Centraleta: que é? Circuito de interruptores, control e fallos

En varios textos técnicos, pódese atopar o término "conmutador". ¿Que é? No sentido máis xeral, é un dispositivo para conmutar circuítos eléctricos (sinais), que poden ser electrónicos, feixe de electróns ou electromecánicos.

En sentido estrito, isto adoita denominarse interruptor de ignición, que está equipado con calquera vehículo con motores a gasolina. Este artigo está dedicado a esta variedade de interruptores, principalmente automotivos.

Fondo de sistemas de ignición

Como é sabido, en cada ciclo de funcionamento dun motor de combustión interna de gasolina , hai unha etapa de preparación dunha mestura de combustíbel combustible e unha fase de combustión. Pero para queimar a mestura, debe ser incendiado.

A primeira solución utilizada nos primeiros ICE automotrices foi a ignición da mestura do tubo de cáliz inserida no cilindro e precalentada antes de iniciar o motor. Durante o seu funcionamento, a temperatura deste tubo foi mantida constantemente pola mestura queima en cada ciclo de operación.

É interesante que o sistema de chispa de ignición do magneto empregase en paralelo coa ignición dos motores do automóbil, pero primeiro só para motores de gas industrial. Este principio foi rápidamente adoptado e os fabricantes de automóbiles, e despois da invención de R. Bosh en 1902, o habitual sistema de faísca de bujías converteuse en xeralmente aceptado.

Principio de ignición

Actualmente, o sistema de ignición de batería máis común que contén unha fonte de corrente en forma de batería de coche durante a posta en marcha e un xerador de automóbiles co motor en marcha, unha bobina de ignición que é un transformador cun devanado secundario de alta tensión ao que se une unha bujía de ignición e un distribuidor de ignición . O funcionamento do interruptor consiste na interrupción periódica do circuíto de enrolamento primario da bobina de ignición. Con cada interrupción de tal corrente, o seu campo magnético, existente nos puntos de espazo ocupado polos fíos do enrolamento secundario da bobina de ignición, diminúe moi rapidamente. Neste caso, de acordo coa lei da indución electromagnética, un campo eléctrico de vórtice moi grande aparece nos mesmos puntos no espazo , cuxa intensidade crea un EMF elevado (ata 25 kV) no enrolamento secundario da bobina de ignición rotas polos electrodos de velas. A tensión entre elas alcanza rápidamente un valor suficiente para a ruptura da separación de aire, e logo unha chispa eléctrica acende a mestura de combustible e aire.

Que se conmuta no sistema de ignición?

Así, a centraleta do automóbil. Cal é e por que é necesario? En resumidas palabras, este dispositivo, cuxa tarefa é romper o circuíto actual no enrolamento primario da bobina de ignición no momento máis favorable para iso.

No ICE de catro tempos, este momento ocorre ao final do golpe de compresión (o segundo golpe do ICE), pouco antes de que o pistón alcance o chamado centro morto superior (TDC), onde a distancia desde calquera punto do pistón ata o eixe de rotación do motor é máxima. Dado que o cigüeñal realiza un movemento rotativo circular , o momento da interrupción actual está ligado a unha determinada posición antes de alcanzar a posición TDC co pistón. O ángulo entre esta posición do cigüeñal eo plano vertical denomínase tempo de ignición. Varia de 1 a 30 graos.

Dada a historia, a pregunta: "Conmutador de coche: que é?" - Debe responder que esta é a primeira mecánica e, posteriormente, a medida que se desenvolve a tecnoloxía, un interruptor de corrente electrónica na bobina de ignición.

Precursor mecánico do interruptor de ignición

En realidade, este dispositivo comezou a chamarse un interruptor só nos últimos anos, despois de que se tornou completamente electrónico. E antes, desde 1910, cando o sistema de autoincendimento apareceu por primeira vez nos coches Cadillac, a súa función, xunto con outras tarefas, foi realizada por un distribuidor-distribuidor (pisoteador). Esta dualidade do nome xurdiu por mor da súa dobre función no sistema de ignición. Por unha banda, a corrente no enrolamento primario da bobina de ignición debe interromperse - de aí o "interruptor". Doutra banda, a tensión da bobina de alta tensión da bobina de ignición debería ser distribuída de xeito alternativo entre as velas de todos os cilindros, co ángulo avanzado requirido. De aí a segunda metade do nome - "distribuidor".

Como funcionaron os tramblers?

