Бесконтактная система зажигания.

Бесконтактная система зажигания подобна контактно-транзисторной, только управление транзистором в ней происходит не через контактный прерыватель, а посредством бесконтактного датчика. Наибольшее распространение получили бесконтактные системы зажигания с магнитоэлектрическим датчиком.

Рис. 4.23. Схема бесконтактной системы зажигания

Датчик (рис. 4.23) состоит из постоянного магнита в виде ротора 13 и статора, имеющего сердечник 11 и обмотку 12. При вращении ротора – распределителя один из его магнитных полюсов проходит около сердечника 11 статора, и в обмотке 12 наводится ЭДС. Если ее направление совпадает с проводимостью перехода база – эмиттер транзистора, то последний «открывается», и ток течет по следующей цепи: «+» аккумуляторной батареи – выключатель зажигания 5 – первичная обмотка 3 – переход коллектор К – эмиттер Э транзистора – «масса» - вывод – «-» аккумуляторной батареи.

Биполярный транзистор — трёхэлектродный полупроводниковый прибор, один из типов транзистора. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости. По этому способу чередования различают npn и pnp транзисторы (n (negative) — электронный тип примесной проводимости, p (positive) — дырочный). В биполярном транзисторе, в отличие от полевого транзистора, используются заряды одновременно двух типов, носителями которых являются электроны и дырки (от слова «би» — «два»). Схематическое устройство транзистора показано на втором рисунке. Электрод, подключённый к центральному слою, называют базой, электроды, подключённые к внешним слоям, называют коллектором и эмиттером. На простейшей схеме различия между коллектором и эмиттером не видны. В действительности же главное отличие коллектора — бо́льшая площадь p — n-перехода. Кроме того, для работы транзистора абсолютно необходима малая толщина базы.

Рис. 4.24. Простейшая наглядная схема устройства транзистора

Когда около сердечника 11 (рис. 4.23) пройдет следующий полюс магнита ротора другой полярности, в обмотке 12 снова появится ЭДС, но противоположного направления. Тогда транзистор «закрывается» и размыкает цепь электрического тока, проходившего через первичную обмотку катушки зажигания. Поэтому в ее вторичной обмотке наводится ЭДС высокого напряжения, которая подводится к искровой свече.

Рис. 4.25а Датчик - распределитель бесконтактного зажигания: 1 – крышка распределителя; 2 – уголек; 3 – пружина крышки; 4 – низковольтный разъем; 5 – грузик; 6 – пружина центробежного автомата; 7 – ось грузика; 8 – упорный подшипник; 9 – подшипник валика; 10 – муфта; 11 – валик; 12 – пластина октан-корректора; 13 – корпус; 14 – шарикоподшипник; 15 – вакуумный регулятор; 16 – магнитоэлектрический датчик; 17 – втулка ротора; 18 – фильц; 19 – бегунок

Рис. 4.25б Прерыватель-распределитель контактного зажигания: а - распределитель, б - прерыватель, в – центробеж-ный регулятор; 1 - крышка, 2 - зажим, 3 – центро-бежный контакт, 4 - ротор, 5 - рычажок, 6 - кулачок, 7 - подвижный контакт прерывателя, 8 – неподвиж-ный контакт, 9 - пластина кулачка, 10 - корпус, 11 - валик, 12 - регулировочные гайки, 13 - пластины октан-корректора, 14 - масленка, 15 - пружина, 16 - подвижный диск, 17 - вакуумный регулятор опережения зажигания, 18 - диафрагма, 19 - грузик.

Для образования одной искры нужно, чтобы около сердечника статора прошли 2 разнополюсных зубца ротора, поэтому общее число полюсов в 2 раза больше числа цилиндров двигателя.

В отличие от контактной системы зажигания у бесконтактной контролируют не начало размыкания контактов, а момент искрообразования в свече зажигания, который соответствует совпадению меток, нанесенных на роторе и статоре. Эти метки используют при установке угла опережения зажигания. Датчик магнитоэлектрический (рис. 4.25а, поз.16) представляет собой однофазный генератор переменного тока, состоящий из ротора с постоянным магнитом и статора с кольцевой обмоткой, конструктивно объединенных с распределителем. Поэтому этот узел носит название «датчик – распределитель».

Датчики – распределители изготавливаются на базе серийных распределителей зажигания, в которых прерыватель заменен генератором импульсов переменной ЭДС.

4.3.2.4. Микропроцессорная (электронная) система зажигания.

Электронной системой зажигания называется система зажигания, в которой создание и распределение тока высокого напряжения по цилиндрам двигателя осуществляется с помощью электронных устройств. Система имеет другое название - микропроцессорная система зажигания.

Необходимо отметить, что контактно-транзисторная система зажигания и бесконтактная система зажигания также включают электронные компоненты, но данные системы уже имеют свои устоявшиеся названия.

С другой стороны электронная система зажигания не имеет механических контактов, поэтому, по сути, является бесконтактной системой зажигания.

На современных автомобилях электронная система зажигания является составной частью системы управления двигателем. Данная система осуществляет управление объединенной системой впрыска и зажигания, а на последних моделях автомобилей и рядом других систем – впускной и выпускной системами, системой охлаждения.

Существует множество конструкций электронных систем зажигания (Bosch Motronic, Simos, Magneti-Marelli и др.), отличающихся по конструкции. Электронные системы зажигания можно разделить на два вида:

• системы зажигания с распределителем;
• системы прямого зажигания.

Первый вид электронных систем зажигания в своей работе использует механический распределитель, с помощью которого осуществляется подача тока высокого напряжения на конкретную свечу. В системах прямого зажигания подача тока высокого напряжения на свечу производится непосредственно с катушки зажигания.

Вместе с тем, электронная система зажигания имеет следующее общее устройство:

• источник питания;
• выключатель зажигания;
• входные датчики;
• электронный блок управления;
• воспламенитель;
• катушка зажигания;
• провода высокого напряжения (на некоторых видах системы);
• свечи зажигания.

Входные датчики фиксируют текущие параметры работы двигателя и преобразуют их в электрические сигналы. Система электронного зажигания в своей работе использует входные датчики, входящие в состав системы управления двигателем:

• датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя;
• датчик положения распределительного вала;
• датчик массового расхода воздуха;
• датчик детонации;
• датчик температуры воздуха;
• датчик температуры охлаждающей жидкости;
• датчик давления воздуха;
• датчик положения дроссельной заслонки;
• датчик положения педали газа;
• датчик давления топлива;
• кислородный датчик;
• и другие.

Номенклатура датчиков на разных моделях автомобилей может различаться.

Электронный блок управления двигателем обрабатывает сигналы входных датчиков и формирует управляющие воздействия на воспламенитель.

Воспламенитель представляет собой электронную плату, обеспечивающую включение и выключение зажигания. Основу воспламенителя составляет транзистор. При открытом транзисторе ток протекает по первичной обмотке катушки зажигания, при закрытом - происходит его отсечка и наводка тока высокого напряжения во вторичной обмотке.

Электронная система зажигания может иметь одну общую катушку зажигания, индивидуальные катушки зажигания или сдвоенные катушки зажигания.

Общая катушка зажигания применяется в электронной системе зажигания с распределите-лем. Индивидуальные катушки зажигания устанавливаются непосредственно на свечу, поэтому необходимость в высоковольтных проводах отпадает.

Рис. 4.26. Индивидуальная катушка зажигания

В системах прямого зажигания также используются сдвоенные катушки зажигания. На четырехцилиндровом двигателе устанавливается две таких катушки: одна для 1 и 4 цилиндров, другая – для 2 и 3 цилиндров. Каждая из катушек создает ток высокого напряжения на двух выводах, поэтому искра зажигания всегда происходит одновременно в двух цилиндрах. В одном из цилиндров она воспламеняет топливно-воздушную смесь, в другом происходит вхолостую.

Принцип работы электронной системы зажиганияВ соответствии с сигналами датчиков электронный блок управления вычисляет оптимальные параметры работы системы. Осуществляется управляющее воздействие на воспламенитель, который обеспечивает подачу напряжения на катушку зажигания. В цепи первичной обмотки катушки зажигания начинает протекать ток.

При прерывании напряжения, во вторичной обмотке катушки индуцируется ток высокого напряжения. По высоковольтным проводам или непосредственно с катушки зажигания ток высокого напряжения подается к соответствующей свече зажигания. Создающаяся искра в свече зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь.

При изменении скорости вращения коленчатого вала двигателя датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя и датчик положения распределительного вала подают сигналы в электронный блок управления, который в свою очередь осуществляет необходимое изменение угла опережения зажигания.

При увеличении нагрузки на двигатель управление углом опережения зажигания осуществляется с помощью датчика массового расхода воздуха. Дополнительную информацию о процессе воспламенения и сгорания топливно-воздушной смеси дает датчик детонации. Другие датчики представляют дополнительную информацию о режимах работы двигателя.

ЗаключениеДля всех систем зажигания общими элементами являются:

• катушки зажигания
• свечи зажигания
• провода высокого напряжения
• замок зажигания

Конструктивно все элементы выполняются одинаково для всех систем, но имеют различные электрические характеристики и не являются взаимозаменяемыми.