Degimo sistema

Temos:

Bendras
Uždegimo ritės uždegimas
Įprastas skirstytuvo uždegimas su kontaktiniais taškais
Kompiuteriu valdomas uždegimas
Degimo slėgis ir uždegimo laikas
Uždegimo paankstinimas
Išbuvimo laikas
DIS uždegimas
Viename cilindre viena uždegimo ritė
Išmatuokite pirminio uždegimo modelį osciloskopu

Bendrieji:
Benzininiame variklyje degalų ir oro mišinys turi būti uždegtas pasibaigus suspaudimo taktui. Taip atsitinka todėl, kad bougie suteikia kibirkštį. Kad uždegimo žvakė užsidegtų, reikalinga 20.000 30.000–12 14,8 voltų įtampa. Uždegimo ritė paverčia akumuliatoriaus įtampą (maždaug nuo XNUMX iki XNUMX voltų) į šią aukštą įtampą.
Senesnėse sistemose dažnai ant variklio bloko kur nors prisukama 1 uždegimo ritė, kuri žvakių laidais sujungiama su žvakėmis. Naujesni varikliai dažnai turi kaiščius uždegimo rites. Kiekviena uždegimo žvakė turi savo uždegimo ritę. Variklio uždegimo ritių skaičius gali būti lengvai atpažįstamas pagal uždegimo žvakių laidus. Jei uždegimo žvakių laidai eina į kiekvieną cilindrą, automobilyje yra 1 fiksuota uždegimo ritė arba DIS uždegimo ritė. Jei neveikia uždegimo žvakių laidai, ant kiekvienos žvakės yra atskira uždegimo ritė. Norint tai pamatyti, dažnai reikia išardyti variklio dangčio plokštę.

Uždegimo ritė:
Uždegimo sistemoje naudojama uždegimo ritė. Nepriklausomai nuo tipo (įprastas ar valdomas kompiuteriu), principas yra tas pats. Uždegimo ritėje yra 2 varinės vielos ritės aplink geležinį strypą (šerdį). Pirminėje ritėje (uždegimo jungiklio pusėje) yra keli storos vielos posūkiai. Antrinėje ritėje yra daug plonos vielos vijų. Pirminės ritės įtampa yra 12 voltų. Per šią pirminę ritę siunčiama nuo 3 iki 8 amperų srovė. Tai sukuria magnetinį lauką. Kai šis magnetinis laukas išnyksta, pirminėje ritėje susidaro 250–400 voltų įtampa. Dėl apvijų skaičiaus skirtumo antrinėje ritėje susidaro iki 40.000 XNUMX voltų įtampa.

Pirminė uždegimo ritės ritė turi ominę ir indukcinę varžą. Ominę varžą galima išmatuoti multimetru arba apskaičiuoti pagal srovės ar įtampos matavimus. Indukcinė varža reiškia pirminėje ritėje sukurtą magnetinį lauką ir priklauso nuo srovės kitimo greičio bei ritės magnetinių savybių (L vertės). Kiekviena uždegimo ritė turi fiksuotą L reikšmę, kuri priklauso nuo apsisukimų skaičiaus ir ritės matmenų bei šerdies savybių ir matmenų.

Įprastas skirstytuvo uždegimas su kontaktiniais taškais:
Įprastą uždegimo sistemą sudaro viena uždegimo ritė, kuri įjungiama ir išjungiama su kontaktiniais taškais, uždegimo ritės kabelis, uždegimo žvakių laidai ir mechaninis skirstytuvas su uždegimo laiko paskirstymu.

Poilsio metu kontaktiniai taškai yra uždaryti. Srovė teka per pirminę ritę per kontaktinius taškus į žemę. Tuo metu pirminėje ritėje yra magnetinis laukas. Kai kumštelis pakelia svirtį, kontaktas tarp kontaktinių taškų nutrūksta ir susidaro indukcinė įtampa. Ši indukuota įtampa sustiprinama antrinėje ritėje ir per uždegimo ritės kabelį perduodama skirstytuvui. Skirstytuvo antgalis nukreiptas į vieną iš uždegimo žvakės laido jungčių. Įtampa perduodama į uždegimo žvakę, kuri sukuria kibirkštį.

