Контактно-транзисторная система зажигания автомобиля

Информация о транспорте » Контактно-транзисторная система зажигания автомобиля

Уже более 100 лет компания Bosch является лидером в производстве автомобильных запчастей и компонентов и поставляет свою продукцию на конвееры всех ведущих автопроизводителей.

Но в XIX веке все обстояло совсем иначе. Только что изобретенное средство передвижения действительно доставляло своим владельцам множество проблем, главная из которых – зажигание. Даже один из изобретателей автомобиля Карл Бенц именовал зажигание «проблемой из проблем». Поэтому рабочую смесь в камере сгорания каждый зажигал чем мог: от огнеопасных калильных трубок Даймлера до катушки Румкорфа, питаемой током гальванического элемента. Все эти устройства, а также их вариации работали по одному принципу – топливо воспламенялось от внешнего источника зажигания, что было пожароопасно и ненадежно, но никто не мог предложить альтернативы. Вдобавок заряда аккумулятора хватало лишь на пару десятков километров, ведь генераторов тогда еще не существовало. Из-за ненадежного зажигания двигатели внутреннего сгорания с трудом выдерживали конкуренцию с машинами на электрической тяге и автомобилями, оснащенными паровыми установками. В газетах и журналах конца XIX века писали о том, что автомобили с ДВС не имеют перспектив…

Ситуацию спасла система зажигания от магнето, внедрение которой стало основной заслугой немецкого инженера Роберта Боша.

В 1886 году Роберту Бошу было всего 25 лет, но столь юный возраст не помешал ему основать в Штутгарте собственную электротехническую фирму — «Мастерские точной механики и электроники». Тогда он не планировал выпускать электрооборудование для автомобилей — они были редкой технической диковинкой. Фирма занималась в основном изготовлением различного электрического оборудования — от телефонных аппаратов до дистанционных сигнализаторов уровня воды.

В 1897 году от одной из машиностроительных компаний Бош получает заказ на систему зажигания для стационарного двигателя. Принцип действия устройства был известен уже давно — двойной Т-образный якорь с проволочной обмоткой при движении в магнитном поле вырабатывал электрический ток. Еще в 1866 году Вернер фон Зименс использовал нечто подобное на своей динамо-машине, а в 1876-м Николаус Аугуст Отто на двигателе собственного изобретения применил похожий магнитоэлектрический аппарат.

Поэтому Бош не стал открывать Америку. Взяв за основу запатентованное изобретение фирмы Deutz — аппарат, генерирующий электрическую искру для детонации воздушно-топливной смеси, инженер значительно усовершенствовал его, в частности, применив более сильные подковообразные магниты. После испытаний, показав надежность устройства, Роберт Бош начинает выпуск магнето для силовых агрегатов. Вскоре Роберт Бош начал мелкосерийное производство таких систем.

Уже через десять лет подобные устройства стали основной продукцией его фирмы, а в 1897 году магнето впервые устанавливается на транспортное средство — трицикл De Dion Bouton по заказу англичанина Фредерика Симмса.

Первый опыт был неудачен: магнето вырабатывало не более 200 искр в минуту — приемлемо для стационарных двигателей, но мотору трицикла при частоте 1800 об/мин требовалось 900!

Роберт Бош решил и эту проблему: тяжелый якорь с обмоткой он поместил внутри металлической гильзы, которая стала вращаться вокруг него, – так в Штутгарте родилось магнето. Изобретение сразу же запатентовали, так как оно позволило создать эффективное зажигание для автомобильных двигателей, позволявшее им работать автономно без дополнительного источника тока.

Еще через четыре года появилось магнето высокого напряжения, в котором искра вырабатывалась непосредственно в момент разряда высокого напряжения между электродами свечи. До этого искру «выбивал» специальный размыкатель — весьма ненадежное и капризное устройство. Все эти нововведения были вехами в развитии всего автопрома, но на фирме этим не ограничились.

Одновременно с решением проблемы выработки тока для системы зажигания Роберт Бош занялся усовершенствованием свечи.

Первым на своих экспериментальных конструкциях свечи применил Карл Бенц, но без особого успеха, так как не мог подобрать подходящий материал для изолятора и электродов. Зато это удалось фирме Bosch — изоляторы стали делать керамическими, а электроды — из специального жаростойкого сплава.

В результате системы зажигания от Bosch достигли небывалого технического уровня, что гарантировало фирме успех на рынке. В начале ХХ века ее представительства открываются сначала в Лондоне, потом в Париже, Вене, Брюсселе, Милане, Будапеште, Стокгольме, Москве и даже в Нью-Йорке.

Производство в Германии также расширяется: в Штутгарте вместо небольшой мастерской строится целая фабрика, и еще одна в соседнем городке Фойербах. Вместо представительства в США Бош начинает создавать свои предприятия в Америке — с 1906-го по 1910-й открылось сразу пять: в Нью-Йорке, Спрингфилде, Чикаго, СанФранциско и, конечно же, в автомобильной Мекке мира — Детройте. Разветвленная сеть Bosch оказалась настолько прочной, что ее быстро восстановили даже после окончания Первой мировой войны.

В 1908 году на фирме создают катушку многоискрового зажигания, а два года спустя — и распределитель. А в 1913 году благодаря фирме Bosch автолюбители перестали упражняться перед машиной, вращая рукоятку, – появился электрический стартер. Но основной продукцией до конца 20-х годов остаются магнето и свечи, и только в 1925-м инженеры создают альтернативную систему зажигания от батареи с генератором, что позволило удовлетворить потребности автомобильного рынка в менее дорогом зажигании.

Магнето 1908 года — как раз тогда их выпуск фирмой Роберта Боша перевалил за сотню тысяч

Практически одновременно началось производство генераторов, благодаря которым удалось создать батарейную систему зажигания без магнето. Она позволила удовлетворить потребности автомобильного рынка в менее дорогой технологии зажигания. Магнето в 20-е годы стоило около 200 марок – это две месячные зарплаты рабочего или одна десятая часть стоимости машины. Естественно, для доступных по цене автомобилей эту систему нужно было удешевить. Так появилось батарейное зажигание, состоящее из катушки, распределителя, свечей и проводов. Катушка, питающаяся от батареи, вырабатывала ток высокого напряжения, который распределитель передавал по проводам к свечам, и между их электродами возникали искры. Батарея заряжалась от генератора, и электроснабжение всей системы обеспечивалось внутри бортовой сети.

Эта схема окончательно вытеснила магнето только к середине 30-х годов, так как консервативные производители машин высшего класса, такие как Maybach или Horch, по-прежнему отдавали предпочтение старому доброму магнето — для них стоимость не имела решающего значения.

Надежность зажигания от магнето привлекала и авиационных инженеров — оно продержалось на самолетах вплоть до заката эпохи поршневых моторов, так как полная независимость от источников электроэнергии — серьезное преимущество в условиях полета. Подтверждение тому — многочисленные дальние перелеты 20-х и 30-х годов. Так, в 1928-м немецкие пилоты Хюнефельд, Фитцморис и Кель перелетели Атлантический океан на самолете Junkers W33, оснащенном системой зажигания Bosch.

Что же до Роберта Боша, то он отошел от дел еще в конце 20-х, а умер в 1942-м от осложнения, вызванного воспалением среднего уха. Но его предприятие продолжало расти и развиваться.

В 1958 г. компания Bosch впервые использовала полупроводники в одном из своих продуктов - вариодном регуляторе генератора, а в 1964 г. новая технология была применена и в системах зажигания: благодаря транзисторам они больше не требовали сервисного обслуживания.

При разработке новых систем зажигания инженеры Bosch стремились прежде всего добиться увеличения интервалов между сервисными мероприятиями.

Долгосрочная цель состояла в создании автомобиля, способного проехать 100 000 км без обслуживания (не считая некоторых неизбежных процедур - например, замены масла).

Так был заложен фундамент для разработки современных электронных систем зажигания, которые не только не требуют обслуживания, но и значительно сокращают объемы вредных выбросов и расход топлива.

Первым шагом в этом направлении стало появление транзисторного зажигания, где, вместо подверженного быстрому износу механического контакта распределителя, был использован электронный импульсный генератор Холла. Сегодня ток обычно вырабатывается отдельными катушками и подается непосредственно на свечи зажигания.

В дальнейшем фирма Bosch производила светотехнику, звуковые сигналы, семафорные указатели поворотов, аккумуляторы, радиоприемники, отопители, стеклоочистители, масляные и топливные (высокого давления для дизелей) насосы, системы бензинового впрыска, тормозные усилители и еще множество различного оборудования для автомобилей и мотоциклов.

Наиболее известный продукт фирмы Bosch - свеча зажигания. Она играет важную роль в обеспечении надежной работы двигателя атомобиля. Уже более 100 лет BOSCH разрабатывает свечи зажигания в тесном сотрудничестве с автомобильной промышленностью.

Фирма Bosch является лидером на рынке в Европе по свечам зажигания и обеспечивает покрытие рынка до 98%.

Программа свечей зажигания фирмы Bosch предлагает более чем 500 типов свечей для любых транспортных средств – от мопеда до роскошного лимузина. Большое значение придается уверенному зажиганию, защите катализатора и надежности пуска холодного двигателя и созданию наиболее полной программе по свечам зажигания с однозначной применяемостью для автомобиля конкретной свечи зажигания.

