б - верхній мал. - грузики разом, нижній мал. - грузики розійшлися
При зменшенні швидкості обертання приводного валика, відцентрова сила зменшуються й, під впливом пружин, грузики вертаються на місце - кут випередження запалювання зменшується.
Вакуумний регулятор випередження запалювання (рис. 1.4) призначений для зміни моменту виникнення іскри між електродами свіч запалювання, залежно від навантаження на двигун.
Вакуумний регулятор кріпиться до корпуса переривника - розподільника. Корпус регулятора розділений діафрагмою на два обсяги. Один з них пов'язаний з атмосферою, а іншої, через сполучну трубку, з порожниною під дросельною заслінкою. За допомогою тяги, діафрагма регулятора з'єднана з рухливою пластиною, на якій розташовуються контакти переривника. При збільшенні кута відкриття дросельної заслінки (збільшення навантаження на двигун) розрядження під нею зменшується. Тоді, під впливом пружини, діафрагма через тягу зрушує на невеликий кут пластину разом з контактами убік від кулачка, що набігає, переривника. Контакти будуть розмикатися пізніше - кут випередження запалювання зменшиться. І навпаки - кут збільшується, коли ви зменшуєте газ, тобто, прикриваєте дросельну заслінку. Розрядження під нею збільшується, передається до діафрагми й вона, переборюючи опір пружини, тягне на себе пластину з контактами.
Це означає, що кулачок переривника раніше зустрінеться з молоточком контактів і розімкне їх. Тим самим ми збільшили кут випередження запалювання для погано палаючої робочої суміші.
1.3.2 Механічний переривник із транзисторним комутатором
У цьому випадку механічний переривник управляє тільки транзисторним комутатором, що, у свою чергу, управляє накопичувачем енергії. Така конструкція має істотну перевагу перед переривником без транзисторного комутатора - воно полягає в тім, що тут контактний переривник має більшу надійність за рахунок того, що в цій системі через нього протікає істотно менший струм (відповідно практично виключається пригоряння контактів переривника під час розмикання). Відповідно й конденсатор, підключений паралельно контактам переривника став не потрібним. В іншому система повністю аналогічна класичній системі. Обидві описані системи запалювання з механічним переривником мають загальну назву - контактні системи запалювання.
Керування первинною обмоткою котушки запалювання в системі з механічним переривником і транзисторним комутатором.
1.3.3 Транзисторний комутатор з безконтактним датчиком
Генератором імпульсів (індуктивного типу, типу Холу або оптичного типу) і перетворювачем його сигналів. У цьому випадку замість механічного переривника використається датчик - генератор імпульсів з перетворювачем сигналів, що управляє тільки транзисторним комутатором, що, у свою чергу, управляє накопичувачем енергії.
У системах запалювання із транзисторним комутатором використаються датчики трьох типів.
1. Датчик Холу (така модифікація системи називається TI-h, рис. 1.6) містить пластинку кремнію, до двох бічних граней якої прикладене невелика напруга. Якщо пластинку помістити в магнітне поле, то на двох інших гранях пластинки також з'явиться напруга В цьому складається ефект Холу.
Зміна магнітного поля викличе зміна напруги Холу, яку можна використати для керування комутатором. Магнітне поле, створюване постійним магнітом, може перериватися лопатами обтюратора, що обертається на валу розподільника запалювання. Через кремнієву пластинку пропускається струм приблизно 30 млА, тоді як напруга Холу становить близько 2 мВ, збільшуючись із ростом температури. Пластинка звичайно становить одне ціле з інтегральною схемою, що здійснює посилення й формування сигналу.
При відкритому зазорі між постійним магнітом і датчиком Холу пластинка видає напругу. Якщо зазор перекривається лопатою обтюратора, магнітне поле замикається через лопату й не попадає на пластинку Холу. Напруга при цьому падає.
Сигнал із граней пластинки попадає в підсилювач і формувач імпульсів, після чого він може управляти комутатором (включенням і вимикання котушки).
2. Індуктивний датчик (така модифікація системи називається TI-i, рис. 1.7) - містить у собі постійний електромагніт з обмоткою й зубчастий диск [2]. При обертанні диска магнітне поле замикається або через зуб, або через западину. Магнітний потік, що проходить через обмотку, то збільшується, то зменшується, у результаті чого в обмотці індукується ЭДС змінного знака. Сигнали датчика проходять через формувач імпульсів і далі надходять у комутатор для керування первинною обмоткою котушки запалювання. При збільшенні швидкості зросте частота імпульсів, а також сама вихідна напруга датчика - із часток вольта до сотні вольтів.
Рис. 1.7 Індуктивний датчик, модифікація системи TI-i
3. Оптичний датчик (така модифікація системи називається TI-o, рис. 1.8) - представляє із себе сегментований диск, закріплений на валу розподільника, що перекриває інфрачервоний промінь, спрямований на фототранзистор. Протягом проміжку часу, поки фототранзистор освітлений, через первинну обмотку котушки й струм.. Коли диск перекриває промінь, датчик посилає в комутатор імпульс, що перериває струм у котушці й у такий спосіб генерує іскру. Існує кілька різновидів такого роду пристроїв: запуск іскри може відбуватися як при відкритті так і навпаки, при закритті світлового джерела. Звичайно такі генератори задають постійний кут включеного стану котушки, але якість запалювання від цього не страждає, оскільки на це не робить впливу динаміка рухливого контакту й він залишається завжди постійний, незалежно від швидкості.
Рис. 1.8 Оптичний датчик, модифікація системи TI-o
Датчик-генератор імпульсів, як правило, конструктивно розташовується усередині розподільника запалювання (конструкція самого розподільника від контактної системи не відрізняється) - тому вузол у цілому називають "датчик-розподільник".
Комутатор управляє замиканням первинного ланцюга котушки запалювання на масу. При цьому комутатор не просто розриває первинний ланцюг по сигналі з імпульсного датчика - комутатор повинен забезпечити попередню зарядку котушки необхідною енергією. Тобто, до керуючого імпульсу з датчика, комутатор повинен угадати, коли потрібно замкнути котушку на землю, для того щоб неї зарядити. Причому, він повинен це зробити так, щоб час заряду котушки було приблизно постійним (досягався максимум накопиченої енергії, але не допускався перезаряд котушки). Для цього комутатор обчислює період імпульсів прихожих з датчика. І залежно від цього періоду, обчислює час початку замикання котушки на землю. Інакше кажучи, чим вище оберти двигуна, тим раніше комутатор буде починати замикати котушку на землю, але час замкнутого стану буде однаковим.
Одна з модифікацій цієї системи з механічним розподільником і котушкою запалювання, що окремо коштує від розподільника й комутатора одержала устояну назву "безконтактна система запалювання (БСЗ)".
Природно, існує безліч модифікацій даної системи - із застосуванням інших типів датчиків, із застосуванням декількох датчиків та ін.
1.3.4 Мікропроцесорний блок керування запалюванням
Мікропроцесорний блок керування запалюванням (або блок керування двигуном з підсистемою керування запалюванням) - з датчиками й комутатором. Системи запалювання, у яких застосовується такий варіант керування запалюванням мають загальну назву мікропроцесорні системи запалювання, рис. 1.10. У цьому випадку блок керування одержує інформацію про роботу двигуна (оберти, положення колінчатого вала, положення розподільного вала, навантаження на двигун, температура охолодної рідини та ін.) від датчиків і за результатами алгоритмічної обробки цих даних управляють комутатором, що, у свою чергу, управляє накопичувачем енергії. Регулювання випередження запалювання реалізовані програмно в блоці керування.
Комутатори в мікропроцесорних системах запалювання також називаються "підпалювач" (igniter).
Електронний блок керування (ЕБК, ECU, PCM) - саме він виконує в системі головну роль. Його робота складається в зборі інформації від датчиків (для керування запалюванням основними датчиками є датчик положення колінчатого вала, датчик положення розподільного вала, датчик детонації, датчик кута відкриття дросельної заслінки), розрахунку оптимального моменту запалювання й часу зарядки котушки й конкретне керування через комутатор первинним ланцюгом котушки. На сучасних автомобілях блок керування системою запалювання об'єднаний із блоком керування упорскуванням палива.
Коротко розглянемо основні датчики мікропроцесорної системи керування запалюванням:
- Датчики положення колінчатого й розподільного вала. Ці датчики необхідні ЕБК для визначення поточних обертів двигуна, а також поточного положення розподільного вала (для ідентифікації циліндра, що перебуває в такті стиску). У різних модифікаціях електронних систем керування використається різний набір датчиків для рішення цих завдань. При цьому також використаються датчики різних типів - але найбільше часто індуктивні датчики й датчики Холу.
- Датчик детонації - установлюється на блоці двигуна. Під час роботи двигуна датчик генерує сигнал із частотою й амплітудою, що залежить від частоти й амплітуди вібрації двигуна. При виникненні детонації електронний блок коректує кут випередження запалювання.
- Датчик кута відкриття дросельної заслінки - визначає навантаження на двигун.
