un anumit moment (momentul de aprindere) în conformitate cu momentul optim de aprindere în condițiile actuale de funcționare a motorului, care depinde în primul rând de turația motorului și sarcina motorului.
• Energie de scânteie suficientă. Cantitatea de energie necesară pentru aprinderea fiabilă a amestecului de lucru depinde de compoziția, densitatea și temperatura amestecului de lucru.
• Cerința generală pentru sistemul de aprindere este fiabilitatea acestuia (asigurarea continuității scânteilor).

O defecțiune a sistemului de aprindere cauzează probleme atât la pornire, cât și în timpul funcționării motorului:

• dificultate sau incapacitate de a porni motorul;
• funcționarea neuniformă a motorului - „triplu” sau oprirea funcționării motorului atunci când se produce scântei în unul sau mai mulți cilindri;
• detonație asociată cu sincronizarea incorectă a aprinderii și care provoacă uzura rapidă a motorului;
• perturbarea altor sisteme electronice din cauza unui nivel ridicat de interferență electromagnetică etc.

Există multe tipuri de sisteme de aprindere, care diferă atât prin design, cât și prin principiile de funcționare. Practic, sistemele de aprindere diferă prin:
a) sistemul de sincronizare a aprinderii.
b) un sistem de distribuire a energiei de înaltă tensiune către cilindri.

Atunci când se analizează funcționarea sistemelor de aprindere, sunt investigați principalii parametri ai formării scânteilor, a căror semnificație practic nu diferă în diferite sisteme de aprindere:

• unghi de contact închis (UZSK, unghi de repaus)- unghiul la care arborele cotit reuseste sa se roteasca din momentul in care incepe acumularea de energie (in special in sistemul de contacte - momentul in care contactele intrerupatorului se inchid; in alte sisteme - momentul in care se actioneaza comutatorul tranzistorului de putere) pana la aparitia scanteii (in special in sistemul de contact - momentul în care contactele întreruptorului se deschid) . Deși în sensul literal, acest termen poate fi aplicat doar unui sistem de contact, este folosit condiționat pentru sistemele de aprindere de orice tip.
• sincronizarea aprinderii (UOZ, unghi de avans)- unghiul la care arborele cotit are timp să se rotească din momentul în care apare scânteia până când cilindrul corespunzător atinge punctul mort superior (PMS). Una dintre sarcinile principale ale oricărui tip de sistem de aprindere este de a asigura momentul optim de aprindere (de fapt, momentul optim de aprindere). Este optim să aprindeți amestecul înainte ca pistonul să se apropie de punctul mort superior în cursa de compresie - astfel încât după ce pistonul atinge PMS, gazele să aibă timp să câștige presiune maximă și să efectueze un lucru maxim util asupra cursei. De asemenea, orice sistem de aprindere asigură relația dintre momentul aprinderii și turația motorului și sarcina motorului. Cu o creștere a vitezei, viteza pistoanelor crește, în timp ce timpul de ardere al amestecului practic nu se modifică - prin urmare, momentul de aprindere ar trebui să vină puțin mai devreme - în consecință, cu o creștere a vitezei, UOZ trebuie crescut.
  La aceeași turație a motorului, poziția supapei de accelerație (pedala de accelerație) poate fi diferită. Aceasta înseamnă că în cilindri se va forma un amestec de compoziție diferită. Și viteza de ardere a amestecului de lucru depinde doar de compoziția acestuia. Când clapeta de accelerație este complet deschisă (pedala de accelerație este „în podea”), amestecul arde mai repede și trebuie aprins mai târziu - în consecință, odată cu creșterea sarcinii motorului, UOZ trebuie redus. În schimb, când clapeta de accelerație este închisă, viteza de ardere a amestecului de lucru scade, astfel încât timpul de aprindere trebuie mărit.
• tensiunea de avarie- tensiunea în circuitul secundar în momentul formării scânteii - de fapt - tensiunea maximă în circuitul secundar.
• tensiune de ardere- tensiune condiționată constantă în circuitul secundar în perioada de ardere a scânteii.
• timp de ardere- durata perioadei de ardere 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 bord a mașinii și sursele sale de alimentare - bateria (bateria) și generatorul.

