Лабораторна робота № 6

7 Дослідження будови та функціонування підсистем запалення електронних систем керування двигунами

7 .1 Мета і завдання роботи

Метою роботи є засвоєння та поглиблення навчального матеріалу з дослідження параметрів класичних та сучасних електронних систем запалення двигунів автомобілів.

Завдання:

• придбання навичок визначення типу системи запалення, яка встановлена на автомобілі;

• придбання навичок дослідження параметрів класич-них та сучасних електронних систем запалення двигунів автомобілів;

• придбання навичок одержання осцилограм системи запалення;

• експериментальне визначення параметрів системи запалення.

7.2 Теоретичні положення

7.2.1 Обладнання для дослідження параметрів систем запалення

В даний час неможливо здійснити дослідження параметрів систему запалення сучасного автомобіля без осцилографа або мотор-тестера. Тобто потрібний пристрій, здатний відображати осцилограму (рис. 7.1) високої напруги системи запалення, яка у реальному часі відображає параметри системи запалення, такі як пробивна напруга, час і напруга горіння іскри.

7.2.2 Дослідження параметрів класичних систем запалення з контактним перервачем з допомогою мотор-тестера

Класична система запалення встановлювалася на автомобілі моделей, переважно, до 80-х років випуску минулого сторіччя.

Рисунок 7.1 – Осцилограма високої напруги системи запалення. Парад циліндрів

Класичне запалення складається з наступних елементів (рис. 7.2): котушка запалення, розподільник запалення, свічки запалення, високовольтні дроти і елементи управління первинним ланцюгом котушки запалення. Схема підключення датчиків для дослідження параметрів класичної системи запалення показані на рис. 7.3. Типові осцилограми сигналів класичного запалення в первинному та вторинному ланцюгах наведені на рис. 7.4-7.6.

Способи управління первинним ланцюгом котушки запалення залежно від її складності можуть бути різними: контактне запалення, контактно-транзисторне, електронне запалення.

1 - точка знімання сигналу за допомогою ємнісного датчика; 2 - точка знімання синхронізуючого сигналу за допомогою датчика першого циліндра; 3 - точка під'єднання щупа до первинного ланцюга; 4 - акумуляторна батарея; 5 - вимикач запалення; 6 - котушка запалення; 7 - розподільник запалення з механічним контактним переривником; 8 - свічки запалення.

Рисунок 7.2 - Схема класичного запалення з механічним контактним переривником

У контактному запаленні струмом в первинному ланцюзі котушки запалення управляє механічний контактний переривник.

Рисунок 7.3 – Схема підключення високовольтних датчиків для класичного запалення з механічним переривником

У контактно-транзисторному запаленні механічний кон-тактний переривник управляє силовим транзистором, який замикає і розмикає первинний ланцюг котушки запалення. У електронному запаленні як датчики сигналу можуть бути застосовані датчик Холу, датчик індукційного типу або оптич-ний датчик, які можуть бути встановлені як в корпусі розпо-дільника запалення, так і за його межами. Під час роботи двигуна електричний струм від позитивного виводу акумуляторної батареї поступає на клему 15 низької напруги котушки запалення.

1 - початок накопичення енергії в магнітному полі котушки запалення (момент замикання контактів переривника); 2 - пробій іскрового проміжку між електродами свічки запалення і початок горіння іскри (момент розмикання контактів переривника); 3 - ділянка горіння іскри; 4 - кінець горіння іскри і початок затухаючих коливань.

Рисунок 7.4 - Осцилограма імпульсу високої напруги класичної системи запалення з механічним контактним переривником

При замкненому ланцюзі первинної обмотки котушки запалення електричний струм тече через первинну обмотку котушки запалення на "масу" автомобіля. За рахунок цього в котушці запалення утворюється магнітне поле, в якому накопичується енергія. Через наявність індуктивності зростан-ня електричного струму в первинній обмотці відбувається поступово.

1 - момент замикання контактів переривника (початок накопичення енергії в магнітному полі котушки запалення); 2 - момент розмикання контактів переривника (пробій іскрового проміжку між електродами свічки запалення і початок горіння іскри); 3 - ділянка горіння іскри; 4 - кінець горіння іскри і початок затухаючих коливань.

Рисунок 7.5 - Осцилограма напруги в первинному ланцюзі класичної системи запалення з механічним контактним переривником

У момент розмикання ланцюга, струм в первинній обмотці котушки запалення швидко розривається, внаслідок чого на обмотках котушки індукується висока напруга, пропорційна кількості витків. Висока напруга, що створена у вторинній обмотці котушки запалення, подається на центральну клему розподільника запалення.

1 - пробій іскрового проміжку між електродами свічки запалення першого циліндра.

Рисунок 7.6 - Осцилограма синхронізуючого імпульсу датчика першого циліндра

Рознощик („бігунок”) розподільника, що обертається, утворює електричне з'єднання між цією центральною клемою і високовольтним дротом свічки запалення того циліндра, поршень якого знаходиться в кінці такту стиснення, забезпечуючи тим самим іскроутворення в потрібному циліндрі. При цьому потрібно знати, що для окремо взятого циліндра напруга пробою може значно змінюватися, а час і напруга горіння іскри мають майже незмінні значення на сталих режимах роботи двигуна.

1 - точка знімання сигналу за допомогою ємнісного датчика; 2 - точка знімання синхронізуючого сигналу за допомогою датчика першого циліндра; 3 - точка під'єднування щупа до первинного ланцюга; 4 - акумуляторна батарея; 5 - вимикач запалення; 6 - котушка запалення; 7 - розподільник запалення з датчиком Холу; 8 - свічки запалення; 9 – комутатор; 10 - точка під'єднування щупа до сигнального дроту датчика Холу.

Рисунок 7.7 - Електронна система запалення з механічним розподілом високої напруги по циліндрах