Для того чтобы оценить преимущества и перспективы электронного зажигания, а им уже оснащаются подвесные моторы средней и большой мощности (пока главным образом американские), необходимо обратиться к истории, напомнить устройство обычного электрического зажигания, отметить его преимущества и недостатки.
За полстолетия развития бензиновых двигателей в электрическом зажигании ничто существенно не изменилось. В основном видоизменялась сама свеча в связи с ростом температуры в цилиндре в результате повышения степени сжатия. Была создана свеча с изолятором из окиси алюминия, которая вполне обеспечивает нормальную работу современного двигателя. Для получения необходимой искры верой и правдой служит аккумуляторная батарея (напряжение обычно составляет 12 в при силе тока 4—5 а) или магнето, которые в общем-то работают надежно и исправно. Разве что приходится часто чистить или менять контакты прерывателя.
Главной причиной обгорания контактов является «инертность» индуктивной нагрузки (бобины), приводящая к смещению во времени между током и напряжением, вызывающая коммутационные перенапряжения в несколько сот вольт. Полная сила тока в катушке зажигания устанавливается постепенно; по мере подачи в катушку напряжения создается магнитное поле, на что необходимо какое-то время. При замыкании прерывателя это поле мгновенно прекращает свое существование, во вторичной обмотке катушки возникает высокое напряжение, необходимое для работы свечи. В первичной обмотке это исчезающее магнитное поле тоже вызовет рост напряжения, которое будет значительно выше (несколько сот вольт), чем полученное от батареи, и обратной полярности. Медленное нарастание силы тока в первичной обмотке при замыкании прерывателя приводит к тому, что с увеличением числа оборотов величина высокого напряжения падает.
При зажигании от магнето высокое напряжение — около 1000 в — создается в первичной и вторичной обмотках при помощи постоянного магнита. Однако этого напряжения еще недостаточно для образования эффективной искры в свече. Поэтому и здесь повышение напряжения во вторичной обмотке достигается за счет прерывания тока в первичной. С увеличением числа оборотов двигателя повышается число оборотов магнето, и, следовательно, возрастает напряжение.
Итак, для получения достаточно высокого напряжения, которое может обеспечить быстрое и четкое зажигание, необходимо быстрое и четкое прерывание тока в цепи первичной обмотки. Для этой цели приходится устанавливать подключенный параллельно прерывателю гасительный конденсатор, где как бы «скапливаются» электроны во время срабатывания прерывателя, в результате чего и возникает искра,
С появлением около четверти века назад полупроводниковых приборов — диодов и транзисторов, могущих работать в режиме переключения, т. е. выполнять роль электронного прерывателя, появилась возможность заменить ими ненадежный механический прерыватель или хотя бы облегчить его работу. Естественно, переход на еще не вполне изученное электронное зажигание долгое время тормозило то, что мощные (кремниевые) транзисторы были очень дороги. Тем не менее начало было положено и накапливался соответствующий опыт.
Рассмотрим схему простейшего электронного зажигания (рис. 1) с транзистором, облегчающим режим работы механического прерывателя. Конечно, электронной в полном смысле слова такую систему назвать можно с большой натяжкой: как мы видим, в этой схеме по-прежнему существуют и механический прерыватель, и батарея питания, но собственно прерывателем, разрывающим ток в первичной обмотке, является уже транзистор. Контакты механического прерывателя служат только для переключения тока базы транзистора — электронного прерывателя. До тех пор, пока эти контакты разомкнуты, база заряжена положительно, транзистор заперт. Как только прерыватель замкнется, уменьшится положительное напряжение базы, транзистор отпирается в направлении эмиттер — коллектор, и через первичную обмотку катушки зажигания проходит ток.
К контактам механического прерывателя приложено только напряжение батареи, да и ток базы транзистора в несколько раз меньше тока коллектора, Благодаря этому срок службы прерывателя, определяемый только его механическим износом, увеличивается.
Важно подчеркнуть, что транзистор переключает мгновенно, благодаря чему импульс в первичной обмотке катушки зажигания возникает соответственно быстрее и, следовательно, происходит быстрое нарастание высокого напряжения зажигания. Это достоинство электронного зажигания особенно ценно при использовании его на двухтактных двигателях, где скорость новообразования вдвое выше, чем на четырехтактных, и свеча должна зажечь бензо-воздушную смесь, содержащую еще и масло, за вдвое меньший отрезок времени.
Другое достоинство электронного зажигания состоит в том, что высокое напряжение почти не зависит от числа оборотов самого двигателя.
Тем не менее, несмотря на эти преимущества, транзисторная схема зажигания именно из-за необходимости иметь источник питания и механический прерыватель не нашла широкого применения на лодочных моторах (хотя в автомобилях достаточно распространена). Сказанное относится и к более сложным схемам транзисторного зажигания, где механический прерыватель упразднен, а его роль выполняет электромагнитный или фотоэлектрический импульс, который и управляет транзистором.
Общим недостатком схем транзисторного зажигания (пожалуй, основным) является недостаточная надежность работы при повышенной влажности окружающей среды, особенно при малых сопротивлениях утечки на стороне высокого напряжения (в пределах 0,1÷1 мегом). Сопротивления утечки указанной величины всегда наблюдаются на изоляторах свечей зажигания, на увлажненных с внутренней стороны крышках распределителей или свинцовых и угольных перемычках на электродах свечи, где должна образоваться искра.
Читайте также: Мотоцикл урал с роторным мотором
Несколько более усложненная схема, осуществленная фирмой «Бош» для шестицилиндрового двигателя (рис. 2), малочувствительна к утечкам, но существенно дороже, в связи с чем ее также нельзя рекомендовать для применения на лодочных двигателях.
Подчеркнем еще, что переделать любую «обыкновенную» систему с батарейным зажиганием на систему с электронным транзисторным зажиганием не представляет большого труда; для этого нужно смонтировать всего лишь одни дополнительный узел, который содержит транзистор и два добавочных резистора в линии прерывателя, определяющих ток и напряжение базы транзистора.
В настоящее время в конструкции подвесных моторов наиболее часто применяют электронное зажигание с накопительным конденсатором, сравнительно мало чувствительное к указанным утечкам. Есть и фирмы, которые применяют этот вид зажигания в сочетании с магдино.
Видео:Электронное зажигание на Стреле.Скачать
Следует также упомянуть получившие некоторое распространение системы с высоковольтным конденсаторным батарейным зажиганием. На первых схемах такого зажигания обычно применялся механический прерыватель для трансформатора зажигания; в современных же системах вместо этого прерывателя применяются управляемые диоды — тиристоры.
Фирма «ОМС» разработала и использует электрическую схему с конденсаторным зажиганием и питанием от батареи, представленную на рис. 3. Постоянный ток батареи преобразовывается при помощи вибропреобразователя в переменный напряжением 12 в. Затем трансформатор повышает напряжение до 300 в; в выпрямителе этот ток вновь превращается в постоянный (с тем же напряжением 300 в), которым и заряжается конденсатор зажигания, подключенный через тиристор к первичной обмотке трансформатора зажигания. Как только на тиристор поступает управляющий импульс, он отпирается, во вторичной обмотке трансформатора в течение 3 микросекунд возникает напряжение порядка 25 кв.
В моторах «Эвинруд» и «Джонсон» мощностью 50 л. с. применено магнетно-конденсаторное зажигание, не требующее источника питания и обеспечивающее еще более крутое нарастание импульса тока зажигания: 15 кв возникает за 0,2 микросекунды, т. е. две десятитысячных секунды! Если даже представить, что свеча в масле, внутренний ее изолятор увлажнен бензином, а на наружный попала вода, то и при таком сочетании, вызывающем очень большую утечку, напряжение будет еще настолько велико, что вполне сможет обеспечить надежное искрообразование.
