Estructura tipo de sistema de encendido electrónico
El voltaje requerido cuando el electrodo de la bujía se rompe para generar una chispa se llama voltaje de ruptura. El voltaje secundario producido por el sistema de encendido debe ser mayor que el voltaje de ruptura para que la bujía se encienda. El voltaje de ruptura se ve afectado por muchos factores, que incluyen:
1. La separación entre los electrodos de la bujía y su forma
Cuanto mayor sea la separación entre los electrodos de la bujía, mayor será el voltaje de ruptura;
La punta del electrodo está en ángulo y el voltaje de ruptura requerido es bajo.
2. Presión y temperatura del gas mezclado en el cilindro
Cuanto mayor sea la presión de la mezcla, menor será la temperatura y mayor será el voltaje de ruptura.
3. Temperatura del electrodo
Cuanto mayor sea la temperatura del electrodo de la bujía, menor será la densidad del gas alrededor del electrodo y menor será el voltaje de ruptura.
2. La chispa debe tener suficiente energía.
Cuando el motor funciona normalmente, dado que la temperatura de la mezcla comprimida está cerca de su temperatura de autoignición, solo se requieren de 1 a 5 mJ de energía de chispa. Sin embargo, cuando la mezcla es demasiado rica o demasiado pobre, cuando el motor está arrancando, al ralentí o se abre bruscamente el acelerador, se requiere una mayor energía de chispa. Con la mejora de la economía de los motores modernos y los requisitos de purificación de los gases de escape, es urgente mejorar la energía de la chispa. Por lo tanto, para garantizar un encendido confiable, los sistemas de encendido electrónico de alta energía generalmente deben tener una energía de chispa de 80 ~ 100 mJ, y la energía de chispa debe ser superior a 100 mJ al arrancar.
3. El tiempo de encendido debe adaptarse a las condiciones de trabajo del motor.
En primer lugar, el sistema de encendido debe encenderse según la secuencia de funcionamiento del motor. En segundo lugar, la ignición debe producirse en el momento más favorable.
Debido a que la mezcla se quema en el cilindro durante un cierto período de tiempo, la mezcla no debe encenderse en el punto muerto superior de la carrera de compresión, sino que debe avanzarse adecuadamente para que la mezcla se haya quemado por completo. cuando el pistón alcanza el punto muerto superior, permitiendo así que el motor obtenga mayor potencia. El tiempo de encendido generalmente se expresa por el ángulo de avance del encendido, que es el ángulo de rotación del cigüeñal dentro de un período de tiempo desde que la chispa hasta el pistón alcanza el punto muerto superior.
Si el encendido es demasiado tarde, el encendido no comenzará hasta que el pistón alcance el punto muerto superior. La combustión de la mezcla se completa principalmente durante el movimiento descendente del pistón, es decir, el proceso de combustión. es cuando el volumen aumenta se realiza a menor temperatura, lo que aumenta el área de contacto entre el gas caliente y la pared del cilindro, por lo que el calor convertido en trabajo efectivo se reduce relativamente y se reduce la presión máxima de combustión en el cilindro. , provocando que el motor se sobrecaliente y reduzca la potencia.
Si el encendido es prematuro, al estar la combustión de la mezcla completamente en el proceso de compresión, la presión de combustión en el cilindro aumenta bruscamente y alcanza el valor máximo antes de que el pistón alcance el punto muerto superior, provocando el El pistón retrocede y el motor realiza un trabajo negativo. No sólo reduce la potencia del motor, sino que también puede provocar golpes y un funcionamiento inestable, y acelerar el daño a las piezas móviles y a los cojinetes. 1. Sistema de encendido electrónico sin contacto
El sistema de encendido electrónico sin contacto consta principalmente de un generador de señal de encendido, un encendedor, una bobina de encendido, un distribuidor y una bujía. En comparación con el sistema de encendido tradicional, el sistema de encendido electrónico sin contacto utiliza un generador de señal de encendido y un encendedor en lugar de platino para controlar el encendido y apagado del circuito primario de la bobina de encendido.
Según el principio de funcionamiento del generador de señales, los sistemas de encendido electrónico sin contacto se pueden dividir en tipo de inducción magnética, tipo Hall, tipo fotoeléctrico y tipo de oscilación electromagnética. Entre ellos, el tipo de inducción magnética y el tipo Hall son los más utilizados.
2. Sistema de encendido electrónico por inducción magnética
El sistema de encendido electrónico por inducción magnética consta principalmente de un generador de señal de inducción magnética, un distribuidor, una bobina de encendido y una bujía. La función del generador de señales de inducción magnética es generar una señal de pulso de voltaje de inducción magnética correspondiente a la posición del cigüeñal del motor e introducirla en el encendedor como señal de control de encendido.
3. Sistema de encendido electrónico Hall
El sistema de encendido electrónico Hall consta de un distribuidor, un encendedor, una bobina de encendido y una bujía con generador de señal Hall. Los automóviles nacionales Santana, Hongqi, Jetta y otros utilizan este tipo de sistema de encendido electrónico. Los coches Santana están equipados con un circuito integrado de encendido electrónico.
4. Sistema de encendido electrónico computarizado con distribuidor
El sistema de encendido electrónico computarizado con distribuidor consta principalmente de varios sensores, unidad de control electrónico (ECU), distribuidor y composición de la bobina de encendido.
5. Sistema de encendido electrónico sin distribuidor
El sistema de encendido electrónico sin distribuidor también se denomina sistema de encendido directo, o DIS para abreviar. Este sistema de encendido digital no solo utiliza la ECU para controlar el ángulo de cierre, el tiempo de encendido y el control de deflagración, sino que también cancela el distribuidor y la ECU controla el módulo de la bobina de encendido para realizar la distribución del alto voltaje de encendido.
Los principios de funcionamiento del control de ángulo cerrado, el control del tiempo de encendido y el control de deflagración del sistema de encendido electrónico sin distribuidor son los mismos que los del sistema de encendido digital sin distribuidor. La distribución de alto voltaje de encendido. se realiza mediante múltiples bobinas de encendido. 1. Composición del sistema de encendido electrónico sin contacto
El sistema de encendido electrónico sin contacto incluye
1. Distribuidor: incluye distribuidor, generador de señales y dispositivo de avance de encendido mecánico (tipo centrífugo). y tipo de vacío);
2. Encendido: recibe la señal de control del generador de señal; controla el encendido y apagado de la corriente del devanado primario de la bobina de encendido (incluido el circuito de control de ángulo cerrado, corriente constante); control, etc. )
3. Bobina de encendido
4.
2. Comparación entre el sistema de encendido electrónico sin contacto y el sistema de encendido tradicional
1. Se elimina el disyuntor de la estructura. La leva fue reemplazada por un generador de señales; los contactos de platino fueron reemplazados por encendedores.
2. En principio, la conmutación de la corriente del devanado primario se completa mediante la cooperación del generador de señal y el encendedor, y otros procesos de trabajo no cambian mucho.
3. Además de controlar el encendido y apagado de la corriente del devanado primario, el encendedor también tiene un circuito de control (control de ángulo cerrado y control de corriente constante) para mejorar el rendimiento del encendido.
Ventajas y desventajas del sistema de encendido electrónico sin contacto
Ventajas: 1. Mediante el uso de un generador de señales se eliminan fundamentalmente una serie de problemas causados por los contactos.
2. Se puede lograr un encendido confiable (control de ángulo cerrado y control de corriente constante) en todos los rangos de velocidad, lo que es muy efectivo para aumentar el voltaje y la energía de encendido.
Desventajas: El control del tiempo de encendido aún depende de dos conjuntos de dispositivos de avance de encendido mecánico, centrífugo y de vacío, que no pueden garantizar que el tiempo de encendido del motor esté siempre en el mejor estado. (Porque el ángulo de avance de encendido óptimo no solo está relacionado con la velocidad y la carga, sino también con otros factores).
