Датчики углового положения коленчатого вала двигателя.

Для работы любой системы зажигания необходима информация о положении коленчатого вала двигателя. При этом датчик углового положения вала должен выдерживать достаточно суровые условия работы в отсеке двигателя, обладать высокой надежностью, дол­жен функционировать при очень низкой частоте вращения и иметь низкую стоимость. Известен ряд бесконтактных датчиков, в основу работы которых положены различные физические явления: магни­тоэлектрические, на эффекте Холла, высокочастотные, оптоэлектронные, токовихревые, фотоэлектрические и др.

Исходя из стоимости производства, требований к точности момента искрообразования, помехозащищенности, стойкости к внешним воз­действиям два первых типа датчиков получили наибольшее примене­ние и производятся у нас в стране и за рубежом крупносерийно.

Магнитоэлектрические датчики. Наиболее распространенным типом магнитоэлектрического датчика является генераторный дат­чик коммутаторного типа с пульсирующим потоком. Принцип дейст­вия такого датчика заключается в изменении магнитного сопротив­ления магнитной цепи, содержащей магнит и обмотку, при измене­нии зазора с помощью распределителя потока (коммутатора). На рис. 2.1 показана принципиальная схема магнитоэлектрического датчика коммутаторного типа. При вращении зубчатого ротора в обмотке статора в соответствии с законом индукции возникает переменное напряжение

, (2.1)

где k - коэффициент, зависящий от характеристик магнитной цепи; w - число витков обмотки; n - частота вращения распределителя потока; - изменение потока Ф в зависимости от угла пово­рота.

Когда один из зубцов ротора 4 приближается к полюсу статора 1, в обмотке 3 нарастает напряжение. При совпадении фронта зубца ротора с полюсом статора (со средней линией обмотки) напряже­ние на обмотке достигает максимума, затем быстро меняет знак и увеличивается в противоположном направлении до максимума (рис. 2.2) при удалении зубца.

Из формулы (2.1) вид­но, что пиковое значение линейно изменяется с частотой вращения распре­делителя потока. Нулевой переход ( =0) может быть использован для управления системой зажигания при получении точного момента искрообразования.

Рис. 2.1. Принципиальная схема коммутаторного датчика: 1 - магнитная цепь (статор); 2 - магнит; 3 - обмотка; 4 – распределитель потока (коммутатор)

Рис. 2.2. Магнитный поток Ф и напря­жение обмотки в зависимости от угла поворота ос распределителя потока

Рассмотренная магнитная система генераторного датчика чувствительна к влиянию паразитных изменений зазора, происходящих из-за конструктивных допусков, вибраций, передаваемых двигателем деталям, входящим в состав магнитной цепи. Это приводит к недопустимой асинхронности момента искрообразования по цилиндрам двигателя. Поэтому на практике применяется симметричная магнитная система, которая обеспечивает для каждого положения распределителя потока средний зазор, являющийся суммой элементарных зазоров. Принципиальная схема генераторного датчика коммутаторного типа с симметричной магнитной системой для четырехцилиндрового двигателя представлена на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Принципиальная схема гене­раторного датчика коммутаторного типа для четырехцилиндрового двига­теля: 1 - магнитная цепь (статор с постоянным магнитом); 2 - обмотка; 3 - распределитель потока

Другим типом магнитоэлект­рических датчиков, нашедших применение в автомобильных системах зажигания (особенно отечественных), является датчик с переменным потоком. Он состоит из неподвижной катушки и по­стоянного магнита, жестко свя­занного с валиком распределите­ля зажигания, причем число пар-полюсов в магните равно количе­ству цилиндров двигателя. Такие магнитные системы называются датчиками с вращающимися маг­нитами (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Принципиальная схема магнитоэлектрического датчика с вращающимся магнитом для четы­рехцилиндрового двигателя (а) и за­висимости магнитного потока Ф и напряжения обмотки от угла поворота магнитного ротора (6): 1 - магнит; 2 - статор; 3 – обмотка

Работа датчика определяется знакопеременным магнитным потоком и симметричной формой выходного напряжения.