Комутатор ("підпалювач", igniter) - це транзисторні ключі, які залежно від сигналу з ЕБК включають або відключають живлення первинної обмотки котушки (котушок) запалювання. Залежно від пристрою конкретної системи запалювання комутатор може бути як один, так їх може бути й трохи (якщо в системі запалювання використається кілька котушок). Існує кілька типів систем з різним розташуванням ключів:
- ключі об'єднані в один блок з ЕБК.
- ключі стоять окремо для кожної котушки й не об'єднані ні з ЕБК, ні з котушками.
- ключі об'єднані в окремий блок, але стоять окремо й від ЕБК й від котушок.
- ключі об'єднані з котушками відповідних циліндрів (особливо характерно для системи COP - див. далі).
Мікропроцесорна система керування запалюванням може застосовуватися практично з будь-якими модифікаціями систем накопичення й розподіли енергії. На сьогодні існує безліч модифікацій цих систем. Цифрові блоки керування (контролери) являють собою невеликі, різні по складності обчислювачі, порядок роботи яких задається спеціальним алгоритмом. Програмне забезпечення (ПЗ) контролерів складають так звані «прошивки» - програми де закладено параметри та алгоритми роботи двигуна в залежності від умов експлуатації.
Розшифровка заводського маркування прошивань, на прикладі маркування для автомобілів сімейства ВАЗ.
ПЗ сучасних ЭБК маркірується виготовлювачем алфавітно - цифровим кодом, розділеному на 5 груп.
1) перша група - буква й цифра позначає тип (сімейство) контролера:
- J4 - блоки керування (ЕБК) Январь-4/4.1;
- J5 - блоки керування Январь-5.1/5.1.1/5.1.2;
- V5 - блоки керування VS-5.1 (НПО "Итэлма");
- М1 - блоки керування Мотроник М1.5.4 (М1.5.4N); N (New) - нова апаратна реалізація
- M7 - блоки керування Мотроник MP7.0;
2) друга група - буква позначає автомобіль, стан розробки або шифр теми, наприклад:
- V - автомобілі ВАЗ із переднім приводом сімейств 2108, 2110;
- N - сімейство автомобілів з повним приводом ВАЗ;
Виключення чомусь склали прошивання для класики, наприклад, J5V26L52 та ін.;
3) третя група - дві цифри позначає умовний номер комплектації (00...99); для передньопривідних автомобілів ВАЗ існують наступні номери:
- 03 - норми токсичності Євро-2, 8-ми клапанний 1.5л двигун;
- 05 - норми токсичності Євро-2, 16-ти клапанний 1.5л двигун;
- 07 - норми Росії, 16-ти клапанний 1.5л двигун;
- 13 - норми Росії, 8-ми клапанний 1.5л двигун.
- 26 - норми Росії, 8-ми клапанний 1.45л двигун. Задній привід (класика);
4) четверта група - буква, позначає порядковий рівень ПЗ (A...Z), чим далі буква в алфавіті, тим новіше рівень ПЗ;
5) п'ята група - дві цифри, позначає версію калібрування (00...99), чим більше номер, тим новіше калібрування.
Нові блоки Bosch M7.9.7 і Январь 7.2 і Микас 10 мають іншу, поки незвичну ідентифікацію.
У них перша група - одна буква - код виробника:
- І - Итэлма
- B - Bosch
- А - Автол.
Друга група - одна цифра - модель контролера:
- 1 - M10
- 1 - M7.9.7
- 2 - Январь 7.2.
Третя група - 3 знаки(цифро-буквений код) - умовна позначка проекту по внутрішньої Вазовській класифікації:
03Е - проект 2111, Євро ІІ
18E - проект 2111, Євро ІІІ
04D - проект 21114, Євро ІІ
18D - проект 21114, Євро ІІІ
05D - проект 21124, Євро ІІ
08D - проект 21124, Євро ІІІ
20E - проект 21214, Євро ІІ
21E - проект 21214, Євро ІІІ
22H - проект 21214, Євро ІІІ
01C - проект 11183, Євро ІІ
C02 - проект 11183, Євро ІІІ
02C - проект 11183, Євро ІІІ
73D - проект 11184, Євро ІІІ
73C - проект 21126, Євро ІІІ
C02 - проект 11183, Євро ІІІ
26F - проект 21067, Євро ІІ
26E - проект 21067, Євро ІІ
Четверта група - 1 буква - версія ПЗ.
П'ята група - 2 цифри - номер калібрування.
