Mitsubishi: техническое обслуживание автомобилей - часть 715

Система зажигания

После открытия силового транзистора в первичной обмотке катушки зажигания начинает протекать

ток. В силу закона электромагнитной индукции мгновенное увеличение тока невозможно. Этому
препятствует ЭДС самоиндукции, поэтому увеличение тока происходит постепенно по закону,
показанному на рис.3.25. Если закрыть силовой транзистор в момент времени t

, то ток, протекающий

через первичную обмотку катушки зажигания, достигнет значения I

, а если

в момент времени t

, то

значения I

Чем больше время открытого состояния транзистора, тем большего значения достигает ток

и тем больше энергии будет накоплено в магнитном поле катушки зажигания. Для того чтобы энергия
накопления с ростом оборотов двигателя не уменьшалась необходимо, чтобы длительность
управляющего импульса оставалась неизменной.

Напряжение, возникающее во вторичной обмотке катушки зажигания, зависит от величины тока при

разрыве цепи первичной обмотки и скорости, с которой осуществляется прерывание тока в ней. Чтобы
получить во вторичной обмотке напряжение 30 кВ или более, в момент закрытия силового транзистора
ток в катушке зажигания должен достигнуть определённого значения (обычно 6 А). Для обеспечения
этого условия блок управления двигателем управляет временем накопления энергии, путем управления
моментом открывания силового транзистора, в зависимости от напряжения бортовой сети и оборотов
коленчатого вала двигателя.

4.2 Блок-схема управления временем накопления в первичной обмотке катушки
зажигания (упрощённая схема)

(

)

К катушке

зажигания

Блок-схема управления временем накопления энергии

Рис. 3.27

Время

протекания

тока, мс

Напряжение

аккумуляторной

батареи ,В

Базовая матрица

Время

накопления

Угол

опережения

зажигания

Рис. 3.26

3 – 17

Система зажигания

При работе двигателя и во время режима запуска используются различные способы

управления временем накопления энергии в катушке зажигания.

4.2.1. Управление во время запуска двигателя

При прокручивании двигателя стартером, ток подается на катушку зажигания синхронно с сигналом

от датчика положения коленчатого вала, соответствующего 75º до ВМТ. Если зажигание включено (ON),
но двигатель не прокручивается стартером, то ток на катушку зажигания не подается.

Используемые датчики:
• Датчик положения коленчатого вала
• Выключатель стартера

4.2.2. Управление при работе двигателя

При работе двигателя время накопления энергии определяется с помощью специальной таблицы

(базовая матрица), в зависимости от изменения напряжения питания в бортовой сети автомобиля. При
изменении  напряжения  питания  изменяется  величина  тока  проходящего  через  первичную  обмотку
катушки  зажигания,  поэтому  базовое  время  накопления  при  низком  напряжении  питания
увеличивается,  а  при  высоком – уменьшается.  Таким  образом,  величина  тока  в  первичной  цепи
катушки зажигания в момент искрообразования поддерживается на постоянном уровне.

Используемые датчики:

• Датчик положения коленчатого вала

Коэффициент заполнения управляющего импульса, при любых режимах работы двигателя, не

должен превышать 75 % и ограничивается на этом уровне. В противном случае энергия, запасаемая в
катушке зажигания, не будет успевать рассеиваться, выполняя полезную работу. Это приводит к
уменьшению запасаемой энергии на высоких оборотах.

В случае использования двухвыводной катушки зажигания, временной интервал между двумя

последовательными искрообразованиями увеличивается в два раза (в случае использования
индивидуальных катушек в четыре раза). По этой причине, в таких системах зажигания, даже при
работе двигателя на высоких оборотах коленчатого вала, ограничение времени накопления на уровне
75 % не производится, и уменьшение запасаемой энергии не происходит.

5. Принцип действия элементов системы

5.1 Датчик положения коленчатого вала

Сигнал датчика положения коленчатого вала используется для определения угла опережения

зажигания. Принцип действия этого датчика был подробно описан в Главе 2 «Система топливоподачи».

