Πίνακας: τι είναι; Διακόπτης, έλεγχος και βλάβες

Σε διάφορα τεχνικά κείμενα μπορεί κανείς να συναντηθείο όρος "commutator". Τι είναι αυτό; Με την ευρύτερη έννοια, είναι μια συσκευή για την εναλλαγή ηλεκτρικών κυκλωμάτων (σημάτων), τα οποία μπορούν να είναι ηλεκτρονικά, ηλεκτρονικά ή ηλεκτρομηχανικά.

Με τη στενή έννοια, αυτό συνήθως ονομάζεται διακόπτηςανάφλεξη, η οποία είναι εξοπλισμένη με οχήματα με βενζινοκινητήρες. Αυτό το άρθρο είναι αφιερωμένο σε αυτή την έκδοση των διακοπτών, κυρίως αυτοκινητοβιομηχανία.

Ιστορικό των συστημάτων ανάφλεξης

Όπως γνωρίζετε, σε κάθε κύκλο βενζίνηςκινητήρα εσωτερικής καύσης, υπάρχει ένα στάδιο προετοιμασίας του εύφλεκτου μείγματος καυσίμου-αέρα και του σταδίου της καύσης του. Αλλά ότι το μείγμα καίγεται, χρειάζεται κάτι να πυροβολήσει.

Η πρώτη λύση που χρησιμοποιήθηκε το νωρίτεροαυτοκίνητο ICE, ήταν η ανάφλεξη του μείγματος από τον σωλήνα calyx που εισήχθη στον κύλινδρο και θερμάνθηκε εκ των προτέρων πριν από την εκκίνηση του κινητήρα. Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας του, η θερμοκρασία αυτού του σωλήνα διατηρείται συνεχώς από το καύσιμο μείγμα σε κάθε κύκλο λειτουργίας.

Είναι ενδιαφέρον το γεγονός ότι το σύστημα ανάφλεξης με σπινθήρα απόΤο Magneto χρησιμοποιήθηκε παράλληλα με την ανάφλεξη διαμετρήματος των αυτοκινήτων, αλλά πρώτα μόνο για τις βιομηχανικές μηχανές αερίου. Αυτή η αρχή υιοθετήθηκε γρήγορα και οι αυτοκινητοβιομηχανίες, και μετά την εφεύρεση του R. Bosch το 1902, το συνηθισμένο σύστημα σπινθήρων είναι γενικά αποδεκτό.

Αρχή της ανάφλεξης με σπινθήρα

Επί του παρόντος το πιο κοινόσύστημα μπαταρίας ανάφλεξης περιλαμβάνει μία πηγή ρεύματος με τη μορφή μιας μπαταρίας αυτοκινήτου κατά την εκκίνηση και τη γεννήτρια κινητήρα όταν λειτουργεί ο κινητήρας, το πηνίο ανάφλεξης, το οποίο είναι ένας μετασχηματιστής υψηλής τάσεως με μια δευτερεύουσα περιέλιξη στην οποία μια ανάφλεξη μπουζί, και ένας διανομέας (διακόπτης) ανάφλεξης. Η λειτουργία του διακόπτη συνίσταται στη διακοπτόμενη διακοπή του κυκλώματος ρεύματος του πρωτεύοντος τυλίγματος του πηνίου ανάφλεξης. Με κάθε τέτοια διακοπή ρεύματος, το μαγνητικό πεδίο που υπάρχει στα σημεία του χώρου που καταλαμβάνουν τα σύρματα της δευτερεύουσας περιέλιξης του πηνίου ανάφλεξης μειώνεται πολύ γρήγορα. Έτσι, σύμφωνα με το νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής στα ίδια σημεία στο χώρο υπάρχει ένα πολύ μεγάλο σωληνοειδείς ηλεκτρικό πεδίο, το οποίο δημιουργεί ένα υψηλής έντασης (μέχρι 25 kV) στη δευτερεύουσα περιέλιξη EMF πηνίο ανάφλεξης, ηλεκτρόδια μπουζί σχίζεται. Η τάση μεταξύ αυτών φθάνει γρήγορα σε μια τιμή επαρκή για τη διάσπαση του διακένου αέρα, και στη συνέχεια ένας ηλεκτρικός σπινθήρας ανάβει το μίγμα καυσίμου-αέρα.

