Бесконтактная система зажигания – устройство, принцип работы
Главная » Система зажигания » Бесконтактная система зажигания
Бесконтактная система зажигания является конструктивным продолжение контактно-транзисторной системы зажигания. В данной системе зажигания контактный прерыватель заменен бесконтактным датчиком. Бесконтактная система зажигания стандартно устанавливается на ряде моделей отечественных автомобилей, а также может устанавливаться самостоятельно вместо контактной системы зажигания.
Применение бесконтактной системы зажигания позволяет повысить мощность двигателя, снизить расход топлива и выбросы вредных веществ за счет более высокого напряжения разряда (30000В) и соответственно более качественного сгорания топливно-воздушной смеси.
Конструктивно бесконтактная система объединяет ряд элементов, среди которых источник питания, выключатель зажигания, датчик импульсов, транзисторный коммутатор, катушка зажигания, распределитель и конечно свечи зажигания.
В целом устройство бесконтактной системы зажигания аналогично контактной системе зажигания, за исключением датчика импульсов и транзисторного коммутатора.
Датчик импульсов предназначен для создания электрических импульсов низкого напряжения. Различают датчики импульсов следующих типов: Холла, индуктивный и оптический.
Наибольшее применение в бесконтактной системе зажигания нашел датчик импульсов использующий эффект Холла (возникновение поперечного напряжения в пластине проводника с током под действием магнитного поля). Датчик Холла состоит из постоянного магнита, полупроводниковой пластины с микросхемой и стального экрана с прорезями (обтюратора).
Прорезь в стальном экране пропускает магнитное поле и в полупроводниковой пластине возникает напряжение. Стальной экран не пропускает магнитное поле, и напряжение на полупроводниковой пластине не возникает.
Датчик импульсов конструктивно объединен с распределителем и образуют одно устройство – датчик-распределитель. Датчик-распределитель внешне подобен прерывателю-распределителю и имеет аналогичный привод от коленчатого вала двигателя.
Транзисторный коммутатор служит для прерывания тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания в соответствии с сигналами датчика импульсов. Прерывание тока осуществляется за счет отпирания и запирания выходного транзистора.
Принцип работы бесконтактной системы зажигания
При вращении коленчатого вала двигателя датчик-распределитель формирует импульсы напряжения и передает их на транзисторный коммутатор. Коммутатор создает импульсы тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания. В момент прерывания тока индуцируется ток высокого напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания. Ток высокого напряжения подается на центральный контакт распределителя.
В соответствии с порядком работы цилиндров двигателя ток высокого напряжения подается по проводам высокого напряжения на свечи зажигания. Свечи зажигания осуществляют воспламенение топливно-воздушной смеси.
При увеличении оборотов коленчатого вала регулирование угла опережения зажигания осуществляется центробежным регулятором опережения зажигания.
При изменении нагрузки на двигатель регулирование угла опережения зажигания производит вакуумный регулятор опережения зажигания.
Катушка зажигания – типы, устройство, принцип работы
Катушка зажигания является сердцем системы зажигания, т.к. обеспечивает в ней создание высокого напряжения. Катушка зажигания применяется во всех системах зажигания: контактной, бесконтактной, электронной. По своей сути катушка зажигания это трансформатор с двумя обмотками.
Различают следующие типы катушек зажигания: общая, индивидуальная и сдвоенная.
Общая катушка зажигания применяется в контактной, бесконтактной системах зажигания и электронной системе зажигания с распределителем.
Катушка зажигания имеет следующее устройство. Катушка объединяет две обмотки – первичную и вторичную. Первичная обмотка содержит от 100 до 150 витков толстой медной проволоки. Для предупреждения скачков напряжения и короткого замыкания проволока изолирована. Первичная обмотка имеет два низковольтных вывода на крышке катушки зажигания.
Вторичная обмотка имеет от 15000 до 30000 витков тонкой медной проволоки. Вторичная обмотка находится внутри первичной обмотки. Один конец вторичной обмотки соединен с отрицательной клеммой первичной обмотки, другой – с центральной клеммой на крышке, обеспечивающей вывод высокого напряжения.
Для повышения силы магнитного поля обмотки располагаются вокруг железного сердечника. Обмотки вместе с сердечником помещены в корпус с изолирующей крышкой. Для предотвращения токового нагрева катушка заполнена трансформаторным маслом.
