Что такое блок cdi. Устройство системы зажигания скутеров. Недостатки системы зажигания конденсаторным разрядом

Со словом "дизель" у наших соотечественников еще ассоциируется трактор МТЗ и водитель в телогрейке, пытающийся зимой паяльной лампой отогреть его бак. Более прогрессивные автовладельцы представляют двигатель немецкой или японской иномарки, который потребляет ничтожно малое количество топлива, если сравнивать с бензиновыми Жигулями.

Но время и техника неумолимо идут вперед, и все больше появляется у нас на дорогах красивых и современных автомобилей, у которых лишь характерное урчание из-под капота выдает тип установленного мотора.

Действительно, вначале дизельные двигатели встречались исключительно на грузовых автомобилях, судах и военной т ехнике - то есть там, где нужна надежность и экономичность, а размеры, вес и комфорт были на втором плане.

Сегодня ситуация изменилась, и каждый производитель готов предложить вам на выбор несколько вариантов дизельных моторов, маскируя под шильдиками уже не бюджетные варианты, а агрегаты, изготовленные по технологии будущего. Скромные буквы CDI, TDI, HDI, SDI и т.д. скрывают за собой альтернативу, которая двигает и звучит получше бензиновых моторов. Получив данные производителей, мы попытались разобраться, чем же отличаются системы дизелей, скрытые за неброским шильдиком на крышке багажника.

Итак,аббревиатура DI присутствует во всех упомянутых системах. Она обозначает непосредственный впрыск топлива в камеру сгорания (англ. Direct Injection), что обеспечивает хороший КПД. Технология впрыска сравнительно молода.

За ее основу была взята система подачи топлива Common Rail , разработанная компанией BOSCH в 1993 году. Принцип работы системы заключается в том, что форсунки соединены общим каналом, куда топливо нагнетается под высоким давлением. Важнейшим компонентом дизеля, определяющим надежность и эффективность его работы, как раз и является система питания топлива. Основная ее функция - подача строго определенного количества горючего в заданный момент и с необходимым давлением. Высокое давление топлива и требования к точности делают топливную систему дизеля сложной и дорогой. Главными ее элементами являются: топливный насос высокого давления, форсунки и топливный фильтр. Насос предназначен для подачи топлива к форсункам по строго определенной программе, в зависимости от режима работы двигателя и управляющих действий водителя.

В обычном дизеле каждая секция насоса высокого давления нагнетает солярку в «индивидуальный» топливопровод (идущий к определенной форсунке). Внутренний его диаметр обычно составляет не более 2 мм, а наружный – 7 - 8 мм, то есть стенки достаточно толстые. Но когда под высоким давлением в 2000 атмосфер по нему «прогоняется» порция топлива, трубка раздувается подобна змее, заглатывающей жертву. И как только эта солярка уходит в форсунку, топливопровод снова сжимается. Поэтому вслед заданной порции топлива к форсунке непременно «подкачивается» крохотная лишняя доза. Эта капля, сгорая, увеличивает расход горючего, повышает дымность мотора, да и процесс ее сжигания далеко не полноценный. Вдобавок сами пульсации отдельных трубопроводов повышают шумность работы двигателя. С ростом оборотистости современных дизелей (до 4000 - 5000 об/мин) это стало доставлять ощутимые неудобства.

На европейских заправках продают много разновидностей дизельного топлива. Но главное достоинство солярки – её качество

Компьютерное управление подачей топлива позволило впрыскивать его в камеру сгорания цилиндра двумя точно дозированными порциями, чего раньше сделать было невозможно. Сначала поступает крохотная, всего около милиграмма, доза, которая при сгорании повышает температуру в камере, а следом идет главный «заряд». Для дизеля - двигателя с воспламенением топлива от сжатия - это очень важно, так как при этом давление в камере сгорания нарастает более плавно, без «рывка». Вследствие этого мотор работает мягче и менее шумно. Но главное - система Common Rail полностью исключает впрыск в камеру сгорания лишней порции горючего. В результате расход топлива двигателем сокращается примерно на 20%, а крутящий момент на малых оборотах возрастает на 25%. К тому же уменьшается содержание в выхлопе сажи и снижается шумность работы мотора. Прогрессивные изменения в системе подачи топлива к форсункам дизелей стали возможны лишь благодаря развитию электроники.

Одной из первых эту систему стала использовать компания Daimler-Benz, обозначив свои моторы аббревиатурой CDI. Начав с дизеля для Mercedes-Benz A-class, аналогичными двигателями оснастили B, C, S, E-class, а также внедорожный ML. Факты говорят сами за себя. Mercedes-Benz С 220 CDI рабочим объемом 2151 см3 и мощностью 125 л.с., максимальным крутящим моментом 300 Нм при 1800-2600 об/мин с механической коробкой передач потребляет в среднем 6,1 л дизельного топлива на 100 км. Столь низкий расход топлива при емкости бака в 62 литра позволяет автомобилю проходить до тысячи километров без дозаправки.

Целое семейство подобных силовых агрегатов рабочим объемом от 1,5 до 2,4 литра есть в распоряжении компании Toyota. Внедрение свежих технических решений улучшило показатели мощности и крутящего момента новых моторов не менее чем на 40%, топливной экономичности - на 30%. Все это - при неплохих данных по части экологии.

Компания Mazda тоже имеет в арсенале дизельный мотор с прямым впрыском. Он хорошо зарекомендовал себя еще на модели 626. Двухлитровая рядная "четверка" имеет мощность 100 л.с. с крутящим моментом 220 Нм при 2000 об/мин. Соблюдая все нормы экологии, автомобиль с таким силовым агрегатом потребляет 5,2 литра топлива на 100 км при скорости 120 км/ч.

Аббревиатуру TDI первым стал использовать концерн Volkswagen для обозначения дизелей с непосредственным впрыском и турбонаддувом. TDI с объемом 1,2 л модели Volkswagen Lupo держит мировой рекорд среди легковых автомобилей по коэффициенту полезного действия. TDI помогли автомобилям Volkswagen и Audi стать самыми продвинутыми в классе автомобилей с дизельными двигателями.

Прокатится на волне популярности захотели многие, а потому конкуренты не заставили себя ждать. В первую очередь это касается фирмы Adam Opel AG, выпустившей семейство двигателей ЕСОТЕС TDI - целый кладезь новаций: непосредственный впрыск, головка блока с четырьмя клапанами на цилиндр при одном распределительном вале, турбонаддув с промежуточным охлаждением, управляемый электроникой топливный насос с повышенным давлением, форсунки, обеспечивающие высокую дисперсность топлива при распылении в комбинации с характерным завихрением всасываемого воздуха. Все это позволило снизить расход топлива на 17% (относительно обычного турбонаддувного дизеля) и уменьшить уровень выбросов на 20%.

Многочисленные успехи в области дизелестроения позволили восcтановить незаслуженно забытое направление - V-образные 8-цилиндровые дизельные силовые агрегаты, объединяющее в себе мощь, комфорт и экономный расход топлива. BMW 740d уже 8 лет оснащают дизельным V8 . Баварский дизель имеет прямой впрыск, улучшивший топливную экономичность многоцилиндрового мотора на 30-40% по отношению к бензиновому собрату. Здесь применены 4 клапана на цилиндр, Common Rail и турбонаддув с промежуточным охлаждением. 3,9-литровый силовой агрегат развивает 230 л.с. при 4000 об/мин, его крутящий момент - 500 Нм при 1800 об/мин.

Турбонаддув позволяет увеличить мощность двигателя без последствий для экономичности. Двигатели TDI , как правило, неприхотливые и надежные.Но есть в них один недостаток. Ресурс турбины обычно составляет 150 тысяч, это при том, что ресурс самого двигателя может доходить до миллиона.

Для тех, кого пугает перспектива дорогостоящего ремонта, есть другой вариант. Аббревиатура SDI используется для обозначения атмосферных (безнаддувных) дизелей с непосредственным впрыском топлива. Эти моторы не боятся больших пробегов и прочно держат свою позицию в рейтинге надежности.

Мировой лидер в производстве дизельных двигателей - концерн PSA Peugeot Citroen спрятал технологию Common Rail под шильдиком HDI. Три буквы скрывают настоящий клад для «ленивого» водителя. Межсервисный интервал моторов HDI составляет 30 тыс. км, а ремень ГРМ и ремень навесных агрегатов не требуют замены в течение всего срока эксплуатации автомобиля. Как всегда, на высоте акустические способности французов - тихая работа двигателя обеспечена даже на холостых оборотах. О надежности французских дизелей свидетельствует тот факт, что каждый второй автомобиль, проданный во Франции в 2006 году, работает на солярке.

Технологии CDI, TDI, HDI, SDI строятся вокруг системы Common Rail третьего поколения, поэтому по сути своей мало чем различаются. То, что мы сейчас видим, – всего лишь отличительный знак производителей. Выявить лидера в этой гонке не представляется возможным, т.к. речь идет о вкусах и предпочтениях. Одно можно сказать уверенно – тот, кто выбирает сегодня дизель, несомненно, выигрывает.

дизельные двигатели CDI

Принцип работы двигателей CDI

Лучшим на сегодняшний день дизельным двигателем на мировом рынке считается двигатель CDI. Первый подобный двигатель был производён германским концерном «Мерседес». CDI (Common rail Diesel Injection) - это система впрыска дизельного топлива, разработанная специалистами компании в 2001 году. При разработке системы Mercedes CDI за основу была взята система подачи топлива в дизельных двигателях CR (Common Rail).

Появление системы CR (как в последующем и CDI) было вызвано повышением экологических требований, предъявляемых к дизельным двигателям. В 1997 году компанией Bosch был впервые запущен на автомобильный рынок дизельный двигатель, оснащённый системой Common Rail. Использование этой системы уменьшило потребление двигателями топлива на 10–15 %, а мощность увеличила на 40%, правда, усложнив при этом их ремонт. «Мерседес-Бенц» - концерн всегда идущий в авангарде технического развития, сразу же начал оснащать свои новые автомобили подобной системой. Для всех желающих также стало возможным, сменить двигатель старого образца на новый. При этом в комплекте к нему клиент получал фирменные запчасти. «Mercedes-Benz» стала первой компанией, предоставившей своим покупателям подобную услугу. Улучшив таким образом и без того превосходный сервис, «Мерседес-Бенц» дополнительно укрепил свои позиции на рынке.

Возвращаясь к двигателям Common Rail: топливо в системе CR под большим давлением постоянно находится в единой магистрали и впрыскивается в цилиндры через управляемые электроникой форсунки с электромагнитными клапанами. Иногда клапаны бывают пьезоэлектрическими, как в конструкции двигателя Mercedes. Обслуживание и ремонт таких дизельных двигателей стал дороже обычных, но зато удалось достигнуть большей экономичности, существенно повысить мощность и крутящий момент. К тому же, стоимость обслуживания увеличилась за счёт дороговизны деталей, но это также увеличило и длительность эксплуатации каждой запчасти. Mersedes-Benz, помимо этого, существенно снизил уровни шума, токсичности и вибрации своих двигателей.

Ко всему прочему, был создан блок управления, который с помощью многочисленных программ, позволяет качественно улучшать работу всей системы питания. Блок управления дизельным двигателем поддерживает высокое давление, при различных режимах работы двигателя, независимо от его оборотов и нагрузки при любой последовательности впрыска по цилиндрам. Это позволяет создавать высокое давление, под которым топливо впрыскивается в цилиндр, даже при самом малом числе оборотов коленчатого вала.

Mercedes-Benz не останавливался на достигнутом и в 2001 году в дополнение к системе CR конструкторы компании применили так называемый «предварительный» впрыск. Он происходит за доли секунды перед основной порцией топлива, что позволяет основному впрыску поступать уже в предварительно разогретую камеру сгорания. Это улучшает воспламенение топлива, что дополнительно снижает его расход и детонацию. Такой принцип работы дизельного двигателя и получил название CDI. Начиная с автомобилей «Мерседес-Бенц» серии ML и Vito, CDI-двигателем на данный момент оснащается каждый второй новый автомобиль Европы.

Аналогичные системы с 2002 года начали применять и другие концерны, например Peugeot (HDI) и Fiat (JDS). Но, постоянно совершенствуя технологии и сервис, Mercedes-Benz не сдаёт своих позиций и остаётся в этом вопросе первым. Поэтому, для того, чтобы произвести ремонт двигателя «Мерседес» лучше всегда обращаться в специализированный техцентр. «Мерседес-Бенц» постоянно развивается технически, и необходима высокая квалификация, для того чтобы произвести достойный ремонт. Mercedes-Benz - один из первых автогигантов, который разработал единые стандарты обслуживания своих автомобилей. В соответствии с ними всем владельцам автомобилей предписывается использовать фирменные автозапчасти Mersedes и обращаться только в официальный автосервис «Mercedes-Benz». В противном случае, если были использованы «пиратские» автозапчасти, «Мерседес-Бенс» снимает с себя все гарантийные обязательства.

Ремонт CDI - сложный процесс, требующий не только высокой квалификации от мастера. Также требуется, чтобы использовались только фирменные запчасти. «Мерседес» - это слово стало нарицательным в автомобильной среде, означающим не только качество и передовые технологии, но и превосходное обслуживание. «Мерседес-Бенц» - не только великий автоконцерн, но и лучший автосервис. Мерседес - это знак качества!

