Trt-auto.ru

Автомобильный журнал
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Системы зажигания бензиновых двигателей

Система зажигания

Свеча зажигания бензинового двигателя:
1 — контактная гайка;
2 — оребрение изолятора (барьеры для тока утечки);
3 — контактный стержень;
4 — керамический изолятор;
5 — металлический корпус;
6 — токопроводящий стеклогерметик;
7 — уплотнительное кольцо;
8 — теплоотводящая шайба;
9 — центральный электрод;
10 — тепловой конус изолятора;
11 — рабочая камера;
12 — боковой электрод «масса»;
h — искровой зазор

Работоспособность бензинового двигателя зависит не только от своевременной подачи в его цилиндры топливно-воздушной горючей смеси и последующего удаления продуктов сгорания, но и воспламенения в нужный момент горючей смеси от искры с помощью системы зажигания. Искра проскакивает между электродами свечи зажигания. Свеча вворачивается в резьбовое отверстие, выполненное в головке блока.
Свечи зажигания за многие годы своего существования принципиально мало изменились, но за счет применения новейших материалов и современных технологий стали более надежными и долговечными. Некоторые свечи с платиновыми электродами могут прослужить до 100 тыс. км пробега автомобиля.

Рабочая часть свечи зажигания с платиновыми электродами

Для того чтобы между электродами свечи зажигания проскочила искра, на нее нужно подать высокое напряжение (не менее 20 000 В). На автомобилях, в которых используются источники электрического тока с напряжением 12 В, для получения высокого напряжения применяется катушка зажигания — трансформатор с двумя обмотками (первичной и вторичной), отличающимися числом витков.

Конструкция катушки зажигания:
1 — крышка;
2 — контактное гнездо;
3 — винт;
4 — вывод низкого напряжения;
5 — уплотнительная прокладка;
6 — кольцевой магнитопровод;
7 — первичная обмотка;
8 — вторичная обмотка;
9 — фарфоровый изолятор;
10 — кожух катушки;
11 — трансформаторное масло;
12 — сердечник;
13 — картонная прокладка;
14 — контактная пружина

Катушка зажигания имеет внутренний сердечник. Вторичная обмотка, имеющая большее число витков, намотана вокруг сердечника. Один ее конец соединен с центральным выводом катушки, а второй — с низковольтной клеммой. Первичная обмотка (с меньшим числом витков) намотана поверх вторичной, и ее выводы соединены с низковольтными клеммами.
На вторичной обмотке катушки зажигания высокое напряжение возникает после того, как через первичную обмотку пройдет импульс тока низкого напряжения.

Конструкция датчика-распределителя зажигания:
1 — корпус;
2 — грузик центробежного регулятора;
3 — винт крепления подшипника;
4 — вакуумный регулятор;
5 — пружина вакуумного регулятора;
6 — диафрагма;
7 — штуцер;
8 — магнитопровод ротора;
9 — постоянный магнит;
10 — ротор;
11 — крышка;
12 — помехоподавительный резистор;
13 — выводы;
14 — центральный контакт;
15 — бегунок;
16 — фильц;
17 — винт крепления ротора;
18 — обмотка статора;
19 — винт крепления статора;
20 — статор;
21 — магнитопровод обмотки статора;
22 — опора статора;
23 — подшипник;
24 — пружина грузика;
25 — упорные шайбы;
26 — втулка;
27 — валик;
28 — пластина октан-корректора;
29 — шайба;
30 — пружинное кольцо;
31 — штифт;
32 — муфта привода

Момент опережения зажигания является весьма важным параметром и должен регулироваться в соответствии с изменениями оборотов и нагрузки двигателя. На первых автомобильных двигателях опережение зажигания регулировалось вручную, для чего на приборном щитке автомобиля располагалась специальная рукоятка. Затем на смену ручному регулятору пришел распределитель зажигания.
Под крышкой распределителя, в которую входит один высоковольтный провод от катушки зажигания и выходит несколько проводов, по одному к каждой свече зажигания, расположен центробежный механизм. В этом механизме имеется два грузика, уравновешенные пружинами, которые расходятся при вращении вала распределителя и увеличивают угол опережения зажигания при увеличении оборотов двигателя путем поворота опорной пластины, на которой расположены контакты прерывателя системы зажигания. В дополнение к этому устанавливается вакуумный регулятор, который изменяет момент зажигания в соответствии с нагрузкой (чем выше нагрузка, тем ниже давление во впускном трубопроводе).

Схема контактной системы зажигания:
G — источник энергии (генератор или аккумуляторная батарея);
С1 — конденсатор;
1 — прерыватель;
2 — катушка зажигания;
3 — распределитель зажигания;
4 — искровые свечи

Такая конструкция просуществовала довольно долго. Со временем, механическую контактную систему зажигания заменили на более надежную, бесконтактную.

118. Бесконтактная система зажигания

В бесконтактной системе распределитель зажигания заменен на датчик-распределитель и коммутатор. Датчик-распределитель выдает управляющие импульсы низкого напряжения и распределяет импульсы высокого напряжения по отдельным свечам зажигания. Работа бесконтактного датчика основана на использовании эффекта Холла. В этой системе еще существовали механические детали, которые не обеспечивали высокой надежности.

Индивидуальная катушка зажигания:
1 — печатная плата;
2 — задающий каскад;
3 — диод EFU;
4 — элемент вторичной обмотки;
5 — провод вторичной обмотки;
6 — контактная металлическая пластина;
7 — стержень высокого напряжения;
8 — разъем первичной цепи;
9 — провод первичной обмотки;
10 — I-образный сердечник (внутренний);
11 — постоянный магнит;
12 — о-образный сердечник (внешний);
13 — пружина;
14 — силиконовая изолирующая оболочка

В современных двигателях механический распределитель уступил место электронным системам. Сейчас его функцию выполняют или отдельные электронные модули, или, чаще, электронный блок управления. Катушки зажигания индивидуальные для каждого цилиндра, иногда для пары цилиндров. Это позволяет обойтись без высоковольтных проводов, повысить напряжение и увеличить надежность системы зажигания. Получение каждого искрового разряда производится по электронным сигналам с очень высокой точностью и без использования каких-либо подвижных частей. Во многих двигателях искра образуется не только во время такта сжатия (это значит, что каждая свеча генерирует искровой разряд каждый раз, когда поршень доходит до ВМТ). Cодержание вредных компонентов в отработавших газах при этом несколько снижается.

Назначение систем зажигания

Система зажигания предназначена для воспламенения топливовоздушной смеси в цилиндрах бензинового двигателя. Топливовоздушная смесь воспламеняется в камере сгорания двигателя посредством электрического разряда между электродами свечи зажигания, установленной в головке цилиндров. Для создания искры между электродами свечи зажигания применяют системы зажигания от магнето и батарейные системы зажигания, источниками высокого напряжения в которых являются индукционные катушки.

Рис. Схема батарейной системы зажигания

Система зажигания состоит из следующих основных элементов:

  • источник тока ИТ, функцию которого выполняет аккумуляторная батарея или генератор
  • выключатель ВК цепи электроснабжения (выключатель зажигания)
  • датчик Д углового положения коленчатого вала
  • регуляторы момента зажигания РМЗ, которые задают определенный момент подачи высокого напряжения на свечу в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, разрежения Δрк во впускном трубопроводе и октанового числа бензина
  • источник высокого напряжения ИВН, содержащий промежуточный накопитель энергии НЭ и преобразователь низкого напряжения в высокое
  • силовое реле СР, в качестве которого могут служить механические контакты прерывателя или электронный ключ (транзистор или тири­стор)
  • распределитель Р импульсов высокого напряжения по свечам
  • помехоподавительные устройства ПП (экранирующие элементы системы зажигания или помехоподавительные резисторы)
  • свечи зажигания СВ, на которые подается высокое вторичное напряжение

В батарейной системе зажигания источником энергии является аккумуляторная батарея или генератор (в зависимости от режима работы двигателя). Система зажигания от магнето принципиально отличается от батарейной тем, что источник электроэнергии в ней — магнитоэлектрический генератор, конструктивно объединенный с индукционной катушкой. Система зажигания от магнето в настоящее время на автомобилях практически не применяется, однако находит применение на пусковых бензиновых двигателях тракторных дизелей.

Система зажигания обеспечивает генерацию импульсов высокого напряжения в нужный момент времени на тактах сжатия в цилиндрах двигателя и их распределение по цилиндрам в соответствии с порядком их работы. Момент зажигания характеризуется углом опережения зажигания УОЗ, который представляет собой угол поворота коленчатого вата от положения в момент подачи искры до положения, когда поршень проходит через верхнюю мертвую точку ВМТ.

Электрическая искра вызывает появление в ограниченном объеме топливовоздушной смеси первых активных центров, от которых на­чинается развитие химической реакции оксидирования топлива, со­провождающейся выделением теплоты. Процесс сгорания рабочей смеси разделяют на три фазы:

  • начальная, в которой формируется пламя, инициированное ис­кровым разрядом в свече
  • основная, в которой пламя распространяется на большую часть камеры сгорания
  • конечная, в которой пламя догорает у стенок цилиндра

Рис. Система зажигания с накоплением энергии:
а — в магнитном поле; б — в электрическом поле

Для бесперебойного искрообразования на свечу зажигания необходимо подать напряжение до 30 кВ.

Высокий уровень напряжения обеспечивает промежуточный источник энергии. По способу накопления энергии в промежуточном источнике различают системы с накоплением энергии в магнитном поле (в индуктивности) или в электрическом поле конденсатора (в емкости). В обоих случаях для получения импульса высокого напряжения используется катушка зажигания, представляющая собой трансформатор (или автотрансформатор), содержащий две обмотки: первичную L1 с малым числом витков и электросопротивле­нием в доли и единицы ома и вторичную обмотку L2 с большим числом витков и сопротивлением в единицы и десятки килоом.

Автотрансформаторная связь обмоток упрощает конструкцию и технологию изготовления катушки, а также несколько увеличивает вторичное напряжение. Коэффициент трансформации катушек зажигания находится в пределах 50—225.

В системах зажигания с накоплением энергии в катушках зажигания (в индуктивности) первичная обмотка L1 катушки подключается к источнику электроснабжения последовательно через механический или электронный прерыватель S2. В системах зажигания с накоплением энергии в электрическом поле конденсатора (в емкости) первичная обмотка катушки периодически подключается к конденсатору управляемым электронным переключателем S2. Конденсатор предварительно за­ряжается от источника электроснабжения на автомобиле через статический преобразователь напряжения.

Система зажигания автомобиля

Основным назначением системы зажигания автомобиля является подача искрового разряда на свечи зажигания в определённый такт работы бензинового двигателя. Для дизельных двигателей под зажиганием понимают момент впрыска топлива в такт сжатия. В некоторых моделях автомобилей система зажигания, а именно ее импульсы, подаются на блок управления погружным топливным насосом.

Систему зажигания, по мере своего развития, можно разделить на три типа. Контактная система зажигания , импульсы у которой создаются во время работы контактов на разрыв. Бесконтактная система зажигания , управляющие импульсы создаются электронным транзисторным управляющим устройством – коммутатором, (хотя правильно его назвать генератором импульсов). Микропроцессорная система зажигания — это электронное устройство, которое управляет моментом зажигания, а также другими системами автомобиля. Для двухтактных двигателей, без внешнего источника питания используются системы зажигания типа магнето. Основана на принципе создания ЭДС при вращении постоянного магнита в катушке зажигания по заднему фронту импульса.

Устройство системы зажигания

Схема системы зажигания: 1 — замок зажигания; 2 — катушка зажигания; 3 — распределитель, 4 — свечи зажигания; 5 — прерыватель, 6 — масса.

Все вышеперечисленные виды систем зажигания похожи между собой, отличаются только методом создания управляющего импульса. Так в систему зажигания входят:

  1. Источник питания для системы зажигания, это аккумуляторная батарея (в момент запуска двигателя), и генератор (во время работы двигателя).
  2. Выключатель зажигания – это механическое или электрическое контактное устройство подачи напряжения на систему зажигания, или по-другому – замок зажигания. Как правило, выполняет две функции: подачи напряжения на бортовую сеть и систему зажигания, подачи напряжения на втягивающее реле стартера автомобиля.
  3. Накопитель энергии – узел предназначенный для накопления, преобразования энергии достаточной для возникновения электрического разряда между электродами свечи зажигания. Условно накопители энергии можно разделить на индуктивный и емкостный.
    1. Простейший индуктивный накопитель – это катушка зажигания, которая представляет собой автотрансформатор, первичная обмотка у него подключается к плюсовому полюсу и через устройство разрыва к минусовому. Во время работы устройства разрыва, например кулачков зажигания, в первичной обмотке возникает напряжение самоиндукции. Во вторичной обмотке образуется повышенное напряжение, достаточное для пробоя воздушного зазора свечи.
    2. Емкостный накопитель представляет собой емкость, которая заряжается повышенным напряжением и в нужный момент отдает свою энергию на свечу зажигания
  4. Свечи зажигания , представляют собой устройство с двумя электродами находящимися друг от друга на расстоянии 0,15-0,25 мм. Это фарфоровый изолятор, насаженный на металлическую резьбу. В центре находится центральный проводник, который служит электродом, вторым электродом является резьба.
  5. Система распределения зажигания предназначена для подачи в нужный момент энергии от накопителя к свечам зажигания. В состав системы входят распределитель, и(или) коммутатор, блок управления системой зажигания.
    1. Распределитель зажигания (трамблёр) – устройство распределения высокого напряжения по проводам, ведущим к свечам цилиндров. Обычно в распределителе собран и кулачковый механизм. Распределение зажигания может быть механическим и статическим. Механический распределитель представляет собой вал, который приводится в действие от двигателя и при помощи «бегунка» распределяет напряжение по высоковольтным проводам. Статическое распределение зажигания подразумевает под собой отсутствие вращающихся деталей. При таком варианте катушка зажигания присоединятся непосредственно к свече, а управление происходит от блока управления зажиганием. Если, например, двигатель автомобиля имеет четыре цилиндра, то и катушек будет четыре. Высоковольтные провода в данной системе отсутствуют.
    2. Коммутатор – электронное устройство для генерации импульсов управления катушкой зажигания, включается в цепь питания первичной обмотки катушки и по сигналу от блока управления разрывает питание, в результате чего возникает напряжение самоиндукции.
    3. Блок управления системой зажигания – микропроцессорное устройство, которое определяет момент подачи импульса в катушку зажигания, в зависимости от данных датчиков положения коленвала, лямбда-зондов, температурных датчиков и датчика положения распредвала.
  6. Высоковольтный провод — это одножильный провод с повышенной изоляцией. Внутренний проводник может иметь форму спирали, для исключения помех в радиодиапазоне.
Читать еще:  Что такое полный электропакет?

Принцип работы системы зажигания

Рассмотрим принцип действия классической системы зажигания. При вращении вала привода трамблёра в действие приводятся кулачки, которые «разрывают» подаваемые на первичную обмотку автотрансформатора (бобину) 12 вольт. При пропадании напряжения на трансформаторе, в обмотке появляется ЭДС самоиндукции, соответственно на вторичной обмотке возникает напряжение порядка 30000 вольт. Высокое напряжение подается в распределитель зажигания (бегунок), который вращаясь попеременно подает напряжение на свечи в зависимости от такта работы двигателя внутреннего сгорания. Высокого напряжения достаточно для пробоя искровым разрядом воздушного зазора между электродами свечи зажигания.

