Система электронного зажигания CDI не так сложна и легко диагностируема, если понимать, как она работает. Зажигание CDI (Capacitor Discharge Ignition) состоит из нескольких основных компонентов (на схеме):

C - заряжаемый конденсатор;
D - выпрямительный диод;
SCR - коммутирующий тиристор;
T - катушка зажигания.

Вариаций этой схемы много, давайте рассмотрим принцип работы. Конденсатор C заряжается черед выпрямительный диод D, а потом разряжается через тиристор SCR на повышающий трансформатор T. На выходе транформатора мы получаем напряжение в несколько килоВольт, благодаря которым происходит пробой воздушного пространства между электродами в свече зажигания. Это всё! Вот так просто!

Но заставить работать весь механизм на двигателе гораздо сложнее. Классической схемой зажигания CDI является двухкатушечная конструкция, впервые примененная на мопедах "Бабетта" . Одна катушка является заряжающей (высоковольтная), вторая (низковольтная) - датчик управления тиристором. Обе катушки одним проводом подключаются на массу. Выход заряжающей катушки мы подключаем на вход 1, а датчик на вход 2. К выходу 3 подключается свеча зажигания.

Собранная на современных компонентах схема начинает выдавать искру при достижении на входе 1 примерно 80 Вольт, оптимальным напряжением считается около 250 Вольт.

Вариации схемы CDI

Начнем с датчика. В качестве датчика может использоваться катушка, датчик Холла, и даже оптрон. В схеме CDI скутеров Сузуки тиристор открывается второй полуволной напряжения, снимаемой с заряжающей катушки - первой полуволной через диод заряжается конденсатор, второй полуволной открывается тиристор. Замечательная схема с минимумом компонентов.

Если двигатель имел зажигание с прерывателем, то у него нет катушки, которую можно было бы использовать, как заряжающую. Очень часто используют повышающий трансформатор, который позволяет поднять напряжение низковольтной катушки до необходимого.

На авиамодельных двигателях экономится каждый грамм веса и каждый миллиметр габарита, поэтому у них нет магнита-ротора. Иногда прямо на вал двигателся клеится маленький магнитик, рядом с которым стоит датчик Холла. Конденсатор заряжается через преобразователь напряжения, который из 3-9В от батарейки делает 250В. Схему преобразователя напряжения в этой статье подробно рассматривать не будем, скажу только, что самое большое распространение получили схемы на основе автогенераторов, ШИМ-контроллеров и инверторного типа.

Если вместо диода D использовать диодный мост, то мы сможем снимать обе полуволны напряжения с катушки. Следовательно можно повысить емкость конденсатора С, что усилит искру.

Настройка УОЗ

Смысл настройки зажигания - получить искру в нужный момент. Если катушки на статоре сделаны неподвижными, то единственный путь - повернуть магнит-ротор относительно цапфы коленвала в нужное положение. Если ротор посажен на шпонку, то придется перепиливать шпоночный паз.

Если у вас используется датчик, то необходимо подобрать его оптимальное положение.

Угол опережения зажигания (УОЗ) выставляется согласно справочным данным по двигателю. Есть несколько способов, которые позволяют отпределить момент искрообразования, но я их сознательно рассматривать не буду. Пользуясь "колхозными" методами я не раз допускал ошибку. Самый правильный, точный и надежный в этом деле инструмент - автомобильный стробоскоп. Поворачиваем ротор в положение, в котором должно происходить искрообразование, ставим метки на роторе и статоре. Включаем стробоскоп, у него есть провод с зажимом, который мы вешаем на высоковольтный провод катушки зажигания. Запускаем двигатель, подсвечиваем метки стробоскопом. Меняя положение датчика добиваемся совпадения меток.

Хай! Мы уже описывали как установить на мотоцикл электронное зажигание своими руками в одной из предыдущих публикаций . Тем не менее, отдельную статью хотелось бы посвятить принципу работы системы CDI, описать отзывы о ней, а также особенности практического применения. Купить этот элемент электроники в последнее время хотят все больше и больше людей.

Что такое конденсаторное зажигание?

Из себя "Зажигание разрядом конденсатора" (а именно так переводится расшифровка вышеуказанной аббревиатуры "Capacitor discharge ignition") представляет особую систему электроники, получившую в народе еще одно интересное название - Конденсаторное. Иногда последнее именуют "тиристорным зажигание", поскольку функции коммутации в нем выполняет деталь под названием Тиристор.

В принцип работы этого необычного для многих почитателей ретро-техники заложено использование разряда конденсатора. В противовес контактной системе, CDI (отзывы о которой преимущественно позитивные) не использует принцип прерывания в зажигании . Тем не менее и контактная электроника располагала конденсатором, главной миссией которого было устранение помех и уменьшение уровня интенсивности искрообразования на контактах.

Отдельные узлы "Capacitor discharge ignition" предназначены для непосредственного накапливания электроэнергии. Появились такие детали почти пол века тому назад. С 70-х гг. прошлого столетия мощными конденсаторами начали дополнять движки роторно-поршневого типа, используемые преимущественно в создании транспортных средств. Во многом этот тип зажигания схож с системами, что накапливают электроэнергию. Тем не менее, разница в них тоже ощутима.

Как же работает CDI?

В основе вышеуказанного элемента электроники мотора - использование постоянного тока, который не способен проходить сквозь первичную обмотку на катушке. Содержится последний в уже заряженном конденсаторе, соединенном с катушкой. Напряжение в такой электронной схеме , в большинстве случаев, довольно-таки серьезное, достигая отметки в несколько сотен Вольт.

Среди обязательных элементов зажигания разрядом конденсатора мото и авто двигателей можно увидеть преобразователь напряжения (основной миссией которого является заряжение конденсаторов накопительного типа), сам накопительный конденсатор, катушка и электро-ключ. Последний может быть представлен как тиристорами, так и транзисторами.

Особенности зажигания разрядом конденсатора

Указанная выше система Capacitor discharge ignition, купить которую можно во многих уголках постсоветского пространства, имеет несколько минусов. Так, в конструкционной части создатели ее изрядно усложнили. Кроме того, недостаточный по длительности уровень импульса является еще одним недостатком "CDI". Тем не мене в качестве преимуществ конденсаторного зажигания можно выделить наличие крутого фронта высоковольтного импульса. Этот момент очень важен при использовании такой электроники в советских мотоциклах, свечи которых очень часто заливаются чрезмерным количеством топлива из-за наличия плохо спроектированных карбюраторов.

Тиристорное зажигание функционирует без использования дополнительных источников генерации тока. Последние (в виде АКБ) нужны лишь для запуска электростартера или же завода мотоцикла ножкой (кик-стартетром), к примеру.

Обсуждая распространенность электронного зажигания от заряда конденсатора следует отметить ее активное использование на иностранных бензопилах, скутерах и мотоциклах. Для советского же мотопрома ее применение было малохарактерно. А вот в отдельных наших автомобилях, таких как (ГАЗ и ЗИЛ) электронную систему зажигания CDI устанавливали нередко. Отзывы о ее удачной эксплуатации явно способствуют этому.

Кто из нас не испытывал проблем с зажиганием на "старичках"? В ходе проведения "зимнего" исследования на тему решения этой проблемы были испытаны разные типы систем электронного зажигания, но в конечном итоге неожиданным приятным подарком оказалась система зажигания CDI с автоматическим регулированием угла опережения - копия скутерного от Сузуки. После нескольких попыток намотать катушку на "подкову" статора самостоятельно, я бросил это гиблое дело - если мотать вручную, то руки отваливаются, а если с помощью дрели, то нередко рвется проволока. В конце концов катушку я взял готовую от какого-электромотора, там она выполняла роль катушки возбуждения. Чтобы одеть ее на "подкову" пришлось распилить сердечник. Я сделал надпилы с двух краев той части, куда наматывается катушка, так чтобы половинки статора можно было совместить встык. Одел катушку, в зазор между катушкой и статором вставил пластину из текстолита, промазанную Поксиполом, сами половинки статора тоже посадил на "пепсикол". В ходе экспериментов выяснилось, что зажигание может работать и при 4000 витках провода диаметром 0,12мм. Эти же данные подтвердил Юрий Лукич, предложивший саму электронику для зажигания. Суть системы такова: за первую половину оборота магнита заряжается конденсатор, который накапливает энергию для искры, а во время смены полярности (начало второго полуоборота магнита) открывается симистор, разряжая конденсатор на катушку зажигания. Таким образом получилсь отказаться от датчика, как в классической системе CDI и чем выше обороты, тем круче фронт напряжения при смене полярности и соответственно раньше появляется искра - получается автоматическая система изменения угла опережения зажигания.

На схеме выводы 1,2 - к заряжающей катушке, 3, 4 - к катушке зажигания, я использовал катушку зажигания от бензопилы "Урал". Детали: тиристор 2P4M, диоды 1N4007, можно 1N4006 (1000-800В, 1А). Меченый (точкой) - 1N5406, можно(1N5407). С1 - типа К73-17, или импортные 105K 630V S130 MPE.

