Запалителни системи с повишена енергия на разряда

[getca]

  Здравейте, ще пиша тук, защото темата за плазмено запалване става претрупана. Та, от известно време съм в дълбок размисъл относно универсална запалителна система с повишена енергия. Според мен има два варианта:
  - Повишаване на енергията в първичната верига на запалителната система;
  - Повишаване на енергията във вторичната верига на запалителната система или т.н. кондензаторно запалване.
  Тъй като не съм фен на дългите вериги от ВВ диоди, увеличаване на вторичните паразитни капацитети и други неясни ефекти ще се концентрирам върху първия вариант. Проблемът тук се нарича бобина, защото в съвременните каруци има доста разновидности с различни параметри и да се направи универсално управление е трудна работа. Отделно надеждността на съвременните сухи бобини е леко под въпрос при тежките режими на ДВГ. С по-старите модели, които имат ВВ разпределител(делко) е лесно, може да се използуват маслонапълнени бобини за Лада, които са железни и понасят леко повишените енергии на разряда без прегряване(собствени наблюдения). Но в каручките без делко има проблем с техните двуизводни и кой знае още какви измислени бобини. Може да се сложат 4бр. Ладови, но се усложнява управлението и много място трябва, а не е ясно оригиналните как ще понесат голямото натоварване. За съжаление нямам подобна двуизводна бобина за тестове, но ще мислим по въпроса.
В крайна сметка си мисля, че е най-добре да се запазят оригиналните бобини, а запалването с повишена енергия да работи със собствени такива, като се управлява от оригиналния комутатор на колата. Просто при авария се възстановява оригиналната система и се продължава движението без проблем.
Има и трети вариант за паралелна работа на оригиналната и допълнителната системи, но пак ще има намеса във вторичната верига и ако от плазмата идват разнополярни импулси става лошо за оригиналния комутатор. Трябва да се помисли, може би...и да се тества на практика, де...
Напоследък виждам засилна активност по темата, така че ако някой има интерес да пише на ЛС, имам няколко системи почти готови, но са за автомобили с делко и ВВ разпределител(управлява се една бобина). По натам ще мислим и относно кит за по-сръчните...

Поздрави...

[getca]

Понеже ми омръзна от теории и велики дела, ще покажа нещо реално. Прикачвам малко снимки на работило доста време на моята каруца запалване с комбиниран разряд и повишена енергия. Първо се разрежда кондензатор, после се поддържа разряда с добавяне на енергия от акумулатора плюс волтодобавка от голям електролит. Схемата е подобна на по-сложната публикувана в темата за плазмено запалване. Появиха се проблеми на ниски обороти и го свалих да погледна какво става, но се оказа че мизерия прави корозирала клема към корпуса. Използувах случая да щракна няколко снимки. Всичко е монтирано върху масивна алуминиева основа, стругована от бутало на ДВГ, която се затваря плътно с капак, отрязан от маслен филтър. Виждат се прахоляка и наченките на ръжда. 
В този си вид може директно да се върже към комутатора на каручка с делко(ВВ разпределител, една бобина), бил той механичен или електронен. Настроен е да работи с бобини 8-10мХ(индуктивност), като е желателно да са маслонапълнени за добро охлаждане. Новите сухи бобини са сметнати за някаква енергия и претоварването им е фатално, отделно лошо охлаждане.
Имам няколко събрани блока, нужна е само лека донастройка... ако някой има мерак да пише на ЛС.

Допълнително прикачвам снимки на горивния процес в цилиндъра, гледан през специална свещ с кварцово прозорче (руски тестов прибор).