5.2 Датчик положения распределительного вала

Сигнал датчика положения распределительного вала используется для определения угла

опережения зажигания. Принцип действия этого датчика был подробно описан в Главе 2 «Система
топливоподачи».

Рис. 3.28

3 – 18

Система зажигания

3 – 19

5.3 Датчик детонации

• При возникновении детонации в бензиновом двигателе возникают ударные волны, и происходит

увеличение выделения тепла. Если это состояние продолжается в течение некоторого времени, то
свечи зажигания и поршни перегреваются и обгорают, что приводит к выходу из строя двигателя.

• Детонация тесно связана с углом опережения зажигания. Ранний угол опережения зажигания

увеличивает пик давления в процессе сгорания, вследствие этого, вероятность возникновения
детонации повышается.

Частота, кГц

Резонансная

частота

Напряжение

Пьезоэлемент

Вибрирующая

мембрана

• Для определения детонации служит датчик детонации.

В основе работы датчиков лежит явление пьезоэлектрического эффекта (возникновение

электрических зарядов при деформации кристаллов). При сжатии или растяжении на гранях появляются
заряды противоположного знака, пропорциональные давлению на пластину.

Датчик крепится на блоке цилиндров двигателя. Он генерирует сигналы, соответствующие

вибрациям, которые передаются на корпус блока цилиндров.

В зависимости от конструкции датчики детонации могут быть резонансными или широкополосными.

Рис. 3.29

Частота, кГц

Напряжение

1-  Инерционная масса
2-  Корпус
3-  Пьезоэлемент
4-  Изолятор
5-  Вывод

В резонансных датчиках (рис. 3.29) амплитуда выходного напряжения резко возрастает и превышает

пороговый уровень на одной резонансной частоте детонации, которая совпадает с частотой вибрации той
детали, куда вворачивается датчик.

Рис. 3.30

В широкополосных датчиках (рис 3.30) собственная резонансная частота достаточна высокая (20-30

кГц) и необходимая резонансная характеристика формируется в блоке управления двигателем.

Пьезоэлектрические элементы относятся к диэлектрикам

и не пропускают электрический ток, поэтому для
возможности диагностирования и обнаружения обрыва цепи,
параллельно датчику подключён резистор (рис. 3.22).

Рис. 3.22

Система зажигания

5.4 Силовой транзистор

СИЛОВОЙ

ТРАНЗИСТОР

Рис. 3.31

Силовой транзистор работает как обычный транзистор, но имеет усиленную конструкцию, чтобы

пропускать сравнительно большой ток (как правило, 5 – 6 А), проходящий через первичную обмотку
катушки зажигания.

Силовой транзистор периодически подключает и отключает первичную обмотку катушки

зажигания    на "землю". Он управляется слаботочным сигналом, подаваемым на базу от электронного
блока управления двигателем. Если к базе транзистора приложено напряжение 5 В, то сопротивление
перехода  коллектор-эмиттер  транзистора  стремится  к  нулю  (транзистор  отпирается)  и  через
первичную  обмотку  катушки  зажигания  начинает  протекать  электрический  ток.  При  окончании
управляющего  импульса (0 В)  подаваемого  на  базу  транзистора  от  электронного блока  управления
двигателем,  сопротивление  перехода  коллектор-эмиттер  транзистора  стремится  к  бесконечности
(транзистор  запирается),  что  приводит  к  прекращению  протекания  тока  через  первичную  обмотку
катушки зажигания.

5.4.1. Характеристики управляющего сигнала силового транзистора

На рисунке 3.22 показано характерное нарастание напряжение. Это происходит вследствие того,

что напряжение на базе транзистора постепенно увеличивается по мере роста тока, протекающего по
первичной обмотке катушки зажигания.

0 В

4 В

Рис. 3.32

Если форма управляющего сигнала силового транзистора выглядит по иному, это означает, что

первичная обмотка катушки зажигания имеет межвитковое замыкание или имеет повышенное
сопротивление. В любом случае, результирующее напряжение, генерируемое во вторичной обмотке
катушки зажигания, будет недостаточным.

3 – 20

содержание .. 713 714 715 716 ..