Tablica rozdzielcza: co to jest? Przełączanie obwodu, sterowanie i błędy

W różnych tekstach technicznych można znaleźć słowo "komutator". Co to jest? Ogólnie rzecz biorąc, jest to urządzenie do przełączania obwodów elektrycznych (sygnałów), które mogą być elektroniczne, wiązki elektronów lub elektromechaniczne.

W wąskim sensie jest to zwykle przełącznik zapłonu, który jest wyposażony w dowolne pojazdy z silnikami benzynowymi. Ten artykuł poświęcony jest tej różnorodnej technologii, głównie motoryzacyjnej.

Kontekst systemów zapłonowych

Jak wiadomo, w każdym cyklu działania silnika spalinowego benzyny , jest etap przygotowania mieszanki paliwowo-powietrznej i etapu jej spalania. Ale aby palić mieszaninę, trzeba ją podgrzewać.

Pierwszym rozwiązaniem stosowanym w najwcześniejszych samochodach olimpijskich było zapłonienie mieszaniny z kalibrowanej rurki włożonej do cylindra i wstępnie rozgrzane przed uruchomieniem silnika. Podczas pracy temperaturę tej rurki utrzymywano stale przez spalanie mieszaniny w każdym cyklu pracy.

Ciekawe, że system zapłonu iskrowego z magneto został użyty równolegle z zapłonem silników samochodowych, ale tylko dla silników gazowych przemysłowych. Zasada ta została szybko przyjęta, a producenci samochodów, a po wynalezieniu R. Bosha w 1902 r. Powszechnie przyjęto zwykłą iskry zapłonowej.

Zasada iskry zapłonu

Obecnie najczęstszym układem zapłonu akumulatora zawierającym bieżące źródło w postaci akumulatora samochodowego przy starcie oraz generatorem samochodowym z uruchomionym silnikiem, cewką zapłonową, która jest transformatorem z uzwojeniem wysokonapięciowym wysokiego napięcia, do którego podłączona jest świeca zapłonowa iskrowa i dystrybutor zapłonu . Działanie przełącznika polega na okresowym przerwaniu obwodu uzwojenia pierwotnego cewki zapłonowej. Przy każdej takiej przerwie prądu, jej pole magnetyczne istniejące w punktach przestrzeni zajmowanych przez druty uzwojenia wtórnego cewki zapłonowej maleje bardzo szybko. W tym przypadku, zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej, w tych samych punktach przestrzeni kosmicznej pojawia się bardzo duże pole wirowe, którego intensywność powoduje utworzenie wysokiego (do 25 kV) EMF w uzwojeniu wtórnym cewki zapłonowej złamanej przez elektrody świecy zapłonowej. Napięcie między nimi szybko osiąga wartość wystarczającą do załamania szczeliny powietrznej, a następnie iskra iskry zapala mieszankę paliwa i powietrza.

Co jest komutowane w systemie zapłonowym?

Tak, rozdzielnica samochodowa. Co to jest i dlaczego jest to potrzebne? Krótko mówiąc, to urządzenie, którego zadaniem jest złamanie obwodu prądowego w pierwotnym uzwojeniu cewki zapłonowej w najbardziej korzystnej chwili.

W czterosuwowym ICE moment ten pojawia się po zakończeniu suwaka ściskającego (drugi suw.), Tuż przed tłokiem dociera do tak zwanego górnego martwego środka (TDC), w którym odległość od dowolnego punktu tłoka do osi obrotu silnika jest maksymalna. Ponieważ wał korbowy wykonuje okrągły ruch obrotowy, moment bieżącej przerwy związany jest z pewnym położeniem przed osiągnięciem położenia TDC za pomocą tłoka. Kąt pomiędzy tą pozycją wału korbowego a płaszczyzną pionową nazywa się momentem zapłonu. Różni się od 1 do 30 stopni.

Biorąc pod uwagę historię, pytanie: "Komutator samochodowy: co to jest?" – należy odpowiedzieć, że jest to pierwszy mechaniczny, a później technologia rozwija się, elektroniczny przerywacz prądu w cewce zapłonowej.

Mechaniczny prekursor przełącznika zapłonu

Właściwie to urządzenie zaczęło nazywać przełącznik dopiero w ostatnich latach, po tym, jak stał się w pełni elektroniczny. I przedtem, od 1910 roku, kiedy po raz pierwszy pojawił się system automatycznego zapłonu w samochodach Cadillac, jego funkcja wraz z innymi zadaniami przeprowadziła firma breaker-distributter (trampler). Ta podwójność nazwy powstała z powodu podwójnej funkcji w układzie zapłonowym. Z jednej strony należy przerywać prąd w uzwojeniu pierwotnym cewki zapłonowej – stąd "wyłącznik". Z drugiej strony, napięcie cewki wysokonapięciowej cewki zapłonowej powinno być rozłożone naprzemiennie pomiędzy świece wszystkich cylindrów, z wymaganym kątem wyprzedzenia. Stąd druga połowa nazwy – "dystrybutor".

Jak działali tramwajacze?

Rozdzielacz przerywacza ma wewnętrzny wałek obrotowy z wału korbowego, na którym jest zamontowany dielektryczny suwak wirnika z obrotową płytą przenoszącą prąd na jej końcu. Sprężyna szczotka węglowa ślizga się nad płytą, podłączona do centralnego styku wysokonapięciowego w pokrywie rozdzielacza, który z kolei jest podłączony do wtórnej cewki cewki zapłonowej. Płyta nośna płynie okresowo do styków wysokonapięciowych przewodów umieszczonych w czapce tramwajowej, idących do świec cylindrów. W tej chwili powstaje wysokie napięcie w uzwojeniu wtórnym cewki , która przebija się przez dwie przestrzenie powietrzne: pomiędzy płytą różnicową prądu a stykiem przewodu do tej świecy i pomiędzy elektrodami świec.

Na tym samym wale są zamontowane krzywki, których liczba jest równa liczbie cylindrów, a występy każdej krzywki otwierają się równocześnie z połączeniem konkretnej świecy styki przerywacza prądu znajdującego się w obwodzie pierwotnym cewki zapłonowej.

Aby zapobiec otwarciu się iskier między stykami wyłącznika, duży jest kondensator połączony równolegle. Kiedy styki wyłącznika są otwarte, indukcja EMF w uzwojeniu pierwotnym powoduje, że kondensator ładuje prąd, ale ze względu na dużą pojemność, napięcie na nim, a tym samym pomiędzy otwartymi stykami, nie osiąga wartości rozproszenia.

A co z kątem zaliczki?

Jak wiadomo, gdy obniża się prędkość obrotową wału korbowego, mieszanina w butlach musi być zapłoniona w suwie sprężania później, tuż przed samym TDC, tj. Trzeba zredukować czas zapłonu. Wręcz przeciwnie, gdy prędkość obrotowa wzrasta, mieszanina w udarze sprężania musi być zapłoniona wcześniej, tzn. Postępuj pod kątem góry. W zaczepach funkcja ta była wykonywana przez regulator odśrodkowy mechanicznie połączony z krzywkami obecnego przerywacza. Odwrócił je na wale dystrybutora w taki sposób, że wczesne lub późniejsze otwarcie złączy wyłącznika w udarze sprężania mieszaniny.

Zmiana kąta przeskoku jest również konieczna przy stałej częstotliwości, gdy obciążenie silnika ulegnie zmianie. W tej pracy wykonano specjalne urządzenie – sterownik zapłonu próżniowego.

Wygląd pierwszych przełączników

Pod koniec lat 70. ubiegłego stulecia stało się jasne, że najsłabszym węzłem tramwajowca są kontakty z wyłącznikiem, przez które przepływa pełny prąd uzwojenia pierwotnego. Ciągle paliły się i wyszły z porządku. Dlatego pierwszym rozwiązaniem było specjalne elektroniczne obwód przełącznika służące do przerywania prądu w cewce. W swoim wejściowym obwodzie niskiego napięcia zawierały przewody z zacisków tradycyjnego wyłącznika kontaktowego tramwajarza. Jednak teraz jego kontakty przerywały nie pełny prąd cewki zapłonowej, ale mały prąd w obwodzie wejściowym komutatora.

Właściwie przełącznik elektroniczny został wykonany w odrębnej jednostce i został połączony (na żądanie kierowcy) z klasycznym znacznikiem. Taki system zapłonowy nazywany jest elektronicznym kontaktem. To było bardzo popularne w latach 80. ubiegłego wieku. W naszych czasach nadal można znaleźć samochody z nim wyposażone.

Obwód przełącznika elektronicznego układu kontaktowego został zmontowany na tranzystorach.

Następnym krokiem jest odrzucenie wyłącznika kontaktowego

Przerywacz prądu stykowego, nawet w wersji niskoprądowej, stosowany w elektronicznym układzie zapłonowym, pozostawał bardzo nierzetelnym węzłem. Dlatego też producenci samochodów podjęli znaczne wysiłki, aby je wykluczyć. Te wysiłki zostały ukoronowane sukcesem po utworzeniu bezkontaktowego czujnika-dystrybutora opartego na czujniku Halla.

Teraz, zamiast kilka kamer na wale rozdzielacza, zainstalowany jest cylindryczny pusty ekran z gniazdami i okiennicami między nimi, liczba zasłon i szczelin jest równa liczbie cylindrów silnika. Zasłony i szczeliny ekranowe poruszają się w polu magnetycznym utworzonym przez magnes trwały, wychodząc poza miniaturowy czujnik Halla. Podczas gdy kurtyna ekranu przesuwa się poza nią, brakuje napięcia wyjściowego czujnika Halla. Kiedy zasłona jest zastąpiona szczeliną, przedni impuls napięcia jest usuwany z czujnika Hall przez obwód elektroniczny, wskazując na konieczność przerwania prądu w uzwojeniu pierwotnym cewki zapłonowej. Ten impuls napięcia jest przesyłany przez przewody do jednostki przełączającej w cewce zapłonowej, gdzie jest wstępnie wzmocniony, a następnie używany do sterowania głównym etapem przełączania zasilania.

Innym wariantem bezkontaktowego czujnika-dystrybutora jest jednostka z czujnikiem optycznym, w którym zamiast czujnika Hall zastosowano fototranzystor i zamiast magnesu stałego, dioda LED. Czujnik optyczny ma ten sam ekran obrotowy z szczelinami i zasłonami.

Wygląd samego przełącznika

W systemie bezdotykowego zapłonu, zamiast jednego tramwaju stykowego, są dwa oddzielne węzły: bezstykowy (ale tylko niskonapięciowy) rozdzielacz sensorów i elektroniczny przełącznik. Funkcja dystrybucji wysokiego napięcia na świecach w rozdzielaczu czujników jest nadal wykonywana przez mechaniczny suwak wirnika z płytą przenoszącą prąd.

A co z dostosowaniem kąta zapłonu? Te zadania są nadal realizowane przez regulatory odśrodkowe i próżniowe w rozdzielaczu. Pierwszy z nich obraca się na wałku nie jest krzywką, ale przesuwa zasłony, zmieniając tym samym kąt zapłonu. Kontroler próżniowy ma możliwość przesuwania czujnika Halla wraz z płytą podparcia, również dostosowując ten kąt.

Biorąc pod uwagę powyższe pytanie: "Nowoczesny komutator samochodowy: co to jest?" – należy odpowiedzieć, że jest to strukturalnie odrębna jednostka elektroniczna systemu bezdotykowego zapłonu.

Brak dystrybucji wysokiego napięcia

Najdłuższym okresem w centrali był mechaniczny rozdzielacz napięcia wysokiego napięcia na świecach cylindrów. Najciekawsze jest to, że ta strona była dość wiarygodna i nie spowodowała wiele krytyki. Jednak czas nie jest nieruchomy, a na początku tego stulecia obwód przełączający przełącznika przeszedł kolejną poważną zmianę.

W nowoczesnych samochodach zazwyczaj nie ma rozkładu wysokiego napięcia z jednej cewki na różne świece. Przeciwnie, w nich cewki "mnożyły się" i stały się akcesorium świec każdego cylindra. Teraz zamiast stykowego przełączania świec na wysokim napięciu, następuje bezstykowe przełączanie ich cewek na niskie napięcie. Oczywiście to komplikuje obwód przełącznika, ale możliwości nowoczesnej technologii obwodu są znacznie szersze.

W nowoczesnych samochodach wyposażonych w silniki wtryskiwaczy, przełącznik jest sterowany przez autonomiczną jednostkę sterującą silnika lub przez komputer pokładowy samochodu. Te urządzenia sterujące analizują nie tylko prędkość obrotową wału korbowego, ale również inne parametry charakteryzujące paliwo i chłodziwo, temperaturę różnych elementów i środowiska. Na podstawie ich analizy w czasie rzeczywistym zmienia się czas synchronizacji zapłonu.

Przełącz błędy

Najczęstszym uszkodzeniem przełącznika mechanicznego jest zapłon styków: zarówno ruchome, jak i wysokonapięciowe styki świec. Aby temu zapobiec (przynajmniej nie za szybko) należy regularnie kontrolować je, a jeśli utworzyli depozyt, należy go usunąć za pomocą pilnika do paznokci lub drobnego papieru ściernego.

Jeśli kondensator, który jest podłączony równolegle do styków wyłącznika lub rezystor w obwodzie centralnej elektrody wysokonapięciowej, może zostać wymieniony.

Uchybienia przełącznika elektronicznego, spowodowane awarią czujnika Halla lub przełącznika prądowego cewki, nie są zwykle eliminowane, ponieważ taki przełącznik nie jest składany. W takim przypadku wadliwa jednostka jest z reguły zastępowana nowym.

Jak przetestować przełącznik?

Jeśli prędkość obrotowa biegu jałowego silnika "unosi się" lub wystrzeliwuje w locie lub w ogóle się nie uruchamia, należy sprawdzić, czy czujnik Hall nie jest podłączony do dystrybutora zapłonu iskrowego. Aby to zrobić, musisz odkręcić je, włożyć końce pancernych, włożyć świece na "masę" i "obrócić" wał korbowy przy użyciu rozrusznika. Jeśli nie ma iskry lub jest słaba, musisz przejść do przełącznika.

Ale jak przetestować przełącznik? Należy włączyć zapłon i ocenić, jak strzałka woltomierza się różni. Jeśli przełącznik jest funkcjonalny, to powinien odejść w dwóch krokach. Najpierw strzałka zajmuje pewną pośrednią pozycję, w której znajduje się 2-3 sekundy, a następnie przechodzi do końcowej (regularnej) pozycji. Jeśli strzałka natychmiast zajmuje pozycję końcową, można spróbować wymienić przełącznik.

Połączyć połączenie

Jak podłączyć przełącznik do bezkontaktowego układu zapłonowego? Należy pamiętać, że jego listwa zaciskowa jest połączona dwoma przewodami z końcówkami "B" i "K" cewki zapłonowej, trzyprzewodową wiązką z łącznikiem do czujnika Halla na rozdzielaczu i jednym przewodem do "masy". Z zaciskiem "+" baterii, obwód przełącznika jest podłączony do zacisku "B" cewki.