Дипломная работа: Діагностика системи запалення ДВЗ
1.4 Накопичувач енергії
Накопичувач енергії, використовувані в системах запалювання діляться на дві групи:
1) з накопиченням енергії в індуктивності - котушка або котушки запалювання;
2) з накопиченням енергії в ємності – конденсаторі.
Розглянемо ц групи докладніше.
1.4.1 Накопичення енергії в індуктивності
З накопиченням енергії в індуктивності - це котушка або котушки запалювання(розм. бобіна, англ. ignition coil, inductor). У цьому випадку енергія накопичується в первинній обмотці котушки запалювання й при розмиканн первинного ланцюга у вторинному ланцюзі індукується висока напруга, що подається на свічі. Це найпоширеніша система.
Найпростіша котушка запалювання має три клеми:
- на першу подається живлення (+ 12 У) від вимикача запалювання. Ця клема з'єднана з первинною обмоткою котушки.
- на другу комутирується маса автомобіля через ланцюги керування накопиченням енергії. У класичній системі запалювання ця клема з'єднана з масою через контактний переривник запалювання. У момент прокручування розподільника запалювання, коли бігунок перебуває між контактами струмознімача розподільника, відбувається замикання переривника на землю, через первинну обмотку котушки починає текти струм - іде накопичення енергії в котушці. У момент проходу бігунка розподільника над струмознімачем свічі, контакт переривника й, відповідно, ланцюг первинної обмотки котушки розмикається. При цьому у вторинній обмотці й високовольтному виході котушки індукується струм високої напруги (до 25 кВ), а в первинній обмотці струм самоіндукції (не менш 250 У). У більше сучасних системах первинний ланцюг котушки управляється транзисторними комутаторами, які, у свою чергу, управляються або безпосередньо безконтактними датчиками положення розподільного вала, або мікропроцесорними блоками керування.
- третя клема - високовольтний вихід котушки, з'єднаний із вторинною обмоткою. Із цієї клеми високовольтна напруга в системі запалювання з однією котушкою надходить у розподільник запалювання; у системах запалювання з декількома котушками - безпосередньо на свічі запалювання (через високовольтні проводи або без них).
В одному з популярних, особливо на японських і американських автомобілях, типі системи запалювання котушка запалювання поєднується в одному корпусі з розподільником запалювання (іноді також і з комутатором і датчиками положення колінчатого й розподільного вала). Системи запалювання такого типу одержали назви "котушка в розподільнику" (CID - Coil In Distributor), "котушка в кришц розподільника" (CIC - Coil in Cap) і "система запалювання високо енергії" (HEI - High Energy Ignition). Центральне проводи, що з'єдну котушку запалювання з розподільником у цій системі недоступний. Як правило, така система встановлюється вже на автомобілі з мікропроцесорною системою керування.
Залежно від застосовуваної на конкретному авто системи розподілу високовольтної енергії на автомобілі можуть установлюватися не одна, а кілька котушок запалювання, а також котушки запалювання складної конструкції (наприклад, з подвійною первинною обмоткою та ін.).
1.4.2 Накопичення енергії в ємності
З накопиченням енергії в ємності - конденсаторі. У цьому випадку енергія накопичується в конденсаторі, а в необхідний момент проходить через котушку запалювання як через трансформатор. У вторинному ланцюзі також індукується висока напруга, що подається на свічі. Такий пристрій накопичувача енергії одержало абревіатуру CDI - Capacitor Discharge Ignition ("запалювання від розряду конденсатора") або конденсаторне запалювання або тиристорне запалювання (за назвою радиоэлемента виконуючої функції комутації). На автомобілях ця система використається, але не широко (дуже широко ця система застосовується на мотоциклах, гідроциклах, скутерах та ін.). Відмітною перевагою даної системи те, що енергія іскри не залежить від обертів двигуна та ін.
1.5 Система розподілу запалювання.
На автомобілях застосовуються два типи систем розподілу - системи з механічним розподільником системи статичного розподілу.
1.5.1 Системи з механічним розподільником енергії
Розподільник запалювання, трамблер(англ. distributor, ньому. ROV - Rotierende hochspannungsVerteilung) - розподіляє високу напругу по свічах циліндрів двигуна. На контактних системах запалювання, як правило, об'єднаний з переривником, на безконтактних - з датчиком імпульсів, на більше сучасні або відсутній, або об'єднаний з котушкою запалювання, комутатором і датчиками (системи HEI, CID, CIC).
