Лабораторная работа № 4 Тема: Системы зажигания. Назначение системы зажигания и предъявляемые к ней требования
Для надежной работы ДВС на всех режимах работы двигателя система зажигания должна удовлетворять следующим требованиям:
Ø энергия идлительность искры в свече зажигания должны бытьдостаточными для надежного воспламенения рабочей смеси;
Ø момент зажигания должен выбираться таким образом, чтобы обеспечить оптимальное соотношение мощностных, экономических и экологических характеристик двигателя;
Ø высокая надежность системы зажигания.
Работа системы зажигания характеризуется следующими параметрами.
Вторичное напряжение U2m — напряжение на вторичной обмотке катушки зажигания.
Пробивное напряжение Unp- напряжение пробоя искрового промежутка свечи. Пробивное напряжение для однородных полей прямо пропорционально давлению смеси р и зазору между электродами 5 и обратно пропорционально температуре смеси Т:
Кроме того, на напряжение Unp оказывают влияние состав смеси, длительность и форма приложенного напряжения, полярность пробивного напряжения, материал электродов и условия работы двигателя. Это напряжение имеет максимальное значение при пуске и разгоне двигателя и минимальное — при работе в установившемся режиме при максимальной мощности. В течение первых 2 тыс. км пробега пробивное напряжение повышается на 20-25% за счет округления кромок электродов свечи. В дальнейшем напряжение растет за счет износа электродов и увеличения зазора, что требует проверки и регулировки зазора в свечах каждые 10-15 тыс. км пробега.
Коэффициент запаса по вторичному напряжению К3= U2m/Uпр. Для современных систем зажигания принимают К3 > 1,5,
Энергия Wpи длительность τрискрового разряда.
Зазор между электродами свечей8 (рис. 3.3). Зазор между электродами проверяется с помощью круглого щупа, т.к. плоский щуп не учитывает неодинаковость износа электродов.
 |
Рис. 3.3. Проверка зазоров между электродами свечи: а
А — правильно; Б — неправильно
Угол опережения зажигания Θ. Угол опережения подбирается в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, нагрузки двигателя, температуры охлаждающей жидкости и всасываемого воздуха, атмосферного давления, состава отработавших газов, скорости изменения положения дроссельной заслонки (разгон, торможение). С возрастанием частоты вращения коленчатого вала угол опережения должен увеличиваться, а с возрастанием нагрузки — уменьшаться.
Похожие статьи:
Батарейные системы зажигания. Назначение систем зажигания. Основные элементы. Угол опережения зажигания, страница 4
8.4. Угол опережения зажигания
Воспламенение топливовоздушной смеси от электрической искры на свече зажигания происходит благодаря локальному тепловыделению и сильной ионизации газа в цилиндре ДВС на стадии «сжатия». Температура нагрева небольшого объема горючей смеси около электродов свечи зажигания и требуемая для воспламенения энергия искры зависят от состава смеси, степени ее турбулентности и своевременного искрообразования. Турбулентность смеси зависит от режимов работа двигателя, организации процессов топливоподачи и поступления рабочего заряда в цилиндры [3,4, 17, 19].
Угол опережения зажигания θ определяется углом поворота коленчатого вала ДВС от момента возникновения искры на электродах свечи до момента достижения поршнем верхней мертвой точки (на такте «сжатия»).
Оптимальным углом (рис. 8.6 точка 2, кривая P2 – нормальное зажигание) является угол θ, при котором происходит наилучший процесс горения топливовоздушной смеси с получением наибольшей мощности ДВС при отсутствии негативных последствий [22].
Если угол опережения зажигания больше оптимального (рис. 8.6, точка 1, кривая P1 — раннее зажигание), то в камере сгорания достигается максимальное давление до достижения поршнем ВМТ, которое оказывает противодействие на поршень. Раннее зажигание может явиться причиной возникновения детонации. Сгорание топливовоздушной смеси на конечной стадии может сопровождаться возникновением ударных волн. Такое сгорание называется детонационным. Скорость детонационного сгорания превышает скорость распространения фронта пламени при нормальном протекании процесса сгорания. Внешним проявлением детонации является «металлический» звук, возникающий при отражении ударных волн от стенок цилиндра. Детонационное сгорание горючей смеси сопровождается повышенными тепловыми и механическими нагрузками на детали шатунно-поршневой группы. Детонация устраняется уменьшением угла θопережения момента зажигания.
Если угол опережения зажигания меньше оптимального (рис. 8.6, точка 3, кривая P3), то зажигание является поздним, в этом случае двигатель перегревается, так как бòльшая часть тепловой энергии горения идет на нагрев цилиндра ДВС, а не на преобразование тепловой энергии в механическую [14, 19, 22, 28].
Угол опережения зажигания может регулироваться механическими центробежным и вакуумным автоматами, а также электронными системами. При этом для эффективного процесса сгорания топливовоздушной смеси механические автоматы реализуют сравнительно простые зависимости угла опережения зажигания от внешних факторов: частоты вращения коленчатого вала (центробежный механический регулятор) и нагрузки двигателя (вакуумный регулятор).
