El principio del dispositivo de encendido electrónico y cómo controlar el encendido de los fuegos artificiales.
Primero, la generación de chispas eléctricas
Sabemos que la materia está compuesta de moléculas, las moléculas están compuestas de átomos y los átomos están compuestos de átomos. núcleos (incluidos protones y neutrones) y electrones.
Los protones giran alrededor del núcleo. Generalmente, la carga negativa de los electrones y la carga positiva de los protones son iguales, y el equilibrio entre ellas da la carga total del átomo.
La cantidad es cero. Bajo la influencia de la energía externa, cuando la velocidad de los electrones externos de un átomo se acelera hasta cierto punto, se saldrá de la órbita y desaparecerá.
Después de que un átomo "captura" un electrón, la cantidad de carga negativa aumenta, mostrando polaridad negativa, llamada "ion negativo", y pierde carga.
La carga negativa del átomo se reduce y muestra polaridad positiva, lo que se denomina "ion positivo". El movimiento direccional regular de los iones crea una corriente eléctrica.
Según la teoría anterior, antes de que la mezcla entre en el cilindro, las trazas de moléculas se disociarán en iones positivos y negativos. Durante el proceso de compresión del cilindro, también se generarán más iones positivos y negativos porque el gas se exprime y se frota. Cuando se aplica voltaje a los dos electrodos de la bujía, los iones están sujetos a fuerzas de campo eléctrico.
Bajo la acción de , los iones positivos se mueven hacia el electrodo negativo y los iones negativos se mueven hacia el electrodo positivo, formando una corriente eléctrica. Pero cuando la fuerza del campo eléctrico es muy pequeña (electricidad
Abajo), los electrones de los átomos se mueven a baja velocidad y no pueden escapar de la atracción gravitacional del núcleo para formar nuevos iones. Por tanto, en un gas
sólo los iones originales conducen la electricidad. Como su número es extremadamente pequeño y la corriente de descarga es muy débil, sólo hay conducción teórica y son equivalentes en el circuito.
Una resistencia grande r está conectada en serie. (Ver Figura 2)
A medida que aumenta el voltaje, aumenta la fuerza del campo eléctrico y aumenta la energía cinética de los átomos. Una gran cantidad de átomos escapan de la atracción gravitacional del núcleo y caen fuera de su órbita, produciendo una mezcla de gases.
Se genera una gran cantidad de iones y, al mismo tiempo, los iones positivos y los iones negativos se mueven hacia los dos polos más rápido, y la energía cinética generada por los iones positivos y los iones negativos se neutraliza fácilmente.
La rotura de moléculas neutras separa las moléculas neutras en iones positivos e iones negativos. Estos iones positivos y negativos recién generados también se encuentran en un estado de alta velocidad bajo la acción de la fuerza del campo eléctrico.
Desplazarse hacia los polos y romper otras moléculas neutras. Esta reacción se produce continuamente como una avalancha, provocando que los iones positivos del gas se desplacen hacia los polos.
Y el número de iones negativos aumenta bruscamente, provocando que el gas pierda aislamiento y se convierta en conductor (la resistencia r es pequeña), formando un canal de ionización de descarga, es decir, salto de ruptura.
Está ardiendo. Entre ellos, el canal de ionización térmica de alta temperatura (miles de grados) formado por el movimiento a alta velocidad de iones positivos y negativos y la colisión por fricción emite luz, por lo que vemos fuego.
Al mismo tiempo, el gas alrededor del canal de ionización se calentó y expandió repentinamente, produciendo un sonido de "pop".
2. El impacto de las condiciones de funcionamiento del motor en el encendido
(1) Cuanto mayor es la distancia entre los electrodos de la bujía, más débil es el campo eléctrico y menor es la fuerza del campo eléctrico, por lo que difícil producir una separación suficiente.
Requiere un voltaje mayor para encenderse. Los factores que afectan el voltaje de ruptura también incluyen la forma del electrodo de la bujía y la polaridad del voltaje.
(2) La densidad del gas en el gas rojo es alta (la mezcla es rica). Cuantas más moléculas neutras haya en una unidad de volumen de gas, menor será la distancia entre moléculas.
Es más probable que los iones positivos o los iones negativos choquen con las moléculas, y la distancia de aceleración es corta, la velocidad no es alta y la energía cinética es pequeña, lo que dificulta romper las moléculas neutras y generar nuevas. iones.
Por lo tanto, se requiere un voltaje más alto para iniciar un incendio. Asimismo, cuanto más caliente esté el electrodo de la bujía, menos denso será el gas cerca del electrodo, por lo que se requerirá menos energía eléctrica.
La presión puede provocar un incendio.
(3) Cuanto mayor es la temperatura del gas mezclado, mayor es la energía interna de las moléculas y más fácil es ionizarse, por lo que el voltaje de descarga disruptiva se puede reducir por el contrario, cuando hace frío; Se arranca el motor,
porque el gas mezclado Los iones en el ion tienen baja movilidad y no se ionizan fácilmente, por lo que se requiere un voltaje de descarga disruptiva más alto. Según las mediciones, cuando se arranca un automóvil frío, el voltaje máximo de descarga disruptiva es de aproximadamente 15 kv-25 kv. Después de normalizar la temperatura, el coche sólo requiere una tensión de ruptura de 8kV-12kV.
