Система зажигания инжекторного двигателя
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Система зажигания инжекторного двигателя

Как работает инжекторный двигатель?

Инжекторный двигатель – это довольно сложный механизм, работа которого должна быть хорошо отлажена, чтобы получить от него максимальную производительность. В статье подробно рассмотрен принцип работы инжекторного двигателя.

Содержание статьи:

  • Датчики
  • Исполнительные элементы
  • Принцип работы
  • Карбюратор ил инжектор

Прежде чем начать разговор об этом чуде техники, развеем некоторые мифы. Инжекторный двигатель работает по тому же принципу, что и дизельный, за исключением системы зажигания, однако, это не придает ему гораздо большей мощности, чем карбюраторному. Прибавка составит максимум 10%.

Центром всей системы является ЭБУ (электронный блок управления). Он носит много названий, «мозги», «компьютер» и так далее. По сути да, это компьютер, в который заложено огромное количество таблиц по составу смеси, времени впрыска топлива и прочего. Например, если обороты двигателя равны 1500, дроссельная заслонка открыта на 10 градусов, а расход воздуха составляет 23 кг, то в цилиндр будет поступать одно количество топлива. Если же вводные параметры изменяются, то и результат будет другим. Если с блоком управления возникают какие-то проблемы, например, слетает прошивка, то все идет прахом, двигатель либо начинает как попало работать, либо и вовсе перестает.

Датчики инжекторного двигателя

Все элементы можно поделить на исполнительные и датчики. Для начала мы рассмотрим датчики.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

Этот элемент устанавливается перед воздушным фильтром, прямо на входе. В основе его работы лежит принцип разницы показаний. Так, через две платиновые нити проходит электричество. В зависимости от температуры их сопротивление меняется. Одна из нитей надежно укрыта от потока воздуха, что делает ее сопротивление неизменным. Вторая же охлаждается потоком, и на основании разницы величин, по тем же таблицам, о которых сказано выше, ЭБУ рассчитывает количество воздуха.

Датчик абсолютного давлении и температуры двигателя (ДАД)

Он используется либо в качестве альтернативы, либо вместе с вышеописанным для более высокой точности снятия показаний. Если вкратце, в нем имеется две камеры, одна из которых герметична и имеет внутри абсолютный вакуум. Вторая же камера подсоединяется к впускному коллектору, где создается разрежение во время такта впуска. Между этими камерами имеется диафрагма, а так же пьезоэлементы. Они вырабатывают напряжение при движении диафрагмы. Далее сигнал идет на ЭБУ.

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ)

Если посмотреть на шкив коленвала инжекторного двигателя, то можно рассмотреть на нем гребенку. Она магнитная. По всему периметру установлены зубцы. Всего их должно быть 60 штук, через каждые 6 градусов. Но двух из них нет, они нужны для синхронизации. Датчик положение коленчатого вала имеет в своем составе намагниченный стальной сердечный, а так же медную обмотку. При прохождении зубцов в обмотке возникает индукционный ток, напряжение которого зависит от скорости вращения шкива.

Датчик фаз (ДФ)

Не все двигатели им оснащались раньше, но сейчас его можно встретить практически везде. Он работает по принципу датчика Холла, то есть имеет диск с катушкой, а так же прорезь. Как только прорезь попадает на датчик, выходное напряжение на нем нулевое. Этот момент означает верхнюю мертвую точку такта сжатия первого цилиндра. Нужно это для того, чтобы ЭБУ мог генерировать напряжение для зажигания в нужном цилиндре, а так же контролировать такты. Чтобы, например, форсунка не открылась во время рабочего хода.

Датчик детонации

Он устанавливается на блоке цилиндров инжекторного двигателя. Как только в двигателе возникает детонация, по блоку передается вибрация. Датчик представляет собой пьезоэлемент, который генерирует напряжение, чем сильнее вибрации, тем выше напряжение. Соответственно, ЭБУ на основании его показаний корректирует момент зажигания. Но об этом позже.

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ)

По сути своей, это обычный потенциометр. Опорное напряжение на нем, как правило, составляет 5 вольт. Так вот, в зависимости от того, на какой угол отклоняется дроссельная заслонка, меняется напряжение на контрольном выводе. Все просто.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ)

Этот датчик нужен для определения температуры двигателя. Если на карбюраторном двигателе он нужен просто для включения и выключения электровентилятора, то здесь он представляет собой более сложное устройство. Это термосопротивление, величина которого меняется в зависимости от температуры. Соответственно, меняется и напряжение, при прохождении через него.

Датчик кислорода

Он устанавливается в выхлопной системе, существуют системы с двумя датчиками. Его задача – отслеживать количество свободного кислорода в выхлопных газах. Например, если его слишком много, то это значит, что смесь вся не сгорает, а значит, надо обогатить. Если же кислорода меньше, чем значится в нормативных таблицах ЭБУ, то ее надо обеднить.

Исполнительные элементы

Исполнительные элементы получили свое название за то, что именно они вносят коррективы в работу двигателя. ТО есть, блок управления получает сигнал от датчика, анализирует его, после чего отправляет сигнал на исполнительный элемент.

Топливный насос

Начнем с системы питания. Он установлен в баке и подает топливо в топливную рампу под давлением 3,2 – 3,5 Мпа. Это позволяет гарантировать качественный распыл топлива в цилиндры. Как только повышаются обороты двигателя, повышается и аппетит, а значит в рампу надо подавать большее количество топлива для сохранения давления. Насос начинает вращаться быстрее по команде блока управления. Большинство современных автомобилей, начиная примерно с 2013 года выпуска, оснащаются топливным модулем, который включает в себя насос и встроенный фильтр. Это существенно сказывается на стоимости замены фильтра, потому что менять надо весь модуль. Некоторые производители в инструкциях пишут, что модуль устанавливается на весь срок службы авто, однако не стоит верить, что какой-то фильтр способен проходить больше 2 сезонов.

Форсунка

После того, как топливо прошло всю цепь провода, оно попадает в форсунку, которая дозирует его подачу в цилиндр. Форсунка представляет собой электромагнитный клапан очень маленького диаметра, который обеспечивает распыл бензина в камеру сгорания. ЭБУ изменяет количество топлива, которое подается, при помощи временных промежутков, пока открыта форсунка. Как правило, это десятые доли секунды.

Дроссельная заслонка

Все мы когда-то видели карбюратор, заглядывали в него сверху. Так вот в нем имелись заслонки, которые перекрывали воздух. Здесь принцип тот же. Пожалуй, и рассказать больше нечего.

Регулятор холостого хода (РХХ)

Это тоже электромагнитный клапан, шток которого закрывает воздуховод, проходящий в обход дроссельной заслонки. В зависимости от напряжения, которое на него подает блок управления, он открывает этот самый канал.

Модуль зажигания

В принципе, это та же катушка зажигания, только их здесь четыре. При прохождении тока через первичную обмотку во вторичной коммутируется высокочастотный ток высокого напряжения, который подается на свечу.

Принцип работы инжекторного двигателя

Итак, после того, как мы разобрались в основных узлах инжекторного двигателя, посмотрим, как же он работает. После того как стартер провернул коленчатый вал, ДПКВ сообщил блоку управления, какой цилиндр в каком положении находится. В свою очередь, датчик фаз сообщил о тактах. Блок управления принял эту информацию к сведению и открыл форсунку в том цилиндре, в котором начинается такт впуска. Но открыл ее не просто так, а на строго определенный промежуток времени, который по таблицам соответствует показаниям ДМРВ или ДАД. Так сформировалась рабочая смесь.

Видео: как работает бензиновый инжекторный двигатель внутреннего сгорания

После того как здесь такт впуска закончился, начинается сжатие, в это время впуск происходит в другом цилиндре. Здесь же поршень доходит до верхней мертвой точки, о чем говорит ДПКВ и ДФ, соответственно, пора подавать напряжение на модуль зажигания, в нужный цилиндр. Для этого в блоке управления стоит два транзистора, которые берут на себя по два цилиндра.

Дальше, когда взрыв произошел, ЭБУ смотрит на показания датчик детонации и корректирует момент зажигания уже для следующего по ходу цилиндра. Но это еще не все. После этого, когда газы дошли до датчика кислорода, блок управления корректирует состав смеси, а именно, время открывания форсунки, что позволяет максимально эффективно использовать топливо и его сгорание. Если ЭБУ распознает недостаток кислорода, но при этом дроссельная заслонка остается открытой, то приоткрывается регулятор холостого хода.

Прогрев двигателя и датчик температуры двигателя

Этот момент стоит рассмотреть отдельно, скажем так, это небольшое уточнение. Итак, прогревочный режим двигателя никак не связан с показаниями некоторых датчиков, то есть, от них ничего не зависит. В частности, это ДМРВ и ДАД, а так же датчик детонации. В блоке, как уже говорилось, заложены определенные таблицы, их очень много, миллионы. Так вот, во время прогревочного режима ЭБУ работает строго по этим таблицам и никак иначе. Это значит, что если в него прописано соотношение воздуха к топливу 14,1:1, то так оно и будет. Эта цифра является общепринятой нормой для рабочей температуры. Так вот, пока температура двигателя не достигнет той, которая прописана в прошивке блока управления, то прогревочный режим не отключится. После ЭБУ начинает работать по датчикам.

Что лучше, инжекторный или карбюраторный двигатель?

Этот вопрос достаточно спорный, у каждой точки зрения есть много противников и приверженцев как среди простых водителей, так и среди специалистов, которые полностью понимают принцип работы инжекторного двигателя. Итак, карбюраторный двигатель отличает простота и прозрачность работы. То есть, если механик отрегулировал холостые обороты, то они такими и остались.

Читать еще:  Мягкая промывка системы охлаждения

Что касается инжекторного двигателя, то ту все дело сводится к своевременному обслуживанию, а так же к качеству применяемых деталей.

Работа системы зажигания инжекторного двигателя

Работа системы зажигания инжекторного двигателя

Процесс воспламенения топливовоздушной смеси

Когда поршень сжимает топливовоздушную смесь, давление в камере сгорания достигает 20-40 бар, а температура смеси 400 – 600°С. Но чтобы смесь загорелась, т.е. произошел бы процесс горения этого недостаточно и нужно на нее воздействовать. Для этого служит искра, которая возникает между центральным и боковым электродами свечи зажигания. Но если искровой заряд будет маломощным, то возгорание может и не произойти.

Чтобы смесь поджигалась нужен очень мощный разряд. К примеру, для стехиометрической смеси он составляет 0.2 мДж, а для ‘бедной’ или ‘богатой’ смеси он должен быть равным 3.0 мДж. Необходимо, чтобы около искры находилось оптимальное количество топливовоздушной смеси. Именно это количество и поджигает всю оставшуюся смесь в цилиндре, а дальше начинается процесс сгорания топлива.

В системе зажигания автомобиля присутствует катушка зажигания, которая накапливает энергию и передает ее на свечу зажигания для возникновения напряжения. Особенность катушки зажигания состоит в том, что напряжение, которая она создает, намного превышает величину пробоя в зазоре свечи зажигания. Катушки зажигания способны накапливать энергию в районе 60 – 120 мДж и обеспечивают напряжение равное 25 – 40 кВ.

Условия для качественного горения топлива:

  • Достаточная продолжительность искрового разряда,
  • Оптимальное распыление топливовоздушной смеси,
  • Однородность топливовоздушной смеси,
  • Стехиометрический состав топливовоздушной смеси.

На процесс горения также влияет величина искрового разряда между электродами свечи зажигания. Увеличение зазора способствует увеличению длины искры, что приводит к более лучшему процессу сгорания топлива. Величину зазора в свечи зажигания надо выставлять согласно данным производителя мотора.

Угол опережения зажигания (УОЗ). Что это такое?


Три миллисекунды – именно столько проходит между моментом начала воспламенения смеси и ее полным сгоранием.
При повышении частоты вращения коленвала время сгорания остается постоянным, но средняя скорость перемещения поршня возрастает. Это ведет к тому, что когда поршень отходит от ВМТ, сгорание смеси произойдет в большем объеме и давление газов на поршень уменьшиться. Из-за этого упадет мощность двигателя.

Кроме того, при одной и той же частоте вращения коленвала с увеличением нагрузки на двигатель момент воспламенения должен наступать позже. Это объясняется тем, что увеличивается количество горючей смеси, поступающей в цилиндры, и одновременно уменьшается количество примешиваемых к ней остаточных отработавших газов, вследствие чего повышается скорость сгорания. Искра должна возникнуть в тот момент, когда давление сгорания при разных рабочих режимах будет наиболее оптимальным.

Это вызывает необходимость воспламенять рабочую смесь с опережением (до прихода поршня к ВМТ) с таким расчетом, чтобы смесь полностью сгорела к моменту перехода поршнем ВМТ.

Момент зажигания является важным показателем в работе двигателя. От него зависит экономичность мотора, максимальная мощность и содержание вредных веществ в выхлопных газах.

В инжекторных моторах система самостоятельно рассчитывает угол опережения зажигания в зависимости от работы мотора в определенный период. Угол опережения зажигания определяется на основании скорости вращения коленвала, режима работы мотора и нагрузки на двигатель. На основании этих данных система управления двигателем подбирает оптимальный УОЗ.

Детонация двигателя. Что это такое?

Детонация – это непредсказуемые взрыв в моторе, который происходит в неположенное время и может загубить двигатель. Детонация возникает при высокой степени сжатия двигателя и носит опасный характер для мотора. Детонация бывает из-за самопроизвольного сгорания топливовоздушной смеси в камере сгорания.

Детонация свидетельствует о том, что момент зажигания очень ранний. Вследствие могут пострадать детали двигателя из-за повышенной температуры и давления паров. В первую очередь страдают поршни, прокладка головки цилиндров и головка в зоне клапанов. Детонация может приводить к ремонту двигателя.

Детонация мотора можно возникать:

  • При большой нагрузки на двигатель и повышенных (близким к критическим) оборотов коленчатого вала.
  • При разгоне. Она слышна как металлический звон и стуки в двигателе (‘стучат пальчики’). Она бывает при повышенной нагрузке, но при малых оборотах мотора. Именно она считается как самая опасная детонация, т.к. ее вовсе не слышно из-за повышенного шума мотора на больших оборотах.
  • Из-за конструкции двигателя, а также от плохого топлива.

Как работает система зажигания инжекторного двигателя?

Инжекторный двигатель — что мы о нем знаем? Именно им оснащается любая современная машина. Реализация ресурса такого двигателя внутреннего сгорания (ДВС) рассчитана на экономный расход топлива, минимизацию его выхлопа в окружающую среду. Проведем небольшой экскурс по изучению агрегата.

Содержание статьи:

За счет чего он работает?

Инжекторные двигатели работают тактами; каждый такт обеспечивает операцию:

  1. Заполнение горючим цилиндров.
  2. Сжатие его поршнем для сгорания.
  3. Рабочий ход — получение механической энергии путем детонации горючего вещества.
  4. Вывод переработанного сырья в атмосферу.

Наиболее востребованными автопромом являются 4-х тактные ДВС на бензиновой тяге.На их примере изучим принцип работы инжекторного двигателя.

При первом такте поршень максимально опускается вниз — через клапан подается перемешанный с воздухом бензин. Далее, поршень поднимается до упора , закрывая клапан и сжимая смесь. После этого свеча отсекает искру — она запускает детонацию сдавленного вещества.

Повышение температуры в камере и образование газов продвигают поршень вперед, а коленвал за счет инерции возвращает его на верхнюю позицию. При высокой скорости оборотов давление нагнетается еще больше, открывается выходной клапан. Продукты переработки бензина устремляются к нему.

Для более рационального функционирования используется комплекс датчиков, которые определяют получаемую на механизмы нагрузку, рассчитывают порции компонентов детонирующей смеси для обеспечения движения с циклом, равным такту.

Программная «начинка» их устроена так, что каждый срабатывает параллельно режимам мотора, отслеживает изменения в циклах и подстраивается под них. Такая функциональность позволяет подстраивать расход горючего под индивидуальный стиль вождения, повысить КПД.

В чём особенности устройства?

Изучение конструкции позволит подробнее разобраться, как работает инжекторный двигатель. Компоненты, характерные для этого типа:

  • Блок электронного управления (ЭБУ);
  • Регулятор давления;
  • Форсунки;
  • Бензонасос;
  • Датчики.

Взаимодействие перечисленного: датчики получают данные о состоянии механики или процессах, их обрабатывает процессор и передает управляющие команды. Форсункам выделяется ограниченный заряд, который их открывает. Результат — смесь из топливного отдела попадает в отсек впускного коллектора.

Чтобы схема этого процесса стала более понятной, проведем краткий экскурс по устройству некоторых узлов, из которых состоит двигатель инжектор.

Основная его функция — бесперебойно выдавать команды составляющим автомобиля на основании обработанной информации. В нее входят:

  • факторы окружающей среды (температура, влажность, пр.);
  • степень нагрузки на механику (при подъеме на горку, передвижение по плохой дороге, др.);
  • режим мотора (холостой/скоростной ход, учет нагрузки при переходе на полный привод, т. д.).

При несовпадениях исходной программе компьютер задает исполняющим элементам корректировки. Блок способен проводить диагностику. Об отказе любого механизма-исполнителя, его некорректном функционировании водитель оповещается путем индикации CheckEngine на приборной панели. Сведения об ошибках собираются в памятном отделе, что при серьезных поломках помогает их оперативному обнаружению и устранению.

Виды заложенных устройств памяти:

  • Однократно программируемое постоянное запоминающее (ППЗУ) — содержит базовый программный код («мозг» автомашины). Его чип находится на плате панели, при выходе из строя легко меняется новым. При любых сбоях вложенные коды остаются храниться на нем.
  • Оперативное запоминающее (ОЗУ) — временный резервуар, применяемый для обработки задач по текущему сеансу. Устройство впаяно к плате; по прекращению подачи электричества из аккумулятора вся информация с него стирается.
  • Электрически программируемое (ЭПЗУ) — содержит временные данные и кодировку средств защиты от угона. В качестве питания использует вшитый аккумулятор, подзаряжаемый при движении. Через него сравниваются вшитые коды электронной блокировки и те же параметры иммобилайзера. При их несовпадении запуск инжекторного двигателя невозможен.

Форсунки

Через них производится выплеск порций топливной массы в коллекторное и цилиндровое отделения, причем открытие/закрытие клапана в течение секунды повторяется многократно.

По способу аппаратного управления и используемого количества деталей подразделяют на категории:

  1. Дроссельный моновпрыск (TBI)— подача сырья для детонации осуществляется одной деталью. Подаваемая струя не синхронизируется со срабатыванием клапана впуска. Управляющие сигналы на форсуночное сообщение производятся из внутриколлекторного чипа. Принцип распространен на старых моторах 90-х годов выпуска.
  2. Впрыск с распределением (MFI) — используется во всех современных автомобилях с бортовым компьютером. Передача горючего происходит комплектно: одна форсунка — один цилиндр. Форсунковый блок крепится поверх коллектора, а весь процесс синхронизируется с ЦБУ, согласно с тем, как работает система зажигания инжекторного двигателя. При сравнении сводных характеристик предшественников — КПД увеличен до 10%.

MFI-элементы по подаче струи бывают: электрогидравлические, электромагнитные, пьезоэлектрические. Они применяются при распределении впрыска:

  • Одновременном (синхронное наполнение всех цилиндров);
  • Попарно-параллельном — одна пара поршней принимает нижнее положение, другая — верхнее. Залив топлива и вывод продуктов сгорания производятся так же;
  • Двухстадийном (фазовом)— передача горючего в камеры сгорания производится в две операции.
  • Непосредственном — применяется в конструкциях моторов, подразумевающих сжигание сверхобедненного кислородом состава.

Важный факт: технология TBI сегодня практически не распространена, так как она менее экономичная и ненадежная!

Каталитический нейтрализатор

Это устройство позволяет сократить в выводимых газах содержание веществ, как окиси углерода и азота, за счет преобразования их в углеводороды. Не управляется ЭБУ, но взаимодействует с центром обработки через датчик, определяющий процент кислорода в выхлопных скоплениях. При избыточной подаче горючего контроллер получает сведения от датчика и корректирует ее.

В нейтрализаторе установлены керамические элементы со встроенными катализаторами:

  • окислительными (платиновый и палладиевый);
  • восстановительным родиевым;
  • селективными;
  • накопительными.

На заметку: этилированный бензин губителен для работы нейтрализаторов, а заправочные вещества с высоким содержанием серы приведет в негодность элементы накопительной катализации!

Датчики

Слаженную работу всех механизмов инжекторных двигателей обеспечивают показания мини-приборов, закрепляемых на агрегатных исполнителях. Каждое устройство замеряет параметры контролируемого участка и передает их в ЭБУ.

  1. ДМРВ (R массового расхода воздуха) — крепится на входе в воздушный фильтр. Функционирует по принципу сравнения показаний. Через 2 нити платины поступает ток. Меняется сопротивление (зависит от температуры). При этом одна нить свободно обдувается, вторая — герметично укрыта. За счет появившейся разницы ЭБУ производит подсчет.
  2. ДАД (R абсолютного давления и температуры в двигателе) — комбинируется или ставится отдельно от предыдущего. Состоит из 2 камер: одна герметична (внутри вакуум), вторая подводится напрямую к камере коллекторного впуска. Промеж камер проходит диафрагма, закреплены пьезоэлементы, которые создают напряжение при ее движении.
  3. ДПКВ (R положения коленчатого вала) — устанавливается в виде магнитной гребенки на шкиве коленвала. Он обустроен 58 зубцами и 2 зазорами, равными шагу зуба. Зубцы движутся в медной обмотке, что при взаимодействии с намагниченным сердечником образует индукционное напряжение — оно зависит от скорости оборотов шкива.
  4. ДФ (R фаз) — содержит диск с катушкой и прорезь. Прорезь обращается к прибору — выходное напряжение уравнивается с нулем. Одновременно достигается верхняя мертвая точка сжатия в первом цилиндре. Благодаря этому, центральный блок выдает напряжение в нужный цилиндр для зажигания, управляет тактами.
  5. ДД (R детонации) — им обустроен блок цилиндров. В момент детонации по нему проходит вибрация. В основе передачи информации лежит генерация напряжения свободного тока — оно увеличивается при большей вибрации.
  6. ДПДЗ (R положения дроссельной заслонки) — при опорном напряжении в 5 V происходит его увеличение или падение, за счет изменения поворотного угла заслонки.
  7. ДТОЖ (R температуры охлаждающей жидкости).
  8. Датчик кислорода — для разных конструкций внедряется единично или парой. Снимает замеры свободного кислорода в продуктах выхлопа. Его функция позволяет ЭБУ определить: обогатить или обеднить топливную смесь.

Инжектор значительно лучше карбюратора. Чтобы в этом убедиться, рассмотрим сравнение схожих моторных конструкций в таблице:

АВТОМОБИЛИСТЫ

Популярные статьи

Основы работы системы зажигания инжекторных двигателей

Большинство автолюбителей знает, что основной движущей силой, вызывающей работу двигателя автомобиля, является энергия, которая образовывается в процессе сгорания топлива внутри цилиндров силового агрегата.

Система зажигания является именно тем источником, который вызывает воспламенение горючего. От качества и своевременности возгорания смеси зависит бесперебойность и экономичность работы мотора.

К аким образом загорается топливная смесь?

Каждый поршень оказывает мощное давление на смесь, поступившую в камеру сгорания, дополненное определенным количеством воздуха.

Чтобы стимулировать воспламенение внутри цилиндров, посредством свечей зажигания проводится мощный искровой разряд, поджигающий топливо. Сила искры должна быть достаточной для осуществления возгорания. Маломощный пробой воспламенить смесь не способен.

За накопление энергии, передаваемой к свечам, отвечает специальная электромагнитная катушка. Главной её особенностью является тот факт, что сила напряжения, создаваемого в ней, значительно выше размера электрического пробоя в свечном зазоре. Катушке по силам выработать энергию в 100-120 мДж, необходимую для обеспечения общего напряжения в 30-40 кВ.

О сновными условиями качественного возгорания смеси в цилиндрах являются:

– Необходимая для воспламенения длительность искры;

– Равномерное распределение топливной смеси;

– Однородность горючего состава.

Ч то называют величиной угла опережения зажигания.

Процесс прогорания топливной смеси поистине молниеносный. Полный цикл от начала воспламенения до полного прогорания занимает всего 3 мс. Чем выше частота, с которой коленчатый вал осуществляет вращение, тем выше скорость движения поршней. Однако время сгорания топлива в камере остается постоянной величиной. Этот факт становится причиной того, что при отхождении поршня от верхнего положения, объем сгораемого топлива увеличится, однако образовавшееся в результате этого давление на поршень будет невысоким. Это чревато существенной потерей мощности силового агрегата.

В связи с этим процесс сгорания должен происходить с небольшим запозданием. Искровой разряд необходим тогда, когда сила давления, образовавшаяся в различных условиях работы агрегата, будет оптимально высокой. Таким образом, смесь необходимо поджечь чуть раньше, чтобы она успела полностью прогореть до момента вхождения соответствующего поршня в верхнюю мертвую точку.

