Меню

Электронная распределение высокого напряжения по цилиндрам двигателя

Электронные системы зажигания — EI и DLI

электронное зажигание

Электронные системы зажигания устанавливают момент зажигания посредством электронных расчетов. Характеристические кривые, получаемые при использовании обычных распределителей зажигания с центробежными и вакуумными регуляторами, заменяются оптимизированными электронными отображениями процесса зажигания. Механическое распределение тока высокого напряжения осталось в варианте EI. Полностью электронное бесконтактное зажигание (т.е. без распределителя зажигания, система DLI ) имеет постоянные электронно-управляемые компоненты. Электронные системы зажигания более точно, чем обычные механические системы, выбирают момент зажигания. Их преимущество заключается в том, что процесс зажигания определяется углом поворота коленчатого вала, а не валика распределителя (исключается влияние допусков в приводе распределителя). Исключаются ограничения, накладываемые механическими устройствами регулировки.

Число входных параметров теоретически ничем не ограничено, что позволяет расширить диапазон регулирования зажигания. Вследствие ограничений, накладываемых на потребное напряжение зажигания и регулируемый диапазон момента зажигания, при использовании распределителя зажигания с фиксированным приводом возникают значительные трудности в установке моментов зажигания на многоцилиндровых двигателях. Также в этом случае не может быть обеспечено эффективное распределение зажигания. Выходом может быть разделение зажигания на две цепи и статическое распределение напряжения.

Схема электронного зажигания EI

Электронная система зажигания комбинируется с системой электронного управления впрыском топлива (система Motronic), устройством контроля детонации двигателя, ABS и т.д., что дает возможность использовать датчики и/или сигналы от других узлов автомобиля в более чем одной системе управления. Последовательно подключенный канал передачи информации (система CAN) еще больше сокращает число входных параметров в ECU .

Схема электронного зажигания DLI

Работа электронной системы зажигания

Частота вращения коленчатого вала и его положение контролируются индуктивным датчиком в плоскости вращения венца маховика с использованием отдельного ротора либо специального штифта (в ранних системах применялись два датчика). Срабатывание датчика осуществляется при прохождении в его магнитном поле равномерно распределенных зубьев или сегментов (по одному на два цилиндра):

  • начало сегмента равно углу, соответствующему максимальному опережению зажигания;
  • конец сегмента равен начальному углу.

Установочная метка соответствует определенному угловому положению коленчатого вала. Для получения импульсов напряжения может использоваться распределитель зажигания без механизма изменения опережения зажигания; в этом случае управляющий сигнал создается в генераторе Холла.

Для контроля за нагрузкой двигателя могут использоваться датчик давления, потенциометры, определяющие угловое положение дроссельной заслонки или электронные сигналы от системы управления топливоподачи. Микропроцессор в ECU производит обработку сигналов о частоте вращения коленчатого вала и нагрузке двигателя для расчета точного момента зажигания. Микропроцессор может также производить обработку сигналов о температуре двигателя и степени открытия дроссельной заслонки, что позволяет корректировать установку зажигания и регулировать другие параметры автомобиля. Микропроцессор позволяет определить угол замкнутого состояния контактов прерывателя и контролирует работу аккумуляторной батареи для коррекции ее напряжения. Это гарантирует получение максимального напряжения искрового разряда. При малой частоте вращения вала стартера компьютер прерывает прохождение тока через катушку зажигания, препятствуя ее перегреву. Задающий (усиливающий) каскад может быть интегрирован в ECU или установлен отдельно.

Читайте также:  Проверка уровней напряжений аккумуляторной батареи

Обработка сигналов в ECU

Обработка сигналов в системах электронного зажигания

Рисунок 3 –Электронное зажигание, обработка сигнала: 1- частота вращения коленчатого вала двигателя; 2 – сигналы включения; 3 – CAN (последовательно подключенный канал передачи информации); 4 – давление во впускном трубопроводе двигателя; 5 – температура двигателя; 6 – температура воздуха на впуске; 7 – напряжение аккумуляторной батареи; 8 – микропроцессор; 9 – аналого-цифровой преобразователь; 10 – задающий каскад (каскад усиления мощности)

После первоначальной обработки сигналы в цифровой форме направляются непосредственно в микропроцессор. Аналоговые сигналы сначала преобразуются в цифровую форму. Существуют разные варианты системы зажигания ESA. Сравнение программ работы систем электронного зажигания и работы систем с распределителем зажигания показывает, что в первом случае имеется возможность программировать каждую точку поля углов опережения зажигания. Таким образом, оптимальный момент зажигания (например, для получения максимальной топливной экономичности) может быть выбран для каждого из условий работы в соответствии с ограничениями, накладываемыми такими факторами, как токсичность, пределы воспламенения рабочей смеси и динамические характеристики самого автомобиля. ECU не требует обслуживания и регулировок за весь срок службы двигателя.

Система зажигания с вращающимся распределителем

Распределитель зажигания обеспечивает подачу электрических импульсов к свечам зажигания цилиндров двигателя. Если диапазон его регулировок недостаточен для обслуживания всех цилиндров, то применяются две цепи зажигания (например, два распределителя зажигания, каждый из которых рассчитан на 4 цилиндра, могут обслуживать 8-цилиндровый двигатель). Синхронизацию работы двух таких распределителей осуществляет коленчатый вал. При использовании двух распределителей, каждый из которых обслуживал бы 3 цилиндра, синхронизация их работы должна была бы осуществляться посредством распределительного вала.

Бесконтактное распределение зажигания

Системы с катушками зажигания на каждый цилиндр двигателя

Каждый цилиндр двигателя снабжен собственной катушкой зажигания с задающим (усилительным) каскадом, установленной непосредственно над свечой зажигания или отдельно от нее. При этом необходима синхронизация работы всех катушек или посредством датчика вращения распределительного вала, или путем определения давления в цилиндре. На двигателях с четным числом цилиндров система возвращается к способу генерирования импульсов зажигания от вращения коленчатого вала в том случае, если датчик вращения распределительного вала выйдет из строя, хотя две катушки зажигания всегда будут срабатывать одновременно (один из искровых разрядов будет иметь место при такте выпуска). Эта система пригодна для двигателей с любым числом цилиндров и обеспечивает большие возможности для проведения регулировок, так как за один цикл работы двигателя генерируется только один искровой разряд.

Читайте также:  Первая производная от напряжения

Благодаря всем этим преимуществам система с катушками зажигания на каждый цилиндр будет применяться гораздо чаще по сравнению с использованием катушки на большее число цилиндров, даже несмотря на более высокую стоимость такой системы.

Системы с одной катушкой зажигания на два цилиндра

В этих системах на каждые два цилиндра двигателя имеется одна катушка зажигания. Коленчатый вал может использоваться для синхронизации их работы. Клемма высокого напряжения катушки зажигания соединена со свечами зажигания двух цилиндров, рабочие циклы которых осуществляются со смещением на 360 0 один от другого.

Дополнительный искровой разряд вырабатывается во время такта выпуска. Такая система зажигания может применяться только на двигателях с четным числом цилиндров. В настоящее время такая бесконтактная система зажигания используется наиболее часто из-за меньшей ее стоимости относительно системы с катушками зажигания на каждый цилиндр.

Источник

Теория автомобиля

Система зажигания с электронным распределением высокого напряжения

Система зажигания с электронным распределением высоковольтных импульсов не имеет механических устройств, присущих прерывателям-распределителям традиционных конструкций. Она может содержать одну, две, четыре или более катушек зажигания в зависимости от числа цилиндров двигателя. Распространены катушки зажигания для многоцилиндровых двигателей, устанавливаемые непосредственно на свечу. В этом случае высоковольтные провода отсутствуют. Коммутирование тока осуществляется по низковольтной цепи.

Применение электронного распределения не только уменьшает число механических элементов в системе зажигания, но и упрощает ее техническое обслуживание и снижает уровень электромагнитных помех. Электронное распределение зажигания целесообразно использовать в цифровых системах зажигания.

В структуре такой системы (рис. 45.13, а) основным элементом является блок цифрового формирования управляющих сигналов, включающий в себя комплекс датчиков, контроллер с микропроцессором и блок обработки данных с постоянным запоминающим устройством (ПЗУ). Электронный распределитель является конечным элементом системы. Он содержит формирователь импульсов на нескольких выходах в зависимости от кода сигнала, поступающего на его вход от дешифратора выбора канала. На выходах распределителя выделяются управляющие силовыми ключами импульсы в соответствии с порядком работы двигателя. Например, для четырехцилиндрового двигателя открываются ключи последовательно к приходу поршня в ВМТ в порядке 1 — 3 — 4—2 или 1 — 2 — 4—3.