Τι μεταφέρεται στο σύστημα ανάφλεξης;

Έτσι, ο διακόπτης του αυτοκινήτου. Τι είναι αυτό και γιατί χρειάζεται; Εν ολίγοις, πρόκειται για μια συσκευή η οποία έχει ως σκοπό να σπάσει το τρέχον κύκλωμα στην κύρια περιέλιξη του πηνίου ανάφλεξης στην πλέον συμφέρουσα στιγμή για αυτό.

Σε μια τετράχρονη μηχανή εσωτερικής καύσης, αυτή η στιγμή έρχεταιτο τέλος της διαδρομής συμπίεσης (2η διαδρομή της μηχανής εσωτερικής καύσης), λίγο πριν το έμβολο φτάσει στο λεγόμενο ανώτερο νεκρό σημείο (TDC), όπου η απόσταση από οποιοδήποτε σημείο του εμβόλου μέχρι τον άξονα περιστροφής του στροφαλοφόρου του κινητήρα είναι μέγιστη. Δεδομένου ότι ο στροφαλοφόρος άξονας εκτελεί κυκλική περιστροφική κίνηση, η στιγμή διακοπής του ρεύματος συνδέεται με κάποια από τη θέση του πριν φτάσει στη θέση του TDC. Η γωνία μεταξύ αυτής της θέσης στροφαλοφόρου άξονα και του κατακόρυφου επιπέδου ονομάζεται χρονισμός ανάφλεξης. Κυμαίνεται από 1 έως 30 μοίρες.

Δεδομένης της ιστορίας, στην ερώτηση: "Αυτοκίνητο διακόπτη: τι είναι αυτό;" - θα πρέπει να απαντήσετε ότι είναι πρώτα μηχανικό, και αργότερα, καθώς αναπτύσσεται η τεχνολογία, ένας ηλεκτρονικός διακόπτης ρεύματος στο πηνίο ανάφλεξης.

Πρόδρομος διακόπτη μηχανικής ανάφλεξης

Στην πραγματικότητα, αυτή η συσκευή έγινε ο διακόπτηςκαλέστε μόνο τα τελευταία χρόνια, αφού έχει γίνει πλήρως ηλεκτρονικό. Και πριν από αυτό, ξεκινώντας το 1910, όταν το σύστημα αυτόματης ανάφλεξης εμφανίστηκε για πρώτη φορά στα αυτοκίνητα Cadillac, η λειτουργία του, μαζί με άλλα καθήκοντα, εκτελέστηκε από τον διανομέα διακόπτη (διανομέα). Μια τέτοια δυαδικότητα του ονόματος προέκυψε λόγω της διπλής λειτουργίας του στο σύστημα ανάφλεξης. Από τη μία πλευρά, το ρεύμα στην πρωτεύουσα περιέλιξη του πηνίου ανάφλεξης πρέπει να διακόπτεται - συνεπώς, δημιουργείται ο "διακόπτης". Από την άλλη πλευρά, η τάση της περιέλιξης υψηλής τάσης του πηνίου ανάφλεξης πρέπει να κατανέμεται εναλλάξ στους μπουζί όλων των κυλίνδρων και με τη σωστή γωνία προώθησης. Εξ ου και το δεύτερο μισό του ονόματος - "διανομέας".

Πώς λειτουργούν οι διανομείς;

Ο διανομέας διακόπτη έχει ενεργοποιηθείπεριστροφή από τον στροφαλοφόρο άξονα · εσωτερική άτρακτο, πάνω στην οποία είναι τοποθετημένος ένας διηλεκτρικός ρότορας με ένα περιστρεφόμενο πέλμα στην άκρη του. Μια βούρτσα με άνθρακα με ελατήριο μετατοπίζεται στην πλάκα και συνδέεται με την κεντρική επαφή υψηλής τάσης στο καπάκι του διανομέα, η οποία με τη σειρά του συνδέεται με το δευτερεύον τύλιγμα του πηνίου ανάφλεξης. Η πλάκα διανομής ρεύματος προσεγγίζει περιοδικά τις επαφές των συρμάτων υψηλής τάσης που βρίσκονται στο κάλυμμα του διανομέα στα μπουζί των κυλίνδρων. Αυτή τη στιγμή, εμφανίζεται υψηλή τάση στη δευτερεύουσα περιέλιξη του πηνίου, η οποία διασπά μέσω δύο κενών αέρος: μεταξύ της πλάκας διαφοράς ρεύματος και της επαφής του σύρματος με αυτό το κερί και μεταξύ των ηλεκτροδίων του κεριού.

Οι εκκεντροφόροι τοποθετούνται στον ίδιο άξονα, ο αριθμός των οποίωνίσο με τον αριθμό των κυλίνδρων και τις προεξοχές κάθε έκκεντρου ταυτόχρονα με τη σύνδεση ενός συγκεκριμένου μπουζί, τις τρέχουσες επαφές διακοπτών που περιλαμβάνονται στο πρωτεύον κύκλωμα του πηνίου ανάφλεξης.

Έτσι, δεν συμβαίνει μεταξύ των επαφών του διακόπτηΌταν ανοίγουν σπινθήρες, ένας μεγάλος πυκνωτής συνδέεται παράλληλα με αυτόν. Όταν οι επαφές του διακόπτη είναι ανοιχτές, η επαγωγή του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου στην πρωτογενή περιέλιξη προκαλεί ρεύμα φόρτισης του πυκνωτή, αλλά λόγω της μεγάλης χωρητικότητάς του, η τάση πέρα ​​από αυτό και επομένως μεταξύ των ανοιχτών επαφών δεν φθάνει στην τιμή διάσπασης του αέρα.

Αλλά τι γίνεται με τη γωνία προβολής;

Όπως γνωρίζετε, με τη μείωση της ταχύτηταςτο μίγμα στροφαλοφόρων αξόνων στους κυλίνδρους πρέπει να τίθεται σε πυρκαγιά κατά τη διάρκεια της συμπίεσης του αργότερα, ακριβώς μπροστά από το άνω νεκρό σημείο, δηλ. Ο χρονισμός ανάφλεξης πρέπει να μειωθεί. Αντίθετα, με αύξηση της συχνότητας περιστροφής, το μείγμα στην διαδρομή συμπίεσης πρέπει να αναφλεγεί νωρίτερα, δηλ. αυξήστε τη γωνία προώθησης. Στους διανομείς, αυτή η λειτουργία εκτελείται από έναν φυγοκεντρικό ρυθμιστή που συνδέεται μηχανικά με τους εκκεντροφόρους του τρέχοντος διακόπτη. Τους γύρισε στον άξονα του διανομέα, έτσι ώστε να ήταν νωρίτερα ή αργότερα στη διαδρομή συμπίεσης του μείγματος, άνοιξε τις επαφές του διακόπτη.

Είναι επίσης απαραίτητο να αλλάξετε τη γωνία προώθησης με σταθερή συχνότητα όταν αλλάζει το φορτίο στον κινητήρα. Αυτό το έργο εκτελέστηκε από μια ειδική συσκευή - έναν ρυθμιστή ανάφλεξης κενού.