1.3.1 Sistema de encendido electrónico por inducción magnética
Jiefang CA1092, Dongfeng El EQ1092, el Beijing BJ2020 y algunos de los primeros automóviles de producción estaban equipados con sistemas de encendido electrónico por inducción magnética. Se compone principalmente de un distribuidor de inducción magnética, un controlador de encendido, una bobina de encendido de alta energía y una bujía. El distribuidor de inducción magnética se compone principalmente de un sensor de inducción magnética, un dispositivo de ajuste del avance del encendido y un distribuidor. El sensor de inducción magnética consta de un rotor, un estator, un imán permanente y un cable de inducción de 1 vuelta. Cuando el motor está en marcha, el distribuidor pasa a través del rotor y el estator, lo que hace que cambie el flujo magnético en la bobina de la línea del sensor 1, generando una señal de voltaje que se suministra al controlador de encendido. Su destacada ventaja es que tiene una estructura simple y no requiere fuente de alimentación externa. El controlador de encendido, también conocido como controlador de encendido electrónico, conjunto de encendido electrónico o encendedor, está compuesto principalmente por circuitos integrados específicos de encendido y algunos componentes electrónicos auxiliares. Su función principal es controlar el encendido y apagado del circuito de devanado primario de la bobina de encendido de acuerdo con la señal de voltaje emitida por el sensor de inducción magnética, de modo que la bobina de encendido genere alto voltaje. Además, el controlador de encendido también tiene funciones como control de corriente constante, control de ángulo de cierre, control de apagado y apagado y protección contra sobretensión.
La Figura 1-1 es un diagrama esquemático del sistema de encendido electrónico por inducción magnética.
Figura 1-1 Diagrama esquemático del sistema de encendido electrónico por inducción magnética
1.3.2 Sistema de encendido electrónico Hall
La mayoría de los sedanes Jiefang CA6440, Jiefang CA1046 y producción temprana. Algunos automóviles utilizan sistemas de encendido electrónico Hall. Se compone principalmente de distribuidor Hall, controlador de encendido, bobina de encendido de alta energía y bujía. El distribuidor Hall se compone principalmente de un sensor Hall, un regulador de avance de encendido y un distribuidor. El sensor Hall se compone de un impulsor de disparo, un circuito integrado Hall, una lámina de acero magnética, un imán permanente, etc. Cuando el motor está en marcha, el distribuidor cambia el flujo magnético del Hall ic activando el impulsor para generar una señal de voltaje, que se proporciona al controlador de encendido. A diferencia de los sensores de inducción magnética, los sensores Hall requieren un voltaje de entrada. La Figura 1-2 es el diagrama de circuito del sistema de encendido electrónico Hall.
Figura 1-2 Diagrama de circuito del sistema de encendido electrónico Hall En el sistema de control electrónico centralizado del motor, el sistema de encendido está controlado por una computadora, que se denomina sistema de encendido controlado por computadora. La mayoría de los automóviles utilizan sistemas de encendido controlados por computadora. El sistema de encendido consta principalmente de sensores, controladores electrónicos, encendedores de controladores de encendido, bobinas de encendido y bujías.
El sensor es un dispositivo que monitoriza la información del estado de funcionamiento del motor.
La forma estructural y la cantidad de ensamblaje de los sensores varían de un vehículo a otro. Incluyen principalmente el sensor de posición del cigüeñal, el sensor de flujo de aire, el sensor de posición del acelerador, el sensor de detonación, el sensor de temperatura del agua de refrigeración, el sensor de temperatura del aire, el sensor de oxígeno, el sensor de velocidad y el arranque en punto muerto. interruptor, interruptor de encendido, interruptor de aire acondicionado, batería, etc.
