Tổng đài: nó là gì? Chuyển mạch, kiểm soát và lỗi

Trong các văn bản kỹ thuật khác nhau, thuật ngữ "bộ phận trao đổi" có thể được tìm thấy. Nó là gì? Nói chung nhất, nó là một thiết bị để chuyển mạch điện (tín hiệu), có thể là điện tử, chùm điện tử hoặc cơ điện.

Trong một nghĩa hẹp, điều này thường được gọi là công tắc đánh lửa, được trang bị với bất kỳ xe nào có động cơ xăng. Bài báo này dành cho loại thiết bị chuyển mạch này, chủ yếu là các thiết bị chuyển mạch.

Bối cảnh của hệ thống đánh lửa

Như đã biết, trong mỗi chu kỳ hoạt động của một động cơ đốt trong xăng , có một giai đoạn chuẩn bị một hỗn hợp nhiên liệu không khí nhiên liệu và một giai đoạn của sự đốt cháy. Nhưng để đốt hỗn hợp, nó cần phải được đặt trên lửa.

Giải pháp đầu tiên được sử dụng trong ICE ô tô sớm nhất là sự đánh lửa của hỗn hợp từ ống calyx đưa vào xi lanh và được làm nóng trước khi khởi động động cơ. Trong quá trình hoạt động, nhiệt độ của ống này được duy trì liên tục bằng sự đốt cháy hỗn hợp trong mỗi chu trình hoạt động.

Điều thú vị là hệ thống đánh lửa tia lửa từ magneto đã được sử dụng song song với sự đánh lửa của động cơ xe hơi, nhưng lần đầu tiên chỉ dành cho động cơ khí công nghiệp. Nguyên tắc này đã được thông qua nhanh chóng và các nhà sản xuất ô tô, và sau khi phát minh ra R. Bosh vào năm 1902, hệ thống tia lửa bugi thông thường đã được chấp nhận.

Nguyên tắc đánh lửa tia lửa

Hiện tại, hệ thống đánh lửa pin phổ biến nhất có chứa một nguồn hiện tại dưới dạng pin xe khi khởi động và một máy phát điện ô tô có động cơ hoạt động, một cuộn dây đánh lửa là một máy biến áp với một cuộn dây phụ điện áp cao với một cái bugi đánh lửa tia lửa được gắn vào và một bộ phân phối đánh lửa . Hoạt động của chuyển đổi bao gồm sự gián đoạn định kỳ của mạch cuộn chính của cuộn dây đánh lửa. Với mỗi gián đoạn hiện tại, từ trường của nó, hiện tại tại các điểm không gian chiếm bởi các dây cuộn dây thứ cấp của cuộn dây đánh lửa, giảm rất nhanh. Trong trường hợp này, theo luật cảm ứng điện từ, điện trường xoáy rất lớn xuất hiện tại cùng một điểm trong không gian , cường độ tạo ra EMF cao (đến 25 kV) trong cuộn dây thứ cấp của cuộn dây đánh lửa bị phá vỡ bởi các điện cực bích. Điện áp giữa chúng nhanh chóng đạt đến một giá trị đủ để phá vỡ khoảng cách không khí, và sau đó một ngọn lửa điện đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu-không khí.

Những gì được hoán chuyển trong hệ thống đánh lửa?

Vì vậy, các tổng đài xe hơi. Nó là gì và tại sao lại cần nó? Nói một cách ngắn gọn, thiết bị này có nhiệm vụ phá vỡ mạch điện trong cuộn dây chính của cuộn dây đánh lửa ở thời điểm thuận lợi nhất cho điều này.

Trong ICE bốn thì, thời điểm này xảy ra khi kết thúc đợt nén (đợt thứ hai của ICE), ngay trước khi piston đạt đến cái gọi là trung tâm chết trên đỉnh (TDC), trong đó khoảng cách từ bất kỳ điểm nào của piston tới trục quay của động cơ là lớn nhất. Kể từ khi trục khuỷu thực hiện chuyển động quay tròn , thời điểm gián đoạn hiện tại được gắn với một vị trí nhất định trước khi đến vị trí TDC với piston. Góc giữa vị trí của trục khuỷu và mặt phẳng thẳng đứng được gọi là thời điểm đánh lửa. Nó thay đổi từ 1 đến 30 độ.

Với câu chuyện, câu hỏi: "Tắc kín xe: nó là gì?" - Cần trả lời rằng đây là lần đầu tiên cơ khí, và sau đó, khi công nghệ phát triển, một ngắt điện tử hiện tại trong cuộn dây đánh lửa.

Tiền thân cơ của công tắc đánh lửa

Trên thực tế, thiết bị này bắt đầu được gọi là chuyển đổi chỉ trong những năm gần đây, sau khi nó đã trở nên hoàn toàn điện tử. Và trước đó, kể từ năm 1910, khi hệ thống đánh lửa tự động xuất hiện trên chiếc Cadillac lần đầu tiên, chức năng của nó cũng như các nhiệm vụ khác được thực hiện bởi một nhà phân phối và nhà phân phối. Tính hai mặt của tên này nảy sinh do chức năng kép của nó trong hệ thống đánh lửa. Một mặt, dòng điện trong cuộn dây chính của cuộn dây đánh lửa phải bị gián đoạn - do đó là "bộ ngắt điện". Mặt khác, điện áp của cuộn dây cao áp của cuộn dây đánh lửa nên được phân phối luân phiên giữa các nến của tất cả các xi lanh, với góc trước yêu cầu. Do đó một nửa thứ hai của tên - "nhà phân phối".

Làm thế nào mà các xe điện đã hoạt động?

Nhà phân phối-ngắt có một trục quay nội bộ có thể quay được từ trục khuỷu, mà trên đó một thanh trượt rotor điện môi với một tấm mang hiện tại quay được gắn cố định. Chiếc cốc carbon nạp vào tấm, được nối với một đầu mối trung tâm cao áp trong nắp phân phối, và lần lượt nó được nối với cuộn dây thứ cấp của cuộn dây đánh lửa. Tấm mang hiện tại tiếp cận các tiếp điểm của dây điện áp cao nằm trong nắp của người đi tàu điện, đi đến nến của bình. Tại thời điểm này, một điện áp cao phát sinh trong cuộn dây thứ cấp của cuộn dây , phá vỡ qua hai không gian không khí: giữa các đĩa khác biệt hiện tại và tiếp xúc dây với ngọn nến này và giữa các điện cực nến.

Trên cùng một trục được cài đặt cam, số lượng bằng với số xi lanh, và các nhô ra của mỗi cam mở đồng thời với kết nối của một ngọn nến cụ thể các địa chỉ liên lạc của ngắt hiện tại bao gồm trong mạch chính của cuộn dây đánh lửa.

Để tránh các tia lửa mở giữa các điểm tiếp xúc, một tụ điện lớn nối song song. Khi các tiếp điểm của máy cắt được mở ra, sự cảm ứng EMF trong cuộn dây chính làm cho tụ điện nạp điện, nhưng do điện dung cao, điện áp trên nó, và do đó giữa các tiếp điểm mở, không đạt được giá trị của sự cố không khí.

Và những gì về góc độ trước?

Như đã biết, khi tốc độ quay của trục khuỷu giảm đi, hỗn hợp trong xy lanh phải được đốt trong đột qu compression nén sau đó, ngay trước khi bản thân TDC, tức là Thời gian đánh lửa phải được giảm. Ngược lại, khi tốc độ quay tăng lên, hỗn hợp trong hành trình nén phải được bắt đầu sớm hơn, tức là Nâng cao góc tiến. Trong núm vú, chức năng này được thực hiện bởi một bộ điều chỉnh ly tâm kết nối cơ học với các cam của ngắt hiện tại. Ông đã biến chúng trên trục phân phối theo cách mà họ đã mở đầu mối nối của bộ phận ngắt trong thời gian nén của hỗn hợp.

Thay đổi góc độ trước cũng cần thiết ở tần số không đổi, khi tải trên động cơ thay đổi. Công việc này thực hiện một thiết bị đặc biệt - một bộ điều khiển đánh lửa chân không.

Sự xuất hiện của các công tắc đầu tiên

Vào cuối những năm 70 của thế kỷ trước, nó trở nên rõ ràng rằng nút yếu nhất của người đi tàu là sự tiếp xúc của máy nghiền, qua đó dòng chảy đầy của cuộn dây chính đã chảy. Họ thường xuyên bị bỏng và đi ra ngoài trật tự. Do đó, giải pháp đầu tiên là một mạch điện tử đặc biệt của công tắc để ngắt dòng điện trong cuộn dây. Trong mạch điện áp đầu vào thấp của nó bao gồm dây từ các đầu cuối của bộ phận tiếp xúc truyền thống của người đi tàu điện. Tuy nhiên, bây giờ các địa chỉ liên lạc của ông đã bị gián đoạn bởi không phải là một dòng điện đầy đủ của cuộn dây đánh lửa, nhưng một dòng điện nhỏ trong mạch đầu vào của bộ trao đổi.

Trên thực tế, chuyển đổi điện tử được cấu trúc thực hiện trong một đơn vị riêng biệt và đã được kết nối (theo yêu cầu của trình điều khiển) để một dấu vết cổ điển. Hệ thống đánh lửa như vậy được gọi là điện tử liên lạc. Nó đã được rất phổ biến trong những năm 80 của thế kỷ trước. Và trong thời của chúng ta bạn vẫn có thể tìm thấy những chiếc xe được trang bị với nó.

Mạch chuyển đổi của hệ thống điện tử tiếp xúc đã được lắp ráp trên bóng bán dẫn.

Bước tiếp theo là từ chối máy cắt liên lạc

Bộ ngắt liên lạc hiện tại, ngay cả trong phiên bản thấp hiện nay, được sử dụng trong hệ thống đánh lửa điện tử, vẫn là một nút không đáng tin cậy. Vì vậy, các nhà sản xuất ô tô đã có những nỗ lực đáng kể để loại trừ nó. Những nỗ lực này đã được vương miện với thành công sau khi tạo ra một bộ cảm biến không tiếp xúc-nhà phân phối dựa trên cảm biến Hall.

Bây giờ, thay vì một vài trục cam trên trục phân phối, một màn hình rỗng hình trụ với khe và cửa chớp giữa chúng được lắp đặt, số màn cửa và khe bằng với số xilanh của động cơ. Màn che và khe màn hình di chuyển trong một từ trường được tạo ra bởi một nam châm vĩnh cửu, qua bộ cảm biến Hall thu nhỏ. Trong khi màn màn hình đang di chuyển qua nó, điện áp đầu ra của cảm biến Hall bị thiếu. Khi bức màn được thay bằng một khe, phía trước của xung điện áp sẽ được lấy ra khỏi cảm biến Hall bằng một mạch điện tử, cho thấy cần phải làm gián đoạn dòng điện trong cuộn dây chính của cuộn dây đánh lửa. Xung điện áp này được truyền qua dây dẫn đến bộ chuyển đổi hiện tại trong cuộn dây đánh lửa, nơi nó được khuếch đại trước và sau đó được sử dụng để điều khiển giai đoạn chuyển mạch chính.

Một biến thể khác của bộ cảm biến không tiếp xúc là một bộ phận có bộ cảm biến quang học, trong đó một phototransistor được sử dụng thay vì cảm biến Hall, và thay vì một nam châm vĩnh cửu, một đèn LED. Bộ cảm biến quang học có cùng một màn hình xoay với khe và rèm cửa.

Sự xuất hiện của chuyển đổi như vậy

Vì vậy, trong một hệ thống đánh lửa không tiếp xúc, thay vì một dây chuyền tiếp xúc, có hai nút riêng biệt: một máy phát không tiếp xúc (nhưng chỉ có điện áp thấp) và một bộ chuyển mạch điện tử. Chức năng phân bố điện áp cao trên các bugi trong bộ phân phối cảm biến vẫn được thực hiện bởi một thanh trượt cơ khí-trượt với một tấm mang hiện tại.

Và điều gì về việc điều chỉnh góc độ đánh lửa? Những nhiệm vụ này vẫn được thực hiện bởi bộ điều chỉnh ly tâm và chân không trong bộ phân phối cảm biến. Đầu tiên của họ bây giờ quay trên trục không phải là cam, nhưng thay đổi màn cửa màn cửa, do đó thay đổi góc độ của đánh lửa. Bộ điều khiển chân không có khả năng thay đổi cảm biến Hall với tấm đỡ, cũng điều chỉnh góc này.

Xem xét ở trên, với câu hỏi: "Bộ khuếch đại xe hiện đại: nó là gì?" - cần trả lời rằng đây là một đơn vị điện tử riêng biệt cấu trúc của hệ thống đánh lửa không tiếp xúc.

Không phân phối điện áp cao

Thời gian dài nhất trong tổng đài là nhà phân phối điện áp cao áp cơ học trên nến của bình. Điều thú vị nhất là trang này khá đáng tin cậy và không gây ra nhiều lời chỉ trích. Tuy nhiên, thời gian không đứng yên, và vào đầu thế kỷ này, mạch chuyển mạch của chuyển đổi đã trải qua một sự thay đổi lớn.

Trong những chiếc xe hiện đại nói chung không có sự phân bố điện áp cao từ một cuộn dây sang những ngọn nến khác. Ngược lại, trong đó các cuộn dây tự "nhân lên" và trở thành phụ kiện của nến của mỗi xi lanh. Bây giờ thay vì liên lạc với chuyển đổi của nến ở điện áp cao, chuyển tiếp không tiếp xúc của cuộn dây của họ trên điện áp thấp được thực hiện. Tất nhiên, điều này làm phức tạp mạch của chuyển đổi, nhưng khả năng của công nghệ mạch hiện đại là rộng hơn nhiều.

Trong những chiếc xe hơi hiện đại với động cơ phun, động cơ được điều khiển bởi một động cơ điều khiển tự động hoặc bởi một máy tính trên xe. Các thiết bị kiểm soát này phân tích không chỉ tốc độ quay của trục khuỷu, mà còn nhiều thông số khác đặc trưng cho nhiên liệu và chất làm mát, nhiệt độ của các thành phần khác nhau và môi trường. Dựa trên phân tích của họ trong thời gian thực, thời gian của thời gian đánh lửa thay đổi.

Lỗi chuyển mạch

Sự hỏng hóc cơ học phổ biến nhất là sự bốc cháy của các tiếp điểm: cả di chuyển và điện thế tiếp xúc của nến. Để ngăn chặn điều này xảy ra (ít nhất không quá nhanh), bạn nên thường xuyên kiểm tra chúng, và nếu chúng đã tạo thành một khoản tiền gửi, bạn nên gỡ bỏ nó bằng một móng tay hoặc giấy nhám mịn.

Nếu tụ điện, được nối song song với các tiếp điểm của máy cắt, hoặc điện trở trong mạch của điện cực cao trung tâm không thành công, chúng có thể được thay thế.

Các sự cố của công tắc điện tử, do sự thất bại của bộ cảm biến Hall hoặc công tắc hiện tại của cuộn dây, thường không được loại bỏ, vì sự chuyển đổi đó không thể đóng lại được. Trong trường hợp này, như một quy luật, đơn vị lỗi chỉ đơn giản là thay thế bằng một cái mới.

Làm thế nào để kiểm tra chuyển đổi?

Nếu tốc độ chạy không tải của động cơ "lơ lửng", hoặc chạy nhanh, hoặc không bắt đầu, bạn nên kiểm tra xem có tia lửa vào các bugi kết nối với bộ phân phối đánh lửa với bộ cảm biến Hall. Để làm được điều này, bạn cần phải tháo chúng, đặt đầu của những bộ giáp, đặt nến lên "khối lượng" và "quay" trục khuỷu với bộ khởi động. Nếu không có tia lửa hoặc nó là yếu, bạn cần phải đi đến chuyển đổi.

Nhưng làm thế nào để kiểm tra việc chuyển đổi? Cần bật bật lửa và đánh giá xem mũi tên của vôn kế lệch ra như thế nào. Nếu chuyển đổi là chức năng, sau đó nó sẽ đi chệch hướng trong hai bước. Thứ nhất, mũi tên có một số vị trí trung gian, trong đó có 2-3 giây, và sau đó đi đến vị trí cuối cùng (thường xuyên). Nếu mũi tên ngay lập tức chiếm vị trí cuối, sau đó bạn có thể thử thay thế công tắc.

Kết nối chuyển đổi

Làm thế nào để kết nối chuyển đổi sang một hệ thống đánh lửa không liên lạc? Nên nhớ rằng khối thiết bị đầu cuối của nó được nối bằng hai dây đến đầu cuối "B" và "K" của cuộn dây đánh lửa, một dây dẫn ba dây với một đầu nối đến bộ cảm biến Hall tại nhà phân phối và một dây tới "khối lượng". Với đầu "+" của pin, mạch chuyển mạch được nối với đầu cuối "B" của cuộn dây.