2. Comutator de aprindere.

3. Dispozitiv de control al stocării energiei- determină momentul începerii acumulării de energie și momentul „resetării” energiei la lumânare (momentul aprinderii). În funcție de dispozitivul sistemului de aprindere al unei anumite mașini, acesta poate fi:

Întrerupător mecanic care controlează direct stocarea energiei(circuitul primar al bobinei de aprindere). Această componentă este necesară pentru a închide și deschide sursa de alimentare a înfășurării primare a bobinei de aprindere. Contactele întreruptorului sunt amplasate sub capacul distribuitorului de aprindere. Arcul lamelă al contactului mobil îl apasă constant pe contactul fix. Ele se deschid doar pentru o scurtă perioadă de timp, când cama de intrare a rolei de antrenare a ruptorului-distribuitor apasă pe ciocanul contactului mobil.Un condensator este conectat în paralel cu contactele. Este necesar ca contactele să nu se ardă în momentul deschiderii. În timpul separării contactului mobil de cel fix, o scânteie puternică vrea să alunece între ele, dar condensatorul absoarbe cea mai mare parte a descărcării electrice în sine și scânteia este redusă la neglijabilă. Dar aceasta este doar jumătate din munca utilă a condensatorului - atunci când contactele întreruptorului sunt complet deschise, condensatorul se descarcă, creând un curent invers în circuitul de joasă tensiune și grăbind astfel dispariția câmpului magnetic. Și cu cât acest câmp dispare mai repede, cu atât mai mult curent apare în circuitul de înaltă tensiune. Dacă condensatorul se defectează, motorul nu va funcționa normal - tensiunea din circuitul secundar nu va fi suficient de mare pentru o scânteie stabilă Întrerupătorul este situat în aceeași carcasă cu distribuitorul de înaltă tensiune - prin urmare, distribuitorul de aprindere într-un astfel de sistem se numește întrerupător-distribuitor. Un astfel de sistem de aprindere se numește sistem de aprindere clasic.Schema generală a unui sistem clasic:

Acesta este cel mai vechi sistem existent - de fapt, are aceeași vârstă cu mașina în sine. În străinătate, astfel de sisteme au încetat să fie produse în masă în principal până la sfârșitul anilor 1980; în țara noastră, astfel de sisteme sunt încă instalate pe „clasici”. Pe scurt, principiul de funcționare este următorul - puterea de la rețeaua de bord este furnizată înfășurării primare a bobinei de aprindere printr-un întrerupător mecanic. Întrerupătorul este conectat la arborele cotit, ceea ce asigură închiderea și deschiderea contactelor acestuia la momentul potrivit. Când contactele sunt închise, începe încărcarea înfășurării primare a bobinei, când înfășurarea primară este deschisă, aceasta este descărcată, dar în înfășurarea secundară este indus un curent de înaltă tensiune, care, prin distribuitor, este conectat și la arborele cotit, intră în lumânarea dorită.

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

Controlerul de sincronizare a aprinderii centrifuge este amplasat în carcasa distribuitorului-întrerupător. Este alcătuit din două greutăți plate metalice, fiecare fiind fixată la unul dintre capete de o placă de bază conectată rigid la rola de antrenare. Picurile greutăților intră în fantele plăcii mobile, pe care este fixată bucșa camelor întrerupătoarelor. Placa cu bucșă are capacitatea de a se roti la un unghi mic în raport cu arborele de antrenare al ruptorului-distribuitor. Pe măsură ce crește numărul de rotații ale arborelui cotit al motorului, crește și frecvența de rotație a cilindrului distribuitor. Greutățile, respectând forța centrifugă, diverg în lateral și deplasează bucșa camelor întrerupătoarei „în separare” de cilindrul de antrenare. Adică, camera de intrare se rotește la un anumit unghi în direcția de rotație spre ciocanul de contact. În consecință, contactele se deschid mai devreme, timpul de aprindere crește. Odată cu scăderea vitezei de rotație a rolei de antrenare, forța centrifugă scade și, sub influența arcurilor, greutățile revin la locul lor - timpul de aprindere scade.

Controlerul de sincronizare a aprinderii în vid este conceput pentru a schimba momentul apariției unei scântei între electrozii bujiilor, în funcție de sarcina motorului. Regulatorul de vid este atașat de corpul întreruptorului - distribuitor. Corpul regulatorului este împărțit de o diafragmă în două volume. Unul dintre ele este conectat la atmosferă, iar celălalt, printr-un tub de legătură, cu o cavitate sub valva de accelerație. Cu ajutorul unei tije, diafragma regulatorului este conectată la o placă mobilă, pe care sunt amplasate contactele întreruptorului. Odată cu creșterea unghiului de deschidere a accelerației (creșterea sarcinii motorului), vidul de sub acesta scade. Apoi, sub influența arcului, diafragma, prin tijă, deplasează placa împreună cu contactele la un unghi mic departe de cama de intrare a întrerupătorului. Contactele se vor deschide mai târziu - timpul de aprindere va scădea. Și invers - unghiul crește atunci când reduceți accelerația, adică acoperiți accelerația. Vidul de sub ea crește, se transmite la diafragmă și, depășind rezistența arcului, trage spre sine placa cu contacte.Asta înseamnă că camera de rupere va întâlni mai devreme ciocanul de contact și le va deschide. Astfel, am mărit timpul de aprindere pentru un amestec de lucru care arde prost.

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

Senzorul generatorului de impulsuri, de regulă, este situat structural în interiorul distribuitorului de aprindere (designul distribuitorului în sine nu diferă de sistemul de contact) - prin urmare, ansamblul în ansamblu este numit „senzor-distribuitor”.

Comutatorul controlează circuitul primar al bobinei de aprindere la masă. În acest caz, comutatorul nu numai că întrerupe circuitul primar printr-un semnal de la senzorul de impuls - comutatorul trebuie să asigure preîncărcarea bobinei cu energia necesară. Adică, înainte de impulsul de control de la senzor, comutatorul trebuie să prezică când este necesară închiderea bobinei la sol pentru a o încărca. Mai mult, el trebuie să facă acest lucru în așa fel încât timpul de încărcare a bobinei să fie aproximativ constant (se atinge energia maximă acumulată, dar bobina nu are voie să fie reîncărcată). Pentru a face acest lucru, comutatorul calculează perioada de impulsuri care vin de la senzor. Și în funcție de această perioadă, calculează timpul de pornire al bobinei la masă. Cu alte cuvinte, cu cât turația motorului este mai mare, cu atât comutatorul va începe mai devreme să închidă bobina la masă, dar timpul de stare închisă va fi același.

Una dintre modificările acestui sistem cu un distribuitor mecanic și o bobină de aprindere, separată de distribuitor și întrerupător, a primit denumirea bine stabilită „sistem de aprindere fără contact (BSZ)”. Schema generală a sistemului de aprindere fără contact:

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

Un comutator („aprindere”, aprindere) este un comutator tranzistor care, în funcție de semnalul de la computer, pornește sau oprește alimentarea înfășurării primare a bobinei (bobinelor) de aprindere. În funcție de dispozitivul unui anumit sistem de aprindere, comutatorul poate fi fie unul, fie mai multe dintre ele (dacă sunt utilizate mai multe bobine în sistemul de aprindere).

Există mai multe tipuri de sisteme cu diferite aranjamente ale cheilor:

• cheile sunt combinate într-o singură unitate cu computerul.
• cheile sunt separate pentru fiecare bobină și nu sunt combinate nici cu ECU, nici cu bobine.
• cheile sunt combinate într-o unitate separată, dar sunt separate de computer și de bobine.
• cheile sunt integrate cu bobinele cilindrilor corespunzători (mai ales caracteristic sistemului COP - vezi mai jos).

