Centraleta: què és? Canvi de circuit, control i avaries

En diversos textos tècnics, es pot trobar el terme "commutator". Què és? En el sentit més general, es tracta d'un dispositiu per a la commutació de circuits elèctrics (senyals), que poden ser electrònica, feix d'electrons o electromecànics.

En un sentit estret, això generalment s'anomena interruptor d'encesa, que està equipat amb qualsevol vehicle amb motors de gasolina. Aquest article està dedicat a aquesta varietat d'interruptors, principalment automotriu.

Antecedents dels sistemes d'encès

Com se sap, en cada cicle de funcionament d'un motor de combustió interna de gasolina , hi ha una etapa de preparació d'una barreja de combustible per aire combustible i una etapa de la seva combustió. Però per a cremar la barreja, cal encendre-la.

La primera solució utilitzada en els primers ICE d'automoció va ser l'encesa de la barreja del tub de calix inserit en el cilindre i preescalfat abans de començar el motor. Durant el seu funcionament, la temperatura d'aquest tub va ser constantment mantinguda per la barreja que crema en cada cicle de funcionament.

És interessant que el sistema d'encès d'encès de magneto s'utilitzés en paral·lel amb l'encès dels motors d'automòbils, però primer només per a motors de gas industrial. Aquest principi es va adoptar ràpidament i els fabricants d'automòbils, i després de la invenció de R. Bosh el 1902, generalment s'ha acceptat el sistema habitual de bufat d'espurna.

Principi d'encès d'encès

En l'actualitat, el sistema de compressió de bateria més comú que conté una font de corrent en forma de bateria de l'automòbil a l'inici i un generador d'automòbils amb el motor en marxa, una bobina d'encès que és un transformador amb un devanament secundari d'alt voltatge al que s'adjunta una espurna d'encès i un distribuïdor d'encès . L'operació de l'interruptor consisteix en la interrupció periòdica del circuit primari de bobinat de la bobina d'encesa. Amb cada una de les interrupcions actuals, el seu camp magnètic, existent en els punts d'espai ocupat pels fils del bobinat secundari de la bobina d'encesa, disminueix molt ràpidament. En aquest cas, d'acord amb la llei de la inducció electromagnètica, un camp elèctric de vòrtex molt gran apareix en els mateixos punts de l'espai , la intensitat dels quals crea un EMF elevat (fins a 25 kV) en el bobinat secundari de la bobina d'encesa trencat pels elèctrodes de bufat. La tensió entre ells arriba ràpidament a un valor suficient per a la ruptura del buit d'aire, i després una espurna elèctrica encén la barreja de combustible i aire.

Què es commuta al sistema d'encesa?

Així, la centraleta del cotxe. Què és i per què es necessita? En resum, aquest dispositiu, que té com a funció trencar el circuit actual en el bobinat primari de la bobina d'encesa en el moment més favorable per a això.

En el ICE de quatre temps, aquest moment es produeix al final de l'ictus de compressió (segon cop de l'ICE), poc abans que el pistó arribi a l'anomenat centre superior mort (TDC), on la distància des de qualsevol punt del pistó fins a l'eix de rotació del motor és màxima. Atès que el cigonyal fa un moviment rotatori circular , el moment de la interrupció actual està lligat a una determinada posició abans d'arribar a la posició TDC amb el pistó. L'angle entre aquesta posició del cigonyal i el pla vertical s'anomena temps de ignició. Vària d'1 a 30 graus.

Davant la història, la pregunta: "Commutació de cotxe: què és?": Cal respondre que aquesta és la primera mecànica, i més tard, a mesura que es desenvolupa la tecnologia, un interruptador de corrent electrònic en la bobina d'encesa.

Mecànic precursor de l'interruptor d'encesa

En realitat, aquest dispositiu va començar a anomenar-se un interruptor només en els últims anys, després que es va fer totalment electrònic. I abans, des del 1910, quan el sistema d'autoencendiment aparegué per primera vegada en els cotxes Cadillac, la seva funció, juntament amb altres tasques, va ser realitzada per un distribuïdor de trencament (trampler). Aquesta dualitat del nom va sorgir a causa de la seva doble funció en el sistema d'encès. D'una banda, s'ha d'interrompre el corrent en el bobinat primari de la bobina d'encesa, d'aquí el "interruptor". D'altra banda, la tensió de la bobina d'alta tensió de la bobina d'encesa s'haurà de distribuir alternativament entre les espelmes de tots els cilindres, amb l'angle avançat requerit. D'aquí la segona meitat del nom - "distribuïdor".

Com van funcionar els tramabors?

El distribuïdor d'interrupció té un eix intern giratori des del cigonyal, sobre el qual es fixa un corredissa rotor dielèctrica amb una placa de transport giratori al final. Un raspall de carbó carregat a la primavera es llisca a la placa, connectat a un contacte central d'alt voltatge a la tapa del distribuïdor, que al seu torn està connectat a la bobina secundària de la bobina d'encesa. La placa de càrrega actual s'apropa periòdicament als contactes dels cables d'alt voltatge que es troben al capdavant del tramví, i es dirigeixen a les espelmes dels cilindres. En aquest moment, sorgeix un alt voltatge en el bobinat secundari de la bobina , que trenca a través de dos espais d'aire: entre la placa de diferència actual i el contacte de filferro a aquesta espelma i entre els elèctrodes de la vela.

En el mateix eix s'instal·len càmeres, la quantitat de les quals és igual a la quantitat de cilindres, i els salients de cada campanya s'obren simultàniament amb la connexió d'una vela en particular els contactes de l'interruptador actual inclosos en el circuit primari de la bobina d'encesa.

Per evitar l'obertura d'espurnes entre els contactes d'interrupció, un condensador gran es connecta en paral·lel. Quan els contactes del interruptor s'obren, la inducció EMF en el bobinat primari provoca que el condensador carregui la corrent, però a causa de la seva alta capacitat, el voltatge i, per tant, també entre els contactes oberts, no arriben al valor de la ruptura de l'aire.

I què passa amb l'angle d'avanç?

Com se sap, quan es redueix la velocitat de rotació del cigonyal, la barreja en els cilindres s'ha d'encendre en el cop de compressió més tard, just abans del mateix TDC, i. S'ha de reduir el temps d'ignició. Al contrari, quan s'augmenta la velocitat de rotació, la mescla en el cop de compressió s'ha d'encendre abans, és a dir, Avança l'angle d'avanç. En els vasos, aquesta funció es va realitzar mitjançant un regulador centrífug mecànicament connectat a les lleves de l'interruptor actual. Els va girar a l'eix del distribuïdor de manera que van obrir els contactes del interruptor d'hora o després en el cop de compressió de la barreja.

També és necessari canviar l'angle d'avanç a una freqüència constant, quan canvia la càrrega del motor. Aquest treball va dur a terme un dispositiu especial: un controlador d'ignició al buit.

L'aparició dels primers interruptors

A finals dels anys 70 del segle passat, es va fer evident que el node més feble del tramvellador era el contacte del interruptor, a través del qual fluïa el corrent total del bobinat primari. Constantment cremats i van sortir de l'ordre. Per tant, la primera solució era un circuit electrònic especial de l'interruptor per interrompre la corrent a la bobina. En el seu entrada, el circuit de baix consum incloïa els cables dels terminals del interruptor de contacte tradicional del tramví. No obstant això, ara els seus contactes van ser interromputs per no un corrent complet de la bobina d'encesa, sinó un petit corrent en el circuit d'entrada del commutador.

En realitat, l'interruptor electrònic es va executar estructuralment en una unitat separada i es va connectar (a petició del conductor) a un traçador clàssic. Aquest sistema d'encès s'anomena contacte electrònic. Va ser molt popular als anys 80 del segle passat. I en el nostre temps encara es poden trobar cotxes equipats amb ell.

El circuit del commutador del sistema electrònic de contacte es va muntar en transistors.

El següent pas és el rebuig de l'interruptor de contacte

L'interruptor de corrent de contacte, fins i tot en la versió de baix corrent, utilitzat en el sistema d'encès electrònic, es va mantenir com un node poc fiable. Per tant, els fabricants d'automòbils van fer esforços considerables per excloure'l. Aquests esforços van ser coronats amb èxit després de la creació d'un sensor-distribuïdor sense contacte basat en el sensor Hall.

Ara, en comptes d'unes quantes càmeres a l'eix del distribuïdor, s'instal·la una pantalla buida cilíndrica amb ranures i persianes entre elles, ja que el nombre de cortines i ranures és igual al nombre de cilindres del motor. Les cortines i les ranures de pantalla es mouen en un camp magnètic creat per un imant permanent, passant el sensor miniatura Hall. Mentre la cortina de la pantalla s'està movent, la tensió de sortida del sensor Hall no es troba. Quan la cortina es reemplaça per una escletxa, la part frontal del pols de tensió s'elimina del sensor Hall mitjançant un circuit electrònic que indica la necessitat d'interrompre la corrent en el bobinat primari de la bobina d'encesa. Aquest pols de tensió es transmet a través de cables a la unitat de commutació actual a la bobina d'encesa, on és preamplificada i després s'utilitza per controlar l'etapa principal de commutació de potència.

Una altra variant del distribuïdor de sensors sense contacte és una unitat amb un sensor òptic, en què s'utilitza un fototransistor en comptes del sensor Hall, i en lloc d'un imant permanent, un LED. El sensor òptic té la mateixa pantalla giratòria amb escletxes i cortines.

L'aparició de l'interruptor com a tal

Per tant, en un sistema d'ignició sense contacte, en lloc d'un punt de contacte, hi ha dos nodes separats: un distribuïdor de sensors sense contacte (però només de baixa tensió) i un interruptor electrònic. La funció de distribució de l'alt voltatge a les espurnejas del sensor-distribuïdor encara es realitza mitjançant un corredor rotor mecànic amb una placa de transport actual.

I què passa amb l'ajust de l'angle d'encès? Aquestes tasques continuen realitzades pels reguladors centrífugs i de buit del distribuïdor de sensors. El primer d'ells ara gira sobre l'eix no és càmeres, sinó que canvia les cortines de la pantalla i, per tant, canvia l'angle d'encès. El controlador de buit té la capacitat de canviar el sensor Hall amb la seva placa de suport, també ajustant aquest angle.

Tenint en compte l'anterior, a la pregunta: "Commutator de cotxes modern: què és?", Cal respondre que es tracta d'una unitat electrònica estructuralment separada del sistema d'encès sense contacte.

No distribució d'alta tensió

El temps més llarg de la centraleta era un distribuïdor mecànic de tensió d'alt voltatge a les espelmes dels cilindres. El més interessant és que aquest lloc era bastant confiable i no va causar molta crítica. No obstant això, el temps no es manté quiet i, al començament d'aquest segle, el circuit de commutació de l'interruptor ha experimentat un canvi important.

En els cotxes moderns, en general, no hi ha distribució d'alta tensió des d'una bobina fins a diferents espelmes. Al contrari, en ells les bobines es "multiplicaven" i es convertien en l'accessori de les espelmes de cada cilindre. Ara, en lloc de canviar el contacte de les espelmes a alta tensió, es realitza la commutació sense contacte de les bobines a baixa tensió. Per descomptat, això complica el circuit de l'interruptor, però les possibilitats de la tecnologia del circuit modern són molt més àmplies.

En els cotxes moderns amb motors d'injecció, l'interruptor es controla mitjançant una unitat de control autònoma del motor o mitjançant un ordinador a bord del cotxe. Aquests dispositius de control analitzen no només la velocitat de rotació del cigonyal, sinó molts altres paràmetres que caracteritzen el combustible i el refrigerant, la temperatura dels diferents components i el medi ambient. Basant-se en la seva anàlisi en temps real, el calendari dels canvis de temporització d'encesa.

Canvia les falles

El mal funcionament més comú del commutador mecànic és l'encesa dels seus contactes: tant els contactes mòbils com els d'alta tensió de les espelmes. Per evitar que això passi (almenys no massa ràpid), haureu d'inspeccionar-los periòdicament, i si han format un dipòsit, s'haurà de treure amb un fitxer d'ungles o amb un lija fina.

Si el condensador, que es connecta en paral·lel als contactes del interruptor, o la resistència en el circuit de l'elèctrode central d'alt voltatge, poden ser reemplaçats.

Els errors del commutador electrònic provocats per la fallada del polsador del sensor Hall o l'interruptor de corrent de la bobina solen no ser eliminats, ja que aquest interruptor no es pot col·lapsar. En aquest cas, com a regla general, la unitat defectuosa només se substitueix per una nova.

Com provar l'interruptor?

Si la velocitat de ralentí del motor "flota", o es posa sobre la marxa, o no s'inicia, haureu de buscar una espurna a les espurnejas connectades al distribuïdor d'encès amb el sensor Hall. Per fer-ho, heu de desenroscar-los, posar els consells dels blindats, posar les espelmes a la "massa" i "girar" el cigonyal amb l'arrencada. Si no hi ha espurna o és feble, heu d'anar a l'interruptor.

Però, com provar l'interruptor? Cal encendre l'encesa i avaluar com es desvia la fletxa del voltímetre. Si l'interruptor és funcional, s'ha de desviar en dos passos. Primer, la fletxa pren una posició intermèdia, en la qual hi ha 2-3 segons, i després va a la posició final (regular). Si la fletxa ocupa immediatament la posició final, podeu intentar reemplaçar l'interruptor.

Canvia la connexió

Com connectar l'interruptor a un sistema d'encès sense contacte? Cal recordar que el seu bloc terminal està connectat per dos cables a les terminals "B" i "K" de la bobina d'encesa, un mànec de tres fils amb un connector al sensor Hall del distribuïdor i un cable a la "massa". Amb el terminal "+" de la bateria, el circuit d'interruptor està connectat al terminal "B" de la bobina.