5.Более высокое вторичное напряжение системы зажигания
2.Устройство бесконтактной системы зажигания
На основании рисунка кратко поясняется устройство бесконтактной системы зажигания:
Рис 1. – Компоненты бесконтактной системы зажигания
1. Аккумуляторная батарея
2. Выключатель зажигания и стартера
3. Катушка зажигания
4. Коммутатор
5. Датчик зажигания
6. Датчик-распределитель
7. Свеча зажигания
3.Принцип работы бесконтактной системы зажигания
При включении зажигания (2) подается напряжение питания на первичную обмотку катушки зажигания (3). Через первичную обмотку проходит ток, как только коммутатор (4) получит сигнал с датчика зажигания (5), ток первичной обмотки прерывается. Клемма 1 катушки зажигания по средством коммутатора соединяется с массой. Во вторичной обмотке индуцируется высокое напряжение более 20 кВ.
Вторичное напряжение системы зажигания через клемму 4 катушки зажигания передается на датчик-распределитель на соответствующий цилиндр и свечу зажигания.
Блок управления определяет частоту вращения коленчатого вала (сигналы датчика) и на ее основании управляет временем накопления тока первичной обмотки катушки зажигания (длительностью открытого состояния выходного транзистора или тиристора системы зажигания) и его величиной. В соответствии с частотой вращения и напряжением аккумуляторной батареи, незадолго до появления искры зажигания устанавливается заданное значение первичного тока, то есть при увеличении частоты вращения длительность протекания тока увеличивается так же, как при уменьшении напряжения аккумуляторной батареи.
При включенном зажигании и неработающем двигателе (отсутствие сигнала датчика) через некоторое время (как правило, через одну секунду) отключается ток первичной обмотки катушки зажигания. Как только блок управления получит сигнал датчика (например, при запуске), он снова переходит в рабочее состояние.
Для адаптации момента зажигания к разным состояниям нагрузки регулировка осуществляется так же, как и в контактных системах зажигания, механическим способом посредством мембранного механизма вакуумного регулятора, а также центробежного регулятора. В результате сигнал датчика (и вместе с ним момент зажигания) изменяется в зависимости от оборотов и нагрузке двигателя.
Момент зажигания можно проконтролировать только при работающем двигателе, поскольку без вращения ротора изменение магнитного поля не происходит и в результате не создается сигнал.
В бесконтактном датчике используется эффект Холла (названный в честь его открывателя), заключающийся в возникновение поперечной разности потенциалов в проводнике с постоянным током под действием магнитного поля. Эффект Холла особенно эффективен в специальных полупроводниках. Микросхема, интегрированная в датчик Холла еще больше усиливает сигнал.
Рис. 2. – Эффект Холла
При вращении экрана с прорезями (обтюратора) магнитное поле периодически воздействуют на датчик Холла. Если между магнитными направляющими обтюратор открыт (так называемые прорези), индуктируется напряжение Холла. Если в воздушном зазоре между магнитными направляющими обтюратор закрыт, то линии магнитного поля не могут воздействовать на датчик Холла и напряжение близко к нулю (Небольшие поля рассеяния полностью подавить нельзя). Благодаря характеристике напряжения Холла снова присутствует сигнал для искрообразования.
Рис.3. – Принцип работы датчика Холла
1. Обтюратор с шириной b,
2. Постоянный магнит
3. Микросхема Холла
4. Воздушный зазор
Количество прорезей соответствует в большинстве случаев количеству цилиндров, а обтюратор вращается вместе с ротором распределителя зажигания с уменьшенной вдвое частотой вращения коленчатого вала. Для регулирования опережения зажигания пластина, на которой закреплен датчик Холла, механически передвигается по уже знакомому принципу. Искрообразование происходит при включении датчика Холла (t2), то есть как только прорезь позволит линиям магнитного поля воздействовать на датчик Холла.
4.Устройство и работа приборов бесконтактных систем зажигания
Рис.5 – Эффект Холла возникает при прохождении прорези диска мимо датчика.
Датчик Холла состоит из постоянного магнита, полупроводниковой пластины и интегральной микросхемы. Между полупроводниковой пластиной и магнитом вращается стальной экран 14, с количеством прорезей, соответствующим числу цилиндров. Когда прорезь экрана 14 проходит между магнитом и пластиной, в ней возникает эффект Холла. ЭДС усиливается, ее сигнал формируется микросхемой в самом датчике, а затем
сигнал поступает в коммутатор. Напряжение питания подается от коммутатора через одну из клемм колодки штекерного разъема. С другой клеммы разъемы выводится сигнал, а третья клемма соединена с «массой».
Такая бесконтактная система подразумевает использование коммутатора для управления катушкой зажигания и предусматривает работу коммутатора с сигналами, получаемыми от бесконтактного датчика Холла.
Работа такого устройства мало чем отличается от работы обычной КСЗ. Вращение вала двигателя бесконтактный датчик преобразует в импульсы, поступающие на коммутатор напряжения. Последний обеспечивает импульсное прохождение тока через катушку зажигания. Благодаря этому во вторичной цепи возникает высоковольтное напряжение, поступающее через распределитель на свечи зажигания, между электродами возникает искра и от нее воспламеняется горючая смесь.
Бесконтактные системы зажигания — это электронные системы второго поколения. В них отсутствуют недостатки классической и контактно-транзисторной систем. Прерыватель заменен бесконтактным датчиком (чаще магнитоэлектрическим), который вырабатывает импульсы в строго определенные моменты времени.
Током базы транзистора управляет датчик VD углового положения коленчатого вала. В системе применяют магнитоэлектрические датчики и датчики Холла.
Экран закреплен на втулке центробежного регулятора, благодаря чему может слегка поворачиваться и изменять угол опережения зажигания в зависимости от частоты вращения.
Следующим этапом в развитии системы стало исключение механического прерывателя. Бесконтактная система зажигания такого типа показана на рисунке 6.
Рис.6.– Бесконтактная система зажигания
Впервые в отечественном автомобилестроении подобная система была внедрена на автомобилях ВАЗ девятого семейства, хотя потом с ней серийно выпускались и ВАЗ 2107, 2106.
В процессе работы происходит регулирование угла опережения зажигания.