Электронное распределение высокого напряжения по цилиндрам двигателя

Электронное распределение высокого напряжения по цилиндрам двигателя осуществляется путем коммутации низковольтных цепей катушки (катушек) зажигания. Поэтому часто оно называется низковольтным распределением. Электронное распределение позволяет существенно снизить уровень радиопомех при работе системы зажигания и повысить надежность распределителя.

Если в автомобиле с четырехцилиндровым двигателем исполь­зуются одновыводные катушки зажигания, то принципиальная схема системы электронного распределения является следующей (рис. 3.21).

Рис. 3.21. Принципиальная схема электронного распределителя высокого напряжения с одновыводными катушками

В этой системе для каждого цилиндра двигателя имеется своя ка­тушка зажигания. Питание первичных обмоток катушек зажигания осу­ществляется через транзисторные ключи, управляемые контроллером.

Если используются двухвыводные катушки зажигания, то принципиаль­ная схема электронного распределителя является следующей (рис. 3.22).

Рис. 3.22. Принципиальная схема электронного распределителя высокого напряжения с двухвыводными катушками

В этом случае два цилиндра, момент зажигания которых смещен на 360°, управляются одной катушкой зажигания. Искровые промежутки свечей соединены последовательно и искрообразование происходит од­новременно в двух цилиндрах. В одном цилиндре - в такте выпуска (холостая искра), во втором - в такте сжатия (рабочая искра).

При использовании четырехвыводной катушки зажигания принципи­альная схема электронного распределителя является следующей (рис. 3.23).

Рис. 3.23. Принципиальная схема электронного распределителя высокого напряжения с четырехвыводной катушкой

В четырехвыводной катушке имеются дне включенныевстречно первичные обмотки.Распределение импульсов по цилиндрам двига­теляосуществляется с помощью высоковольтных диодов VD1-VDA.Свечи зажигания как и в предыдущем варианте работа­ют попарно. Одна из свечей в паре - рабочая, одна - холостая.

Преимущество электронных систем зажигании

Применениеэлектронных систем зажигания позволяет получить следующие преимущества:

§ уменьшается эрозия контактов прерывателя и увеличивается их ресурс (в контактно-транзисторных системах);

§ исключением механического прерывателя устраняются вы­зываемые этим прерывателем погрешности момента зажигания:

§ обеспечивается возможность повышения вторичного напря­жения U

§ гарантируется работа на обедненных рабочих смесях, вчаст­ности, путем увеличения искрового промежутка в свечах зажигания;

§ облегчается холодный пуск двигателя при сильно разряженной аккумуляторной батарее(6В):

§ обеспечивается возможность полного отказа от механического высоковольтного распределителя (в системах с электронным рас­пределением).

Система СВЧ - зажигания

Принцип действия системы СВЧ - зажигания заключается в сле­дующем. Зажигание происходит при равенстве частоты СВЧ – генератора и собственной частоты резонатора - камеры сгорания. Час­тота СВЧ - генератора устанавливается пропорционально частоте вращения коленчатого вала двигателя. Собственная частота резонатора пропорциональна надпоршневому объему. По мере разгона ко- ленчатого вала частота СВЧ - генератора возрастает, что приводит к росту угла опережения зажигания. Достоинствами этой системы зажи­гания является 100%-ное воспламенение и сгорание даже обедненной горючей смеси и простота автоматической установки опережения за­жигания в зависимости or частоты вращенияколенчатого вала.

Система освещения

Автономное освещение и сигнализация в значительной степени определяют безопасность дорожного движения в темное время суток и в условиях недостаточной видимости. Поэтому они должны отве­чать соответствующим нормам.

Все световые приборы работают по единому принципу: в них про­исходит преобразование электрической энергии источника питания в лучистую энергию. Автомобильные световые приборы, как правило, состоят из следующих основных узлов: оптического элемента, корпуса и элементов, подводящих электрическую энергию.

Оптический элементсостоит из лампы, отражателя и рассеивателя. Световой поток лампы, попадая на поверхность отража­теля,концентрируется им и направляется на рассеиватель. Рассеивательформирует световой поток, усиленный или ослабленный в определенных направлениях.

Отражателив традиционном исполнении являются параболоидными. Поверхность такого отражателя образуется вращением пара­болы вокруг оси симметрии (оптической оси). Если в фокусе иде­ального отражателя поместить точечный источник света, то отра­женные лучи будут направлены параллельно оптической оси (рис.4.1).

Рис. 4.1. Распределение светового потока идеальным отражателем и точечным источником света

На практике отраженный свет имеет форму слабо расходящегося пучка с телесным углом ω (рис.4.2).

Рис. 4.2. Распределение светового потока реальным отражателем и распределенным источником света

Рассеиватель осуществляет окончательное формирование отра­женного светового потока. Для этого на его внутренней поверхности имеются преломляющие элементы: .цилиндрические линзы, рассеи­вающие пучок в обеих плоскостях; эллипсовидные линзы, рассеи­вающие пучок наразличные углы на взаимно перпендикулярные плоскостях; призмы, изменяющие направления части светового по­тока. Вторая функция рассеивателя - защита от внешних воз­действий. Требуемое светораспределение может обеспечиваться од­ним отражателям, который имеет сложную форму и изготавливается из термостойкой пластмассы.

Источники света головных фар.Международными правилами для европейских фар типа СR (СR- обозначение комбинирован­ных фар ближнего и дальнего света) предназначается двухнитевая обычная лампа накаливания с фланцевым цоколем типа Р45\41. Цоколь лампы имеет ступенчатую форму, что позволяет применять лампу в отражателях: с фокусным расстоянием 22 или 27 мм. С этим цоколем изготавливаются два тика ламп: А12 = 45 + 40 (А - авто­мобильная; 12 - номинальное напряжение - 12 В; 45 - мощность нити дальнего света 45 Вт; 40 - мощность нити ближнего света 40 Вт) и А24 = 55 + 50.

Обычные лампы накаливания имеют существенный недоста­ток - осаждение вольфрама на поверхности колбы лампы. Данный недостаток частично устранен в галогенных лампах, в которых галоген (например йод), соединяясь с вольфрамом, переносит частицы вольф­рама с колбы на тело накала. Наличие, возвратного цикла позволило увеличить температуру нити до 2700-3000 ˚С. Поэтому световая отдача галогенных ламп в 1,5 раза выше светоотдачи обычных лики. Галогенные лампы обозначаются буквами АКГ, например АКГ12=60+55 (АКГ - автомобильная кварцевая галогенная). Последняя разработка ламп для фар - ксеноновые металлогалогенные газоразрядные лампы. Они обеспечивают световой поток в 1,5 раза больше, чем галогенные лампы накаливания при потребле­нии энергии в 2 раза меньше. Срок службы КМГЛ - 1500 часов. Основной недостаток — высокая стоимость комплекта лампы с пускорегулирующим аппаратом. Пускорегулирующий аппарат служит: 1) для формирования и подачи на газоразрядную лампу высоко­вольтного импульса (U = 20000 В) при включении лампы; 2) для формирования и подачи на лампу переменного напряжения 330 В частотой 300 Гц после включения лампы (для поддержания воз­никшего в лампе разряда).К электрическим параметрам лампыотносятся номинальное напряжение и электрическая мощность. К световым параметрам относятся: номинальный световой поток; максимальная сила света; отношение светового потока, излучаемого лампой, к ее электри­ческой мощности.

Осветительные приборы

Основными осветительными приборами являются фары голов­ного света и противотуманные фары. Могут устанавливаться и фа­ры заднего хода. Головные фары (фары головного света) обеспечивают два режи­ма освещения: дальний свет и ближний свет (свет встречного разъ­езда). Фара головного света может быть трех видов: только дальнего света (обозначается буквой R на рассеивателе), только ближнего света (обозначается буквой С) и комбинированной (обозначается буквами CR).Принципы формирования пучков дальнего и ближнего света не­одинаковы. В фаре CR это осуществляется с использованием двухнитевой лампы. Принцип построения светооптической схемы дальнего света в двухфарных системах одинаков во всем мире. Светораспределение ближнего света разделяется на два типа: европейский и американ­ский (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Световое пятно на экраны в режиме ближнего света фар амери­канского (а) и европейского (б) типов

В фаре CR европейского пита (рис. 4.4) применяется двухнитевая лампа 2. Нить дальнего света 3 имеет форму цилиндра или подковы и располагается вдоль оптической оси так, что ее на­ружный край находится в фокусе отражателя. Нить ближнего све­та 4 выдвинута вперед относительно точки фокуса и поднята вверх относительно оптической оси. Снизу она перекрыта экраном, сре­занным с левой стороны на 15°. Это позволяет получить асимметричное светораспределение с четко выраженной светотеневой границей. В большинстве оптических элементов устанавливается экран прямых лучей 6.

Рис. 4.4. Фара европейского светораспределения

В фаре CR американского типа нить дальнего света имеет фор­му короткого цилиндра, расположенного перпендикулярно опти­ческой оси в горизонтальной плоскости, проходящей через эту ось. Нить накала ближнего света имеет форму цилиндра, расположена перпендикулярно оптической оси выше горизонтальной плоскости и смещена в сторону от оптической оси. Благодаря этому ось светово­го потока ближнего света наклонена вниз и смещена в сторону пра­вой обочины дороги. В американской системе освещения в режиме и ближнего, и дальнего света используется вся поверхность отража­теля.

В двухфарных системах каждая фара работает и в режиме ближнего, и в режиме дальнего света. Такая универсальность при­водит к ухудшению характеристик как дальнего, так и ближнего света.

В четырехфарных системах используются четыре фары, устанав­ливаемые попарно: горизонтально или вертикально. Наружные и верхние фары работают в двух режимах, внутренние и нижние фа­ры - только в режиме дальнего света. В наружных (верхних) фа­рах тело накала ближнего света размещено в фокусе отражателя, а нить накала дальнего света расфокусирована по оптической оси от­ражателя назад. Рассеиватели этих фар рассчитаны только на ближний свет. Во внутренних (нижних) фарах нить накала рас­положена в фокусе отражателя. Рассеиватель этих фар обеспе­чивает рассеяние света в горизонтальной плоскости. При включении дальнего света работают все четыре фары. Причем внутренние (нижние) фары обеспечивают четкий прожекторный пучок света, а наружные (верхние) - рассеянный, позволяющий осветить близле­жащие зоны дороги. При ближнем свете работают только наружные (верхние) фары.

Основным достоинством четырехфарной системы является зна­чительное улучшение дальнего света. Основными недостатка­ми - большие габариты и себестоимость.

Для контроля головных фар в режиме ближнего света ис­пользуют специальный контрольный экран (рис.4.5). Вертикальная линия VV соответствует оси правой полосы движения, по которой движется автомобиль. Линии HG и НС изображают в перспективе края правой полосы движения. Линии HF и HF' соответствуют внешнему краю и середине полосы встречного движения. Линия НС изображает ось дорожного полотна. Линия НЕ соответствует траектории передвижения глаз водителя встречного автомобиля.

Рис. 4.5. Разметка контрольного экрана для проверки ближнего спета фар европейской системы

Наиболее важными контрольными точками являются B50L - точка, соответствующая положению глаз водителя встреч­ного автомобиля, находящегося на расстоянии 50 м, и точки 50R и 75R, обозначающие точки на правом краю полосы движения на рас­стоянии от автомобиля 50 и 75 м соответственно. Точки 25R и 25L соответствуют точкам, на обочинах дорогина расстоянии 25 м перед автомобилем.

Противотуманные фары

Противотуманные фары предназначены для улучшения видимости при движении в условиях тумана, снегопада, дождя. При вклю­чении фар дальнего или ближней света в тумане создается эффект вуалирующей пелены. Он заключаетсявтом, что освещение зату­маненной атмосферы вызывает свечение, на фоне которого объекты на дороге становятся трудноразличимыми. В сочетании с ослабле­нием излучения, которое вызвано рассеянием, свечение затуманненой атмосферы значительно снижает видимость. Основной особенностью противотуманных фар является резкая горизонтальная граница между тенью и светом в верхней части све­тового пучка. Эти фары характеризуются большим углом (до 160°) распространения света.

Правильная установка противотуманных фар заключается в следующем: 1) необходимо располагать фары как можно ближе к дорожному полотну; 2) световой пучок должен быть направлен вниз. В конструкцию светооптической схемы противотуманных фар входит экран прямых лучей. Его применение объясняется необходимостью исключить взаимодействие прямых лучей от источника света с частицами тумана, в результате которого возникает эффект вуалирующей пелены и резко снижается даль­ность видимости. Рассеиватель вследствие большой термонагруженности выполняется из стекла. Современные стандарты допус­кают белый или желтый цвет рассеивателя. Желтый спектр излуче­ния иногда обеспечивается нанесением желтого покрытия на рабо­чую поверхность отражателя и использованием желтой колбы ис­точника света. Следует отметить, что спектр излучения фар прак­тически не влияет на условия видимости в тумане. Корпус противотуманных фар выполняется, как правило, из металла вследствие высокой термонагруженности. На корпусе размещен узел регули­ровки и крепления противотуманных фар, который обеспечивает регулировку в двух или трех плоскостях.