Момент, во время которого свеча дает воспламеняющий разряд, определяется по месту нахождения коленвала относительно его ВМТ. Он измеряется в градусах относительно крайнего вертикального положения. Данная величина названа углом опережения зажигания. В то время, когда момент сдвинут в сторону верхней точки, зажигание называется поздним. В случае сдвига в противоположную сторону – ранним. Чем больше скорость работы коленчатого вала, тем более ранним должна быть угол опережения.

Важность точного воспламенения смеси объясняется тем, что оно прямым образом влияет на мощность двигателя, его КПД, экономичность, а также количество вредных компонентов выхлопных газов.

Современные моторы имеют электронное управление зажиганием. Это значит, что система сама производит необходимые расчеты момента воспламенения смеси, и на основе них подбирает оптимальную величину угла опережения.

Д етонация силового агрегата.

Детонация – явление для мотора чрезвычайно опасное. По сути, это взрыв небольшой силы, возникающий в неконтролируемый момент времени. Детонации, как правило, образуются при высокой степени сжатия агрегата и несут собой серьезную опасность.

Главная причина детонации – самопроизвольное возгорание топлива внутри цилиндра. Это следствие чрезвычайно раннего угла зажигания. Во время таких взрывов значительно возрастает нагрузка на поршневую зону, прокладку ГБЦ и клапана, возникающая вследствие повышенного уровня внутренней температуры и парового давления.

К огда же чаще всего происходит детонация?

В основном, её возникновение связано с несколькими рабочими режимами:

– Во время работы агрегата на высоких оборотах. Обычно это такой режим, при котором нагрузка на мотор значительно повышена, а значение частоты вращения коленвала близко к критическим показателям.

– При осуществлении разгона. В это время детонация проявляется в виде металлического звона и едва уловимых стуков внутри мотора.

– При неверной настройке двигателя и/или некачественном топливе

Ч то в итоге?

Резюмируя, скажем, что важность правильной работы системы зажигания трудно переоценить. Именно она определяет качество функционирования двигателя автомашины, его мощности и экономичности, а также пресекает возникновение в процессе его деятельности такого губительного явления как детонация. Точность выставления параметров угла опережения способствует оптимальным рабочим параметрам ДВС, полностью исключающим неконтролируемое воспламенение горючего внутри него.

П одробнее в видео ⇓

Особенности эксплуатации тормозных систем

Методы очистки топливной системы автомобиля. Какому способу отдать предпочтение?

Какие бывают виды рулевых усилителей и как они работают (видео)

Как проверить ремни и шланги в автомобиле

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Непритязательная, но необходимая: в чем феномен легендарной «Инвалидки»

Советский автопром был не только масштабным по объемам производства, но и своим ассортиментом мог удовлетворить потребности по сути, всех граждан СССР. Не обходила стороной эта тенденция и людей с ограниченными возможностями, ведь для них была создана специальная модель, которую в народе ассоциативно так и называли – «Инвалидка». И, что самое главное, несмотря на свой непритязательный внешний вид, она действительно оказалась надежным и функциональным транспортным средством для граждан с особыми потребностями.

Автомобиль с особой функциональностью. /Фото: topast.ru

Машина для людей с ограниченными возможностями под индексом СМЗ С-3Д была спроектирована специалистами Серпуховского автомобильного завода на замену мотоколяски С-3АМ. Годы производства – с 1970 по 1997 год.

Габариты «Инвалидки» были несколько меньшими, чем рядового советского автомобиля. При этом она оставалась частью концепта двухместной четырехколесной мотоколяски. Внешний вид машины, хоть и кажется непритязательным и недоработанным даже по меркам советского автопрома, все же является отражением актуального в тот период плоскопараллельного дизайна.

Инвалидка на чертежах. /Фото: kolesa-uploads.ru

Вместе с размерами, меньшими в сравнении с большинством советских автомобилей оказались и другие характеристики «Инвалидки». Так, например, максимальная скорость, которую мог развить этот автомобиль – 70 кмчас. При этом невыдающиеся характеристики заставляли автоконструкторов регулярно модифицировать машину, однако на показателях спидометра это не сказывалось. Управление СМЗ С-3Д осуществлялось с помощью целой системы рычагов при последовательном переключении передач.

Получение прав на автомобиль для людей с ограниченными возможностями мог отличаться в зависимости от ситуации и условий получения инвалидности. Так, если будущий водитель никогда ранее не имел права, он заканчивал специальные курсы вождения, после чего и получал заветный документ. Те же, кто ранее уже получал водительское удостоверение, после получения травмы или диагноза, подразумевающего инвалидность, на своих правах имели специальную отметку «мотоколяска». Другие же категории вычеркивались.

Интересный факт: советские инспекторы ГАИ практически не останавливали «Инвалидки» для проверки документов у их владельцев.

