Цифрові та мікропроцесорні системи запалювання

Одним із найважливіших факторів, що визначає потужність двигуна, його палив-ну економічність та токсичність відпрацьованих газів, є кут випередження запалю-вання. Якщо при роботі двигуна на основних режимах забезпечуються оптимальні значення цього кута, зовнішні показники двигуна виявляються найкращими.

Механічні регулятори випередження запалювання, що застосовують у традиційних контактних, а також в електронних системах запалювання, не можуть забезпечити оптимальні параметри регулювання цього кута в усьому діапазоні роботи двигуна. Рухомі частини механічних регуляторів в процесі роботи зношуються і тому створюють нестійкість моменту запалювання (асинхронізм) відносно кутів повороту колінчастих валів. Це не дає змоги задовольнити чимраз зрослі вимоги щодо зменшення токсичності відпрацьованих газів, а тому зумовлює необхідність застосування спеціальних систем рециркуляції відпрацьованих газів, каталітичних окислювачів тощо.

Крім цього, механічні регулятори нечутливі до такого явища, як нерівномірний розподіл паливно-повітряної суміші між циліндрами двигуна.

Останнім часом на двигунах сучасних автомобілів дедалі більше застосовуються цифровісистеми запалювання, які забезпечують автоматичне регулювання випередження моменту запалювання за бажаною характеристикою, залежно від частоти обертання та навантаження двигуна, режимів його роботи, а також температури і складу робочої суміші.

Основою системи є електронний цифровий блок керування (контролер).

У випадку механічного спрацювання деталей у процесі експлуатації він не потребує обслуговування та регулювання.

Отже, параметри системи запалювання зберігаються протягом усього терміну служби.

Цифрові системи електронного регулювання моменту випередження запалювання працюють, як правило, за попередньо складеною жорсткою програмою, їх контролери можуть мати або не мати блоку пам'яті.

Мікропроцесорниминазивають цифрові системи запалювання, які для обробки інформації використовують мікропроцесор або мікро ЕОМ.

Обидві системи дають змогу більш гнучко відтворювати задані характеристики моменту випередження запалювання.

Основним елементом цифрової системи запалювання є маховик 1 двигуна (рис. 4.42) із зубчастим вінцем. При обертанні маховика електромагнітний датчик 2 виробляє серію імпульсів, пропорційних частоті обертання колінчастого валу. У положенні, яке відповідає ВМТ першого циліндра або за 90° до досягнення ним ВМТ, на маховику розміщено установочний зубець із позначкою, який за допомогою електромагнітного датчика 3 початкового положення створює установочний імпульс під час кожного оберту маховика.

Електронна частина цифрової системи складається з головного 4 і додаткового 5 лічильників, задавача часових інтервалів 6, блока формування сигналу вимкнення каналів 8, датчиків температури 9, тиску 10, положення дросельної заслінки карбюратора 11, двоканального комутатора з силовими транзисторами 12, а також двох двовивідних трансформаторів (котушок запалювання) 7 і свічок запалювання 13.

Кожен період запалювання починається з появи імпульсу струму на датчику 3. Цей імпульс керує задавачем часових інтервалів 6 та ставить лічильники 4 та 5 в нульове положення. Імпульси, що створюються датчиком 2, потрапляють на основний 4 та додатковий 5 лічильники, де підраховуються.

Після визначеної кількості імпульсів, що потрап-ляють до головного лічильника 4, він видає сигнал запалю-вання СЗ у двоканальний комутатор. Цей сигнал видається тим раніше, чим більше імпульсів надійшло до лічильника за визначений період часу (звичайно 1 мс), отже, чим більшою є частота обертання колінчастого вала двигуна.

Блок формування сигналу вимкнення каналів 8 формує сигнал ВК високого чи низького рівня з сигналу, що надходить з датчика 3 через основний та додатковий лічильники.

Для розподілу високої напруги по свічках запалювання в чотирициліндровому двигуні використовують два трансформатори (котушки запалювання), кожна з яких подає високу напругу одночасно на свічки двох циліндрів. В цьому разі іскровий розряд відбувається одночасно в двох циліндрах на тактах стиску і випуску. Однак активною є лише одна з двох іскор, оскільки друга виникає у відпрацьованих газах.