Данный ресурс посвящён всяким разным системам зажигания и тиристорно-конденсаторной системе зажигания ZV1 в частности. Если Вам необходима сверхмощная система зажигания, если Вы решили навсегда избавиться от проблем с механическим распределителем или просто заменить вышедшую из строя штатную систему на более мощную и совершенную, если вам надоело менять свечи после посещения очередной "левой" заправки и играть в рулетку на морозе (заведётся или нет), то этот ресурс для Вас!

Кратко напомню, что тиристорно-конденсаторные (DC-CDI) системы зажигания обладают рядом неоспоримых преимуществ перед ставшими уже "классическими" транзисторными, а именно:

1. Очень высокая скорость нарастания высокого напряжения на выходе (1 - 3 микросекунды в зависимости от типа катушки) против 30-60 микросекунд у транзисторной системы, что позволяет очень точно контролировать момент искрообразования в не зависимости от напряжения пробоя искрового промежутка, состояния топливно-воздушной смеси и др. условий. Также, за счёт более крутого фронта ВВ импульса при прочих равных условиях значительно увеличивается пробиваемый воздушный зазор, что позволяет успешно работать с очень высокими степенями сжатия, сильно не увеличивая при этом выходное ВВ напряжение.
2. Выделение большого кол-ва энергии за малый промежуток времени, что позволяет иметь устойчивое искрообразование со значительными шунтирующими нагрузками, такими как, присутствие на изоляторе свечи копоти, нагара из металлосодержащих соединений, влаги на ВВ поводах и банального случая, когда говорят "залил свечи".
3. Сравнительно легко получить искру практически любой мощности, что с обычной транзисторной системой весьма затруднительно.

Таким образом (СDI) системы зажигания становятся очень нужными и порой незаменимыми в некоторых следующих случаях:

1. Очень высокая степень сжатия - значительно увеличивает напряжение пробоя искрового промежутка и влияние различных шунтирующих нагрузок (нагар и различные отложения на изоляторе свечи), а также другие токи утечки становится весьма заметным. Наша система зажигания установлена и успешно работает на эксперементальном двигателе Ибадуллаева со степенью сжатия 22-25 (http://www.iga-motor.ru). Все многолетние попытки заставить нормально работать с таким двигателем обычное транзисторное зажигание окончились неудачей.
2. Высокие обороты двигателя – даже небольшие задержки момента искрообразования приводят к потере мощности, кроме того, большая турбулентность в камере сгорания приводит к эффекту "сдувания" искры, когда искра в буквальном смысле сдувается только возникнув или не возникает вообще.
3. Использование бензинов с ферроценовыми антидетонаторами - вызывают токопроводящие отложения на свечах, делая искрообразование затруднительным или даже невозможным.
4. Двигатели, работающие на спирту и спиртовых смесях – как правило имеют высокую степень сжатия и спирты труднее воспламеняются, нежели бензин.
5. Двигатели, работающие на газу – требуют значительно более мощную систему зажигания, чем бензиновые, поскольку газ значительно хуже воспламеняется и медленнее горит, чем бензин. На настоящий момент многочисленные проблемы с зажиганием в газопоршневых ДВС не решены в полной мере и ещё ждут своих решений, одним из которых и является наша система зажигания ZV1.
6. Практика показала, что наибольший практический эффект от применения нашей системы зажигания проявляется на двигателях с наддувом и особенно с большим наддувом (1-2 бара). Разница между стоком и нашим зажиганием просто разительна! Нет ни провалов, ни стрельбы в глушитель. Как говорят клиенты "буст бешено прёт".

Часто имеется более 2-х вышеперечисленных пунктов одновременно, на пример в спортивных автомобилях, где присутствуют высокие степени сжатия, высокие обороты, высокооктановые бензины и применяются спирты. В двигателях предназначенных для работы на газу очень высокие (11 и выше) + плохо воспламеняемый и медленно горящий газ. Ну а запуск двигателя в мороз с хорошей CDI системой перестаёт напоминать русскую рулетку. Заводится всегда, главное чтобы аккумулятора хватило, чтобы провернуть двигатель.

Улучшить свойства обычной системы зажигания без применения специальной катушки и особо мощного коммутатора невозможно. Применение мощных коммутаторов и специальных катушек позволяет поднять мощность искры, но вот скорость нарастания напряжения увеличить сильно не получится в принципе. В (CDI) системах зажигания вопрос в скорости не стоит вообще, а мощность легко увеличивается простым увеличением ёмкости коммутирующего конденсатора, причём даже с применением обычных катушек зажигания можно поднять мощность искры многократно и убить всех зайцев сразу. Так почему, вполне резонно спросите Вы, такие системы крайне мало распространены? Наверное ответ прост – хорошие CDI системы слишком сложны и имеют высокую себестоимость при производстве в сравнении с копеечными транзисторными коммутаторами, да и по своим эксплутационным качествам классическое транзисторное зажигание "пока удовлетворяет" большинство рядовых потребителей, как в своё время и классическое контактное.

