запалителна система
Цел на системата за запалване
В двигатели с искрово запалване, които включват петролни и газови двигатели, се използва системата за запалване, т.е.. Е. системата гарантира изгаряне на смес въздух-гориво преди началото на работния ход в края на такта на сгъстяване.
запалване на двигателя е предназначен за генериране на високо напрежение импулс причинява флаш горими смес в горивната камера, синхронизация на импулси с фаза на двигателя и разпределението на импулси на цилиндрите на двигателя.
Запалване на горивния смес в горивната камера на бензин коли или газов двигател се осъществява чрез електрически разряд, генерирани между електродите на запалителната свещ завинтва в цилиндровата глава. Непрекъснато искри между електродите на запалителната свещ се извършва при високо напрежение (8 ... 30 хиляди. Волта). По време двигателят работи смес топло искри се пресова и е с висока температура, близка до температурата на запалване, така че се изисква малък освобождаване искра мощност за неговото запалване.
Въпреки това, има няколко режима на работа на двигателя, когато това се изисква много силна искра. Тези режими са:
- стартиране на режим;
- работят на постно смеси в частичен газ;
- на празен ход;
- Работя в остър отваряне на газта.
Електрическа искра причинява ограничено количество работа смес от първите активните места, на която започва да се развива бързо течаща химична реакция на окисление на горивото (т.е.. Е. горивната й), придружено от отделяне на топлина.
От силата и работната искрово запалване смес време зависи до голяма степен ефективността и стабилността на работа на двигателя, и токсичност на отработените газове.
Изисквания към системата за запалване
Като се имат предвид условията, в които работата на двигателите с вътрешно горене, запалителната система да отговарят на следните изисквания:
- Система за запалване трябва да се създаде напрежение, достатъчно за разбивка искрова междина (празнина) на запалителната свещ, като същевременно осигурява непрекъснат искри при всички режими на работа на двигателя;
- искра, образуван между електродите на запалителната свещ трябва да има достатъчно енергия и продължителност за запалване на горивния смес от всички възможни режими на работа на двигателя;
- времето на запалване трябва да бъдат строго определени и съответстват на условията на работа на двигателя;
- експлоатация на всички елементи на системата за запалване трябва да е надеждна при високи температури и механични натоварвания, изпитвани от двигателя;
- свещите електроди по време на работа не трябва да бъдат подложени на значителен ерозия.
Напрежение, необходимо за разпределението на разликата искра на запалителната свещ, зависи от много фактори, като налягане, температура и състав на горими смес; разстоянието между електродите на запалителната свещ (GAP); материал и температурата на електродите; полярността на високо напрежение.
По този начин, при стартиране на студен двигател достига до разпределението на напрежението от 16 ... 30 хиляди. Volt или повече, и когато двигателят е достатъчно топло 10 ... 12 хиляди. Volt.
Запалване на сместа трябва да се извършва по точно определен момент по отношение на буталото достигне горната мъртва точка (ГМТ). Това се дължи на факта, че сместа се изгаря не е мигновен, а за някои от тях, дори и за кратко, период от време.
Ако запалване настъпи по-късно, отколкото е необходимо, сместа се изгарят по време на такта на разширение (инсулт) и изгаряния в изпускателната тръба. Това намалява средното налягане на газове по време на нагнетателния ход на буталото, и съответно намалява мощността на двигателя. Освен това, има прегряване части на изпускателната система и увеличава количеството на замърсители в околната среда.
В твърде рано запалване на почивките на сместа гориво преди пристигането на буталото в ГМТ, се дължи на това, че буталото изпитва силен насрещен удря с детониращ гориво, придружен от звучен метален чук в двигателя. Ранно възпаление намалява мощността и ефективността на двигателя и води до бързо износване на частите на механизма на коляновия вал (коляно), особено буталото.
Ъгълът между позицията на коляновия вал, съответстващо на времето на освобождаване искра между електродите на запалителната свещ, и позиция, в която буталото е в ГМТ се нарича времето на запалване. оптимално времето на запалване зависи от оборотите на двигателя и натоварването на двигателя.
Когато коляновият вал се върти с висока честота, скоростта на увеличенията на буталото, и се оставя за смес горене време, се намалява. В този случай, за да работят сместа е имал време напълно да изгори, е необходимо да се изгори малко по-рано преди пристигането на буталото в ГМТ, т. Е. увеличаване времето на запалване.
Увеличаването на натоварването на двигателя е придружено от увеличаване на отваряне на дроселната клапа и пълнене на цилиндрите, както и намаляване на скоростта на коляновия вал на двигателя. В резултат на това по време на такта на разширение и сместа се увеличава горене, така че сместа да се възпламени по-късно, т.е.. Е. намали времето на запалване.
Поради тези причини, модерни системи за запалване, оборудвани с устройства, които автоматично се променя времето за запалване на двигателя в съответствие с оперативните условия.
Функцията за разпространение на системата за запалване се дължи на факта, че автомобилните двигатели поразително извършени мулти-цилиндров, с процесите, които протичат в различни цилиндрите са изместен във времето от съображения за баланс и баланса на възли и детайли движимо KSHM групата. Следователно, системата за запалване трябва да осигури доставка на изхвърлянето на искра в всеки цилиндър строго съответствие с потока него такт, бутало позиция и газоразпределение (времето).
