Какие факторы определяют первичный ток системы зажигания

23

3.6. Характеристики классической системы зажигания

3.6.1. Факторы, влияющие на вторичное напряжение, развиваемое системой зажигания

Аналитические выражения для вторичного напряжения, приве­денные выше, показывают, что значение U_2m зависит от силы тока разрыва I_р и, следовательно, определяется режимом работы и типом двигателя (n и z), работой прерывателя (t_з или τ_з), параметрами первичной цепи (L₁, R₁, C₁, U_б), а также зависит от параметров вто­ричного контура и внешней нагрузки (C₂, W₂/W₁, R_ш).

Зависимость U_2m от частоты вращения вала и числа цилинд­ров двигателя. Время замкнутого состояния контактов

(3.7)

где α_з — угол замкнутого состояния контактов; п — частота вращения

Из выражения (3.7) видно, что с возрастанием частоты враще­ния валика время t_з уменьшается и ток разрыва становится мень­ше. Уменьшение тока разрыва влечет за собой снижение напряже­ния U_2m. Увеличение числа цилиндров двигателя при всех прочих равных условиях и параметрах системы зажигания также уменьша­ет время замкнутого состояния контактов t_з и снижает вторичное напряжение [см. выражение (3.2)].

На рис. 3.21 приведены характеристики максимального вторич­ного напряжения и тока разрыва в функции частоты вращения ко­ленчатого вала двигателя и числа цилиндров двигателя. Характе­ристики носят монотонный убывающий характер, причем закон убывания жестко детерминирован параметрами первичной цепи (τ₁ = L₁ / R₁) и углом замкнутого состояния контактов.

Уменьшение напряжения U_2m на низких частотах вращения свя­зано с дугообразованием на контактах прерывателя.

Увеличения тока разрыва можно добиться за счет увеличения угла замкнутого состояния контактов, что достигается соответст­вующим профилированием кулачка. Однако по механическим сооб­ражениям увеличить время замкнутого состояния контактов преры­вателя больше чем до 60. 65% времени полного периода (τ_з = 0,60. 0,65) практически невозможно. На некоторых зарубеж­ных двигателях применяют две независимые схемы с двумя прерывателями и катушкой, работающими на один распределитель. При этом относительная замкнутость может достигать 0,85.

Первичный ток и скорость его нарастания зависят от постоянной времени первичного контура τ₁ = L₁ / R₁ . На рис. 3.22 показаны Кривые нарастания пер­вичного тока при различных значе­ниях индуктивности первичной цепи. Чем меньше этот показатель, тем быстрее нарастает ток до установившегося значе­ния.

Скорость нарастания тока обратно пропорциональна индуктивности L₁.

Однако уменьшение индуктивности целесообразно лишь до определенного значения, ниже которого начинает уменьшаться запас электромагнитной энергии, определяющий вторичное на­пряжение.

При неизменной индуктивности первичной цепи сила тока раз­рыва увеличивается с уменьшением сопротивления, так как уве­личивается установившееся значение тока. При различных значе­ниях сопротивления первичной цепи скорость нарастания тока в начальный момент одинакова т.е. . Однако чем меньше R₁ сопротивление, тем выше идет кривая тока. На рис. 3.23 изображены эти кривые нарастания пер­вичного тока при различных значе­ниях сопротивления первичной цепи. Таким образом, для увеличения максимального вторичного напряжения необходимо уменьшать сопротивление первичной цепи. Однако чрезмерное уменьшение R₁ приводит к увеличению установившего­ся тока, что ухудшает работу контактов при низких частотах враще­ния и приводит к перегреву катушки.

Зависимость U_2m от емкости первичного конденсатора C₁. Из выражения (3.6) видно, что с уменьшением емкости конденсатора C₁ вторичное напряжение должно увеличиваться, и при C₁ = 0 оно достигает максимального значения. Такой характер изменения U_2m возможен лишь при больших значениях C₁. В диапазоне малых емкостей по мере их уменьшения вторичное напряжение также уменьшается. Это явление объясняется тем, что при малой емко­сти не устраняется дугообразование на контактах, вызывающее значительные потери энергии. Характер зависимости вторичного напряжения от емкости конденсатора первичной цепи (рис. 3.24) показывает, что существует оптимальное значение C₁, определяе­мое условиями гашения дуги на контактах. На практике C₁ выбира­ют в пределах 0,15. 0,35 мкФ.

