1.4.2.2. Транзисторная система зажигания с индукционным датчиком

Индукционный датчик состоит из ротора 1, статора 2, постоянного магнита 3 и обмотки 4 (рис.11).

Рис. 11 . Схема индукционного датчика: 1 – ротор; 2 – статор; 3 – постоянный магнит; 4 – обмотка статора; 5 – вал распределителя зажигания.

Ротор 1 закреплен на валу распределителя зажигания и вращается вместе с ним. Ротор имеет заостренные загнутые зубья. Их количество соответствует количеству цилиндров двигателя. Статор 2 выполнен из пластины с загнутыми зубьями. К нижней части статора крепится постоянный магнит 3, а к верхней – обмотка 4.

При вращении зубчатого ротора в обмотке датчика индуцируется переменное напряжение (рис.12). Когда один из зубьев ротора приближается к зубу статора, магнитный поток резко увеличивается, и индуцируемое в обмотке напряжение достигает максимального значения. Известно, что величина индуцируемого напряжения зависит от скорости изменения магнитного потока, т.е. от первой его производной. При совпадении средних линий зубьев ротора и статора магнитный поток меняет направление, и производная становится равной нулю. Поэтому напряжение начинает резко изменяться в противоположном направлении.

Рис.12. Изменение напряжения на обмотках катушки индукционного датчика в зависимости от угла поворота ротора: U – управляющее напряжение; t-момент возникновения искры, I – управляющий ток..

Принципиальная электрическая схема транзисторной системы зажигания с индукционным датчиком представлена на рис.13. Данная система работает следующим образом. С индукционного датчика на транзистор коммутатора подаются сигналы переменного напряжения. Положительные полупериоды этого напряжения открывают транзистор, и первичная обмотка катушки зажигания замыкается на «массу». При прохождении амплитуды через точку U=0, транзистор закрывается, что приводит к размыканию первичной цепи катушки зажигания и возникновению искры.

Рис. 13. Принципиальная электрическая схема транзисторной системы зажигания с индуктивным датчиком: 1-катушка зажигания; 2-распределитель зажигания; 3-индукционный датчик; 4-зубчатый ротор; 5-коммутатор; 6-транзистор; 7-высоковольтные провода; 8-свечи зажигания

1.4.3. Микропроцессорная система зажигания «холостая искра»

Микропроцессорные системы зажигания позволяет более точно определить оптимальный угол опережения зажигания, обеспечивая тем самым улучшением динамических характеристик автомобиля, топливную экономичность и снижение вредных выбросов в атмосферу. А поддержание угла опережения зажигания на пороге начала детонации позволяет обеспечить повышение мощности и приемистости двигателя.

Блок – схема микропроцессорной системы зажигания «холостая искра» представлена на рис.14 и состоит из датчиков, электронного блока управления (ЭБУ), катушек зажигания, высоковольтных проводов и свечей зажигания.

Угол опережения зажигания рассчитывается блоком управления на основе информации от датчиков частоты вращения и положения коленчатого вала n, нагрузки на двигатель P,Q, температуры охлаждающей жидкости t, детонации Дет, учитывается также величина напряжения аккумуляторной батареи U. Если напряжение аккумулятора отличается от эталонного, то в момент включения катушки угол замкнутого состояния контактов (УЗСК) сдвигается вперед или назад для достижения постоянной мощности разряда.

Рис. 14. Блок-схема микропроцессорной системы зажигания: n – датчик частоты вращения и положения коленчатого вала; Q, P – датчик нагрузки на двигатель; tж – датчик температуры охлаждающей жидкости; U – сигнал напряжения аккумулятора; Дет – датчик детонации; f – конечный выключатель дроссельной заслонки; ЭБУ – электронный блок управления; ДК – двухканальный коммутатор; КЗ - катушки зажигания; СЗ – свечи зажигания; ЭМК – электромагнитный клапан системы ЭПХХ карбюратора.

Датчик частоты вращения и положения коленчатого вала устанавливается рядом с маркерным диском и предназначен для определения частоты вращения коленчатого вала (КВ) и положения 1-го и 4-го цилиндра относительно ВМТ. Для этого маркерный диск имеет два пропущенных зуба, которые обычно не доходят до ВМТ на угол 120град.

Нагрузка на двигатель определяется с помощью датчика абсолютного давления во всасывающем коллекторе или датчика расхода воздуха.

Импульсные сигналы от датчика частоты вращения и положения коленчатого вала поступают во входной формирователь, который преобразует их в импульсы прямоугольной формы.

При создании нового двигателя разработчики проводят его испытание в полном диапазоне скоростей и нагрузок. Для каждого сочетания скорости и нагрузки и при фиксированной температуре охлаждающей жидкости (прогретый двигатель) определяют оптимальное значение угла опережения зажигания. Полученные данные в виде матрицы записываются в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) электронного блока управления (ЭБУ).

После получения информации о частоте вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель блок управления выбирает из матрицы, записанной в ПЗУ, необходимый в данный момент угол опережения зажигания. Затем выбранное значение корректируется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и температуры воздуха путем умножения базового значения УОЗ на коэффициент коррекции по температуре охлаждающей жидкости (чем ниже температура, тем выше УОЗ). Коэффициент коррекции по температуре также записан в одной из матриц ПЗУ.

Способ распределения высоковольтной энергии одновременно к двум свечам зажигания называют методом «Waste Spark», т.е. – «холостая искра» (рис.14).

Когда вторичная обмотка получает сигнал на разряд, искры происходят сразу в двух цилиндрах. Разряд одной свечи происходит в цилиндре, где заканчивается такт сжатия, а второй свечи – в цилиндре, где заканчивается такт выпуска. Первая свеча поджигает рабочую смесь, а вторая искра тратится вхолостую. Полярность искры будет правильным только в одной свече, а в другой - неправильным, так как направление тока будет обратным. Центральный электрод должен быть положительным, а периферийный – отрицательным. Напряжение вторичной обмотки составляет 37кВ, что вполне достаточно для поддержания разряда в двух свечах одновременно. Из-за наличия «холостой искры» свечи изнашиваются быстрее, и поэтому их приходится заменять каждые 20 тыс. км пробега. Первичная обмотка катушки зажигания имеет сопротивление 0,5÷0,05 Ом, а вторичная – от 11 до 16 кОм.