Приклад:
B103EQ09 - Bosch, М7.9.7, проект 03E, версія ПЗ - "Q", номер калібрувань 09
І203EK34 - Итэлма, Январь 7, проект 03E, версія ПЗ - "ДО", номер калібрувань 34
Спроба класифікації позначень тюнингових прошивань, тому що явно назріла необхідність у систематизації прошивань зі зміненими калібруваннями, у позначенні прошивань дотримуються наступних правил. Калібрування передньопривідних ВАЗів - "V", замінені на:
"А" - для прошивань на нестандартне "залізо",
"B" - "Butan" - прошивання для роботи на зрідженому газі,
"З" - "Cam" - прошивання під нестандартні розподвали,
"D" - "Dynamіc" - для динамічних прошивань,
"Е" - "Economy" - для економічних прошивань.
Найбільш поширені на ринку України є електроні системи керування двигуном (ЕСКД) різних модифікацій представлені фірмами General Motors (GM), BOSCH, а для автомобілів котрі виготовляються на території колишнього СРСР, а також для обладнання автокласики використовуються системи ЯНВАРЬ російської розробки. Необхідно добавити, що блоки ЕСКД поставлені на автомобіль стандартно можна перепрограмовувати під конкретні потреби замовника.
1.4 Накопичувач енергії
Накопичувачі енергії, використовувані в системах запалювання діляться на дві групи:
1) з накопиченням енергії в індуктивності - котушка або котушки запалювання;
2) з накопиченням енергії в ємності - конденсаторі.
Розглянемо ці групи докладніше.
1.4.1 Накопичення енергії в індуктивності
З накопиченням енергії в індуктивності - це котушка або котушки запалювання(розм. бобіна, англ. ignition coil, inductor). У цьому випадку енергія накопичується в первинній обмотці котушки запалювання й при розмиканні первинного ланцюга у вторинному ланцюзі індукується висока напруга, що подається на свічі. Це найпоширеніша система.
Найпростіша котушка запалювання має три клеми:
- на першу подається живлення (+ 12 У) від вимикача запалювання. Ця клема з'єднана з первинною обмоткою котушки.
- на другу комутирується маса автомобіля через ланцюги керування накопиченням енергії. У класичній системі запалювання ця клема з'єднана з масою через контактний переривник запалювання. У момент прокручування розподільника запалювання, коли бігунок перебуває між контактами струмознімача розподільника, відбувається замикання переривника на землю, через первинну обмотку котушки починає текти струм - іде накопичення енергії в котушці. У момент проходу бігунка розподільника над струмознімачем свічі, контакт переривника й, відповідно, ланцюг первинної обмотки котушки розмикається. При цьому у вторинній обмотці й високовольтному виході котушки індукується струм високої напруги (до 25 кВ), а в первинній обмотці струм самоіндукції (не менш 250 У). У більше сучасних системах первинний ланцюг котушки управляється транзисторними комутаторами, які, у свою чергу, управляються або безпосередньо безконтактними датчиками положення розподільного вала, або мікропроцесорними блоками керування.
- третя клема - високовольтний вихід котушки, з'єднаний із вторинною обмоткою. Із цієї клеми високовольтна напруга в системі запалювання з однією котушкою надходить у розподільник запалювання; у системах запалювання з декількома котушками - безпосередньо на свічі запалювання (через високовольтні проводи або без них).
В одному з популярних, особливо на японських і американських автомобілях, типі системи запалювання котушка запалювання поєднується в одному корпусі з розподільником запалювання (іноді також і з комутатором і датчиками положення колінчатого й розподільного вала). Системи запалювання такого типу одержали назви "котушка в розподільнику" (CID - Coil In Distributor), "котушка в кришці розподільника" (CIC - Coil in Cap) і "система запалювання високої енергії" (HEI - High Energy Ignition). Центральне проводи, що з'єднує котушку запалювання з розподільником у цій системі недоступний. Як правило, така система встановлюється вже на автомобілі з мікропроцесорною системою керування.
Залежно від застосовуваної на конкретному авто системи розподілу високовольтної енергії на автомобілі можуть установлюватися не одна, а кілька котушок запалювання, а також котушки запалювання складної конструкції (наприклад, з подвійною первинною обмоткою та ін.).
1.4.2 Накопичення енергії в ємності
З накопиченням енергії в ємності - конденсаторі. У цьому випадку енергія накопичується в конденсаторі, а в необхідний момент проходить через котушку запалювання як через трансформатор. У вторинному ланцюзі також індукується висока напруга, що подається на свічі. Такий пристрій накопичувача енергії одержало абревіатуру CDI - Capacitor Discharge Ignition ("запалювання від розряду конденсатора") або конденсаторне запалювання або тиристорне запалювання (за назвою радиоэлемента виконуючої функції комутації). На автомобілях ця система використається, але не широко (дуже широко ця система застосовується на мотоциклах, гідроциклах, скутерах та ін.). Відмітною перевагою даної системи є те, що енергія іскри не залежить від обертів двигуна та ін.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
