Система зажигания инжекторного двигателя - МОЕ АВТО

Система зажигания предназначена для воспламенения топливно-воздушной смеси бензинового двигателя. Воспламенение смеси происходит от искры, поэтому другое наименование системы — искровая система зажигания, а бензинового двигателя — двигатель с искровым зажиганием (сокращенно — ДсИЗ).

В зависимости от способа управления процессом зажигания различают следующие типы систем зажигания: контактная, бесконтактная (транзисторная) и электронная (микропроцессорная).

В контактной системе зажигания управление накоплением и распределение электрической энергии по цилиндрам осуществляется механическим устройством — прерывателем-распределителем. Дальнейшим развитием контактной системы зажигания является контактная транзисторная система зажигания, в первичной цепи катушки зажигания которой применен транзисторный коммутатор.

В отличие от контактной в бесконтактной системе зажигания для управления накоплением энергии используется транзисторный коммутатор, взаимодействующий с бесконтактным датчиком импульсов. Транзисторный коммутатор в данной системе выполняет роль прерывателя. Распределение тока высокого напряжения осуществляется механическим распределителем.

В электронной системе зажигания используется электронный блок управления, с помощью которого производится управление процессом накопления и распределения электрической энергии. В ранних конструкциях электронной системы зажигания электронный блок одновременно управлял системой зажигания и системой впрыска топлива (т.н. объединенная система впрыска и зажигания). В настоящее время управление зажиганием включено в систему управления двигателем.

СОСТАВ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ ИНЖЕКТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ

В электронной системе зажигания можно выделить следующие детали:

• Контроллер;
• Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ);
• Шкив с зубчатым венцом;
• Модуль зажигания;
• Высоковольтные провода;
• Свечи зажигания.

Модуль зажигания

Модуль зажигания включает в себя две катушки зажигания и два высоковольтных ключа-коммутатора.

Катушка зажигания служит для накопления энергии, достаточной для воспламенения топливовоздушной смеси, в ее вторичной цепи формируется высокое напряжение, которое далее подается на свечи зажигания. Катушка зажигания состоит из двух индуктивно связанных обмоток (первичной и вторичной).

Коммутатор служит для включения и выключения тока в первичной обмотке катушки зажигания. Контроллер рассчитывает необходимое время включенного состояния в зависимости от текущих оборотов коленвала и напряжения бортсети и подает на коммутатор управляющий сигнал. В течение времени включенного состояния (времени накопления) ток в первичной обмотке катушки зажигания возрастает до заданного оптимального значения, при котором величина запасаемой энергии достигает максимума. Если время накопления слишком велико, то катушка зажигания будет работать с насыщением, что приведет к ее перегреву и снижению КПД.

Высоковольтные провода зажигания

С помощью высоковольтных проводов высокое напряжение с катушки зажигания подается на свечи зажигания. Высоковольтный провод представляет собой токопроводящую жилу в силиконовой изоляции, на концах которой и находятся высоковольтные контактные наконечники. Высоковольтный провод обладает сопротивлением 6—15 кОм. Это делается специально для снижения уровня электромагнитных помех, которые возникают в момент искрообразования.

Датчик положения коленвала (ДПКВ)

Чтобы обеспечить оптимальное управление двигателем, контроллер системы управления должен всегда знать точное положение поршней в цилиндрах двигателя относительно ВМТ. Для этой цели шкив привода генератора дополнили зубчатым венцом. Расчетное количество зубьев на венце 60, при этом два из них отсутствуют. Угловое расстояние между зубьями составляет 6°.

В паре с зубчатым шкивом работает ДПКВ. Воздушный зазор между ДПКВ и зубчатым венцом составляет 0,7—1,1 мм.

С началом прокрутки двигателя контроллер анализирует сигнал ДПКВ, пытаясь выделить два пропущенных зуба на венце шкива (после пропущенных идет первый зуб). Как только это происходит, становится возможным расчет угла опережения зажигания, расчет фаз впрыска топлива и управление модулем зажигания и форсунками. Сигнал ДПКВ используется также для расчетов скорости вращения коленвала и его ускорения.

Источники: http://mybestauto.xyz/detali-avtomobilej/sistema-zazhiganiya-inzhektornogo-dvigatelya/

Одной из наиболее важных функциональных частей автомобиля является система электронного зажигания. Именно этот блок отвечает за воспламенение топливной смеси, заполняющей камеры сгорания цилиндров. В сегодняшней статье мы расскажем о компонентах системы зажигания, а также основных принципах их работы.

Основными компонентами системы можно назвать шесть элементов, объединенных в единый рабочий цикл.

• Основной модуль. В состав данного узла входит пара катушек и два коммутатора, работающих в режиме высокого напряжения. Предназначение катушки – накопление необходимого количества энергии, достаточного для воспламенения топливной смеси. Говоря простым языком, катушка вырабатывает электрический ток, передающийся на свечи зажигания.

В основе изготовления катушки зажигания лежат две обмотки, имеющие индуктивную связь. Главным принципом их работы является практическое воплощение закона индукции. Ток, проходящий по первичному контуру обмотки, намагничивает сердечник, благодаря чему в обмотках образуется мощное магнитное поле. Уровень тока и сила индуктивности, полученные на первичной обмотке, определяют ту энергию катушки, которая будет выработана. На определенном этапе узел получает команду о прерывании тока. Одновременно с этим отключается и выработанный магнетизм обмотки. Изменение магнитного потока, образующегося на витках вторичной катушки, проявляется в возникающей электродвижущей индуктивной силе. Её величина имеет прямую зависимость от количества накопленной за время включения энергии, от трансформационного коэффициента катушки, от качества намотки и, конечно, от скоростного изменения магнитного поля. Суммарная величина электродвижущей силы имеет чрезвычайно высокие показатели – свыше 300 тысяч вольт.

Назначение коммутатора состоит в периодическом включении и отключении тока, подающегося на первичную катушечную обмотку. Время включения и необходимый уровень напряжения определяется контроллером. В течение заданного периода времени в катушке накапливается оптимальное количество энергии. Вторичная обмотка тоже вырабатывает определенное количество напряжения, составляющее от 1000 до 2000 вольт, называемым напряжением включения. Оно является нежелательным, так как способствует появлению дополнительной искры, асинхронной с рабочим циклом. Его подавление не требует никаких специальных мероприятий. Проявление тока включения нивелируется за счет пробойных напряжений, накопленных на двух последовательных свечах.

В конце статьи скажем, что от качества деятельности системы зажигания напрямую зависит бесперебойность работы двигателя. Именно поэтому важно, чтобы автолюбитель отслеживал качество её функционирования, а при малейших сбоях выявлял «виновника» и производил его замену.

Источники: http://servicing-auto.ru/elektronnaya-sistema-zazhiganiya/

Из теории двигателя внутреннего сгорания мы знаем, что при сгорании топливовоздушной смеси образуется много газов, которые свой силой давят на поршень и в результате чего совершается полезная работа. Система зажигания инжекторного двигателя служит для поджигания смеси в определенный период, вследствие чего начинается процесс сгорания. От нормальной работы системы зажигания зависит мощность двигателя, содержание вредных веществ в отработавших газах, а также топливная экономичность. Вследствие исправной работы системы зажигания продлевается срок службы каталитического нейтрализатора, который стоит недешево.

Система зажигания инжекторного двигателя (англ. Fuel Injection System) — система подачи топлива, массово устанавливаемая набензиновых автомобильных двигателях, начиная с 1980-х годов. Основное отличие от карбюраторной системы — подача топлива осуществляется путем принудительного впрыска топлива с помощью форсунок во впускной коллектор или в цилиндр. Автомобили с такой системой питания часто называют инжекторными. Источник

Процесс воспламенения топливовоздушной смеси

Когда поршень сжимает топливовоздушную смесь, давление в камере сгорания достигает 20-40 бар, а температура смеси достигает 400 — 600оС. Но чтобы смесь загорелась, т.е. произошел бы процесс горения этого недостаточно и нужно на нее каким-то образом воздействовать. Для этого служит искра, которая возникает между центральным и боковым электродами свечи зажигания. Но если искровой заряд будет маломощным, то возгорание может и не произойти. Поэтому чтобы смесь поджигалась нужен очень мощный разряд. К примеру, для стехиометрической смеси он составляет 0.2 мДж, а для «бедной» или «богатой» смеси он уже должен быть равным 3.0 мДж. Также необходимо, чтобы около искры находилось оптимальное количество топливовоздушной смеси. Именно это количество и поджигает всю оставшуюся смесь в цилиндре, а дальше начинается процесс сгорания топлива.

