Датчики систем зажигания

На легковых автомобилях с бензиновыми двигателями применяются различные по конструктивному и схемному исполнению системы искрового зажигания: контактные, контактно-транзисторные, бесконтактные (электронные), микропроцессорные.

Контактные и контактно-транзисторные системы зажигания в настоящее время имеют ограниченное применение. Применение бесконтактных и микропроцессорных систем позволило повысить топливную экономичность двигателя, уменьшить нагарообразование в цилиндрах и токсичность отработавших газов, облегчить пуск холодного двигателя зимой. Микропроцессорные системы зажигания имеют дополнительные преимущества: во-первых, в них отсутствует механический высоковольтный распределитель, а во-вторых, специальные датчики этих систем учитывают большое количество факторов, влияющих на эффективность искрового разряда.

В этой главе рассмотрены датчики бесконтактных и микропроцессорных систем зажигания, которые наиболее широко используются на двигателях отечественных легковых автомобилей.

Датчики бесконтактных систем зажигания

Бесконтактная система зажигания является конструктивным продолжение контактно-транзисторной системы зажигания. В данной системе зажигания контактный прерыватель заменен бесконтактным датчиком. Бесконтактная система зажигания стандартно устанавливается на ряде моделей отечественных автомобилей, а также может устанавливаться самостоятельно вместо контактной системы зажигания.

Применение бесконтактной системы зажигания позволяет повысить мощность двигателя, снизить расход топлива и выбросы вредных веществ за счет более высокого напряжения разряда (30000В) и соответственно более качественного сгорания топливно-воздушной смеси.

Бесконтактная система зажигания имеет следующее устройство:

-источник питания;

-выключатель зажигания;

-датчик импульсов;

-транзисторный коммутатор;

-катушка зажигания;

-распределитель;

-центробежный регулятор опережения зажигания;

-вакуумный регулятор опережения зажигания;

-провода высокого напряжения;

-свечи зажигания.

В целом устройство бесконтактной системы зажигания аналогично контактной системе зажигания, за исключением следующих устройств: датчика импульсов и транзисторного коммутатора. Датчик импульсов предназначен для создания электрических импульсов низкого напряжения. Различают датчики импульсов следующих типов:

-датчик Холла;

-индуктивный датчик;

Наибольшее применение в бесконтактной системе зажигания нашел датчик импульсов использующий эффект Холла (возникновение поперечного напряжения в пластине проводника с током под действием магнитного поля). Датчик Холла состоит из постоянного магнита, полупроводниковой пластины с микросхемой и стального экрана с прорезями (обтюратора).

Прорезь в стальном экране пропускает магнитное поле и в полупроводниковой пластине возникает напряжение. Стальной экран не пропускает магнитное поле, и напряжение на полупроводниковой пластине не возникает. Чередование прорезей в стальном экране создает импульсы низкого напряжения.

Датчик импульсов конструктивно объединен с распределителем и образуют одно устройство – датчик-распределитель. Датчик-распределитель внешне подобен прерывателю-распределителю и имеет аналогичный привод от коленчатого вала двигателя.

Транзисторный коммутатор служит для прерывания тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания в соответствии с сигналами датчика импульсов. Прерывание тока осуществляется за счет отпирания и запирания выходного транзистора.

Принцип работы бесконтактной системы зажигания

При вращении коленчатого вала двигателя датчик-распределитель формирует импульсы напряжения и передает их на транзисторный коммутатор. Коммутатор создает импульсы тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания. В момент прерывания тока индуцируется ток высокого напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания. Ток высокого напряжения подается на центральный контакт распределителя. В соответствии с порядком работы цилиндров двигателя ток высокого напряжения подается по проводам высокого напряжения на свечи зажигания. Свечи зажигания осуществляют воспламенение топливно-воздушной смеси.

При увеличении оборотов коленчатого вала регулирование угла опережения зажигания осуществляется центробежным регулятором опережения зажигания.

При изменении нагрузки на двигатель регулирование угла опережения зажигания производит вакуумный регулятор опережения зажигания.

Датчики микропроцессорных систем зажигания

В микропроцессорных системах зажигания (МПСЗ), которые устанавливаются на части автомобилей ГАЗ, ВАЗ и «Москвич», применяется электронное управление углом опережения зажигания. Центральной частью микропроцессорной системы является контроллер (блок управления), который обрабатывает информацию, поступающую от датчиков, и в соответствии с ней, установив оптимальный для данного режима угол опережения зажигания, дает команду (иногда через коммутатор) на образование искры. Кроме того, МПСЗ выполняет функции электронного блока экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ).