Діагностика системи запалення ДВЗ (стр. 3 из 17)

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.