Зависимость U_2m от вторичной емкости. Значение макси­мального вторичного напряжения также зависит от емкости вторич­ных проводов, емкости свечи зажигания, собственной емкости вто­ричной обмотки катушки зажигания и практически не может быть меньше 40. 75 пФ. В случае экранирования системы зажигания ем­кость вторичной цепи увеличивается до 150 пФ. Следовательно, экранирование, применяемое для существенного снижения радио­помех, значительно уменьшает значение вторичного напряжения.

Зависимость U_2m от шунтирующего сопротивления. В про­цессе работы двигателя изолятор свечи нередко покрывается нага­ром, который создает проводящий мостик между электродами све­чи. Этот проводящий слой нагара можно представить в виде рези­стора R_щ, шунтирующего воздушный зазор. Из-за наличия R_щ на­растающее после размыкания контактов вторичное напряжение создает во вторичной цепи ток, называемый током утечки, который циркулируя во вторичной цепи до пробоя искрового промежутка, вызывает падение напряжения во вторичной обмотке и уменьшение водимого к свече напряжения.

При бесконечно большом сопротивлении нагара вся электро­магнитная энергия трансформируется в электростатическую энер­гию вторичной цепи. Однако если R_ш то каждому значению шунтирующего сопротивления соответствует оптимальный коэф­фициент трансформации, при котором напряжение вторичной цепи максимально. Зависимость вторичного напряжения от коэффициента трансформации катушки зажигания показана на рис. 3.25. Оптимальным для существующих систем зажигания при индуктивности первичной обмотки 6,5. 9,5 мГн явля­ется отношение W₂/W₁ = 55. 95.

Факторы, воздействующие на продолжительность горения искры.

Факторы, которые имеют прямое влияние на время горения искры, включают:

A) Качество катушки зажигания;

B) Сопротивление вторичной цепи зажигания;

C) Качество рабочей смеси (состав, моногамность, турбулентность);

D) Короткое замыкание (на массу) во вторичной цепи,

E) Высокое сопротивление в первичной цепи.

На время горения искры влияют те же самые факторы, которые влияют на величину

вторичного напряжения, однако, эффект будет инвертирован — если фактор заставил

линию горения идти выше, то это заставит время горения искры быть короче, и наоборот.

Рисунок показывает нормальную (Цилинры №№ 1,2,3,5,6), чрезмерно короткую

(Цилиндры №№ 4,7), и чрезмерно длинную (Цилиндр №8) продолжительность горения

Примеры бар-граф времени горения искры, указывающих на проблемы.

Рис 4.2.42 Время горения искры на всех цилиндрах слишком короткое.

Рис 4.2.43 Время горения искры на всех цилиндрах слишком длинное.

Рис 4.2.44 Смежные цилиндры (5,7) имеют слишком большое время горения искры.

Как видно из приведённых выше примеров анализ системы зажигания даёт большое

количество информации, поэтому следует стремиться получить её используя мотортестер

во всех доступных режимах.

Следующим режимом, присущим всем мотортестерам является режим осцилоскопа.

Осциллоскоп широко применяет для диагностики автомобиля потому, что он

относительно прошедшего времени. Осциллоскоп получает сигнал на достаточно

высокой скорости, чтобы распознать изменение в уровне напряжения за короткий

промежуток времени в несколько микросекунд, записывает и показывает

предыдущие колебания напряжения.

Измерение напряжения форсунки

Осциллоскопом (Рис 4-64)

Горизонтальная ось является осью времени, а вертикальная ось – осью напряжения,

которая пропорциональна измеренному уровню напряжения.

Осциллоскоп позволяет легко определить уровень напряжения на осциллограмме

благодаря детальной сетке на дисплее. Он дает точные данные, так как имеет

программное обеспечение, разработанное с минимальным уровнем ошибок.

Можно менять шкалу осциллограммы, регулируя разрешение по времени и напряжению.

Например, представим, что одна клеточка сетки показывает 20V и 20mS (1/50 sec) по

текущим настройкам разрешения по времени и напряжению. Если настройку разрешения

по времени и напряжению изменить на 10V и 10mS (1/100 sec), то осциллограмма будет в

2 раза больше, чем раньше по осям времени и напряжения, всего в 4 раза больше.