Основными характеристиками катушки зажигания являются сопротивление обмоток, которое для каждой модели индивидуальное.
Для примера, сопротивление первичной обмотки составляет порядка 3-3,5 Ом, вторичной обмотки – 5000-9000 Ом. Отклонение величины сопротивления обмотки от нормативного значения свидетельствует о неисправности катушки.
Работа катушки зажигания основана на возникновении во вторичной обмотке высокого напряжения при прохождении по первичной обмотке импульса тока низкого напряжения. При прохождении через первичную обмотку тока создается магнитное поле. При отсечке тока магнитное поле наводит во вторичной обмотке ток высокого напряжения, который выводится через центральную клемму катушки и с помощью распределителя подается к свечам зажигания.
Индивидуальная катушка зажигания применяется в электронной системе прямого зажигания. Как и общая катушка зажигания, она включает первичную и вторичную обмотки. Здесь, наоборот, первичная обмотка находится внутри вторичной. В первичной обмотке установлен внутренний сердечник, а вокруг вторичной – внешний сердечник.
В индивидуальной катушке зажигания могут располагаться электронные компоненты воспламенителя.
Высокое напряжение, вырабатываемое во вторичной обмотке, подается напрямую на свечу зажигания с помощью наконечника, включающего стержень высокого напряжения, пружину и изолирующую оболочку. Для быстрого отсекания тока высокого напряжения во вторичной обмотке устанавливается диод высокого напряжения.
Сдвоенная катушка зажигания (другое наименование – двухвыводная катушка зажигания) применяется во многих конструкциях электронной системы прямого зажигания. Сдвоенная катушка имеет два высоковольтных вывода, которые обеспечивают синхронное получение искры двумя цилиндрами одновременно. При этом только один цилиндр находится в конце такта сжатия. В другом цилиндре искра происходит вхолостую на такте выпуска отработавших газов.
Двухвыводная катушка зажигания может иметь различное соединение со свечами зажигания:
- с помощью проводов высокого напряжения;
- одна свеча – напрямую через наконечник, другая – с помощью провода высокого напряжения.
Конструктивно две двухвыводные катушки могут объединяться в единый блок, который носит собственное название – четырехвыводная катушка зажигания
Системы зажигания авиационных газотурбинных двигателей
Поскольку системы зажигания турбин работают в основном в течение короткого периода времени в течение цикла запуска двигателя, они, как правило, более безотказны, чем обычные системы зажигания поршневых двигателей. Системе зажигания газотурбинного двигателя не нужно синхронизировать искру в определенный момент рабочего цикла. Он используется для воспламенения топлива в камере сгорания, а затем выключается. Другие режимы работы системы зажигания турбины, такие как непрерывное зажигание, которое используется при более низком напряжении и уровне энергии, используются для определенных условий полета.
Непрерывное зажигание используется на случай, если двигатель заглохнет. Это зажигание может повторно зажечь топливо и не дать двигателю остановиться.
Примерами критических режимов полета, использующих непрерывное зажигание, являются взлет, посадка и некоторые нештатные и аварийные ситуации.
Большинство газотурбинных двигателей оснащены высокоэнергетической системой зажигания конденсаторного типа и имеют воздушное охлаждение за счет воздушного потока вентилятора. Воздух от вентилятора направляется в коробку возбудителя, а затем обтекает вывод воспламенителя и окружает воспламенитель, а затем возвращается в зону гондолы. Охлаждение важно, когда используется непрерывный розжиг в течение длительного периода времени. Газотурбинные двигатели могут быть оснащены системой зажигания электронного типа, которая представляет собой вариант более простой системы конденсаторного типа.
Типовой газотурбинный двигатель оснащен конденсаторной или разрядно-конденсаторной системой зажигания, состоящей из двух идентичных независимых блоков зажигания, работающих от общего низковольтного (постоянного) источника электроэнергии: аккумуляторной батареи 115 В переменного тока или ее генератор на постоянных магнитах.
Генератор приводится в действие непосредственно двигателем через вспомогательную коробку передач и вырабатывает энергию каждый раз, когда двигатель вращается. Топливо в газотурбинных двигателях легко воспламеняется в идеальных атмосферных условиях, но, поскольку они часто работают при низких температурах на больших высотах, крайне важно, чтобы система была способна подавать искру с высокой теплоемкостью. Таким образом, высокое напряжение подается на дугу через широкий разрядник воспламенителя, что обеспечивает высокую степень надежности системы зажигания в широком диапазоне условий высоты, атмосферного давления, температуры, испарения топлива и входного напряжения.
