Sistem de aprindere tiristor
Având în vedere că motoarele moderne au devenit mai rapide și au un raport ridicat de compresie, aceasta impune cerințe suplimentare asupra sistemului de aprindere. În prezent, au fost distribuite două sisteme diferite de aprindere - cu acumularea de energie în inductanță și cu acumularea de energie în rezervor.
În motoarele de automobile, sistemele de aprindere cu acumulare de energie electromagnetică într-un câmp magnetic al unei bobine care utilizează întrerupătoare de contact sau tranzistori au găsit o aplicare largă, dar în unele cazuri utilizarea unui sistem de condensare de aprindere oferă un avantaj tangibil.
În sistemele de aprindere prin tiristor, energia pentru descărcarea scântei este acumulată în condensator, iar tiristorul este folosit ca releu de putere. În aceste sisteme, bobina de aprindere nu stochează energia, ci doar o convertește, mărind tensiunea în bobina secundară și reducând, respectiv, cantitatea de curent care trece prin ea.
Puterea electrică, egală cu produsul puterii curente prin tensiune, rămâne neschimbată după scăderea pierderilor de altă natură.
Un tiristor este un dispozitiv semiconductor realizat pe baza unui cristal unic al unui semiconductor cu trei sau mai multe tranziții pn și având două stări stabile:
- starea închisă - starea de conductivitate scăzută;
- stare deschisă - starea de conductivitate ridicată.
Tiristorul poate fi considerat un întrerupător electronic (cheie). Cererea principală a tiristoare (structura trehperehodnoy) - un management puternic de încărcare prin semnale slabe, sau (pentru structura dvuhperehodnoy), în cazul în care are loc deschiderea tiristorului, în cazul în care diferența de potențial între bornele sale depășește tensiunea de străpungere.
De asemenea, sunt utilizate tiristoare în dispozitivele de comutare.
Există diferite tipuri de tiristoare, care sunt subdivizate în principal în modul de control și conductivitate. Conductivitatea face distincția între tiristoarele care conduc curentul într-o direcție și tiristoarele care conduc curentul în două direcții (triace, dinți simetrici). Tiristorul convențional poate fi considerat o conexiune a unui tranzistor p-n-p cu un tranzistor n-p-n, iar colectorul fiecăruia dintre ele este conectat la baza celuilalt.
O caracteristică caracteristică a sistemelor de aprindere prin tiristor este o rată ridicată de creștere a tensiunii secundare, prin urmare distrugerea distanței de bujie a bujiei este asigurată în mod fiabil chiar și cu un izolator acoperit cu carbon și acoperit cu carbon.
În plus, în sistemele tiristor, valoarea tensiunii secundare poate fi practic constantă atunci când turația motorului este schimbată la valoarea maximă, deoarece Condensatorul are timp să se încarce complet în toate modurile motorului.
Totuși sistemele de aprindere tiristor au o durată relativ scurtă a componentei de descărcare prin scânteie inductive (nu mai mult de 300 ms), ceea ce conduce la o deteriorare a inflamabilitatea și arderea amestecului combustibil în cilindrii motorului la regimuri de sarcină parțială.
Sistemul de aprindere cu acumulare de energie în rezervor este utilizat pentru motoarele de motoare de gaze și motoare de mare viteză, pentru care durata descărcării scântei nu este critică.
Tipuri de sisteme de aprindere prin tiristor
In sistemele de aprindere cu acumularea de energie în câmpul electrostatic al funcției de releu electronic condensator se realizează prin tiristori controlate de un contact sau beskontaktnympreryvatelem, cu toate acestea, astfel de sisteme sunt numite de contact-contact sau tiristor-tiristor. În centrul activității sistemelor fără contact se află aceleași principii ca și în sistemele de aprindere fără contact cu stocare inductivă.
Există sisteme de aprindere tiristoare cu acumulare pulsată și continuă de energie în câmpul electrostatic al condensatorului.
Mai jos sunt considerate caracteristicile funcționării sistemelor de tiristor de acest tip.
Sistemul cu acumulare continuă de energie (figura 1, a) conține un convertor de tensiune în doi timpi constând din două tranzistoare VT1 și VT2. transformatorul T1. rezistoarele R2 și R3 și condensatorul C1.
Redresorul cu undă de undă cu zero puncte (diode VD1 și VD2) servește la rectificarea tensiunii de ieșire a convertorului. Redresorul este încărcat cu un condensator de stocare C2. În paralel, rezistența R4 este conectată. Tiristorul VS întrerupe curentul în bobina primară L1 a bobinei de aprindere (transformatorul T2). Tiristorul este controlat de momentul de sincronizare a contactului S2 al aprinderii.
La închiderea contactelor S1 a comutatorului de aprindere, convertizorul push-pull al presiunii funcționează. La bornele înfășurării secundare L2 a transformatorului T1, apare o tensiune alternativă de formă dreptunghiulară cu o amplitudine de 200. 500 V.
Tensiunea DC rectificată este aplicată încărcării condensatorului de stocare C2. dacă contactele sincronizatorului de sincronizare a aprinderii S2 sunt închise. Tiristorul este în stare închisă, deoarece circuitul său de control este evitat de contactele închise S2 ale sincronizatorului.
La momentul deschiderii contactelor S2 ale sincronizatorului, tensiunea din acumulatorul GB este alimentată prin rezistența R1 către electrodul de comandă al tiristorului VS. Prin intermediul unui tiristor deschis, condensatorul C2 este descărcat în bobina primară L1 a bobinei de aprindere T2. astfel încât un înalt EMF este indus în bobina secundară L2.
Prin selectarea corespunzătoare a parametrilor elementelor sistemului de aprindere luată în considerare, este posibilă asigurarea unei încărcări complete a condensatorului în toate modurile de funcționare a motorului și obținerea unei tensiuni secundare care este practic independentă de turația motorului arborelui cotit al motorului.
Lanțul C1-R2 asigură o pornire fiabilă a convertorului tranzistor.
Într-un sistem cu o acumulare de energie puls (Fig. 1, b) pentru închiderea deschiderii de aprindere contactelor comutatorului S1 și S2 contact de aprindere sincronizator sincronizare VT a bazei tranzistorului este alimentat printr-un puls de tensiune pozitivă a bateriei GB. Tranzistorul comută la starea de saturație prin trecerea prin joncțiunea emitor-colector și L1 înfășurare primară a transformatorului de curent, care generează un câmp magnetic în transformator.
La momentul contactelor de închidere S2 Circuit de bază sincronizator tranzistor este scurtcircuitat, tranzistorul trece în starea de oprire, curentul din înfășurarea L1 a transformatorului dispare și este indusă în înfășurarea secundară o forță electromotoare ridicată.
În acest moment, contactele închise S2 ale sincronizatorului trimit circuitul de comandă a tiristorului. Tiristorul este închis, iar condensatorul C prin dioda VD1 este încărcat la o tensiune de 200. 400 V.
Data viitoare când contactele S2 ale sincronizatorului sunt închise la electrodul de control al tiristorului, tensiunea din baterie este aplicată prin rezistențele Rd, Rl, R3.
Tiristorul se deschide.
Curentul de descărcare al condensatorului trece prin bobina primară L1 a bobinei transformatorului și un impuls de înaltă tensiune aplicat bujiei apare pe bornele bobinei secundare.
În sistemele de aprindere cu acumularea de energie în câmpul electrostatic al condensatorului, este prevăzută o rată mai mare de creștere a tensiunii secundare, ceea ce îl face mai puțin sensibil la prezența rezistențelor de manevră și la acumularea bujiilor. Cu toate acestea, datorită ratei mari de creștere a tensiunii secundare, tensiunea de rupere crește în comparație cu sistemele cu stocare de energie într-un câmp magnetic.
În plus, datorită scurgerii duratei componentei inductive a descărcării prin scânteie, aprinderea și arderea amestecului de aer-combustibil se deteriorează atunci când motorul este pornit și funcționează în condiții de încărcare parțială.
Sistemele cu stocare de energie pulsată au o rată maximă de creștere a tensiunii înalte. Dar durata componentei inductive a descărcării scântei în lumânări este redusă de la unități de milisecunde (în sisteme cu acumulare de energie în inductanță) la zeci sau sute de microsecunde. Acest lucru degradează aprinderea și arderea amestecului de lucru la sarcini medii și, prin urmare, duce la o creștere a consumului de combustibil și a toxicității gazelor de eșapament.
Pentru a elimina aceste neajunsuri, este necesar să se corecteze dispozitivele de sincronizare a aprinderii și să se mărească clearance-ul în lumânări la 1.2. 1,5 mm. ceea ce duce la o creștere suplimentară a tensiunii secundare și a efortului dur al pieselor izolatoare ale sistemului de înaltă tensiune.