Поскольку одна сетка показывает только 10V и 10mS, то необходимо 2*2 сетки, чтобы

покрыть диапазон в 20V и 20mS.

При использовании разрешения по времени и напряжению диапазон измерений может

быть разным: детальный и точный анализ в диапазоне в 1V, 1mS меньше, а анализ кривых

и анализ тенденций изменения в диапазоне в 200V, 20S больше.

Как видно на рисунках выше, кривая последнего колебания напряжения остается на

дисплее. Время выведения кривой на дисплей зависит от настройки разрешения по

времени – чем короче разрешение по времени, тем быстрее выводится кривая и исчезает с

экрана. Однако кривая осциллограммы обычно записывается во внутреннюю память

осциллоскопа, так что пользователь может вызвать кривую, прокручивая назад.

Осциллоскоп обычно имеет другие полезные функции такие, как курсор

(Cursor), триггер (Trigger) и сохранение/вызов (Save/Recall).

Контрольные вопросы:

1. Из каких этапов состоит рабочий процесс системы зажигания?

2. Объясните характер изменения тока в первичной цепи для классиче-

ской и бесконтактной систем зажигания.

3. Какие факторы определяют первичный ток системы зажигания?

4. Дайте сравнительную характеристику зависимостей U2 = (fn) для кон-

тактных и бесконтактных систем зажигания. Объясните характер зави-

5. От каких факторов зависит максимальное вторичное напряжение, разви-

ваемое катушкой зажигания?

6. Какие факторы обусловливают выбор типа свечей зажигания для кон-

7. Дайте сравнительную характеристику бесконтактных датчиков импульсов,

применяемых в современных БСЗ.

8. Чем обусловлена

необходимость применения формирующих каскадов

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Прямо сейчас студенты читают про:

Закон Гесса Этот закон был открыт Гессом в 1840 г. на основании обобщения множества экспериментальных данных. Формулировка закона Гесса.
Порядок движения документов в организации Главным правилом организации документооборота является оперативное движение документа по кратчайшему пути с меньшими затратами.
Полиция: виды, задачи, функции, система органов, организационные основы деятельности Полиция является составной частью довольно обширной системы органов Министерства внутренних дел Российской Федерации.
Ход расчета и построения проектных горизонталей Участок улицы, для которого необходимо построить проектные горизонтали, представлен на рисунке 2.
Структура системы национальной безопасности. Тема. Национальная безопасность государства, её основные элементы 1. Сущность и содержание национальной безопасности С момента своего.

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ЗАЖИГАНИЯ

Основной метод диагностирования классической и контактно-транзисторной систем зажигания заключается в сравнении переход­ных процессов, происходящих в различных узлах, с эталонными. Идея метода состоит в том, что характерные кривые напряжений пе­реходных процессов выводят на экран осциллографа и, сравнивая полученные формы кривых с эталонными, выявляют практически любую неисправность системы. Для облегчения анализа изображе­ний осциллограф снабжается специальным устройством, позволяю­щим получать на экране одновременно несколько изображений (по числу цилиндров двигателя), развернутых на весь экран и располо­женных друг над другом или наложенных друг на друга. По осцилло­граммам можно определить техническое состояние катушки зажига­ния, конденсатора, первичное и вторичное напряжение, угол замкну­того и разомкнутого состояний контактов прерывателя и др.

Широко распространенным стендом для диагностирования клас­сической и контактно-транзисторной систем зажигания является стенд СПЗ-10-12. Наблюдая на экране осциллографа за кривыми изменения напряжения в системе, можно с определенной точно­стью судить как о состоянии системы зажигания в целом, так иоботдельных элементах.

На рис. 3.64,а приведена эталонная кривая напряжения на кон­тактах прерывателя. По горизонтальной оси отложен угол поворота вала распределителя. Постоянный уровень 3 соответствует напря­жению аккумуляторной батареи при разомкнутых контактах преры­вателя. Высокочастотные колебания 1 в начале цикла обусловлены колебательным процессом в системе конденсатор — первичная об­мотка катушки зажигания при размыкании контактов прерывателя. Высокочастотные колебания 2 на спаде импульса зажигания отра­жают процесс рассеивания энергии в катушке зажигания после пре­кращения искрового разряда. Длительность импульса зажигания τ_з определяется запасом энергии в катушке зажигания. В пределах угла θ_р контакты прерывателя разомкнуты, а в пределах θ_з замкнуты.