Η εμφάνιση των πρώτων διακοπτών

Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 70 του περασμένου αιώνα κατέστη σαφές ότιΟ ασθενέστερος κόμβος του διανομέα είναι οι επαφές του διακόπτη, μέσω του οποίου ρέει το πλήρες ρεύμα της πρωτεύουσας περιέλιξης. Είναι συνεχώς καίγονται και καταρρέουν. Επομένως, η πρώτη λύση ήταν ένας ειδικός διακόπτης ηλεκτρονικού κυκλώματος για τη διακοπή του ρεύματος στο πηνίο. Στο κύκλωμα χαμηλού ρεύματος εισόδου περιλαμβάνονται καλώδια από τα ευρήματα του παραδοσιακού χρονοδιακόπτη διακόπτη επαφής. Ωστόσο, οι επαφές του τώρα δεν διακόπτονταν από το πλήρες ρεύμα του πηνίου ανάφλεξης, αλλά από ένα μικρό ρεύμα στο κύκλωμα εισόδου του διακόπτη.

Στην πραγματικότητα ο ηλεκτρονικός διακόπτης ήτανδιαρθρωτικά εκτελείται σε ξεχωριστή μονάδα και συνδέεται (κατόπιν αιτήματος του οδηγού) με τον κλασσικό διανομέα. Αυτό το σύστημα ανάφλεξης ονομάζεται ηλεκτρονική επαφή. Ήταν πολύ δημοφιλής στη δεκαετία του 80 του περασμένου αιώνα. Και σήμερα μπορείτε να βρείτε αυτοκίνητα εξοπλισμένα με αυτό.

Το κύκλωμα διακοπτών του ηλεκτρονικού συστήματος επαφής συναρμολογήθηκε σε τρανζίστορ.

Το επόμενο βήμα είναι να απορρίψετε τον διακόπτη επαφής

Διακόπτης επαφής ακόμα και σε χαμηλό ρεύμαΗ παραλλαγή που χρησιμοποιήθηκε στο ηλεκτρονικό σύστημα ανάφλεξης επαφής παρέμεινε ένας πολύ αναξιόπιστος κόμβος. Ως εκ τούτου, οι αυτοκινητοβιομηχανίες κατέβαλαν σημαντικές προσπάθειες για να το αποκλείσουν. Αυτές οι προσπάθειες στέφθηκαν με επιτυχία μετά τη δημιουργία ενός αισθητήρα διανομής χωρίς επαφή με βάση αισθητήρα Hall.

Τώρα αντί για λίγα κάμπια στον άξοναΟ διανομέας άρχισε να εγκαθιστά μια κυλινδρική κοίλη οθόνη με εγκοπές και ρολά μεταξύ τους, με τον αριθμό των παραθυρόφυλλων και των εγκοπών να είναι ίσος με τον αριθμό των κυλίνδρων του κινητήρα. Οι περσίδες και οι σχισμές της οθόνης κινούνται σε ένα μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από έναν μόνιμο μαγνήτη, πέρα ​​από έναν μικροσκοπικό αισθητήρα Hall. Καθώς η κουρτίνα οθόνης κινείται πέρα ​​από αυτό, δεν υπάρχει τάση εξόδου από τον αισθητήρα Hall. Όταν το κλείστρο αντικαθίσταται από σχισμή, το μπροστινό μέρος του παλμού τάσης αφαιρείται από τον αισθητήρα Hall με ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα, υποδεικνύοντας την ανάγκη διακοπής του ρεύματος στο πρωτεύον κύλινδρο του πηνίου ανάφλεξης. Αυτός ο παλμός τάσης μεταδίδεται με καλώδιο στην τρέχουσα μονάδα διακόπτη στο πηνίο ανάφλεξης, όπου προ-ενισχυμένο και στη συνέχεια χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της κύριας αλυσίδας εναλλαγής ισχύος.

