Лекция 11.

Лекция 11. Цифровые системы зажигания Вопросы: 1. Системы зажигания с электронными регуляторами опережения зажигания 2. Датчики цифровых систем зажигания Литература 1. Акимов С. В. , Чижков Ю. П. Электрооборудование автомобилей. Учебник для ВУЗов. – М. : ЗАО «КЖИ «За рулем» , 2004. – 384 с. 2. Чижков Ю. П. Электрооборудование автомобилей. Курс лекций Ч. 2. М. : Издательство «Машиностроение» , 2003. – 240 с.

1. Системы зажигания с электронными регуляторами опережения зажигания Недостатками бесконтактных систем зажигания с механическими центробежным и вакуумным регуляторами угла опережения зажигания является: Невозможность воспроизводить сложные характеристики управления по частоте вращения коленчатого вала и нагрузке двигателя ПРИЧИНА: Учет теплового состояния двигателя и различные дестабилизирующие факторы

Такой недостаток отсутствует у бесконтактных систем зажигания, в которых автоматическое регулирование УОЗ осуществляется средствами электроники. К таким системам относятся аналоговые, цифровые и микропроцессорные системы зажигания. В аналоговых системах зажигания для преобразования информации от датчиков в соответствии с заданным законом управления моментом искрообразования используются типовые функциональные устройства, широко применяемые в аналоговых вычислительных машинах. Закон регулирования УОЗ определяется свойствами полупроводниковых приборов (диодов, стабилитронов и т. д. )

Достоинства аналоговых систем зажигания с электронным регулированием момента искрообразования простота построения; невысокая стоимость; возможность зажигания даже обедненных топливо воздушных смесей за счет более точного регулирования УОЗ. Недостатки аналоговых систем зажигания с электронным регулированием момента искрообразования ненадежная работа в напряженных температурных условиях подкапотного пространства без применения цепей термокомпенсации; требуются подстройки и регулирования в процессе эксплуатации.

Цифровые системы зажигания (ЦСЗ) позволяют с большей точно стью воспроизводить характеристики управления УОЗ любой сложно сти при высокой температурной устойчивости и надежности. В ЦСЗ информация от датчиков параметров рабочего процесса двигателя, ис пользуемая при выработке сигнала управления УОЗ, преобразуется в серии дискретных электрических импульсов, синхронно связанных с вращательным движением коленчатого вала. Амплитуда импульсов постоянна, а их число пропорционально значению измеряемого параметра. Начальные числа, характеризующие отдельные параметры рабочего процесса двигателя, с помощью импульсных устройств и логических элементов преобразуются в кодовые комбинации, определяющие закон управления моментом искрообразования.

Классификация ЦСЗ 1. Системы с аппаратным принципом регулирования УОЗ с блоком памяти и без него; 2. Системы с программной обработкой поступающей от датчиков информации на базе микропроцессоров и микро. ЭВМ. При аппаратном принципе регулирования УОЗ для изменения характеристик управления двигателей различных модификаций необходимо изменять логические связи между элементами системы зажигания. «Жесткая» логика алгоритма управления является существенным недостатком.

Системы зажигания с программным управлением позволяют гибко воспроизводить любые заданные и адаптируемые по детонации и другим показателям качества рабочего процесса двигателя характеристики регулирования момента искрообразования. В этих системах программа работы определяется логическими связями между функциональными устройствами, а данные, учитывающие индивидуальные особенности характеристик регулирования, реализуемые системой, хранятся в ее блоке памяти в виде комбинаций кодов чисел. Достоинством системы с блоком памяти, представляющим собой перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ), является наличие большого массива информации об оптимальных значениях УОЗ, возможность длительного хранения этой информации и, при необходимости, ее из менения на различных этапах проектирования без значительных переработок схемы. Применение ППЗУ позволяет использовать систему зажигания на различных модификациях двигателей.

2. Датчики цифровых систем зажигания Датчики положения и перемещения Для получения цифровой информации о частоте вращения и положении коленчатого вала применяют профилированный зубчатый диск, жестко связанный с коленчатым валом двигателя. Часто для этой цели используется зубчатый венец маховика с дополнительным опорным (установочным) зубом или штифтом из магнитомягкой стали, обеспечивающим формирование датчиком начала отсчета (ДНО) импульса, который соответствует положению поршня первого цилиндра в верхней мертвой точке (ВМТ). Импульсы ДНО появляются периодически с частотой, пропорциональной частоте вращения коленчатого вала, и служат для синхронизации функционирования системы управления моментом искрообразования с рабочими процессами в цилиндрах двигателя.

При вращении зубчатого диска (или маховика с зубчатым венцом) с равномерно расположенными по всей окружности зубьями датчик угловых импульсов (ДУИ) вырабатывает импульсы, по числу которых после прохождения поршнем ВМТ, т. е. после появления сигнала ДНО, определяется угловое положение коленчатого вала. Частота вращения коленчатого вала определяется по числу импульсов, вырабатываемых ДУИ в течение заданного периода времени, или по числу импульсов генератора высокой частоты (ГВЧ), подсчитываемых за временной интервал между двумя следующими друг за другом импульсами ДУИ. Наибольшее распространение в ЦСЗ и микропроцессорных системах зажигания получили индуктивные ДНО и ДУИ.

Датчики давления Информация о нагрузке двигателя поступает от датчика давления (вакуума) во впускном трубопроводе, аналоговый сигнал которого преобразуется в цифровой код в аналого цифровом преобразователе (АЦП). В пневмоэлектрических датчиках потенциометрического типа изменение давления преобразуется в изменение напряжения или силы то ка в результате перемещения движка потенциометра с помощью мембранного или сильфонного чувствительного элемента. Большей надежностью обладают индуктивные датчики, в которых при перемещении стального магнитопровода чувствительным элементом (мембраной, сильфоном) в индукционной катушке, включенной в мостовую измерительную схему, индуктируется ЭДС.

На выходе разбалансированного моста появляется электрический сигнал, поступающий после усиления в блок управления системы зажигания. Более совершенные и менее дорогостоящие интегральные датчики давления выполняют функцию преобразования неэлектрической величины в электрический сигнал и осуществляют его дальнейшую обработку.

Датчики температуры Сигналы от датчика температуры охлаждающей жидкости (или головки блока цилиндров двигателей воздушного охлаждения) в ЦСЗ и микропроцессорных системах зажигания используются в качестве корректирующей информации. Чувствительными элементами в датчиках температуры могут быть терморезисторы (термисторы или позисторы) и термометры сопротивления, размещаемые в металлическом корпусе. Полупроводниковые терморезисторы обладают высокой чувствительностью, однако имеют нестабильные и нелинейные характеристики. Более высокой стабильностью физических свойств обладают такие металлы, как платина, никель, медь, поэтому перспективным является применение датчиков температуры на основе металлополимерных чувствительных элементов.