Uždegimo ritė perduoda aukštą įtampą per uždegimo ritės kabelio prijungimą prie skirstytuvo rotoriaus. Rotorius skirstytuve sukasi puse alkūninio veleno greičio. Tai įmanoma dėl to, kad, priklausomai nuo konstrukcijos, tarp alkūninio veleno ir skirstytuvo yra tiesioginis ryšys (kaip parodyta paveikslėlyje), arba dėl to, kad rotorius yra varomas tiesiogiai paskirstymo velenu. Juk skirstomasis velenas jau sukasi perpus mažesniu greičiu nei alkūninis velenas. Paveikslėlyje parodytas platintojo vaizdas.

Rotorius jautrus priežiūrai. Kontaktinės dalelės tarp rotoriaus ir skirstytuvo dangtelio laikui bėgant korozuoja, todėl pablogėja uždegimo žvakės kibirkšties kokybė. Retkarčiais šlifuojant koroziją arba keičiant susidėvėjusias dalis, kibirkšties kokybė išlieka optimali. Pasukus skirstytuvo dangtelį ant rotoriaus, sureguliuojamas uždegimo laikas.

Kompiuteriu valdomas uždegimas:
Šiuolaikiniuose automobiliuose sumontuotos kompiuteriu valdomos uždegimo sistemos. Variklio valdymo sistema valdo uždegimo ritę. Impulsų generatorius (alkūninio veleno padėties jutiklis ir galbūt skirstomojo veleno padėties jutiklis) suteikia atskaitos impulsą, kuris veikia sinchroniškai su alkūniniu velenu arba skirstomuoju velenu. Žiede arba skriemulyje, kuris yra atskaitos taškas, dažnai trūksta danties. Nuotraukoje parodytas apdirbtas alkūninio veleno skriemulys MegaSquirt projektas. Skriemulyje yra 36 dantys, iš kurių 1 nušlifuotas. Štai kodėl jis taip pat vadinamas 36-1 atskaitos ratu. Kas 10 laipsnių pro jutiklį praeina 1 dantis (360/36).

Kiekvieną kartą, kai trūkstamas dantis sukasi pro jutiklį, į ECU siunčiamas signalas.
Šis atskaitos taškas nėra viršutinis miręs centras (TDC), kaip dažnai rodo pavadinimas. Tiesą sakant, šis atskaitos taškas yra nuo 90 iki 120 laipsnių prieš TDC. Tai reiškia, kad kai nėra uždegimo paankstinimo, uždegimo impulsas įvyksta 9–12 dantų po atskaitos taško.

Paveikslėlyje parodytas alkūninio veleno signalas (geltonas) atsižvelgiant į uždegimo ritės valdymo impulsą (mėlynas). Alkūninio veleno signale matomas trūkstamas dantis ten, kur trūksta pulso. Šiame variklyje trūkstamas dantis yra 90 laipsnių prieš TDC (tai yra 9 impulsinio rato dantys).

Tarp trūkstamo danties (atskaitos taškas, geltonas) ir kontrolinio pulso (mėlynas) matomi 8 dantys; Tai 10 laipsnių išankstinis uždegimas.

Uždegimo didinimas susijęs su degimo greičiu; degimui reikia laiko, kad pasiektų maksimalų degimo slėgį. Šis maksimalus degimo slėgis yra optimalus, kai alkūninis velenas yra 15–20 laipsnių po TDC. Tai turi būti optimali visomis eksploatavimo sąlygomis. Tolesnėse pastraipose paaiškinama uždegimo laiko įtaka degimo slėgiui, kaip vyksta uždegimas ir kaip galite perskaityti išlikimo laiką aprėpties vaizde.

Degimo slėgis ir uždegimo laikas:
Uždegimo sistema turi užtikrinti, kad mišinys cilindro erdvėje užsidegtų reikiamu laiku. Kai stūmoklis praėjo TDC, degimo slėgis turi būti didžiausias. Kadangi tarp užsidegimo ir mišinio užsidegimo (kai pasiekiamas didžiausias degimo slėgis) yra tam tikras laikas, mišinys turi būti uždegtas šiek tiek laiko iki TDC. Trumpai tariant: uždegimo žvakė turi būti jau užsidegusi, kol stūmoklis nepasiekė TDC.

Toliau pateiktoje diagramoje matome slėgio progresą (raudona linija) alkūninio veleno laipsnių atžvilgiu. Uždegimo žvakė kibirkščiuoja taške a. Stūmoklis juda toliau link TDC (0) ir degimo slėgis didėja. Maksimalus degimo slėgis pasiekiamas maždaug 10–15 laipsnių po TDC (taške b).

jei taškas b pasislenka per toli į kairę, mišinys užsidega per anksti ir stūmoklis sulaikomas nuo judėjimo į viršų;
Kai taškas b perkeliamas į dešinę, degimas vyksta per vėlai. Stūmoklis jau per toli pajudėjo link ODP. Galios smūgis nebėra pakankamai efektyvus.

Uždegimo pradžia:
Norint, kad slėgio smailė susidarytų teisingoje alkūninio veleno padėtyje, padidinus variklio sūkius, svarbu paspartinti uždegimą. Taškas b (didžiausias degimo slėgis) negali būti judinamas. Didinant ir lėtinant uždegimo laiką, taškas a (uždegimo laikas) perkeliamas į kairę arba dešinę. Degimo laikas priklauso nuo variklio pripildymo lygio ir esamo maišymo santykio. Todėl kiekvieno variklio uždegimo greitis skiriasi. Taip pat dėl šios priežasties alkūninio veleno atskaitos taškas nustatomas keletu laipsnių prieš TDC: tarp atskaitos taško ir TDC yra laiko apskaičiuoti uždegimo pažangą.

Naudojant DIS uždegimo ritę (aprašyta toliau puslapyje), alkūninio veleno padėties jutiklio pakanka uždegimo laikui nustatyti. Pirmasis impulsas po trūkstamo danties naudojamas, pavyzdžiui, apkrauti 1 ir 4 cilindrų antrinę ritę. Tada suskaičiuojamas dantų skaičius (šiuo atveju 18), kad būtų sukurtas 2 ir 3 cilindrų antrinės ritės impulsas. Jei variklyje yra COP uždegimo ritės, vieno atskaitos taško nepakanka. Tokiu atveju, norint aptikti kelis atskaitos taškus, reikalingas skirstomojo veleno padėties jutiklis.

Du toliau esantys vaizdai (uždegimo pažangos lentelė ir 3D vaizdas) rodo uždegimo žemėlapio nustatymus MegaSquirt projektas. Jie vadinami paieškos lentelėmis, nuorodomis arba pagrindiniais laukais.

Uždegimo greitis nustatomas pagal variklio konfigūraciją. Diagramose parodytos (įprasto) mechaninio skirstytuvo uždegimo (rožinė linija) ir kompiuteriu valdomos sistemos (mėlyna linija) uždegimo pilnos apkrovos kreivės. Rožinės linijos lenkimas yra taškas, kuriame pradeda veikti vakuumas. Be to, linijos yra tiesios; taip yra dėl mechaninių apribojimų. Su kompiuteriu valdoma sistema tai galima valdyti tiksliau; todėl uždegimo kreivė vyksta kaip kreivė. Tarp 1200 ir 2600 aps./min. mėlyna linija buvo šiek tiek sumažinta; tai susiję su dalinės apkrovos smūgio sritimi. Taip pat matyti, kad tiek įprastos, tiek kompiuteriu valdomos išankstinės linijos baigiasi maždaug 25 laipsnių kampu. Avanso nereikėtų toliau didinti, nes tuomet kyla „didelio greičio smūgio“ arba smūgio zonos pavojus važiuojant dideliu greičiu.

