ГЛАВНАЯ  
 

Выбор электронного зажигания

Как вы, конечно, знаете, при работе карбюраторного двигателя бензовоздуцг-ная смесь, поступающая в цилиндры, поджигается электрической ' искрой, которая возникает в нужный момент между электродами запальных свечей. Обеспечивает этот процесс система зажигания, то есть комплекс из источника высокого (20 - 30 кВ) напряжения, блока управления моментом подачи искры, распределителя высокого напряжения по цилиндрам и запальных свечей. Различают классические батарейные системы зажигания, работающие при помощи контактных электромеханических устройств, и электронные полупроводниковые.

Почему появившиеся сравнительно недавно электронные системы все больше завоевывают признание и теснят классические схемы? Потому что последним присущ ряд органических недостатков, избавиться от которых усовершенствованием конструкции или материалов полностью не удается.

Среди этих недостатков - снижение высокого напряжения по мере роста скорости вращения коленчатого вала, обусловливаемое тем, что ток в первичной обмотке катушки зажигания, имеющей значительную индуктивность, не успевает достичь номинального значения. А на малых оборотах (например, при пуске двигателя) разрыв контактов очень замедлен, что также вызывает усиление дугообразования и ощутимое падение вторичного напряжения. Чтобы снизить отрицательный эффект этого явления, приходится очень тщательно следить за состоянием свечей и за величиной зазора между их электродами. Загрязненные свечи и неправильная регулировка зазора вызывают перебои, делают зажигание неустойчивым, особенно при пуске и на малых оборотах. И наконец, значительно влияние регулируемого зазора в контактах прерывателя на величину высокого напряжения и мощность искрооб-разования, которое, в свою очередь, отражается на работе двигателя.

Конструкторы и ученые немало сделали, чтобы избавить классическую систему батарейного зажигания от хронических пороков. А главное - обеспечить достаточную надежность и величину высокого напряжения независимо от условий и режимов работы двигателя. Но полное, как говорится, излечение может дать только принципиально новое решение - применение электронных систем получения высокого напряжения и его распределения.

По блокам управления различают системы электронного зажигания с контактным прерывателем и бесконтактные. Последние у нас на легковых автомобилях не встречаются, поэтому рассмотрим здесь только системы с обычным прерывателем. Следует отметить, что в этом случае его контакты полностью защищены от дугообразования и эрозии, и. следовательно, величина зазора между "молоточком" и "наковальней" мало влияет на работу двигателя.

Электронные системы зажигания с контактным управлением различаются по способу накопления энергии. Она может собираться в емкости или в индуктивности, и. соответственно, мы должны называть системы конденсаторными или индуктивными. Индуктивные по принципу действия в основном схожи с классической батарейной, только роль прерывателя в блоке управления в них выполняет мощный транзистор. работающий в режиме ключа. А контактный штатный прерыватель коммутирует слаботочную цепь управления этим транзистором.

Такова система ППЗ-1. Она работает с обычной катушкой зажигания, что позволяет при отказе электроники быстро перейти на обычное зажигание. Ключ этой системы состоит из трех последовательно включенных транзисторов, работающих в тяжелых условиях. Ведь при разрядных процессах общее напряжение в цепи достигает 200 В и не всегда делится поровну между тремя транзисторами, что снижает надежность системы. Недостатком ППЗ-1 надо признать и чувствительность ее к шунтирующему действию загрязненных свечей и к емкости вторичной цепи.

Большая часть поступающих в продажу электронных систем зажигания является конденсаторными. В них энергия, необходимая для искрообразования, накапливается в емкости, конденсаторе, а затем при помощи полупроводникового управляемого прибора - тиристора подводится к первичной обмотке катушки зажигания. При этом во вторичной обмотке возникает высокое напряжение и происходит пробой межэлектродного зазора свечи. Такие системы потребляют меньшую мощность, чем работающие от индуктивности. Высокое напряжение в них нарастает резко, а значит загрязнение свечей не влияет на работу зажигания, так как время на рассеивание энергии из-за утечек очень мало. Потенциал высокого напряжения не зависит от скорости вращения коленчатого .вала и величины зазора в контактах прерывателя. На момент искрообразования не влияет вибрация, "дребезг" контактов прерывателя, поскольку тиристор срабатывает по первому импульсу из серии, возникающей после размыкания.

Работа со стандартной катушкой зажигания дает возможность оперативно перейти на обычную батарейную схему зажигания, просто переключив соответствующий тумблер. Это важно для подстраховки в пути - переход не требует каких-либо дополнительных работ.

Современные схемы позволяют стабилизировать напряжение накопительного конденсатора и обеспечить хорошую "искру" при изменениях напряжения в бортовой сети автомобиля от 6,5 до 12 В. При этом время искрообразования хотя и вдвое меньше, чем при классической системе зажигания (около 500 мкс), но достаточно для уверенного поджига смеси.

На мой взгляд, такие устройства практически полностью удовлетворяют требованиям современного зажигания.

Среди них по своему функциональному выполнению различаются схемы с импульсным и с непрерывным накоплением энергии в емкости. В настоящее время отечественная промышленность выпускает контактные конденсаторные системы "Импульс", "Иснра-1", "Искра-2" и "Искра-3", в которых энергия накапливается импульсно.

Это сравнительно сложные и дорогие устройства. В эксплуатации они обеспечивают надежную работу зажигания. Правда, необходим строгий контроль и отбраковка их полупроводниковых элементов. Чтобы пояснить это, обратимся к теории.

Накопление заряда в этих системах происходит при двойном преобразовании электрической энергии (рис. 1). Вначале кинетическая энергия накапливается в магнитном поле дополнительного трансформатора 8 под действием тока, протекающего через его первичную обмотку W1. При резком обрыве транзисторным ключом 7 идущего через эту обмотку тока кинетическая энергия переходит в потенциальную, накапливаясь в конденсаторе С. который подключен ко вторичной обмотке W2 через диод Д1.

С целью стабилизировать напряжение заряда конденсатора ток в обмотке W1 ограничивается при помощи электронной схемы, которая содержит датчик тока (шунт) ДТ и сравнивающее устройство 4, на один из входов которого подается стабилизированное опорное напряжение U . Выход его идет на триггер 5, управляющий через согласующий усилитель в силовым транзисторным ключом 7.

В момент размыкания контактов прерывателя происходит ценообразование и зажигается горючая смесь в цилиндре двигателя. Затем, через 0,005 секунды конденсатор вновь заряжается. Но очередная искра образуется через время т, зависящее от скорости вращения коленчатого вала. Именно эта задержка - время нежелательного разряда конденсатора С токами утечки диода Д1 и тиристора 2 через первичную обмотку катушки зажигания. При малых скоростях вращения вала (режим пуска) величина разряда может стать значительной до такой степени, что высокого напряжения будет недостаточно для пробоя межэлектродного зазора свечи. Поэтому и необходимы тщательный контроль и отбраковка диодов, особенно тиристора 2 (рекомендуется тиристор с током утечки до 0.1 мА).

Но у систем типа "Искра" есть конструктивная особенность, вызывающая некоторую настороженность. При обрыве цепи катушки зажигания (случай, конечно, редкий, тем не менее возможный) энергия, накопленная в магнитном поле трансформатора 8 (см. рис. 1), с каждым переключением контактов будет увеличивать зарядку конденсатора С. А разряда его в этом случае не происходит. Теоретически напряжение должно бы вырасти до бесконечности, однако на практике ограничивается пробоем транзисторного ключа 7, самого конденсатора С или диода Д1 и, естественно, выходом "Искры" из строя.

Системы с непрерывным накоплением энергии в конденсаторе также производятся у нас и довольно распространены. Это "Электроника 1", "Электроника 2" и выпускавшаяся ранее "Электроника М". Конструкция их содержит (рис. 2) двухтактный транзисторный преобразователь 1 напряжения бортовой сети автомобиля в переменное напряжение до 380 В, выпрямитель 2, тиристор 3 с блоком управления 6, накопительный конденсатор 4 и катушку зажигания 5. В период между моментами зажигания конденсатор 4 заряжается до 350-380 В через диоды выпрямителя 2 от преобразователя. В момент искрообразования по команде блока управления 6 конденсатор разряжается через тиристор 3 и первичную обмотку катушки 5. Между ее индуктивностью и емкостью конденсатора происходит обмен энергией, образуется последовательный колебательный контур.

По окончании одного периода (220- 250 мкс) процесс заканчивается, но часть энергии сохраняется на накопительном конденсаторе.

Достоинства таких систем - простота, технологичность, надежность. Но есть и недостаток. Это пропорциональная зависимость напряжения заряда конденсатора от напряжения бортовой сети. При пуске зимой, когда напряжение аккумулятора может "сесть" до 7-8 В, на конденсаторе будет всего 190 В, а накопленная энергия уменьшится в четыре раза и не обеспечит надежного пуска.

Так какое же электронное зажигание из выпускаемых сегодня лучше?

Из сказанного следует, что предпочтительнее системы с накоплением энергии в емкости. Из них более надежны и дешевы системы типа "Электроника". Но стартерный пуск двигателя в холодное время с ними затруднен.

Более сложны и дороги системы с импульсным накоплением энергии, такие, как "Искра" или "Импульс". Они обеспечивают хороший зимний пуск, правда, как уже говорилось, при соответствующем отборе полупроводниковых элементов.



 
     
  Место на хостинге Bezdeneg.Biz Сайт бесплатно    © 2008 AUTOINVALID.NET.RU