CCI00051 (2)

112

K. Jankowski

5, Badanie akumulatorowych układów zapłonowych

113

Świeca musi poprawnie działać przy dużych wartościach napięć (10    30 kV),

wysokich ciśnieniach (do kilku MPa) i temperaturach (do kilku tysięcy °C) oraz w agresywnych chemicznie atmosferach (slyka się z mieszanką paliwowo - powietrzną i gorącymi spalinami). Uwzględniając dużą amplitudę zmian tych parametrów' oraz ich zmienną częstotliwość otrzymuje się obraz warunków pracy świecy w' silniku. Świeca zapłonowa musi być tak skonstruowana, aby wytrzymała te obciążenia i jednocześnie umożliwiła wytworzenie wyładowań iskrowych w komorze spalania, o odpowiednich parametrach, zapewniających prawidłowy zapłon sprężonej mieszanki. Właściwy dobór świec ma zasadniczy wpływ na niezawodność pracy silnika, Z tego też względu należy stosować wyłącznie świece zalecane przez producenta silnika, o właściwej wartości cieplnej. Istotną cechą eksploatacyjną jest odstęp między elektrodami świecy. Zawiera się on zwykle w zakresie 0,3    1,5 mm i zależy od stopnia sprężania silnika i rodzaju układu za

płonowego. W silnikach z akumulatorowymi układami zapłonowymi wynosi on zwykle (0,6 -*■ 1,5) mm.

Podstawową wadą akumulatorowego układu zapłonowego jest występowanie w nim silnie obciążonego prądem przerywacza. Mała prędkość rozwierania styków przerywacza pizy rozruchu powoduje powstawanie między nimi łuku elektrycznego i obniżanie napięcia wtórnego cewki zapłonowej. Przy dużych prędkościach obrotowych silnika występuje z kolei niestabilna praca styków. Układy zapłonowe z przerywaczem nie pozwalają również na zbytnie zwiększanie prądu pierwotnego cewki zapłonowej ze względu na wymaganą trwałość styków. Poza tym układy zapłonowe z. przerywaczem charakteryzują się małą stromością narastania napięcia wtórnego cewki zapłonowej, co jest przyczyną małej odporności tych układów na zaolejenie świec.

Z tych powodów pojawiły się elektroniczne układy zapłonowe, eliminujące, przynajmniej częściowo, wady układów klasycznych.

Pierwsza generacja, tych układów wykorzystywała jeszcze przerywacz, lecz był on obciążony niewielkim prądem (do 0,5 A), służącym do wysterowania tranzystora. Następne generacje obejmują układy ze sterowaniem bezstykowym.

Elektroniczne układy zapłonowe rys. 5.11 dzielą się na:

-    układy z gromadzeniem energii w pojemności kondensatora,

-    układy z gromadzeniem energii w indukcyjności cewki.

Elektroniczne układy zapłonowe z gromadzeniem energii w pojemności kondensatora (rys. 5.11 a) nazwane są również układami kondensatorowymi lub tyrystorowymi. W układzie takim kondensator C o pojemności 1 •=- 2 fA^: ładowany jest do napięcia 300 400 V z przetwornicy zasilanej z akumulatora. W tym czasie tyrystor Ty znajduje się w stanie blokowania. W chwili pojawienia się impulsu sterującego z bezstykowego nadajnika impulsów (lub przerywacza) tyrystor włącza się i następuje oscylacyjne rozładowanie kondensatora przez uzwojenia pierwotne cewki zapłonowej. Rozładowanie kondensatora powoduje indukowanie

się impulsu wysokiego napięcia w uzwojeniu wtórnym cewki zapłonowej, który wywołuje wyładowanie iskrowe między elektrodami świecy zapłonowej.

Rys.5.11. Schematy blokowe elektronicznych układów zapłonowych: a) z gromadzeniem energii w pojemności kondensatora, b) z gromadzeniem energii w indukcyjności cewki; 1 - przerywacz, 2 - bezstykowy nadajnik impulsów (generacyjny lub parametryczny), 3 - układ formowania impulsów, C - kondensator, CZ - cewka zapłonowa, T - tranzystor, Ty - tyrystor, D - dioda prostownicza, U - napięcie zasilania

Układy kondensatorowe cechuje duża stromość narastania wysokiego napięcia w obwodzie wtórnym, co powoduje, żc są one mało wrażliwe na zaolejenie świec i bocznikowanie ich elektrod przez nagar. W układach tych wartość napięcia w obwodach wtórnych praktycznie nie zależy od prędkości obrotowej silnika, natomiast czas trwania wyładowania iskrowego jest w nich o rząd wielkości krótszy niż w klasycznych układach akumulatorowych, co może być niekiedy przyczyną wypadania zapłonów.

Elektroniczne układy zapłonowe z gromadzeniem energii w indukcyjności cewki (rys.5.11 b) nazywane są powszechnie układami tranzystorowymi, ponieważ przepływem prądu w uzwojeniu pierwotnym cewki steruje tranzystor mocy. Gdy tranzystor T jest w stanie przewodzenia, to przez to uzwojenie płynie prąd. W chwili zablokowania tranzystora (przez układ sterowania stykowego lub bezstykowego) następuje gwałtowny zanik prądu w uzwojeniu pierwotnym cewki zapłonowej wskutek czego w jej uzwojeniu wtórnym indukuje się wysokie napięcie, które wywołuje przeskok iskry między elektrodami świecy zapłonowej. Zastosowanie wysokonapięciowego tranzystora mocy oraz cewki zapłonowej o małej rezystancji uzwojenia pierwotnego i niewielkiej jego stałej czasowej pozwala, poprzez podniesienie wartości prądu w tym uzwojeniu nawet do 10A, uzyskiwać duże wartości energii wyładowania iskrowego i napięcia w obwodzie wtórnym.

i