Электронные системы зажигания — EI и DLI

Электронные системы зажигания устанавливают момент зажигания посредством электронных расчетов. Характеристические кривые, получаемые при использовании обычных распределителей зажигания с центробежными и вакуумными регуляторами, заменяются оптимизированными электронными отображениями процесса зажигания. Механическое распределение тока высокого напряжения осталось в варианте EI. Полностью электронное бесконтактное зажигание (т.е. без распределителя зажигания, система DLI) имеет постоянные электронно-управляемые компоненты.

Электронные системы зажигания более точно, чем обычные механические системы, выбирают момент зажигания. Их преимущество заключается в том, что процесс зажигания определяется углом поворота коленчатого вала, а не валика распределителя (исключается влияние допусков в приводе распределителя). Исключаются ограничения, накладываемые механическими устройствами регулировки.

Число входных параметров теоретически ничем не ограничено, что позволяет расширить диапазон регулирования зажигания. Вследствие ограничений, накладываемых на потребное напряжение зажигания и регулируемый диапазон момента зажигания, при использовании распределителя зажигания с фиксированным приводом возникают значительные трудности в установке моментов зажигания на многоцилиндровых двигателях. Также в этом случае не может быть обеспечено эффективное распределение зажигания. Выходом может быть разделение зажигания на две цепи и статическое распределение напряжения.

Схема действия электронной системы зажигания (EI)
1 – катушка зажигания с задающим каскадом; 2 – распределитель тока высокого напряжения; 3 – свеча зажигания; 4 – электронный блок управления (ECU); 5 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 6 – датчик детонации; 7 – датчик установочных импульсов и начала отсчета; 8 – зубчатый венец маховика; 9 – датчик положения дроссельной заслонки; 10 – аккумуляторная батарея; 11 – выключатель зажигания

Электронная система зажигания комбинируется с системой электронного управления впрыском топлива (система Motronic), устройством контроля детонации двигателя, ABS и т.д., что дает возможность использовать датчики и/или сигналы от других узлов автомобиля в более чем одной системе управления. Последовательно подключенный канал передачи информации (система CAN) еще больше сокращает число входных параметров в ECU.

Схема бесконтактной системы зажигания с электронным управлением (DLI)
1 – свеча; 2 – катушка зажигания для каждого цилиндра; 3 – датчик угла поворота дроссельной заслонки; 4 – электронный блок управления (ECU); 5 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 6 – датчик детонации; 7 – датчик частоты вращения коленчатого вала и датчик начала отсчета; 8 – зубчатый венец маховика; 9 – аккумуляторная батарея; 10 – выключатель зажигания

Работа электронной системы зажигания

Частота вращения коленчатого вала и его положение контролируются индуктивным датчиком в плоскости вращения венца маховика с использованием отдельного ротора либо специального штифта (в ранних системах применялись два датчика). Срабатывание датчика осуществляется при прохождении в его магнитном поле равномерно распределенных зубьев или сегментов (по одному на два цилиндра):

• начало сегмента равно углу, соответствующему максимальному опережению зажигания;
• конец сегмента равен начальному углу.

Установочная метка соответствует определенному угловому положению коленчатого вала. Для получения импульсов напряжения может использоваться распределитель зажигания без механизма изменения опережения зажигания; в этом случае управляющий сигнал создается в генераторе Холла. Для контроля за нагрузкой двигателя могут использоваться датчик давления, потенциометры, определяющие угловое положение дроссельной заслонки или электронные сигналы от системы управления топливоподачи. Микропроцессор в ECU производит обработку сигналов о частоте вращения коленчатого вала и нагрузке двигателя для расчета точного момента зажигания. Микропроцессор может также производить обработку сигналов о температуре двигателя и степени открытия дроссельной заслонки, что позволяет корректировать установку зажигания и регулировать другие параметры автомобиля. Микропроцессор позволяет определить угол замкнутого состояния контактов прерывателя и контролирует работу аккумуляторной батареи для коррекции ее напряжения. Это гарантирует получение максимального напряжения искрового разряда. При малой частоте вращения вала стартера компьютер прерывает прохождение тока через катушку зажигания, препятствуя ее перегреву. Задающий (усиливающий) каскад может быть интегрирован в ECU или установлен отдельно.