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

5. Sistem de distribuție a aprinderii. Există două tipuri de sisteme de distribuție utilizate pe vehicule - sisteme cu distribuitor mecanic și sisteme de distribuție statică.

• 

  Sisteme cu distribuitor mecanic de putere. Distribuitor de aprindere, distribuitor (distribuitor englez, ROV german - Rotierende hochspannungsVerteilung) - distribuie tensiune înaltă la lumânările cilindrilor motorului. Pe sistemele de aprindere cu contact, de regulă, este combinat cu un întrerupător, pe cele fără contact - cu un senzor de puls, pe cele mai moderne este fie absent, fie combinat cu o bobină de aprindere, comutator și senzori (HEI, CID, Sisteme CIC). După ce 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 cărbune de contact cu arc până la placa rotorului. În timpul rotației rotorului, curentul „sare” din placa sa, printr-un mic spațiu de aer, către contactele laterale ale capacului. În plus, 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 lumânările cilindrice într-o secvență strict definită. Astfel, se stabilește „ordinea de funcționare a cilindrilor”, care se exprimă printr-o serie de numere. De regulă, pentru motoarele cu patru cilindri, secvența este: 1 - 3 - 4 - 2. Aceasta înseamnă că după aprinderea amestecului de lucru în primul cilindru, următoarea „explozie” va avea loc în al treilea, apoi în al patrulea și în cele din urmă în al doilea cilindru. Această ordine de funcționare a cilindrilor este setată pentru a distribui uniform sarcina pe arborele cotit al motorului. Prin rotirea corpului întreruptorului-distribuitor, se stabilește și se corectează momentul inițial de aprindere (unghiul înainte de corectare prin regulatoare centrifuge și de vid).

• Sisteme cu distribuție statică a energiei. În procesul de dezvoltare a noilor sisteme de aprindere, una dintre sarcinile principale a fost abandonarea tuturor componentelor cele mai nesigure ale sistemului - nu numai de la întrerupătorul de contact, ci și de la distribuitorul mecanic de aprindere. A fost posibil să se abandoneze întrerupătorul de contact prin introducerea sistemelor de control cu ​​microprocesor (vezi mai sus). Distribuitorul a fost abandonat de dezvoltarea așa-numitelor sisteme de aprindere cu distribuție statică a energiei sau sisteme de aprindere statică (static - deoarece aceste sisteme nu au părți mobile care sunt prezente în distribuitor). Deoarece nu există distribuitor în aceste sisteme, aceste sisteme au și denumirea generală DLI (DistributorLess Ignition), DIS (DistributorLess Ignition System) („sistem fără distribuitor”), DI (Direct Ignition), DIS („sistem de aprindere directă”, „ aprindere directă”). Notă. Diferiți autori folosesc o terminologie diferită, pentru a evita confuziile inutile, propunem să ne oprim la această variantă: DLI - se referă la toate sistemele fără distribuitor de înaltă tensiune; DI - se aplică numai sistemelor cu bobine individuale (DI = COP + EFS); DIS - se aplică numai sistemului de aprindere cu dublă bobină (DIS = DFS). Această abordare poate să nu fie în întregime corectă, dar este folosită cel mai des.Odată cu introducerea acestor sisteme, a fost necesar să se facă modificări semnificative în proiectarea bobinei de aprindere (utilizați bobine cu doi și patru pini) și/sau utilizați sisteme cu bobine de aprindere multiple. 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 obicei doi cilindri (sisteme DFS). Einzel Funken Spule) se numește sistem de aprindere independent, deoarece în acesta (spre deosebire de sistemele de aprindere sincronă) fiecare bobină este controlată independent și dă o scânteie unui singur cilindru. În acest sistem, fiecare bujie are propria bobină de aprindere individuală. Pe lângă absența pieselor mecanice în mișcare în sistem, un avantaj suplimentar este că atunci când bobina se defectează și se defectează, doar un cilindru „ei” va înceta să funcționeze, iar sistemul în ansamblu va rămâne operațional.