Угол опережения зажигания устанавливается микропроцессором контроллера на основании карты углов для каждого режима, которая закладывается в память ПЗУ процессора индивидуально для каждого типа двигателя (см. рис. 45.10). Карта углов опережения зажигания должна корректироваться, поскольку характеристики двигателя меняются из-за изнашивания деталей двигателей в процессе эксплуатации.

Как следует из рис. 45.13, электронный распределитель зажигания представляет собой объединенную в одном блоке группу из четырех ключевых элементов бесконтактной системы зажигания.

При использовании в электронном распределителе зажигания двух катушек с раздельными первичной и вторичной обмотками оба (начало и конец) высоковольтных вывода вторичной обмотки подключают к свечам зажигания. Образуется электрическая цепь из последовательно соединенных элементов: свеча — обмотка катушки зажигания — свеча.

Читайте также:  Параметры переменного тока фазное линейное напряжение

Искрообразование возникает сразу в двух свечах: в одной свече — на такте сжатия, вызывая рабочий ход, в другой — на такте расширения (искра будет холостая, бесполезная). В дальнейшем процессы меняются местами. В двух других цилиндрах такие же процессы повторяются со сдвигом на 360° угла ПКВ двигателя.

Применение электроники в системах зажигания дает следующие преимущества:

облегчается пуск двигателя при низких температурах даже при разряженной аккумуляторной батарее;

обеспечивается оптимальная установка угла опережения зажигания, что снижает токсичность отработавших газов и дает некоторую экономию топлива;

возможна работа двигателя на обедненных смесях;

уменьшается эрозия контактов прерывателя в контактно-транзисторных системах зажигания;

в цифровых системах зажигания исключаются механические элементы прерывателя-распределителя;

обеспечивается повышение вторичного высоковольтного напряжения;

улучшается приемистость двигателя на разгонных режимах;

уменьшается излучение электромагнитных помех, чем обеспечивается лучшая электромагнитная совместимость электронного, навигационного оборудования и систем связи.

Источник



Электронное распределение высокого напряжения по цилиндрам двигателя

Электронное распределение высокого напряжения по цилиндрам двигателя осуществляется путем коммутации низковольтных цепей катушки (катушек) зажигания. Поэтому часто оно называется низковольтным распределением. Электронное распределение позволяет существенно снизить уровень радиопомех при работе системы зажигания и повысить надежность распределителя.

Если в автомобиле с четырехцилиндровым двигателем исполь­зуются одновыводные катушки зажигания, то принципиальная схема системы электронного распределения является следующей (рис. 3.21).

Рис. 3.21. Принципиальная схема электронного распределителя высокого напряжения с одновыводными катушками

В этой системе для каждого цилиндра двигателя имеется своя ка­тушка зажигания. Питание первичных обмоток катушек зажигания осу­ществляется через транзисторные ключи, управляемые контроллером.

Если используются двухвыводные катушки зажигания, то принципиаль­ная схема электронного распределителя является следующей (рис. 3.22).

Рис. 3.22. Принципиальная схема электронного распределителя высокого напряжения с двухвыводными катушками

В этом случае два цилиндра, момент зажигания которых смещен на 360°, управляются одной катушкой зажигания. Искровые промежутки свечей соединены последовательно и искрообразование происходит од­новременно в двух цилиндрах. В одном цилиндре — в такте выпуска (холостая искра), во втором — в такте сжатия (рабочая искра).

При использовании четырехвыводной катушки зажигания принципи­альная схема электронного распределителя является следующей (рис. 3.23).

Рис. 3.23. Принципиальная схема электронного распределителя высокого напряжения с четырехвыводной катушкой

В четырехвыводной катушке имеются дне включенныевстречно первичные обмотки.Распределение импульсов по цилиндрам двига­теляосуществляется с помощью высоковольтных диодов VD1-VDA.Свечи зажигания как и в предыдущем варианте работа­ют попарно. Одна из свечей в паре — рабочая, одна — холостая.

Источник