Двигатели
внутреннего сгорания

 
         

 

Главная
Основы конструирования
Расчеты
Силы и моменты
Поршневая группа
Шатуны и штоки
Коленчатые валы
Подшипники
Система газораспределения
Корпусные детали
Анализ конструкции
Устройство и
принцип действия

КШМ
ГРМ
Система смазки
Система охлаждения
Система питания
Система зажигания
Пуск двигателей
Увеличение мощности
Разное

ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ

Обычные батарейные системы обеспечивают устойчивое бесперебойное искрообраэование в пределах 18 тыс. искр в минуту, что не всегда ^удовлетворяет потребности быстроходных, в частности восьмицилиндровых двигателей. Причиной этого является чрезмерное уменьшение тока разрыва в первичной цепи системы в связи с резким сокращением продолжительности Замкнутого состояния контактов прерывателя при больших частотах вращения, особенно восьмигранного кулачка. Предел стабильного искрообразования можно повысить путем увеличения силы тока в первичной цепи сверх принятых 3,5—4,0 А, но это приводит к повышенному эрозион-
ному износу контактов прерывателя и отказу системы в работе.
В настоящее время широко применяют более работоспособные электронные системы зажигания: транзисторные (с накоплением необходимой для искрообразования энергии в индуктивности, т. е. в магнитном поле катушки зажигания) и тиристорные (с накоплением энергии в электрическом поле конденсатора) с контактным управлением,, (т. е. с механическим прерывателем) и бесконтактным (т. е. с применением магнитоэлектрических, параметрических, фото-и других датчиков) .Д
Контактно-транзисторные системы отличаются тем, что через контакты прерывателя протекает в них лишь ток управления транзистором, ток базы, составляющий всего 0,5—0,8 А, а ток первичной цепи, достигающий примерно величины 7 А, коммутируется силовым участком (эмиттером — коллектором) транзистора. Благодаря этому износ контактов прерывателя резко уменьшается, а стабильность искрообразования возрастает до 30 тыс. искр в минуту. Принципиальная схема контактно-транзисторной системы зажигания для восьмицилиндровых двигателей и общий вид отдельных ее приборов показаны щ рис. 8.3. Основу ее составляет транзисторный коммутатор ТК-Ю2. Дополнительный резистор СЭ-107 катушки зажигания Б-114 выполнен в отдельном блоке, состоящем из двух секций. Одна из них включена в сеть постоянно, а вторая при пуске закорачивается через контакты КЗ, вмонтированные в тяговое реле стартера. Вторичная обмотка катушки зажигания одним концом выведена на массу. Распределитель и прерыватель обычной конструкции, но последний работает без искрогасительного конденсатора, надобность в котором при малом токе отпадает.
Транзисторный коммутатор выполняет функции усилителя. Его мощный германиевый транзистор Т включен последовательно в первичную цепь катушки зажигания. База этого транзистора через первичную обмотку W1 импульсного трансформатора ИТ соединена с прерывателем, а через вторичную обмотку W2 последнего, шунтированную резистором R2 с эмиттером. Малая электрическая нагрузка на контакты способствует увеличению срока их службы. Для защиты транзистора Т от электрического пробоя служит кремниевый стабилитрон СТ, включаемый параллельно первичной обмотке катушки зажигания. Напряжение пробоя стабилитрона выбирают ниже опасного для транзистора, оно составляет примерно 100 В. Когда э. д. с. тока самоиндукции, возникающего в первичной обмотке катушки зажигания при размыкании цепи, превышает напряжение пробоя стабилитрона, то через него и диод Д ток самоиндукций замыкается. Диод включают встречно стабилитрону и он не пропускает ток через стабилитрон в прямом направлении от батареи. Электролитический конденсатор Ц большой емкости (50 мкФ) служит для предохранения системы от повреждения в случае кратковременного повышения напряжения источника * питания (генератора).
Если выключатель зажигания ВЗ включен и контакты прерывателя замкнуты, то ток управления от батареи проходит через первичную обмотку катушки зажигания и обмотки импульсного трансформатора ИТ на массу. Напряжение во вторичной обмотке W2 трансформатора при этом падает, и потенциал базы становится ниже потенциала эмиттера, вследствие чего транзистор Ц переходя в состояние насыщения, открывается и замыкает цепь на массу. Это приводит к нарастанию тока, проходящего через первичную обмотку катушки зажигания до максимума (примерно 7 А).
При размыкании прерывателя ток управления в первичной обмотке W1 импульсного трансформатора ИТ исчезает, что приводит к наведению э.д.с. во вторичной обмотке W2 трансформатора, которая подключается так, что э.д.с. ее создает повышенное напряжение на базе, а когда величина этого напряжения превысит напряжение эмиттера, транзистор закрывается и, переходя в состояние отсечки, резко прерывает ток в первичной обмотке катушки зажигания. Далее индуктирование во вторичной обмотке тока высокого напряжения протекает, как в обычной системе после размыкания контактов прерывателя. Потери и мощность, выделяемая при закрывании транзистора, а следовательно, и нагревание его, умень-•шаются с помощью конденсатора С\ и резистора R\.