O interruptor-distribuidor ten un eixe interno que se pode xirar do cigüeñal, sobre o que se fixa un rotor-slider dieléctrico cunha placa giratoria de corrente no seu extremo. Un cepillo de carbón cargado por resorte deslízase sobre a placa, conectado a un contacto central de alta tensión no taco do distribuidor, que á súa vez está conectado á bobina secundaria da bobina de ignición. A placa de transporte actual achégase periódicamente aos contactos dos fíos de alta tensión situados no casquete do trampero, indo ás velas dos cilindros. Neste momento, xorde unha alta tensión no enrolamento secundario da bobina , que rompe dous espazos de aire: entre a placa de diferenza actual eo contacto de fío a esta vela e entre os electrodos de vela.

No mesmo eixe están instaladas levas, cuxo número é igual ao número de cilindros e os salientes de cada leva abren simultaneamente coa conexión dunha vela particular os contactos do interruptor actual incluídos no circuíto primario da bobina de ignición.

Para evitar que se abran chispas entre os contactos do interruptor, un condensador grande está conectado en paralelo. Cando se abren os contactos do interruptor, a indución do CEM no enrolamento primario fai que o condensador poida cargar a corrente, pero debido á súa alta capacitancia, a tensión nela e, polo tanto, tamén entre os contactos abertos, non alcanza o valor da avería por aire.

E que tal o ángulo de avance?

Como se sabe, cando se reduce a velocidade de rotación do cigüeñal, a mestura nos cilindros debe ser acendida no trazo de compresión máis adiante, xusto antes do propio TDC, i.е. O tempo de ignición debe ser reducido. Pola contra, cando a velocidade de rotación aumenta, a mestura no campo de compresión debe ser acendida antes, isto é, Advance o ángulo de avance. Nos vasos, esta función foi realizada por un regulador centrífugo mecánicamente conectado ás levas do interruptor actual. El converteuse no eixe do distribuidor de tal xeito que abriron os contactos do interruptor antes ou despois no compresión da mestura.

Cambiar o ángulo de avance tamén é necesario a unha frecuencia constante, cando a carga no motor cambia. Este traballo realizou un dispositivo especial: un controlador de ignición ao baleiro.

A aparición dos primeiros interruptores

A finais dos anos 70 do século pasado quedou claro que o nó máis débil do trampero son os contactos do interruptor, a través do cal fluía a corrente total do enrolamento primario. Eles constantemente queimaron e saíron do pedido. Polo tanto, a primeira solución foi un circuíto electrónico especial do interruptor para interromper a corrente na bobina. Na súa entrada, o circuíto de baixa intensidade incluía cables procedentes dos terminales do interruptor de contacto tradicional do trambler. Non obstante, agora os seus contactos foron interrompidos por non unha corrente completa da bobina de ignición, senón unha pequena corrente no circuíto de entrada do conmutador.

En realidade, o conmutador electrónico execútase estruturalmente nunha unidade separada e estaba conectado (a petición do condutor) a un trazador clásico. Este sistema de ignición chámase un contacto electrónico. Foi moi popular nos anos 80 do século pasado. E no noso tempo aínda podes atopar coches equipados con el.

O circuíto do interruptor do sistema electrónico de contacto foi montado sobre transistores.

O seguinte paso é o rexeitamento do interruptor de contacto

O interruptor de contacto actual, mesmo na versión de baixa corrente, usado no sistema de ignición electrónica, mantívose como un nodo moi fiable. Polo tanto, os fabricantes de automóbiles fixeron esforzos considerables para excluílo. Estes esforzos foron coroados de éxito logo da creación dun sensor-distribuidor sen contacto baseado no sensor Hall.

Agora, no canto de algunhas levas no eixe do distribuidor, instalouse unha pantalla cilíndrica con slots e persianas entre eles, o número de cortinas e fendas é igual ao número de cilindros do motor. As cortinas e as máquinas de pantalla móvense nun campo magnético creado por un imán permanente, pasando polo sensor de miniatura Hall. Mentres a cortina da pantalla avanza, non falta a tensión de saída do sensor Hall. Cando a cortina é substituída por unha fenda, a fronte do pulso de tensión elimínase do sensor Hall mediante un circuíto electrónico que indica a necesidade de interromper a corrente no enrolamento primario da bobina de ignición. Este impulso de tensión transmítese a través de fíos á unidade de conmutación actual na bobina de ignición, onde se preamplifica e despois se usa para controlar a fase principal de conmutación de enerxía.

