Motor CDI – princip činnosti, vlastnosti a výhody této technologie.

CDI Ignition – I když se svět obrací k elektromobilům a motorům, plynové motory zůstávají důležitou součástí moderního vozu a v dohledné době nezmizí. Klíčovou součástí těchto motorů, zejména vysokootáčkových motorů, je zapalovací systém CDI.

Pokud váš projekt potřebuje použít plynový motor, musíte vědět, jak vytvořit CDI pro snadný návrh v PCB a jak to funguje. Těmto tématům se budeme podrobně věnovat níže, tak se podívejte! Toto zařízení je na motorce velmi běžné a najdete ho pod sedlem.

Co je zapalování CDI?

CDI (kapacitní výbojové zapalování), známé také jako mozková skříň, impulsní balíček nebo zapalovací skříň, je černá skříňka a tvoří jádro zapalovacího systému. Jeho úlohou je ovládat vstřikovač a zapalovací svíčku pro zajištění stabilního chodu motoru. Dostanete ho většinou v malých motorech, jako jsou sekačky na trávu, řetězové pily, motocykly a motory na písčitou pláž. Ale některá auta mají i turbíny.

Zdroj: Wiki share.

Cytyristorové zapalování je vylepšením oproti IDI (indukční zapalování), protože má kratší dobu nabíjení, takže je ideální volbou pro vysokorychlostní motory.

CDI zapalování – Jak funguje systém CDI?

Hlavní komponentou v CDI jsou kondenzátory, kterými systémem prochází proud a rychle vytváří náboj. Tato energie je čerpána do zapalovací cívky ve správný čas, aby se zvýšila výdej energie jiskry a zapálil motor.

Z techničtějšího hlediska jednotka přijímá dva napěťové vstupy: jeden z alternátoru a druhý z cívky pro sběr vln. Výstupní napětí alternátoru je (100-200 VAC) a cívka pro sběr vln přivádí nízkonapěťový impuls (10-12 VAC).

Kondenzátor můžete nabíjet pouze stejnosměrným proudem, takže vysokonapěťové střídavé napětí je usměrněno a výsledný stejnosměrný proud jde do vysokonapěťového kondenzátoru.

nízkonapěťový usměrňovač SCR (SCR) z cívky pro sběr vln, který pomáhá uvolnit vysokonapěťový náboj uložený v kondenzátoru. Tyto náboje vstupují do primární cívky zapalovací cívky. Proto SCR funguje jako spouštěcí obvod nebo impulsní cívka.

Zdroj: Wiki share.

Produkce jisker vyžaduje vysoké napětí a systém CDI může tuto energii rychle poskytnout ve velmi krátké době nabíjení. Zapalovací obvod funguje jako zvyšovací transformátor. Když vysokonapěťový náboj z kondenzátoru dosáhne tohoto, cívka jej zvedne na tisíc voltů a poté jej pošle do zapalovací svíčky.

Struktura kapacitního výbojového zapalovače

CDI obsahuje několik částí, z nichž všechny jsou integrovány se systémem zapalování. Patří mezi ně následující:

Zapalování CDI setrvačník a stator

CDI kolář se skládá z velkého permanentního podkovového magnetu, stočeného do kulatých magnetů. Jeho účelem je otevřít klikový hřídel. Na druhé straně stator je deska, která obsahuje všechny cívky, které vyžadují zapnutí zapalovací cívky, obvodu nabíjení baterie a lampy.

Nabijte cívku

Jak název napovídá, tato cívka je pro nabíjení, produkuje 6V pro nabití kapacity. Je součástí statoru a vyrábí elektřinu v závislosti na pohybu setrvačníku. Tato energie pak proudí z kondenzátoru do zapalovací svíčky k zapálení paliva.

CDI-Hallův senzor zapalování

Účelem Hallova senzoru je měřit Hallův jev, což je okamžitý bod, ve kterém magnet v setrvačníku mění póly. Pamatujte, že setrvačník otáčí podkovovým magnetem, takže polarita se několikrát změní ze severu na jih.

Zdroj: Wikimedia Commons

Když k tomuto přepnutí dojde, snímač vyšle impulz do jednotky CDI, spustí ji, aby převedla energii uloženou v kondenzátoru do vysokonapěťového transformátoru (zapalovací cívky).

Značka synchronizace

Časová značka je libovolný bod vyrovnání, který udává, kdy horní zdvih pístu odpovídá bodu ovládání statoru a setrvačníku. Deska statoru a skříň motoru sdílejí tento bod a otáčením desky statoru doprava nebo doleva se změní bod aktivace CDI.

Spouštěcí obvod CDI zapalování

Spouštěcí obvod se obvykle skládá z křemíkového řízeného usměrňovače (SCR), tyristoru nebo tranzistorového spínače. Spouští se impulsem ze senzoru Hallova jevu a umožňuje proudění proudu pouze z jedné strany obvodu, dokud nenastane spouštěcí událost. Jakmile jsou kondenzátory naplněny, CDI se znovu spustí.

Kapacitní výbojové zapalování: Ekvivalentní schéma zapojení

Zdroj: Wikimedia Commons

Různé typy CDI zapalování

Zapalovací moduly CDI se dodávají v následujících dvou typech:

Zapalování CDI-modul AC-CDI

Zdrojem energie pro tento modul je střídavý proud generovaný alternátorem. Jedná se o nejběžnější systém CDI používaný u malých motorů a je obvykle umístěn pod magnetizovaným setrvačníkem.

Ne všechny mini motory jsou však vybaveny CDI. Některé mají zapalování magnetem a starší motory ze 60. let používaly systém přenosu výkonu.

Zapalování CDI-modul DC-CDI

Ve srovnání s modulem AC-DCI používá tento modul jako zdroj energie baterii. Vozy s tímto systémem však mají přesnější časování zapalování a bez problémů dokážou nastartovat motor za studena. Systém proto vyžaduje DC/AC střídač ke zvýšení vybíjecího napětí DC kondenzátoru z 2V na 400/600V.

Velký AC/DC invertor

Zdroj: Wikimedia Commons

Které CDI je lepší?

Žádný z těchto dvou modulů není lepší než druhý, ale každý je vhodný pro jiné aplikace. Například AC-CDI má jednoduchý design a je méně pravděpodobné, že se setká s problémy. Na druhou stranu je DC-CDI velmi efektivní při nízkých teplotách a poskytuje přesné časování zapalování.

Obecně je CDI necitlivý na bočníky zapalovací svíčky a může produkovat více jisker v rychlém sledu. Díky těmto vlastnostem je ideální pro širokou škálu aplikací.

Výhody CDI

Plně nabije kondenzátor během krátké doby, typicky 1 ms

Necitlivé na elektrické bočníky způsobené znečištěnými zapalovacími svíčkami

Rychlá přechodová odezva zapalovacího systému s vybíjením kondenzátoru

Rychlý nárůst napětí

Nevýhody CDI

Systém CDI vytváří drsný elektromagnetický šum.

Krátká, ale silná jiskra nestačí k zapálení chudých směsí při nízkém výkonu.

Zapalovací modul s vybíjením kondenzátoru

Zdroj: Wikimedia Commons

Jak vytvořit blok CDI?

Obvod jednotky CDI je poměrně jednoduchý a je umístěn odděleně od zapalovací cívky. Pro montáž budete potřebovat následující díly:

Dva odpory (5,6 a 56 Ohm, 0,5 W).

Tři diody 1N4007, 1000V, 1A

Jeden SCR (TIC106D, 5A, 400V)

Dva mylarové kondenzátory (2uF, 400V)

Princip činnosti obvodu

Schematické schéma bloku CDI pro Honda C90

Při otáčení setrvačníku vzniká magnetické pole, které proniká do jádra nabíjecí cívky a vytváří střídavé napětí. Toto napětí prochází přes D3 v propustném směru a vytváří stejnosměrný elektrický náboj, který napájí C1 a C2.

Jak se proud střídá, protéká přes R1 do D1 a D3 na opačné straně v záporném polovičním cyklu. Proud také poteče ke kolíku K SCR1, poté přes R2 ke kolíku G SCR1. Na konci tohoto cyklu opět nabije kondenzátory.

Pokles napětí na R2 spustí G pin SCR1, což způsobí, že obvod bude fungovat. Během vybíjení posílá SCR1 akumulované napětí na svorky A a K a D2 a poté do primárního vinutí indukční cívky.

Magnetické pole vytvořené napětím procházejícím primární cívkou indukuje v sekundární cívce proud, který vytváří vysoké výstupní napětí. Toto indukované napětí prochází sekundární cívkou k zapalovací svíčce a je dostatečně silné, aby vytvořilo silnou jiskru přes obloukovou mezeru.

Když však SCR1 nepracuje, primárním vinutím zapalovací cívky neprotéká žádný elektrický proud. Proto tato součást zapalovacího systému funguje jako spoušť pro zapalovací skříňku.

SCR1 funguje během časování zapalování nebo když zdvih pístu dosáhne maximální úrovně, aby zajistil, že jiskra zapálí směs vzduchu a paliva ve správný čas.

Tento proces probíhá nepřetržitě, aby motor běžel. Ale pokud to chcete zastavit, zavřete SW spínač. Proud poteče k zemi a přestane fungovat SCR1. Toto uzemnění zastaví proces uvolňování náboje z kondenzátorů.

Jak zkontrolovat zapalování CDI?

Pro ověření činnosti jednotky CDI jsou k dispozici různé testovací nástroje, ale nejběžnější je použití osciloskopu nebo multimetru.

Zdroj: Wikimedia Commons

Jak řešit problémy se systémem CDI

Odstraňování problémů se systémem CDI není snadné, ale obvykle je příčinou většiny elektrických problémů v motoru. Proto můžete vědět, že došlo k problému s jednotkou, pokud zaznamenáte následující příznaky:

Problémy se startováním motoru

Shrnutí

Závěrem lze říci, že systémy CDI jsou kritická zařízení ve vysokootáčkových motorech. Díky své kondenzátorové konstrukci rychle akumulují dostatečný náboj a dodávají zapalovací cívce silný impuls ve správný okamžik zážehu.

Pokud takové zařízení potřebujete pro svůj projekt, výše uvedený diagram by vám měl pomoci s procesem návrhu. Pokud potřebujete další upřesnění, kontaktujte nás a my vám sestavíme DPS pro vaši práci za rozumnou cenu.

Ahoj, jsem Hommer, zakladatel WellPCB. Dnes máme více než 4000 klientů po celém světě. Máte-li jakékoli dotazy, můžete mě kontaktovat. předem děkuji.

CDI je jedním z typů dieselových motorů, které jsou výnosnější než benzínové. Existuje několik druhů takových motorů: HDI, TDI, SDI a CDI, o kterých stojí za to mluvit podrobněji.

Vlastnosti motoru CDI

Měli byste pochopit vlastnosti motoru CDI, co to je a jak byl tento motor vytvořen.

Motor CDI běží na naftu a zkratka znamená Common rail Diesel Injection. To znamená, že motor využívá speciální systém přímého vstřikování paliva CR nebo Common Rail. To znamená, že motor CDI má společný kanál, kterým je dodáváno palivo. Systém CR se objevil jako výsledek snahy o zlepšení ekologičnosti motorů a zvýšení jejich účinnosti. Technologii navrhl a vyvinul Bosch již v 90. letech, ale používal ji koncern Mercedes.

Takové motory jsou vybaveny originální řídicí jednotkou, která díky speciálnímu softwaru udržuje tlak na vysoké úrovni po celý provozní cyklus při jakémkoli zatížení, tlaku a rychlosti. Palivová směs je tak v motoru vždy distribuována pod vysokým tlakem. Vstřikování paliva je prováděno přímo vstřikovači (vstřikovač), které mají elektrický řídicí obvod a jsou vybaveny elektromagnetickými ventily. Ventily jsou často piezoelektrické.

Rozdíl mezi motorem CDI a systémem CR je v tom, že než hlavní část paliva vstoupí do spalovací komory, provede se předvstřik – to vše ve velmi krátké době. To znamená, že hlavní objem paliva vstupuje do připravené komory, čímž se zlepšuje hořlavost směsi a snižuje se její spotřeba.

Motor CDI se následně (od roku 2002) začal vyrábět v továrnách jiných koncernů, ale veškerý nejnovější vývoj provádí a implementuje Mercedes. Tento systém se stal velmi populární v Evropě. V současné době je polovina automobilů v evropském automobilovém průmyslu vybavena motorem CDI.

Výhody

Hlavní výhodou takových motorů je výrazné zvýšení výkonu – 40% při snížení objemu spotřebovaného paliva o 10-15%. Kromě:

• prodlužuje se životnost dílů a motoru;
• motor během provozu produkuje méně hluku;
• vyšší točivý moment;
• vibrace sníženy;
• toxicita emisí se snížila.

Čtěte také: Jaký je rozdíl mezi kartáčovanými a bezkomutátorovými motory, jejich výhody a nevýhody

To je rozhodně působivý výsledek, ale kvůli složitosti zařízení a drahým náhradním dílům byly opravy obtížnější a dražší. Navíc ne každý mistr provede opravy. Navíc se doporučuje používat pouze značkové náhradní díly, jinak nemůžete počítat se zárukou. Motory CDI jsou navíc obzvláště náročné na kvalitu paliva.

Omezení

Skutečnost, že zakladatelem motorů CDI se stal právě Mercedes, svědčí o vysoké kvalitě těchto motorů. Nedalo se však vyhnout některým problémům, které stojí za zvážení na příkladu prvního motoru – modelu OM611.

Jedná se o 4válcový motor s 16ventilovou hlavou válců se systémem přímého vstřikování CR a mezichlazenou turbínou. Motor 611 byl instalován na téměř všech modelech, které byly vyrobeny na počátku roku 2000. Motory se lišily výkonem. U nejvýkonnějších motorů toho bylo dosaženo díky turbíně s proměnnou geometrií a softwaru. Vzhledem k vysoké účinnosti je vnější ohřev motoru nízký, takže pro provoz v chladném období výrobci instalovali kapalinový ohřívač Webasto.

Dávejte pozor! Na základě tohoto modelu se vyráběly i motory dalších generací. A všechny nedostatky byly zděděny.

Systém CR byl na tento motor instalován poprvé. Je to docela spolehlivé, ale ohnivzdorné podložky a šrouby často selhávají při výměně nebo opětovné instalaci trysek, zůstávají pozadu a nejsou nahrazeny novými. Šrouby určené k jednorázovému použití se při opakované montáži „natahují“ a nezajišťují správnou fixaci dílu v sedadle. Kvůli tomu se v sedadlech tvoří koks a vstřikovače se pak velmi obtížně vytahují.

Důležité! Vstřikovače je třeba diagnostikovat každých 100 tisíc km a po manipulaci s nimi je třeba nainstalovat nové šrouby.

Další problém souvisí se svíčkami. Jednou za 20 tisíc kilometrů by měly být odšroubovány a ošetřeny tepelnou pastou, jinak bude v budoucnu odstraněna hlava válců a vyvrtány zapalovací svíčky.

Čtěte také: Co je to hydromechanická převodovka a jak funguje?

Jedna z hlavních nevýhod souvisí s klikovým mechanismem – otáčí vložkou. To je ovlivněno mnoha faktory:

• Nedostatečný tlak oleje – To je způsobeno tím, že olejové čerpadlo nevytváří dostatečný tlak. Někdo to změní na výkonnější a problém zmizí.
• Nesprávný olej – motor musí být provozován na olej správné kvality a zkracuje se interval jeho výměny.
• Nefunkční USR.
• Jízda „těsně“ – to nelze udělat. Jízda pod napětím a se zátěží může vést k poruše klikového hřídele.

Důležité! Výměna vložek se doporučuje jednou za 1 tisíc kilometrů.

• porucha snímačů klikového a vačkového hřídele;
• selhání vstřikovačů, ke kterému dochází v důsledku opotřebení v důsledku vysokého počtu najetých kilometrů a špatné kvality paliva – mění se hydraulická hustota vstřikování a klesá tlak v palivové liště;
• vadný snímač tlaku v rozdělovači paliva;
• porucha palivového uzavíracího ventilu;
• V zimě se snižuje elasticita pryžových těsnění vstřikovacího čerpadla, a proto začíná unikat motorová nafta.

Existují další méně časté problémy.

Motor CDI je vyspělejší než běžné benzinové motory, ale ani v jeho případě se konstruktéři nevyhnuli jistým problémům. Aby motor fungoval co nejefektivněji a předešlo se výše popsaným poruchám, je nutné dodržovat doporučení výrobce pro údržbu: vyměňte včas veškeré spotřební materiály, provádějte diagnostiku, tankujte pouze kvalitní palivo a používejte originální náhradní díly pro výměnu.