Типичная система зажигания включает два блока возбуждения, два трансформатора, два промежуточных провода зажигания и два провода высокого напряжения. Таким образом, в качестве фактора безопасности система зажигания фактически представляет собой двойную систему, предназначенную для зажигания двух свечей зажигания. [Рис.
1]
| Рис. 1. Компоненты системы зажигания турбины |
Входное напряжение постоянного тока 24 В подается на входную розетку блока возбудителя. Перед тем, как электрическая энергия достигнет блока возбудителя, она проходит через фильтр, который предотвращает попадание шумового напряжения в электрическую систему самолета. Входная мощность низкого напряжения приводит в действие двигатель постоянного тока, который приводит в движение один многолепестковый кулачок и один однолепестковый кулачок. В то же время входная мощность подается на набор точек прерывателя, которые приводятся в действие многолепестковым кулачком.
| Рис. 2. Схема системы зажигания емкостного типа |
От точек выключателя быстро прерываемый ток подается на автотрансформатор.
Когда выключатель замыкается, ток через первичную обмотку трансформатора создает магнитное поле. Когда выключатель размыкается, ток прекращается, и спад поля индуцирует напряжение во вторичной обмотке трансформатора. Это напряжение вызывает протекание импульса тока в накопительный конденсатор через выпрямитель, который ограничивает поток в одном направлении. При повторяющихся импульсах накопительный конденсатор заряжается максимум примерно до 4 Дж. (Примечание: 1 джоуль в секунду равен 1 ватту.) Накопительный конденсатор подключается к искровому воспламенителю через пусковой трансформатор и нормально разомкнутый контактор.
Когда заряд конденсатора накапливается, контактор замыкается механическим действием однолепесткового кулачка. Часть заряда протекает через первичную обмотку запускающего трансформатора и связанный с ним конденсатор. Этот ток индуцирует высокое напряжение во вторичной обмотке, которое ионизирует разрядник искрового воспламенителя.
Когда искровой запальник становится проводящим, накопительный конденсатор разряжает остаток своей накопленной энергии вместе с зарядом от конденсатора, включенного последовательно с первичной обмоткой запускающего трансформатора.
Скорость искры в искровом запальнике изменяется пропорционально напряжению источника питания постоянного тока, которое влияет на скорость вращения двигателя. Однако, поскольку оба кулачка соединены с одним и тем же валом, накопительный конденсатор всегда накапливает свой запас энергии за счет одинакового числа импульсов перед разрядом. Использование высокочастотного пускового трансформатора с вторичной обмоткой с низким реактивным сопротивлением сводит продолжительность разряда к минимуму. Эта концентрация максимальной энергии за минимальное время обеспечивает оптимальную искру для целей зажигания, способную взрывать нагар и испарять шарики топлива.
Все высоковольтные цепи запуска полностью изолированы от первичных цепей. Весь возбудитель герметичен, что защищает все компоненты от неблагоприятных условий эксплуатации, исключает возможность пробоя на высоте из-за изменения давления. Это также обеспечивает защиту от утечки высокочастотного напряжения, мешающего радиоприему самолета.
Возбудитель разряда конденсатора
Эта система емкостного типа обеспечивает зажигание газотурбинных двигателей. Как и другие системы зажигания турбины, требуется только для запуска двигателя; как только горение началось, пламя непрерывно. [Рисунок 3]
| Рис. 3. Вентилятор с воздушным охлаждением |
Энергия накапливается в конденсаторах. Каждая разрядная цепь включает два накопительных конденсатора; оба расположены в блоке возбудителя. Напряжение на этих конденсаторах повышается трансформаторными блоками. В момент воспламенения свечи зажигания сопротивление промежутка снижается настолько, чтобы конденсатор большего размера мог разрядиться через зазор. Разряд второго конденсатора низковольтный, но очень большой энергии. В результате образуется искра большой теплоемкости, способная не только воспламенить ненормальную топливную смесь, но и сжечь любые посторонние отложения на электродах свечи.
