Условные обозначения. Бесконтактные системы зажигания ДВС с впрыскиванием бензина

Бесконтактные системы зажигания ДВС с впрыскиванием бензина

В статье рассмотрена система бесконтактного зажигания ДВС с впрыскиванием бензина. Приведена классификация систем зажигания, описана бесконтактная электронная система зажигания, показаны ее достоинства.

Условные обозначения

Система зажигания предназначена для воспламенения бензиново-воздушной смеси в точно установленный момент времени. Это достигается за счет подачи электрической искры, т.е. электрического разряда создаваемого между электродами свечи зажигания. Искрообразование для воспламенения горючей смеси в цилиндрах двигателя происходит в соответствии с порядком работы его цилиндров.

Различают следующие системы зажигания ДВС: батарейные (CI); транзисторные (TI) – контактные и бесконтактные; конденсаторные («ти-ристорные» - СDЕ) – контактные и бесконтактные; электронные – с механическим распределением тока высокого напряжения (ТВН) – ЕSА и бесконтактные – DLI.

В электронную бесконтактную систему зажигания (DLI) входят следующие постоянно электронно-управляемые узлы: электронный блок управления (ЭБУ) – ECU; катушки зажигания; свечи зажигания; датчики, аккумуляторная батарея, рис. 1.

На современных ДВС используются системы управления зажигания типа ЕSА и DLI.

Рис.1. Схема бесконтактной системы зажигания с электронным управлением.

1. – свеча зажигания; 2. – катушка зажигания; 3. – датчик угла поворота дроссельной заслонки; 4. – электронно-управляющий блок (ECU); 5. – датчик температуры охлаждающей жидкости; 6. – датчик детонации; 7. – датчик частоты вращения коленчатого вала; 8. – зубчатый венец маховика; 9. – аккумуляторная батарея; 10. – замок зажигания.

В варианте ЕСА, электронной системы зажигания, распределение ТВН осуществляется механически, в варианте DLI полностью электронное бесконтактное зажигание. Необходимо отметить, что электронные системы зажигания устанавливают момент подачи искры посредством электронных расчетов. Они более точно, чем механические системы, выбирают момент зажигания. Их преимущество заключается в том, что процесс зажигания определяется углом поворота коленчатого вала, а не валика распределителя. При этом полностью исключаются ограничения, накладываемые механическими устройствами распределения ТВН,

Электронная система зажигания комбинируется с системой электронного управления впрыском бензина, устройством контроля детонации двигателя и т.д., что дает возможность использовать датчики: углового положения и частоты вращения коленчатого вала, нагрузки двигателя; температуры охлаждающей жидкости и т.д.

При управлении системой бесконтактного зажигания ЭБУ (ECU) получает сигналы от датчиков: о значении угла поворота коленчатого вала, подходе поршня к ВНТ и т.д. после чего посылает сигнал о подаче искры.

Все сигналы электронно-управляющий блок (ECU), идущие от датчиков, получает через интерфейс, рис. 2.

Рис. 2. Инфраструктура бесконтактной системы зажигания:

1-2-3-4- датчики: углового положения и частоты вращения коленчатого вала; 5. – интерфейс; 6. – модуль обработки данных; 7. – ПЗУ; 8. – электронный блок управления – ECU; 9.- КЗ – двухвыводные катушки зажигания.

Обработав, полученные сигналы через интерфейс, ECU уточняет по программе, заложенной в ПЗУ, величины управляющих сигналов, после чего посылает команду в коммутатор, где формируется импульс тока и обеспечивается момент искрообразования, в соответствии с характером управляющего импульса, поступающего на вход коммутатора.

В электронных системах DLI, каждая свеча зажигания имеет собственную катушку зажигания (рис. 1) с задающим (усилительным) каскадом.

Необходимая синхронизация работы всех катушек зажигания осуществляется по сигналам датчика частоты вращения распределительного валика или сигналам датчика давления в цилиндре двигателя. Частота вращения коленчатого вала и его положение контролируется индуктивным датчиком в плоскости вращения венца маховика с использованием отдельного ротора. Срабатывание датчика происходит при прохождении в его магнитном поле равномерно распределенных зубьев или сегментов (по одному на два цилиндра): начало сегмента соответствует максимальному углу опережения зажигания; конец сегмента соответствует начальному минимальному углу опережения зажигания. Для получения импульсов напряжения в системе используется распределитель зажигания без механизма изменения угла опережения зажигания; в этом случае управляющий сигнал создается с использованием эффекта Холла.

Микропроцессор в ECU производит обработку всех сигналов, поступающих от датчиков и рассчитывает точный момент зажигания.

В компоновку ECU входят: узел обработки сигналов датчиков; ПЗУ; коммутатор, откуда сформированный импульс тока поступает на модуль зажигания. В одном блоке с коммутатором монтируется контроллер – электронное устройство для управления углом опережения зажигания в зависимости от режима работы двигателя. В России контроллеры монтируются в одном блоке с коммутатором и выпускаются для двигателей ВАЗ марки МС 2715.3, для двигателей ЗАЗ марки МС 2712.01. Для нормирования времени накопления энергии в коммутатор встроен специальный электронный регулятор, который независимо от продолжительности входного времени накопления в первичной обмотке катушки зажигания, управляет работой выходного транзистора, подавая требуемое напряжение во вторичной обмотке катушки зажигания энергию искры. Очень важно, чтобы при высоких частотах вращения коленчатого вала двигателя каждая катушка зажигания могла быстро заряжаться для последующей выдачи напряжения и энергии, т.к. момент срабатывания катушки зажигания определяется частотой вращения коленчатого вала двигателя. При работе катушки зажигания на одну свечу, изменяющийся ток в первичной обмотке позволяет получить импульс зажигания на отдельной свече в точно установленный момент времени.

Заключение

Переход от систем зажигания батарейной, транзисторной и конденсаторной к электронной, бесконтактной системе зажигания позволяет выбирать момент подачи искры для воспламенения бензино-воздушной смеси более точно, чем в предыдущих системах. Преимуществом электронной, бесконтактной системы зажигания является то, что процесс подачи искры определяется углом поворота коленчатого вала двигателя, а не валика распределителя зажигания.

Комбинация электронной системы зажигания с системой электронного управления впрыском бензина (система Motronic) позволяет повысить экономичность двигателя и его мощность.

Литература

1. Холдерман Д., Митчел Ч. Д. – мл. Автомобильные двигатели: теория и техническое обслуживание, 4-е изд.: перевод с англ. – М.: Изд.дом «Вильямс», 2006.-604с.

2. BOHS: автомобильный справочник – перевод с англ. Первое русское изд. – М.: Из-во «За рулем», 2000. – 896с.