Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Особливості будови та принципу дії підсистем запалення комплексних систем керування двигунами



СИСТЕМИ запалення з Комп’ютерним керуванням

Загальні відомості про системи запалення з комп’ютерним керуванням

Широке впровадження електроніки в системах живлення й запалення привело до створення комплексних систем керування двигуном (їх ще називають об'єднаними системами впорскування й запалення або системами центрального електронного управління двигуном). Комплексна система керу-вання двигуном – це система електронного запалення та система впорскування бензину керовані єдиним блоком керування. Комплексні системи об'єднаного електронного керування впорскуванням і запаленням мають наступні переваги:

- поєднання функцій датчиків і пристроїв дозволяє суттєво скоротити їх кількість;

- процеси запалення й сумішоутворення оптимізуються спільно, завдяки чому значно поліпшуються потужнісні характеристики двигуна, характеристики його крутного моменту, зменшуються витрати палива та токсичність відпрацьованих газів, полегшується пуск і прогрівання холодного двигуна;

Функціональна схема системи комплексного керування двигуном наведена на рис. 5.1. Система комплексного керування двигуном працює наступним чином. У контролер, від датчиків 1-11, поступають аналогові сигнали (напруга, сила струму), що відповідним чином змінюються (рис. 5.1). У загальному випадку, зміна струмів і напруги відбувається безперервно по тому або іншому закону, наприклад, по синусоїдальному. Інтегральні схеми мікропроцесорів ЕОМ характеризуються тим, що вони працюють в імпульсному режимі і можуть знаходитися, згідно системи числення, що використовується в сучасних ЕОМ, тільки в одному з двох станів – нуль або одиниця. Тому, спочатку сигнали датчиків перетворюються в більш чіткі аналогові сигнали, а ті вже, у свою чергу, в аналого-цифровому перетворювачі 12 (рис. 5.1) перетворюються на цифрову інформацію.

 

1 – датчик кутового положення колінчастого валу, 2 - датчик частоти обертання колінчастого валу двигуна, 3 - датчик витрати повітря, 4 - датчик температури повітря, 5 - датчик температури охолоджуючої рідини, 6 - датчик напруги акумуляторної батареї, 7 - датчик положення дросельної заслінки, 8 - сигнал про режим пуску, 9 - датчик детонації, 10 - датчик компресії двигуна, 11 - лямбда-зонд, 12 - аналого-цифровий перетворювач, 13 - мікропроцесор, 14 - постійний блок пам'яті, 15 - проміжний блок пам'яті, 16, 17 - каскади підсилення, 18 - система живлення, 19 - система запалення; І - вхідні сигнали; ІІ - перетворювач вхідних сигналів; ІІІ - аналогові сигналі; IV - аналогово-цифровий перетворювач; V - цифрові сигнали; VI - мікропроцесор; VII - вихідні каскади; VIII - каскади підсилення потужності; ІХ - вихідні каскади, Х - виконуючі системи



Рисунок 5.1 - Функціональна схема системи комплексного електронного управління двигуном

 

Мікропроцесор 13 обробляє одержану інформацію за програмою, яка закладена в блоці пам'яті 14, з використанням блоку оперативної пам'яті 15. Вихідні сигнали мікроЕОМ не можуть бути використані, у зв'язку з їхньою малою потужністю, для безпосереднього управління запаленням, форсунками, електричним бензиновим насосом. Тільки після проходження їх через вихідні каскади підсилення 16 та 17 вони перетворюються на команди (електричні сигнали), які безпосередньо керують елементами підсистем живлення й запалення.

 

Особливості будови та принципу дії підсистем запалення комплексних систем керування двигунами

Керування процесом запаленням у підсистемах запалення здійснюється за допомогою блоку керування. Датчик положення колінчатого вала подає в блок керування опорний сигнал, на основі якого блок керування двигуна здійснює розрахунок послідовності спрацьовування котушок у модулі запалення. Для точного керування запаленням блок керування використовує наступну інформацію:

- частота обертання колінчатого вала;

- навантаження двигуна (масова витрата повітря);

- температура охолоджуючої рідини;

- температура повітря;

- положення колінчатого вала;

- положення розподільчого валу;

- наявність детонації.

Типова схема підсистеми запалення комплексної системи керування двигуном наведена на рис. 5.2.

Першими комп’ютеризованими системами запалення стали електронні системи запалення з механічним розподілювачем високовольтної енергії. Електронні системи запалення з механічним розподілом високої напруги по циліндрах встановлювалися, переважно, на моделі кінця 80-х та початку 90-х років минулого сторіччя. Електрична схема таких систем наведена на рис. 5.3.



 

1 - акумуляторна батарея; 2 - вимикач запалювання; 3 - реле запалювання; 4 - свічки запалювання; 5 - модуль запалювання; 6 - електронний блок керування; 7 - датчик положення колінчастого вала; 8 - зубчастий диск; А – пристрій керування силової частини двохканального комутатора модуля запалення

Рисунок 5.2 - Схема підсистеми запалення комплексної системи керування двигуном

 

Пізніше на автомобілях почала застосовуватись система запалення з низьковольтним розподілом енергії (без високовольтного розподільника).

На відміну від відомих раніше систем запалення, у системи запалення з низьковольтним розподілом енергії є два високовольтних виводи – від першого й останнього витків вторинної обмотки котушки, які повністю ізолювались від "маси". Таке технічне рішення стало можливим спочатку для двохциліндрових двигунів, завдяки чотиритактному циклу двигуна й чергуванню спалахів у циліндрах через кожен повний оборот колінчастого валу. Високовольтний ланцюг проходив через "масу" і іскрові проміжки обох свічок запалення, кожна з яких або підпалювала робочу суміш наприкінці такту стиску, або проходила вхолосту наприкінці такту випуску відпрацьованих газів.

Наступним кроком стало застосування двохіскрових котушок запалення вже на чотирьохциліндрових двигунах – був реалізований електронний розподіл низької напруги по двох каналах. Уперше серійне застосування, на автомобільній техніці з чотирьохциліндровими двигунами виробництва СНД, двохіскрова схема знайшла в 1986 році на моделі ВАЗ-21083-02 із мікропроцесорним запаленням. Система запалення цього автомобіля включала дві окремих котушки, кожна з яких обслуговувала свою пару циліндрів, а енергія між ними розподілялася статично – за допомогою двохканального комутатора й контролера.

Необхідно зазначити, що на карбюраторних двигунах система електронного розподілу низької напруги по двох каналах не дала особливих переваг у порівнянні з класичним високовольтним розподільником, уступаючи останньому в простоті, надійності й ціні, тому на карбюраторних двигунах така система розповсюдження не одержала. Наприклад, виробництво ВАЗ-21083-02 припинили в 1990 році.

 

1 – центральний високовольтний дріт; 2 - боковий високовольтний дріт; 3 – сигнальний дріт ланцюга „блок управління – котушка запалення”; 4 - акумуляторна батарея; 5 - вимикач запалення; 6 - котушка запалення; 7 - розподільник запалення з датчиком Холу; 8 - свічки запалення; 9 – блок керування;10 - сигнальний дріт ланцюга „блок управління – розподільник запалення”.

Рисунок 5.3 - Система запалення з електронним керуванням та механічним розподілом високої

Напруги по циліндрах

 

На автомобілях закордонного виробництва DIS-система запалення (Double Ignition System) встановлювалася переважно, у 90-х роках. В таких автомобілях із комплексною системою керування двигуном, застосовувались, переважно, інтегровані прилади системи запалення – чотирьохіскрові високовольтні модулі (рис. 5.4).

Модуль містить у собі дві двохіскрові котушки і силову частину двохканального комутатора, залиті в єдиний компактний блок. У підсистемі запалення застосовується метод розподілу іскри, який називається методом „холостої іскри”. Циліндри двигуна об'єднані в пари 1 – 4 та 2 – 3 і іскроутворення відбувається одночасно у двох циліндрах: у циліндрі, в якому закінчується такт стиску (робоча іскра) і в циліндрі, в якому відбувається такт випуску („холоста іскра”). У зв'язку з постійним напрямком струму в обмотках котушок запалення, струм іскроутворення в одній свічці завжди протікає з центрального електрода на бічний, а в другій свічці – з бічного на центральний. Потужності іскроутворення, в системах запалення із двохвивідними котушками, майже не відрізняються від тих, де є розподільник, незважаючи на наявність другого іскрового проміжку. Справа в тому, що падіння напруги в ланцюзі вторинної обмотки розподіляється по свічках запалення нерівномірно. У тому циліндрі, де іскра пробиває стиснуту паливно-повітряну суміш, напруга пробою досягає 20-30 кВ, а в тому циліндрі, де іскра є "паразитною", тобто спрацьовує вхолосту наприкінці такту випуску відпрацьованих газів, для пробою високовольтного проміжку свічки цілком достатньо 1-3 кВ. Тобто, втрати потужності складають максимум 10-15% – не більше, ніж у звичайній системі, де "паразитна" іскра проходить між "бігунком" і контактом кришки розподілювача запалювання.

DIS котушки запалення конструктивно можуть бути об'єднані в модуль, встановлений безпосередньо над свічками запалення (рис. 5.5). Деякі двигуни оснащуються DIS системами запалення з котушками, встановленими безпосередньо над свічками запалення, в яких передачу струму високої напруги від котушки до свічки запалення, яка розташована під котушкою запалення, забезпечує високовольтний ковпак, а до свічки запалення її парного циліндра – високовольтний дріт (рис. 5.6). Зустрічаються також двигуни, де такі котушки об'єднані в один блок.

На сучасних автомобілях використовується система запалення з індивідуальними котушками (рис. 5.7) — система запалення, в якій кожна свічка запалення обслуговується окремою котушкою запалення.

 

1 – канали модулів запалення (1-4 та 2-3); 2 - циліндровий високовольтний дріт каналу 1-4 циліндрів; 3 - сигнальний дріт ланцюга „блок управління – модуль запалення”; 4 - акумуляторна батарея; 5 - вимикач запалення; 6 - DIS котушки запалення; 7 - датчик частоти обертання колінчастого валу індукційного типу; 8 - датчик положення розподільного валу індукційного типу; 9 - свічки запалення; 10 - блок управління двигуном; 11 - сигнальний дріт ланцюга „блок управління – датчик частоти обертання”; 12 - сигнальний дріт ланцюга „блок управління – датчик положення розподільного валу”.

Рисунок 5.4 - Електронна DIS система запалення з комп’ютерним керуванням

 

Рисунок 5.5 – Модуль DIS котушок запалення встановлений


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2018 год. Все права принадлежат их авторам!