Управляющий импульс для тиристора чаще всего создается электромагнитным способом, благодаря чему характеристика этого импульса может быть получена достаточно крутой. Остается упомянуть еще одно важное для применения на подвесных моторах преимущество магнетно-конденсаторнсго зажигания: оно обеспечивает бесперебойную работу двухтактного двигателя на холостом ходу в течение сколь угодно долгого времени. Если даже после очень длительной работы двухтактного мотора на холостом ходу дать полный газ, мотор почти мгновенно набирает обороты, чего не бывает при обычном зажигании. При этом свечи зажигания с кольцевым зазором, которые рекомендуются для рассматриваемой системы зажигания, служат в три-четыре раза дольше нормальных свечей для подвесных моторов (в четырехтактных двигателях они могут «пережить» даже сам двигатель).
Система зажигания
Системы зажигания служат для воспламенения горючей смеси в цилиндре в конце такта сжатия. Во всех мотоциклетных двигателях топливовоздушная смесь воспламеняется за счет электрической искры, возникающей между электродами свечи зажигания при напряжении 15–30 тыс. В.
Существуют системы зажигания контактного и бесконтактного типов, они могут работать как с аккумуляторной батареей, так и без нее.
Контактные системы зажигания. До конца 80-х годов прошлого века на бензиновых ДВС применяли так называемую батарейную систему зажигания, в которую входят контактный прерыватель, катушка зажигания и свечи зажигания.
Схема батарейной системы зажигания:
1 — аккумуляторная батарея;
5 — вторичная (высоковольтная) обмотка;
Контактный прерыватель, состоящий из подвижного и неподвижного контактов, задает момент образования искры.
Контактный прерыватель («Иж-Юпитер-5»)
1 — верхнее основание (левый цилиндр);
2 — токоподводящая пружина;
3 — подвижный контакт (молоточек) цепи зажигания левого цилиндра;
Видео:электронное зажигание для лодочных моторовСкачать
4 — текстолитовая подушка молоточка;
5 — неподвижный контакт (наковальня);
6 — нижнее основание (правый цилиндр);
7 — эксцентрик регулировки зазора между контактами;
8 — винт фиксации регулировки зазора;
9 — контактная группа цепи зажигания правого цилиндра;
12 — паз регулировки опережения зажигания левого цилиндра;
13 — паз регулировки опережения зажигания правого цилиндра
Подвижный контакт размещен на изолированном от корпуса рычажке (молоточке), который приводится в движение кулачком, вращающимся синхронно с коленчатым валом двигателя. В двухтактных двигателях искра должна возникать один раз за один оборот коленчатого вала, поэтому прерыватель системы зажигания размещают непосредственно на цапфе коленчатого вала. В четырехтактных двигателях воспламенение смеси происходит один раз за два оборота, поэтому прерыватель размещают на конце распределительного вала, вращающегося в два раза медленнее коленчатого.
Неподвижный контакт закреплен на основании (наковальне), соединенном с «массой». В заданный момент кулачок своим выступом поднимает подвижный контакт, разрывая тем самым цепь первичной обмотки катушки зажигания. В этот момент из-за быстрого изменения напряженности магнитного поля во вторичной обмотке катушки наводится (индуцируется) ток высокого напряжения. Конденсатор, включенный параллельно контактам, уменьшает искрообразование на них и, следовательно, обгорание контактов.
Читайте также: Лодочный мотор ямаха заклинил
В двухцилиндровых двухтактных двигателях каждый цилиндр имеет свою цепь зажигания. В двухцилиндровых четырехтактных двигателях один кулачок обслуживает двухискровую катушку зажигания. В них искра проскакивает во время одного цикла в каждом цилиндре дважды: около ВМТ — в установленный момент искрообразования и около НМТ — во время такта выпуска, когда она не влияет на рабочий процесс. В некоторых четырехтактных двигателях с двумя и более цилиндрами используют распределитель зажигания автомобильного типа с одной катушкой.
