Принцип работы cdi зажигания мотоцикла
Фотоотчёт: Как проверить коммутатор скутера?
История создания
Принцип работы данной системы строится на использовании разряда конденсатора. В отличие от контактной системы, в зажигании CDI не используется принцип прерывания. Несмотря на это, контактная электроника обладает конденсатором, основная задача которого — устранение помех и увеличение интенсивности образования искр на контактах.
Отдельные элементы системы зажигания CDI предназначаются для накопления электроэнергии. Впервые такие устройства были созданы более пятидесяти лет назад. В 70-х годах двигатели роторно-поршневого типа стали комплектоваться мощными конденсаторами и устанавливаться на транспортные средства. Такой тип зажигания во многом схож с системами накопления электроэнергии, но при этом обладает и своими особенностями.
Проверка датчика генератора
Магнитоиндукционный датчик является ключевым элементом системы зажигания. И при любых подозрениях на неполадки в системе зажигания его также следует проверить.
Переключаем тестер в режим измерения переменного тока на диапазон 2V. Одним щупом касаемся массы, вторым щупом касаемся бело-голубого или красно-желтого провода идущего от датчика и крутим двигатель стартером.
Достоинства системы CDI
Конденсаторное зажигание обладает и своими преимуществами, в числе которых — крутой фронт высоковольтных импульсов. Данная характеристика особенно важна в тех случаях, когда проводится установка CDI зажигания на «ИЖ» и прочие марки отечественных мотоциклов. Свечи такого транспорта зачастую заливаются большим количеством топлива из-за неправильно настроенных карбюраторов.
Для функционирования тиристорного зажигания не требуется использования дополнительных источников, генерирующих ток. Такие источники, к примеру аккумуляторная батарея, требуются только для завода мотоцикла при помощи кик-стартёра или электростартёра.
Система зажигания CDI пользуется немалой популярностью и зачастую устанавливается на скутеры, бензопилы и мотоциклы иностранных брендов. Для отечественного мотопрома её почти не использовали. Несмотря на это, можно встретить зажигание CDI на «Яве», автомобилях марок ГАЗ и ЗИЛ.
AC коммутатор
Этот тип коммутаторов для мопеда прекрасно справляется без 12 В постоянного тока. Несмотря на более простую конструкцию, он имеет немного усложнённый вариант подключения к электрической цепи мопеда. Этот тип коммутаторов, в силу малых габаритов, существует без ограничителя макс. оборотов, а также может работать в тех условиях, при которых DC коммутатор неработоспособен. То есть, сняв аккумулятор, замок зажигания, реле-регулятор мопед с АС коммутатором заведётся и поедет.
Принцип работы электронного зажигания
Диагностика системы зажигания CDI очень простая, как и принцип её работы. Состоит она из нескольких основных деталей:
Схема системы может варьироваться. Принцип работы строится на зарядке через выпрямительный диод конденсатора и его последующем разряде на повышающий трансформатор посредством тиристора. На выходе трансформатора образуется напряжение в несколько килоВольт, что приводит к тому, что между электродами свечи зажигания пробивает воздушное пространство.
Весь механизм, установленный на двигателе, заставить функционировать на практике несколько сложнее. Двухкатушечная конструкция зажигания CDI — классическая схема, которая впервые была использована на мопедах «Бабетта». Одна из катушек — низковольтная — отвечает за управление тиристором, вторая, высоковольтная, является заряжающей. При помощи одного провода обе катушки подключаются на массу. Ко входу 1 подводится выход заряжающей катушки, ко входу 2 — выход датчика тиристора. Свечи зажигания подключаются к выходу 3.
Искра современными системами подаётся при достижении порядка 80 вольт на входе 1, в то время как оптимальным напряжением считается 250 вольт.
Коммутатор на мопед Альфа
В этой части статьи мы рассмотрим особенность распиновки коммутатора на мопед Альфа (и в довесок – Дельта), а также узнаем назначение каждого провода. Вся информация представлена на схеме ниже.
Примечателен тот факт, что одинаковые коммутаторы могут устанавливаться на мопеды различных марок китайского производства, так как существует масса клонов Альфа.
Как мы видим распиновка данного коммутатора очень проста.
Распиновка
Разновидности схемы CDI
В качестве датчиков тиристорного зажигания может использоваться датчик Холла, катушка или оптрон. К примеру, в скутерах «Сузуки» используется схема CDI с минимальным количеством элементов: открытие тиристора в ней осуществляется снимаемой с заряжающейся катушки второй полуволной напряжения, в то время как первая полуволна заряжает конденсатор через диод.
Зажигание с прерывателем, установленное на двигателе, не комплектуется катушкой, которую можно было бы использовать в качестве заряжающей. В большинстве случаев на таких моторах устанавливают повышающие трансформаторы, которые поднимают до необходимого уровня напряжение низковольтной катушки.
Авиамодельные двигатели не комплектуются магнитом-ротором, поскольку требуется максимальная экономия как габаритов, так и веса агрегата. Нередко на вал двигателя крепят небольшой магнит, рядом с которым размещают датчик Холла. Преобразователь напряжения, повышающий 3–9 В батарейки до 250 В, заряжает конденсатор.
Снятие обеих полуволн с катушки возможно только при использовании диодного моста вместо диода. Соответственно, это позволит увеличить ёмкость конденсатора, что приведёт к усилению искры.
Настройка угла опережения зажигания
Настройка зажигания осуществляется с целью получения в определённый момент времени искры. В случае с неподвижными катушками статора магнит-ротор проворачивается в необходимое положение относительно цапфы коленвала. Шпоночные пазы перепиливаются в тех схемах, где ротор крепится к шпонке.
В системах с датчиками корректируется их положение.
Угол опережения зажигания приводится в справочных данных о двигателе. Самым точным способом определения УОЗ является использование автомобильного стробоскопа. Искрообразование происходит в определённом положении ротора, которое отмечается на статоре и роторе. К высоковольтному проводу катушки зажигания крепится провод с зажимом от включённого стробоскопа. После этого заводится двигатель, и метки подсвечиваются стробоскопом. Положение датчика меняется до тех пор, пока все метки не совпадут друг с другом.
Диагностика системы зажигания
Проверка исправности системы CDI — довольно простая процедура, с которой может справиться каждый авто- или мотовладелец. Вся процедура диагностики состоит из замера напряжения подаваемого на катушку питания, проверки массы, подведённой к двигателю, катушке и коммутатору, и проверки целостности проводки, подводящей к потребителям системы ток.
Появление искры на свече двигателя напрямую зависит от того, поступает ли на катушку с коммутатора питание или нет. Ни один электрический потребитель не сможет работать без должного питания. Проверка в зависимости от полученного результата либо продолжается, либо заканчивается.
Проверка массы
При любых подозрениях на неисправность любого модуля зажигания скутера в первую очередь проверяется масса. Хотя, масса в двухпроводной проводке понятие относительное, но пока назовем сие дело так.
Берем тестер, переводим его в режим «прозвонки» (значок диода или пиктограмма звукового сигнала), ищем на коммутаторе зеленые провода — это есть нечто иное как масса (по фен-шуй — минусовой провод), любым щупом тестера касаемся металлической части двигателя, другим щупом тыкаем в зеленые провода:
В зависимости от того, что вам покажет тестер — устраняйте неисправность или продолжайте проверку:
Пример хорошей массы: тестер в режиме «прозвонки» пищит, на дисплее сплошные нули
Итоги
Методика проверки катушки системы зажигания CDI может применяться не только для мототранспорта, но и для любых других транспортных средств. Процесс диагностики несложен и заключается в пошаговой проверке всех деталей системы зажигания с определением конкретных причин неполадок. Отыскать их довольно просто при наличии необходимых знаний о строении и принципе работы зажигания CDI.
Проверка питания коммутатора типа AC CDI
Переводим тестер в режим измерения переменного тока на диапазон 200V. Одним щупом касаемся массы, вторым — провода питания и проворачиваем стартером двигатель:
Автор сводил для себя в единое целое информацию по электрике, чем и делится
В этих статьях будет кратко рассказано об электрооборудовании мотоцикла
Что и для чего устанавливается, как работает
Автор не претендует на полное раскрытие темы, предоставляется базис
Будут показано и собрано несколько простых электрических схем
Электрооборудование мотоцикла делится на источники и потребители электроэнергии
Источниками являются аккумулятор и генератор
Катушки разных типов не взаимозаменяемые, должны использоваться со блоком управления двигателем
Топливо-воздушная смесь в цилиндре поджигается электрической дугой в
30 кВ, пробегающей между электродами свечи
Сам высоковольтный разряд приходит на свечи через высоковольтные провода с катушек зажигания
Если через первичную обмотку катушки зажигания пропустить ток, сердечник, на котором она намотана, намагнитится
Стоит отключить питание, и исчезающее магнитное поле сердечника индуцирует напряжение во вторичной обмотке катушки
Витков провода в ней в сотни раз больше, чем в первичной, значит, и на выходе уже не десятки, а тысячи вольт
Катушка тиристорного зажигания (CDI, DC-CDI)
Принцип работы:
На статоре генератора имеются две катушки (помимо питающих осветительную сеть)
Первая, когда мимо нее пробегает магнит ротора, вырабатывает электрический ток (около 160 В)
Этот ток заряжает конденсатор
Накопившийся в конденсаторе заряд уходит в первичную обмотку катушки зажигания
Первичная обмотка катушки благодаря эффекту электромагнитной индукции:
1) Возбуждает ток во вторичной обмотке
2) Свеча получает около 20-40 кВ
По пути от заряжающей катушки к конденсатору ток выпрямляется диодом
Маховичный генератор вырабатывает переменное напряжение
Мимо катушки поочередно проходят то север, то юг магнита, ток синхронно меняет свою полярность
Конденсатор накапливает заряд только при подаче постоянного напряжения
Описанная система гениально проста и достаточно надежна
Имеет три вывода:
Клемма с мозгов
Высоковольтный на свечу
Клемма на массу, часто заменяет выходящий из тела катушки сердечник, обязательно прикрутить к раме для контакта
Такая катушка не заряжается
Вместо этого в ее первичную обмотку мозгами дается импульс около 100 вольт
За счет этого уменьшается масса сердечника, количество и толщина витков первичной обмотки
Это позволяет использовать катушку на высокооборотистых моторах, где обычная катушка зарядиться не успеет
Катушка легче, компактнее и меньше потребляет электроэнергии
Система CDI вообще не зависит от сети мотоцикла, может работать без батареи
Искра имеет более высокое напряжение, короткая и тонкая, хорошо пробивает нагар и больший зазор в свечах
Принцип работы:
В этой системе конденсатор заряжается током, поступающим не от собственной катушки генератора, а от АКБ
Что позволяет стабилизировать напряжение и при любых оборотах коленвала поддерживать искру одинаково мощной
Сложнее и дороже в производстве, чем CDI
Напряжение, бортсети (12-14 В), мало для полноценного заряда конденсатора
Поэтому напряжение поднимает инвертор (электронный модуль)
Принцип действия инвертора:
Постоянный ток преобразуется в переменный, затем трансформируется (увеличивается до 300 В)
Снова выпрямляется и только тогда поступает к конденсатору
Более высокое первичное напряжение позволило уменьшить в размерах катушку зажигания
Называют коммутатором зажигания, блоком управления двигателя, мозгами
Одной из задач является изменение угла опережения зажигания в зависимости от оборотов
Тут так-же может быть множество вариантов:
Переключение между ранними и поздним датчиками при превышении порога оборотов
Считывание записанной в память трехмерной карты зажигания в зависимости от внешних факторов
И еще множество вариантов
Блок питается от той же зарядной катушки, данный тип зажигания не зависит от сети, может работать без батареи
Используется на большинстве легких мотоциклах, квадроциклах и т.п.
Хорошо работает на малых и высоких оборотах
На высоких оборотах зарядная катушка вырабатывает слишком высокое напряжение
Отличие от CDI:
Вместо зарядной катушки используется преобразователь (инвертор)
Инвертор преобразует 12 вольт сети в высокочастотный переменный ток повышенного напряжения для заряда конденсатора
Это делает зажигание независимым от оборотов, но без аккумулятора уже никак не обойтись
Ставится в основном на спортивные мотоциклы
Почти все мозги имеют защиту, не дающую завести двигатель с подножкой на передаче, не передаче без сцепления и т.п.
Часто мотоцикл электронно (искусственно) душится мозгами, например на определенных передачах (отсечка оборотов)
Датчик Холла работает на принципе проводимости полупроводника в магнитном поле
К нему подводится питание
Когда датчик попадает в магнитное поле, на сигнальном проводе появляется напряжение близкое к напряжению питания
В остальных случаях напряжение близко к нулю
Обычно датчик имеет свой магнит, поле которого воздействует на датчик посредством вводимой в щель стальной шторкой
Такие датчики ставят на автомобили где нет паразитного магнитного поля
В мотоцикле же рядом с магнитом и катушками генератора он сойдет с ума
Поэтому в мотоцикле стоят более простые индуктивные датчики
Конструкция индуктивного датчика довольно проста
На стальной сердечник намотана катушка, а сердечник может быть с магнитом
Принцип работы:
Если пронести мимо сердечника магнит, либо сталь, если сердечник с магнитом, то в катушке индуцируется ток
Этот ток (импульс, напряжение резко подскакивает с нуля в плюс, затем возвращается на ноль) регистрируется мозгом
Получается два пика, либо множество, но два отличаются амплитудой или периодом
Мозг чаще регистрирует обратный фронт положительного пика
Когда напряжение с максимального значения начинает путь через ноль в минус, как самый точный показатель
Датчик закреплен на картере, мимо него проходит метка
Это может быть магнит на маховике или стальная звездочка на шейке коленвала
В зависимости от мозгов, датчиков может быть несколько, метка может быть одна или несколько
Датчик не требует питания
Кикстартер, электростартер и т.д.
По сути электромотор постоянного тока, чаще всего со смешанным возбуждением (для большего момента)
Внутри имеет обмотку ротора, статора и 2-4 щетки
Наружу выходит изолированный от корпуса плюсовой контакт в виде болта, соединен толстым проводом к реле стартера
Минусовой контакт через корпус стартера идет на массу
В отличии от автомобильного стартера, на мотоциклах отсутствует втягивающее реле
Оно отключает передачу момента на двигатель и подачу тока на сам стартер
Его функцию выполняет обгонная муфта и реле стартера.
Т.к. стартер потребляет огромный ток, любая кнопка и обычные провода к ней сгорят
Для этого стартер через мощное реле подключают напрямую к аккумулятору толстым проводом
На корпус реле довольно часто помещают главный предохранитель
Этот предохранитель питает всю электрику мотоцикла от клеммы идущей от батареи (чтобы не делать две плюсовые клеммы)
В зависимости от электросхемы, варианты подключения:
Две силовые клеммы (обычно в виде болтов) на аккумулятор и на стартер
Минус управляющий на массу (в некоторых случаях через датчик подножки, нейтрали и сцепления)
Плюс управляющий через кнопку стартера и замок зажигания на плюс сети мотоцикла или на контакт реле контроля стартера
Вариантов множество
Реле контроля стартера
Обычно включается через:
датчик нейтрали, подножки и сцепления на массу через диоды и через кнопку киллсвич, кнопку стартера и замок на плюс
Типовой схемы контроля стартера нет, см. схему конкретного мотоцикла
Чаще всего находится рядом с реле стартера
Коробка с тремя или двумя контактами
Когда включается поворотник, замыкается цепь:
(плюс)-(реле-переключатель-левой или правой лампы)-(масса)
Через реле идет ток определенной величины, который реле прерывает с необходимой частотой
Если тока нет, реле выключено
Если он слишком мал (перегорела лампа, светодиоды. ) реле работает с большей частотой
Или зажигает лампы на постоянку
Или не срабатывает вообще
Может сгореть от большого тока
Контрольная лампа поворотов часто включается между плюсами обоих бортов,
Таким образом получая питание с одного борта, массу получает через лампы другого не зажигая их
Лампы в виде стрелок на приборной панели подключаются как поворотники
Обычное реле, встречается в мотоциклах не часто
Состоит из катушки, которая, при подаче на нее тока, притягивает якорь, который замыкает контакты
Схема 4х контактного реле:
Контакты питания реле (85 и 86), на них подают ток для включения реле, с остальными не связаны
Общий контакт (30) или (88)
Нормальноразомкнутый контакт (87), замкнется с общим если включить реле или
Нормальнозамкнутый контакт (87), если есть, замкнут с общим при выключенном реле
Реле стартера и контроля стартера имеют идентичный принцип работы простому реле
Диод
Часть системы безопасности, защиты от дурака
Система из двух диодов, датчика нейтрали, реле подножки, датчика подножки и датчика сцепления
Не дают запустить или глушат двигатель в потенциально опасных ситуациях
Например: двигатель заглохнет если откинуть подножку на любой передаче кроме нейтрали
Без диода лампа нейтрали будет загораться при убранной подножке и выжатом сцеплении.