В системе зажигания автомобиля присутствует катушка зажигания, которая накапливает энергию и передает ее на свечу зажигания для возникновения напряжения. Особенность катушки зажигания состоит в том, что напряжение, которая она создает, намного превышает величину пробоя в зазоре свечи зажигания. Катушки зажигания способны накапливать энергию в районе 60 — 120 мДж и обеспечивают напряжение равное 25 — 40 кВ.

Условия для качественного горения топлива:

1. Достаточная продолжительность искрового разряда

2. Оптимальное распыление топливовоздушной смеси

3. Однородность топливовоздушной смеси

4. Стехиометрический состав топливовоздушной смеси

На процесс горения влияет также величина искрового разряда между электродами свечи зажигания. Увеличение зазора способствует увеличению длины искры, что приводит к более лучшему процессу сгорания топлива. Величину зазора в свечи зажигания надо выставлять согласно данным производителя мотора.

Угол опережения зажигания (УОЗ)

Две миллисекунды — именно столько проходит между моментом начала воспламенения смеси и ее полным сгоранием. При повышении частоты вращения коленвала время сгорания остается постоянным, но средняя скорость перемещения поршня возрастает. Это ведет к тому, что когда поршень отходит от ВМТ (верхняя мертвая точка), сгорание смеси произойдет в большем объеме и давление газов на поршень уменьшиться. Из-за этого упадет мощность двигателя. Кроме того, при одной и той же частоте вращения коленчатого вала с увеличением нагрузки на двигатель момент воспламенения должен наступать позже. Это объясняется тем, что увеличивается количество горючей смеси, поступающей в цилиндры, и одновременно уменьшается количество примешиваемых к ней остаточных отработавших газов, вследствие чего повышается скорость сгорания. Искра должна возникнуть в тот момент, когда давление сгорания при разных рабочих режимах будет наиболее оптимальным. Это вызывает необходимость воспламенять рабочую смесь с опережением (до прихода поршня к ВМТ) с таким расчетом, чтобы смесь полностью сгорела к моменту перехода поршнем ВМТ (при наименьшем объеме). Момент зажигания принято определять

по положению коленчатого вала относительно ВМТ и обозначать его в градусах до ВМТ. Этот угол называют углом опережения зажигания (УОЗ). Сдвиг момента зажигания в сторону ВМТ считается поздним (УОЗ уменьшается), а сдвиг от ВМТ — ранним (УОЗ увеличивается). Чем выше частота вращения коленвала, тем более ранним должен быть угол опережения зажигания (УОЗ).

Момент зажигания является наиболее важным показателем в работе двигателя. Ведь от него зависят такие праметры как экономичность мотора, максимальная мощность, а также содержание вредных веществ в выхлопных газах. В впрысковых моторах система самостоятельно рассчитывает угол опережения зажигания в зависимости от работы мотора в определенный период. УОЗ определяется на основании скорости вращения коленвала, режима работы мотора и нагрузки на двигатель. На основании этих данных и трехмерной функции, система управления двигателем (СУД) подбирает оптимальный УОЗ.

Детонация двигателя

Детонация двигателя возникает при высокой степени сжатия двигателя. Она носит очень опасный характер для двигателя. Детонация бывает из-за самопроизвольного сгорания топливовоздушной смеси в камере сгорания. Детонация свидетельствует о том, что момент зажигания очень ранний. Вследствие детонационного горения топлива могут пострадать детали двигателя из-за повышенной температуры и давления паров. В первую очередь страдают поршни, прокладка головки цилиндров и головка в зоне клапанов. Детонация может приводить к капитальному ремонту двигателя.

Детонационное горения можно возникать при двух вариантах:

1. Детонация при высоких оборотах двигателя. Она возникает при большой нагрузки на двигатель и повышенных (близким к критическим) оборотов коленчатого вала.

2. Детонация, возникающая при разгоне. Она слышна как металлический звон (или как говорят бывалые «стучат пальчики»). Она бывает при повышенной нагрузке, но при малых оборотах мотора. Именно она считается как самая опасная детонация, т.к. ее вовсе не слышно из-за повышенного шума мотора на повышенных оборотах.

Следует помнить, что детонационное горение может возникнуть из-за конструкции двигателя, а также от «дрянного» топлива. Вот и вся Система зажигания инжекторного двигателя

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться для отправки комментария.

Источники: http://avto.win7ka.ru/sistema-zazhiganiya-inzhektornogo-dvigatelya-vpryiskovogo-dvigatelya/