Свечи зажигания Bosch производятся в тесном сотрудничестве с компаниями, занимающимися созданием автомобилей, это позволяет применять максимально эффективные комплектующие для каждой конкретной модели.

Для любого автомобиля можно подобрать свой комплект свечей зажигания Bosh, воспользовавшись списком производителя. Наиболее распространенные из них содержат в себе медный стержень в износостойком хром-никелевом кожухе, обладающий свойством сверхтеплопроводности. Кроме того, компания предлагает варианты комплектующих для специального применения:

· платиновые

· серебряные

· адаптированные для малых двигателей.

Высокое качество обеспечивается благодаря комплексному подходу к созданию деталей. Из различных сфер деятельности компании-производителя привлекаются наиболее совершенные технологии. Кроме того, использование современных материалов способствует увеличению эффективности.

Свечам зажигания Bosh характерны долговечность, надежность и высокая продуктивность. Такие качества позволяют данным комплектующим находиться среди лучших изделий подобного рода. В свою очередь инновационный подход предполагает и дальнейшее совершенствование технологий, влекущее за собой улучшение технических свойств.

Стандартная программа фирмы Bosch состоит из свечей зажигания Bosch Super и Bosch Super Plus. Bosch предлагает все преимущества современной технологии и качество, идентичное качеству оригинальных свечей зажигания, поставляемых на конвейер.

Следуя этим актуальным тенденциям, фирма Bosch предлагает в стандартной программе свечи зажигания с помехоподавляющим резистором, который защищает различные электронные системы автомобиля, такие, как антиблокировочное устройство ABS, противобуксовочную систему ASR, электронную программу стабилизации ESP или авторадио от помех, создаваемых работой свечи зажигания.

Усовершенствованный процесс сгорания топлива защищает двигатель и, прежде всего, катализатор, при этом снижается расход топлива. На основе почти полного покрытия рынка – в том числе и для азиатских транспортных средств – для каждого двигателя создана подходящая свеча зажигания. Это делает возможным уверенный, быстрый выбор и заказ нужной свечи зажигания из программы Bosch.

Премиальная линия по свечам зажигания – Bosch Super 4 - это первая в мире свеча зажигания с 4 массовыми электродами и покрытым серебром центральным электродом. Это линия свечей зажигания с инновационной техникой скользящего воздушно-искрового разряда создана как для большинства современных транспортных средств, так и для более старых моделей автомобилей. Высокая надежность зажигания свечей Bosch Super 4 оптимизирует мощность двигателя и минимизирует риск пропусков воспламенения.

Программа специальных свечей зажигания открывает широкую палитру применения: от садово-огородного инвентаря до моторных лодок, мотоциклов и гоночного спорта.

Свечи зажигания Bosch поставляются на конвейер для автомобилей Alfa Romeo, Audi, BMW, Cadillac, Citroen, Daewoo, Daimler-Chrysler, Fiat, Форд, Lancia, MB, Mitsubishi, Opel, Peugeot, Porsche, Seat, Skoda, Smart, Ssangyong, Toyota, Vauxhall, Volvo и VW.

Изменилось почти все, но одно остается прежним: ни один бензиновый двигатель не будет работать без искры зажигания, впервые использованной в автомобиле Робертом Бошем.

Исходные данные

1. Геометрическая степень сжатия ε=10;

2. Частота вращения двигателя при пуске nеп=60 об/мин;

3. Максимальная частота вращения двигателя nemax=5500 об/мин;

4. Величина искрового промежутка свечи δ= 0,7 мм;

5. Коэффициент запаса по вторичному напряжению Кз=1,8;

6. Экранирование системы – Н;

7. Тип транзистора – ГТ806Д

8. Число цилиндров двигателя Z=4;

9. Напряжение бортовой сети UБ=14,5 В;

10. Относительное время замкнутого состояния контактов прерывателя τ3=0,5

Параметры транзистора

1. Максимально допустимое напряжение между коллектором и эмиттером транзистора UКэmax =140 В;

2. Максимальный ток коллектора IКmax=15 А;

3. Граничная частота fг=10 МГц;

4. Ток базы в режиме насыщения Iбн.=1 А;

5. Ток базы в режиме рассасывания Iбр=0,1 А;

6. Коэффициент усиления β=25;

7. Сопротивление в насыщенном состоянии Rн=0,1 Ом;

8. Максимально допустимые обратные напряжения на базе UБЭmax =1,5В;

9. Обратный ток базы UБз=0,3 А;

10. Минимальное напряжение базы для запирания транзистора UБэmin=15 В.

Контактно-транзисторная система зажигания автомобиля

Разделы