Описанному циклу изменения напряжения на контактах преры­вателя соответствует цикл изменения на вторичной обмотке катуш­ки зажигания (рис. 3.64,б). Высокочастотные колебания 4 вызваны перезарядом распределенных емкостей выходной цепи при замы­кании контактов прерывателя.

Неисправности различных элементов системы зажигания опреде­ленным образом влияют на форму импульсов напряжения в преде­лах цикла зажигания. Если в цепи свечи короткое замыкание, то им­пульс напряжения во вторичной цепи имеет меньшую амплитуду и большую длительность разряда по сравнению с импульсами других цилиндров, однако форма его напоминает нормальные импульсы. Такая же форма импульса наблюдается и при очень малом зазоре между электродами свечи. Нечеткость размыкания контактов преры­вателя свидетельствует о загрязнении или неисправности контактов, разболтанном креплении оси контакта или слабом напряжении пру­жины и приводит к дребезжанию. Несовпадение углов замкнутого состояния контактов для различных цилиндров двигателя свидетель­ствует о дефектах привода, крепления контактов прерывателя и т. д. Следует отметить, что в контактно-транзисторной системе импульс напряжения на контактах прерывателя имеет почти прямоугольную форму и осциллографическая кривая этого напряжения позволяет судить лишь о регулировке контактов прерывателя и исправности цепи, в которую включен прерыватель.

Систему зажигания диагностируют при вращении двигателя с частотой 1000 и 2000 мин -1 . При частоте вращения 1000 мин -1 определяют состояние катушки зажигания и конденсатора, а также угол замкнутого состояния контактов и его изменение. При увели­чении частоты вращения коленчатого вала двигателя до 2000 мин -1 угол замкнутого состояния контактов на наблюдаемой осцилло­грамме не должен изменяться более чем на 2°. Состояние контак­тов прерывателя определяют при 1000 мин -1 , а затем при увеличе­нии частоты вращения до 2000 мин -1 оценивают по изменению угла замкнутого состояния контактов на осциллограмме.

Первичное напряжение на всех цилиндрах проверяют по углу замыкания контактов прерывателя. Расхождение в углах замыкания для осциллограммы в «наложенном» виде не должно превышать 2°. Проверка вторичных цепей системы зажигания по осциллограм­ме первого цилиндра определяет полярность вторичного напряже­ния, состояние вторичной обмотки катушки зажигания и высоко­вольтного провода от катушки к прерывателю. Осциллограмма вто­ричного напряжения всех цилиндров в наложенном виде устанав­ливает увеличение зазора свечи, короткое замыкание, обрыв и уве­личение сопротивления в цепи свечи.

Осциллограмма вторичного напряжения всех цилиндров после­довательно определяет характер пробивного напряжения на всех свечах и качество работы свечей в режиме работы двигателя до 2000 мин -1 . Пробивные напряжения на разных свечах не должны отличаться более чем на 10%.

Диагностирование системы зажигания следует начинать с анализа первичного напряжения. Неисправное состояние контактов прерыва­теля легко устанавливается по характеру искажения кривой первичного напряжения. Наложенное изображение первичного напряжения всех цилиндров позволяет определить износ кулачка и привода прерывате­ля, приводящий к асинхронизму в чередовании искр.

Для диагностирования бесконтактных систем зажигания, таких как БСЗ с датчиком Холла или микропроцессорной, использование ме­тода, основанного на сравнении осциллограмм переходных процес­сов с эталонными, не дает однозначного ответа о техническом стоянии данных систем. Это связано с тем, что процессы, происходя­щие в электронных блоках, в указанных осциллограммах не проявля­ются. Наличие неисправностей в электронных блоках, приводящих к полному нарушению функционирования системы зажигания, исклю­чает применение осциллограмм вообще. Поэтому для обеспечения достоверной оценки технического состояния БСЗ существующая ди­агностическая аппаратура должна комплектоваться специальными средствами технического диагностирования электронных блоков.