Обработка сигналов в ECU

Электронное зажигание, обработка сигнала:
1- частота вращения коленчатого вала двигателя; 2 – сигналы включения; 3 – CAN (последовательно подключенный канал передачи информации); 4 – давление во впускном трубопроводе двигателя; 5 – температура двигателя; 6 – температура воздуха на впуске; 7 – напряжение аккумуляторной батареи; 8 – микропроцессор; 9 – аналого-цифровой преобразователь; 10 – задающий каскад (каскад усиления мощности)

После первоначальной обработки сигналы в цифровой форме направляются непосредственно в микропроцессор. Аналоговые сигналы сначала преобразуются в цифровую форму. Существуют разные варианты системы зажигания ESA. Сравнение программ работы систем электронного зажигания и работы систем с распределителем зажигания показывает, что в первом случае имеется возможность программировать каждую точку поля углов опережения зажигания. Таким образом, оптимальный момент зажигания (например, для получения максимальной топливной экономичности) может быть выбран для каждого из условий работы в соответствии с ограничениями, накладываемыми такими факторами, как токсичность, пределы воспламенения рабочей смеси и динамические характеристики самого автомобиля. ECU не требует обслуживания и регулировок за весь срок службы двигателя.

Система зажигания с вращающимся распределителем

Распределитель зажигания обеспечивает подачу электрических импульсов к свечам зажигания цилиндров двигателя. Если диапазон его регулировок недостаточен для обслуживания всех цилиндров, то применяются две цепи зажигания (например, два распределителя зажигания, каждый из которых рассчитан на 4 цилиндра, могут обслуживать 8-цилиндровый двигатель). Синхронизацию работы двух таких распределителей осуществляет коленчатый вал. При использовании двух распределителей, каждый из которых обслуживал бы 3 цилиндра, синхронизация их работы должна была бы осуществляться посредством распределительного вала.

Бесконтактное распределение зажигания

Системы с катушками зажигания на каждый цилиндр двигателя

Каждый цилиндр двигателя снабжен собственной катушкой зажигания с задающим (усилительным) каскадом, установленной непосредственно над свечой зажигания или отдельно от нее. При этом необходима синхронизация работы всех катушек или посредством датчика вращения распределительного вала, или путем определения давления в цилиндре. На двигателях с четным числом цилиндров система возвращается к способу генерирования импульсов зажигания от вращения коленчатого вала в том случае, если датчик вращения распределительного вала выйдет из строя, хотя две катушки зажигания всегда будут срабатывать одновременно (один из искровых разрядов будет иметь место при такте выпуска). Эта система пригодна для двигателей с любым числом цилиндров и обеспечивает большие возможности для проведения регулировок, так как за один цикл работы двигателя генерируется только один искровой разряд.

Благодаря всем этим преимуществам система с катушками зажигания на каждый цилиндр будет применяться гораздо чаще по сравнению с использованием катушки на большее число цилиндров, даже несмотря на более высокую стоимость такой системы.

Системы с одной катушкой зажигания на два цилиндра

В этих системах на каждые два цилиндра двигателя имеется одна катушка зажигания. Коленчатый вал может использоваться для синхронизации их работы. Клемма высокого напряжения катушки зажигания соединена со свечами зажигания двух цилиндров, рабочие циклы которых осуществляются со смещением на 360⁰ один от другого.

Дополнительный искровой разряд вырабатывается во время такта выпуска. Такая система зажигания может применяться только на двигателях с четным числом цилиндров. В настоящее время такая бесконтактная система зажигания используется наиболее часто из-за меньшей ее стоимости относительно системы с катушками зажигания на каждый цилиндр.

Есть вопросы? ЗАДАВАЙ!