Принцип работы электронного зажигания CDI
Система электронного зажигания CDI не так сложна и легко диагностируема, если понимать, как она работает. Зажигание CDI (Capacitor Discharge Ignition) состоит из нескольких основных компонентов (на схеме):
Вариаций этой схемы много, давайте рассмотрим принцип работы. Конденсатор C заряжается черед выпрямительный диод D, а потом разряжается через тиристор SCR на повышающий трансформатор T. На выходе транформатора мы получаем напряжение в несколько килоВольт, благодаря которым происходит пробой воздушного пространства между электродами в свече зажигания. Это всё! Вот так просто!
Собранная на современных компонентах схема начинает выдавать искру при достижении на входе 1 примерно 80 Вольт, оптимальным напряжением считается около 250 Вольт.
Вариации схемы CDI
Если двигатель имел зажигание с прерывателем, то у него нет катушки, которую можно было бы использовать, как заряжающую. Очень часто используют повышающий трансформатор, который позволяет поднять напряжение низковольтной катушки до необходимого.
На авиамодельных двигателях экономится каждый грамм веса и каждый миллиметр габарита, поэтому у них нет магнита-ротора. Иногда прямо на вал двигателся клеится маленький магнитик, рядом с которым стоит датчик Холла. Конденсатор заряжается через преобразователь напряжения, который из 3-9В от батарейки делает 250В. Схему преобразователя напряжения в этой статье подробно рассматривать не будем, скажу только, что самое большое распространение получили схемы на основе автогенераторов, ШИМ-контроллеров и инверторного типа.
Если вместо диода D использовать диодный мост, то мы сможем снимать обе полуволны напряжения с катушки. Следовательно можно повысить емкость конденсатора С, что усилит искру.
Настройка УОЗ
Если у вас используется датчик, то необходимо подобрать его оптимальное положение.
Зажигание для Stels 500 GT(K) от Александра Гришко
Доброго времени суток!
Систематически у меня закрадывается мысль о улучшении штатного зажигания моего квадрика. Причин тому несколько. Основная- большой расход топлива.
В качестве альтернативы рассматривал зажигание от Гришко и ВАЗовское с октан корректором. Но как известно, лучшее враг хорошему. Тк проблем от которых многие владельцы Хайсанов страдают, у меня нет, то и менять штатное пока не буду.
У Вас наверное закрался вопрос- а тогда зачем этот пост?
Ответ прост. Сегодня речь пойдет о другом квадрике. о Стелс 500 GT- т.е. Казума. Там есть проблема с родным коммутатором. При низком уровне заряда АКБ, плохих контактах, сгоревшей катушке сгорает коммутатор.
Проблема эта лечится. Многие владельцы ДжиТих сразу меняют на зажигание от Гришко и проблема уходит на долго.
Тк со своими квадриками в гараже периодически ковыряюсь, то товарищ обратился ко мне с целью ремонта его квадрика. У него Джитиха. Вариантов я предложил несколько. От замены родного блок на родной, до полной замены на комплект альтернативной системы зажигания — Inductive Discharge Ignition. разработки Гришко.
Покупал на сайте суперзажигание.рф. Там и подробное описание и цены.
Единственное скажу, что там на Казуму можно купить 2 варианта зажигания.
1. Блок зажигания DC-CDI/REG 500K/GT- повышенная мощность искры, подстройка УОЗ, многоискровой аварийный режим, полная защита от перенапряжения (микропроцессорный регулятор напряжения), полная совместимость со штатным;
2. Полный установочный комплект IDI
Выбрали второй вариант, тк квадр зимует на улице, да и зимой может эксплуатироваться.
Отчет о замене выложу позже, когда снимут самоизоляцию.
Определяем неисправность коммутатора на квадроцикле.
На всех карбюраторных квадроциклах установлены коммутаторы (блок CDI). Коммутаторы бывают двух видов, с переменным током подключения и с постоянным. Коммутатор с переменным током работают от напряжения 150-160 вольт. Такое напряжение он получает от катушки установленной в генераторе квадроцикла. Эта катушка отвечает только за напряжение, идущее на коммутатор. Все остальные катушки в генераторе отвечают за работу другой электроники на квадроцикле. Коммутатор с постоянным током работает непосредственно от бортовой сети 12 вольт. На генераторе такого квадроцикла нет отдельной катушки для питания коммутатора.
Коммутатор проверяется только в схеме. Прозвонить его невозможно. Поэтому подключаем коммутатор к разъёму, Включаем зажигание и крутим стартером несколько секунд. Первым делом проверяем, подходит ли питание на коммутатор из генератора 150-160 вольт, переменного тока. Если приходит, значит с этим порядок. Далее смотрим, нет ли минуса на проводе, который отвечает за глушение двигателя. Минус туда должен подаваться только в момент нажатия на кнопку экстренного глушения двигателя. Переходим к следующему проводу, это постоянный минус, то есть масса. Обычно он всегда бывает зеленого цвета и на нём всегда сидит минус. Если минус есть, смотрим провод датчика коленвала (холла).
С помощью мультиметра нужно замерить сопротивление на датчике холла. Если провод из датчика холла выходит один, то вторым концом провода служит масса. На этих двух проводах должно быть сопротивление 120-150 ом. И в заключении проверяем, выходит ли импульс на катушку зажигания. Здесь так же переменный ток 150-160 вольт. Если импульс на катушку из коммутатора выходит, значит Ваш блок CDI исправен.
CDI vs IDI. Часть 1
Что плохого в CDI и чем IDI лучше
Снова придётся писать о недостатках китайских квадров. И пусть этот недостаток ездить в принципе особо не мешает (многие вообще считают нормой даже то, когда квадр бесстыже пердит в трубу), к поломкам не приводит (случаев выхода китайского CDI из строя относительно количества «китайцев» действительно не так уж и много, но вот относительно ситуации с «брендами» всё же многовато), да и встречается далеко не только на «китайцах» (CDI применяется на огромном количестве мототехники самого разного производства), но ведь некоторые в очередной раз скажут «эти ваши китайцы состоят сплошь из одних недостатков!». Ну да ладно, в конце концов, для меня недостаток это всё, что не идеально, а дальше пусть преподносят как хотят…
Вот и применяемая на ATV система зажигания с накоплением энергии в конденсаторе (Capacitor Discharge Ignition) для меня является одним большим недостатком. Из её плюсов можно отметить: компактность (актуально для мототехники), низкое потребление энергии (отчасти актуально) да высокое быстродействие (для оборотов ниже 10 в 4 степени вообще не актуально). А, забыл про главный плюс – дешевизна. Правда, к сожалению, пользуются данным плюсом только производители. Для нас компоненты выходят на порядок (в буквальном смысле!) дороже, чем аналогичные части автомобильных транзисторных систем IDI (c накоплением энергии в катушке зажигания: Inductive Discharge Ignition).
К слову, обычно именно зажигание IDI называют «транзисторным», причём независимо от того, какой ключевой элемент использован в коммутаторе и, более того, невзирая на возможность наличия в коммутаторе CDI… транзистора. Так уж сложилось, что «автомобильное» зажигание с накоплением энергии в катушке зажигания именуют «транзисторным», а «мотоциклентное» с накоплением энергии в коммутаторе – «конденсаторным». В данном отчёте понятия «транзисторное» и «конденсаторное» применительно к зажиганию я также использовал в общепринятом смысле.
Да, для буквоедов отмечу, что, на Stels 500К (да и на большинстве других квадров) используется не CDI в чистом виде, а DC-CDI – конденсаторное зажигание, питаемое постоянным током (Direct Current) от бортовой сети (а не переменкой от отдельной обмотки генератора, как «чистое» CDI, которое можно встретить, к примеру, на многих скутерах). Но для простоты всё же буду обозначать его обобщённо «CDI».
Есть и квадроциклы, штатно оснащённые зажиганием IDI – это большинство аппаратов с инжекторными моторами (да и было бы глупо ставить на управляемый ECU мотор примитивное CDI). Понятное дело, что такая комбинация на сегодняшний день является эталоном (к которому от части и будем стремиться при замене штатной системы зажигания «простого» квадра).
Плюсы CDI я отметил, переходим к минусам.
