Измерительные устройства систем зажигания и смесеобразования

Датчики момента искрообразования

Работа системы зажигания связана с выработкой электрического сигнала, который должен быть связан с положением поршня в цилиндре, чтобы своевременно образовался искровой разряд на свече. Кроме этого, форма этого сигнала должна быть такой, чтобы получающая сигнал катушка зажигания или коммутатор вырабатывали требуемый ток.

В контактных системах зажигания электрический задающий сигнал вырабатывается при помощи контактов прерывателя в распределителе, которые непосредственно коммутируют обмотку катушки зажигания, а в контактно-транзисторных системах зажигания сигнал подается на коммутатор, который, в свою очередь, коммутирует обмотку катушки зажигания.

В бесконтактных системах зажигания задающий сигнал формируется с помощью датчиков Холла или Виганда, магнитоэлектрического, параметрического или датчика, отслеживающего положение коленчатого вала двигателя.

Распространенным типом магнитоэлектрического датчика момента искрообразования является генераторный датчик коммутаторного типа с пульсирующим потоком. Принцип действия такого датчика заключается в изменении магнитного сопротивления магнитной цепи, содержащей магнит и обмотку, при изменении зазора с помощью ротора, выполненного в виде распределителя потока в виде коммутатора.

На рис 4.1 показано устройство магнитоэлектрического коммутаторного дат чика.

Рис. 4.1. Схема коммутаторного датчика: 1 — статор,

2 — постоянный магнит, 3 — выходная обмотка, 4 -ротор

При вращении зубчатого ротора, который устанавливается на вал распределителя зажигания, в обмотке статора в соответствии с законом индукции возникает переменное напряжение, пропорциональное частоте вращения ротора и изменению магнитного потока Ф в зависимости от угла поворота а. Необходимое магнитное поле создает постоянный магнит. Количество зубцов ротора зависит от числа цилиндров двигателя Когда зубец ротора приближается к полюсу статора, в выходной обмотке нарастает напряжение. При совпадении оси зубца ротора с осью полюса статора напряжение на обмотке достигает максимума. Затем напряжение меняет знак и увеличивается в противоположном направлении до максимума при удалении зубца.

На рис. 4.2 показан характер изменения выходного сигнала напряжения {/**, по углу поворота коленчатого вала при разной частоте вращения ротора.

Рис. 4.2. Выходной сигнал сигнала датчика при разной частоте вращения ротора п1 > п2

Так как напряжение быстро изменяется от максимального положительного до максимального отрицательного значения, то переход через ноль между двумя максимумами может быть использован для управления системой зажигания при получении точного момента искрообразования. С целью увеличения помехозащищенности для получения момента искрообразования используют точки А или В, которые выбираются на допустимо низких уровнях, превышающих уровень помех по напряжению. При этом обеспечивается надежное срабатывание схемы при пуске двигателя.

Трамблер является датчиком-распределителем для бесконтактных систем зажигания. Его устройство показано на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Схема трамблера: 1 — крышка распределителя, 2 — бегунок,.

• 3 — датчик, 4 — центробежный регулятор опережения зажигания,
• 5 — вакуумный регулятор опережения зажигания, 6 — муфта ввода проводников, 7 — крышка экрана, 8 — выводы обмотки статора,
• 9 — полюсные наконечники статора, 10 — полюсные наконечники ротора, 11 -установочные метки

Он обычно выполняется на основе моделей контактных распределителей. Ротором датчика является кольцевой постоянный магнит с полюсными наконечниками ротора, связанными с центробежным регулятором опережения зажигания. В зависимости от частоты вращения валика обычный центробежный регулятор поворачивает ротор на угол, заданный характеристикой опережения зажигания. Северные и южные полюсные магнитопроводы входят друг в друга с воздушным зазором 1,5 мм. Роль статора датчика выполняет полая полюсная деталь из стали, внутри которой расположена катушка индуктивности с выводами обмотки статора. Статор может поворачиваться на некоторый угол вакуумным регулятором для того, чтобы опережение зажигания соответствовало нагрузке двигателя. На роторе и статоре нанесены метки, которые совмещают при установке начального момента зажигания. Число пар полюсных наконечников статора и ротора равно числу цилиндров двигателя.

При вращении ротора датчика в обмотке статора индуцируется переменное синусоидальное напряжение. При этом моменту искрообразования соответствует начало положительной полуволны синусоиды. Амплитуда сигнала датчика пропорциональна частоте вращения коленчатого вала. Когда вал неподвижен, сигнал на выходе датчика отсутствует. Датчик обеспечивает амплитуду выходного сигнала не менее 2 В при частоте вращения коленчатого вала 20 об/мин. При повышении оборотов амплитуда сигнала возрастает и может достигать сотен вольт.

Еще одним типом датчиков момента искрообразования является параметрический датчик. Ротор этого датчика представляет собой зубчатый диск. При вращении коленчатого вала зубья ротора периодически перекрывают зазор в статоре датчика, что приводит к формированию электрических импульсов. Амплитуда сигнала на выходе параметрического датчика, в отличие от коммутаторного датчика, не зависит от частоты вращения коленчатого вала.

Электрическая часть датчика представляет собой магнитоэлектрический генератор высокой частоты с двумя неподвижными индуктивными катушками. Переменная электромагнитная связь между катушками датчика осуществляется с помощью металлического диска с лепестками вращающегося между катушками вместе с валиком распределителя. Когда между катушками находится прорезь диска, связь максимальна, и датчик генерирует электрические синусоидальные колебания с частотой около 700 кГц. Когда в промежуток между катушками входит лепесток, генерация срывается и возникает искра. Следовательно, по аналогии с контактами прерывателя можно сказать, что разомкнутому состоянию контактов в данном случае соответствует отсутствие генерации, или положение, когда тело диска находится между катушками, а замкнутому — наличие генерации, или положение, когда между катушками находится прорезь диска.