Схема батарейной системы зажигания с двухискровой катушкой зажигания («Урал», «Днепр»)
1 — аккумуляторная батарея;
3 — двухискровая катушка зажигания;
5 — вторичная (высоковольтная) обмотка;
Катушка зажигания представляет собой трансформатор. Она преобразует ток низкого напряжения, поступающий к ее первичной обмотке от аккумуляторной батареи (или альтернатора, работающего без аккумулятора), в ток высокого напряжения во вторичной обмотке, который направляется по высоковольтному проводу к свече.
Видео:Как сделать электронное зажигание на любой абсолютно мотор!Скачать
б — внешний вид у мотоцикла «Сова»;
г — мотоцикла «Урал» (двухискровая);
4 — контакт провода высокого напряжения;
5 — провод высокого напряжения;
6 — контакты первичной обмотки
Обмотки катушки зажигания наматываются на сердечник из пластин трансформаторного железа. Первичная обмотка имеет несколько сотен витков толстого провода, а вторичная 15–20 тыс. витков тонкого провода. Корпус катушки неразборный, ремонту она не подлежит.
Свеча зажигания — неразборная; состоит из стального корпуса с резьбовой частью с одной стороны для вворачивания в головку цилиндра и стержня для соединения с колпачком высоковольтного провода с другой. Этот стержень, являющийся центральным электродом свечи, изолирован от ее корпуса. Свеча имеет в той части, которая входит в камеру сгорания, один или несколько боковых электродов. Между ними и центральным электродом устанавливается определенный зазор (обычно 0,5–1,0 мм), в котором образуется искра. Свечи различаются по размеру резьбовой части и калильному числу. Диаметр резьбы свечи у двухтактных двигателей — 14 мм; у четырехтактных, из-за ограниченности пространства камеры сгорания в многоклапанных головках, он меньше — 12 или 10 мм. Длина резьбовой части свечи должна точно соответствовать высоте отверстия в головке.
Устройство (а) и маркировка (б) искровой свечи зажигания, правильные и недопустимые способы ее установки (в)
1 — контактная гайка (может отсутствовать);
6 — пробка стеклогерметика;
10 — тепловой конус изолятора;
12 — боковой электрод «массы»;
II — нет уплотнительного кольца;
III — два уплотнительных кольца;
IV — резьбовая часть коротка;
V — резьбовая часть длинна
Видео:Как работает зажигание скутера CDI, описание, схема. ignition scooter encendido scooterСкачать
Калильное число характеризует способность свечи выдерживать тот или иной тепловой режим. Свечи с большим калильным числом называют «холодными», они применяются в форсированных двигателях. Благодаря особенностям конструкции, такие свечи мало нагреваются, интенсивно отводят тепло. В противоположность им, свечи с малым калильным числом называют «горячими». Каждому типу двигателя и режиму работы завод-изготовитель предписывает применение строго определенного типа свечей. На российских мотоциклах применяются свечи марок: А17В («Иж-Юпитер-5»), А23-1 («Сова», «Иж-Планета-5»), А14В («Урал»).
Схема тепловых потоков через «горячую» (а) и «холодную» (б) свечу
Через наконечник свечи (колпачок) импульсы высокого напряжения передаются от катушки зажигания на свечи. Кроме того, в наконечнике для снижения уровня радиопомех, излучаемых системой зажигания, установлен проволочный резистор, а корпус закрыт металлическим экраном. Нередко для защиты от радиопомех специальный резистор вставляют в корпус самой свечи — в этом случае в ее маркировке присутствует буква «R».
2 — гнездо с пружинным замком, в которое вставляется резьбовой наконечник свечи;
Существенный недостаток батарейной системы зажигания заключается в подгорании контактов, поскольку через них проходит ток высокого напряжения (до 5 А). Этого недостатка лишены контактно-транзисторные системы зажигания («ТАС»), устанавливавшиеся на некоторые зарубежные модели. В них контакты формируют только управляющий импульс тока низкого напряжения, поступающий к транзисторному коммутатору.
