POLITECHNIKA POZNAŃSKA	Wydział Maszyn Roboczych i Transportu	Wykonawca: Ewelina Zakrzewska
Prowadzący: mgr.inż. Michał Filipiak	Kierunek : Transport	Grupa: T3
Data wykonania ćwiczenia: 21.05.2013	Semestr: IV	Grupa labolatoryjna: II
Labolatorium z Elektrotechniki w Środkach Transportu
TEMAT : Badanie układów zapłonowych

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i zasadą działania układów zapłonowych. Sprawdzenie działania oraz badania układów i poszczególnych elementów składowych.

2. Wstęp teoretyczny - iskrowy układ zapłonowy

We wszystkich współczesnych silnikach spalinowych o zapłonie iskrowym stosuje się wyłącznie elektryczne urządzenia zapłonowe, których źródłem energii jest akumulator. Prąd elektryczny z akumulatora przepływa przez uzwojenie pierwotne cewki zapłonowej do masy, z którą połączony jest drugi zacisk akumulatora. Cewka zapłonowa przypomina budową transformator – posiada małą liczbę zwojów uzwojenia pierwotnego i dużą liczbę zwojów uzwojenia wtórnego. Przepływ prądu powoduje powstanie w obu uzwojeniach pola magnetycznego. Zamknięcie przepływu wywołuje indukowanie w uzwojeniu wtórnym siły elektromotorycznej powodującej przeskok iskry na elektrodach świecy zapłonowej. Przepływ prądu do masy wiedzie przez uzwojenie wtórne, przewód wysokiego napięcia i świecę zapłonową. O chwili rozpoczęcia przepływu przez uzwojenie pierwotne cewki zapłonowej jaki i o zaprzestaniu przepływu decyduje układ sterowania zapłonem. Czas trwania przepływu prądu w  cewce nazywany jest czasem zwarcia, chwila przerwania przepływu prądu oznacza rozpoczęcie zapłonu. Klasyczny układ zapłonowy z mechanicznym rozdzielaczem i pojedynczą cewką zapłonową przedstawiono na poniższym rysunku.

Klasyczny układ zapłonowy: 1 – akumulator, 2 – włącznik zapłonu,
3 – cewka zapłonowa, 4 – rozdzielacz zapłonu, 5 – kondensator,
6 – przerywacz, 7 – œwiece zapłonowe

Kolejne układy zapłonowe ewaluowały w stronę coraz szerszego zastępowania elementów mechanicznych komponentami elektronicznymi i wprowadzania sterowników. Obecność mikroprocesora stwarza znacznie większe możliwości precyzyjnego sterowania kątem wyprzedzenia zapłonu i kątem zwarcia (czasem przepływu prądu przez uzwojenie pierwotne cewki zapłonowej) w stosunku do regulatorów mechanicznych. Rozwój zapłonu klasycznego dotyczy również miniaturyzacji cewek zapłonowych oraz integracji w jedną całość elementów układu zapłonowego.

Do głównych elementów układów zapłonowych należą:

• Cewki zapłonowe

• świece zapłonowe

• Przewody wysokiego napięcia

• Rozdzielaczowe układy zapłonowe

• Bezrozdzielaczowe układy zapłonowe

3. Schemat układu pomiarowego

a) układ klasyczny

Objaśnienia do schematu:

1. akumulator, 2. wyłącznik zapłonu, 3. kondensator,

4. cewka zapłonowa, 5. przerywacz zapłonu, 6. rozdzielacz zapłonu,

7. iskiernik ostrzowy lub wirujący

b) układ elektroniczny

Objaśnienia do schematu: 1. świece zapłonowe, 2. rozdzielacz zapłonu, 3. obwód wysokiego napięcia, 4. generator impulsów, 5. obwód niskiego napięcia, 6. akumulator, 7. wyłącznik zapłonu, 8. moduł elektroniczny, 9. uzwojenie pierwotne cewki, 10. uzwojenie wtórne cewki.