Применение электронных блоков в системе зажигания позволит осуществить систему тестового диагностирования, т. е. специальную организацию входных воздействий с одновременной регистрацией выходных ответов блоков. Система тестового диагностирования по­зволяет производить поиск и локализацию неисправностей в системе зажигания даже при неработающем двигателе.

Разработан ряд устройств и приборов для диагностирования электронных блоков и связанных с ними датчиков бесконтактных систем зажигания. К ним относятся прибор проверки коммутатора (ППК), тестер микропроцессорной системы зажигания (тестер МСУАД), многофункциональный прибор контроля коммутатора (ПКК).

Вопросы для самоконтроля

1. Из каких этапов состоит рабочий процесс системы зажигания?

2. Объясните характер изменения тока в первичной цепи для класси­ческой и бесконтактной систем зажигания.

3. Какие факторы определяют первичный ток системы зажигания?

4. Дайте сравнительную характеристику зависимостей U_2m = f(n) для контактных и бесконтактных систем зажигания. Объясните характер зави­симостей.

5. От каких факторов зависит максимальное вторичное напряжение,

развиваемое катушкой зажигания?

6. Какие факторы обусловливают выбор типа свечей зажигания для конкретного двигателя?

7. Дайте сравнительную характеристику бесконтактных датчиков импульсов, применяемых в современных БСЗ.

8. Чем обусловлена необходимость применения формирующих каска­дов в транзисторных коммутаторах?

9. Как осуществляется регулирование времени протекания тока в пер­вичной цепи БСЗ?

10. Каким образом в БСЗ осуществляется отключение тока в первич­ной цепи при включенном замке зажигания и неработающем двигателе?

11. Перечислите основные принципы построения цифровых систем управления углом опережения зажигания?

12. Чем обусловлено применение двухвыводных катушек зажигания?

Каков принцип их действия.

13. Какие существуют методы диагностирования системы зажигания?

Дата добавления: 2022-05-27 ; просмотров: 49 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Какие факторы определяют первичный ток системы зажигания

Система зажигания предназначена для воспламенения топливной смеси при пуске и работе двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Из известных способов воспламенения топливных смесей самое широкое распространение получило электрическое зажигание.

По принципу действия и виду разряда электрические системы зажигания делят на следующие:

В автотракторном электрооборудовании применяют систему зажигания от магнето и батарейную систему зажигания с иск­рой высокого напряжения (рис. 114).

Рис. 114. Электрические схемы системы, зажигания:

а — магнетной; б — батарейной; МП — магнитопровод; Р — распределитель;

Q — прерыватель; К катушка зажигания; ВЗ — выключатель зажигания;

С₁ — первич­ный конденсатор; R_d — добавочное сопротивление;

w₁, w₂ — обмотки, соответственно первичная и вторичная

Искра, воспламеняющая топливную смесь, возникает между электродами свечи зажига­ния, расположенными в цилиндре двигателя. Источником тока высокого напряжения является индукционная катушка зажи­гания.

Магнетная система зажигания отличается от батарейной тем, что источником электроэнергии является магнито­электрический генератор, конструктивно объединенный с индук­ционной катушкой. В батарейной системе зажигания источником электроэнергии является аккумуляторная батарея (при пуске двигателя) и генератор.

Батарейная и магнетная системы зажигания имеют много об­щего с точки зрения принципов их действия, которые можно рассмотреть на примере работы батарейной системы зажи­гания (Рис. 114).

Катушка зажигания К, представляет собой повышающий трансформатор. На сердечник, набранный из пластин трансформаторной стали, намотаны две обмотки: первичная w₁ и вторичная w₂, причем w₂ >> w₁.

Отношение числа витков w₂/w₁ = k_T >> 1 называют коэффициентом трансформации катушки зажига­ния. Обмотки катушки зажигания могут иметь как автотрансфор­маторную (с общей точкой), так и трансформаторную связь. Автотрансформаторная связь упрощает конструкцию и технологию изготовления катушки, а также незначительно увеличивает вторичное напряжение.