[getca]

Здравейте, нека мераклиите за високоенергийна запалителна система имат предвид, че оригиналната запалителна система трябва да работи перфектно, защото няма как да се отстранят проблематични настройки или износване по ДВГ с монтаж на новото запалване. Допълнително може да има проблеми с ВВ част на системата поради 2-3 пъти по-високата енергия на разряда, смущения по захранващите шини вследствие на неудачно свързване и разни други непредвидени неща. Това е нормално и проблемите се решават в движение при добро желание. Не може просто да закачиш четири кабела и да чакаш чудеса. Да, ефект има при изправен двигател и грамотен монтаж. Всеки, който познава и усеща автомобила си ще го усети като повишена еластичност и динамика, плавен ход и чист ауспух. Иде зима и паленето сутрин става проблем, не и за мен обаче...
Моля горните писания да не се възприемат като реклама, просто искам да предотвратя прекомерните очаквания. Чудеса няма все пак...
И друго...изработката на въпросната система е свързана с трудоемко навиване на ВВ импулсен трансформатор, удароустойчив и влагозащитен монтаж в кутия с масивен алуминиев охладител. Това заедно с ръчната изработка и квалифициран труд по оживяването на схемата не предполага цена, подобна на китайските компютърни захранвания, продавани под цената на вложените елементи и материали, да не говорим за серииното производство от много хиляди бройки.

Поздрави...

[getca]

Експерименти с нискоомна запалителна бобина Magneti Marelli, L1~4mH, R1~0.9Om:
  Комутация през мощен транзистор:
    Imax~6а - максимален първичен ток
    t1~2mS - време за протичане на първичния ток
    tр~2mS - време на разряда с въздушна междина 5-7мм
  Резонансен разряд на кондензатор:
    C=2uF
    Uc~310v => I1>20a |
    Uc~280v => I1~15a | максимална амплитуда на първичния ток
    T~160uS (F~6нHz) - период на колебанията в LC кръга
Идеята беше да се види пригодността на масовите нискоомни бобини за работа в рижим на повишена енергия. Изводът е, че номерът ще стане поради сходните времена за напомпване, но при по-големи комутирани токове, което не е особен проблем. Единствено остава да се види как е температурният режим и може да се мисли за многоканални системи за съвременни каруци без делко и прочие отживелици. Естествено на цената на усложняване и оскъпяване на системата, но няма как иначе.

[getca]

...Продължение на тестовете с нискоомни бобини от прикачените картинки, любезно предоставени от форумен колега . Тестовата установка е в добре разхвърляно творческо състояние  , но това не пречи на коректните резултати.
Бобините се пулсират от транзисторен комутатор, който се управлява от 555 тактов генератор с регулиране на времето на импулса 0.5-4mS. Оптималният ток за единичната/едноизводна бобина е около 6а и времето на разряда около 2mS, както се вижда от прикачената картинка. Енергията на разряда е прилична и може да се сметне по добре известната формула за индуктивна енергия. Аналогичен резултат на старите високоомни бобини, като разликата е в двойно по-малкото време за напомпване на енергията. Явно целта е била работа на по-високи обороти в съвременните ДВГ. Двойната/двуизводна бобина обаче е зле, въпреки сходните параметри на първичната намотка. Вторичната страна е натоварена с два разряда и поради това енергията се изчерпва за около двойно по-малко време. Допълнително това влияе върху скоростта на нарастване на първичния ток и неговата максимална стойност. На картинката ясно се виждат въпросните стойности.
Бобините бяха тествани и с плазменото запалване, като единичната работеше перфектно при оптимални настройки. Двойната отново беше зле, поради бързото затихване на осцилациите в трептящия кръг и неоптималната работа на комутатора. Вариантите за решаване на проблема са два:
  Увеличаване капацитета на натрупващия кондензатор 2-2.5 пъти, което ще доведе до увеличено време за зареждането му и натоварване на блокинга;
  Използване на две двойни двуизводни бобини с вързани в серия първични и вторични намотки. Това подлежи на тест и предполагам енергията ще е аналогична и по-голяма от тази на единичната бобина.
За управлението на две запалителни бобини е нужна преработка на управляващата и силова част на запалването, като блокинга остава същия. Схемата е налице, вече на съвременна елементна база, остава да се налепи и тества.

[Strashimir]

Геца, извинявай за отклонението в темата ти, но мислил ли си по въпроса за двигатели, чиито свещи се "палят" от бобини-писалки нанизани директно на свеща (като при Renault Megan/Scenic - каквато е и моята кола). Там на бобината, от компютъра са подава нисковолтов сигнал (примерно 12 волта). Има ли начин да се влияе на този сигнал за да се подобри енергията на искрата, или е опасно да за да не се прецака компютъра - тъй като все пак другия край на нисковолтовата верига излиза директно от изводите на компютъра (ако не се лъжа)?

[getca]

Геца, извинявай за отклонението в темата ти, но мислил ли си по въпроса за двигатели, чиито свещи се "палят" от бобини-писалки нанизани директно на свеща (като при Renault Megan/Scenic - каквато е и моята кола). Там на бобината, от компютъра са подава нисковолтов сигнал (примерно 12 волта). Има ли начин да се влияе на този сигнал за да се подобри енергията на искрата, или е опасно да за да не се прецака компютъра - тъй като все пак другия край на нисковолтовата верига излиза директно от изводите на компютъра (ако не се лъжа)?

Нямам идея как работи тази система, колега. Само съм мяркал такова нещо, но нещата трябва да се уточнят с измервания и тогава да се мисли за подобрения. Пък и не е ясно дали си струва труда и времето.
Тъй, снощи пак борих гадната двойна бобина, инквизирах по-точно  . Проблемът там е двойният разряд, който товари много и енергията пада бързо във времето. За да бъдат и двата разряда с повишена енергия трябва да се натовари първичната страна 2 пъти и повече спрямо номинала, което се изразява в отделяне на топлина.

Резултати от теста със запалване с повишена енергия и оптимизирани настройки:

     Честота на искрообразуване, Хц    |    Обороти ДВГ 4-цил, об/мин    |     Време на разряда, мсек
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Двойна бобина Субару с въздушно охлаждане:

Максимален първичен ток около 20а в LC кръга и 8а през комутатора

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                           30                                |                        ~700                     |                      3.5
                           100                              |                          3000                    |                      2.0
                           200                              |                          6000                    |                      1.0   
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Единична бобина Magneti Marelli с маслено охлаждане

Максимален първичен ток около 20а в LC кръга и 9а през комутатора

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                           5                                  |                         ~110                     |                      5.0
                           30                                |                         ~700                     |                      4.0
                           100                              |                          3000                    |                      3.0
                           200                              |                          6000                    |                      2.0
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Изводът е, че двойните бобини не са особено добри за системи с повишена енергия, но биха могли да работят с някакъв ефект. Все пак времето на разряда е около 3 пъти по-голямо от нормалното при управление от транзисторен комутатор.  А е и безмислено да има два мощни разряда, като само единият е работен. За пълното реализиране на възможностите могат да се използуват по две 6в в серия, което предстои да се тества. Но пак остава прахосването на енергия за паразитния разряд. Най-добре е вариант с независими бобини, но се иска разпознаване кой точно цилиндър пали в момента.

[getca]

 Продължавам с тестовете на въпросните бобини. Първо се опитах да натоваря двуизводната бобина близо до реалността, като единият разряд има междина около 5мм, а другият около 3мм. Идеята е, че само единият е работен и пробива при високо налягане в цилиндъра. Това обаче съкрати времето му до около 2.5мс, като всички опити за увеличаване удариха на камък. Предполагам, че причината е затворената сърцевина на бобината, която се насища след някаква пикова стойност на тока и той хвърква ногоре много стръмно. Все пак разрядът е 2.5 пъти по-дълъг от оригиналния, което не е зле и предлага вариант за директна работа, макар и неоптимален.
Прикачвам дев картинки, първата е 4мс разряд на едноизводната бобина, втората два 2мс разряда на двуизводната бобина.

Допълнение: Тестовете са с ВВ кабели с разпределено съпротивление, като за конкретната дължина е около 6-10кОм. Това предполага загуби около 0.3-0.5 от натрупаната в бобината енергия. Честота около 30Хц, аналогично на обороти на празен ход на ДВГ. На първата картинка, горната половина, много ясно се виждат няколко тънки сини капацитивни разряди и около тях ореола на плазмата. Долната половина е с добавена грес на електродите, което увеличава зоната на йонизация и горенето е доста зрелищно.

[getca]

Продължавам  с данни от тестовете на въпросните запалителни бобини.

За сравнение на процесите, прикачвам осцилограми от 2 типа запалителни системи:
1. Транзисторен комутатор (TCI, първите 2 диаграми)
2. Система с повишена енергия  (resonant CDI+TCI, последните 2 диаграми)

Вторичното напрежение е снето по индуктивен път със сонда близо до ВВ кабела за визуализация на формата на импулсите, така че точни стойности не могат да се коментират. Целта е да се покаже формата и продължителността на импулсите.

Мисля, че нещата са ясни и на осцилограмите се виждат добре процесите при двата режима на управление на запалителните бобини. Допълнително могат да се направят нерадостни изводи относно запалителните системи с двуизводни бобини, въпреки отсъствието на ВВ дистрибутор (делко). Проблемът при тях е прахосването на енергия за паразитния, неработен разряд. Ако има въпроси ще коментираме по-натам.

Допълнение: Добавям и разтегнати осцилограми на разрядите с повишена енергия, на които по-ясно се вижда какво точно става. При двуизводната бобина има забележимо изоставане на фронта на запалителния импулс няколко десетки микросекунди, което не би трябвало да окаже влияние в реални условия на ДВГ.

[getca]

Виждам интерес около нулата, но аз да си кажа... Днес водих "баба Лада" на технически преглед и след туй ми дойде мерак за малък експеримент. Вързах един стрелкови уред за мерене на обороти(руски естествено  ) на обхват 1500об/мин и реших да видя докъде мога да намалявам празния ход. Паралелно с това регулирах оптимално и горивната смес от изпарителя(пропан-бутан). Получиха се минимални устойчиви около 400об/мин без да пипам центровката на запалването. Следващия път ще пробвам и това, да видя може ли още надолу. При тези обороти се вижда визуално по индикатора на запалването колко дълго трае паузата между импулсите. Лошото е, че алтернаторът изобщо не зарежда в този случай. Но идеята ми беше демонстрация на възможностите на запалване с повишена енергия.
Опитът е документиран с прикачените картинки.

[mzk]

Здравейте,

Днес реших да снема времето на разряд на искрата при моята кола и да видя какво се получава.

Препоръки за тези, които ще го правят:
- поставете сондата на х10 (по-чист сигнал);
- закачете масата някъде по ДВГ;
- края на сондата доближете до един от кабелите. Аз предпочитам краен кабел, за да имам по-малки смущения от съседните кабели. Закрепил съм сондата в леглото на кабелите - между пластмасата на леглото и самия кабел.

Забележка: не знам какво може да стане с осцилоскопа ви, ако кабелите са стари и пробиват лесно.

Осцилограмите от коментар #8 са много подходящи, за да се разбере точната продължителност на разряда. След прекъсването на тока през първичната се получава запалителен пик с определено времетраене. Краят на разряда се бележи от затихващата синусоида. Забележете разликите при стандартната бобина и при системата с многоискрово запалване къде точно се появява тази затихваща синусоида, за да придобиете по-точна представа за сигнала.

По данни от autodata, бобината е Бош, 1.5 ома съпротивление на първичната, 4000 ома съпротивление на вторичната.

Получих следните резултати:
На празен ход - времетраене на тока през първичната - почти 1.4 мс.
Време на разряд - 0.6 мс.

1500 оборота - ток през първичната - 2 мс.
Време на разряд - почти 1 мс.

2000 оборота - ток през първичната - 1.6 мс.
Време на разряд - 0.8 мс.

3000 оборота - ток през първичната - 1.8 мс.
Време на разряд - 0.8 мс.

Осцилограми 7 и 8 са с неясен сигнал, но не знам какви са причините за това.

[Радико]

getca 
Току що стана някакво странно съвпадение, десетина минути преди да прочета темата ми се мотаеха из ръцете две стари диагностични свещи от времето когато имах автосервиз.
от тези с стъклен корпус където можеш да наблюдаваш пламъка в цилиндрите през тях и съответно да регулираш сместа. Ако ти или някой друг има интерес с "ЛАДА" или кола със същите свещи обадете се. Смятам, че ще са полезни за експериментите ви.   

[getca]

Полезни картинки, mzk, браво. Запалителната система на въпросния VW е с две двойни бобини на общ магнитопровод, въздушно охлаждане. Прикачените осцилограми на разрядите потвърждават моите тестове с подобни бобини от Субару. Нещата са зле, времето на разряда е под 1мс, а енергията му малка. Дори старите маслонапълнени бобини даваха разряд с време 1.5-2мс с транзисторен комутатор. Проблемът е вторият неработен разряд, който смуче около половината енергия,натрупана в сърцевината на бобината. Е, така е в съвременния свят на икономии и максимални печалби на производителите-мастодонти.
Въпросът е как ще се държи подобна бобина при 3 пъти по-голяма енергия на разряда да речем.  Силно ме съмнява да издържи на продължително натоварване поради лошото охлаждане на сърцевината. Вариант е две отделни двуизводни бобини, обдухвани от хладния насрещен въздух.
Има още един проблем с резисторите в свещите, които греят и понижават енергията на разряда. Същото е и при кабелите с разпределено съпротивление.
За да работи плазменото запалване с такава бобина трябва да се направи двуканално управление, а блокинга за зареждане на натрупващия кондензатор остава общ. Не е кой знае какво, но иска известно време.

[getca]

Здравейте, понеже напоследък много се говори и пише във форума за икономия на гориво посредством странни поне за мен устройства, реших да дам малко суха техническа информация, която за съжаление е далече от люлеенето на махало и гадаенето на боб. Та, хвана ме мерака преди време и се опитах да докарам характеристика на аванса на ДВГ във функция от оборотите, подобна на показаната.



Идеята беше да разбера дали аджеба има смисъл от подобна корекция при гориво пропан-бутан. Оказа се, че ефектът от намесата надмина всичките ми очаквания, което се потвърди в едно пътуване на разстояние около 800км отиване/връщане. Среден разход около 8.5/100, като се има предвид морално остарялата каруца с 4 скорости и карането на връщане с около 120км/ч дълго време плюс честите изпреварвания на колони ТИРове.

Забелязани ефекти след намесата и малко регулировка на АГУто:
   - Обороти на празен ход много стабилни около 500-600об/мин, според настройката. По каталог трябва да са 800-900об/мин;
   - ДВГ стана много еластичен, карам си на 4та с оборотите на празен ход в града без никакви вибрации, сецания и прочие проблеми. При плавно подаване на газ колата си поема, което изключва честото ръчкане на скорости.
   - На дълъг път при изпреварване колата е по-пъргава и няма нужда да се форсира мотора при загуба на обороти зад някой камион, който пърпори бавно.

В крайна сметка се оказа, че досега само съм хабил горивото и направо ме хвана яд. При същите условия същата каруца щеше да има разход 10/100, че и отгоре. Изводът е, че едва сега видях и разбрах предимствата на високоенергииното запалване в комбинация с правилната настройка на горивния процес.

В тоя ред на мисли е интересно какво правят хората с т.н. оптимизатори и ТАП, та даже и два такива.  Няма да навлизам в излишни подробни разсъждения, щото всеки с прилични познания за работата на ДВГ може да си направи изводите сам, съзерцавайки въпросната диаграма.

Между другото неправилната настройка на аванса при газово гориво води и до износване на клапанните легла и прегаряне на клапани. Причината е догарянето около изпускателния клапан, поради по-бавното горене на ниски до средни обороти. Проблемът е, че въпросните ТАП местят цялата характеристика в посока плюс, а не би трябвало, но така е по-лесно схемотехнически да се направи. Дълго време съм карал така с изместен +4-5град аванс, но корекцията е частична и недостатъчна, което води до известна загуба на мощност, преразход и утежнен топлинен режим на ДВГ.

Е, от мен това засега...
Поздрави...

Добавка...прикачвам диаграма на изменението на аванса във функция от оборотите с нанесена в синьо корекция за газ пропан-бутан. Както се вижда корекцията е доста сериозна с резултат перфектна работа на ДВГ на всички режими.

[getca]

miroslav_yovchev, икономията се постига с правилна работа на ДВГ, което значи запалване на горивната смес в точния момент с мощен и продължителен разряд между електродите на свещта. При мен например разрядът на ниски обороти на мотора е около 4-5мсек, докато при колегата MZK например е под 1мсек. Та, идеята ми беше да покажа какво става при правилно регулиран ДВГ с газово гориво в комплект с коментираната в темата високоенергиина запалителна система.