  După cum sa menționat deja când luăm în considerare sistemele de control a aprinderii cu microprocesor, comutatorul în astfel de sisteme poate fi o unitate pentru toate bobinele de aprindere, unități separate (mai multe întrerupătoare) pentru fiecare bobină de aprindere și, în plus, poate fi ambele integrate cu o unitate de control electronică. , și poate fi instalat separat. Bobinele de aprindere pot sta, de asemenea, atât separat, cât și ca o singură unitate (dar în orice caz stau separat de computer) și, în plus, pot fi combinate cu întrerupătoare.

  
  

  Schema generală a sistemelor independente de aprindere:

  
  

  Unul dintre cele mai populare tipuri de sisteme EFS este așa-numitul sistem COP (Coil on Plug - „coil on a candle”) - în acest sistem, bobina de aprindere este plasată direct pe lumânare. Astfel, a devenit posibil să scăpați complet de o altă componentă nu complet de încredere a sistemului de aprindere - firele de înaltă tensiune.

  
  

  Dispozitivul bobinei de aprindere în sistemul COP (cu aprindere integrat):

  Sistem static de aprindere sincronă cu bobine de aprindere cu doi pini (o bobină pentru două lumânări) - sistem DFS (German Doppel Funken Spule). Pe lângă sistemele cu bobine individuale, sunt utilizate și sisteme în care o bobină asigură o descărcare de înaltă tensiune pe două lumânări simultan. Se pare că într-unul dintre cilindri, care se află în cursa de compresie, bobina dă o „scânteie de lucru”, iar în cel asociat cu aceasta, care se află în cursa de evacuare) dă o „scânteie în gol” (prin urmare, un astfel de sistem este adesea numit sistem de aprindere inactiv).scânteie - „scânteie irosită”). De exemplu, într-un motor în V cu 6 cilindri, pe cilindrii 1 și 4, pistoanele sunt în aceeași poziție (ambele sunt în punctul mort sus și jos în același timp) și se mișcă la unison, dar sunt pe cicluri 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 fiecărei bujii. Într-una dintre bujii, scânteia trece de la electrodul central la electrodul de masă, iar în cealaltă bujie, scânteia trece din lateral către electrodul central:

  Tensiunea necesară pentru producerea unei scântei este determinată de eclatorul și presiunea de compresie. Dacă ecartul dintre lumânările ambilor cilindri este egal, descărcarea necesită o tensiune proporțională cu presiunea din cilindru. Tensiunea înaltă generată este împărțită în funcție de presiunea relativă a cilindrilor. Cilindrul de pe cursa de compresie necesită și utilizează mai multă descărcare de tensiune decât pe cursa de evacuare. Acest lucru se datorează faptului că cilindrul se află la presiunea aproximativă atmosferică în timpul cursei de evacuare, astfel încât consumul de energie este mult mai mic.

  În comparație cu un sistem de aprindere cu distribuitor, consumul total de energie al unui sistem fără distribuitor este aproape același. Într-un sistem de aprindere fără distribuitor, pierderea de energie din diferența dintre rotorul distribuitorului și terminalul capacului este înlocuită cu pierderea de energie către o scânteie în gol în cilindru în timpul cursei de evacuare.

  Bobinele de aprindere din sistemul DFS pot fi instalate fie separat de bujii și conectate la acestea cu fire de înaltă tensiune (ca în sistemul EFS), fie direct pe bujii (ca în sistemul COP, dar în acest caz, firele de înaltă tensiune sunt încă folosite pentru a transfera descărcarea la bujiile adiacente).cilindri - condiționat un astfel de sistem poate fi numit „DFS-COP”).

  
  Schema generală a sistemului „DFS-COP”.
  Variante ale sistemului „DFS-COP”.

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

6. Fire de înaltă tensiune- conectați acumulatorul de energie cu un distribuitor sau lumânări și un distribuitor cu lumânări. Nu există COP-uri în sistemele de aprindere.

