Електронне конденсаторне запалювання, cdi (capacitor discharge ignition) tavsar company

Електронне "конденсаторне" запалювання (CDI)

Сучасний автомобіль важко уявити без запалювання. Основні переваги, які дає система електронного запалювання загальновідомі, вони такі:
більш повне згоряння палива і пов'язане з цим підвищення потужності і економічності;
зниження токсичності відпрацьованих газів;
полегшення холодного пуску;
збільшення ресурсу свічок запалювання;
зниження енергоспоживання;
можливість мікропроцесорного управління запалюванням.
Але все це в основному відноситься до системи CDI
На даний момент, в автомобільній промисловості практично відсутні системи запалювання, засновані на накопиченні енергії в конденсаторі: CDI (Capacitor Discharge Ignition) - вона ж тиристорна (конденсаторна) (крім 2-х тактних імпортних двигунів). А системи запалювання засновані на накопиченні енергії в індуктивності: ICI (ignition coil inductor) пережили момент переходу з контактів на комутатори, де контакти переривника були банально замінені транзисторним ключем і датчиком Холла не зазнає принципових змін (приклад запалювання в ВАЗ 2101 ... 07 і в інтегральні системи запалювання ВАЗ 2108 ... 2115 і далі). Основна причина домінуючого поширення систем запалювання ICI - це можливість інтегрального виконання, що тягне здешевлення виробництва, спрощення складання і монтажу, за яке розплачується кінцевий користувач.
При цьому, так би мовити. системи ICI всі недоліки, основним з яких є відносно низька швидкість перемагнічування осердя і як наслідок різке зростання струму первинної обмотки з ростом оборотів двигуна, і втрата енергії. Що призводить до того, що з ростом оборотів, погіршується займання суміші, як наслідок збивається фаза початкового моменту зростання тиску спалаху, погіршується економічність.

Часткове, але далеко не найкраще рішення цієї проблеми, є застосування здвоєних і счетверённих котушок запалювання (т.зв.) цим самим виробник розподілив навантаження по частоті перемагнічування з однієї котушки запалювання на дві або чотири, тим самим, знижуючи частоту перемагнічування осердя для однієї котушки запалювання.
Хочу зауважити, що на машинах з схемою запалювання (ВАЗ 2101 ... 2107), де іскра формується за рахунок переривання струму в досить високоомній котушці механічним переривником, що заміна на електронний комутатор від або йому подібний в автомобілях з високоомній котушкою не дає нічого, крім зниження струмового навантаження на контакт.
Справа в тому, що RL-параметри котушки повинні задовольняти суперечливим вимогам. По-перше, активний опір R має обмежувати струм на рівні, достатньому для накопичення необхідної кількості енергії при пуску, коли напруга акумулятора може впасти в 1,5 рази. З іншого боку, занадто великий струм призводить до передчасного виходу з ладу контактної групи, тому обмежений варіатором або тривалістю імпульсу накачування в. По-друге, для збільшення кількості збереженої енергії необхідно збільшувати індуктивність котушки. При цьому з ростом оборотів сердечник не встигає перемагнитилось (про що писалося вище). Як наслідок вторинна напруга в котушці не встигає досягти номінального значення, і енергія іскри, пропорційна квадрату струму, різко знижується на високих (більше

3000) оборотах двигуна.
Найбільш повно переваги електронної системи запалювання виявляються в конденсаторної системі запалювання з накопиченням енергії в ємності, а не в осерді. Один з варіантів конденсаторної системи запалювання і описаний в даній статті. Подібні пристрої відповідають більшості вимог, що пред'являються до системи запалювання. Однак їх масового поширення перешкоджає наявність у схемі високовольтного імпульсного трансформатора, виготовлення якого представляє відому складність (про це нижче).
В даній схемі високовольтний конденсатор заряджається від DC / DC перетворювача, на транзисторах П210, при надходженні сигналу управління тиристор підключає заряджений конденсатор до первинної обмотці котушки запалювання, при цьому DC-DC працює в режимі блокинг-генератора зупиняється. Котушка запалювання використовується тільки як трансформатор (ударний LC контур).
Зазвичай напруга на первинній обмотці нормується на рівні 450 ... 500В. Наявність високочастотного генератора і стабілізація напруги робить величину енергії, що запасається практично незалежною від напруги акумулятора і частоти обертання валу. Така структура виходить набагато більш економічною, ніж при накопиченні енергії в індуктивності, так як струм через котушку запалювання тече тільки в момент іскроутворення. Застосування 2-х тактного автогенераторного перетворювача дозволило підняти ККД до 0,85. Наведена нижче схема має свої переваги і недоліки. До переваг треба віднести:
нормування вторинного напруги, незалежно від частоти обертання колінчастого вала в робочому діапазоні оборотів.
простота конструкції і як наслідок - висока надійність;
високий ККД.
До недоліків:
сильне нагрівання і, як наслідок, - небажано розміщувати в місці моторного відсіку. Саме, на мій погляд, вдале місце розташування - бампер автомобіля.
У порівнянні з системою запалювання ICI з накопиченням енергії в котушці запалювання, конденсаторная (CDI) має такі переваги:
висока швидкість наростання високовольтної напруги;
і достатню (0,8мс) час горіння дугового розряду і, як наслідок, - зростання тиску спалаху паливної суміші в циліндрі, через це підвищується стійкість двигуна до детонації;
енергія вторинної ланцюга вище, тому що нормована за часом горіння дуги від моменту запалювання (МЗ) до верхньої мертвої точки (ВМТ) і не обмежена сердечником котушки. Як наслідок - найкраща займистість палива;
більш повне згоряння палива;
кращу самоочищення свічок запалювання, камер згоряння;
відсутність гартівного запалення.
менший ерозійний знос контактів свічок запалювання, розподільника. Як наслідок - більший термін служби;
впевнений запуск в будь-яку погоду, навіть на підсіла АКБ. Блок починає впевнено працювати від 7 В;
м'яка робота двигуна, через тільки одного фронту горіння.