Датчик, работающий на эффек­те Холла (рис. 2.6). Благодаря развитию микроэлектроники широ­кое распространение получили датчики углового положения, ра­ботающие на эффекте Холла.

Рис. 2.5. Эффект Холла

Эффект Холла (рис. 2.5) возникает в по­лупроводниковой пластине, вне­сенной в магнитное поле, при пропускании через нее электриче­ского тока. Если поместить эле­мент толщиной h в магнитном поле таким образом, чтобы на­правление индукции В магнитного поля было перпендикулярно плос­кости пластины, и пропустить ток I_п через пластину, то между противоположными гранями пластины возникает ЭДС Холла:

,

где К - постоянная Холла, м²/А.

Чувствительность элемента Холла зависит от соотношения между длиной и шириной пласти­ны и повышается при уменьшении се толщины. У пленки толщина h равна 10^-6 м, у пластины из полупроводникового кристалла – 10^-4 м. Для изготовления элементов Холла используется германий (Се), кремний (Si), арсенид галлия (GаАs), арсенид индия (InАs), антимонид индия (InSb).

Очевидно, что путем изменения магнитного поля от 0 до В_max с помощью магнитного экрана на выходе магнитоуправляемой интегральной схемы можно получить (при подключении к ее выходу со­ответствующей нагрузки) дискретный сигнал высокого или низкого уровня. Объединив магнитоуправляемую схему с магнитной системой в жестко сконструированный пластмассовый корпус, получают микропереключатель, работающий на эффекте Холла, который устанавливается в традиционный распределитель, например, поворотный механизм вакуумного автомата. Ротор 2 (замыкатель) (рис. 2.6), жестко связанный с валиком 4 распределителя, выполнен­ного из магнитопроводящего материала, и содержит число полю­сов-экранов 3, равное числу, цилиндров двигателя. При прохожде­нии экранов в зазоре между интегральной схемой 7 и магнитом 5 происходит периодическое шунтирование магнитного потока, и на выходе микропереключателя формируется сигнал о положении ко­ленчатого вала в виде прямоугольных импульсов.

Рис. 2.6. Схема микропереключате­ля, работающего на эффекте Холла (а), и зависимости напряжения чув­ствительного элемента Холла (U_п) и напряжения (U_д) на выходе датчика Холла от угла поворота ротора α (б): 1- магнитоуправляемая интег­ральная схема; 2 - ротор; 3 - эк­ран; 4 - валик распределителя; 5 - магнит; 6 - корпус микропереклю­чателя

Величина ЭДС Холла очень мала и поэтому должна быть усиле­на вблизи кристалла для того, чтобы устранить влияние радио - и - электропомех. Поэтому конструктивно элемент Холла и преобразо­вательная схема выполняются в виде интегральной микросхемы (рис. 2.7). Его магнитоуправляемая интегральная схема содержит усилитель У, пороговый элемент St, выходной каскад VТ и стабили­затор напряжения СТ.

Рис. 2.7. Структурная магнитоуправляемая интеграль­ная схема микропереключателя, работающего на эффекте Холла: ЭХ − чувстви­тельный элемент Холла; В − индукция поля (изменяется от 0 до 5тах); У − уси­литель; Si − триггер Шмитта; VТ − транзистор выходного каскада с открытым выходом; СТ − источник стабилизированного напряжения; R_н − нагрузка

Недостатком интегральной системы является повышенная чувствительность к внешним воздействиям.

Коммутаторы. Электронным коммутатором, бесконтактной системы зажигания называется устройство, выполняющее следующие функции:

· формирование выходного токового импульса необходимой
амплитуды и длительности, подаваемого к первичной обмот­ке катушки (или катушек) зажигания для обеспечения заданного уровня высокого напряжения и энергии искры;

· обеспечение момента искрообразования в соответствии с за­данным фронтом управляющего импульса, поступающего на
вход коммутатора;

· стабилизация параметров выходного токового импульса при
колебаниях напряжения бортовой сети автомобиля и воздействии внешних факторов.

Различные коммутаторы выполняют такие дополнительные за­щитные функции, как:

· стабилизация питания и защита от импульсов перенапряжения в бортовой сети автомобиля в аномальных режимах мик­ропереключателя, работающего на эффекте Холла;

· ограничение амплитуды импульса вторичного напряжения в
аномальных режимах (например, в режиме открытой цепи);

· предотвращение протекания первичного тока через первичную обмотку катушки зажигания при включенном замке зажигания и неработающем двигателе.

На входные клеммы коммутатора поступают импульсы управле­ния, формируемые бесконтактным датчиком углового положения коленчатого вала двигателя или электронным регулятором угла опереже­ния зажигания.

Выходом (нагрузкой) коммутатора является первичная обмотка катушки зажигания или обмотки катушек зажигания. В последнем случае электронный коммутатор выполняет функцию распределителя высоковольтных импульсов по цилиндрам двигателя.

В выходной цепи коммутатора стоит мощный выходной транзистор, способный коммутировать токи амплитудой до 10 А в индуктивной нагрузке коллекторной цепи.

Основные схемы управления выходными каскадами системы зажигания представлены на рис. 2.8.

Для перехода выходного транзистора VT2 из режима отсечки в режим насыщения необходимо подать на его базу положительное напряжение U_бэ>U_отп (U_отп – напряжение отпирания транзистора, для кремниевых транзисторов обычно составляет 0,5…0,6 В, для германиевых 0,1…0,15 В). U_бэ обеспечивает ток базы

,

где - ток разрыва, - статический коэффициент усиления транзистора по току, - коэффициент насыщения (для транзистора, работающего в режиме ключа, выбирается в пределах 2…4).

Рис. 2.8.Схемы управления коммутационным транзистором системы зажигания: а – каскад с эмиттерным повторителем; б – каскад со стабилизатором тока

Управление работой выходного транзистора VT2 осуществляется предварительным усилителем по схеме с общим коллектором на транзисторе VT1(рис. 2.8,а). Резистор R_бэ улучшает условия запирания транзистора VT2.

Недостатком схемы является значительное изменение U_бэ (и связанное с этим изменение управляющего тока I_б) при колебаниях питающего напряжения U_п, за счет изменения падения напряжения на резисторе R_к, которое рассчитывается при минимальном значении U_п. В результате рассеиваемая на R_к мощность увеличивается. Потери мощности могут быть снижены (примерно в 3 раза) за счет стабилизации тока базы I_б (U_бэ) VT2 с помощью цепочки обратной связи, включающей VT3 и R_Т (рис. 2.8,б). При увеличении U_п увеличивается I_э транзистора VT1, следовательно, увеличивается U_бэ транзистора VT2, формируемое на R_бэ. Одновременно увеличивается падение напряжения на резисторе R_Т, что приводит к увеличению положительного потенциала на базе VT3, который призакрывается, положительный потенциал его коллектора и базы транзистора VT1 увеличивается, и транзистор VT1 призакрывается, ток I_э VT1 уменьшается и падение напряжения на R_бэ уменьшается до расчетного значения, т.е. не меняется. При уменьшении питающего напряжения U_п все происходит наоборот. Таким образом, осуществляется стабилизация U_бэ (следовательно, и I_б) VT2.

Для защиты выходного транзистора VT2 от перенапряжения применяются схемы, представленные на рис. 2.9.

Рис. 2.9.Схемы защиты выходного транзистора от перенапряжения: а – параллельно участку коллектор-эмиттер; б – параллельно участку коллектор-база

Необходимость в защите выходного транзистора от перена­пряжений возникает в ряде специфических режимов работы систе­мы зажигания. Например, режим открытой вторичной цепи являет­ся аварийным. В этом случае значительно увеличивается амплиту­да импульса первичного напряжения, прикладываемого к участку коллектор - эмиттер выходного транзистора, что может вызвать про­бой перехода. Кроме того, увеличивается и амплитуда импульса вторичного напряжения, что может вызвать пробой изоляции вторич­ной цепи катушки зажигания и, следовательно, отказ системы зажигания. Для ограничения амплитуды импульса первичного напряже­ния на допустимом для выходного транзистора уровне используют схемы защиты, выполненные, как правило, на нелинейных элементах - стабилитронах и варисторах.

Наиболее простой является схема, представленная на рис 2.9,а. В этой схеме защитный стабилитрон VD1 включен параллельно участку коллектор - эмиттер транзистора VT1. Напряжение пробоя стабилитрона VD1 выбирают меньше выходного транзистора. При значениях первичного напряжения пробой стабилитрона не происходит. При увеличении первичного напряжения до величины стабилитрон пробивается и через него начинает проте­кать ток , при этом амплитуда импульса первичного напряжения ограничивается на допустимом для выходного транзистора уровне. Амплитуда импульса тока через стабилитрон составляет 2...4 А, что влечет за собой применение мощных стабилитронов.

Создание новых силовых транзисторов, способных коммутировать большую импульсную энергию (более 200 мДж), а также стремление уменьшить габариты коммутатора позволили осуществить защиту выходного транзистора путем введения стабилитрона параллельно участку база-коллектор (рис. 2.9,6). Этот способ позволяет уменьшить импульсный ток через стабилитрон в раз ( - статический коэффициент усиления по току вы­ходного транзистора).

При увеличении первичного напряжения до > , стабилитрон пробивается и через базу выходного транзистора начинает протекать ток, который приоткрывает транзистор VТ1 на время действия импульса перена­пряжения. Проводящий участок коллектор - эмиттер транзистора VТ1 шунтирует источник напряжения, ограничивая тем самым ам­плитуду первичного импульса на допустимом уровне.

Существуют также другие более сложные схемные решения, по­зволяющие еще больше снизить импульсный ток через стабилитрон.

Конденсатор С1, включенный параллельно участку коллектор-эмиттер выходного транзистора, служит для предотвращения выхода транзистора в область лавинного пробоя в процессе его закрывания, а также является элементом ударного колебательного контура воз­буждения, т. е. определяет величину и скорость нарастания вторич­ного напряжения, развиваемого системой зажигания. Резистор R1 ограничивает емкостный ток через участок коллектор - эмиттер тран­зистора VТ1 в момент открывания последнего, если конденсатор С1 заряжен.

Защита выходного транзистора от инверсного включения. После закрывания выходного транзистора в первичном контуре катушки зажигания возникает колебательный процесс. В течение действия отрицательной полуволны импульса первичного напряжения тран­зистор оказывается включенным в инверсном режиме, что недопус­тимо для некоторых типов транзисторов. Инверсное включение транзистора также возможно в случае перепутывания полярности аккумуляторной батареи.

Для защиты выходного транзистора VТ1 от инверсного включения последо­вательно в выходную цепь коммутатора включают полупроводнико­вый диод VD1 (рис. 2.10,а), рассчитанный на прямой ток, равный по значению току разрыва.

Рис. 2.10. Способы защиты транзистора от инверсного включения:

а - последовательное включение диода; б - параллельное включение

диода; в - монолитный транзистор Дарлингтона с защитным диодом

Последовательное включение силового диода имеет свои отри­цательные стороны. Во-первых, увеличиваются тепловые потери в выходной цепи коммутатора; во-вторых, усложняется его конструк­ция и, наконец, в-третьих, значительно снижается сила тока разрыва в период пуска двигателя при сильно разряженной аккумулятор­ной батарее.

Другим способом защиты выходного транзистора VТ1 от инверсного включения является включение силового диода VD1 па­раллельно участку коллектор-эмиттер транзистора (рис. 2.10,6). При этом включении разрушается колебательный процесс после первой полуволны первичного напряжения. Процесс становится апериодическим. Параллельное включение диода позволяет уменьшить падение напряжения в выходной цепи коммутатора, рассеиваемую мощность и габариты. Защитный диод может быть выполнен на одном кристалле с выходным транзистором (рис. 2.10,в).

Функцио­нально простые коммутаторы с постоянной скважностью (КПС) не содержат специального устройства ограничения тока. В системах зажигания, использующих КПС, применяется пассивное ограниче­ние уровня тока за счет последовательного включения в нагрузоч­ную цепь коммутатора добавочного сопротивления, которое закорачивается в режиме пуска.

В коммутаторах с нормируемой скважностью (КНС) используются схемы, реализующие активное ограничение уровня тока. Введение в коммутатор активного ограничителя тока позволяет не только защитить выходной транзистор от чрезмерного тока, но и стабилизировать ток разрыва при колебаниях питающего напряжения в широких пределах, что позволяет обеспечить неизменные выходные характеристики системы зажигания.

Однако активный режим работы связан с большим выделением тепловой мощности на выходном транзисторе (порядка 60...80 Вт), что накладывает жесткие требования на продолжительность вклю­ченного состояния выходного транзистора. Время включенного со­стояния или время накопления энергии должно регулироваться та­ким образом, чтобы минимизировать или исключить вообще нахож­дение выходного транзистора в режиме ограничения в рабочем диапазоне частот вращения вала двигателя. Эту задачу решают программные и адаптивные ре­гуляторы времени накопления.

В программном регуляторе времени накопления обеспечивается требуемый закон изменения скважности выходных импульсов тока в зависимости от частоты следования входных импульсов (частоты вращения вала двигателя). Недостатком коммута­торов с программным регулиро­ванием является невозмож­ность учета всех факторов, влияющих на силу тока разрыва в катушке зажигания. К таким факторам можно отнести, на­пример, разброс параметров первичной обмотки катушки за­жигания (R1, L1), нестабиль­ность скважности сигнала дат­чика в процессе эксплуатации, разброс номиналов элементов схемы при воздействии окружающей среды. Отсюда невысокая точность приближения пара­метров токового импульса к оптимальным значениям. Лучших ре­зультатов позволяют добиться коммутаторы с адаптивным регули­рованием скважности выходного импульса тока.

Адаптивные ре­гуляторы времени накопления отличаются наличием стабилизирующей обратной связи, которая позволяет поддерживать постоянный уровень тока в катушке зажигания независимо от воздействия многочисленных внешних факторов за счет коррекции скважности выходного токового сигнала.

Контроллеры. Контроллер представляет собой электронное устройство, предназначенное для управления углом опережения зажигания, который является функцией ряда параметров двигателя. Он также обес­печивает управление электроклапаном экономайзера принудитель­ного холостого хода (ЭПХХ) и в ряде случаев принимает на себя функцию регулирования накопления энергии катушке зажигания. В состав электронной системы зажигания контроллер может входить как автономный конструктивно законченный узел либо как интегри­рованный с транзисторным коммутатором электронный блок.

Из систем зажигания с ре­гулируемым углом опережения зажигания выделяются два ос­новных типа: системы с аппаратурным и программным принципами построения.

Алгоритм работы регуляторов угла опережения с аппаратурной реализацией («жесткой» логикой) определяется логическими связями между ее элементами. При видоизменении характеристик угла опере­жения зажигания необходимо изменить эти связи, что вызывает опре­деленные неудобства как на этапе проектирования таких устройств, так и при промышленном производстве, когда возможны модификации двигателей, требующие различных характеристик. Отсутствие гибко­сти, т. е. приспосабливаемости таких устройств к различным характе­ристикам, является их основным принципиальным недостатком. Кроме того, такие регуляторы реально позволяют воспроизво­дить лишь относительно простые характеристики и не обеспечива­ют реализацию значительно более сложных оптимальных характе­ристик, имеющих целый ряд изломов, с положительными и отрица­тельными участками.

Определенной гибкостью обладают системы управления углом опережения зажигания с памятью. В таких систе­мах, как правило, программа работы определяется логическими связями между функциональными устройствами, а данные, опре­деляющие индивидуальные особенности их характеристик, воспро­изводимых системой, хранятся в ее памяти в виде комбинаций ко­дов чисел. Основным достоинством этого стандартного функцио­нально законченного устройства является возможность длительно­го хранения большого массива информации (в том числе закодиро­ванной информации об угле опережения зажигания) и ее измене­ния на всех этапах разработки системы без существенных допол­нительных затрат. Применение памяти дает возможность исполь­зовать цифровую систему зажигания на различных двигателях.