Після того, як у котушці запалювання утворився струм високої напруги, він попадає (по високовольтному проведенню) на центральний контакт кришки розподільника, а потім через підпружиненний контактне вугіллячко на пластину ротора. Під час обертання ротора струм "зіскакує" з його пластини, через невеликий повітряний зазор, на бічні контакти кришки. Далі, через високовольтні проводи, мпульс струму високої напруги попадає до свіч запалювання. Бічні контакти кришки розподільника пронумеровані й з'єднані (високовольтними проводами) з свічами циліндрів у строго певній послідовності. Таким чином, установлюється "порядок роботи циліндрів", що виражається рядом цифр. Як правило, для чотирициліндрових двигунів, застосовується послідовність: 1 - 3 - 4 - 2. Це означає, що після запалення робочої суміші в першому циліндрі, що виплива "вибух" відбудеться в третьому, потім у четвертому й, нарешті, у другому циліндрі [14
Такий порядок роботи циліндрів установлений для рівномірного розподілу на грузики на колінчатий вал двигуна.
За допомогою повороту корпуса переривника-розподільника виставляється й коректується первісний кут випередження запалювання (кут до корекції відцентровим вакуумним регуляторами).
1.5.2 Системи зі статичним розподілом енергії
У процес розробки нових систем запалювання одним з головних завдань було відмовитися від усіх найбільш ненадійних компонентів системи – не тільки від контактного переривника, але й від механічного розподільника запалювання. Від контактного переривника вдалося відмовитися шляхом впровадження мікропроцесорних систем керування (див. вище). Від розподільника вдалося відмовитися розробкою так званих систем запалювання зі статичним розподілом енергії або статичних систем запалювання (статичним - тому що в цих системах відсутні рухомі частини, наявн в розподільнику). Тому що розподільник у цих системах відсутній, ці системи також мають загальне позначення DLI (DistributorLess Ignition), DIS (DistributorLess Ignition System) ("система без розподільника"), DI (Direct Ignition), DIS ("система прямого запалювання", "безпосереднє запалювання").
Примітка. Різн автори використають різну термінологію, в даній роботі, щоб уникнути зайво плутанини, пропонується зупинитися на такому варіанті: DLI – ставиться до усіх систем без високовольтного розподільника; DI - ставиться тільки до систем з ндивідуальними котушками (DI = COP + EFS); DIS - ставиться тільки до системи синхронного запалювання із двовихидними котушками (DIS = DFS). Такий підхід, може бути, і не зовсім правильний, але вживається найбільше часто.
Із впровадженням цих систем довелося вносити істотні зміни й у конструкцію котушки запалювання (використати двох- і чотирьохвиводні котушки) і/або використати системи з декількома котушками запалювання. Всі системи запалювання без розподільника діляться на два блоки – системи незалежного запалювання з індивідуальними котушками запалювання на кожний циліндр двигуна (EFS і COP системи) і системи синхронного запалювання, де одна котушка обслуговує, як правило, два циліндри (DFS-системи).
1. Систему EFS (ньому. Einzel Funken Spule) називають системою незалежного запалювання, тому що в ній (на відміну від систем синхронного запалювання) кожна котушка й управляється незалежно й дає іскру тільки для одного циліндра. У цій систем кожна свіча має свою індивідуальну котушку запалювання. Крім відсутності в системі механічних частин, що рухаються, додатковою перевагою є те, що при виході й будуючи котушки перестане працювати тільки один "її" циліндр, а система в цілому збереже працездатність.
Як уже говорилося при розгляді мікропроцесорних систем керування запалюванням, комутатор у таких системах може являти собою один блок для всіх котушок запалювання, окремі блоки (кілька комутаторів) для кожної котушки запалювання, а, крім того, він може бути як інтегрований з електронним блоком керування, так і може встановлюватися окремо. Котушки запалювання також можуть стояти як окремо, так і єдиним блоком (але в кожному разі вони стоять окремо від ЕБК), а крім того, можуть бути об'єднані з комутаторами.
Однієї з найбільш популярних різновидів EFS-систем є так звана COP система (Coil on Plug - "котушка на свічі") – у цій системі котушка запалювання ставиться прямо на свічу. Таким чином, стало можливим повністю позбудеться ще від одного не цілком надійного компонента системи запалювання - від високовольтних проводів.
