Тиристорна система запалювання.

У тиристорних системах запалювання енергія для іскрового роз­ряду накопичується в конденсаторі, а як силове реле застосовано тиристор. У цих системах котушка запалювання не накопичує енергії, а лише перетворює напругу.

Тиристорні системи запалювання застосовують здебільшого на потужних і високооборотних двигунах, оскільки швидкість нарос­тання вторинної напруги в них приблизно в 10 разів більша, ніж у класичних чи транзисторних системах запалювання. Тому проби­вання іскрового зазору свічки надійно забезпечено навіть у тому разі, коли ізолятори свічки забруднені і покриті нагаром. Завдяки цьому тиристорні системи запалювання не чутливі до втрат струму через забруднений ізолятор свічки. Сила струму під час іскрового пробивання запалювання велика, а тривалість розряджання порівняно мала (не більш як 300 мкс).

Як приклад розглянемо тиристорну систему запалювання з імпуль­сним накопиченням енергії в конденсаторі (рис.6.9). Система скла­дається з транзистора VT1, що працює в режимі ключа; підвісного трансформатора TV із замкнутим магнітопроводом; накопичувально­го конденсатора С1 та котушки запалювання 3. Увімкненням вими­кача S і при розімкнутих контактах переривача 2 транзистор VТ1 переходить у відкритий стан. Струм бази протікає від батареї 1 через резистори Rдод, R1 та R2 на базу-емітер і на масу. Через відкритий транзистор протікає струм по первинній обмотці трансформатора: « + » акумулятора — додатковий резистор Rдод — первинна обмотка W1 — колекторно-еміторний перехід транзистора VT1 — маса. В трансформаторі створюється магнітне поле.

Коли контакти переривача замикаються, то вони шунтують коло бази транзистора і він закривається, внаслідок чого струм в первин­ній обмотці трансформатора припиняється, а у вторинній обмотці трансформатора W2 виникає ЕРС, яка через діод VD1 заряджає кон­денсатор Сї до 200...400 В. Тиристор VD3 в цей час закритий, оскіль­ки його коло керування шунтоване контактами переривача 2.

Рис. 6.9. Принципова схема тиристорної системи запалю­вання:

1 - акумуляторна батарея; 2— переривач; 3 — котушка запалювання; 4 — розподіль­ник;

5 — свічки запалювання.

Із розмиканням контактів переривача 2 з'являється струм керу­вання тиристора. Від батареї 1 через резистори Rдод, R1 та R3 струм потрапляє на керуючий електрод і тиристор VD3 проводить струм. Конденсатор Сї розряджається через первинну обмотку W1 котушки запалювання 3. В обмотці W2 індукується Імпульс високої напруги, що подається на розподільник.

6. Цифрові та мікропроцесорні системи запалювання

Найважливіший фактор, який визначає потужність двигуна, його паливну економічність та токсичність відпрацьованих газів, — це його робота при оптимальних кутах випередження запалювання на всіх режимах. Механічні регулятори випередження запалювання, що застосовуються в класичних та електронних системах запалю­вання, не можуть забезпечити необхідні параметри регулювання в усьому діапазоні роботи двигуна. Рухомі частини регулятора в процесі роботи спрацьовуються, а отже, неминучі люфти в зубцях шесте­рень та інших спряжених деталях які створюють нестійкість момен­ту запалювання (асинхронізм) за кутом повороту колінчастого вала.

Через те, що паливно-повітряна суміш між циліндрами двигуна розподіляється нерівномірно, найвигідніший момент запалювання також має бути різним для різних циліндрів, а цього існуючі систе­ми запалювання врахувати не можуть. Крім цього, нестійкість мо­менту запалювання не дає змоги задовольнити все зростаючі вимоги щодо токсичності відпрацьованих газів, а тому потрібно застосовува­ти спеціальні системи рециркуляції відпрацьованих газів чи каталі­тичні окислювачі.

Цифровими називаються системи запалювання, що забезпе­чують автоматичне регулювання випередження моменту запалювання за будь-якою характеристикою залежно від частоти обертання та навантаження двигуна, режимів його роботи і температури, а також складу робочої суміші за допомогою електронного цифрового блока (контролера). У випадку спрацювання деталей в процесі експлуа­тації ці системи не потребують обслуговування та регулювання. Па­раметри системи зберігаються протягом усього терміну служби.

Цифрові системи електронного регулювання моменту випереджен­ня запалювання працюють, як правило, за попередньо складеною жорсткою програмою, їх контролери можуть мати або не мати блок пам'яті.

Мікропроцесорними називаються цифрові системи запа­лювання, які для обробки інформації використовують мікропроце­сор або мікроЕОМ. Обидві системи дають змогу більш гнучко від­творювати задані характеристики моменту випередження запалю­вання.

У цифрової системи запалювання (рис.6.10) використовується маховик двигуна з вінцем 1, на якому розміщені зубці. Електромагніт­ний датчик 2 за допомогою маховика і виробляє серію імпульсів пропорційно частоті обертання вала двигуна. У положенні, яке відпо­відає ВМТ першого циліндра, або за 90° до досягнення ВМТ, на маховику розміщено установний зубець з позначкою, який за допо­могою електромагнітного датчика початкового положення 3 створює під час кожного оберту вала установний імпульс. Електронна части­на цифрової системи складається з головного 4 і додаткового 5 лі­чильників, задавача часових інтер­валів б, блоку формування сигналу вимкнення каналів 8, датчиків тем­ператури 9, тиску 10 і положення дросельної заслінки карбюратора її, двоканального комутатора з силовими транзисторами 12, двовивідних котушок запалювання 7 та свічок запалювання 13.

Кожен період запалювання починається з появи імпульсу струму на датчику 3. Цей імпульс керує задавачем часових інтервалів 6 та ставить лічильники 4 та 5 в нульове положення. Імпульси, що видають­ся датчиком 2 потрапляють на основний 4 та додатковий 5 лічильни­ки, де підраховуються. Після визначеної кількості імпульсів, що потрап­ляють до головного лічильника 4, він видає сигнал запалювання СЗ у двохканальний комутатор. Цей сигнал видається тим раніше, чим більше імпульсів надійшло до лічильника за визначений період часу (1 мс), тобто чим більша частота обертання колінчастого вала двигу­на. Блок формування сигналу вимкнення каналів 8 формує сигнал ВК високого чи низького рівня з сигналу, що надходить з датчика З через основний та додатковий лічильники.

Для розподілу вторинної напруги по свічках запалювання в чоти­рициліндровому двигуні використовуються дві котушки запалюван­ня 7, кожна з яких подає високу напругу на дві свічки. В цьому разі іскровий розряд відбувається одночасно в двох свічках, однак актив­ною є одна з них, оскільки в іншому циліндрі відбувається випус­кання газів.

Мікропроцесорна система запалювання автомобілів ВАЗ. На авто­мобілях ВАЗ-21083 та ВАЗ-21093 ставлять мікропроцесорну систему запалювання. Основою її є контролер, який являє собою спеціалізо­вану мікроЕОМ, Крім контролера система містить такі вузли; двока­нальний комутатор, двовивідні котушки запалювання, датчики початку відліку, кутових імпульсів і температури.