Машину максимально приспособили к особым потребностям их владельцев. /Фото: wikipedia.org

Однако при всех стараниях инженеров полностью приспособить «Инвалидку» и к водителям, и к условиям реальных дорог не вышло. Так, например, несмотря на хороший двигатель, машину сложно было заставить работать в холодное время года – на морозе автомобиль попросту глох. Поэтому инвалиды нечасто прибегали к помощи СМЗ С-3Д зимой.

И все-таки эти машины были необычайно важны для жизни людей с ограниченными возможностями. Кроме того, объемы их производства, аналогов которых нет и сегодня, позволяли обеспечить ими всех тех, кто в них нуждается. А, несмотря на то, что «Инвалидки» не выпускаются уже больше двадцати лет, их и по сей день иногда можно встретить на дорогах.

Машина, вопреки всем недостаткам, давала инвалидам свободу передвижения. /Фото: mediasalt.ru

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Электронная система зажигания инжекторного двигателя

Электронная система зажигания инжекторного двигателя

Чтобы воспламенить топливовоздушную смесь, в нужный момент в цилиндр должна быть подана электрическая искра. Эту задачу выполняет электронная система зажигания.

Устройство электронной системы зажигания

В электронной системе зажигания инжектора используется принцип статического распределения высокого напряжения, то есть в системе отсутствуют подвижные детали. На инжекторных авто высокое напряжение с катушки зажигания подается в два цилиндра, поршни которых в данный момент движутся к верхней мертвой точке. В одном из цилиндров происходит такт сжатия смеси, во втором — такт выпуска.

Такой принцип распределения высокого напряжения называется ‘методом холостой искры’. На современных инжекторных двигателях устанавливают индивидуальные катушки зажигания на каждый из цилиндров.

Управление углом опережения зажигания

В электронных системах зажигания моментом искрообразования управляет контроллер. Определив значение оборотов коленвала в данный момент и нагрузку на двигатель, контроллер рассчитывает базовый угол опережения зажигания. Далее этот угол может быть скорректирован (например, уменьшен, если обнаружена детонация). Рассчитав окончательное значение угла опережения зажигания, контроллер выдает управляющий сигнал на модуль зажигания в момент, когда поршень, движущийся к ВМТ, займет требуемое положение.

Состав системы зажигания инжекторного двигателя

В электронной системе зажигания можно выделить следующие детали:

  • Контроллер,
  • Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ),
  • Шкив с зубчатым венцом,
  • Модуль зажигания,
  • Высоковольтные провода,
  • Свечи зажигания.

    Модуль зажигания включает в себя две катушки зажигания и два высоковольтных ключа-коммутатора.

    Катушка зажигания служит для накопления энергии, достаточной для воспламенения топливовоздушной смеси, в ее вторичной цепи формируется высокое напряжение, которое далее подается на свечи зажигания. Катушка зажигания состоит из двух индуктивно связанных обмоток (первичной и вторичной).

    Коммутатор служит для включения и выключения тока в первичной обмотке катушки зажигания. Контроллер рассчитывает необходимое время включенного состояния в зависимости от текущих оборотов коленвала и напряжения бортсети и подает на коммутатор управляющий сигнал. В течение времени включенного состояния (времени накопления) ток в первичной обмотке катушки зажигания возрастает до заданного оптимального значения, при котором величина запасаемой энергии достигает максимума. Если время накопления слишком велико, то катушка зажигания будет работать с насыщением, что приведет к ее перегреву и снижению КПД.

    Высоковольтные провода зажигания

    С помощью высоковольтных проводов высокое напряжение с катушки зажигания подается на свечи зажигания. Высоковольтный провод представляет собой токопроводящую жилу в силиконовой изоляции, на концах которой и находятся высоковольтные контактные наконечники. Высоковольтный провод обладает сопротивлением 6—15 кОм. Это делается специально для снижения уровня электромагнитных помех, которые возникают в момент искрообразования.

    Подробнее про ВВ-провода в статье Высоковольтные провода зажигания для авто.

    Свеча зажигания: 1 — контакт, 2 — изолятор, 3 — корпус, 4 — электропроводное стекло, 5 — уплотнение, 6 — центральный электрод, 7 — боковой электрод

    Свечи зажигания служат для воспламенения топливовоздушной смеси. При увеличении напряжения вторичной цепи до величины пробоя искровой промежуток между центральным и боковым электродами свечи зажигания становится токопроводящим, запасенная энергия катушки зажигания преобразуется в искру, воспламеняющую топливовоздушную смесь.

    Величина напряжения пробоя искрового промежутка зависит от зазора между электродами, от геометрии электродов, от давления в камере сгорания и от коэффициента избытка воздуха смеси в момент воспламенения. С ростом давления в камере сгорания напряжение пробоя увеличивается.

    Важными параметрами свечей зажигания являются калильное число и длина искрового промежутка. Подробнее про калильное число в статье Что такое калильное число. Холодные и горячие свечи зажигания.

    Длина искрового промежутка влияет на качество сгорания топливовоздушной смеси. Чем больше искровой промежуток, тем увереннее происходит ее воспламенение. Но максимальное значение межэлектродного расстояния ограничивается максимально допустимым значением вторичного напряжения катушки зажигания, скоростью нарастания вторичного напряжения, которое, в свою очередь, определяется конструктивными особенностями катушки зажигания, высоковольтных проводов и свечей зажигания.

    Датчик положения коленвала (ДПКВ)

    Чтобы обеспечить оптимальное управление двигателем, контроллер системы управления должен всегда знать точное положение поршней в цилиндрах двигателя относительно ВМТ. Для этой цели шкив привода генератора дополнили зубчатым венцом. Расчетное количество зубьев на венце 60, при этом два из них отсутствуют. Угловое расстояние между зубьями составляет 6°.

    В паре с зубчатым шкивом работает ДПКВ. Воздушный зазор между ДПКВ и зубчатым венцом составляет 0,7—1,1 мм.

    С началом прокрутки двигателя контроллер анализирует сигнал ДПКВ, пытаясь выделить два пропущенных зуба на венце шкива (после пропущенных идет первый зуб). Как только это происходит, становится возможным расчет угла опережения зажигания, расчет фаз впрыска топлива и управление модулем зажигания и форсунками. Сигнал ДПКВ используется также для расчетов скорости вращения коленвала и его ускорения.

    Подробнее о системы зажигания инжектора в статье как работает система зажигания.

    2016-02-24 Электронная система зажигания инжекторного двигателя

    Известно, что различные газы появляются при сгорании топлива. Они, в свою очередь, давят на поршень, из-за чего в последующем и происходит работа машины. Для того чтобы топливо сжигалось, существует специальная система зажигания. Как таковое горение начинается только после поджигания топлива. Если система работает нормально и исправно, она определит мощность в двигателе, а также то, сколько вредных веществ в газах содержится, и сэкономит топливо.

    Каким образом работает система

    В тот момент, когда тепловоздушная смесь сжимается при помощи определенного давления на нее, достигаются величины до сорока бар. Сама смесь температурой около пятисот градусов по Цельсию. Однако для того, чтобы произошло возгорание, этого мало. Тут нужно особое воздействие, чтобы процесс горения запустился.

    С этим легко справится небольшая искорка, которая должна появиться между обоими электродами (центр и боковые). Однако если мощность искры окажется слишком малой, есть вероятность того, что возгорание все-таки не произойдет. Если смесь стехиометрическая, будет достаточно 0.2 мДж. Для прочих смесей заряд должен быть на порядок выше этого показателя. Не забывайте о необходимости определенного количества смеси тепловоздушной рядом с возникновением искры. Ведь именно от нее во многом зависит, будет ли подожжена остальная смесь, которая залита в цилиндр.

    Энергия передается в свечу зажигания, в результате чего создается напряжение. Происходит это благодаря катушке зажигания . То напряжение, которое создается при помощи катушки, значительно больше, чем напряжение от пробы в свече.

    Для того чтобы горение топлива было исключительно качественным, следует придерживаться следующего:

    • необходимо, чтобы хватало длины разряда от искры;
    • хорошее распыление от смесей;
    • чтобы смеси были только однородными;
    • состав в смесях должен быть стехиометрическим.

    Но сам процесс зависит не только от этого. Например, также необходимо знать величину, с которой происходит разряд искры, которая возникает между двумя электродами в свече. Когда зазор в искре становится больше, становится лучше и горение топлива. Какой длины должен быть зазор в свече, определяет только производитель. Это должно быть прописано в инструкции.

    Существует так называемый УОЗ – угол опережения зажигания, который рассчитан всего на две миллисекунды. Данное время – это период до того, как смесь сгорает до конца. Далее происходит увеличение вращения на коленчатом валу, но то время, за которое сгорает смесь, неизменно. Хотя скорость движений в цилиндре становится только выше. Если поршень отходит от необходимого места, то смесь сгорит в большем объеме. Также будет уменьшаться давление от газов, и в конечном итоге мощность будет снижаться. В том случае, когда нагрузка двигателя становится выше, притом, что частота у вращения не меняется, воспламенение, скорее всего, задержится.

    При грамотной работе с двигателем данный момент крайне важен на фоне прочих показателей. От этого зависит то, насколько высока будет его экономичность, а также мощность и степень загрязнения выходящих газов. В некоторых видах двигателей система самостоятельно высчитывает УОЗ, при этом учитывается работа двигателя в тот или иной период времени. Определить угол, с которым опережается зажигание, можно при помощи скорости, с которой вращается коленчатый вал , а также нагрузка на сам двигатель и его работу. Учитывая все перечисленное выше и функции для лучшего УОЗ, возможно выбрать наиболее подходящую систему управления.

    Каким образом происходит детонация у двигателя

    Детонация может быть особенно опасна для двигателей в том случае, когда сжатие в нем слишком высокое. С чем именно это связано? Например, с тем, что воздушная смесь возгорается самопроизвольно. Если происходит детонация, значит, зажигание произошло слишком рано. Чрезмерно высокая температура вкупе с высоким давлением повреждают детали двигателя и причиняют ему существенный вред. Первым делом страдают поршни, в дальнейшем повреждения переходят к головке рядом с клапанами и прокладке в цилиндрах. Чаще всего необходим полный ремонт в моторе из-за влияния детонации.

    Диагностику и ремонт системы зажигания рекомендуется проводить в специализированных автосервисах .

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector