Конденсаторные системы зажигания

Конденсаторные системы зажигания работают подобно индукционным системам зажигания, но в них для заряда катушки используется высоковольтный ёмкостный разряд или же катушка отсутствует вообще. Конденсатор похож на аккумулятор тем, что он может хранить заряд, но затем при замыкании цепи конденсатор может отдать заряд практически мгновенно.

В обычных системах конденсаторного зажигания используется трансформатор импульсного постоянного тока для повышения напряжения с 12В до 350 – 400В, которое заряжает конденсатор, который в свою очередь заряжает более мощную катушку зажигания, которая может выдавать напряжение постоянного тока 40 000В на каждый поджиг рабочей смеси (обычно это напряжение гораздо ниже).

С 90-х годов конденсаторные системы зажигания стали доминирующими ввиду более высокой надёжности своих электронных компонентов и их точной синхронизации зажигания. Конденсаторные системы зажигания для двигателей гоночных автомобилей способны давать искру 8 – 12 раз за каждый рабочий такт на холостых оборотах и обычно только одну искру свыше 3 000 об./мин. Это позволяет лучше сжигать топливо и обеспечивает более высокую мощность.

Конденсаторные системы зажигания позволяют двигателям развивать более высокие обороты (до 19 000 об./мин у двигателей гоночных автомобилей), так как период горения искры гораздо короче по сравнению с искрой в индукционных системах зажигания, а время заряда меньше. В случае гоночных автомобилей это может быть преимуществом, однако в случае водяного двигателя такая система может не обеспечить достаточной силы тока и напряжения.

Обычно конденсаторные системы зажигания гоночных автомобилей дают искру 0,1Дж за период 1–2 мсек по сравнению с более длительным и мощным разрядом в индукционной системе зажигания. Это можно исправить простой заменой конденсатора в ёмкостной цепи зажигания. Удачи! Блоки конденсаторного зажигания обычно герметично закрыты. Лучше связаться с производителем и оформить спецзаказ. В противном случае придётся делать такую систему самому.

Обычно в конденсаторных системах зажигания используются «малоомные катушки», что означает применение более толстых проводов в обмотках катушки. Так как разряд конденсатора выше по напряжению и быстрее, то требуется меньшее сопротивление.

Вышеприведённая схема представляет собой реализацию конденсаторной системы зажигания, где используется импульсный постоянный ток от инвертора для заряда электролитического конденсатора (C1), который разряжается через тиристор в момент открытия цепи по синхронизации от крышки/ротора распределителя.

Резистор (R1) используется для управления конденсатором. Первый диод (D1) может быть одиночным диодом (с однополупериодным выпрямлением) или представлять собой мостовой выпрямитель. Второй диод (D2) служит для защиты конденсатора от всплесков высокого напряжения и должен иметь достаточный номинал для обеспечения соответствующего блокирующего сопротивления. Третий диод (D3) подобным же образом предотвращает течение ёмкостного разряда обратно к катушке.

Используемые диоды представляют собой обычные высоковольтные диоды, используемые в микроволновых печах или других высоковольтных цепях, например, в телевизорах. Если номинал диодов недостаточно высок для создания блокирующего эффекта, то их можно соединить последовательно.

Чем больше ёмкость конденсатора в этой цепи, тем больше будет разряд, но при этом понадобится более длительное время для перезарядки. В выокооборотистых двигателях может потребоваться батарея конденсаторов для каждого цилиндра или последовательно соединённые менее ёмкие и более быстрые конденсаторы вместо более ёмких больших конденсаторов.

Обычно конденсаторы очень высокого напряжения слишком долго заряжаются для того, чтобы эффективно работать в цепи зажигания двигателя внутреннего сгорания. И, наоборот, обычные маленькие конденсаторы не могут накопить заряд достаточного напряжения для реакции плазменного разряда, но так как они установлены на высокоамперной линии инвертора, то они могут усилить искру. Технически на выходной линии инвертора можно было бы установить серию более маленьких конденсаторов с параллельным или последовательным соединением для получения такого напряжения, которое достаточно для плазменной реакции, и тем самым можно было бы удалить из схемы катушку индуктивности.

Количество джоулей, разряжаемых через конденсатор, зависит от номинальной ёмкости конденсатора (обычно указываемой в микро или пикофарадах или 10E-6/10E-12), поделённой на два квадрата напряжения (J = C/2 * V*V).

Ёмкость и напряжение обычно указываются на самом конденсаторе. Тем не менее, в действительности в обычных электроцепях конденсаторы никогда полностью не разряжаются, поэтому выдаваемая ими мощность немного ниже той, что рассчитывается по указанной выше формуле.