Я залил схему герметиком, но он может разъедать медь, для заливки лучше использовать компаунд. Также на моей схеме присутствуют стабилитроны. как выяснилось, они не нужны, если использовать конденсатор на напряжение более 400В. Испытания системы проводились на доработанном двигателе Д-6 с лепестковым клапаном. Заводится двигатель уверенно, к зажиганию никаких претензий нет. Если зажигание дает искру в неправильный момент - поменяйте местами провода идущие к заряжающей катушке!!! Не забудьте про массу! От лица мотоклуба выражаю глубокую признательность Юрию Лукичу, Ded и Zloalex за помощь в реализации и настройке данной системы зажигания.

Дизельные двигатели CDI по всем показателям в настоящее время заняли лидирующие позиции на мировом рынке.

Что такое CDI двигатель

Производство двигателя впервые было налажено немецким концерном «Мерседес». Сокращение CDI расшифровывается, как Common rail Diesel Injection, что означает система впрыска дизельного топлива.

Данная система спроектирована высококвалифицированными работниками в 2001 году. Система подачи топлива дизеля Common Rail была взята за основу при разработке CDI двигателей. Предъявляемые повышенные требования к дизельным двигателям, стали фундаментом зарождения системы CR, а в будущем и CDI. Система Common Rail установленная на дизельный мотор впервые запущена в 1997 году компанией «Bosch».

Уменьшение потребления топлива на 15%, увеличение мощности мотора CDI на 40%, связано с использованием системы Common Rail, но значительно затрудняет их ремонт. Поскольку «Мерседес» является передовым концерном, то он незамедлительно внедрил на новые автомобили данную систему.

Ко всему прочему владельцы автомобилей со старыми двигателями получили возможность замены на мотор CDI нового образца и получение фирменных комплектующих к ним.

Компания «Мерседес» стала первой из компаний, которые смогли предложить такую услугу. Тем самым еще более прочно укрепив свой статус лидера на рынке.

Работа и обслуживание моторов

Работает Common Rail за счет большого давления, которое присутствует постоянно в единой магистрали и через управляемые электроникой впрыскиваются в цилиндры. Зачастую клапаны устанавливают пьезоэлектрические, такие установлены на двигателях Mercedes.

Естественно техническое обслуживание и ремонт CDI увеличиваются в цене, по сравнению с традиционными. Зато повышается экономичность, увеличивается крутящий момент, мощность, повышается срок эксплуатации деталей.

Присутствуют в CDI также такие неоспоримые качества как снижение уровня шума, токсичности, вибрации. Еще в конструкцию был внедрен блок управления, который повышает качество работы системы питания за счет многочисленных программ.

Независимо от оборотов двигателя и нагрузки при любой последовательности впрыска по цилиндрам, данный блок управления всегда поддерживает высокое давление. За счет этого даже при самых маленьких оборотах коленчатого вала топливная смесь впрыскивается в цилиндр.

«Предварительный» впрыск — это ноу-хау компании «Мерседес» специалисты, которой внедрили дополнительно к системе Common Rail в 2001 году. Принцип его работы основан на впрыске топлива за доли секунды до основной порции топливной смеси. Это позволяет основной порции топлива попадать в камеру сгорания уже предварительно разогретую.

Воспламенение топлива за счет этого естественно улучшается, что позволяет снизить расход и . За счет такого принципа функционирования дизельные моторы CDI обрели свое наименование. Каждый второй автомобиль Европы на данный момент имеет в своей комплектации дизельный двигатель CDI.

Изначально такие движки естественно были установлены на автомобили компании «Мерседес». Это были автомобили серий ML и Vito.

В 2002 году один из основных французских производителей Peugeot и Итальянская компания-производитель Fiat стали применять аналогичную систему. Но лидирующей компанией по вопросам технологий, сервиса и разработок остается Mercedes. Компания не сдает своих убеждений не при каких обстоятельствах.

Поэтому при настоятельной потребности ремонта двигателя CDI, правильным решением будет обращение в специализированный сервис компании, где будет произведена высококвалифицированная работа специалистов.

Технически компания «Мерседес» безостановочно развивается. Единые нормативы обслуживания своих автомобилей принадлежат именно разработчикам автогиганта Mercedes.

На основании разработанных стандартов клиентам концерна рекомендуется использовать оригинальные автозапчасти и обращаться к дилерам. Если же на автомобиле установлены не оригинальные запчасти, то компания все гарантийные обязательства аннулирует.

Обслуживание моторов требует высокой квалификации и необходимость применения оригинальных фирменных автозапчастей. Срок службы двигателей CDI имеет значительную цифру. По факту поломок выходят из строя навесное или вспомогательное оборудование.

Превосходное обслуживание, передовые технологии, качество — все эти достойные выражения в автомобильной среде принадлежат компании, разработавшей двигатели марки CDI, а именно великому автоконцерну «Мерседес-Бенц».

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 » Кузовные работы » Тип зажигания cdi. Зажигание CDI. Вариации схемы CDI