Также не маловажно, что создание качественной и совершенной CDI системы требует глубоких знаний и большого опыта в области силовой электроники и импульсной техники, которыми простые авто-радиолюбители просто не обладают, поэтому все известные из доступных конструкций, кроме как убогими поделками, во многом дискредитирующими саму идею такого зажигания назвать нельзя. Вот и применяют аналогичные (СDI) системы до сих пор только гоночные команды и энтузиасты. Теперь такая (даже лучше) система создана здесь, в России и доступна всем желающим! На современной элементной базе, с уникальными техническими характеристиками, не имеющией аналогов ни в России ни за рубежом! Это сверхмощная СИСТЕМА зажигания, обеспечивающая работу до 6 независимых каналов с индивидуальной катушкой на каждый канал. Может быть установлена практически на все на 2-х, 4-х 6-ти и 8-ми цилиндровые двигатели. Подробнее здесь. Надо отметить, сейчас на рынке есть несколько зарубежных производителей похожих систем, но все они сильно уступают нашей системе по своим параметрам и имеют ограниченное применение. Наша собственная схема узла обеспечивает значительно более мощную и длительную искру, чем у конкурентов, а также рекуперацию неиспользованной энергии обратно в источник питания, что делает работу системы более эффективной и позволяет использовать практически любые катушки зажигания.

В дальнейшем, по мере наполнения сайта и роста проекта, будет размещена подробнейшая информация о работе системы, с замерами, графиками, сравнительными осциллограммами, видео и фото примеров установки. Следите за новостями, задавайте вопросы! Также будут освещаться самые последние мировые новости по этой тематике и размещаться информация по системам зажигания различных автомобилей. Искренне надеюсь, что этот ресурс станет Вам полезен!

Контакты: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен javascript

ОТ ВОЛЬТ ДО КИЛОВОЛЬТ
И «чайник» знает: топливо в цилиндре поджигается электрической дугой в 20-40 кВ, пробегающей между электродами свечи. Но откуда берется высоковольтный разряд? В первую голову, за него отвечает знакомое всем, хотя бы по названию, устройство -катушка зажигания. Конечно, в составе системы зажигания она не одинока, но, познав принцип ее работы, без труда разберетесь в назначении и действии остальных элементов. Вспомните, как на уроке школьной физики изучали эффект электромагнитной индукции. В проволочной катушке перемещали магнит, и присоединенная к ее выводам лампочка начинала светиться. Сменив лампу на батарейку, обычный стальной стержень, помещенный внутрь катушки, превращали в магнит. Так вот, оба эти процесса используются для получения искры на свече зажигания. Если через первичную обмотку катушки зажигания пропустить ток, сердечник, на котором она намотана, намагнитится. Стоит отключить питание - и исчезающее магнитное поле сердечника индуцирует напряжение во вторичной обмотке катушки. Витков провода в ней в сотни раз больше, чем в первичной, значит, и на «выходе» уже не десятки, а тысячи вольт.
Откуда «берет» напряжение генератор? Уверен, теперь поймете с ходу: на роторе (маховике) укреплены постоянные магниты, сам маховик установлен на цапфу ко-ленвала и вращается вместе с ней. Под ротором на неподвижном основании (статоре) на стальных сердечниках смонтированы катушки систем освещения и зажигания. Достаточно топнуть по кику - магниты двинутся относительно катушек, периодически намагничивая сердечники и... да будет свет и искра! По сути, это простейший из возможных способов получения электричества, он удобен еще и тем, что не требует аккумуляторной батареи (АКБ).