Outra variante do sensor-distribuidor sen contacto é unha unidade cun sensor óptico, no que se usa un fototransistor no canto do sensor de Hall e, en lugar dun imán permanente, un LED. O sensor óptico ten a mesma pantalla rotativa con cortinas e cortinas.

A aparición do interruptor como tal

Así, nun sistema de ignición sen contacto, no canto de un contacto co tranceptor, hai dous nodos separados: un distribuidor sensor-sen contacto (pero só a baixa tensión) e un conmutador electrónico. A función da distribución da alta tensión nas bujías no sensor-distribuidor aínda se realiza mediante un rotor-slider mecánico cunha tarxeta de transporte.

E que tal o axuste do ángulo de ignición? Estas tarefas son aínda realizadas polos reguladores centrífugas e de baleiro no sensor-distribuidor. O primeiro deles xira agora no eixe non son levas, pero cambia as cortinas de pantalla, cambiando así o ángulo de ignición. O controlador de baleiro ten a capacidade de cambiar o sensor Hall coa súa placa de soporte, tamén axustando este ángulo.

Tendo en conta o anterior, á pregunta: "Conmutador de coche moderno: ¿que é iso?". Débese responder que esta é unha unidade electrónica estructuralmente separada do sistema de ignición sen contacto.

Falta de distribución de alta tensión

O tempo máis longo da centraleta era un distribuidor mecánico de tensión de alta tensión nas velas dos cilindros. O máis interesante é que este sitio era bastante confiable e non causou moita crítica. Non obstante, o tempo non se detén e, a principios deste século, o circuíto de conmutación do conmutador sufriu un cambio importante.

Nos coches modernos xeralmente non hai distribución de alta tensión dunha bobina a diferentes velas. Pola contra, nelas as bobinas mesmas "multiplicáronse" e converteuse no accesorio das velas de cada cilindro. Agora, no canto de cambiar o contacto de velas a alta tensión, realízase a conmutación sen contacto das súas bobinas a baixa tensión. Por suposto, isto complica o circuíto do interruptor, pero as posibilidades da tecnoloxía do circuíto moderno son moito máis amplas.

Nos coches modernos con motores de inxección, o conmutador está controlado por unha unidade autónoma de control do motor ou por unha computadora a bordo do coche. Estes dispositivos de control analizan non só a velocidade de rotación do cigüeñal, senón moitos outros parámetros que caracterizan o combustible e o refrixerante, a temperatura de varios compoñentes eo ambiente. Baseándose na súa análise en tempo real, o tempo de sincronización cambia.

Cambiar fallos

O mal funcionamento máis común da conmutación mecánica é a ignición dos seus contactos: os contactos en movemento e alta tensión das velas. Para evitar que isto ocorre (polo menos non demasiado rápido), debería inspeccionalos regularmente e, se formaron un depósito, debe ser eliminado cun ficheiro de uñas ou cunha lixa fina.

Se o condensador, que está conectado en paralelo aos contactos do interruptor, ou a resistencia no circuíto do electrodo central de alta voltaxe falla, poden ser substituídos.

Os malfuncionamientos do interruptor electrónico, provocados pola falla do pulsador do sensor Hall ou o interruptor de corrente de bobina, normalmente non se eliminan, posto que tal interruptor non é plegable. Neste caso, como norma xeral, a unidade defectuosa é simplemente substituída por unha nova.

Como probar o interruptor?

Se a velocidade de ralentí do motor "flota" ou deixa de funcionar sobre a marcha, ou non inicia nada, debes consultar unha chispa sobre as chispas conectadas ao distribuidor de ignición co sensor Hall. Para iso, necesitas desenroscarlos, poñerlle as puntas dos blindados, poñer as velas sobre a "masa" e "xirar" o cigüeñal co motor de arranque. Se non hai chispa ou é débil, ten que ir ao interruptor.

Pero como probar o interruptor? É necesario conectar o ignición e avaliar como se desvía a frecha do voltímetro. Se o interruptor é funcional, debe desviarse en dous pasos. En primeiro lugar, a frecha toma unha posición intermedia, na que hai 2-3 segundos e logo vai á posición final (regular). Se a frecha ocupa inmediatamente a posición final, entón pode tentar substituír o interruptor.

Conexión de conmutación

Como conectar o interruptor a un sistema de ignición sen contacto? Débese recordar que o seu bloque de terminal está conectado por dous fíos aos terminais "B" e "K" da bobina de ignición, un arnés de tres fíos cun conector ao sensor Hall no distribuidor e un fío á "masa". Co terminal "+" da batería, o conmutador está conectado ao terminal "B" da bobina.