Бесконтактные системы зажигания. На современных мотоциклах контактные батарейные системы зажигания полностью вытеснены бесконтактными системами зажигания (БСЗ). Они более надежны и позволяют достигать высоких частот вращения коленчатого вала двигателя. Кроме того, БСЗ не нуждаются в обслуживании и периодической регулировке момента зажигания. Различают конденсаторные (тиристорные — CDI) и транзисторные (TI) системы, в которых применяют импульсные генераторы (датчики) разных видов: индуктивного типа (магнитоэлектрические) и использующие эффект Холла.
а — с индуктивным датчиком («Урал-Соло Классик»); б — с датчиком Холла («Урал-Волк»); в — схема магнитного потока, взаимодействующего с датчиком Холла; 1 — индуктивный датчик 2 — ротор с двумя постоянными магнитами; 3 — коммутатор; 4 — вращающийся экран датчика Холла; 5 — датчик Холла; 6 — основание со встроенным коммутатором; 7 — пазы для регулировки опережения зажигания
Индуктивный датчик представляет собой отдельную обмотку, схожую с обмоткой генератора. Конструкция такого датчика проста, и он не требует питания, однако вырабатываемое им напряжение управляющего импульса зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя; кроме того, форма импульса может быть искажена воздействием магнитного поля других обмоток генератора.
Читайте также: Самые хорошие свечи зажигания для мотора
Датчик Холла состоит из чувствительного элемента и расположенного на небольшом расстоянии неподвижного постоянного магнита, между которыми создается магнитное поле. В пространстве между чувствительным элементом и магнитом вращается металлический экран с прорезью. Прорезь беспрепятственно пропускает магнитный поток, и на выходе элемента появляется ЭДС; сам же поток экран прерывает. Обычно датчик Холла совмещен с микросхемой, стабилизирующей напряжение его питания и усиливающей выходной сигнал. В многоцилиндровых двигателях экран имеет несколько прорезей по числу цилиндров (или их пар, если применены двухискровые катушки зажигания). Датчики Холла достаточно надежны, миниатюрны, потребляют малое количество энергии, а самое главное их достоинство — малая чувствительность к помехам от других обмоток генератора. Их недостатки — необходимость питания чувствительного элемента постоянным током и некоторая сложность в установке.
Сигнал от датчика любого типа поступает в электронный блок управления — коммутатор, который подает импульс на катушку зажигания.
Электронный коммутатор мотоциклов «Сова», «Курьер», «Минск»
Видео:Автомобильное электронное зажигание для вихрь 30Скачать
В системах CDI энергия искрообразования накапливается в конденсаторе, который заряжается от бортовой сети или от специальных обмоток генератора. Управляемый диод (тиристор) не пропускает ток на «массу» до тех пор, пока на его ключ не будет подан положительный сигнал определенной силы и формы от датчика. В момент искрообразования магнит, расположенный в корпусе ротора, проходит мимо обмотки датчика и возбуждает в ней электрический ток. Этот ток, поступая на ключ тиристора, открывает его, и конденсатор мгновенно разряжается на «массу» через тиристор. В результате через первичную обмотку катушки зажигания проходит короткий и сильный электрический импульс — как в случае размыкания контактов в батарейной системе зажигания.
Упрощенная схема электронной бесконтактной системы зажигания CDI (а) и принцип работы тиристора (б):
1 — обмотка датчика; 2 — постоянный магнит ротора; 3 — обмотка зажигания; 4 — конденсатор; 5 — первичная обмотка катушки зажигания;
6 — вторичная обмотка катушки зажигания; 7 — свеча зажигания; 8 — тиристор; 9 — ключ тиристора; 10 — помехоподавительный диод
Системы CDI обеспечивают мощную, но относительно кратковременную искру. Такая схема предпочтительнее на двухтактных двигателях, для которых характерна работа на более богатых (а значит, легче «поджигаемых») смесях. В четырехтактных двигателях для надежного воспламенения бедных смесей требуется более «продолжительная» искра, которую создает система TI.