НЕ БЕЗ ИЗЬЯНА
Система зажигания без дополнительного источника тока называется Capacitor Discharge Ignition (CDI). В переводе: зажигание, использующее разряд конденсатора. Как он формируется? На статоре генератора имеются две катушки (помимо питающих осветительную сеть). Одна, когда мимо нее пробегает магнит ротора, вырабатывает электрический ток (около 160 В), заряжающий конденсатор. Вторая - управляющая, она играет роль датчика, запускающего искрообразование. Стоит магниту пройти мимо ее сердечника, в обмотке появляется электрический импульс, «отпира ющий» тиристор блока управления. Он сродни обычному выключателю, только без контактов - на их месте управляемый электрическим током полупроводник. Накопившийся в емкости заряд «выстреливается» в первичную обмотку катушки зажигания. Та, благодаря эффекту электромагнитной индукции, возбуждает ток во вторичной обмотке, и свеча получает положенные ей 20-40 кВ.
Надо отметить, что по пути от заряжающей катушки к конденсатору ток выпрямляется диодом. Маховичный генератор вырабатывает переменное напряжение: раз мимо катушки поочередно проходят то «север», то «юг» магнита, то и ток синхронно им меняет свою полярность. Конденсатор же накапливает заряд только при подаче постоянного напряжения.
Описанная система гениально проста и достаточно надежна. Минуло четверть века со времени ее возникновения, а она и поныне используется в технике, кроссовых мотоциклах, гидроциклах, снегоходах, ATV, мопедах и легких скутерах.
Однако «гений» не без изъяна. Напряжение на конденсаторе (значит, и «вторичный» разряд) заметно падает при низкой скорости прохождения магнита мимо заряжающей катушки. При малых оборотах ко-ленвала появляется нестабильность искро-образования и, как следствие, «сбивчивость» в работе мотора.

ЛОМАННЫЙ УГОЛ
Чтобы от нее избавиться, на многих современных машинах используется модифицированная система CDI. Она называется DC-CDI, что означает: зажигание, использующее разряд конденсатора и работающее от постоянного тока (Direct Current). В этой системе емкость заряжается током, поступающим не от собственной катушки генератора, а от АКБ. Это позволяет стабилизировать напряжение питания и при любых оборотах коленвала поддерживать искру одинаково мощной.
Такие системы сложнее CDI и, соответственно, подороже. Дело в том, что напряжение, которое выдает бортовая сеть машины (12-14 В), слабо для полноценного заряда конденсатора. Поэтому напряжение поднимает особый электронный модуль - инвертор.
В двух словах о принципе его действия. Постоянный ток преобразуется в переменный, затем трансформируется (увеличивается до 300 В), опять выпрямляется и только тогда поступает к конденсатору. Более высокое «первичное» напряжение позволило уменьшить в размерах катушку зажигания. Поясню: чем выше напряжение в первичной обмотке, тем меньшим сердечником (в сечении) можно оснащать катушку. Она умещается даже в свечном колпачке, что, кстати сказать, позволяет исключить из цепи зажигания весьма проблемный элемент - высоковольтный провод.

Еще более совершенна система DC-CDI с электронной регулировкой опережения зажигания относительно оборотов коленвала - она обеспечивает прирост мощности двигателя процентов на десять. Вот почему. Есть постулат: мотор выдает максимум «лошадок», если пик давления продуктов горения совпадет с положением поршня, едва-едва миновавшего ВМТ. Но по мере роста оборотов коленвала время, за которое должна сгореть смесь, становится все короче и короче. Сама же смесь не взрывается моментально, а горит со стабильной скоростью - 30-40 м/с. Поэтому при высоких оборотах коленвала воспламенение должно происходить не в одной

фиксированной точке (заданной начальным углом опережения зажигания), а несколько раньше. Для моторов с «чистым» CDI или DC-CDI разработчики опытным путем находят тот угол, при котором двигатель достаточно устойчиво работает во всем диапазоне оборотов. В давние времена характеристику опережения зажигания подгоняли к оптимуму механическим способом - центробежным регулятором. Но он ненадежен: то грузики заклинит, то пружины растянутся... Электроника несравнимо совершеннее (разбалтываться нечему), а процесс регулировки протекает так. В составе блока управления есть микросхема, распознающая обороты ко-ленвала по форме сигнала, поступающего с управляющего датчика (форма зависит от скорости перемещения магнита относительно катушки). Далее микросхема выбирает оптимальный угол опережения зажигания, соответствующий данным оборотам, и в нужный момент открывает тиристор. Вы уже знаете, это соответствует моменту образования искры на электродах свечи.
Во второй половине прошлого века описанные системы зажигания почти монопольно «захватили» моторы. Но совершенствование процессоров (иначе говоря, микрокомпьютеров) ознаменовано внедрением в машины еще более «разумных» зажиганий цифрового типа. О них постараюсь рассказать уже вскоре, сейчас же остановлю ваше внимание на диагностике отказов элементов «конденсаторных» схем.

ЧАЩЕ - ПОЛЬЗА, ПОРОЮ - ВРЕД
Сперва о системе блокировки зажигания. Ее задача - «запретить» пуск мотора в ситуации, когда движение грозит травмой пилоту. К примеру: мотоцикл стоит на боковой подставке с включенной передачей. Забыв об этом, водитель нажимает на кнопку стартера. Следует неожиданный бросок экипажа вперед и... результат ясен. Другой случай: едете, а боковая подставка теряет возвратную пружину и открывается. От последствий таких ситуаций пилота обычно «страхуют» датчики положения

подставки и нейтрали. Если техника «к полету» не готова, они не дадут сработать ни стартеру, ни зажиганию. Как правило, еще один датчик внедрен под рычаг сцепления - он разрешает завести мотор при включенной передаче, но только тогда, когда рычаг выжат, а подставка поднята. Эти устройства неоспоримо повышают безопасность пилота, но вместе с тем снижают общую надежность электрических цепей зажигания. Проявились сбои в работе мотора? Обязательно проверьте состояние АКБ (12-13 В) и обратите внимание на состояние описанных датчиков. Судите сами: сгоряча вынесли ошибочный приговор блоку управления зажиганием и купили новый (а стоит он от $300 до 800!), а затем выяснится, что отказ сидел в копеечном концевом выключателе или разъеме проводки. Элементы зажигания проверяйте так, как показано на фото.

Современный автомобиль трудно представить без зажигания. Основные преимущества, которые дает система электронного зажигания общеизвестны, они следующие:
более полное сгорание топлива и связанное с этим повышение мощности и экономичности;
снижение токсичности отработавших газов;
облегчение холодного пуска;
увеличение ресурса свечей зажигания;
снижение энергопотребления;
возможность микропроцессорного управления зажиганием.
Но всё это в основном относится к системе CDI
На данный момент, в автомобильной промышленности практически отсутствуют системы зажигания, основанные на накоплении энергии в конденсаторе: CDI (Capacitor Discharge Ignition) - она же тиристорная (конденсаторная) (кроме 2-х тактных импортных двигателей). А системы зажигания основанные на накоплении энергии в индуктивности: ICI (ignition coil inductor) пережили момент перехода с контактов на коммутаторы, где контакты прерывателя были банально заменены транзисторным ключом и датчиком Холла не претерпев принципиальных изменений (пример зажигания в ВАЗ 2101…07 и в интегральные системы зажигания ВАЗ 2108…2115 и далее). Основная причина доминирующего распространения систем зажигания ICI - это возможность интегрального исполнения, что влечёт удешевление производства, упрощение сборки и монтажа, за которое расплачивается конечный пользователь.
При этой, так сказать, системы ICI все недостатки, основным из которых является относительно низкая скорость перемагничивания сердечника и как следствие резкий рост тока первичной обмотки с ростом оборотов двигателя, и потеря энергии. Что приводит к тому, что с ростом оборотов, ухудшается воспламенение смеси, как следствие сбивается фаза начального момента роста давления вспышки, ухудшается экономичность.

Частичное, но далеко не лучшее решение этой проблемы, является применение сдвоенных и счетверённых катушек зажигания (т.н.) этим самым производитель распределил нагрузку по частоте перемагничивания с одной катушки зажигания на две или четыре, тем самым, снижая частоту перемагничивания сердечника для одной катушки зажигания.
Хочу заметить, что на машинах с схемой зажигания (ВАЗ 2101…2107), где искра формируется за счет прерывания тока в достаточно высокоомной катушке механическим прерывателем, что замена на электронный коммутатор от или ему подобный в автомобилях с высокоомной катушкой не дает ничего, кроме снижения токовой нагрузки на контакт.
Дело в том, что RL-параметры катушки должны удовлетворять противоречивым требованиям. Во-первых, активное сопротивление R должно ограничивать ток на уровне, достаточном для накопления необходимого количества энергии при пуске, когда напряжение аккумулятора может упасть в 1,5 раза. С другой стороны, слишком большой ток приводит к преждевременному выходу из строя контактной группы, поэтому ограничен вариатором или длительностью импульса накачки в. Во-вторых, для увеличения количества запасенной энергии необходимо увеличивать индуктивность катушки. При этом с ростом оборотов сердечник не успевает перемагнититься (о чём писалось выше). Как следствие вторичное напряжение в катушке не успевает достигнуть номинального значения, и энергия искры, пропорциональная квадрату тока, резко снижается на высоких (более ~3000) оборотах двигателя.
Наиболее полно преимущества электронной системы зажигания проявляются в конденсаторной системе зажигания с накоплением энергии в ёмкости, а не в сердечнике. Один из вариантов конденсаторной системы зажигания и описан в данной статье. Подобные устройства отвечают большинству требований, предъявляемых к системе зажигания. Однако их массовому распространению препятствует наличие в схеме высоковольтного импульсного трансформатора, изготовление которого представляет известную сложность (об этом ниже).
В данной схеме высоковольтный конденсатор заряжается от DC/DC преобразователя, на транзисторах П210, при поступлении сигнала управления тиристор подключает заряженный конденсатор к первичной обмотке катушки зажигания, при этом DC-DC работающий в режиме блокинг-генератора останавливается. Катушка зажигания используется только как трансформатор (ударный LC контур).
Обычно напряжение на первичной обмотке нормируется на уровне 450…500В. Наличие высокочастотного генератора и стабилизация напряжения делает величину запасаемой энергии практически независимой от напряжения аккумулятора и частоты вращения вала. Такая структура получается гораздо более экономичной, чем при накоплении энергии в индуктивности, так как ток через катушку зажигания течет только в момент искрообразования. Применение 2-х тактного автогенераторного преобразователя позволило поднять КПД до 0,85. Нижеприведенная схема имеет свои преимущества и недостатки. К достоинствам надо отнести:
нормирование вторичного напряжения, независимо от частоты вращения коленчатого вала в рабочем диапазоне оборотов.
простота конструкции и как следствие – высокая надежность;
высокий КПД.
К недостаткам:
сильный нагрев и, как следствие, - нежелательно размещать в месте моторного отсека. Самое, на мой взгляд, удачное место расположения – бампер автомобиля.
По сравнению с системой зажигания ICI с накоплением энергии в катушке зажигания, конденсаторная (CDI) имеет следующие преимущества:
высокая скорость нарастания высоковольтного напряжения;
и достаточное (0,8мс) время горения дугового разряда и, как следствие, - роста давления вспышки топливной смеси в цилиндре, из-за этого повышается стойкость двигателя к детонации;
энергия вторичной цепи выше, т.к. нормирована по времени горения дуги от момента зажигания (МЗ) до верхней мёртвой точки (ВМТ) и не ограничена сердечником катушки. Как следствие – лучшая воспламеняемость топлива;
более полное сгорание топлива;
лучшую самоочистку свечей зажигания, камер сгорания;
отсутствие калильного зажигания.
меньший эрозионный износ контактов свечей зажигания, распределителя. Как следствие - больший срок службы;
уверенный запуск в любую погоду, даже на подсевшей АКБ. Блок начинает уверенно работать от 7 В;
мягкая работа двигателя, по причине только одного фронта горения.

Намоточные данные:

Технология сборки:
Обмотка накладывается виток к витку по свеже-пропитанной эпоксидной смолой прокладке.
После окончания слоя или обмотки в одном слое - обмотка покрывается эпоксидной смолой до заполнения межвитковых пустот.
Обмотка закрывается прокладкой по свежей эпоксидной смоле с выдавливанием избытка. (из-за отсутствия вакуумной пропитки)
Так же следует обратить внимание на заделку выводов:
на одевается фторопластовая трубка и фиксируется капроновой ниткой. На повышающей обмотке выводы гибкие, выполненные проводом: МГТФ-0,2…0,35.
После пропитки и изоляции первого ряда (обмотки 1-2-3, 4-5-6) по всему кольцу наматывается повышающая обмотка (7-8) послойно, виток к витку. , оголение слоёв, «барашки» - не допускаются.
От качества изготовления трансформатора практически зависти надёжность и долговечность работы блока.
Расположение обмоток показано на рисунке 3.

Детали
Практика показала, что попытка заменить транзисторы П210 на современные кремниевые приводит к значительному усложнению электрической схемы (см. 2 нижние схемы на КТ819 и TL494), необходимостью тщательной настройки, которую после одного - двух лет эксплуатации в тяжелых режимах (нагрев, вибрация) приходится выполнять повторно.
Личная практика с 1968 года показала, что применение транзисторов П210 позволяет забыть об электронном блоке на 5...10 лет, а применение высококачественных компонентов (особенно накопительного конденсатора (МБГЧ) с долго нестареющим диэлектриком) и аккуратное изготовление трансформатора – и на более долгий срок.

1969-2006 Все права на это схемное решение принадлежат В.В.Алексееву. При перепечатке ссылка обязательна.
Задать вопрос можно по адресу, указанному в правом нижнем углу.

Литература

Главная » Зубило » Что такое блок cdi. Устройство системы зажигания скутеров. Недостатки системы зажигания конденсаторным разрядом