Uždegimo žemėlapis yra uždegimo pradžios pagrindas. Nuo šio momento variklio valdymo sistema stengsis kuo labiau padidinti uždegimą. Per didelis paankstinimas sukels beldimąsi; tai registruoja trankymo jutikliai. Tuo metu, kai trankymo jutikliai užfiksuos, kad variklis linkęs belstis, variklio valdymo sistema keliais laipsniais nukryps nuo uždegimo laiko. Tada greitis vėl bus padidintas, kol trankymo jutikliai duos signalą.

Laikymo laikas:
Įjungus pirminę srovę, susidaro magnetinis laukas. Srovė per ritę iš karto nepasieks didžiausios vertės; Tam reikia laiko. Ritėje yra varža, kuri gaunama iš priešingos indukcijos įtampos. Srovė taip pat neviršys 6–8 amperų. Per 2,3 milisekundės buvo sukurta pakankamai energijos, kad per uždegimo žvakę iššoktų kibirkštis, kurios pakanka oro ir kuro mišiniui užsidegti. Taškas t = 2,3 ms yra uždegimo laikas. Srovės padidėjimas nuo laiko t0 iki t=2,3 ms vadinamas pirminės ritės įkrovimo laiku arba išlikimo laiku.

Srovės kaupimasis pirminėje ritėje sustoja ties maždaug 7,5 ampero. Srovė neturėtų toliau didėti, nes tada pirminė ritė gali įkaisti per daug. Kai automobilio borto įtampa nukrenta, pirminei ritei įkrauti reikia daugiau laiko. Uždegimo laikas nesikeičia. Taigi krovimas turi prasidėti anksčiau. Tai matyti paveikslėlyje, kur žalia linija rodo ritės įsijungimo reiškinį esant žemesnei įtampai. Įkrovimo procesas prasideda anksčiau (delta t) ir baigiasi tuo pačiu metu kaip juoda linija ties 7,5 A.

Keičiasi uždegimo ritės valdymas; varančiojo impulso plotis turi įtakos pirminės ritės įkrovimo laikui. Kuo ilgesnis impulsas, tuo ilgiau ritė turi laiko įkrauti.
Abiejuose vaizduose uždegimas pasireiškia aštuntame dantyje (80 laipsnių prieš TDC). Dešiniajame paveikslėlyje parodytas ilgesnis laikymo laikas.

DIS uždegimas:
DIS reiškia Distributorless Ignition System. Tai, kaip rodo pavadinimas, elektroninis uždegimas be skirstytuvo. Uždegimo signalas gaunamas tiesiai iš ECU, todėl jis yra kompiuteriu valdomas uždegimas. Ši uždegimo sistema sujungia 2 uždegimo rites viename korpuse. Kiekviena uždegimo ritė suteikia kibirkštį 1 cilindrams. Yra viena ritė, sumontuota ant 2 ir 1 cilindrų, o kita ritė - ant 4 ir 2 cilindrų.

Kaip pavyzdį paimame DIS uždegimo ritę su 2 ir 3 cilindrų jungtimis. Rotoriaus nėra, vadinasi, jie abu kibirkščiuos vienu metu. 2 cilindras yra suspaudimo takto pabaigoje, o uždegimo ritė sukuria kibirkštį mišiniui uždegti. Tai reiškia, kad uždegimo ritė taip pat kibirkščiuoja ant 3 cilindro, kuris tada prasideda nuo įsiurbimo eigos, bet kadangi jame dabar nėra degaus mišinio, tai nesvarbu. Vėliau, kai 3 cilindras bus užimtas suspaudimo taktu, 2 cilindras bus užimtas įsiurbimo taktu ir gaus nereikalingą kibirkštį. Tuščia kibirkštis cilindre, kur nevyksta degimas, nesukelia greitesnio uždegimo žvakės senėjimo. Deginant mišinį, kibirkšties įtampai reikia tik 1 kV (1000 V), o ne 30 kV.

DIS uždegimo ritės pranašumas yra tas, kad iš tikrųjų nereikia jokios priežiūros. Uždegimo ritė nereikalauja priežiūros. Šios uždegimo ritės trūkumas yra tas, kad tarp kabelio ir uždegimo ritėje esančio jungiamojo veleno kartais prasiskverbia drėgmė. Drėgmė sukelia koroziją kontaktams, kurie tampa balti arba žali. Kibirkšties įtampa krenta dėl didelių įtampos nuostolių, kuriuos sukelia korozija. Variklis gali pradėti šiek tiek drebėti ir vibruoti, nesukeldamas gedimo ECU atmintyje. Esant tokiam nusiskundimui, protingiausia po vieną išardyti laidus nuo uždegimo ritės (kai variklis išjungtas!!) ir patikrinti, ar kontaktai gražūs, aukso spalvos ir ar nėra korozijos pėdsakų. kabelis ir velene.galima matyti. Korozija yra labai agresyvi ir po valymo lėtai atsinaujins. Geriausias sprendimas yra pakeisti visą uždegimo ritę atitinkamu kabeliu.

Viena uždegimo ritė vienam cilindrui:
Naudojant šią uždegimo sistemą, uždegimo ritės (strypas), dar vadinamos COP (coil on plug) uždegimo ritėmis, montuojamos tiesiai ant uždegimo žvakės. Čia taip pat variklio valdymo blokas (ECU) valdo uždegimą. Tiek srovę, tiek uždegimo laiką apskaičiuoja valdymo blokas. Operacija yra kaip senesnė uždegimo ritė; Ši uždegimo ritė taip pat turi pirminę ir antrinę ritę. Pirminė ritė tiekiama įtampa per kištuką viršuje ir pertraukiama viduje per tranzistorių.
Šių uždegimo ritių trūkumas yra tas, kad jos yra įmontuotos į uždegimo žvakės veleną ir todėl labai įkaista. Nors jie tam ir sukurti, kartais linkę sulūžti. Tai galima atpažinti, kai automobilis praleidžia cilindrą ir tada pradeda drebėti variklis. Kai taip atsitiks, lambda jutiklis atpažins, kad uždegimo ritė neuždega degalų, ir degalų įpurškimas į atitinkamą cilindrą bus sustabdytas. Tada cilindras visiškai nebeveikia. Tai apsaugo nuo nesudegusių degalų patekimo į išmetimo sistemą, kuri sunaikins katalizatorių. Nutrūkusią uždegimo ritę dažnai galima atpažinti iš to, kad variklis dirba labai nereguliariai (ir dega variklio lemputė, nors ši lemputė gali turėti daug priežasčių).

Daugiau informacijos ir cilindro uždegimo pertrūkių priežasčių rasite puslapyje cilindro perdavimas.

Jei įtariate, kad uždegimo ritė yra sugedusi, osciloskopu galite peržiūrėti pirminį uždegimo vaizdą, jei variklis veikia avariniu režimu, o varikliui veikiant buvo išjungtas degimas ir įpurškimas.

Pirminio uždegimo modelio matavimas osciloskopu:
Uždegimo ritė generuoja įtampą, kad žvakės apačioje galėtų atsirasti stipri kibirkštis. Uždegimo ritė turi sukurti maždaug 30.000 40.000–300 400 voltų įtampą, kad uždegimo žvakėje susidarytų kibirkštis. Šiuo tikslu pirminėje ritėje turi būti sukurta 100–XNUMX voltų jonizacijos įtampa. Įtampos eigoje per pirminę ritę matome, ar šis procesas vyksta gerai. Pirminės ir antrinės ritės įtampa perduodama viena kitai, nors lygiai antrinėje ritėje yra maždaug XNUMX kartų didesni. Tai leidžia pirminės įtampos profilyje matyti, ar tvarkinga uždegimo ritė ir ar tinkamai kibirkščiuoja uždegimo žvakė. Žemiau pateiktas taikiklio vaizdas buvo išmatuotas ant uždegimo ritės pirminės ritės.