Схема електронного блоку для автомобілів з контактами переривника

Схема електронного блоку для автомобілів ВАЗ2108. ВАЗ2115

схема перетворювача
на транзисторах КТ819 (КТ818)

Технологія збирання:
Обмотка накладається виток до витка по свіжо-просоченої епоксидною смолою прокладці.
Після закінчення шару або обмотки в одному шарі - обмотка покривається епоксидною смолою до заповнення міжвиткових пустот.
Обмотка закривається прокладкою по свіжій епоксидної смоли з видавлюванням надлишку. (Через відсутність вакуумного просочення)
Так само слід звернути увагу на закладення висновків:
на одягається фторопластовая трубка і фіксується капронової ниткою. На підвищує обмотці висновки гнучкі, виконані проводом: МГТФ-0,2 ... 0,35.
Після просочення і ізоляції першого ряду (обмотки 1-2-3, 4-5-6) по всьому кільцю намотується підвищує обмотка (7-8) пошарово, виток до витка. оголення шарів, «баранчики» - не допускаються.
Від якості виготовлення трансформатора практично заздрості надійність і довговічність роботи блоку.
Розташування обмоток показано на малюнку 3.

Збірка електронного блоку
Для кращого тепловідведення блок рекомендується збирати в алюмінієвому обребрена корпусі, приблизний розмір - 120 x 100 x 60 мм, товщина матеріалу - 4. 5 мм.
На стінку корпусу через ізоляційну теплопровідну прокладку ставляться транзистори П210.
Монтаж виконується навісним монтажем з урахуванням правил монтажу високовольтних, імпульсних пристроїв.
Плату управління допустимо виконувати на друкованої або на макетної платі.
Готове пристрій налагодження не вимагає, необхідно лише уточнити включення обмоток 1, 3 в базовій ланцюга транзисторів, і якщо генератор не починається - поміняти місцями.
Конденсатор, встановлений на трамблері при використанні CDI відключають.

деталі
Практика показала, що спроба замінити транзистори П210 на сучасні кремнієві призводить до значного ускладнення електричної схеми (див. 2 ​​нижні схеми на КТ819 і TL494), необхідністю ретельної настройки, яку після одного - двох років експлуатації в важких режимах (нагрів, вібрація) доводиться виконувати повторно.
Особиста практика з 1968 року показала, що застосування транзисторів П210 дозволяє забути про електронний блоці на 5. 10 років, а застосування високоякісних компонентів (особливо накопичувального конденсатора (МБГЧ) з довго нестаріючим діелектриком) і акуратне виготовлення трансформатора - і на довший термін.

Література по темі:
1. IGBT транзистори в системі електронного запалювання
2. Патент України N2056521. Спосіб під-Жига паливної суміші в двигуні внутрішнього згоряння і комутатор для його здійснення
3. Патент РБ N1429. Спосіб підпалу паливної суміші в двигуні внутрішнього згоряння і комутатор для його здійснення
4. Г. Карасьов. Стабілізований блок електронного запалювання. - Радіо, 1988, 9, с.17; 1989, №5 з 91.
5. Capacitive Discharge Ignition (CDI)
6. Теорія систем запалювання. Ютт (zip, 400 кБ)
7. Системи запалювання автомобілів - загальна будова і типи.
8. Інтернет магазин радіодеталей та електронних компонентів