Keskusyksikkö: mikä se on? Kytkentäpiiri, ohjaus ja viat

Erilaisissa teknisissä tekstissä termi "kommutaattori" löytyy. Mikä se on? Yleisimmillään se on laite sähköisten piirejä (signaaleja) varten, jotka voivat olla sähköisiä, elektronisädettä tai sähkömekaanisia.

Kapeassa mielessä tätä kutsutaan yleensä sytytyskytkimeksi, joka on varustettu kaikilla bensiinimoottoreilla varustetuilla ajoneuvoilla. Tämä artikkeli on omistettu tämän tyyppisille kytkimille, lähinnä autoteollisuudelle.

Sytytysjärjestelmien tausta

Kuten tiedetään, bensiinin polttomoottorin jokaisessa käyttöjaksossa on vaihe, jossa valmistetaan polttoaine-ilmapolttoaineseos ja sen palamisvaihe. Mutta seoksen polttamiseen se on asetettava tulelle.

Ensimmäinen ratkaisu, jota käytettiin aikaisintaan autoteollisuuden ICE: ssä, oli sytytys seoksesta sylinteriin asetetusta kalvoputkesta ja esilämmitetty ennen moottorin käynnistämistä. Toiminnan aikana tämän putken lämpötilaa ylläpidettiin jatkuvasti seoksessa, joka poltti jokaisessa käyttöjaksossa.

On mielenkiintoista, että magneto-kipinäsytytysjärjestelmää käytettiin rinnakkain automoottoreiden sytyttämisen kanssa, mutta ensin vain teollisuuskaasumoottoreiden kanssa. Tämä periaate hyväksyttiin nopeasti, ja autovalmistajista ja R. Boshin keksinnöstä vuonna 1902 tavanomainen sytytystulppa-kipinäsysteemi on yleisesti hyväksytty.

Kipinäsytytyksen periaate

Tällä hetkellä tavallisin akun sytytysjärjestelmä, joka sisältää käynnissä olevan auton akun muodossa olevan virtalähteen ja moottorin käynnissä olevan auton generaattorin, sytytystulppa, joka on muuntaja, jossa on suurjännitteinen toisiokäämi, johon on kytketty sytytystulppa, ja sytytysjakelija . Kytkimen toiminta on sytytyspuolan ensiökäämin piirin säännöllistä keskeyttämistä. Jokaisen tällaisen nykyisen keskeytyksen vuoksi sen magneettikenttä, joka sijaitsee sytytyspuolan toisiokäämin johdinten käyttämien tilojen kohdissa, vähenee hyvin nopeasti. Tällöin sähkömagneettisen induktiolain mukaan erittäin suuri pyörrekytkentäkenttä esiintyy samassa kohdassa avaruudessa , jonka voimakkuus synnyttää korkean (jopa 25 kV: n) EMF: n sytytystulpan elektrodien rikkomatta sytytyspuolan toisiokäämiin. Niiden välinen jännite saavuttaa nopeasti riittävän arvon ilmavälin hajoamiselle ja sitten sähköiskun sytyttää polttoaine-ilma-seoksen.

Mikä on sytytetty sytytysjärjestelmässä?

Joten, auton kytkin. Mikä se on ja miksi sitä tarvitaan? Lyhyesti sanottuna tämä laite, jonka tehtävänä on katkaista virtapiiri sytytyspatterin ensiökäämityksessä tämän edullisimman hetken ajan.

Neljän iskun ICE: ssä tämä hetki esiintyy puristusiskun (ICE: n toisen iskun) lopussa, vähän ennen kuin mäntä saavuttaa niin sanotun yläkuolokohdan (TDC), jossa männän mistä tahansa pisteestä moottorin pyörimisakseliin on maksimaalinen etäisyys. Koska kampiakseli suorittaa pyöreän pyörivän liikkeen, nykyisen keskeytyksen momentti on sidottu tiettyyn asemaan ennen kuin se saavuttaa TDC-asennon männän kanssa. Kampiakselin ja pystytason välistä kulmaa kutsutaan sytytysajoitukseksi. Se vaihtelee 1-30 astetta.

Kun tarina on kysymys: "Autokomputaattori: mitä se on?" - Vastaukseen on vastattava, että tämä on ensimmäinen mekaaninen, ja myöhemmin, kun tekniikka kehittyy, sähköinen virtakytkin sytytyspuoliskossa.

Virtalukon mekaaninen esiaste

Itse asiassa tätä laitetta kutsuttiin kytkimeksi vasta viime vuosina, kun se tuli täysin sähköiseksi. Ja ennen, vuodesta 1910, jolloin automaattinen sytytysjärjestelmä ilmestyi Cadillac-autoissa ensimmäistä kertaa, sen toiminta ja muut tehtävät suoritti katkaisijan jakelija (trampler). Tämä nimen kaksinaisuus syntyi sytytysjärjestelmän kaksitoiminnasta johtuen. Toisaalta sytytyspuolan ensiökäämissä oleva virta on keskeytettävä - siis "katkaisija". Toisaalta sytytyspuolan suurjännitekäämin jännite tulisi jakaa vuorotellen kaikkien sylintereiden kynttilöiden kesken, edellyttäen vaaditun etukulman. Tästä syystä nimen toinen osa - "jakelija".

Kuinka raitiovaunut toimivat?

Sylinterin jakelijalla on kampiakselilla pyörivä sisäakseli, johon on kiinnitetty dielektrinen roottori-liukusäädin, jossa on pyörivä virtaa kantava levy. Jousikuormitettu hiiliharja työntyy levyn päälle, joka on kytketty suurjännitekeskikoskettimeen jakokappaleessa, joka vuorostaan on kytketty sytytyspuolan toisiokäämiin. Virran kantava levy ajoittaa säännöllisin väliajoin suurjännitekaapeleiden koskettimet, jotka sijaitsevat kuljettimen kannessa, menemällä sylintereiden kynttilöihin. Tässä vaiheessa käämin toisiokäämityksessä syntyy suuri jännite, joka katkeaa kahden ilmatilan kautta: nykyisen erotuslevyn ja viiran yhteyden välille tämän kynttilän ja kynttiläelektrodien väliin.

Samalla akselilla on asennetut nokka-akselit, joiden lukumäärä on yhtä suuri kuin sylinterien lukumäärä ja kunkin nokan ulokkeet avautuvat samanaikaisesti tietyn kynttilän liittämisen kanssa sytytyspuolen ensiöpiirin mukana tulevan virtakytkimen koskettimien kanssa.

Jotta kipinät eivät avautuisi katkaisukoskettimien välillä, suuri kondensaattori on kytketty rinnan. Kun katkaisijan koskettimet avataan, EMF-induktio primäärikäämityksessä saa kondensaattorin lataamaan virtaa, mutta sen suuren kapasitanssin vuoksi sen jännite ja siten myös avointen koskettimien välinen arvo ei saavuta ilman hajoamisen arvoa.

Entä edistyksen kulma?

Kuten tiedetään, kun kampiakselin pyörimisnopeus pienenee, sylintereissä oleva seos on sytytettävä puristussykkeessä myöhemmin juuri ennen TDC: tä, i.e. Sytytyksen ajoitus on vähennettävä. Päinvastoin, kun pyörimisnopeutta lisätään, kompressio-iskun seos on sytytettävä aiemmin, ts. Ennakkota etukulma. Tummuilla tämä toiminto suoritettiin keskipakosäätimellä, joka oli mekaanisesti kytketty nykyisen keskeytyksen kammioihin. Hän kääntyi ne jakeluakseliin siten, että ne avasivat katkaisijan koskettimet aikaisin tai myöhemminkin seoksen puristushitsauksessa.

Edistyksen kulman muuttaminen on myös välttämätön vakiotaajuudella, kun moottorin kuormitus muuttuu. Tässä työssä tehtiin erityinen laite - tyhjöavainohjain.

Ensimmäisten kytkinten ulkonäkö

Viime vuosisadan 70-luvun lopulla kävi ilmeiseksi, että kulkuneuvon heikoin solmu on katkaisijan kosketuspinta, jonka läpi primäärikäämityksen koko virta virrasi. He poltivat jatkuvasti ja poistivat järjestyksen. Siksi ensimmäinen ratkaisu oli kytkimen erityinen elektroninen piiri, joka katkaisi virran kelassa. Syöttöjännitevirtapiiriin sisältyi johdot perinteisen kosketuskatkaisimen liittimistä. Kuitenkin nyt hänen koskettimet keskeytettiin ei koko virta virtalukua, mutta pieni virta syöttöpiirin kommutaattorin.

Itse asiassa elektroninen kytkin rakennettiin rakenteellisesti erillisessä yksikössä ja liitettiin (kuljettajan pyynnöstä) klassiseen merkkiin. Tällaista sytytysjärjestelmää kutsutaan yhteyksien sähköiseksi. Se oli erittäin suosittu viime vuosisadan 80-luvulla. Ja meidän aikanamme voit silti löytää autoja.

Kontaktin elektronisen järjestelmän kytkimen piiri koottiin transistoreihin.

Seuraavana vaiheena on katkaisijan hylkäys

Sähköisen sytytysjärjestelmän käyttämät kosketusvirran katkaisijat, jopa pienimuotoisessa versiossa, pysyivät erittäin epäluotettavina solmuina. Siksi autovalmistajat tekivät huomattavia ponnistuksia sen sulkemiseksi pois. Nämä ponnistelut kruunattiin menestyksekkäästi sen jälkeen, kun Hall-anturin perusteella muodostettiin kosketuksettoman anturijakaja.

Nyt, jakajan akselin muutaman kammion sijasta on asennettu sylinterimäinen ontto ruutu, jonka välissä on aukkoja ja sulkimet, verhojen ja urien määrä on yhtä suuri kuin moottorin sylinterien lukumäärä. Verhot ja näytön aukot liikkuvat magneettikentässä, jonka luoma kestomagneetti, ohitse pienois Hall-anturi. Kun näytön verho liikkuu sen ohitse, Hall-anturin lähtöjännite puuttuu. Kun verho korvataan raolla, jännitepulssin etuosa irrotetaan Hall-anturista elektronisella piiriin, mikä osoittaa tarpeen keskeyttää virran sytytyspuolan ensiökäämissä. Tämä jännitepulssi lähetetään johtojen kautta virtalukkoyksikköön sytytyspuolassa, jossa se esivahvistetaan ja jota käytetään sitten päävirtakytkentävaiheen ohjaamiseen.

Kosketuksettomien anturijakauman toinen vaihtoehto on yksikkö, jossa on optinen anturi, jossa Hall-anturin sijasta valotransistoria käytetään, eikä kestomagneetin sijasta LED. Optisella anturilla on sama pyörivä näyttö rakoilla ja verhoilla.

Kytkimen ulkonäkö sellaisenaan

Joten kosketuksettomassa sytytysjärjestelmässä yhden koskettimen sijasta on kaksi erillistä solmua: kosketuksettoman (mutta vain matalan jännitteen) lähetin ja elektroninen kytkin. Suurjännitteen jakautumista sytytystulppien jakelussa anturijakelussa suoritetaan edelleen mekaanisella roottori-liukusäätimellä, jossa on virtaa kantava levy.

Entä sytytyskulman säätö? Nämä tehtävät suorittavat edelleen anturijakauman keskipako- ja tyhjiölaitteiden säätimet. Ensimmäinen niistä kääntyy nyt akselille ei ole nokkakameroita, vaan siirtää ruutupintoja muuttamalla sytytyskulmaa. Tyhjiöohjaimella on kyky siirtää Hall-anturi sen tukilevyllä myös säätää tätä kulmaa.

Edellä esitetyn perusteella kysymys: "Nykyaikainen autokomutaattori: mitä se on?" - siihen on vastattava, että tämä on kontaktiton sytytysjärjestelmän rakenteellisesti erillinen elektroninen yksikkö.

Korkean jännitteen jakelu epäonnistui

Pisin aika kytkentäpisteessä oli mekaaninen suurjännite jännitejakelija sylintereiden kynttilöissä. Mielenkiintoisin asia on se, että tämä sivusto oli varsin luotettava eikä aiheuttanut paljon kritiikkiä. Aika ei kuitenkaan pysähdy, ja tämän vuosisadan alussa kytkinvaihteessa on tapahtunut vielä yksi merkittävä muutos.

Nykyaikaisissa autossa ei yleisesti ole suurjännitteen jakamista yhdestä kelasta eri kynttilöihin. Päinvastoin, niissä itse kelat "moninkertaistuivat" ja tulivat jokaisen sylinterin kynttilöiden lisävarusteeksi. Nyt sen sijaan, että kynttilät kytkeytyvät kosketukseen korkealla jännitteellä, suoritetaan käämien kosketuksellinen kytkentä pienjännitteelle. Tietenkin tämä vaikeuttaa kytkimen piiriä, mutta nykyaikaisen piiriteknologian mahdollisuudet ovat paljon laajemmat.

Nykyaikaisissa, injektorimoottoreissa varustetuissa autoissa kytkin ohjataan joko itsenäisellä moottorin ohjausyksiköllä tai auton ajoneuvoilla. Nämä ohjauslaitteet analysoivat paitsi kampiakselin pyörimisnopeutta, mutta monia muita parametreja, jotka karakterisoivat polttoainetta ja jäähdytysainetta, eri komponenttien lämpötilaa ja ympäristöä. Todellisen reaaliaikaisen analyysin perusteella sytytysajan ajoitus muuttuu.

Vaihda virheet

Mekaanisen kytkimen yleisin toimintahäiriö on sen koskettimien sytytys: kynttilöiden liikkuvat ja suurjännitekytkimet. Jotta tämä ei tapahdu (ainakin ei liian nopeasti), sinun tulisi tarkastaa ne säännöllisesti, ja jos ne ovat muodostaneet talletuksen, se on poistettava kynsitiedostolla tai hienolla hiekkapaperilla.

Jos kondensaattori, joka on kytketty yhdensuuntaisesti katkaisimen koskettimiin tai keskusvirttielektrodin piiriin kuuluvan vastuksen, voi vaihtaa.

Elektronisen kytkimen toimintahäiriöt, jotka johtuvat Hall-tunnistimen pulssista tai käämivirran kytkennästä, eivät tavallisesti ole poissuljettuja, koska tällainen kytkin ei ole kokoontaitettavissa. Tällöin viallinen yksikkö korvataan yleensä vain uudella.

Kuinka testata kytkin?

Jos moottorin joutokäyntinopeus "kelluu" tai se pysähtyy lennossa tai ei käynnisty lainkaan, tarkista, onko kipinäsytytys sytytystulpan kanssa Hall-anturissa. Voit tehdä tämän, sinun täytyy avata ne, laittaa vinkkejä panssaroituja, laita kynttilät "massa" ja "pyöräytä" kampiakseli käynnistin. Jos kipinää ei ole tai se on heikko, sinun on mentävä kytkimeen.

Mutta miten testata kytkin? On sytytettävä sytytysvirta ja arvioitava, kuinka voltimetrin nuoli poikkeaa. Jos kytkin on toiminnassa, sen pitäisi poiketa kahdessa vaiheessa. Ensinnäkin nuoli vie jonkin väliasennon, jossa on 2-3 sekuntia ja siirtyy lopulliseen (normaaliin) asentoon. Jos nuoli välittömästi päätyasentoon, voit yrittää vaihtaa kytkin.

Vaihda yhteys

Kuinka kytkeä kytkin kosketuksettomaan sytytysjärjestelmään? On syytä muistaa, että sen liittimen lohko on kytketty kahdella johtimella sytytyspuolan liittimiin "B" ja "K", kolmiosainen johtosarja, jossa on liittimen Hall-anturi jakelijalle ja yksi johdin "massaan". Akun "+" -liittimellä kytkinpiiri on kytketty käämin B-liittimeen.