В сравнении с обычной батарейной транзисторная система зажигания повышает эффективность воспламенения обедненных горючих смесей и несколько улучшает экономичность двигателя пр.и работе на частичных нагрузках. Сравнительные испытания контактно-транзисторной системы зажигания АТЭ-2 на двигателе ЗИЛ-130, проведенные И. Я. Райковым в Московском автомеханическом институте, показали, что зона устойчивой работы двигателя смещается в область бедных горючих смесей, а оптимальный з-азор между электродами свечей возрастает до 1,2 мм. Если при этом изменять регулировку карбюратора иа приготовление более бедной горючей смеси, то экономичность двигателя на частичных нагрузках повышается в среднем на 3% и одновременно несколько снижается токсичность отработавших газов. (Такими- системами оснащают двигатели ЗИЛ, ЗМЗ и др.)
Тиристорная система зажигания характеризуется накоплением . энергии, необходимой для искрообразования в электрическом конденсаторе (в емкости) и отличается малой длительностью разряда, большой силой тока искрового разряда, а стабильность искрообразования сохраняется при эхом до 36 тыс. разрядов в минуту благодаря возможности быстрого подзаряда конденсатора. Такие системы нечувствительны к нагарообразованию й боЛее. успешно работают, например, в роторно-поршневых и 'других двигателях со склонностью к нагарообразованию на свечах. Для отечественных мотоциклетных двигателей тиристорную систему применяют с питанием ее от щеточника переменного тока (маховичного генератора) .
Однако электронным системам с контактным управлением свойственны и некоторые недостатки обычных батарейных систем, так как в них сохранен механический прерыватель с присущими ему износом, вибрацией контактов и другими нежелательными свойствами. *            :
Электронные системы с бесконтактным управлением отличаются от рассмотренных как по принципу действия, так и по конструкции; они свободны от упомянутых недостатков, но сложнее и дороже контактных. В отечественной практике бесконтактную транзисторную систему-применяют для двигателей автомобилей ЗИЛ-131, «Урал-375Д» и др. Они оснащены системой «Искра», в состав которой входят следующие устройства.
Транзисторный коммутатор ТК-200, включающий в себя четыре транзистора, в том числе один мощный высоковольтный. Датчик — распределитель.зажигания Р351, включающий в себя высоковольтный распределитель и магнитоэлектрический бесконтактный датчик импульсов момента зажигания, являющийся однофазным генератором переменного тока t постоянным магнитом,, чйсло пар полюсов которого равно числу цилиндров. Катушка зажигания Б-118, а также включатель зажигания, добавочный резистор (сопротивление) и выключатель, сблокированный с включателем стартера.
Бесконтактные системы зажигания полностью устраняют недостатки, связанные с механическим прерывателем и центробеж'но-вакуумными регуляторами опережения зажигания, но распределитель в них имеет механический привод с его цепочкой люфтов, нарушающей в какой-то мере своевременность подачи искры в отдельные цилиндры. Этот недостаток позволяют преодолевать так называемые цифровые системы зажигания.
Электронная цифровая система не имеет распределителя с механическим приводом и обеспечивает автоматическое регулирований момента зажигания с помощью электронного цифрового блока в зависимости от многих факторов, а не только от скорости враще-
ния вала и нагрузки. Цифровая система создает, например, благоприятные условия для регулирования момента зажигания и по признаку детонации, которую стремятся предотвращать в современных двигателях. На рис. 8.4 представлена блок-схема цифровой системы фирмы «Хартинг». На вал двигателя установлен зубчатый диск с равномерно расположенными по его окружности выступами 1; электромагнитный датчик 2, реагируя на прохождение около него выступов U вырабатывает импульсы, пропорциональные частоте вращения вала; второй датчик 3 расположен так, что он реагирует только на установочный выступ, который раз-- мещен на диске в зоне за 90° до в. м.т. и вырабатывает один установочный импульс за каждый оборот вала. Электронная часть системы состоит из главного 4 и дополнительного 5 счетчиков, задатчика временных интервалов 6, усилителя мощности 7, блока управления моментом включения <5, датчиков температуры || давления 10 и положения дроссельной заслонки карбюратора 11Л электронного распределителя 13, а также имеет катушку 'Щ и свечи зажигания 14.
Счетчик 4 суммирует импульсы, предопределяемые час-1 тотой вращения вала'двигателя, и только после коррекции этой суммы по числу импульсов от _ датчиков других устройств выдает сигнал (импульс) на зажигание, а через высоковольтный электронный распределитель искра направляется в соответствующий цилиндр. Следовательно, в системе нет механических промежуточных звеньев и нет поэтому накладок от них на своевременность воспламенения смеси в цилиндрах, вызываемых несовершенством системы, зажигания. Параметры системы остаются неизменными в течение всего срока^Ятсплуатации без обслуживания и дополнительных регулировок, что надо отнести к большим ее достоинствам. Из известных систем зажигания цифровая— наиболее сложная и дорогая, но и самая перспективная, особенно в случае сочетания ее возможностей с современными системами питания двигателей с обратной связью.

1 2 3 4

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 



  Разработано специально для liciss.ru, все права защищены.
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.