Кулачок прерывателя Q и распределитель Р установлены на общем валу, вращающемся от распределительного вала дви­гателя, который имеет частоту вращения вдвое меньшую, чем коленчатый вал. С помощью кулачка прерывателя обеспечивается, во-первых, размыкание контактов прерывателя, а во-вторых, точное распределение времени зажигания.

Для четырехтактного двигателя на один цикл приходится два оборота коленчатого вала. Очевидно, что за один цикл необходимо подать одну искру или произвести одно размыкание контактов прерывателя. Число размыканий в секунду (частота) при четырехтактном двигателе с числом цилиндров z

Полный период работы прерывателя состоит из суммы времени замкнутого t_з и разомкнутого состояния t_р,

где γ_з = t_з/T – относительное время замкнутого состояния прерывателя.

Для уменьшения искрения на контактах параллельно контак­там прерывателя подключен конденсатор. Высоковольтный распределитель имеет неподвижные электроды, и вращающийся электрод, соединенный с вторичной обмоткой катушки зажигания. Число неподвижных электродов распределителя равно числу цилиндров двигателя, и каждый электрод соединен проводом с соответствующей свечой. Питание системы зажигания осуществляется через выключа­тель зажигания ВЗ.

Система зажигания работает следующим образом. При вклю­чении стартера или работе двигателя кулачок прерывателя, вращаясь, попеременно замыкает и размыкает контакты преры­вателя. При замыкании контактов прерывателя по первичной об­мотки w₁ катушки зажигания протекает ток, и как следствие образуется магнитное поле. К моменту размыкания контактов прерывателя в магнитном поле накапливается энергия

где I_p – первичный ток в момент размыкания контактов; L₁ – индуктивность первиной обмотки катушки зажигания.

При размыкании контактов прерывателя первичная обмотка отключается от аккумуляторной батареи. Энергия, накопленная в магнитном поле, преобразуется в электрическую, при этом в об­мотках катушки зажигания индуцируются ЭДС

Так как коэффициент трансформации катушки зажигания >> 1, то ЭДС вторичной обмотки достигает величины, доста­точной для пробоя искрового промежутка между электродами свечи. Приложенное к электродам напряжение должно превышать так называемое пробивное напряжение U_пр (минимально необ­ходимое для электрического пробоя искрового промежутка свечи).

Величина пробивного напряжения зависит от многих факторов. По закону Пашена пробивное напряжение пропорционально давлению в цилиндре двигателя, расстоянию между электродами свечи и обратно пропорционально температуре топливной смеси.

Кроме того, оно зависит от состава топливной смеси, материала, формы и температуры электродов свечи, полярности приложенного напряжения и др. Многие из перечисленных факторов связаны непосредственно с режимом работы двигателя (частотой вращения коленчатого вала, нагрузкой).

Чтобы топливная смесь воспламенилась, искра должна иметь определенную энергию. Минимально необходимое для воспламе­нения смеси количество энергии, так же как и пробивное напря­жение, зависит:

2. степени сжатия двигателя;

3. зазора между электродами свечи.

С уве­личением степени сжатия энергия, необходимая для воспламене­ния смеси, уменьшается.

Учи­тывая требования стабильного зажигания и холодного пуска двигателя, энергия искры должна быть не менее 30 МДж.

Для надежной работы системы зажигания необходим запаса вторичного напряжения U_2м, который оценивают коэффициентом запаса. Коэффициент запаса системы зажигания определяют отношением максимальной величины вторичного напряжения, развиваемой системой зажигания, к пробивному напряжению свечи

Обычно коэффициент запаса при­нимают k₃ = 1,4 — 1,6.

Сгорание топливной смеси происходит не мгно­венно, а в течение определенного промежутка времени.

Чтобы двигатель развивал максимальную мощность, необходимо некото­рое опережение зажигания. Воспламенение смеси должно проис­ходить раньше, чем поршень дойдет до верхней мертвой точки (в. м. т.). В этом случае процесс сгорания будет происходить в наибольшем объеме, а работа сгоревших газов достигнет максимального значения.

Момент зажигания принято характеризовать углом поворота коленчатого вала от момента пробоя искрового промежутка до ВМТ. Этот угол называют углом опережения зажигания. Угол опережения зажигания, при котором двигатель развивает макси­мальную мощность, зависит от частоты вращения двигателя, нагрузки топлива и т.д. Так, например, с увеличением частоты вращения двигателя необходимо увеличивать и угол опережения зажигания для того, чтобы смесь успевала полностью сго­реть.

