Использование электронных систем и оптимизация управления позволяют улучшить характеристики двигателя и повысить его надежность, благодаря снижению числа механических деталей. Электронная система обеспечивает хранение в электронном блоке управления значения оптимального угла опережения зажигания в зависимости от состояния двигателя. Этот угол реализуется в электронном блоке управления в процессе эксплуатации автомобиля с учетом сигналов от датчиков.
Для управления углом опережения зажигания определяется состояние двигателя на основании данных о частоте вращения коленчатого вала и сигналов ряда датчиков. Вычисляется оптимальный угол опережения зажигания, сигнал выдается на катушку зажигания.
Угол опережения зажигания а определяется по формуле:
α = α0 + Δα,
где α0 - базовый угол опережения зажигания; Δα - поправка угла опережения зажигания.
Базовый угол опережения зажигания а0 на холостом ходу зависит от частоты со вращения коленчатого вала двигателя, как показано на рис. 3.12. Для обеспечения устойчивости работы этот угол при определенной частоте постоянен. При движении оптимальный угол опережения зажигания в зависимости от частоты вращения вала двигателя и количества потребляемого воздуха определяется, как показано на рис. 3.13. При механическом управлении такую зависимость угла опережения зажигания реализовать чрезвычайно трудно.
Рис. 3.12. |
Рис. 3.13. |
Поправка угла опережения зажигания Да при холодном двигателе для улучшения его тяговых свойств должна изменяться, как показано на рис.3.14. При высоких температурах зажигание делается более поздним.
Для того, чтобы обеспечить зажигание в момент, рассчитанный электронным блоком управления, в коммутатор системы зажигания подаются управляющие импульсы начала и конца пропускания тока через катушку зажигания.
В системе управления зажиганием, как и в системе управления впрыском, используются те же датчики: угла поворота коленчатого вала, расхода воздуха, температуры охлаждающей жидкости и угла открытия дроссельной заслонки. По сигналу зажигания от электронного блока управления выходной транзистор коммутатора включает и выключает ток, протекающий в первичной обмотке катушки зажигания, что приводит к возникновению высокого напряжения во вторичной обмотке. Коммутатор зажигания укомплектован узлом, который задает время открытия выходного транзистора в зависимости от сигнала управления, подаваемого на вход.
Поправка угла опережения зажигания зависит от температуры прогрева двигателя на холостом ходу (рис. 3.14), при высоких температурах (рис. 3.15) и т.д.
Рис. 3.14. |
Рис. 3.15. |
На рис. 3.16 показана структурная схема системы зажигания, включающего катушку зажигания, коммутатор и т.д.
Рис. 3.16.
В коммутаторе зажигания есть узел, который задает время открытия выходного транзистора в зависимости от сигнала управления, подаваемого на вход. Кроме того, узел диагностики, фиксируя противо-ЭДС, возникающую при включениях и выключениях тока первичной обмотки катушки зажигания, информирует электронный блок управления двигателя о нормальной работе системы зажигания. При нарушениях работы коммутатора зажигания электронный блок управления, во избежание перегрева нейтрализатора, прекращает впрыск топлива.
Контроль детонации сводится к управлению, обеспечивающему угол опережения зажигания, очень близкий к предельному, за которым происходит детонация. При этом повышается КПД двигателя, его мощность и экономичность, а также появляется возможность применения топлива с различными октановым числом.
Способ управления состоит в том, что установленный на блоке цилиндров датчик детонации распознает колебания, возникающие при детонации, и посылает соответствующие сигналы на вход электронного блока управления. В этом блоке после их обработки в зависимости от степени детонации вырабатываются команды на изменение угла опережения зажигания.
Управление чаще всего выполняется по схеме, представленной на рис. 3.17.
Рис. 3.17.
При детонации в специфическом спектре частот появляется составляющая с необычно высокой амплитудой. Выделяя эту частотную область с помощью полосового фильтра, можно получить сигнал для распознавания детонации. На рис. 3.18 показан возможный вид временной диаграммы сигнала на выходе датчика детонации при постоянной частоте вращения коленчатого вала двигателя.
Рис. 3.18.
Конструкция датчика детонации показана на рис. 3.19. Основой такого датчика является пьезоэлемент 2, преобразующий колебания опорной пластины 1 в электрический сигнал.
Рис. 3.19.