Самый главный минус – очень короткая и довольно слабая искра. Время зарядки конденсатора ограничено (особенно на средних и высоких оборотах), поэтому накопить он может строго лимитированное количество энергии (при этом ставить конденсатор повышенной ёмкости бесполезно – он будет постоянно недозаряжен). Далее по сигналу от датчика момента искрообразования этот небольшой заряд выстреливается в закороченную на землю первичную обмотку небольшой КЗ, в результате чего во вторичной обмотке возникает высокое напряжение, пробивающее искровой промежуток свечи. Поскольку заряд конденсатора мал, то мала и сила искры: у 500К так вообще на уровне пъезоэлемента большой зажигалки, у «брендов» вероятно получше (там возможно используются более качественные конденсаторы и т.п.). Но любой конденсатор разряжается практически мгновенно, поэтому продолжительность искры в системе CDI в 15-20 раз меньше, чем в системе с накоплением энергии в катушке зажигания (касается техники любых производителей). Топливно-воздушная смесь просто не успевает нормально разгореться (особенно в режимах, когда её состав уходит от оптимального). Слабость искры усугубляется и тем, что в системе CDI максимально допустимый зазор между электродами свечи зажигания составляет 0,7-0,8 мм (бОльший зазор слабый разряд может и не пробить), в транзисторном же IDI оптимальным будет зазор 1,0-1,1 мм (а это уже совсем другие бананы).
В качестве примера могу привести обычный костёр:
цикл наполнения – принесли дрова
цикл сжатия – сложили «виг-вам»
воспламенение (искра) – либо быстро подносим спичку, которая тухнет через несколько секунд (CDI), либо обдаём дрова пламенем из газовой горелки (IDI).
Понятное дело, во втором случае костёр разгорится намного лучше.
Ещё один огромный минус – невозможность запуска двигателя при частично разряженном аккумуляторе. Причём порой энергии АКБ ещё более чем достаточно для уверенного проворота коленвала, но двигатель не запускается. Причина в том, что в момент пуска происходит просадка напряжения, не хватает энергии для зарядки конденсатора CDI и искры нет, либо она очень слабая. При этом многих сбивает с толку то, что при проверке «на воздухе» искра есть, но в цилиндре под давлением, где условия для искрообразования значительно хуже, искры уже нет и соотв. нет запуска притом, что при проверке какая-то искра была. Система с накоплением энергии в катушке зажигания (IDI) лишена такого недостатка: катушка высокой энергии может вытягивать питание из АКБ и выдавать сильную искру вплоть до напряжений питания 6-7 вольт. Думаю, многим знакома ситуация, когда при практически полностью разряженном аккумуляторе автомобиля во время попытки запуска гасли все лампочки на панели, стартёр делал медленный и невнятный полуоборот, но двигатель каким-то чудом запускался. Так вот это только благодаря катушке – даже при столь плачевном положении дел с АКБ она могла достаточно насытиться и дать мощную искру для уверенного запуска.
Следующие минусы системы CDI являются следствием из упомянутых выше, однако не сказать о них нельзя (далее везде в сравнении с транзисторным зажиганием):
— меньшая отдача (пониженный КПД) двигателя;
— повышенное потребление топлива;
— плохие экологические показатели;
— повышенные требования к настройке и точности работы систем питания и газораспределения.
К минусам можно отнести и магнитные свойства индукционного датчика, притягивающего к себе металлические частички, в результате налипания которых сбивается фронт сигнала и блок зажигания CDI «искрит» с задержкой (позднее зажигание с характерными выстрелами в трубу и перегревом выпускного тракта).
Про общую надёжность коммутаторов двух систем я вообще молчу! Одна зависимость от конденсатора чего стоит: потеряй он часть ёмкости в процессе работы, как и без того хилая искра станет ещё хуже. Автомобильные же коммутатор и катушка без проблем могут отходить несколько сотен тысяч км (то есть переживут несколько квадров).
Для «брендов» недостатки зажигания CDI возможно не столь актуальны в силу гораздо более высокого качества как электрики в целом, так и конкретно элементов системы зажигания (хотя не раз приходилось читать на форуме о том, как и именитые аппараты стреляют в трубу под сброс газа, причём неизлечимо). Китайцы, в общем-то, тоже ездят с CDI, причём часть вполне сносно. Но: в любом двигателе искра является отправной точкой для процесса превращения бензина в движение, и получить максимальную отдачу от мотора можно только обеспечив наилучшее из возможных искрообразование.