7. Bujii(bujie) - necesar pentru formarea unei descărcări de scânteie și aprinderea amestecului de lucru în camera de ardere a motorului. Lumânările sunt instalate în chiulasa. Când un impuls de curent de înaltă tensiune lovește bujia, o scânteie sare între electrozii ei - ea este cea care aprinde amestecul de lucru. De regulă, este instalată o lumânare pe cilindru. Există însă și sisteme mai complexe cu două lumânări pe cilindru, iar lumânările nu se aprind întotdeauna simultan (de exemplu, Honda Civic Hybrid folosește sistemul DSI - Dual Sequential Ignition - la viteze mici, două lumânări din același cilindru aprind secvenţial - mai întâi cel care se apropie de supapa de admisie, iar apoi al doilea - pentru ca amestecul aer-combustibil să ardă mai repede şi mai complet).

Orice sistem de aprindere este clar împărțit în două părți:

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

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

Principal scopul sistemului de aprindere al mașinii este furnizarea unei descărcări de scânteie la bujii la o anumită . Pentru motoarele diesel, aprinderea este înțeleasă ca momentul injectării combustibilului pe cursa de compresie. La unele modele de mașini, sistemul de aprindere, și anume impulsurile sale, sunt alimentate la unitatea de comandă a pompei de combustibil submersibile.

Sistemul de aprindere, pe măsură ce se dezvoltă, poate fi împărțit în trei tipuri. Contact sistemul de aprindere, ale căror impulsuri sunt create în timpul funcționării contactelor de rupere. Sistem de aprindere fără contact, impulsurile de control sunt create de un dispozitiv electronic de control al tranzistorului - un comutator (deși este corect să-l numim generator de impulsuri). Sistem de aprindere cu microprocesor- Acesta este un dispozitiv electronic care controlează momentul aprinderii, precum și alte sisteme ale vehiculului. Pentru motoarele în doi timpi, fără unul extern, se folosesc sisteme de aprindere de tip magneto. Se bazează pe principiul creării unui EMF în timpul rotației unui magnet permanent în bobina de aprindere de-a lungul marginii de fugă a pulsului.

Dispozitiv sistem de aprindere

Schema sistemului de aprindere: 1 - blocare contact; 2 - bobina de aprindere; 3 - distribuitor, 4 - bujii; 5 - întrerupător, 6 - masa.

Toate tipurile de sisteme de aprindere de mai sus sunt similare între ele, diferă doar prin metoda de a crea un impuls de control. Deci sistemul de aprindere include:

1. Sursă de putere pentru sistemul de aprindere, acestea sunt (în momentul pornirii motorului) și (în timpul funcționării motorului).
2. comutator de aprindere- acesta este un dispozitiv de contact mecanic sau electric pentru alimentarea cu tensiune a sistemului de aprindere, sau cu alte cuvinte - un comutator de aprindere. De regulă, acesta îndeplinește două funcții: alimentarea cu tensiune a rețelei de bord și a sistemului de aprindere, alimentarea cu tensiune a releului solenoid.
3. Stocare a energiei- un nod proiectat pentru acumularea, conversia energiei suficiente pentru a provoca o descărcare electrică între electrozii bujiei. În mod convențional, dispozitivele de stocare a energiei pot fi împărțite în inductive și capacitive.
   1. Protozoare stocare inductivă- aceasta este o bobină de aprindere, care este un autotransformator, înfășurarea sa primară este conectată la polul pozitiv și prin dispozitivul de întrerupere la negativ. În timpul funcționării unui dispozitiv de rupere, cum ar fi camele de aprindere, în înfășurarea primară apare o tensiune auto-inductivă. În înfășurarea secundară, se formează o tensiune crescută, suficientă pentru a sparge spațiul de aer al lumânării.
   2. Stocare capacitiva este un recipient care se incarca cu tensiune crescuta si la momentul potrivit isi da energia bujiei
4. Bujiile sunt un dispozitiv cu doi electrozi situati la o distanta de 0,15-0,25 mm unul de celalalt. Acesta este un izolator din porțelan montat pe un fir metalic. În centru este un conductor central, care servește drept electrod, al doilea electrod este un fir.
5. Sistem de distribuție a aprinderii concepute pentru a furniza energie la momentul potrivit de la motor până la bujii. Sistemul include un distribuitor și (sau) un comutator, o unitate de control sistem de aprindere.
   1. Distribuitor de aprindere (distribuitor)- un dispozitiv de distribuire a tensiunii înalte de-a lungul firelor care duc la lumânările cilindrilor. De obicei, mecanismul cu came este asamblat și în distribuitor. Distribuția aprinderii poate fi mecanică și statică. Distribuitorul mecanic este un arbore care este antrenat de motor și cu ajutorul unui „runner” distribuie tensiunea de-a lungul firelor de înaltă tensiune. Distribuția statică a aprinderii implică absența pieselor rotative. Cu această opțiune, bobina de aprindere este conectată direct la lumânare, iar controlul vine de la unitatea de comandă a aprinderii. Dacă, de exemplu, un motor de mașină are patru cilindri, atunci vor fi patru bobine. Nu există fire de înaltă tensiune în acest sistem.
   2. Comutator - un dispozitiv electronic pentru generarea de impulsuri pentru controlul bobinei de aprindere, este inclus în circuitul de alimentare al înfășurării primare a bobinei și, la un semnal de la unitatea de comandă, întrerupe alimentarea, rezultând o tensiune de auto-inducție.
   3. Unitatea de control al sistemului de aprindere este un dispozitiv cu microprocesor care determină momentul în care pulsul este aplicat bobinei de aprindere, în funcție de datele de la senzorii de poziție a arborelui cotit, sondele lambda, senzorii de temperatură și senzorul de poziție a arborelui cu came.
6. fir de înaltă tensiune- Acesta este un fir cu un singur conductor cu izolație sporită. Conductorul interior poate fi sub forma unei spirale pentru a elimina interferența în domeniul radio.

Principiul de funcționare al sistemului de aprindere

Luați în considerare principiul de funcționare al sistemului clasic de aprindere. Când arborele de antrenare al distribuitorului se rotește, sunt activate camele care „rup” cei 12 volți furnizați înfășurării primare a autotransformatorului (bobina). Când tensiunea de pe transformator cade, în înfășurare apare un EMF de autoinducție, respectiv, pe înfășurarea secundară apare o tensiune de ordinul a 30.000 de volți. Distribuitorul de aprindere (ruler) este furnizat de înaltă tensiune, care, rotindu-se, furnizează alternativ tensiune lumânărilor în funcție de cursă. Tensiunea înaltă este suficientă pentru ca o scânteie să străpungă spațiul de aer dintre electrozii bujiei.

Avans la aprindere necesare pentru arderea mai completă a amestecului de combustibil. Datorită faptului că combustibilul nu arde imediat, este necesar să-i dai foc puțin mai devreme, înainte de a ajunge la TDC. Momentul de alimentare cu scânteie trebuie ajustat cu precizie, deoarece în caz contrar (aprindere timpurie sau târzie) motorul își va pierde puterea, este posibilă o detonare crescută.

Pentru a aprinde amestecul aer-combustibil, trebuie aplicată o scânteie electrică pe cilindru la momentul potrivit. Această sarcină este îndeplinită de sistemul electronic de aprindere.

Dispozitiv sistem electronic de aprindere

Sistemul de aprindere electronică al injectorului utilizează principiul distribuției statice a tensiunii înalte, adică nu există părți mobile în sistem. La mașinile cu injecție, tensiunea înaltă de la bobina de aprindere este furnizată la doi cilindri, ale căror pistoane se deplasează în prezent spre punctul mort superior. Într-unul dintre cilindri are loc cursa de compresie a amestecului, în al doilea - cursa de evacuare.

Acest principiu al distribuției de înaltă tensiune se numește „metoda scânteii goale”. La motoarele moderne cu injecție, pe fiecare dintre cilindri sunt instalate bobine de aprindere individuale.