В таком случае двигатель не заведется, нужно включить нейтраль, либо убрать подножку, либо выжать сцепление
Система очень похожа на индикацию нейтрали, но датчик нормальнозамкнут
Красная лампа питается от бортсети, массу же берет от датчика
Датчик нажимного действия, по-сути кнопка на которую давит масло при работе маслонасоса
В нажатом состоянии датчик разрывает цепь
При включении зажигания загорается лампа, которая гаснет при запуске движка
Если лампа не гаснет при работающем двигателе, значит давления масла не достаточно
Двигатель нужно срочно заглушить и искать неисправность
Фары различаются для правостороннего и левостороннего движения
Существует американская система фар, светотеневая граница которой сильно размыта
Противотуманная фара используется для езды в туман, снег, дождь и т.п.
В дождь, снег, туман, ближний свет фар отражается от частиц воды и льда, заставляя их светиться ослепляя водителя
Положение усугубляется при включении дальнего, возникает белое полотно, которое скрывает собой дорогу
Особенность данной фары в очень четкой светотеневой границе и мощном световом потоке в верхней части светового пятна
Туман не подходит вплотную к земле, между дорогой и туманом есть прослойка чистого воздуха, в которую бьет луч
Для этого их располагают ниже основной оптики, мощный пучок света хорошо освещает дорогу и обочину
Благодаря четкой границе, фара не засвечивает туман, снег и дождь, не слепя водителя
Галогенная лампа
Та-же нить накала, в колбу добавлен галоген, пары которого не дают материалу нити испаряться
Тем самым продлевается жизнь лампе и увеличивается температура и светоотдача
Из-за высокой температуры, лампа очень чувствительна к прозрачности оптической системы
Брать лампу пальцами нельзя, на колбе остаются жирные отпечатки, которые пригорают и, в этом месте лампа прогорит
Либо перегреется и сгорит спираль из-за плохого отвода лучистого тепла через колбу
То же самое относится к грязному, затертому стеклу и мутному отражателю.
Газоразрядная металлогалогенная лампа (Ксенон)
Источником света является плазма электрической дуги
Для розжига лампы нужно время (пока не испарится ртуть и прочие прелести) и высокое напряжение
После розжига горение происходит при более низком напряжении, которое, однако, в разы выше бортового
Поэтом для такой лампы нужен пуско-регулирующий аппарат, он же блок розжига
Категорически не любит грязь, эффективнее галогенной, имеет и кучу недостатков температуры, времени розжига, цены
Светодиодная LED
Источником света является излучение p-n перехода при протекании через него тока
LED H4
Наиболее интересные экземпляры со светодиодами, повторяющими размер и расположение нити накаливания в лампе
Современные модели уже светят достойно
Качество сильно зависит от производителей светодиодов
Часто не лезет в фару из-за системы охлаждения
Иногда требуется отдельно ставить блок питания
LED фара
Не лампа, а целый оптический элемент
Имеет свою оптическую систему, заточенную под конкретные диоды, чаще всего линзованные
Дорого стоят, форм-фактор для стандартных круглых 7ми и 5ти дюймовых фар
Замечены проблемы при езеде в туман (китайские изделия)
Эффективность и срок службы диода многократно превышает все остальные типы
Для каждого типа фар предусмотрен свой тип лампы
Не удивляйтесь что воткнув в оптику для ламп накаливания мощный ксенон, вы будете слепить даже самолеты
При этом дорога станет даже темнее, а потом фара расплавится
Не нужно ставить стоваттные галогенки вместо 55, отражатель потемнеет
Так же не стоит лепить доп фары куда попало, генератор и проводка рассчитаны на определенную нагрузку
Фары необходимо мыть и периодически регулировать
Видео к этой серии статей будет так-же досупно на моем YouTube канале:
https://www.youtube.com/channel/UCqNeM37xS-FqYlqZZ3ytBXw