С ростом нагрузки (увеличивается открытие дроссельной за­слонки) возрастает наполнение цилиндров и давление в конце сжатия, в результате чего процесс сгорания смеси ускоряется. Следовательно, при этом необходимо уменьшать угол опережения зажигания.

В результате применения топлива с более низким октановым числом возникает детонация, связанная с чрезвычайно быстрым сгоранием смеси. Детонация приводит к снижению долговечности двигателя. Чтобы устранить детонацию, необходимо уменьшить угол опережения зажигания.

Изменение угла опережения зажигания в зависимости от пере­численных факторов необходимо осуществлять автоматически. Следовательно, в систему зажигания должны быть включены сле­дующие элементы, осуществляющие изменение угла опережения зажигания:

1. регулятор угла опережения зажигания при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя;

2. регулятор угла опережения зажигания при изменении нагрузки (положения дроссельной заслонки).

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ЗАЖИГАНИЯ

Основной метод диагностирования классической и контактно-транзисторной систем зажигания заключается в сравнении переходных процессов, происходящих в различных узлах, с эталонными. Идея метода состоит в том, что характерные кривые напряжений переходных процессов выводят на экран осциллографа и, сравнивая полученные формы кривых с эталонными, выявляют практически любую неисправность системы. Для облегчения анализа изображений осциллограф снабжается специальным устройством, позволяющим получать на экране одновременно несколько изображений (по числу цилиндров двигателя), развернутых на весь экран и расположенных друг над другом или наложенных друг на друга. По осциллограммам можно определить техническое состояние катушки зажигания, конденсатора, первичное и вторичное напряжение, угол замкнутого и разомкнутого состояний контактов прерывателя и др.

Широко распространенным стендом для диагностирования классической и контактно-транзисторной систем зажигания является стенд СПЗ-10-12. Наблюдая на экране осциллографа за кривыми изменения напряжения в системе, можно с определенной точно­стью судить как о состоянии системы зажигания в целом, так и об отдельных элементах.

На рис. 3.64,а приведена эталонная кривая напряжения на кон­тактах прерывателя. По горизонтальной оси отложен угол поворота вала распределителя. Постоянный уровень 3 соответствует напря­жению аккумуляторной батареи при разомкнутых контактах преры- оателя. Высокочастотные колебания 1 в начале цикла обусловлены колебательным процессом в системе конденсатор — первичная об­мотка катушки зажигания при размыкании контактов прерывателя. Высокочастотные колебания 2 на спаде импульса зажигания отра­жают процесс рассеивания энергии в катушке зажигания после пре­кращения искрового разряда. Длительность импульса зажигания т₃ определяется запасом энергии в катушке зажигания. В пределах угла О,, контакты прерывателя разомкнуты, а в пределах 0₃ замкнуты.

Описанному циклу изменения напряжения на контактах преры­вателя соответствует цикл изменения на вторичной обмотке катуш­ки зажигания (рис. 3.64,6). Высокочастотные колебания 4 вызваны перезарядом распределенных емкостей выходной цепи при замы­кании контактов прерывателя.

Неисправности различных элементов системы зажигания опреде­ленным образом влияют на форму импульсов напряжения в преде­лах цикла зажигания. Если в цепи свечи короткое замыкание, то им­пульс напряжения во вторичной цепи имеет меньшую амплитуду и большую длительность разряда по сравнению с импульсами других цилиндров, однако форма его напоминает нормальные импульсы. Такая же форма импульса наблюдается и при очень малом зазоре между электродами свечи. Нечеткость размыкания контактов преры­вателя свидетельствует о загрязнении или неисправности контактов, разболтанном креплении оси контакта или слабом напряжении пру­жины и приводит к дребезжанию. Несовпадение углов замкнутого состояния контактов для различных цилиндров двигателя свидетель­ствует о дефектах привода, крепления контактов прерывателя и т. д. Следует отметить, что в контактно-транзисторной системе импульс напряжения на контактах прерывателя имеет почти прямоугольную форму и осциллографическая кривая этого напряжения позволяет судить лишь о регулировке контактов прерывателя и исправности цепи, в которую включен прерыватель.