Возбудитель представляет собой двойной блок, производящий искры на каждой из двух свечей зажигания. Непрерывная серия искр производится до тех пор, пока двигатель не запустится. Затем питание отключается, и свечи не загораются во время работы двигателя, кроме как при постоянном зажигании в определенных условиях полета. Вот почему возбудители охлаждаются воздухом, чтобы предотвратить перегрев при длительном использовании непрерывного зажигания.
Свечи зажигания
Свеча зажигания системы зажигания газотурбинного двигателя существенно отличается от свечи зажигания системы зажигания поршневого двигателя. [Рисунок 4] Его электрод должен выдерживать ток гораздо большей энергии, чем электрод обычной свечи зажигания. Этот ток высокой энергии может быстро вызвать эрозию электрода, но короткие периоды работы минимизируют этот аспект обслуживания воспламенителя. Межэлектродный зазор типичной свечи зажигания спроектирован намного больше, чем у свечи зажигания, поскольку рабочее давление намного ниже, и искра может образовываться легче, чем в свече зажигания.
Наконец, загрязнение электрода, обычное для свечи зажигания, сводится к минимуму за счет высокой интенсивности искры.
| Рис. 4. Свечи зажигания |
вкладыш патронника для получения более эффективной искры. Рис. 5. Типовая свеча воспламенителя с кольцевым зазором [Рисунок 6] Он работает при гораздо более низкой температуре, потому что не выступает в облицовку камеры сгорания. Это возможно, потому что искра не остается вблизи свечи, а выходит за пределы поверхности гильзы камеры сгорания.
| Рисунок 6. Струденная загрязнение разжигания заглушки |
Связанные посты
Электрическая система зажигания света — Лучший японский ремонт Auto в Northridge и Woodland Hills
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
.
происходит, когда вы вставляете ключ в замок зажигания вашего автомобиля, поворачиваете ключ, и ваш двигатель запускается и продолжает работать? Сегодня я собираюсь рассказать вам. Чтобы система зажигания работала должным образом, она должна выполнять две функции одновременно. Первая задача состоит в том, чтобы увеличить напряжение с 12,4 вольт, обеспечиваемых аккумулятором, до более чем 20 000 вольт, необходимых для воспламенения смеси сжатого воздуха и топлива в камере сгорания. Вторая задача системы зажигания — обеспечить подачу напряжения на нужный цилиндр точно в нужное время. Для этого смесь воздуха и топлива сначала сжимается поршнем в камере сгорания. Затем эту смесь необходимо воспламенить. Эта задача выполняется системой зажигания двигателя, которая включает в себя такие компоненты, как аккумулятор, ключ зажигания, катушка зажигания, пусковой выключатель, свечи зажигания и модуль управления двигателем (ECM). Модуль ECM управляет системой зажигания и распределяет электроэнергию по каждому отдельному цилиндру.
Автомобильные системы зажигания должны генерировать искру, достаточно сильную, чтобы перепрыгнуть через промежуток свечи зажигания. Для этого в системах зажигания используется катушка зажигания. Катушка зажигания действует как силовой трансформатор.
Катушка зажигания преобразует низкое напряжение аккумулятора в тысячи вольт, необходимые для создания электрической искры в свечах зажигания для воспламенения воздушно-топливной смеси. Чтобы возникла необходимая искра, напряжение на свече зажигания должно составлять в среднем от 20 000 до 50 000 вольт. Катушка зажигания состоит из двух витков медного провода, намотанных на железный сердечник. Они известны как первичная обмотка и вторичная обмотка. Целью катушки зажигания является создание электромагнита путем пропускания напряжения батареи через первичную обмотку.
Изношенные свечи зажигания и неисправные компоненты зажигания снизят производительность вашего двигателя и могут вызвать широкий спектр проблем с его работой, включая пропуски зажигания, недостаток мощности, плохую экономию топлива, затрудненный запуск и, возможно, лампочку проверки двигателя. Эти проблемы могут привести к повреждению других важных компонентов автомобиля.
Для бесперебойной и безопасной работы автомобиля необходимо регулярно проводить техническое обслуживание системы зажигания. Визуальный осмотр компонентов системы зажигания вашего автомобиля следует проводить не реже одного раза в год. Все компоненты вашей системы зажигания следует регулярно проверять и заменять, когда они начинают проявлять признаки износа или неисправности.