Iš kairės į dešinę:

14 voltų: ramybės būsenoje išmatuojame 14 voltų uždegimo ritėje esančios ritės pliusinėje ir įžeminimo pusėje;
Kontakto laikas: pirminė ritė vienoje pusėje prijungta prie žemės. Tarp + ir žemės susidaro 14 voltų diferencinė įtampa, dėl kurios srovė teka per ritę;
300 voltų (indukcija): išėjimo pakopa ECU arba uždegimo modulyje baigia valdymą, o pirminėje ritėje sukuriama maždaug 300 voltų indukcija. Mes tai vadiname jonizacijos įtampa. Antrinėje ritėje sukuriama 30.000 XNUMX voltų įtampa. Ši įtampa reikalinga, kad oras tarp uždegimo žvakės elektrodų būtų laidus ir kad kibirkštis šokinėtų;
Kibirkštis nuo uždegimo žvakės: iš uždegimo linijos matome, kad žvakė kibirkščiuoja;
Sūpynės: čia nuteka likusi energija. Tai priklauso nuo grandinės LCR vertės (uždegimo ritės L vertės ir kondensatoriaus talpos).

Atidarymo laikas aprėpties paveikslėlyje reiškia kontaktinių taškų atidarymo laiką. Tai nebegalioja kompiuteriu valdomam uždegimui. Tačiau greitį galime nustatyti pagal tašką, kuriame atsiranda antrosios kibirkšties jonizacijos įtampa. Toliau pateiktuose taikiklio vaizduose rodomi pirminio uždegimo vaizdai esant mažam greičiui (kairėje) ir dideliu greičiu (dešinėje).

Osciloskopu galime parodyti uždegimo ir įpurškimo vaizdą alkūninio veleno signalo atžvilgiu. Atskaitos ratas turi vieną atskaitos tašką. Uždegimo momentas įvyksta po kiekvieno alkūninio veleno apsisukimo. Žinome, kad alkūninis velenas turi apsisukti du kartus per visą darbo ciklą. Iš to galime atpažinti, kad turime reikalą su DIS uždegimo ritė. Taigi atsiranda „iššvaistyta kibirkštis“. Purkštuko vaizdai tai patvirtina: įpurškimas vyksta kas antrą alkūninio veleno apsisukimą.

Jei įtariate, kad uždegimo ritė yra sugedusi, galite nustatyti, ar yra antrinio uždegimo problema, peržiūrėdami antrinio uždegimo vaizdą. Gautame paveikslėlyje parodytas 6 cilindro (mėlynas) ir 4 cilindro (raudonas) uždegimo vaizdas, kuriame yra gedimas. Paaiškinimas pateikiamas po paveikslėliu.

Pirminiame 4 cilindro vaizde matoma jonizacijos įtampa, bet tada energija nuteka. Vaizdas dabar panašus į būdingą magnetinės ritės purkštuko įtampos profilį. Ką galime atpažinti šiame paveikslėlyje:

Cilindras 6 (mėlynas) yra gerai. Šį vaizdą naudojame kaip nuorodą;
4 cilindras: jonizacijos įtampa yra tinkama. Energija generuojama pirminėje ritėje. Pirminė ritė yra gera;
Variklio ECU arba išorinio uždegimo modulio valdymas yra gerai;
Antrinis kursas nematomas;
Todėl pirminė ir antrinė ritė nesikeičia energija;
Antrinė ritė nutrūksta.

Patirtis rodo, kad dėl karščio gali sugesti uždegimo ritės antrinė ritė. Šį defektą galime aptikti osciloskopu. Atkreipkite dėmesį: jei variklis persijungė į silpnumo režimą, valdymas gali būti nutrauktas. Todėl matavimus atlikite iškart po variklio užvedimo arba užvedę variklį.