3. Requisitos del motor para el sistema de encendido
1. Puede generar un voltaje lo suficientemente alto como para romper el espacio entre las bujías.
El voltaje necesario para generar chispas entre los electrodos de las bujías se llama voltaje de ruptura o voltaje de descarga disruptiva. Generalmente, el alto voltaje de salida del compresor es mayor que el voltaje de descarga disruptiva; de lo contrario, se incendiará.
2. La energía de ignición se puede controlar.
A. Para encender la mezcla de forma fiable, la bujía debe tener suficiente energía de encendido. Cuando el motor funciona normalmente, la energía de la chispa eléctrica es sólo de 1 ~ 10 MJ. Pero al arrancar, para garantizar un encendido fiable, la energía de encendido de la bujía puede alcanzar los 100 mJ.
B. La energía de encendido se puede ajustar de acuerdo con diversas condiciones de funcionamiento del motor, es decir, controlando el tiempo de conducción del transistor de salida de alto voltaje (control de ángulo mecánico tradicional) para controlar la corriente primaria. (energía) del transformador de alta tensión.
3. El tiempo de encendido debe adaptarse a las distintas condiciones de funcionamiento del motor.
a. Las diferentes velocidades y cargas del motor requieren diferentes ángulos de avance de encendido óptimos, y el sistema de encendido debe poder ajustar automáticamente el ángulo de avance de encendido. La expresión del ángulo de avance de encendido del motor:
Ángulo de avance de encendido real = ángulo de avance de encendido inicial + ángulo de avance de encendido básico + ángulo de avance de encendido corregido (o ángulo de retardo).
B. Este sistema de encendido electrónico digital también puede controlar de forma inteligente el tiempo de encendido dentro del rango del punto cercano a la explosión o del punto de microexplosión, lo que permite que el motor de gasolina alcance una potencia, economía, aceleración y control de emisiones óptimos. .
IV.Composición del sistema de encendido electrónico digital
El sistema de encendido electrónico digital es otro avance importante en el sistema de encendido de motores de gasolina tras el uso de dispositivos de encendido electrónico sin contacto. Una microcomputadora controla los sistemas de encendido de semiconductores.
Clasificación de los sistemas de encendido:
A. Sistema de encendido con almacenamiento de energía por inducción (consulte las Figuras 3, 4 y 5 para ver el circuito real)
Antes de que el sistema de encendido genere alto voltaje, la energía de encendido se almacena en forma de energía de campo magnético establecida por la bobina de encendido. . La mayoría de los sistemas de encendido que se utilizan actualmente en los automóviles utilizan almacenamiento de energía inductivo. (Análisis clave e introducción)
B. Sistema de encendido con almacenamiento de energía por condensador (Figura 6)
Antes de generar alto voltaje, el sistema de encendido primero obtiene energía de la fuente de alimentación y la establece a través de él. El condensador de almacenamiento de energía La energía de ignición se almacena en forma de energía de campo eléctrico. Se utiliza principalmente en motores de alta velocidad, como los coches de carreras.
El principio de funcionamiento es convertir el voltaje de fuente de alimentación más bajo en un voltaje de CC más alto (500 V-1000 V) para cargar el condensador y almacenar energía. El tiempo de encendido se inicia con electricidad.
La descarga del condensador hace que el transformador genere alto voltaje. Se caracteriza por ciclos rápidos de carga y descarga del condensador, corta duración de chispas de alto voltaje (aproximadamente 65438 ± 0 microsegundos) y gran corriente.
Sin cola de chispa izquierda. La ECU se enciende de 1 a 3 veces en un ciclo de encendido según las condiciones de funcionamiento del motor.
El sistema de encendido por almacenamiento de energía por inducción consta principalmente de tres partes: microcomputadora (ECU), varios sensores y parte de salida de alto voltaje (tubo de alimentación, transformador, línea de alto voltaje, bujía). (Ver Figura 1)
1. Unidad Monetaria Europea
La ECU es el centro de control inteligente del vehículo, comandando y coordinando el trabajo de varias partes del vehículo al mismo tiempo. Al mismo tiempo, la ECU también tiene función de diagnóstico automático.
Entre ellas, procesar y controlar el sistema de encendido es una de las tareas más importantes de la ECU. Hay más de 5 millones de grupos en la ROM de la ECU.
La mayoría de los datos se obtienen midiendo y optimizando las condiciones reales de funcionamiento del motor, incluido todo el rango de funcionamiento del motor de gasolina.
Incluye todos los datos relevantes, como el ángulo óptimo de avance del encendido y el ancho del pulso de inyección bajo varias velocidades y cargas. El número de almacenamientos de ECU en diferentes modelos de vehículos
Según los datos, todos los fabricantes mantienen los datos confidenciales y no los harán públicos, estos datos garantizan la mejor combinación de potencia, aceleración, economía y
p>control de emisiones.
El principio de la ECU que controla el encendido
Después de arrancar el motor, la ECU recopila los parámetros dinámicos de cada sensor del motor cada 10 ms y los procesa de acuerdo con el programa preprogramado.
Algunos datos y almacenados en la RAM; al mismo tiempo, la ECU debe seleccionar desde su rom según el voltaje de la fuente de alimentación.
Obtenga el tiempo de conducción actual de la bobina primaria del transformador de alto voltaje que sea adecuado para las condiciones de trabajo actuales (es decir, la ECU genera voltajes de onda cuadrada de diferentes anchos para controlar el alto voltaje)
Emite la corriente del devanado primario del transformador para lograr el control del voltaje de transmisión de alto voltaje. )ECU sintetiza estos datos y solo los lee.
El ángulo de avance de encendido óptimo adecuado para las condiciones actuales de funcionamiento del motor se encuentra (calcula) en la memoria ROM y se almacena en la memoria de acceso aleatorio RAM.
Luego, utilizando la señal de velocidad (o ángulo) del motor y la señal de posición del cigüeñal, el ángulo de avance de encendido óptimo se convierte en tiempo de encendido, que es la altura de corte.
El momento de corriente primario del transformador de tensión.
Bajo las siguientes condiciones, el encendido de la ECU se controla en bucle abierto y el encendido funciona según el programa preestablecido.
A. Cuando el motor arranca. b. Bajo carga pesada. Cuando la válvula del acelerador está completamente abierta.
2. Sensores
Los sensores son elementos de medición de diferentes tipos y funciones. Están instalados en diferentes partes relevantes del motor y retroalimentan varios cambios de parámetros de las condiciones de funcionamiento del motor. ECU para cálculo.
Los sensores utilizados en el sistema de encendido incluyen principalmente: medidor de flujo de aire y sensor de temperatura del aire, sensor de velocidad del motor y posición del cigüeñal, sensor de posición del acelerador, sensor de temperatura del refrigerante y sensor de detonación, sensor de oxígeno, etc.
3. Salida de alto voltaje
A. Transistor de potencia de salida de alto voltaje: desempeña un papel de conmutación en el circuito.
B. Transformador de salida de alto voltaje: convierte el bajo voltaje del circuito en alto voltaje para el encendido de la bujía.
C. Cable de alto voltaje: transmite electricidad de alto voltaje a la bujía del circuito.
d Bujía: Cilindro que introduce electricidad de alto voltaje en el circuito y convierte la energía eléctrica en energía térmica.
Principios de generación y control de alta tensión
Teoría básica:
A. La corriente que pasa por un conductor generará un campo magnético. cuanto más fuerte es el campo magnético.
B. Los cambios en el flujo magnético del conductor (cortando líneas de fuerza magnética) generarán una fuerza electromotriz inducida. Cuanto mayor sea la tasa de cambio del flujo magnético, más fuerte será la fuerza electromotriz inducida.
C. La dirección de la fuerza electromotriz inducida en un conductor siempre dificulta el cambio de las líneas del campo magnético (corriente), produciendo así impedancia.
d: Cuando se enciende el elemento inductivo, el incremento de corriente cambia exponencialmente con el tiempo.
Según las diferentes condiciones de funcionamiento del motor y el voltaje de la fuente de alimentación, la ECU selecciona los mejores datos de encendido almacenados en la memoria de solo lectura, es decir, la salida.
Proporcione voltajes de onda cuadrada de diferentes anchos a la unidad de control de salida de alto voltaje para controlar el encendido y apagado de los tres pines de la fuente de alimentación. →La base del transistor de potencia recibe la onda cuadrada.
Cuando el voltaje se satura y se enciende, la corriente de la bobina primaria del transformador de salida de alto voltaje comienza a conducir y la inductancia en la bobina primaria genera una fuerza electromotriz inversa.
Potencial eléctrico, por lo que la corriente no puede cambiar repentinamente, y la corriente aumenta exponencialmente. (Teóricamente, la corriente alcanza el máximo cuando el tiempo es infinito. De hecho, debería ser así
En uso, solo necesitamos aplicar el período de aumento rápido de la corriente, porque solo el voltaje de la fuente de alimentación y el tiempo son variables en el circuito primario, por lo que la ECU puede calcular la duración del tiempo de conducción de acuerdo con esta ley exponencial para lograr el propósito de controlar la energía de alto voltaje) → y generar el campo magnético correspondiente; → la corriente de la bobina primaria
se elevará rápidamente hasta el valor preestablecido. Cuando llega el momento de encendido → la ECU corta el voltaje de onda cuadrada (o agrega un voltaje inverso) para que la fuente de alimentación sea tripolar.
El tubo se corta inmediatamente; →La corriente en la bobina primaria del transformador se corta repentinamente, es decir, las líneas del campo magnético del transformador desaparecen repentinamente (la tasa de cambio del flujo magnético es muy grande). ), lo que hace que la bobina del transformador induzca fuerza electromotriz, y → debido al mayor número de vueltas en la bobina secundaria del transformador, se produce una mayor tensión de encendido. Si el voltaje inducido de cada bobina es e, la bobina secundaria tiene N vueltas, por lo que el voltaje secundario es U=E×N (voltios).
Principio eléctrico de encendido
Simplificación del principio eléctrico de todo el sistema de encendido: Figura 1; Funcionamiento equivalente del secundario del transformador: Figura 2
Secundario del transformador bobina La capacitancia distribuida y la capacitancia distribuida de la bujía y la línea de alto voltaje constituyen la capacitancia del bucle C. Cuando el circuito no está blindado, C es aproximadamente 50 PF, y cuando el circuito está blindado, es aproximadamente 150 PF. La distancia entre bujías es equivalente a la resistencia variable r.
El consumo de energía de alta tensión cambia en tres etapas.
La primera etapa
El período de descarga (período de encendido) del capacitor C: el alto voltaje de encendido generado por el devanado secundario del transformador carga el capacitor C. Cuando el voltaje del capacitor C se eleva a.
Cuando se alcanza el voltaje de ruptura de la bujía, el condensador C de la bujía se descarga rápidamente y el voltaje de separación de la bujía cae rápidamente de varios cientos a varios miles de voltios.
La corriente instantánea de descarga de C es superior a 10-50 amperios y el tiempo de descarga es de aproximadamente 1 microsegundo. Cuanto mayor es el voltaje de ignición (es decir, mayor es la energía de ignición), el C se descarga.
Cuanto mayor sea el tráfico.
En circunstancias normales, la mezcla en el cilindro se enciende por chispa en este momento. Si la potencia de encendido fuera de línea se ve perturbada por el flujo de alta velocidad en el cilindro del motor, C se carga nuevamente mediante el alto voltaje del autoclave y luego C se descarga por segunda vez para crear un canal de ionización.
Nota: El voltaje cae repentinamente de 10000V-20000V a 20000V a varios cientos de V en 1 microsegundo, lo que resulta en una fuerte onda cuadrada.
Tensión, e irradia ondas electromagnéticas y ondas de interferencia a aparatos eléctricos externos a través de líneas de alta tensión. Una onda cuadrada consta de n ondas sinusoidales, por lo que forma a.
Banda de frecuencia electromagnética de interferencia centrada en una base de tiempo de 1 microsegundo.
Segunda etapa
Periodo de descarga por inducción (período de combustión): La baja resistencia formada por el canal de ionización generado por la descarga del condensador C genera descarga por inducción. Dado que la conductancia ionizada (resistencia) generada por la descarga del condensador c
no puede desaparecer inmediatamente, hay suficiente energía de alto voltaje en la inductancia secundaria del transformador, por lo que el inductor
continúa liberando la conductancia ionizada, permitiendo que la chispa continúe.
Debido al cambio en la corriente de descarga de la bobina secundaria, el flujo magnético cambia y la bobina inductora secundaria produce una fuerza electromotriz inductiva, es decir, la salida.
Una fuerza electromotriz Se genera una fuerza en la dirección opuesta a la corriente de descarga del inductor para evitar que la corriente se funda, por lo que la corriente de descarga es muy pequeña, con una corriente de decenas de miliamperios.
Por lo tanto, se necesita mucho tiempo para descargar la energía de alto voltaje. La duración de la chispa de esta descarga inducida se conoce comúnmente como cola de chispa.
Después de que la descarga del condensador primario C induce la combustión, se genera un "centro de llama" que se mueve con la turbulencia de alta velocidad en el cilindro.
Retire el electrodo de la bujía y la chispa de descarga de la energía eléctrica inducida encenderá otro "centro de llama" de la mezcla para encender la mezcla.
Además, el "centro de llama" permite que la mezcla forme rápidamente un "período de llama brillante" de combustión en todo el cilindro, que es la temperatura de combustión de la mezcla en el cilindro.
La presión del gas alcanza su valor máximo. Este proceso se denomina período de combustión de vapor mixto y el tiempo de combustión está entre 750 μs y 2500 μs.
La chispa de descarga por inducción es muy importante cuando el motor está arrancando y funcionando a baja velocidad. Cuando se arranca el motor o bajo condiciones de funcionamiento anormales, el ciclo de descarga del condensador C es extremo.
Es posible que la mezcla no se encienda. En este momento, la mezcla sólo puede encenderse mediante la chispa de la descarga de inducción.
Al arrancar un coche frío, la temperatura de la mezcla en el cilindro es baja y el efecto de atomización es deficiente. Se necesita un largo período de chispa para encender la mezcla. A bajas velocidades, debido a la baja velocidad de turbulencia de la mezcla en el cilindro, el primer "centro de llama" se mueve lentamente y el segundo "centro de llama" debe encenderse para acelerar la mezcla.
Combustión, por lo que el periodo de chispa de encendido es más largo. Sin embargo, cuando la velocidad del motor es mayor, la turbulencia de la mezcla en el cilindro es más rápida, que es el "centro de la llama".
El movimiento a alta velocidad y la rápida propagación encienden la mezcla en el cilindro, por lo que no hay necesidad de un segundo "Centro de Llama".
Según el tiempo de combustión del vapor mezclado entre 750 μs y 2500 μs, para asegurar la mezcla, la duración máxima de la chispa es de aproximadamente 700 μS.
Combustión completa de gases mezclados. Los experimentos demuestran que las chispas que duran demasiado no mejoran la combustión. Por el contrario, aumenta el alto calor generado por el canal de ionización.
La propia temperatura de la bujía acelera la erosión del electrodo de la bujía, que es el principal motivo por el que se debe controlar la energía de encendido.
Nota: La corriente secundaria no se puede calcular simplemente usando la fórmula I=U/R, porque la dirección de la fuerza electromotriz inductiva generada por el inductor siempre bloquea las líneas de fuerza magnética.
(Corriente) cambia, así que use I=U/R+E/R para calcular, U alto voltaje, E voltaje inducido, R resistencia de bucle o I=U/r,
<; p> R = resistencia equivalente a bujía + resistencia de línea de alto voltaje + resistencia de CC de bobina + resistencia inductiva. De hecho, la resistencia de la línea de alto voltaje y la resistencia CC de la bobina son parte de la resistencia total.La relación de resistencia es pequeña y puede ignorarse.
Además, a partir de este principio se puede entender que la energía de ignición no tiene nada que ver con la línea de alto voltaje (por supuesto, no incluye daños a la línea de alto voltaje). Lee esto con atención
Después de leer este artículo, si todavía crees que hay XX líneas de chispas de alta energía, solo significa que tu nivel es muy pobre.
La tercera etapa
Período de caída de la oscilación: a medida que aumenta el tiempo de descarga, el consumo de energía (voltaje) de la bobina inductora disminuye, lo que provoca que cada vez más iones eléctricos se separen de la gasolina.
Cuanto menor es el número, menor es la corriente de descarga del inductor, menor es la temperatura del canal de ionización y el número de iones enraizados en el canal disminuye drásticamente, lo que equivale a pasar.
El valor de resistencia r de la bujía aumenta gradualmente hasta el infinito, y la bujía detiene el encendido. En este momento, la energía restante en el inductor carga el capacitor C y el capacitor C se carga.
La descarga por inducción se repite hasta que llega el siguiente ciclo de encendido.
Nota: Al mismo tiempo, en esta etapa se genera una onda de oscilación sinusoidal que se agota gradualmente, lo que provoca interferencias con el mundo exterior, pero su intensidad es mucho menor que la onda electromagnética generada por la descarga del condensador en la primera escenario.
Fuera de tiempo
Los coches tienen más de 100 años. Los cilindros y pistones del motor no han cambiado, pero la tecnología ha mejorado. Desde que se introdujo el control por microcomputadora en el motor, se han producido cambios cualitativos. Por lo tanto, el sistema del motor es cada vez más perfecto, desde la inyección de combustible hasta el encendido, la entrada de aire y el escape, todos están estrechamente conectados e interconectados. Esto hará que mi espacio de bricolaje sea cada vez más pequeño, así que no reemplace el equipo eléctrico de encendido que sea diferente del automóvil original sin un alto nivel profesional, especialmente el transformador de encendido, piénselo dos veces.
En cuanto a los sistemas de encendido, mucha gente piensa que sustituir bujías y cables de alto voltaje más caros mejorará el rendimiento del motor, pero no es así.
/viewthread.php? tid=242589
A medida que más y más automóviles ingresan a la sociedad y a las familias, los entusiastas de los automóviles y el personal relacionado están ansiosos por comprender los principios de funcionamiento y el mantenimiento de algunos sistemas en los automóviles. Entre ellos, el sistema de encendido electrónico, que se utiliza ampliamente en los componentes eléctricos de los automóviles modernos, es una parte muy importante. ¿Por qué los coches utilizan encendido electrónico? Basado en el principio de comenzar de lo menos profundo a lo más profundo, este artículo presenta primero los principios y las deficiencias del encendido por contacto mecánico automotriz tradicional (comúnmente conocido como encendido por contacto de platino). El diagrama esquemático tradicional del encendido por contacto mecánico es 1, que es el diagrama esquemático del circuito de encendido de un motor de gasolina de 4 cilindros. Se compone principalmente de batería, interruptor de encendido, contacto de apagado, condensador, bujía, bobina de encendido y resistencia adicional. Después de apagar el interruptor de encendido, la corriente de encendido de la batería pasa a través del interruptor de encendido y la batería adicional (o a través del interruptor de cortocircuito del motor de arranque, que se cierra al arrancar), llega al devanado primario de la bobina de encendido, pasa a través de los contactos del disyuntor, y luego regresa al electrodo negativo de la batería a través de la carrocería del vehículo. Recoge el hierro (es decir, tierra). En este momento, debido a la corriente en el devanado primario, se forma un campo magnético en el núcleo de la bobina de encendido y se almacena energía electromagnética. Cuando el motor funciona para hacer girar la leva del distribuidor (el número de ángulo de la leva es igual al número de cilindros del motor), la punta angular de la leva activa el parachoques aislante en el brazo de contacto para abrir el circuito. contacto del interruptor, por lo que se interrumpe la corriente en el devanado primario. Debido a que la bobina de encendido es similar a un transformador elevador, debido a la inductancia mutua, se genera un alto voltaje de aproximadamente 20 kv en el devanado secundario, lo que romperá el electrodo de la bujía a través del distribuidor, provocando que las chispas enciendan el mezcla combustible en el cilindro. En este sistema de encendido, el condensador paralelo (aproximadamente 0,22 μF) en el contacto de apagado tiene dos funciones importantes: 1. Cuando se desconecta el contacto de apagado, se generará una fuerza electromotriz autoinducida de aproximadamente 300 V en el devanado primario debido a la desaparición del campo magnético. Sin capacitancia, esta fuerza electromotriz autoinducida quemaría los contactos. Cuando se abre el contacto de apagado, fluye corriente para cargar el capacitor, y luego el capacitor y el devanado primario forman una descarga oscilante. El condensador cargado se descarga a través del devanado primario en la dirección opuesta a la oscilación de la corriente, lo que acelera la desaparición del campo magnético y aumenta la inductancia mutua de la fuerza electromotriz del devanado secundario. Todo el proceso de encendido se puede dividir en dos etapas: cuando se cierra el contacto de apagado, la corriente en el devanado primario de la bobina de encendido aumenta después de que se abre el contacto de apagado, se genera electricidad de alto voltaje en el secundario; devanado. En este método de encendido tradicional, el contacto de apagado es un punto frecuente de falla y un gran avance para la resolución de problemas. Básicamente, este circuito de encendido aumenta el bajo voltaje de la batería de 12 V a un alto voltaje de decenas de miles de voltios a través de la bobina de encendido (es decir, el transformador). Como todos sabemos, el transformador solo funciona con CA y no hay energía de CA en el automóvil, por lo que la conmutación de corriente en el devanado primario de la bobina de encendido produce CC pulsada para simular CA. De este modo, el devanado secundario puede generar electricidad de alto voltaje. Conociendo este principio, no es difícil determinar la avería. Primero debe haber un buen pulso de bajo voltaje (12V), de lo contrario no habrá alto voltaje. La mayoría de las causas de fallas eléctricas por impulsos de bajo voltaje son contactos quemados, contactos deficientes y espacios inexactos. El encendido por contacto mecánico tradicional tiene varias deficiencias fundamentales: 1. Aunque el condensador tiene una función de extinción de arco, los contactos se queman fácilmente. La leva del distribuidor y las protuberancias del brazo de contacto móvil se desgastan fácilmente, lo que provoca un mal contacto de los contactos de apagado y una holgura de contacto inexacta (la holgura normal es de 0,35 a 0,45 mm), lo que provoca dificultades para arrancar el vehículo y cambiar. en el tiempo de ignición.
La corriente en el devanado primario de la bobina de encendido no puede aumentar (≤5A). Debido a que la corriente del devanado primario aumenta, es más fácil quemar los contactos de apagado. Sin embargo, para tener cuidado con la fuerza electromotriz de inductancia mutua generada por el devanado secundario (es decir, el alto voltaje del devanado secundario), que es más propicio para encender la mezcla combustible en el cilindro, es necesario aumentar la corriente. a través del devanado primario (es decir, la corriente a través del contacto de apagado), para producir mayores cambios de flujo magnético. Evidentemente se trata de una contradicción irresoluble. 1. Una vez ajustada la separación del contacto de apagado, no se cambiará artificialmente. Como todos sabemos, la velocidad del motor de un automóvil cambia constantemente. Tomemos como ejemplo un motor de 4 cilindros. A bajas velocidades, el contacto de apagado se cierra durante mucho tiempo y la corriente que pasa a través del devanado primario de la bobina de encendido hace que el devanado secundario genere una fuerza electromotriz de inductancia mutua más alta. A alta velocidad, el tiempo de cierre del contacto de apagado es corto y la corriente que fluye a través del devanado primario es pequeña, lo que resulta en una reducción en la fuerza electromotriz de inductancia mutua generada por el devanado secundario. Además, a medida que aumenta el número de cilindros del motor (como en un motor de 6 cilindros), el tiempo de cierre del contacto de apagado se acortará, la corriente en el devanado primario se reducirá aún más y, en última instancia, la fuerza electromotriz de inductancia mutua. También se reducirá el generado por el secundario. Aunque el circuito de encendido tiene la función de compensación de la resistencia adicional PTC, todavía no puede resolver fundamentalmente el problema. En resumen, el valor máximo de la fuerza electromotriz de inductancia mutua del devanado secundario en el sistema de encendido por contacto de apagado tradicional (es decir, el voltaje de descarga que rompe el electrodo de la bujía) depende en gran medida del valor máximo del devanado primario. corriente cuando el contacto de apagado está desconectado. El voltaje en el devanado secundario disminuye a medida que aumentan la velocidad del motor y el número de cilindros del motor. La razón principal es que la corriente en el devanado primario de la bobina de encendido no es constante (aunque existe una compensación de resistencia adicional PTC) y el ángulo de cierre del encendido no se puede controlar. Por lo tanto, el encendido por contacto mecánico tradicional ha llegado a su fin y debe cambiarse fundamentalmente. El principio y el mantenimiento del encendido electrónico sin contacto aparecieron a finales de la década de 1960. Eliminó el contacto de apagado en el dispositivo de encendido mecánico tradicional, por lo que se redujo el problema del desgaste mecánico y muchos incluso no se desgastaron en absoluto. Por lo tanto, aporta muchas ventajas, como un fácil arranque del vehículo, una alta energía de encendido, un menor consumo de combustible, una menor contaminación, un mantenimiento reducido o incluso nulo. El encendido electrónico sin contacto se puede dividir en dos categorías: almacenamiento de energía inductivo (el elemento de almacenamiento de energía es una bobina de encendido), encendido electrónico de descarga y almacenamiento de energía capacitivo (el elemento de almacenamiento de energía es un condensador), encendido electrónico de descarga. El primero se utiliza principalmente en automóviles y el segundo en motocicletas. Desde la perspectiva del sensor de señal (generador de señal) utilizado, el sistema de encendido electrónico de automóvil sin contacto se puede dividir en encendido electrónico fotoeléctrico, encendido electrónico por inducción electromagnética (magnetoeléctrico) y encendido electrónico con sensor Hall (efecto Hall). El diagrama de bloques del sistema de encendido electrónico del automóvil se muestra en la Figura 2. Debido a que el encendido optoelectrónico inicial no era ideal, básicamente ya no se utiliza. Actualmente se utilizan ampliamente los sensores magnetoeléctricos y los sistemas de encendido electrónico con sensores Hall. Los controladores de encendido están disponibles en componentes discretos y circuitos integrados y están equipados con bobinas de encendido de alta energía. Otros componentes son similares a los sistemas de encendido por contacto tradicionales. 1. Principio y mantenimiento del sistema de encendido electrónico magnetoeléctrico. La Figura 3 es un diagrama esquemático del circuito de encendido electrónico magnetoeléctrico de un automóvil. Consta de generador de señal L (sensor de señal), bobina de encendido, bujía, fuente de alimentación (batería), etc. El principio de funcionamiento del generador de señales se muestra en la Figura 4. El generador de señal está instalado en el distribuidor y consta de un núcleo de hierro, un imán permanente, una bobina de señal, una rueda de disparo y un entrehierro. Cuando está en funcionamiento, el motor hace girar la rueda de gatillo en el eje del distribuidor y utiliza el principio de inducción electromagnética para generar voltaje de señal de CA. El principio de funcionamiento específico es el siguiente: 1. Cuando la rueda del gatillo gira a la posición (a) en la Figura 4, el núcleo de la bobina de señal y los dientes convexos de la rueda del gatillo están en la posición cerrada. En este momento, el entrehierro se vuelve cada vez más pequeño y el flujo magnético aumenta gradualmente desde esta posición. Cuando el núcleo de la bobina del generador de señal se encuentra entre los dos dientes convexos, la tasa de cambio del flujo magnético es máxima. Por lo tanto, la fuerza electromotriz inducida es la más alta, es decir, el voltaje de la señal generada también es la más alta. Según la ley de Lenz, el terminal A es + y el terminal B es -. 