Все чаще на современных мотоциклах с многоцилиндровыми четырехтактными двигателями применяют цифровые микропроцессорные БСЗ как с механическим распределителем зажигания (ESA), или одной катушкой зажигания, обслуживающей два цилиндра, так и полностью электронные (DLI) с индивидуальными (на каждой свече) катушками зажигания. Для их управления двигатель оснащают рядом датчиков: частоты вращения и положения коленчатого вала (метки ВМТ), положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости и воздуха, содержания кислорода («лямбда-зонд»). Нередко цифровая БСЗ объединена с системой впрыска топлива («Motronic» мотоциклов БМВ).
Для нормальной работы двигателя, независимо от типа системы зажигания, важны правильная установка угла опережения зажигания, а также соответствие тепловой характеристики свечи типу двигателя и режимам его работы. Искра должна образоваться между электродами свечи не точно в ВМТ, а чуть раньше, поскольку воспламенение горючей смеси происходит с запаздыванием. Поэтому каждому типу двигателя и даже режиму его работы соответствует оптимальный угол опережения зажигания (в мм или градусах поворота коленчатого вала до ВМТ). При более раннем зажигании в двигателе возникает детонация (взрывное горение), приводящая к поломкам деталей цилиндро-поршневой группы. Позднее зажигание вызывает перегрев деталей двигателя и падение его мощности.
В четырехтактных двигателях корректировка угла опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала осуществляется автоматическими регуляторами: центробежным или электронным в системах с БСЗ.
Центробежный регулятор состоит из двух пластин, на одной из которых закреплен кулачок, размыкающий контакты батарейной системы зажигания, а на другой — оси специальных грузов. Вторая пластина вращается вместе с валом, а грузы своими пальцами входят в пазы первой пластины. При увеличении частоты вращения вала грузы расходятся, преодолевая усилие пружин, и поворачивают на заданный угол (до 15°) пластину с кулачком. Из российских мотоциклов центробежный регулятор изменения угла опережения зажигания имеют мотоциклы «Урал» с контактной системой зажигания.
Центробежный регулятор опережения зажигания ПМ-302А батарейной системы зажигания («Урал», «Днепр»)
1 — корпус; 2 — конденсатор; 3 — контакты прерывателя; 4 — крышка; 5 — пластина регулятора с грузиками; 6 — пружина; 7 — пластина с кулачком; 8 — ушко с пазом для регулировки опережения зажигания
Подобные устройства имеют и электронные системы зажигания современных двухтактных двигателей («Иж-Планета-5» с генератором маховичного типа).
Основные неисправности системы зажигания — отсутствие или недостаточная сила искры, а также неправильно установленный момент зажигания. Для устранения проверяют всю цепь — от источника напряжения и контактной пары (датчика) до катушки зажигания, высоковольтного провода и свечи.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
🎥 Видео
Электронное зажигание на Прибой.Скачать
Регулировка электронного зажигания ВетерокСкачать
Электронные системы зажигания для лодочных моторов, улучшаю качество.Скачать
Зажигание МБ-2Скачать
Китайское зажигание на лодочный мотор.Скачать
Самодельное зажигание для Ханкай 4Скачать
Ветерок 8 замена зажиганияСкачать
Маркерное электронное зажигание для лодочных моторов.Скачать
Электронные зажигания для ПЛМ, давайте по порядку...Скачать
Бюджетное ЭСЗ на Вихрь своими силами.Скачать
Вихрь 20 с электронным зажиганием на МГ 101Скачать
Электронное зажигание для контактного ВихряСкачать
Опережение зажигания ПЛМ Москва 10 круглая подвесной лодочный мотор электронное зажигание клмСкачать
Ремонт электронного зажигания лодочного мотора Ветерок 8.Скачать
Электронное зажигание на дырчик Рига13. Пошаговая установка на двигатель Д8 и настройка.Скачать