Μια άλλη επιλογή χωρίς επαφήΟ διανομέας αισθητήρα είναι ένας κόμβος με έναν οπτικό αισθητήρα, στον οποίο χρησιμοποιείται ένας φωτοτρανίστας αντί για έναν αισθητήρα Hall και χρησιμοποιείται μια λυχνία LED αντί ενός μόνιμου μαγνήτη. Ο οπτικός αισθητήρας διαθέτει την ίδια περιστρεφόμενη οθόνη με σχισμές και κουρτίνες.

Η εμφάνιση του ίδιου του διακόπτη

Έτσι, σε ένα σύστημα επαφής χωρίς επαφή, αντί γιαένας μόνο διανομέας επαφής, εμφανίστηκαν δύο ξεχωριστοί κόμβοι: ένας αισθητήρας-διανομέας χωρίς επαφή (αλλά μόνο χαμηλής τάσης) και ένας ηλεκτρονικός διακόπτης. Η λειτουργία της διανομής υψηλής τάσης κατά μήκος των μπουζί στο διανομέα αισθητήρα εξακολουθεί να εκτελείται από έναν μηχανικό δρομέα-δρομέα με μια πλάκα κατανομής ρεύματος.

Αλλά τι γίνεται με τον έλεγχο γωνίας; Αυτά τα καθήκοντα εξακολουθούν να εκτελούν φυγοκεντρικές και ρυθμιστές κενού στη σύνθεση του διανομέα αισθητήρα. Η πρώτη από αυτές δεν μετατρέπει τώρα τα έκκεντρα στον άξονα, αλλά μετατοπίζει τις κουρτίνες οθόνης, αλλάζοντας έτσι τη γωνία ανάφλεξης. Ο ρυθμιστής κενού έχει τη δυνατότητα να μετακινεί τον αισθητήρα Hall με την πλάκα βάσης του, προσαρμόζοντας επίσης αυτή τη γωνία.

Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, η ερώτηση: "Σύγχρονος τηλεφωνικός πίνακας αυτοκινήτων: τι είναι;" - θα πρέπει να απαντηθεί ότι είναι μια εποικοδομητικά ξεχωριστή ηλεκτρονική μονάδα ενός συστήματος επαφής χωρίς επαφή.

Αποτυχία διανομής υψηλής τάσης

Ο μέγιστος χρόνος στον διακόπτη αποθηκεύτηκεμηχανικό διανομέα υψηλής τάσης στα μπουζί των κυλίνδρων. Το πιο ενδιαφέρον είναι ότι αυτός ο ιστότοπος ήταν αρκετά αξιόπιστος και δεν προκάλεσε μεγάλες καταγγελίες. Ωστόσο, ο χρόνος δεν παραμένει σταθερός και στις αρχές του αιώνα μας, το σχέδιο σύνδεσης διακόπτη έχει υποστεί μια άλλη σημαντική αλλαγή.

Στα σύγχρονα αυτοκίνητα δεν υπάρχειδιανομή υψηλής τάσης από ένα πηνίο σε διαφορετικά κεριά. Αντίθετα, τα ίδια τα πηνία "πολλαπλασιάστηκαν" σε αυτά και έγιναν ένα εξάρτημα για τα κεριά του κάθε κυλίνδρου. Τώρα, αντί της επαφής των κεριών με υψηλή τάση, πραγματοποιείται επαφή χωρίς επαφή των πηνίων τους με χαμηλή τάση. Φυσικά, αυτό περιπλέκει τον σχεδιασμό του διακόπτη, αλλά οι δυνατότητες του σύγχρονου σχεδιασμού κυκλώματος είναι πολύ ευρύτερες.

Στα σύγχρονα αυτοκίνητα με ένεσηοι ηλεκτροκινητήρες ελέγχονται από τον πίνακα διανομής είτε από μια αυτόνομη μονάδα ελέγχου κινητήρα είτε από τον υπολογιστή του οχήματος Αυτές οι συσκευές ελέγχου αναλύουν όχι μόνο την ταχύτητα περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα, αλλά και πολλές άλλες παραμέτρους που χαρακτηρίζουν το καύσιμο και το ψυκτικό μέσο, ​​τη θερμοκρασία διαφόρων συστατικών και το περιβάλλον. Με βάση την ανάλυση τους, οι ρυθμίσεις για το χρόνο ανάφλεξης αλλάζουν σε πραγματικό χρόνο.

Σφάλματα διακοπής

Η πιο συνηθισμένη δυσλειτουργίαΟ μηχανικός διανομέας είναι η καύση των επαφών του: τόσο κινητές όσο και υψηλής τάσης επαφές των κεριών. Για να μην συμβεί αυτό (τουλάχιστον όχι πολύ γρήγορα), θα πρέπει να τα ελέγξετε τακτικά και εάν έχουν σχηματιστεί αποθέσεις άνθρακα πάνω σε αυτά, τότε θα πρέπει να αφαιρεθούν με ένα αρχείο βελόνας ή λεπτό γυαλόχαρτο.

Εάν αποτύχει ένας πυκνωτής που είναι συνδεδεμένος παράλληλα με τις επαφές του διακόπτη ή με αντίσταση στο κεντρικό κύκλωμα ηλεκτροδίου υψηλής τάσης, μπορεί να αντικατασταθεί.

Ηλεκτρονικές βλάβες διακόπτη που προκαλούνται απόβλάβη του αισθητήρα Hall ή του πηνίου διακόπτη του ενισχυτή παλμών, συνήθως δεν πρέπει να εξαλειφθεί, καθώς ένας τέτοιος διακόπτης δεν μπορεί να διαχωριστεί. Σε αυτήν την περίπτωση, κατά κανόνα, μια ελαττωματική μονάδα απλά αντικαθίσταται από μια νέα μονάδα.

Πώς να ελέγξετε το διακόπτη;

Αν οι στροφές του κινητήρα είναι σε αδράνεια"Float", ή σταματά εν κινήσει ή δεν ξεκινά καθόλου, τότε θα πρέπει να ελέγξετε για μια σπίθα στα κεριά που συνδέονται με τον διανομέα ανάφλεξης με έναν αισθητήρα Hall. Για να το κάνετε αυτό, ξεβιδώστε, τοποθετήστε τις άκρες των θωρακισμένων καλωδίων, βάλτε τα κεριά στη "μάζα" και "γυρίστε" τον στροφαλοφόρο άξονα με τον εκκινητή. Εάν δεν υπάρχει σπίθα ή είναι αδύναμη, πρέπει να πάτε στο διακόπτη.

Αλλά πώς να ελέγξετε το διακόπτη; Ενεργοποιήστε την ανάφλεξη και αξιοποιήστε την εκτροπή της βελόνας βολτόμετρου. Εάν ο διακόπτης είναι υγιής, τότε θα πρέπει να αποκλίνει σε δύο στάδια. Πρώτον, το βέλος κατέχει κάποια ενδιάμεση θέση, στην οποία παραμένουν 2-3 δευτερόλεπτα, και στη συνέχεια μετακινείται στην τελική (κανονική) θέση. Εάν το βέλος καταλαμβάνει αμέσως την τελική θέση, τότε μπορείτε να προσπαθήσετε να αντικαταστήσετε το διακόπτη.

Διακόψτε τη σύνδεση

Πώς να συνδέσετε ένα διακόπτη σε ένα σύστημα χωρίς επαφήανάφλεξη; Πρέπει να θυμόμαστε ότι το τερματικό του τερματικό είναι συνδεδεμένο με δύο καλώδια στους ακροδέκτες "Β" και "Κ" του πηνίου ανάφλεξης, ένα καλώδιο τριών συρμάτων με έναν συνδετήρα στον αισθητήρα Hall στον διανομέα αισθητήρα και ένα καλώδιο στο έδαφος. Με την έξοδο "+" της μπαταρίας, το κύκλωμα διακοπτών συνδέεται με τον ακροδέκτη "B" του πηνίου.