Популярные статьи

BMW 3-series Coupe (Бмв ) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

С сентября 2006 года серийно выпускается БМВ 3-й серии купе (Е92). Невзирая на свое техническое родство с седаном и Touring, купе БМВ 3-й серии имеет

Длительный тест Range Rover Sport: часть вторая

Аш длительный тест Range Rover Sport Supercharged подошел к концу. Первая хорошая новость: машину не угнали! Вторая: несмотря на соблазн, за

Audi E-tron (Ауди ) 2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Audi E-tron, представленный на автосалоне в Детройте в январе 2010 года, совсем не то же самое, что E-tron, который выставлялся осенью на IAA 2009 во

Принципы ухода за АКБ зимой

В зимнее время года при морозной погоде аккумулятор автомобиля испытывает нагрузку намного больше, чем в летнее время. Автовладельцами замеченны

SEAT Toledo (Сиат Толедо) 1998-2004: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Эта модель расширяет присутствие компании SEAT в сегменте рынка престижных автомобилей. Toledo - первый автомобиль компании дизайн которого выполнен

В 2000 г. семейство японских Corolla лишь обновилось. Спрос на эти машины падал и классическая Corolla уже не устраивала японских покупателей. Как

Skoda Octavia (Шкода Октавия) 1996-1999: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Skoda Octavia - это современный переднеприводной автомобиль с поперечным расположением двигателя. На нём может стоять один из пяти моторов концерна

Chrysler PT Cruiser (Крайслер Пт крузер) 1999-2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Дебют серийной модели PT Cruiser состоялся в 1999 году в Детройте. Компании Chrysler удалось зацепить ностальгическую струну в душе каждого простого

Примеряем Audi A6 Allroad и A8 Hybrid к нашим дорогам

Компания сыграла на контрасте, представив одновременно две модели, совершенно противоположные по идеологии: сверхэкономичный лимузин-гибрид А8 и

Toyota Tundra Crew Max (Тойота Тундра Crew Max) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Toyota Tundra (Тойота Тундра) проектировался как грузовик. Мощный двигатель, основательная рама и большая грузоподъемность... вот что отличает этот

Архив сайта
Облако тегов
Календарь

Системи запалювання з датчиком Холла

Магнітоелектричний датчик Холла отримав свою назву по імені Е. Холла американського фізика, який відкрив в 1879 р важливе гальваномагнітними явище.

Елемент Холла є тонку пластинку, виконану з напівпровідникового матеріалу (кремній, германій), з чотирма електродами. Якщо через таку пластинку проходить струм I і на неї одночасно діє магнітне поле, вектор магнітної індукції В якого перпендикулярний площині пластинки, то на паралельних напрямку струму гранях виникає е.р.с. Холла, яке визначається за наступним виразом:

Uн = кхIВ / d,
кх - постійна Холла, що залежить від матеріалу пластинки; d - товщина пластинки

Uн = кхIВ / d,   кх - постійна Холла, що залежить від матеріалу пластинки;  d - товщина пластинки

Мал. Принцип роботи елемента Холла:
1 - магніт; 2 - пластинка з напівпровідникового матеріалу

Через пластинку пропускається струм приблизно 30 мА, тоді як напруга Холла становить 2 мВ, збільшуючись з ростом температури. Платівка зазвичай представляє одне ціле з інтегральною схемою, що здійснюється посилення і формування сигналу.

Якщо між магнітом і напівпровідником помістити переміщається екран з прорізами, отримаємо імпульсний генератор Холла.

Схема розподільника з датчиком Холла представлена ​​на двох наступних малюнках.

Мал. Принцип роботи датчика Холла:
1 - постійний магніт; 2 - ротор; 3 - елемент Холла; 4 - операційний підсилювач; 5 - формувач імпульсів; 6 - вихідний каскад; 7 - блок стабілізації

Магнітне поле створюється постійним магнітом 1, а переривання магнітного поля здійснюється ротором (екраном) 2 з вікнами, укріпленим на валу розподільника. При проходженні вікна ротора близько постійного магніту силові лінії його магнітного поля пронизують поверхню елемента Холла і на його виході виникає ЕРС. Якщо повітряний зазор між магнітом і елементом Холла перекривається шторкою, магнітне поле замикається на шторку екрану і не потрапляє на елемент Холла.

Якщо повітряний зазор між магнітом і елементом Холла перекривається шторкою, магнітне поле замикається на шторку екрану і не потрапляє на елемент Холла

Мал. Схема переривання магнітного потоку:
1 - датчик Холла; 2 - тримач датчика; 3 - повітряний зазор; 4 - магнітний потік; 5 - ротор

Кількість шторок і вікон екрану відповідає кількості циліндрів двигуна. Ширина шторки екрану відповідає розі, при якому вихідний транзистор комутатора пропускає струм через первинну обмотку запалювання.

З огляду на невелику напругу, що виробляється елементом Холла, воно обробляється і посилюється.

Операційний підсилювач 4 підсилює сигнал датчика і через формувач імпульсів 5 подає сигнал на базу вихідного транзистора 6 і відкриває його. Для виключення впливу на вихідний сигнал датчика коливань напруги мережі і температури в схемі датчика є блок стабілізації 7.

При знаходженні шторки екрану в щілини повітряного зазору, величина магнітного потоку різко падає, внаслідок замикання магнітного потоку на шторку.

При знаходженні шторки екрану в щілини повітряного зазору, величина магнітного потоку різко падає, внаслідок замикання магнітного потоку на шторку

Мал. Імпульси датчика Холла:
В - магнітна індукція; Uн - напруга, що виробляється елементом Холла; Ug - напруга, що виробляється датчиком Холла; I - струм первинної обмотки котушки запалювання; tz - момент запалювання електричної іскри; а - зміна магнітної індукції; б - зміна напруги, що виробляється елементом Холла; в - зміна напруги, що виробляється датчиком Холла; г - зміна сили струму первинної котушки запалювання.

Напруга, що виробляється елементом Холла Uн, надходить на операційний підсилювач, де відбувається посилення сигналу. Після цього струм надходить на формувач імпульсів і там відбувається переробка з аналогового сигналу в цифровий. Потім отриманий цифровий сигнал надходить на вихідний каскад і остаточно посилюється до величини напруги Ug, достатнього для роботи транзисторного комутатора. При цьому напруга Ug за рахунок інверсії вихідного каскаду виробляється в момент відсутності напруги Uн з входу елемента Холла, тобто в момент перекриття шторкою екрану повітряного зазору, що відповідає напрузі Uн нижче 0,4 В. У такому положенні екрану транзистор вихідного каскаду Т0 знаходиться у відкритому стані, при цьому від комутатора через транзистор Т0 проходить струм і при цьому база транзистора Т1 з'єднується з масою.

Мал. Електрична схема комутатора і датчика Холла:
1 - датчик Холла; 1а - вихідний сигнал; 2 - комутатор; 3 - замок запалювання; 4 - додатковий резистор; 5 - шунтування додаткового резистора; 6 - котушка запалювання

З огляду на, що провідність транзистора Т1 npn, відсутність позитивного потенціалу цього транзистора призводить до його закриття. В результаті цього припиняється подача позитивного потенціалу на базу У через резистор R4 і колекторно-емітерной перехід транзистора Т1. При цьому струм не проходить через резистор R7 і база В включення транзисторів Т2 / Т3 замикається на масу. З огляду на провідність цих транзисторів npn, відсутність позитивного заряду на базі В, транзистори закриваються і ток в первинну обмотку котушки запалювання не надходить. При виході екрану з повітряного зазору напруга з елемента Холла досягає 0,4 В і через первинну обмотку котушки запалювання починає протікати струм.

У момент попадання зуба ротора в зазор датчика на виході датчика створюється напруга Umax приблизно на 3 В менше напруги харчування. Якщо через зазор датчика проходить проріз ротора, напруга на виході датчика Umin близько до нуля (не більше 0,4 В). Ставлення періоду Т до тривалості Ті (шпаруватість) дорівнює трьом. Напруга живлення датчика відповідає напрузі бортової мережі і знаходиться в межах 8 ... 14 В.

Для перетворення керуючих імпульсів безконтактного датчика в імпульси струму в первинній обмотці котушки запалювання застосовуються комутатори. Комутатор перетворює імпульси датчика в імпульси струму в первинній обмотці котушки запалювання. Комутатор з'єднаний з генератором імпульсів (безконтактним датчиком) трьома провідниками. Комутатор управляє запалюванням залежно від частоти обертання валика датчика-розподільника, напруги акумулятора, повного опору котушки запалювання і при будь-яких режимах роботи двигуна видає імпульси напруги постійної величини. Під час проходження позитивного імпульсу (напруга Umax) від безконтактного датчика відбувається поступове (протягом 4 ... 8 мс) наростання струму в первинній обмотці котушки запалювання до максимальної величини У рівній 8 ... 9 А. В момент, коли напруга на виході датчика падає до Umin , вихідний транзистор комутатора закривається і струм через первинну обмотку котушки запалювання різко переривається. В результаті у вторинній обмотці індукується імпульс високої напруги.

Окремо елементи розподільника з датчиком Холла показані на малюнку. Платівка і інші складові датчика Холла встановлюється всередині пластмасового корпусу, залитого смолою. Датчик Холла нерозбірний і не підлягає ремонту. Для з'єднання з комутатором датчик Холла має 3 виведення.

Мал. Елементи розподільника з датчиком Холла:
1 - ротор: 2 - шторка; 3 - тримач датчика Холла; 4 - постійний магніт і датчик Холла; 5 - повітряний зазор

Датчик-розподільник видає керуючі імпульси низької напруги і розподіляє імпульси високої напруги по свічках запалювання. Він має відцентровий і вакуумний регулятори випередження запалювання. Безконтактний датчик в зборі з опорною пластиною має можливість повертатися в залежності від розрядження, що підводиться до вакуумного регулятора.

Котушка запалювання, адаптована до даної системи запалювання, встановлена ​​поруч з комутатором. Вона перетворює переривчастий струм низької напруги (12 В) в струм високої напруги (20 ... 25 кВ) необхідний для пробою повітряного зазору між електродами свічок запалювання. Котушка має у верхній частині отвір, закритий пробкою діаметром 5.5 мм для захисту котушки від надлишкового внутрішнього тиску. Пробка виштовхується з отвору при зростанні тиску внаслідок підвищення температури через коротке замикання.