Структурная схема одного из вариантов системы с памятью приведена на рис. 2.11. Зубчатый диск, закрепленный на коленчатом валу двигателя, имеет равномерно расположенные по всей окружности зубья. При вращении диска электромагнит­ный датчик 1 частоты вращения вырабатывает серию импуль­сов, число которых определяет угловое положение коленчатого вала относительно ВМТ. Кроме того, на диске устанавливается дополнительный зуб, при совпадении оси которого с электромагнит­ным датчиком 2 начала отсчета на выходе последнего формируется импульсный сигнал о достижении поршнем первого цилиндра ВМТ.

Частота вращения коленчатого вала двигателя может опреде­литься путем подсчета числа импульсов, поступающих с датчика 1 за эталонный промежуток времени, или путем подсчета числа импуль­сов от кварцевого генератора за период импульсов датчиков 1 и 2.

Рис. 2.11.Структурная схема цифровой системы зажигания с памятью

Нагрузка двигателя ∆Р_К определяется при помощи датчика аб­солютного давления (разрежения) 3, устанавливаемого во впускном коллекторе. Аналоговый сигнал с датчика преобразуется в цифро­вую форму с помощью аналого-цифрового преобразователя. Система имеет несколько дополнительных информационных входов 4 дня других датчиков, например датчика температуры охлаждающей жидкости, детонации, положения дроссельной заслонки и др. Сиг­налы с датчиков формируются с помощью специальных схем 5 (интерфейсов) перед подачей их в узел обработки данных 6. Одним из основных устройств узла обработки является постоянное запоми­нающее устройство 7 (ПЗУ).

На основании сигналов о частоте вращения коленчатого вала и нагрузке двигателя узел обработки данных формирует адрес, по которому осуществляется обращение к ПЗУ и выборка (считыва­ние) значения угла опережения зажигания, соответствующего дан­ному режиму работы двигателя. Это значение в дальнейшем может корректироваться в зависимости от показаний других датчиков. При достижении коленчатым валом двигателя положения, соответствующего расчетному значению, угла опережения зажигания, узел наработки данных формирует сигнал управления коммутатором 8.

Из рассмотренного принципа работы системы следует ряд важ­ных выводов:

· погрешности привода распределителя в данной системе све­дены к нулю благодаря работе непосредственно от зубчатого диска, жестко укрепленного на коленчатом валу двигателя;

· частота вращения коленчатого вала двигателя определяется
путем подсчета числа импульсов, формируемых датчиком оборотов
за заданный период времени, который в принципе может задавать­ся с любой реальной точностью;

· характеристики системы могут изменяться путем изменения
содержимого ПЗУ;

· система может воспроизводить характеристики угла опережения зажигания практически с любой точностью, определяемой лишь
числом зубьев диска;

· так как все перечисленные операции проводятся цифровыми
узлами, характеристики системы практически не подвержены временным и температурным изменениям.

Благодаря гибкости системы такого типа наиболее полно удов­летворяют современным требованиям. На рис. 2.12 приведена трехмерная калибровочная диаграмма, представляющая взаимо­связь трех параметров двигателя: частоты вращения коленчатого вала, нагрузки, угла опережения зажигания.

Рис. 2.12.Калибровочная диаграмма цифровой системы зажигания

Из приведенного примера следует, что характеристика опти­мальных углов опережения зажигания цифровой системы с гибкой памятью значительно сложнее характеристик, которые могут быть реализованы системами с механическими автоматами. Одним из основных недостатков этих систем, обусловленных сложностью, является необходимость их реализации в виде больших интегральных схем (БИС). Выполнение этого условия обязательно, если принять во внимание жесткие требования к надежности работы системы и массовости выпуска. Недостатком является также необходимость изменять аппаратную часть при изменении характеристик угла опережения зажигания или алгоритма работы систе­мы зажигания.