2. Система статичного синхронного запалювання із двохвиводними котушками запалювання (одна котушка на дві свічі) - DFS (нім. Doppel Funken Spule) система. Крім систем, з ндивідуальними котушками, використаються й системи, де одна котушка забезпечу високовольтний розряд на двох свічах одночасно. При цьому виходить, що в одному з циліндрів, що перебуває в такті стиску, котушка дає "робочу іскру", а в сполученому з ним, що перебуває в такті випуску дає "холосту скру" (тому така система часто називається системою запалювання з холостою іскрою - "wasted spark"). Наприклад, в 6-циліндровому V-образному двигуні на циліндрах 1 і 4 поршні займають те саме положення (обо перебувають у верхній і нижній мертвій крапці одночасно) і рухаються в унісон, але перебувають на різних тактах. Коли циліндр 1 перебуває на компресійному ходу, циліндр 4 - на такті випуску, і навпаки.
Висока напруга, вироблювана у вторинній обмотці, подається прямо на кожну свічу запалювання, рис. 1.18. В одній зі свіч запалювання іскра проходить від центрального електрода до бічного електрода, а в іншій свічі іскра проходить від бічного до центрального електрода.
Напруга, необхідна для утворення іскри, визначається іскровим проміжком і тиском стиску. Якщо іскровий проміжок між свічами обох циліндрів дорівнює, для розряду необхідна напруга, пропорційна тиску в циліндрі. Вироблювана висока напруга розділяється відповідно до відносного тиску циліндрів. Циліндр на ходу стиску вимагає й використає більший розряд напруги, чим на ходу випуску. Це відбувається тому, що циліндр на ходу випуску перебуває приблизно під атмосферним тиском, тому витрата енергії набагато нижче.
Рис. 1.18 Шлях напруги і напрямки «робочої» та «холостої» скри в системі DFS
У порівнянні із системою запалювання з розподільником, загальна витрата енергії в системі без розподільника практично такий же. У системі запалювання без розподільника втрата енергії від іскрового проміжку між ротором розподільника й клемою ковпачка заміняється втратою енергії на холосту іскру в циліндрі на ходу випуску.
Котушки запалювання в системі DFS можуть установлюватися як окремо від свіч зв'язуватися з ними високовольтними проводами (як у системі EFS), так і прямо на свічах(як у системі COP, але в цьому випадку високовольтні проводи однаково використаються для передачі розряду на свічі суміжних циліндрів – умовно таку систему можна назвати "DFS-COP").
Також у цій системі комутатори можуть бути об'єднані з відповідними котушками - як на приклад у Mitsubishi Outlander, рис. 1.20.
Рис. 1.20 Схема системи "DFS-COP" застосована на Mitsubishi Outlander
1.6 Високовольтні проводи
Високовольтн проводи – з'єднують накопичувач енергії c розподільником або свічами й розподільник зі свічами. У системах запалювання COP відсутні.
1.7 Свіч запалювання
7. Свіч запалювання (spark plug) - необхідні для утворення іскрового розряду й запалювання робочої суміші в камері згоряння двигуна. Свічі встановлюються в головці циліндра. Коли імпульс струму високої напруги попадає на свічу запалювання, між її електродами проскакує іскра - саме вона запалює робочу суміш.
Як правило, установлюється по одній свічі на циліндр. Однак, бувають і більше складн системи із двома свічами на циліндр, причому не завжди свічі спрацьовують одночасно (наприклад, на новітньому Honda Civic Hybrid використається система DSI - Dual Sequential Ignition - при малих обертах дві свічі одного циліндра спрацьовують послідовно - спочатку та з них, що ближче до впускного клапана, а потім друга - щоб паливоповітряна суміш згоряла швидше й повніше). Та і сам свічки на такі прості, сучасні свічки дуже різноманітні за конструкцією. Окрім звичайний одноелектродних зараз існують двох, трьох, або навіть чотирьох електродні свічки, окрім того є плазмові свічки та ін..
1.8 Розподіл системи запалення
Будь-яка система запалювання чітко ділитися на дві частини:
- низьковольтну (первинну, англ. primary) ланцюг - включає первинну обмотку котушки запалювання й безпосередньо пов'язані з нею ланцюга (переривника, комутатора й інших компонентів залежно від пристрою конкретної системи).
- високовольтну (вторинну, англ. secondary) ланцюг - включає вторинну обмотку котушки запалювання, систему розподілу високовольтної енергії, високовольтні проводи, свічі.
З огляду на вс можливі модифікації й комбінації наведених вище елементів, на автомобілях використаються не менш 15-20 різновидів систем запалювання. Всі вони докладно розглянуті в спеціалізованій літературі й інформаційних базах по конкретних марках і моделям автомобілів.
2 ПАТЕНТНИЙ ОГЛЯД МЕТОДІВ ТА ПРИЛАДІВ ДІАГНОСТУВАННЯ ТА РЕМОНТУ СИСТЕМ ЗАПАЛЕННЯ
На даний момент кількість фірм котрі займаються розробкою й продажем стендів, приладів, пристроїв і програмного забезпечення для діагностування й ремонту систем запалювання автомобілів безліч, ще більше самих моделей, програм і типів приладів, яких з кожним днем стає усе більше. Однак їх можна класифікувати по видах, застосовності й ціновим категоріям.
Розглянемо деяк види діагностичних стендів існуючих на ринку й визначимо їхні достоїнства й недоліки. Широке поширення одержали стаціонарні мотор-тестери з електронно-променевою трубкою, переносні електронні автотестери (із цифровою ндикацією), а також персональні комп'ютери зі спеціальним програмним забезпеченням і пристроями підключення, достоїнствами яких є найширш функціональні можливості.
Основне - це сканери й мотор-тестери. Допоміжне - це стенди для промивання інжекторів, перевірки свіч, виміру СО-СН, а також компрессометр, стробоскоп, вакуумметр, технічна документація. Є ще один варіант - здобувати встаткування, розроблене на базі сучасного ПК. Т.е. на підприємстві, що займається діагностикою є персональний комп'ютер або ноутбук, власник до нього здобуває ряд програм сканерів для різних типів авто й універсальний адаптер і одержує сканер з можливостями: прочитати помилки, стерти помилки, вивести й проаналізувати параметри датчиків виконавчих пристроїв, відкоригувати базові установки, зберегти дані клієнта його параметри в базу.
Найбільш відомим розповсюдженим засобом діагностики є мотор-тестер [7]. СТО доводиться ремонтувати й карбюраторні авто, а для них мотор-тестер - це те, що треба: можливість діагностики систем запалювання (від контактної до мікропроцесорної). По-друге, залишаються іномарки 1986-90 років випуску, до яких сканери мало застосовні, отут і стає на перше місце мотор-тестер, тільки потрібно озброїться технічними параметрами Autodata, Caps, Elsa, TIS. Зараз на ринку існує безліч моделей та фірм котрі розробляють та продають цю техніку.
Автомобільний сканер [7] – це пристрій для зв'язку з електронними блоками керування різних систем автомобіля. Автомобільний сканер є одним з первинних приладів при діагностиці електронних систем автомобіля. При цьому, чим більше електроніки виробники впроваджують у конструкцію автомобілів, тим вище роль сканера в процесі діагностики. Не варто забувати, що сканер є лише посередником між електронним блоком і людиною, тобто надає інформацію такий, який її “бачить блок керування (наприклад, у випадку ушкодження проводи, що йде від витратоміра повітря до блоку керування, блок видасть помилку «несправне витратомір повітря», хоча сам витратомір буде абсолютно справний).
Сканери можна умовно розділити на дві більші групи: мультимарочні й дилерські. Треба помітити, по-перше, що функціонально мотор-тестер сканер ніяким чином не перетинаються один з одним (тобто на станції вони повинні бути присутнім обоє), по-друге, мотор-тестер, з одного боку, більше універсальний прилад, чим сканер (він жорстко не прив'язаний до конкретних марок і моделей автомобілів, типам блоків керування й діагностичних колодок та н.), з іншого боку, можливість здійснення мотор-тестером своїх основних функцій (осцилограф запалювання й аналіз циліндрів) багато в чому залежить від системи, що використається на конкретному автомобілі, запалювання (система з розподільником, системи DLI EFS і DLI DFS - DIS та ін.), доступності елементів системи запалювання (високовольтних проводів, виводів котушок запалювання та н.) і т.д.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