El controlador electrónico está representado por ECU. La ECU es el núcleo de control del motor. Los nombres de los controladores electrónicos no son uniformes. Diferentes fabricantes o empresas, diferentes años de producción y contenidos de control tienen diferentes nombres. El controlador electrónico incluye principalmente un bucle de entrada, un bucle de salida, un convertidor A/D analógico a digital o un convertidor D/A analógico a digital, un microcontrolador y un circuito de alimentación. Debido a que el componente central del controlador electrónico es un microcontrolador, el controlador electrónico a menudo se denomina microcomputadora o computadora. La función del controlador electrónico es controlar el funcionamiento de actuadores relevantes, como el encendedor, basándose en la información ingresada por el sensor del motor y los datos almacenados en la microcomputadora, y luego emitir la señal de comando mediante procesamiento de cálculo y juicio lógico.
Además, los sistemas de encendido controlados por microordenador se pueden dividir en sistemas de encendido distribuido con distribuidores y sistemas de encendido directo sin distribuidores. La electricidad de alto voltaje generada por la bobina de encendido del sistema de encendido distribuido es distribuida por el distribuidor a las bujías de cada cilindro en el orden de funcionamiento del motor. Aún genera más chispas, lo que no solo desperdicia energía, sino que también genera electromagnética. señales de interferencia. No hay distribuidor en el sistema de encendido directo y ambos extremos del devanado secundario de la bobina de encendido están conectados directamente a la bujía. Cuando el motor está en marcha, la microcomputadora controla directamente cada bobina de encendido para generar electricidad de alto voltaje de acuerdo con la señal del sensor, de modo que se enciende la bujía correspondiente. El sistema de encendido controlado por microcomputadora sin distribuidor es la tecnología más avanzada.
El sistema de encendido computarizado con distribuidor se compone principalmente de varios sensores, unidades de control electrónico, distribuidores y bobinas de encendido, como se muestra en la Figura 1-3.
Figura 1-3 Diagrama esquemático del sistema de encendido controlado por computadora con distribuidor
1-Batería 2-Fusible 3-Interruptor de encendido 4-Distribuidor 5-Bobina de encendido 6-Controlador de encendido 7 -Sensor de velocidad del cigüeñal 8-Sensor de posición del cigüeñal 9-Distribuidor 10-Bujía 11-Unidad de control por ordenador (ECU)
1.5 Sistema de encendido electrónico sin distribuidor
Microcomputador sin distribuidor El sistema de encendido controlado consta de fuente de alimentación de bajo voltaje, interruptor de encendido, unidad de control por computadora (ECU), controlador de encendido, bobina de encendido, bujías, líneas de alto voltaje y varios sensores. Como se muestra en la Figura 1-4. Algunos sistemas de encendido sin distribuidor también montan la bobina de encendido directamente encima de la bujía, lo que elimina la necesidad de cables de alto voltaje.
Figura 1-4 Sistema de encendido electrónico sin distribuidor
1-Bujía 2-Línea de alto voltaje 3-Sensor 4-Bobina de encendido 5-Controlador de encendido 6-Interruptor de encendido
7-Unidad de control electrónico 8-Batería
El sistema de encendido electrónico sin distribuidor también se denomina sistema de encendido electrónico sin platino (BEI). Anula completamente el distribuidor en el sistema de encendido tradicional, y las funciones originales del distribuidor (interrupción de energía, distribución de energía, avance de encendido) se completan mediante sensores y dispositivos de control electrónico. Utilizando tecnología de control de encendido electrónico, el alto voltaje generado por la bobina de encendido se envía directamente a la bujía para su encendido.
El sistema de encendido controlado por microcomputadora sin distribuidor se puede dividir en modo de encendido independiente y modo de encendido simultáneo según los diferentes métodos de distribución de alto voltaje, y sus principios de funcionamiento también son diferentes. ?
El modo de encendido independiente consiste en instalar una bobina de encendido en la bujía del cilindro. Cada bobina de encendido independiente se instala directamente en la bujía, proporciona de forma independiente energía de alto voltaje a la bujía y directamente. enciende cada cilindro. La característica de esta estructura es que se eliminan las líneas de alto voltaje, por lo que se puede minimizar la pérdida de transmisión de energía eléctrica de alto voltaje y las interferencias a la radio.