Controlul sincronizarii aprinderii

În sistemele de aprindere electronică, controlerul controlează momentul aprinderii. După ce a determinat valoarea turației arborelui cotit în acest moment și sarcina pe motor, controlerul calculează momentul de bază a aprinderii. În plus, acest unghi poate fi corectat (de exemplu, redus dacă este detectată detonația). După ce a calculat valoarea finală a timpului de aprindere, controlerul emite un semnal de control către modulul de aprindere în momentul în care pistonul care se deplasează la PMS ia poziția dorită.

Compoziția sistemului de aprindere al motorului cu injecție

Următoarele detalii pot fi distinse în sistemul de aprindere electronică:

• Controlor;
• Senzor de poziție arbore cotit (DPKV);
• Scripete cu inel;
• modul de aprindere;
• Fire de înaltă tensiune;
• Bujie.

modul de aprindere

Modulul de aprindere include două bobine de aprindere și două întrerupătoare de înaltă tensiune.

Bobina de aprindere este folosită pentru a acumula energie suficientă pentru a aprinde amestecul aer-combustibil, se formează o tensiune înaltă în circuitul său secundar, care este apoi furnizată bujiilor. Bobina de aprindere este formată din două înfășurări cuplate inductiv (primar și secundar).

Comutatorul este folosit pentru a porni și opri curentul din înfășurarea primară a bobinei de aprindere. Controlerul calculează timpul necesar de pornire în funcție de viteza actuală a arborelui cotit și de tensiunea rețelei de bord și trimite un semnal de control la comutator. În timpul stării de pornire (timp de acumulare), curentul din înfășurarea primară a bobinei de aprindere crește până la o valoare optimă predeterminată, la care cantitatea de energie stocată atinge un maxim. Dacă timpul de acumulare este prea lung, bobina de aprindere se va satura, cauzând supraîncălzirea și reducerea eficienței.

Fire de aprindere de înaltă tensiune

Cu ajutorul firelor de înaltă tensiune, bujiilor este furnizată tensiune înaltă de la bobina de aprindere. Firul de înaltă tensiune este un miez conductiv din izolație siliconică, la capete ale căruia se află vârfuri de contact de înaltă tensiune. Firul de înaltă tensiune are o rezistență de 6-15 kOhm. Acest lucru se face special pentru a reduce nivelul de interferență electromagnetică care apare în momentul declanșării scânteilor.
Lungimea eclatorului afectează calitatea arderii amestecului aer-combustibil. Cu cât decalajul este mai mare, cu atât se aprinde cu mai multă încredere. Dar valoarea maximă a distanței interelectrodului este limitată de valoarea maximă admisă a tensiunii secundare a bobinei de aprindere, rata de creștere a tensiunii secundare, care, la rândul său, este determinată de caracteristicile de proiectare ale bobinei de aprindere, ridicate. - fire de tensiune si bujii.

Senzor de poziție a arborelui cotit (DPKV)

Pentru a asigura un control optim al motorului, controlerul sistemului de control trebuie să cunoască întotdeauna poziția exactă a pistoanelor din cilindrii motorului în raport cu PMS. În acest scop, scripetele de antrenare a generatorului a fost completat cu o roată dințată. Numărul estimat de dinți de pe coroană este de 60, în timp ce doi dintre ei lipsesc. Distanța unghiulară dintre dinți este de 6°.

Împreună cu un scripete dințat, DPKV funcționează. Spațiul de aer dintre DPKV și roată dințată este de 0,7-1,1 mm.

Odată cu pornirea motorului, controlerul analizează semnalul DPKV, încercând să selecteze doi dinți lipsă pe coroana scripetei (primul dinte vine după cei lipsă). De îndată ce se întâmplă acest lucru, devine posibil să se calculeze momentul aprinderii, să se calculeze fazele de injecție de combustibil și să se controleze modulul de aprindere și injectoarele. Semnalul DPKV este, de asemenea, utilizat pentru a calcula viteza arborelui cotit și accelerația.