sistemul de aprindere al motorului cu aprindere forțată amestecului de lucru trebuie să asigure o creștere a tensiunii bateriei sau a generatorului (în funcție de modul de funcționare a motorului) la valoarea necesară pentru apariția descărcării electrice între electrozii bujiei, iar la momentul dorit (timpul de aprindere) se aplică această tensiune corespunzător lumânare. momentul aprinderii caracterizat momentul aprinderii, care este un unghi al unui arbore cotit al motorului, măsurată prin poziția arborelui la momentul scânteii până când poziția când pistonul ajunge la punctul mort superior (TDC).
Sistemele de aprindere folosite anterior și utilizate în prezent primesc energia de înaltă tensiune necesară nu direct de la baterie, deoarece nu există suficientă tensiune pentru defectarea arcului electric al spațiului dintre electrozii tensiunii bujiilor ale bateriei de 12 volți.
Pentru a crea un arc între electrozii bujiei necesită o tensiune de cel puțin 8000 V. Și cu multe moduri de funcționare a motorului mult mai mult. Din acest motiv, este necesară o creștere substanțială a tensiunii bateriei prin intermediul unui convertizor intermediar și a unui depozit de energie care, în funcție de metoda de conversie și acumulare de energie, poate fi inductiv sau capacitiv.
În sistemele de aprindere ale motoarelor de automobile, cele mai utilizate sunt dispozitivele de stocare inductive de energie electrică, care utilizează în lucrarea lor fenomenul de auto-inducție care apare într-un transformator atunci când trece printr-una din bobinele sale de curent alternativ.
Se pune întrebarea - în cazul în care din rețeaua de bord a unei mașini cu motor inactiv, poate apărea un curent alternativ? La urma urmei, bateria este o sursă constantă de curent.
Pentru a răspunde la această întrebare ar trebui să ne amintim - care este, prin definiție, se numește curent alternativ? Acesta este un curent care modifică mărimea și / sau direcția în timp. În consecință, dacă circuitul conectează bornele bateriei, comutată periodic pornit și oprit, perioadele de creștere a curentului și dispariția acesteia (care sunt caracterizate printr-o anumită perioadă de timp) este variabil curentul în circuit, variind cu cel mai mare trecerea timpului (de la zero la 12 volți și dimpotrivă). Și odată ce un circuit este prezent un curent alternativ prin fenomenul de inducție, iar tensiunea de auto-inducție poate fi variat în mărime la valoarea dorită.
Această proprietate a curentului alternativ este folosită în toate sistemele de aprindere cunoscute. Diferența este numai în utilizarea întreruptoarelor și a dispozitivelor de stocare a energiei de diferite modele de bază, capabile să dea efectiv energia stocată pentru apariția unui arc între electrozii unei lumanari.
Principiul sistemului de aprindere a contactului
Bateria de aprindere în forma în care a apărut pe primele mașini, de mult timp a fost singura modalitate de aprindere a amestecului de lucru în cilindrii motoarelor pe benzină și gaz.
Luați în considerare principiul acțiunii sistemului de contact (clasic) de aprindere, care include în mod obligatoriu bobina de aprindere, elicopterul, distribuitorul, condensatorul, bujiile și, desigur, fire electrice - de joasă tensiune și de înaltă tensiune.
Bobina de aprindere este un transformator simplu constând dintr-un miez pe care sunt înfășurate două înfășurări - primare și secundare, având un număr diferit de ture.
Înfășurarea primară conține un număr relativ mic de bobine de sârmă relativ groasă, iar înfășurarea secundară conține un număr foarte mare de spire a unui fir subțire. Tensiunea care apare la bornele înfășurării secundare este proporțională cu raportul dintre numărul de rotații ale înfășurărilor secundare și primare.
Cunoscută drept Faraday inducției electromagnetice afirmă că, dacă un primar al transformatorului cuprinde, de exemplu, 10 se transformă, bobinaj secundar al transformatorului - 100 rotații (.. Adică, de zece ori), tensiunea la bornele înfășurării secundare la debitul prin înfășurarea a curentului alternativ primar va fi de zece ori mai mare decât tensiunea în înfășurarea primară. Și dacă alegeți corect raportul transformă înfășurărilor primare și secundare, tensiunea de ieșire din bobina va fi suficient pentru un arc electric (scântei) între electrozii bujiei, aprinderea amestecului în cilindrul de lucru al motorului.
Proprietatea de mai sus a transformatorului de tensiune constă în principiul fundamental al funcționării dispozitivelor de stocare a energiei utilizate în sistemele de aprindere a motoarelor de toate tipurile cunoscute.
Cel mai simplu sistem de aprindere de contact întrerupător este un dispozitiv format dintr-o camă rotativă, pe care se sprijină un contact mobil conectat la borna pozitivă a circuitului electric, și un contact fix conectat la masă (borna negativă) a bateriei.
Când conturul se rotește, contactele deschid și închid circuitul de înfășurare primar al bobinei de aprindere furnizate de baterie sau generator. La închiderea și deschiderea contactelor în bobina primară a bobinei de aprindere, are loc un curent alternativ, rezultând o tensiune foarte mare în bobina secundară, ajungând la câteva mii (și chiar zeci de mii) de volți. Această tensiune este suficientă pentru a rupe spărtura între electrozii bujiei.
Se pune o întrebare destul de previzibilă: de ce este folosit condensatorul în sistemul de aprindere descris mai sus?
Răspunsul este destul de simplu - de a salva interfețele interfațate ale contactelor întreruptoare mecanice de la eroziunea electromecanică și de a absorbi impulsurile de înaltă frecvență capabile să stimuleze interferențele radio.
Autoindusă EMF, inductibile prin deschiderea contactelor în înfășurarea bobinei de aprindere primar atinge valori impozante (câteva sute de volți) și este orientată în aceeași direcție ca și curentul primar într-un efort de a întârzia dispariția sa.
Ca urmare, se produce o descărcare puternică a arcului între contactele de rupere ale întrerupătorului, care distrug intensiv contactele prin eroziune electrică și uzură mecanică.
Pentru a reduce efectele dăunătoare ale autoinducției EMF în paralel cu contactele întreruptorului include un condensator. care absoarbe curentul de autoinducție și apoi se descarcă prin circuitul de înfășurare primar al bobinei de aprindere în baterie.
Astfel, condensatorul servește la reducerea descărcării cu arc a întrerupătorului care apare între contacte și afectează negativ durata de viață a întreruptorului.
În general, funcționarea sistemului de contact de aprindere poate fi împărțită în trei etape:
- Închiderea contactelor întreruptorului și creșterea curentului primar;
- Deschiderea contactelor întrerupătorului și inducerea tensiunii secundare;
- Intrerupere între electrozii bujiilor.
Închiderea contactelor întrerupătorului (prima etapă)
În această perioadă, înfășurarea primară a bobinei de aprindere (acționare) este conectată la o sursă de curent (baterie sau generator). Această etapă se caracterizează printr-o creștere a curentului primar și, ca o consecință, a acumulării energiei electromagnetice stocate în câmpul magnetic al bobinei de aprindere.
Procesul de creștere a curentului primar (tensiunea bateriei), în conformitate cu cea de-a doua lege a lui Kirchhoff, este proporțional cu inductanța circuitului primar, curentul din circuitul primar și rezistența ohmică a circuitului primar. Rata de creștere a curentului primar nu depinde de rezistența circuitului primar.
Este evident că cantitatea de energie acumulată în timpul stării închise a contactelor este proporțională cu magnitudinea tensiunii și curentului din circuitul primar, precum și cu momentul stării închise a contactelor întrerupătorului. Timpul de închidere a contactului depinde de turația motorului și de forma camă a întreruptorului.
Deschiderea contactelor întrerupătorului (a doua etapă)
La un moment dat, contactele întreruptorului se deschid și sursa de curent este deconectată de la bobina de aprindere. Curentul primar dispare, ca urmare a transformării energiei electromagnetice acumulate în energie electrostatică, cauzând EMF de înaltă tensiune în bobina secundară a bobinei de aprindere.
Amplitudinea curentului de rupere, alte lucruri fiind egale, depinde de momentul stării închise a contactelor întrerupătorului. De această dată, depinde de turația motorului, de numărul de cilindri ai motorului (adică de profilul camă) și de raportul dintre unghiurile de contact închise și cele deschise.
Astfel, curentul de rupere în circuitul primar scade odată cu creșterea vitezei arborelui cotit și a numărului de cilindri ai motorului și crește odată cu creșterea timpului de contact al contactelor, determinată de forma camălui.
Distorsiunea între electrozii bujiilor (stadiul final, etapa a treia)
În condiții de funcționare, la o anumită valoare de tensiune, apare o defalcare a spațiului de aer (spațiu liber) între electrozi de bujie, urmată de un proces de descărcare sub formă de arc electric care aprinde amestecul de lucru în camera de combustie a motorului.
Dispozitiv general al sistemului de aprindere a bateriei
Sistemul de aprindere bazat pe baterie cu acumularea de energie include următoarele elemente:
- O sursă de curent, a cărei funcție este efectuată de o baterie sau un generator;
- Întrerupător de putere, a cărui funcție efectuează comutatorul de aprindere;
- Senzorul-sincronizator, care este conectat mecanic la arborele cotit sau arborele cu came al motorului și determină poziția pistoanelor și supapelor fiecărui cilindru al motorului la un moment dat;
- Regulatorul de temporizare a aprinderii, care, prin mijloace mecanice, pneumatice sau electrice, determină momentul alimentării cu scânteie în funcție de frecvența arborelui cotit sau a sarcinii motorului;
- O sursă de tensiune înaltă care conține un dispozitiv de stocare a energiei și un convertizor de joasă tensiune la un tensiune înalt, a cărui funcție este efectuată de o bobină de aprindere sau de un convertizor de tensiune (în sistemele de aprindere prin tiristor);
- releu de putere, care este un comutator electromecanic (contactele întrerupătorului) sau comutator electronic (tranzistor de putere, cipul sau tiristor) controlată de timpul de aprindere de control, și servește pentru conectarea și deconectarea sursei de alimentare la acumulatorul, adică controlează procesele de stocare a puterii și de conversie ..;
- Distribuitor de pulsuri de înaltă tensiune care distribuie mecanic, electromecanic sau electronic tensiune înaltă de către buteliile corespunzătoare ale motorului;
- Elemente de eliminare a interferenței, funcțiile care operează cabluri suspendate ecranate, condensatoarele sau rezistori sunt aranjate fie în distribuitor sau bujia sau în firele de înaltă tensiune, și servind pentru a suprima interferența la funcționarea normală a unităților de radio și de control electronic (ECU) ale sistemelor de motoare și vehicule ;
- Bujiile care servesc la formarea unei descărcări prin scânteie și aprinderea amestecului de lucru în camerele de combustie ale cilindrilor motorului.
Caracteristicile sistemului de aprindere tiristor
Sistemele de aprindere a condensatoarelor (tiristoare) diferă de cele considerate mai sus, în care condensatoarele de stocare capacitive sunt utilizate pentru stocarea energiei electrice de înaltă tensiune. Spre deosebire de unitățile inductive (transformatoare), dispozitivele de stocare capacitivă au viteză mare. Dispozitivele de stocare prin inducție sunt supuse factorilor inerțiali, care încetinesc procesele de stocare a energiei în bobina de aprindere.
Pentru motoarele vysokooborotisty (de exemplu, motoare de sport și mașini de curse), această proprietate inductor conduce inacceptabile din motive evidente - de înaltă tensiune de energie electrică urmează să fie convertită și să acumuleze foarte rapid, și imediat dat pentru a produce o scânteie, aprinzând un amestec combustibil.
Dispozitivele de stocare capacitivă nu au deficiențe inerte - energia din condensator se acumulează aproape instantaneu și este de asemenea transferată rapid în circuitul de înaltă tensiune al sistemului de aprindere. În acest caz, cantitatea de energie stocată în acest mod este complet independentă de turația motorului datorită ratei ridicate de stocare a energiei de către condensator.
Dar, așa cum spun ei, nu există nici un bine fără subțire.
Spark apar la electrozii de aprindere prin scânteie în sistemele condensator, are o durată foarte scurtă de acțiune, din cauza care nu au întotdeauna timp pentru a arde amestecul a funcționa corect. Rezultat - amestec de combustie incompletă, eficiența scădere și capacitatea efectivă a motorului, reducând puritatea mediului. Din acest motiv, contactul sistemului de aprindere cu dispozitive de stocare capacitiv (tiristori, condensatorul) au un interval îngust de aplicații (motoare vysokooborotisty - rotor, un rotor-piston, motoare cu piston de mașini sport, motociclete, etc ...).
Pe pagina următoare, sistemele de aprindere prin tiristor sunt descrise mai detaliat.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: