Tabloul de bord: ce este? Circuit de comutare, comanda și defecțiuni

În diverse texte tehnice, se poate găsi termenul "comutator". Ce este? În sensul cel mai general, este un dispozitiv pentru comutarea circuitelor electrice (semnale), care pot fi electronice, cu fascicule de electroni sau electromecanice.

În sens restrâns, acest lucru se numește de obicei comutatorul de aprindere, care este echipat cu orice vehicule cu motoare pe benzină. Acest articol este dedicat acestei versiuni de switch-uri, în special cele auto.

Contextul sistemelor de aprindere

După cum știți, în fiecare ciclu de benzină motor cu combustie internă există o etapă de preparare a unui amestec combustibil combustibil-aer și o etapă de ardere a acestuia. Dar amestecul a fost ars, are nevoie de ceva pentru a da foc.

Prima soluție utilizată în cele mai timpurii ICE-uri auto a fost aprinderea amestecului din tubul calibrat introdus în cilindru și preîncălzit înainte de pornirea motorului. În timpul funcționării sale, temperatura acestui tub a fost menținută constant de amestecul care arde în fiecare ciclu de funcționare.

Este interesant faptul că sistemul de aprindere prin scânteie de la magneto a fost utilizat în paralel cu aprinderea calilică a autovehiculelor, dar mai întâi doar pentru motoarele cu gaz industrial. Acest principiu a fost adoptat rapid, iar producătorii de automobile, după invenția lui R. Bosch, în 1902, sistemul de scântei obișnuite cu bujii a devenit în general acceptat.

Principiul aprinderii prin scânteie

In prezent, cele mai frecvente aprindere sistem de baterii, care cuprinde o sursă de curent sub forma unei baterii auto în timpul pornirii și motor generator când motorul este în funcțiune, bobina de aprindere este un transformator cu o înfășurare secundară la care o aprindere bujie și un distribuitor (comutator) de aprindere de înaltă tensiune . Comutatorul de lucru este de a întrerupe periodic circuitul de curent al înfășurării bobinei de aprindere primar. Cu fiecare întrerupere a câmpului său magnetic curent existent în punctele de spațiul ocupat de firele de înfășurare a bobinei de aprindere secundar, scade foarte rapid. Astfel, în conformitate cu legea inducției electromagnetice în aceleași puncte în spațiu există o foarte mare un câmp electric vortex, a căror intensitate creează un EMF înalt (până la 25 kV) în bobina secundară a bobinei de aprindere, rupt de electrozii lumanari. Tensiunea dintre acestea atinge rapid o valoare suficientă pentru defectarea spațiului de aer, iar apoi o scânteie electrică aprinde amestecul de combustibil-aer.

Ce este comutat în sistemul de aprindere?

Deci, tabloul de bord al mașinii. Ce este și de ce este necesar? Pe scurt, acest dispozitiv, al cărui obiectiv este să rupă circuitul curent în bobina primară a bobinei de aprindere în momentul cel mai favorabil pentru aceasta.

Într-un motor cu ardere internă, în patru timpi, acest moment are loc la sfârșitul cursei de compresie (a 2-accident vascular cerebral de lucru ICE), cu puțin timp înainte ca pistonul ajunge la așa-numitul centru mort superior (TDC), în care distanța de la orice punct de pe pistonul cu axa arborelui cotit de rotație a motorului cu ardere internă este maximă. Deoarece arborele cotit face o circulară mișcare rotativă, atunci momentul întreruperii curente este legat de o anumită poziție înainte ca poziția TDC să fie atinsă de piston și de piston. Unghiul dintre această poziție a arborelui cotit și planul vertical este numit momentul de aprindere. Acesta variază de la 1 la 30 de grade.

Având în vedere istoria, întrebarea: "Comutator auto: ce este?" - ar trebui să se răspundă că aceasta este mai întâi mecanică, iar mai târziu, pe măsură ce tehnologia se dezvoltă, un întrerupător de curent electronic în bobina de aprindere.

Precursor mecanic al comutatorului de aprindere

De fapt, acest dispozitiv a început să fie numit un switch numai în ultimii ani, după ce a devenit complet electronic. Și înainte, din 1910, când sistemul de auto-aprindere a apărut pentru prima dată pe autoturismele Cadillac, funcția sa, împreună cu alte sarcini, a fost efectuată de un distribuitor de rupere (trampler). Această dualitate a numelui a apărut din cauza funcției sale duale în sistemul de aprindere. Pe de o parte, curentul în bobina primară a bobinei de aprindere trebuie să fie întrerupt - prin urmare, "întrerupătorul". Pe de altă parte, de înaltă înfășurare a bobinei de inducție tensiunea trebuie distribuită alternativ bujii tuturor cilindrilor și cu unghiul de plumb dorit. De aici a doua jumătate a numelui - "distribuitor".

Cum au funcționat trambulatorii?

Distribuitorul de întrerupătoare are un arbore intern care se rotește de pe arborele cotit, pe care este fixat un șurub de rotor dielectric cu o placă rotativă de susținere a curentului. O perie de carbon cu arc alunecă pe placă, conectată la un contact central de înaltă tensiune în capacul distribuitorului, care, la rândul său, este conectat la bobina secundară a bobinei de aprindere. placă Tokoraznosnaya periodic dispuse în apropie contactele capac tramblera fire de înaltă tensiune care duc la scânteie cilindri. În acest moment se produce o înfășurare a bobinei secundare de înaltă tensiune, care rupe prin două goluri de aer: între plăcuța cu diferență de curent și contactul cu firul la această lumânare și între electrozii bujiilor.

Pe același ax montat came, care număr este egal cu numărul de cilindri și fiecare protuberanțe cu came este deschis simultan cu contactele de conectare special scânteii Intrerupator curent inclus în circuitul înfășurărilor primare bobina de aprindere.

Că între contactele întrerupătorului nu provoacă scântei atunci când sunt deschise, este conectat în paralel cu condensator de mare capacitate. La deschiderea contactelor breaker electromotoare induse în înfășurarea primară determină un curent pentru a încărca condensator, dar datorită tensiunii sale de mare capacitate peste ea, și, prin urmare, deschiderea de contact, este sub defalcarea de aer.

Și ce zici de unghiul de avans?

După cum se știe, atunci când viteza arborelui cotit este redusă, amestecul din cilindri trebuie să fie aprins în cursa de compresie mai târziu, chiar înainte de TDC însuși, i. E. timpul de aprindere trebuie redus. Dimpotrivă, când viteza de rotație este mărită, amestecul în cursa de compresie trebuie să fie aprins mai devreme, adică avansează unghiul de avansare. În tumblerele, această funcție a fost efectuată de un regulator centrifugal conectat mecanic la camele întreruptorului curent. El le-a întors pe arborele distribuitorului astfel încât să deschidă contactele întreruptorului mai devreme sau mai târziu în cursa de compresie a amestecului.

Modificarea unghiului de avans este, de asemenea, necesară la o frecvență constantă, când se schimbă sarcina pe motor. Această lucrare a efectuat un dispozitiv special - un controler de aprindere în vid.

Apariția primelor întrerupătoare

Până la sfârșitul anilor 70 ai secolului trecut a devenit clar că cel mai slab nod al tramvaiului este contactul întrerupătorului, prin care curgea curentul total al lichidului primar. Au ars mereu și au dispărut. Prin urmare, prima soluție a fost un circuit electronic special al comutatorului pentru întreruperea curentului în bobină. În circuitul său de intrare de joasă tensiune au fost introduse fire de la bornele întrerupătorului tradițional de contact al tramvaiului. Cu toate acestea, acum contactele sale au fost întrerupte de nu un curent complet al bobinei de aprindere, ci un mic curent în circuitul de intrare al comutatorului.

De fapt, comutatorul electronic a fost executat structural într-o unitate separată și a fost conectat (la cererea șoferului) unui trampler clasic. Un astfel de sistem de aprindere se numește contact electronic. A fost foarte popular în anii 80 ai secolului trecut. Și în timpul nostru puteți găsi încă mașini echipate cu el.

Circuitul comutatorului sistemului electronic de contact a fost asamblat pe tranzistori.

Următorul pas este respingerea întrerupătorului de contact

Actualul întrerupător de contact, chiar și în versiunea cu curent scăzut utilizat în sistemul de aprindere electronică, a rămas un nod foarte nesigur. Prin urmare, producătorii de automobile au depus eforturi considerabile pentru al exclude. Aceste eforturi au fost încununate cu succes după crearea unui senzor-distribuitor fără contact pe baza senzorului Hall.

Acum, în loc de câteva came pe arborele distribuitorului, este instalat un ecran cilindric gol, cu fante și obloane între ele, numărul de perdele și fante fiind egal cu numărul de cilindri ai motorului. Obloanele și fantele de ecran se deplasează într-un câmp magnetic creat de un magnet permanent, trecut de senzorul de Hall din miniatură. În timp ce perdea de ecran se deplasează peste ea, tensiunea de ieșire a senzorului Hall lipsește. Când cortina este înlocuită cu o fantă, partea din față a impulsului de tensiune este scoasă din senzorul Hall printr-un circuit electronic, indicând necesitatea întreruperii curentului în bobina primară a bobinei de aprindere. Această tensiune de impuls este transmis prin fir pentru a bloca curentul de comutare în bobina de aprindere, unde este pre-amplificat și apoi utilizat pentru a controla principal etapa de comutare a puterii.

O altă variantă a unui senzor de proximitate este o unitate cu un senzor optic care utilizează un fototranzistor în locul unui senzor Hall și un LED în locul unui magnet permanent. Senzor optic are același ecran rotativ cu sloturi și perdele.

Aspectul comutatorului ca atare

Astfel, într-un sistem de aprindere fără contact, în loc de un singur tramler de contact, există două noduri separate: un transmițător fără contact (dar numai cu tensiune joasă) și un comutator electronic. Funcția de înaltă tensiune de distribuție a bujii în senzor șina încă realizează glisant rotativ mecanic cu placa tokoraznosnoy.

Dar cum rămâne cu ajustarea unghiului de aprindere? Aceste sarcini sunt încă efectuate de regulatoarele centrifuge și de vid în distribuitorul senzor. Primul dintre ele se întoarce acum pe arbore nu este cams, dar schimbă perdelele de ecran, schimbând astfel unghiul de aprindere. Regulatorul de vacuum are capacitatea de a schimba senzorul Hall cu placa suport, ajustând și acest unghi.

Având în vedere cele de mai sus, la întrebarea: "Comutator auto modern: ce este?" - trebuie să se răspundă că aceasta este o unitate electronică separată structurală a unui sistem de aprindere fără contact.

Eșecul de a distribui tensiune înaltă

Cea mai lungă perioadă de timp în tabloul de distribuție a fost un distribuitor de tensiune mecanică de înaltă tensiune pe lumânările cilindrilor. Cel mai interesant lucru este că acest site a fost destul de fiabil și nu a provocat prea multe critici. Cu toate acestea, timpul nu se oprește, iar la începutul acestui secol, circuitul de comutare al comutatorului a suferit încă o schimbare majoră.

În cazul mașinilor moderne, în general, nu există o distribuție de tensiune ridicată de la o bobină la lumanari diferite. Dimpotrivă, bobinele "se înmulțesc" și devin parte a lumanării fiecărui cilindru. Acum, în locul comutării contactului lumanarilor la tensiune înaltă, se efectuează comutarea fără contact a bobinelor la tensiune joasă. Desigur, acest lucru complică aspectul comutatorului, dar posibilitățile tehnologiei circuitului modern sunt mult mai largi.

În mașinile moderne cu motoare cu injector, comutatorul controlează fie un autovehicul autonom unitate de control motorului sau a calculatorului de bord al vehiculului. Aceste controale nu numai viteza de rotație a arborelui cotit analizat, dar o varietate de alți parametri ce caracterizează combustibilul și agentul de răcire, temperatura diferitelor componente și a mediului. Pe baza analizei lor în timp real, momentul de aprindere este schimbat.

Schimbați defectele

Cele mai frecvente insuficiență tramblera mecanică este dogoritoare contactele sale: ambele contacte scânteie mobile și de înaltă tensiune. Pentru acest lucru nu sa întâmplat (cel puțin nu prea repede), ar trebui să le inspecteze în mod regulat, iar în cazul în care au format un depozit, este necesar pentru a elimina fișiere ac sau șmirghel.

Dacă condensator defect conectat în paralel cu contactele întrerupătorului, sau un rezistor în circuitul electrodului central de înaltă tensiune, acestea pot fi înlocuite.

Defecțiune a comutatorului electronic cauzată de o defecțiune a senzorului de impulsuri Hall amplificator sau pentru a comuta curentul bobinei de obicei nu fie manipulate, deoarece un astfel de comutator nu este pliabil. În acest caz, de regulă, unitatea defectă este înlocuită pur și simplu cu una nouă.

Cum se testează comutatorul?

Dacă turația motorului la ralanti „float“, sau tarabe pe drum, sau nu se execută, verifică prezența scânteii de la distribuitorul de aprindere conectat la un senzor de lumina lumânărilor Hall. Pentru a face acest lucru, deșurubați-le să poarte capace broneprovodov, a pus lumânări pe „greutate“ și „spin“ arborelui cotit demarorul. Dacă nu există nici o scânteie sau este slabă, aveți nevoie pentru a trece la comutatorul.

Dar cum să testați comutatorul? Este necesar să porniți aprinderea și să evaluați modul în care se abate săgeata voltmetrului. Dacă comutatorul este funcțional, atunci acesta trebuie să devieze în două etape. În primul rând, săgeata are o anumită poziție intermediară, în care sunt 2-3 secunde, apoi trece la poziția finală (regulată). Dacă săgeata ia imediat poziția finală, atunci puteți încerca să înlocuiți comutatorul.

Schimbați conexiunea

Cum se conectează trecerea la sistemul de aprindere fără contact? Trebuie reamintit faptul că blocul terminal este conectat prin două fire la terminale „B“ și „K“ a bobinei de inducție, un ham cu trei fire cu conector - la senzor Hall pe senzor-distribuitor și un singur fir - la „greutate“. Cu terminalul „+“, conectat la circuitul de comutare a bateriei la borna „B“ a bobinei.