Систему зажигания диагностируют при вращении двигателя с частотой 1000 и 2000 мин -1 . При частоте вращения 1000 мин -1 определяют состояние катушки зажигания и конденсатора, а также угол замкнутого состояния контактов и его изменение. При увели­чении частоты вращения коленчатого вала двигателя до 2000 мин -1 угол замкнутого состояния контактов на наблюдаемой осцилло­грамме не должен изменяться более чем на 2°. Состояние контак­тов прерывателя определяют при 1000 мин -1 , а затем при увеличе­нии частоты вращения до 2000 мин -1 оценивают по изменению угла замкнутого состояния контактов на осциллограмме.

Первичное напряжение на всех цилиндрах проверяют по углу замыкания контактов прерывателя. Расхождение в углах замыкания для осциллограммы в «наложенном» виде не должно превышать 2°. Проверка вторичных цепей системы зажигания по осциллограм­ме первого цилиндра определяет полярность вторичного напряже­ния, состояние вторичной обмотки катушки зажигания и высоко­вольтного провода от катушки к прерывателю. Осциллограмма вто­ричного напряжения всех цилиндров в наложенном виде устанав­ливает увеличение зазора свечи, короткое замыкание, обрыв и увеличение сопротивления в цепи свечи.

Осциллограмма вторичного напряжения всех цилиндров последовательно определяет характер пробивного напряжения на всех ; свечах и качество работы свечей в режиме работы двигателя до 2000 мин -1 . Пробивные напряжения на разных свечах не должны отличаться более чем на 10%.

Диагностирование системы зажигания следует начинать с анализа первичного напряжения. Неисправное состояние контактов прерыва­теля легко устанавливается по характеру искажения кривой первичного напряжения. Наложенное изображение первичного напряжения всех цилиндров позволяет определить износ кулачка и привода прерывателя, приводящий к асинхронизму в чередовании искр.

Для диагностирования бесконтактных систем зажигания, таких как БСЗ с датчиком Холла или микропроцессорной, использование ме­тода, основанного на сравнении осциллограмм переходных процессов с эталонными, не дает однозначного ответа о техническом со-

стоянии данных систем. Это связано с тем, что процессы, происходящие в электронных блоках, в указанных осциллограммах не проявляются. Наличие неисправностей в электронных блоках, приводящих к полному нарушению функционирования системы зажигания, исключает применение осциллограмм вообще. Поэтому для обеспечения достоверной оценки технического состояния БСЗ существующая ди-агностическая аппаратура должна комплектоваться специальными средствами технического диагностирования электронных блоков.

Применение электронных блоков в системе зажигания позволит осуществить систему тестового диагностирования, т. е. специальную организацию входных воздействий с одновременной регистрацией выходных ответов блоков. Система тестового диагностирования позволяет производить поиск и локализацию неисправностей в системе зажигания даже при неработающем двигателе.

Разработан ряд устройств и приборов для диагностирования электронных блоков и связанных с ними датчиков бесконтактных систем зажигания. К ним относятся прибор проверки коммутатора (ППК), тестер микропроцессорной системы зажигания (тестер МСУАД), многофункциональный прибор контроля коммутатора (ПКК).

Вопросы для самоконтроля

1. Из каких этапов состоит рабочий процесс системы зажигания?

2. Объясните характер изменения тока в первичной цепи для классической и бесконтактной систем зажигания.

3. Какие факторы определяют первичный ток системы зажигания?

4. Дайте сравнительную характеристику зависимостей L_km = R_п) Для контактных и бесконтактных систем зажигания. Объясните характер зависимостей.

5. От каких факторов зависит максимальное вторичное напряжение, развиваемое катушкой зажигания?

6. Какие факторы обусловливают выбор типа свечей зажигания для конкретного двигателя?

7. Дайте сравнительную характеристику бесконтактных датчиков им-пульсов, применяемых в современных БСЗ.

8. Чем обусловлена необходимость применения формирующих каскадов в транзисторных коммутаторах?

9. Как осуществляется регулирование времени протекания тока в первичной цепи БСЗ?

10. Каким образом в БСЗ осуществляется отключение тока в первичной цепи при включенном замке зажигания и неработающем двигателе?