4. Wyniki pomiarów

1. Pomiar rezystancji czujnika indukcyjnego

Uzwojenie czujnika R= 1,56 [kΩ] = 1560 [Ω]

2. Pomiar rezystancji cewki zapłonowej

Lp.	Uzwojenie pierwotne [Ω]	Uzwojenie wtórne [Ω]
1.	3,4	7000
2.	3,5	6900
3.	3,4	7000
4.	3,4	7000
5.	3,5	6900
średnia:	3,44	6960

Przebicie w cewce większe od 20 MΩ, więc cewka jest sprawna

3. Pomiar długości iskry oraz określenie napięcia wtórnego cewki zapłonowej

Lp.	Odległość między ostrzami iskrowymi [mm]	Napięcie szczytowe [kV]
1.	15	23
2.	13,75	21
3.	12,5	20

4. Sprawdzenie charakterystyki regulatora odśrodkowego

Lp	Prędkość obrotowa n [obr/min]	Zmiana kąta zapłonu α [⁰]	Prąd pobierany przez układ zapłonowy I [A]
1.	800	0	1,2
2.	1000	4	1,1
3.	1200	5	1
4.	1400	5	0,95
5.	1600	3	0,9
6.	1800	4,5	0,85
7.	2000	5	0,8
8.	2200	5	0,8
9.	2400	5,5	0,75
10.	2600	5,5	0,75
11.	2800	6	0,72
12.	3000	6	0,7
13.	3200	6,5	0,67
14.	3400	6,5	0,65
15.	3600	7	0,65




5. Sprawdzenie charakterystyki regulatora podciśnieniowego

Pomiary wykonane dla prędkości n= 2000 [obr/min]

Lp.	Podciśnienie regulatora p [mmHg]	Zmiana kąta zapłonu [⁰]
1.	400	13
2.	380	12,5
3.	360	12
4.	340	11,5
5.	320	11
6.	300	10,5
7.	280	10
8.	260	9
9.	240	8,5
10.	220	8
11.	200	7
12.	180	6
13.	160	5
14.	140	4,5
15.	120	4
16.	100	4
17.	80	3,5
18.	60	3,5
19.	40	3,5
20.	20	3
21.	0	3




6. Charakterystyka prądu pobieranego przez układ zapłonowy




5. Wnioski

Układ zapłonowy należy do najważniejszych urządzeń w silniku z zapłonem iskrowym, a od jego sprawności zależy rozruch silnika, ilość zużycia paliwa, toksyczność emitowanych spalin, osiągi samochodu i wiele innych.

Układ zapłonowy wykorzystuje energię elektryczną, której źródłem jest akumulator. Prąd elektryczny płynie wprost z niego przez uzwojenie pierwotne cewki zapłonowej aż do masy, połączonej z drugim zaciskiem akumulatora. Powoduje to powstanie pola magnetycznego w obu uzwojeniach. Z kolei indukowanie w uzwojeniu wtórym siły powodującej przeskok iskry na elektrodach świecy zapłonowej, dzieje się poprzez zamknięcie przepływu prądu. Prąd płynący od masy musi przebyć drogę przez uzwojenie wtórne, przewód wysokiego napięcia i świecę zapłonową. Niezwykle istotny w tym procesie jest układ sterowania zapłonem, który decyduje nie tylko o chwili rozpoczęcia przepływu przez uzwojenie pierwotne cewki zapłonowej, a także o zaprzestaniu przepływu. Sprawne działanie układu pozwala zapobiec awariom i uszkodzeniom silnika. Należy więc przeprowadzać okresowe badania układu, ze szczególnym zwróceniem uwagi na stan przerywacza.

Pewne niedokładności pomiarów mogą wynikać ze zużycia układu oraz ich częstego badania. Podczas sprawdzania charakterystyki regulatora zaobserwowaliśmy, że wraz ze wzrostem podciśnienia regulatora wzrasta również wartość kąta. Można również stwierdzić, iż ze wzrostem prędkości obrotowej wzrasta podciśnienie. Natomiast podczas sprawdzania charakterystyki regulatora odśrodkowego można było zaobserwować, że ze wzrostem prędkości obrotowej iskra na iskrowniku wydłuża się. Wykonane przez nas pomiary, w szczególności zmiany kąta nie są dokładne, ponieważ był problem z bardzo dokładnym ich odczytaniem w związku z tym są to wartości przybliżone.

---