Zapłon CDI-Mimo że świat przestawia się na samochody i silniki elektryczne, silniki gazowe nadal stanowią dużą część współczesnych maszyn i nie znikną w najbliższym czasie. Jednym z kluczowych elementów tych silników, zwłaszcza tych wysokoobrotowych, jest układ zapłonowy CDI.

Jeśli Twój projekt wymaga użycia silnika gazowego, musisz zrozumieć jak zrobić CDI, aby łatwo zaprojektować go na płytce PCB i jak on działa. Poniżej omówiliśmy te tematy szczegółowo, więc spójrz! Urządzenie to jest dość powszechne w motocyklach, gdzie znajdziesz je pod siedzeniem.  

Co to jest zapłon CDI?

CDI (Capacitor Discharge Ignition) to czarna skrzynka, która stanowi rdzeń układu zapłonowego. Jej zadaniem jest sterowanie wtryskiwaczami paliwa i świecami zapłonowymi, aby zapewnić płynną pracę silnika. Najczęściej można go znaleźć w małych silnikach, takich jak kosiarki do trawy, piły łańcuchowe, motocykle i silniki rowerów terenowych ATV. Ale niektóre samochody i samoloty z napędem turbinowym również go mają.  

Źródło: Wikimedia Commons.

Zapłon tyrystorowy jest ulepszeniem zapłonu IDI (Inductive Discharge Ignition), ponieważ ma krótszy czas ładowania, co czyni go idealnym dla silników o dużej prędkości.  

Jak działa system CDI?

Podstawowym elementem systemu CDI jest kondensator, przez który przepływa prąd, szybko gromadząc ładunek. Ta moc jest pompowana do cewek zapłonowych w odpowiednim momencie, aby zwiększyć wydajność energii iskry i zapłonu silnika.

Z bardziej technicznego punktu widzenia, urządzenie otrzymuje dwa wejścia napięcia, jedno z alternatora, a drugie z cewki zapłonowej. Alternator dostarcza wysokie napięcie (100-200V AC), podczas gdy cewka odbiorcza przekazuje impuls niskiego napięcia (10-12V AC).

Kondensator można ładować tylko za pomocą prądu stałego, więc wysokie napięcie AC jest prostowane, a uzyskany prąd stały trafia do kondensatora wysokiego napięcia.

Niskie napięcie z cewki odbiorczej napędza prostownik sterowany krzemem (SCR), który pomaga rozładować ładunek wysokiego napięcia zgromadzony w kondensatorze. Ładunek ten trafia do uzwojenia pierwotnego cewki zapłonowej. SCR działa zatem jako obwód wyzwalający lub cewka impulsowa.  

Ceska zapłonowa

Źródło: Wikimedia Commons.

Tworzenie iskier wymaga wysokiego napięcia, a system CDI dostarcza tę moc szybko, przy krótkim czasie ładowania. Cewki zapłonowe działają jak transformatory step-up. Kiedy ładunek wysokiego napięcia z kondensatora dociera do tego punktu, cewka podnosi go do wielu kilowoltów, a następnie przesyła do świecy zapłonowej.  

Budowa zapłonu z rozładowaniem kondensatora

CDI zawiera wiele części, wszystkie zintegrowane z układem zapłonowym. Należą do nich:  

Koło zamachowe i stojan

Koło zamachowe CDI składa się z dużego, stałego magnesu podkowiastego zwiniętego w okrąg. Jego zadaniem jest obracanie wału korbowego. Stojan natomiast jest płytą, na której znajdują się wszystkie zwoje drutu potrzebne do włączenia cewki zapłonowej, obwodu ładowania akumulatora i świateł.  

Ceska ładująca

Jak sama nazwa wskazuje, cewka ta służy do ładowania i wytwarza napięcie 6V do ładowania kondensatorów. Jest ona częścią stojana i generuje moc na podstawie ruchu koła zamachowego. Ta moc trafia następnie do świecy zapłonowej z kondensatorów w celu zapalenia paliwa.  