2. Cuando la rueda del gatillo continúa girando hasta la posición (b) en la Figura 4, la posición central del núcleo de la bobina de señal coincide con el centro de los dientes de la leva de la rueda del gatillo. En este momento, el entrehierro es el más pequeño y el flujo magnético es el más grande, pero la tasa de cambio del flujo magnético es cero. Por lo tanto, la fuerza electromotriz inducida en la bobina también es cero, es decir, no hay salida de voltaje inducido. 3. Cuando la rueda del gatillo gira a la posición (c) en la Figura 4, los dientes convexos de la rueda del gatillo comienzan a salir gradualmente del núcleo de la bobina de señal, el entrehierro comienza a aumentar y el flujo magnético comienza a disminuir. Cuando se gira a una posición entre los dos dientes convexos de la rueda del gatillo, la tasa de cambio del flujo magnético es mayor. En este momento, la fuerza electromotriz inducida es la más alta, pero la polaridad del voltaje inducido es opuesta a la de la Figura A, es decir, A es - y B es +. Si la rueda del gatillo sigue girando (cuando el motor está en marcha), el proceso de trabajo anterior se repetirá repetidamente. Para un motor de 4 cilindros, la rueda gatillo gira 360 grados una vez para producir cuatro voltajes de señal alterna, es decir, 90 grados produce un voltaje de señal alterna.
En realidad, es similar a un pequeño alternador y el voltaje de la señal de CA de salida se envía al controlador de encendido. El principio de funcionamiento se muestra en la Figura 3, que es uno de los circuitos de encendido electrónico de automóviles comunes. El principio de funcionamiento es muy simple y consiste en captación de señal, amplificación de conformación, conmutación y otros circuitos. Dado que estos principios de circuitos se presentan en libros electrónicos generales, aquí solo se describirá brevemente el proceso de trabajo. Cuando el terminal A de la salida del transformador de CA por el generador de señal es + y el terminal B es -, el diodo D1 se apaga, el transistor T1 se enciende, T2 se apaga y T3 y T4 se encienden. En este momento, la corriente fluye hacia el devanado primario de la bobina de encendido para almacenar energía. Cuando la rueda del gatillo gira, el terminal A del transformador de CA de salida es -, el terminal B es +, el diodo D1 se enciende, el transistor T1 se apaga, T2 se enciende y T3 y T4 se apagan. Se interrumpe la corriente en el devanado primario de la bobina de encendido. El devanado secundario genera electricidad de alto voltaje, lo que hace que la bujía se descargue y se encienda. La Figura 5 es un circuito de encendido que utiliza el circuito integrado de encendido específico para automóviles 89SO1 producido por Motorola. El principio de funcionamiento es similar, excepto que se agregan algunas funciones auxiliares, como control de ángulo y control de corriente constante de encendido. Principios y mantenimiento de los sistemas de encendido electrónico de automóviles (2) En términos generales, los sistemas de encendido electrónico de automóviles son confiables, pero las fallas son inevitables. Los siguientes son los pasos y métodos de mantenimiento: Paso 1: Primero verifique si hay cortocircuitos obvios, circuitos abiertos, contactos deficientes, etc. en cada línea. No desmonte a ciegas el dispositivo de encendido electrónico al principio. Porque muchas fallas están relacionadas con el entorno de uso especial del automóvil, como baches en la carretera, erosión del suelo, corrosión, etc. Especialmente cuando la tierra invade las uniones de los conductores, es fácil provocar cortocircuitos, malos contactos y otras fallas. Paso 2: Una vez completada la inspección anterior, se pueden inspeccionar más a fondo los componentes del sistema de encendido. Primero, verifique si la conexión a tierra del propio circuito de tierra de cada componente es buena, lo cual también es un punto de falla común. Por ejemplo, el controlador de encendido utiliza su carcasa y cuerpo para conectarse a tierra (o un cable de tierra dedicado) y luego se conecta al polo negativo de la batería para formar un bucle. Si la conexión a tierra no es buena, puede provocar que el sistema de encendido a veces no funcione o incluso que no funcione en absoluto. Paso 3: Después de confirmar la falla del componente de encendido electrónico, desenchufe el distribuidor (sensor de señal) y el controlador de encendido electrónico. Primero pruebe los sensores de señal por separado, use un voltaje de CA multímetro para conectar a tierra el enchufe de salida del sensor de señal y arranque el motor para hacer girar la rueda del gatillo. En este momento, si el multímetro no tiene indicación, es decir, no hay salida de voltaje de señal, significa que el sensor de señal está defectuoso. Cuando se mide su valor de resistencia con un multímetro, generalmente debería ser de varios cientos de ohmios (dependiendo de las diferentes bobinas de señal del sensor). El espacio entre la rueda del gatillo y el núcleo de la bobina de señal es generalmente de 0,2 a 0,4 mm; de lo contrario, se debe ajustar o reemplazar. Paso 4: verifique el controlador de encendido electrónico. El controlador de encendido electrónico es en realidad un circuito de conmutación de transistores que da forma y amplifica la forma de onda de la señal de entrada. Primero conecte la fuente de alimentación de trabajo, tome un voltaje de 2 V de la batería o use una batería seca de 1,5 V, contacte los polos + y - de la entrada A y B del controlador de encendido electrónico respectivamente (la salida de voltaje de señal por el sensor de señal analógica), y use un multímetro para medir el voltaje de CC. El bloque monitorea el voltaje entre la bobina de encendido primaria (entrada de energía) y tierra. Si la indicación del multímetro alterna entre 0 V (la caída de voltaje del tubo cuando se enciende el transistor de conmutación) y el voltaje de la fuente de alimentación de 12 V, significa que el controlador de encendido electrónico está en buen estado. De lo contrario, hay una falla. Paso 5: revisa la bobina de encendido. La bobina de encendido de su automóvil es en realidad un transformador elevador. La resistencia del devanado primario debe ser de 0,5 a 1,7 ω y la resistencia del devanado secundario debe ser de 3 a 4 ω o de 10 a 15 ω (dependiendo de las diferentes bobinas de encendido). La resistencia del cable de encendido de alto voltaje no debe ser superior a 25 kΩ; de lo contrario, deberá reemplazarse. ) Generalmente, la falla se puede encontrar después de los pasos anteriores. Por supuesto, los sistemas de encendido de los automóviles también tienen varias fallas, como bujías, cabezales de encendido y baterías en buen estado, pero esos son problemas comunes que a menudo se encuentran en los sistemas de encendido por contacto tradicionales. Principios y mantenimiento del encendido electrónico automotriz tipo Hall Encendido electrónico magnetoeléctrico, debido a que el sensor de señal se basa en el principio de inducción electromagnética, sus propiedades de funcionamiento son similares a las de un pequeño alternador. Por lo tanto, cuando el motor está funcionando a baja velocidad (como al arrancar), el voltaje de la señal de salida es pequeño e incluso a una velocidad más baja, no se puede generar suficiente voltaje de señal. Por lo tanto, existen ciertos requisitos para la velocidad del motor. El nuevo encendido electrónico automotriz tipo sensor Hall aplica el principio del efecto Hall. El sensor emite una señal de pulso de conmutación con un borde de ataque pronunciado y un borde de salida pronunciado. Mientras el motor gire, habrá una salida de voltaje de señal Hall, que no se ve afectada por la velocidad. No se ve afectado por la temperatura, la humedad, etc. y puede funcionar de manera estable en ambientes hostiles. Mejora en gran medida la precisión de la sincronización y la confiabilidad del encendido del automóvil, reduce en gran medida la tasa de fallas y se usa más ampliamente. La Figura 6 es un diagrama esquemático del principio de funcionamiento y la estructura del sensor Hall para automóviles.
Consiste en un elemento Hall, un imán permanente y una pieza metálica en forma de pala (que puede bloquear y evitar el campo magnético. La pieza metálica puede girar en el espacio de aire entre el elemento Hall y el imán permanente). Durante el funcionamiento, la fuente de alimentación proporciona una pequeña corriente de funcionamiento al elemento Hall y el motor impulsa la lámina de metal en forma de pala para que gire a través del mecanismo de transmisión. Cuando la pieza de metal en forma de pala entra en el espacio de aire entre el elemento Hall y el imán permanente, como se muestra en la Figura 6 (a), la pieza de metal bloquea y evita el campo magnético, por lo que no se genera voltaje de señal Hall en el Sensor de pasillo. Cuando la pieza de metal en forma de pala sale del espacio de aire entre el elemento Hall y el imán permanente, el elemento Hall se ve afectado por el campo magnético, como se muestra en la Figura 6 (b), y se genera un voltaje de señal Hall. La Figura 7 es un diagrama de bloques estructural de un sistema de encendido electrónico de automóvil tipo Hall. La Figura 8 es el diagrama esquemático del circuito de encendido electrónico Hall de los automóviles Shanghai Santana y Hongqi. Los componentes principales utilizan el circuito integrado dedicado al encendido automotriz L497 o L482. Tiene funciones de protección contra sobretensión, apagado, corte de energía y deslastre de carga. Y tiene funciones de corriente de encendido constante y ángulo de cierre variable. El pin 5 del controlador de encendido proporciona la potencia de trabajo del elemento Hall y los pines 2 y 3 están conectados a tierra. Señal de pulso Hall de entrada de 6 pines