Как подитог: данный отчёт будет полезен для тех, кто стремится к совершенству, а так же тех, у кого по каким-либо причинам барахлит или вышло из строя штатное зажигание.
В первую очередь имею в виду владельцев карбюраторных китайских квадров: для 500-700 кубовых первостепенным будет повышение надёжности, для мало- и среднекубатырных на первый план выйдет возможность повышения отдачи двигателя (хотя, понятное дело, немного «лишней» прыти для первых и надёжности для вторых так же не будут лишними).
Второй «участок» применения – все карбюраторные ATV (и китайцы, и «бренды») в случае наличия неисправностей в системе зажигания: чем пытаться наладить штатное забарахлившее CDI, лучше заменить зажигание целиком.
Под неисправностями имею в виду как полный отказ, так и, в частности:
А) позднее зажигание
Среди неполадок системы зажигания встречается наиболее часто; симптомы следующие:
— хлопки в глушитель при сбросе газа;
— повышенный нагрев выпускного тракта;
— запах не полностью прогоревшего бензина (поэтому многие путают позднее зажигание с переливающим карбюратором).
Повторюсь, приходилось не раз читать (в том числе и на нашем форуме) что «пердящий» квадроцикл вполне нормальное явление – но это вовсе не так! Задержка искрообразования не только вызывает потерю мощности, повышенный расход топлива и неприятные посторонние звуки при работе двигателя, но и может привести к повреждению выпускных клапанов, а также перегреву и короблению ГБЦ!
Б) раннее зажигание
Встречается довольно редко, но на всякий случай симптомы:
— обратные хлопки в карбюратор;
— обратные удары в поршень.
Данная неисправность может привести и вовсе к прогару поршня и даже поломке всей ЦПГ, благо что встречается не часто.
И третье: оправданность замены системы зажигания на исправных карбюраторных «брендах» каждый может определять для себя сам: надёжность и качество компонентов их конденсаторных систем достаточно высоки, как, в прочем, и энерговооружённость самих квадров, поэтому «тактильный» эффект от доработки может оказаться не столь заметным (хотя это надо проверять на практике). Что до надёжности – как штатное крякнется, так можно и заменить на транзисторное. В прочем, и тут возможны варианты. Всё будет зависеть от тех, кто всё же решит заменить конденсаторное зажигание на «бренде» (например, в случае выхода CDI из строя) и поделится ощущениями.
К слову, отдельно что касается «горячих голов»: ставить на квадроциклы фильтры нулевого сопротивления и настроенный выхлоп без замены кондерсаторного зажигания на полноценное транзисторное – напрасная трата времени, сил и средств. Начинать надо с базовых вещей, а там глядишь и шумовые эффекты не понадобятся.
Как итог. Цель создания отчёта – помочь единомышленникам в изготовлении и установке на квадроцикл системы зажигания IDI с микропроцессорным управлением с минимальными затратами времени и сил, сделать возможной такую доработку для максимального количества желающих независимо от их навыков в радиоэлектронике, и, более того, дать возможность самостоятельного создания системы даже тем, кто возьмёт в руки паяльник первый раз в жизни, при этом обезопасить всех желающих установить предложенное зажигание от возможных в процессе создания ошибок.
Отдельно выделю системы CDI, устанавливаемые на спортивные (в полном смысле слова, а не бутафорские) автомобили. Эти системы могут давать не только очень мощную, но и достаточно продолжительную искру. Однако из общего с применяемыми на мототехнике у них только принцип работы (запасание энергии в конденсаторе), остальное же, включая энергопотребление, сложность и стоимость, отличается, мягко говоря, очень ощутимо. К тому же, «гоночное» CDI даёт преимущество перед IDI только на запредельных оборотах, которые недостижимы для большинства ATV (по кр. мере, на утилитарниках точно). Поэтому ещё раз особо подчёркиваю – выше веду речь об обычном простом мото CDI и сравниваю именно наше CDI с традиционным для большинства самых разных автомобилей «транзистроным» IDI. Это так, ремарка для любителей поспорить на любые темы.