Рис. 8.6. Угол опережения момента зажигания
Системы зажигания с электронным управлением момента зажигания регулируют угол опережения момента зажигания θ по бóльшему числу внешних и внутренних факторов, обеспечивая при этом оптимальность угла при различных режимах и условиях работы ДВС [19, 22,29].
Электронные системы зажигания могут быть аналоговыми и цифровыми. Наиболее современными являются цифровые системы, основанные на интегральной и микропроцессорной базе (подробно рассмотрены в разделах темы №9).
8.5. Требования к системам зажигания
Требования,предъявляемые к системам зажигания бензиновых ДВС:
1) для бесперебойного искрообразования на свечу зажигания необходимо подать электрический сигнал высокого напряжения — 20 … 30 кВ;
2) энергия и длительность искрового разряда должна обеспечивать надежное воспламенение топливовоздушной смеси как при пуске, так и на всех режимах работы ДВС. Для образования очага пламени в режиме нагрузки достаточно энергии разряда порядка 5 МДж. При пуске ДВС и работе в режиме холостого хода требуется энергия искры 30 — 100 МДж. Искровой разряд имеет емкостную и индуктивную составляющую. Продолжительность емкостной фазы разряда составляет 1-2 мкс. Индуктивная фаза разряда длится 1-1,5 мс;
Лабораторная работа № 4 Тема: Системы зажигания.
Основные этапы работы.
1. Техника безопасности при выполнении лабораторных работ.
2. Изучить назначение, классификацию систем зажигания и предъявляемые к ним требования.
3. Изучить назначение, принцип действия, конструкцию, типы и
маркировку элементов системы зажигания: катушки зажигания, прерывателя-распределителя зажигания, свечей и высоковольтных проводов, правила их эксплуатации и технического обслуживания.
О т ч е т:
1. Изобразить схемы систем зажигания и описать принцип действия.
2. Описать способ проверки технического состояния, испытания и
регулировки одного из приборов системы зажигания.
Контрольные вопросы
1. Назначение систем зажигания и предъявляемые к ним требования.
2. Из каких этапов состоит рабочий процесс системы зажигания?
3. Объяснить характер изменения тока в первичной цепи для
классической и бесконтактной систем зажигания.
4. Какие факторы определяют первичный ток системы зажигания?
5. Каково назначение и как устроена катушка зажигания, ее маркировка?
6. Какими параметрами характеризуется катушка зажигания?
7. Каковы достоинства и недостатки катушек с разомкнутым и замкнутым
8. Каков принцип работы катушки зажигания? Что влияет на значение
вторичного напряжения катушки зажигания?
9. Как провести проверку пригодности катушки зажигания перед
установкой на двигатель?
10. Как устроена свеча зажигания?
11. Как маркируются свечи зажигания? Что показывает калильное число
12. Каковы принцип и режимы работы свечи?
13. Какие факторы обуславливают выбор типа свечей зажигания для
14. Как по внешнему виду свечи зажигания оценить условия сгорания
рабочей смеси в двигателе, в котором была установлена данная свеча?
15. Как регулируются зазоры между электродами свечи? От чего зависит
16. Как провести очистку свечи зажигания от нагара?
Описать устройство и принцип работы системы зажигания с накоплением энергии в индуктивности (при замкнутых и разомкнутых контактах S2).
Рисунок 1 – Схема системы зажигания с накоплением энергии в индуктивности
Сравнить устройство и принципы работы контактной и контактно-транзисторной систем зажигания (перечислить общие недостатки).
Рисунок 2 – Схема контактной системы зажигания
Рисунок 3 – Схема контактно-транзисторной системы зажигания
Изобразите схему бесконтактной системы зажигания. Опишите её устройство и принцип работы.
Рисунок 4 – Схема бесконтактной системы зажигания
Опишите устройство и принципы работы бесконтактных датчиков углового положения коленчатого вала. Сравните их характеристики.
3.9. 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 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 τз определяется запасом энергии в катушке зажигания. В пределах угла θр контакты прерывателя разомкнуты, а в пределах θз 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 U2m = 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?
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; Rd — 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 = kT >> 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 tз и разомкнутого состояния tр,
где γз = tз/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 Ip – 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 Uпр (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 U2м, 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 Lkm = Rп) 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?
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:
Об этом полезно знать:
Методы педагогических исследований Методы педагогического исследования — это способы получения научной информации с целью установления закономерных связей.
Порядок работы с секретными документами ПОРЯДОК РАБОТЫ С СЕКРЕТНЫМИ ДОКУМЕНТАМИ. УЧЕТ СЕКРЕТНЫХ ДОКУМЕНТОВ Учет СД — регистрация и контроль за их сохранностью. Существует 2.
Реформы Н.С. Хрущева (1953-1964 гг.) Изменения в высшем руководстве страны. После смерти И.В. Сталина (5 марта 1953 г.) наступил короткий период.
Требования к расстановке мебели в классном помещении 1. Каждый учащийся должен быть обеспечен рабочим местом за партой в соответствии с его ростом. Для подбора мебели соответственно.
МЕТОД МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРБИТАЛЕЙ Метод МО является более совершенным методом описания строения молекул.