Этих недостатков лишены системы с программируемой логикой, в которых при изменении алгоритма работы системы необходимо лишь заменить управляющую программу и ввести данные в ПЗУ. Такие системы обычно реализуются на базе микропроцессоров.

Системы, построенные на базе микропроцессоров, по основным принципам работы практически не отличаются от ЭВМ, широко ис­пользуемых во многих областях науки и техники. Основное отличие заключается лишь в том, что последние достижения в области мик­роэлектроники позволили выполнять ЭВМ в виде одной или не­скольких БИС, поэтому они получили название микроЭВМ.

Одним из объектов, на которых применяются микроЭВМ, является автомобиль. Это объясняет­ся тем, что системы автомобиля имеют достаточно сложные функ­ции регулирования, для реализации которых требуется выполнение большого объема вычислений. И микроЭВМ с их способностью быстро анализировать большой объем информации являются эффективным решением данной проблемы. При этом важно то, что одна микроЭВМ может управлять несколькими систе­мами автомобиля. Эта возможность микроЭВМ чрезвычайна важна, так как ряд задач, в том числе и задача повышения эффективности работы двигателя, носит комплексный характер, затрагивающий не только систему зажигания, но и систему топливоподачи.

Электронные распределители высокого напряжения. Средства электроники позволили осуществить распределение высоковольтных импульсов по цилиндрам двигателя путем коммутации низковольтных цепей катушки (или катушек) зажигания. Такой способ распределения высоковольтных импульсов называется низковольтным или электронным, поскольку коммутация осуществляется при помощи электроники. Применение электронного распределения позволяет существенно снизить уровень радиопомех при работе системы зажигания.

Рис. 2. 13.Принципиальные схемы электронных распределителей: а – с индивидуальными катушками; б – с двумя двухвыводными катушками; в – с четырехвыводной катушкой

На рис. 2.13 представлены варианты схем электрон­ного распределения для четырехтактных четырехцилиндровых ав­томобильных двигателей.

В системе зажигания с применением одновыводных катушек за­жигания традиционною исполнения (рис. 2.13,а) каждый цилиндр двигателя снабжен собственной катушкой зажигания Т1-Т4, имею­щей индивидуальный коммутационный ключ VТ1-\/Т4. Управление работой ключей осуществляется сигналами U_с31-U_с34, вырабаты­ваемыми контроллером.

Во втором варианте (рис. 2.13,6) два цилиндра, момент зажига­ния которых смещен на 360° по коленчатому валу, снабжены двухвыводной катушкой зажигания, искровые промежутки (FV) свечей соединены последовательно и искрообразование происходит одно­временно в двух цилиндрах. При этом одна искра реализуется в такте расширения (холостая искра), а другая - в такте сжатия (ра­бочая). Для четырехцилиндрового двигателя требуется наличие двух катушек зажигания, управляемых по первичной цепи собст­венным коммутатором.

Возможна замена двух катушек зажигания на одну четырехвыводную с двумя включенными встречно первичными обмотками, которые намагничивают сердечник в двух направлениях. Распределение высо­ковольтных импульсов по цилиндрам двигателя осуществляется с по­мощью выпрямителя на высоковольтных диодах УD1-УD4, подключенного к обоим концам вторичной обмотки (рис. 2.13,в). Здесь также две свечи зажигания работают одновременно, т. е. одна искра являет­ся холостой. Управление работой катушки зажигания по первичной стороне осуществляется аналогично варианту на рис. 2.13,6.

Описанные варианты систем зажигания с низковольтным рас­пределением имеют свои преимущества и недостатки. Например, первый вариант использует традиционные катушки, но он громоз­док. Во втором варианте используется уже две катушки зажигания. Третий вариант с одной катушкой требует усложнения ее конструк­ции из-за необходимости встраивания высоковольтных диодов с обратным напряжением, равным максимально возможному напря­жению катушки зажигания (приблизительно 30...40 кВ).