Czujnik Halla

Celem czujnika Hall jest pomiar efektu Halla, który jest chwilowym punktem, w którym magnes na koła zamachowy zmienia bieguny. Pamiętaj, że koło zamachowe obraca magnes podkowy, więc kilkakrotnie zmienia się biegunowość z północy na południe.  

Czujnik hali

Źródło: Wikimedia Commons.

Gdy nastąpi ten przełącznik, czujnik wysyła impuls do skrzynki CDI, wyzwalając go, aby zrzucić zapisaną energię w kondensator do transformatora wysokiego napięcia (cewka zapłonowa).  

Znak classy

Znak czasowy jest dowolnym punktem wyrównania, który wskazuje, kiedy najlepsza podróż tłoka jest równoważna z stojanem i punktem spustowym koła zamachowego. Plata stojana i obudowa silnika dzielą się tym punktem i obracając punkt stojany w prawo lub w lewo zmienia punkt wyzwalający CDI.  

Obwód sp story

Obwód spustowy zwykle składa się z SCR (prostownik kontrolowany silikonem), tyrystor lub przełącznik tranzystorowy. Jest wyzwalający impuls z czujnika Hall i pozwala prądowi tylko z jednej strony obwodu, aż wystąpi zdarzenie wyzwalające. Po wypełnieniu kondensatorów CDI zostanie ponownie uruchomione.  

Pojemnościowy zapłon rozładowania: Równoważny schemat obwodu

Źródło: Wikimedia Commons.

Różne rodzaje zapłonu CDI

Moduły zapłonowe CDI występują w następujących dwóch typach:  

Zapłon CDI-Moduł AC-CDI

Źródłem zasilania tego modułu jest prąd przemienny generowany przez alternator. Jest to najczęstszy system CDI stosowany w małych silnikach i zwykle przechodzi pod magnesowane koło zamachowe.

Jednak nie wszystkie mini-silniki mają CDI. Niektóre mają zapłon Magneto, podczas gdy starsze silniki z lat 60. opierały się na systemie transferu energii.  

Moduł DC-CDI

W porównaniu z modułem AC-DCI ten wykorzystuje baterię jako źródło zasilania. Jednak pojazdy z tym systemem mają bardziej precyzyjny czas zapłonu i mogą uruchomić silnik bez problemów, gdy jest zimno. Dlatego system wymaga falownika DC/AC w celu zwiększenia napięcia rozładowania kondensatora DC z 2 V do 400/600 V.  

Falownik DC-AC na dużą skalę

Źródło: Wikimedia Commons.

Który jest najlepszym CDI?

Żaden z dwóch modułów nie jest lepszy od drugiego, ale każdy jest odpowiedni do różnych zastosowań. Na przykład AC-CDI ma nieskomplikowany projekt i rzadziej ma problemy. Z drugiej strony DC-CDI jest bardzo skuteczny w niskich temperaturach i zapewnia dokładny czas zapłonu.

Ogólnie rzecz biorąc, CDI jest niewrażliwy na pokłady z świecy zapłonowej i może szybko rzucić wiele iskier. Ta wydajność sprawia, że ​​idealnie nadaje się do szerokiej gamy aplikacji.  

Zapłon CDI-Zalety CDI

W pełni ładuje kondensator w krótkim czasie, zwykle 1 ms

Niewrażliwe na zastawki elektryczne pochodzące z zanieczyszczenia świecy zapłonowej

Szybka przejściowa reakcja dla układu zapłonu rozładowania kondensatora

Szybki wzrost napięcia

Wady CDI

System CDI wytwarza surowe dźwięki elektromagnetyczne.

Krótka, ale potężna iskra nie jest wystarczająco dobra, aby zapalić szczupłe mieszanki o niskiej mocy.

Moduł zapłonu rozładowania kondensatora

Źródło: Wikimedia Commons.

Zapłon CDI-Jak zrobić pudełko CDI?

Obwód CDI Box jest dość prosty i jest oddzielony od cewki zapłonowej. Potrzebujesz następujących części, aby zbudować kurs:

Dwa rezystory (5,6 i 56-OHM, rezystory 0,5 W)

Trzy diody 1N4007, 1000 V, 1A

Jeden SCR (TIC106D, 5A, 400 V)

Dwa kondensatory Mylar (2UF, 400 V)

Zapłon CDI-Jak działa obwód

Schemat obwodu pudełka CDI dla C90 Honda

Gdy koło zamachowe obraca się, tworzy pole magnetyczne, które przecina rdzeń cewki ładowania, tworząc napięcie AC. Napięcie to przepływa przez D3 w odchyleniu do przodu, tworząc ładunek elektryczny DC, który zasila C1 i C2.

Ponieważ prąd jest zmienny, to w ujemnym półcyklu płynie przez R1 do D1 i D3 po przeciwnej stronie. Prąd popłynie również do wyprowadzenia K SCR1, a następnie przejdzie przez R2 do wyprowadzenia G SCR1. W tym cyklu kończy się jeszcze ponownym ładowaniem kondensatorów.

Spadek napięcia w poprzek R2 wyzwala wyprowadzenie G SCR1, sprawiając, że obwód jest uruchomiony. Podczas rozładowania, SCR1 wysyła zgromadzone napięcie do wyprowadzeń A & K oraz D2, a następnie do uzwojenia pierwotnego cewki indukcyjnej.

Pole magnetyczne wytworzone przez napięcie płynące przez cewkę pierwotną indukuje prąd w cewce wtórnej, co powoduje powstanie wysokiego napięcia wyjściowego. To indukowane napięcie wychodzi przez cewkę wtórną do świecy zapłonowej i jest wystarczająco silne, aby wytworzyć silną iskrę na szczelinie łukowej.

Gdy SCR1 nie pracuje, przez cewkę pierwotną nie płynie jednak żaden prąd elektryczny. Dlatego ten element układu zapłonowego działa jako wyzwalacz dla skrzynki zapłonowej.

SCR1 pracuje podczas rozrządu zapłonu lub gdy skok tłoka jest maksymalny, aby iskra zapaliła mieszankę paliwowo-powietrzną w odpowiednim momencie.

Proces ten zachodzi w sposób ciągły, aby utrzymać pracę silnika. Jeśli jednak chcesz go zatrzymać, zamknij wyłącznik SW. Prąd popłynie do masy i zatrzyma pracę SCR1. To uziemienie wstrzymuje wyzwalanie uwalniania ładunku z kondensatorów.  

Zapłon CDI-Jak przetestować mój zapłon CDI?

Istnieją różne narzędzia testowe do sprawdzania działania skrzynki CDI, ale najczęstsze z nich to użycie oscyloskopu lub multimetru.  

Oscyloskop

Źródło: Wikimedia Commons.

Multimeter cyfrowy

Jak rozwiązać problem z systemem CDI

Rozwiązywanie problemów z systemem CDI jest trudne, ale zazwyczaj jest on przyczyną większości problemów elektrycznych w silniku. Dlatego możesz wiedzieć, że skrzynka ma problem, jeśli napotkasz następujące tematy:

Misfiring

Wsteczny zapłon

Szorstka praca

Problemy z uruchomieniem silnika

Martwe cylindry

Zgaśnięcie silnika

Nierówna praca

Podsumowanie

Podsumowując, systemy CDI są krytycznymi urządzeniami w silnikach wysokoobrotowych. Ich konstrukcja kondensatora zapewnia szybkie gromadzenie wystarczającej ilości ładunku i uwalnianie silnego impulsu do cewki zapłonowej w odpowiednim momencie zapłonu.

Jeśli potrzebujesz takiego urządzenia do swojego projektu, powyższy schemat powinien być dla Ciebie wskazówką w procesie projektowania. Skontaktuj się z nami, jeśli potrzebujesz dalszych wyjaśnień, a my zmontujemy płytkę drukowaną dla Twojej pracy w rozsądnej cenie.