Устройствата, които осигуряват навременна доставка на искри във всеки цилиндър на двигателя се нарича дистрибутор на запалване. Дизайнът зависи от вида на системата за запалване дистрибутор използва в двигателя, но на принципа на работа и функциите на тези устройства са едни и същи.
Характеристики на двигателя и определят основните изисквания за системата за запалване. Важен за запалителната система е стабилността на регулационни характеристики, тъй като дори и малка промяна в работата им, негативно влияние върху мощността и ефективността на двигателя, както и в количеството на изпусканите в околната среда.
Изисквания към системата устройства за запалване
запалителна система изделия трябва да отговарят на следните изисквания:
- има проста конструкция с ефективна работа;
- имат ниско тегло и размери;
- да бъде здрава и надеждна с минимални експлоатационни разходи;
- гарантира гладко запалване на горими смес при всички режими на работа на двигателя;
- предостави автоматична смяна на времето за запалване в зависимост от натоварването и скорост на двигателя;
- не се намесва в работата на електронното оборудване и компютърни технологии, които се използват на колата.
системи Класификация запалване
В момента, местни и чуждестранни производители на автомобилни двигатели, налични в търговската мрежа в следните видове системи за запалване:
система Контакт-транзистор запалване замества класическата контактната система с появата на мощни и преносими полупроводникови устройства. Въпреки това, напълно да се откаже от механични вериги метод прекъсване в такава система, дизайнери не смееха - механично хеликоптер периодично отделя базата на транзистора от захранващата верига на батерията, заключване и отключване, по този начин, емитер-колектор транзистор верига, през която преминава ток в първичната намотка намотка запалване.
Предимство системи контакт-транзисторни запалване е фактът, че след контактите на прекъсвача проведе ток по-малък мащаб, отколкото прекъсвач на класическата система, която има благоприятен ефект, особено в периода на експлоатация на контактите на прекъсвача, но не реши много проблеми на системата за запалване на батерията с механични елементи ,
На следващия етап от развитието на системата за запалване е използването на системи от безконтактен транзисторни. Свържи се с прекъсвача затваря и затваря механично, отстъпи на magnetoelectric сензор ротор. Сензорът се върти в магнитното поле на статора фиксирана и специален дизайн генерират импулси, което позволява на първичен контрол транзистор (ниско напрежение) верига на системата за запалване.
система с безконтактна-транзистор запалване има значително предимство пред контакта и контакт-транзисторни системи - в работата си не е бил използван толкова деликатен и ненадежден елемент, като например електрически контакти, управлявани механично.
Малко по-различен метод за получаване на високо напрежение за образуване на освобождаване искра на свещите, използвани в системите за тиристор (кондензатора) запалване. За разлика от горепосочените системи за запалване, използващи високо напрежение енергия за индуктивност съхранение (бобина), в енергия системи натрупване тиристор се извършва в буфер за съхранение, т. Е. хладник. За да работи такава система изисква допълнителни устройства, по-специално, конвертор на напрежение и елемент за управление - на тиристор.
Освен това, системата за запалване работа тиристор е практически зависи от скоростта на въртене на коляновия вал на двигателя. Тези фактори са били решаващи при избора на типа на системи за запалване за превозни средства с двигатели vysokooborotisty, включително - за състезателни автомобили и мотоциклети. Въпреки това, недостатъците на тази система инча R. ч. много кратката продължителност на освобождаването на искра, не е позволено да измести класическа система запалване с индуктивен съхранение на енергия.
Прогресивното развитие на компютърните технологии е довело до напълно нови видове системи за запалване с помощта на своите операционни различни сензори. контрол компютърна програма автомобил. Първо дойде на запалителната система с цифрово управление. и след това микропроцесорни системи за управление на двигателя колата.
Електроника, контролирани от датчици, се оказаха много по-надеждни и по-функционални от механиката и електротехниката. Например сензор колянов вал позиция (DPKV) заедно с някои други коригиращи сензори (фаза сензор, сензор за газта позиция, сензор за скорост) е изцяло заменена от член на запалителната система ненадеждна като хеликоптер. Като проста структура и миниатюрен размер, сензорите въпреки това перфектно се справят с възложените им функции.
Освен това, най-ценното последствие от въвеждането на компютъра в колата е възможност за централизирана система за контрол на двигателя и координира работата на системи за запалване, силата и охлаждане.
През последните години по-старите видове системи за запалване, използващи механична операция, транзисторни и тиристорни прекъсвачи интензивно дава път на по-модерни системи, контролирани от електроника и компютърни технологии.
Двигателите на съвременните бензинови и газови превозни средства все повече използват цифрови и микропроцесорни системи, интегрирани системи за управление, запалване и мощност на двигателя, както и да упражняват контрол върху емисиите на продуктите на горенето в околната среда, което е предвидено редица значителни предимства по отношение на динамика, икономиката и екологията двигатели.
Все пак, за да се разбере ясно за работата на най-модерните системи за запалване, е необходимо да се знае принципа на старата и вида на контакт (батерия) запалителна система, което позволява за първи път, за да възпламени работната смес в цилиндъра с електрическа искра.