Система зажигания с накоплением энергии в емкости.

Прин­ципиальным отличием этой системы то, что энергия, необходимая для искрообразования, накапливается не в магнитном поле катушки, а в электрическом поле конденса­тора. Как известно, энергия заряженного конденсатора

W_э = CU₂/2

где С и U - соответственно емкость и напряжение конденсатора.

Так, например, энергия конденсатора емкостью 2 мкФ, заря­женного до напряжения 300 В, равна 90 мДж и приблизительно соответствует энергии, накопленной в магнитном поле катушки зажигания транзисторной системы.

В качестве коммутирующего прибора в системах зажигания с накоплением энергии в емкости используют, как правило, тири­стор, поэтому такие системы называют еще тиристорными систе­мами зажигания. В зависимости от способа накопления энергии их делят на системы с импульсным и непрерывным накоплением энергии в течение времени между разрядами.

Тиристорные системы зажигания отличаются малой длитель­ностью разряда (50—300 мкс) и большой силой тока. Благодаря возможности быстрого подзаряда конденсатора система зажигания обеспечивает высокую частоту искрообразования (до 600 искр в секунду).

На рис. 132 приведена схема тиристорной (конденсаторной) системы зажигания.

Рис. 132. Тиристорная (конденсаторная) система зажигания с питанием от батареи

Схема содержит преобразователь П, выпря­митель В, тиристорV₃, накопительный конденсатор С и катушку зажигания T1. С помощью транзисторного преобразователя низкое напряжение сети (аккумуляторной батареи) преобразуется в высокое напряжение (300—400 В) переменного тока. Переменное высо­кое напряжение выпрямляется и подается через первичную об­мотку катушки для заряда накопительного конденсатора. Тири­стор находится в состоянии отсечки. При подаче сигнала на управ­ляющий электрод тиристора от контактного или бесконтактного датчика (на схеме не показан) тиристор переключается в состояние насыщения и конденсатор разряжается на катушку зажигания. Максимальное вторичное напряжение зависит от электростати­ческой энергии в накопительном конденсаторе С. Полагая, что при включении тиристора вся запасенная в первом контуре энер­гия трансформировалась во вторичный контур, можно записать

C₁U_1м² /2 = C₂U_2м² /2, откуда U_2м² = (C₁/C₂)U_1м², или U_2м = U_1м√ C₁/C₂ = U_1мk_т, где k_т – оптимальный коэффициент трансформации.

Учитывая, что значение индуктивности обмотки катушки зажигания в накоплении энергии невелико, обмотки могут быть значительно меньше тех, которые применяют в системах зажига­ния с накоплением энергии в индуктивности. Это позволяет увели­чить частоту переходного процесса и пренебречь влиянием шун­тирующих сопротивлений на величину вторичного напряжения.

Системы зажигания от магнето

Основной частью системы зажигания является магнето высокого напряжения. В магнето конструктивно объеди­нены генератор переменного тока низкого напряжения с воз­буждением от постоянных магнитов, трансформатор и преры­ватель с распределителем. Искровое зажигание от магнето не нуждается в постороннем источнике электрической энергии и по­этому находит преимущественное распространение там, где он отсутствует.

Любой тип магнето высокого напряжения состоит из следующих основных частей:

1. магнитной системы, включающей магнит (двухполюсный или многополюсный) и магнитопровод;

2. трансформатора с шихтованным сердечником и двумя намо­танными на него обмотками (первичной и вторичной);

3. прерывательного механизма;

4. распределителя высокого напряжения.

Применяемые в настоящее время магнето по способу выполне­ния магнитной системы могут быть разделены на два основных типа:

1. с вращающимся постоянным магнитом (рис. 135, а);

2. с вращающимся магнитным коммутатором (рис. 135, б).

Рис. 135. Схемы магнитных цепей магнето:

а) с вращающимся маг­нитом; б) с вращающим­ся магнитным коммута­тором;

1— трансформатор; 2 — магнитопровод; 3 — магнит; 4 — магнит­ный коммутатор

Первый тип магнето имеет неподвижный П-образный шихто­ванный магнитопровод, между полюсными наконечниками кото­рого вращается двух- или многополюсный магнит. В магнето с вращающимся магнитом за один оборот ротора магнитный поток, проходящий через сердечник с обмотками, меняет направление столько раз, сколько полюсов у магнита. Столько же возникает искр.

У магнето с вращающимся коммутатором постоянные магниты неподвижны, а вращается магнитный коммутатор, выполненный из листов электротехнической стали. При вращении коммутатора изменяются величина и направ­ление магнитного потока в сер­дечнике трансформатора. В маг­нитной цепи, показанной на рис. 135, б, изменение направле­ния магнитного потока проис­ходит через каждые 90°, что соответствует четырем искрам за один оборот. Изменяя форму магнитопровода и коммутатора, можно получить магнето с боль­шим числом искр за один обо­рот якоря.

Принципиальная схема магнето с вращающимся магнитом показана на

рис. 136.

Рис. 136. Электрическая схема магнето

Ротор и первичная обмотка W₁ статора вместе с магнитной системой представляет собой генератор пере­менного тока низкого напряжения. Один конец первичной об­мотки соединен с массой (корпусом магнето), а второй — с под­вижным контактом прерывателя. Поэтому при замыкании контактов первичная обмотка закорачивается.

Параллельно контактам присоединен конденсатор С1 емкостью 0,16—0,25 мкФ. Обмотки W₁,W₂ являются обмотками трансформатора. Вторичная обмотка одним концом соединена с первичной обмоткой, а вторым с бегунком распределителя. Кулачок прерывателя насажен на одну ось с магнитом.

При вращении ротора магнето обмотка W₁ находится в переменном магнитном поле и в ней индуцируется переменная ЭДС (10—20 В). Во вторичной обмотке W₂ трансфор­матора также индуцируется относительно небольшая ЭДС (1000— 1500 В), недостаточная для искрообразования в свече.

При замкнутых контактах прерывателя по первичной обмотке протекает ток короткого замыкания, достигающий нескольких ампер. По достижении первичным током максимального зна­чения контакты прерывателя размыкаются. При резком изменении силы тока в обоих обмот­ках индуцируется ЭДС. Напряжение первичной обмотки дости­гает 150—300 В, а вторичной 10—20 кВ.

С помощью распределителя высокое напряжение распределяется по свечам. Конденсатор С1 выполняет те же функции, что и в бата­рейной системе зажигания. Выключается зажигание закорачи­ванием прерывателя кнопочным выключателем зажигания ВЗ, устанавливаемым на самом магнето.