Опережение зажигания нужно для более полного сгорания топливной смеси. Из-за того, что топливо сгорает не сразу, поджечь его необходимо немного раньше, до прихода в ВМТ. Момент подачи искры должен быть точно отрегулирован, потому что в ином случае (раннее или позднее зажигание) двигатель потеряет свою мощность, возможна повышенная детонация.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

Системы зажигания бензиновых двигателей: принцип работы

Работа любого бензинового двигателя внутреннего сгорания была бы невозможна без специальной системы зажигания. Именно она отвечает за воспламенение смеси в цилиндрах в строго определенный момент. Различают несколько возможных вариантов:

  • контактная;
  • бесконтактная;
  • электронная.

Каждая из этих систем зажигания авто имеет свои особенности и конструкцию. Однако вместе с этим, большинство элементов разных вариантов одинаковы.

Одинаковы элементы разных систем зажигания автомобиля

Незаменимым и наиболее востребованным является наличие аккумуляторной батареи. Даже в отсутствие или при поломке генератора при помощи неё можно ещё некоторое время продолжать движение. Генератор также есть неотъемлемой частью, без которой нормальное функционирование любой из систем невозможно. Свечи зажигания, бронепровода, высоковольтная катушка и управляющие элементы дополняют любую из упомянутых систем. Основное различие меду ними заключается в типе, управляющего моментом зажигания и отвечающего за искрообразование устройства.

Контактный прерыватель-распределитель зажигания

Это устройство инициирует возникновение искры высокого, до 30000 В, вольтажа на контактах свечей зажигания. Для этого он соединяется с высоковольтной катушкой, благодаря которой происходит образование высокого напряжения. Сигнал на катушку передается при помощи проводов от специальной контактной группы. При её размыкании кулачковым механизмом происходит образование искры. Момент её возникновения должен строго соответствовать требуемому положению поршней в цилиндрах. Это достигается благодаря четко рассчитанному механизму, передающему вращательное движение на прерыватель-распределитель. Одним из недостатков устройства является влияние механического износа на время возникновения искры и на её качество. Это влияет на качество работы двигателя, а значит может требовать частых вмешательств в регулировку его работы.

Бесконтактное зажигание

Этот тип устройств не зависит на прямую от размыкания контактов. Основную роль в моменте искрообразования здесь играет транзисторный коммутатор и особый датчик. Отсутствие зависимости от чистоты и качества поверхности контактной группы может гарантировать более качественное искрообразование. Однако этот тип зажигания тоже использует прерыватель-распределитель, который отвечает за передачу тока на нужную свечу в нужный момент.

Электронное зажигание

В этой системе воспламенения смеси полностью отсутствуют механические движущиеся части. Благодаря наличию специальных датчиков и особого блока управления, образование искры и момент её раздачи на цилиндры выполняются гораздо более точно и надежно, чем у вышеупомянутых систем. Это дает возможность улучшить работу двигателя, увеличить его мощность и снизить расход топлива. Кроме того, радует и высокая надежность устройств такого типа.

Основные этапы работы системы зажигания

Различают несколько основных этапов работы любых систем зажигания:

  1. накопление необходимого заряда;
  2. высоковольтное преобразование;
  3. распределение;
  4. искрообразование на свечах зажигания;
  5. возгорание смеси.

На любом из этих этапов слаженная и точная работа системы чрезвычайно важна, а значит свой выбор необходимо останавливать на надежных и проверенных устройствах. Лучшей по праву считается электронная система зажигания.

Видео про принцип работы системы зажигания:

Для бензиновых двигателей создали систему динамического пропуска зажигания

Британская компания Delphi Technologies и американская Tula Technology разработали универсальную систему динамического пропуска зажигания для автомобильных бензиновых двигателей. Как пишет ArsTechninca, новая система может быть установлена практически на любой из уже существующих двигателей, причем стоимость такой переделки мотора будет относительно невысокой.

Во время работы современного бензинового автомобильного двигателя в его цилиндр подаются воздух и бензин, которые затем сжимаются с помощью поршня. Затем сжатая смесь поджигается искрой от свечи зажигания. Горящая смесь образует расширяющиеся газы, которые толкают поршень. Этот цикл повторяется постоянно.

Иногда свечи зажигания могут пропускать зажигание, что для обычных бензиновых моторов считается неправильной работой и требует ремонта. Дело в том, что при пропуске поджига снижается мощность силовой установки и стабильность ее работы.

Тем не менее, существуют двигатели, устройство которых позволяет при необходимости «выключать» некоторые цилиндры. Например, восьмицилиндровый мотор LT1 компании General Motors при падении нагрузки ниже определенного значения может отключать четыре цилиндра, закрывая клапаны подачи топлива. Каждый раз отключаются одни и те же цилиндры, что уменьшает их износ по сравнению с остающимися работать.

Система, разработанная Delphi Technologies, получила название Dynamic Skip Fire (динамический пропуск зажигания). Она состоит из блока управления, приводов и набора датчиков. Во время работы двигателя эта система постоянно отслеживает нагрузку на мотор и параметры его работы, уровень шума и вибрации и на основе полученных данных вычисляет необходимые для отключения цилиндры.

Приводы блокируют открывание клапанов, а система управления отключает свечу в том или ином цилиндре. В целом, на двигателях V4 при трех тысячах оборотов система может отключать цилиндры до шести тысяч раз в минуту. При этом такие отключения производятся таким образом, чтобы двигатель мог выдавать полную мощность, если того требует водитель.

В целом, по оценке Delphi Technologies, новая система позволяет снизить выбросы углекислого газа на 7-15 процентов, а потребление топлива — на 10-20 процентов в зависимости от типа двигателя. Стоимость новой системы составляет 350 долларов.

В августе прошлого года японская автомобильная корпорация Mazda Motor представила новый двигатель внутреннего сгорания Skyactive-X. Его планируется начать устанавливать на автомобили с 2019 года. Силовая установка работает по дизельному циклу, но в качестве горючего использует бензин.

Дизельный двигатель отличается от бензинового тем, что в нем происходит самовоспламенение топлива при подаче в цилиндр с предварительно сжатым воздухом. Степень сжатия в цилиндрах даже тихоходного дизельного двигателя будет выше, чем в цилиндрах бензинового. Дизельный цикл считается более экономичным, чем бензиновый.

По оценке Mazda, новый двигатель Skyactive-X будет на 20-30 процентов экономичнее других бензиновых двигателей в линейке компании.

10.4 Система зажигания (только бензиновые двигатели)

Система зажигания предназначена для поджигания топливовоздушной смеси в бензиновых и газовых двигателях внутреннего сгорания. Поджог осуществляется за счет электрического разряда между электродами свечи при подведении к ней напряжения в 18000 – 20000 Вольт.

Основные составные части системы зажигания (каждый из элементов описан подробно ниже):

  • выключатель зажигания;
  • катушка зажигания;
  • прерыватель-распределитель;
  • регуляторы опережения зажигания;
  • свечи зажигания;
  • провода, соединяющие данные элементы.

Система зажигания с распределителем

На рисунке 10.6 приведена типичная схема системы зажигания с распределителем.


Рисунок 10.6 Контактная система зажигания двигателя с распределителем.

Выключатель зажигания

Выключатель зажигания собран в сборе с замком зажигания. Основная функция данного выключателя — запитывание потребителей электрическим током от источников питания. Система зажигания в целом — это тоже потребитель электротока. Как видно из схемы ниже, через выключатель от источника питания запитывается первичная обмотка катушки зажигания.

Катушка зажигания

По сути, катушка зажигания — это трансформатор, который преобразует низкое напряжение от бортовых источников питания (12 В) в напряжение, достаточное для получения мощной искры между электродами свечи, необходимой для поджигания топливовоздушной смеси в цилиндре двигателя. Достаточное напряжение – это 20 – 30, а то и 60 тысяч вольт.

Для такого рода преобразования в корпусе катушки имеются две обмотки – первичная и вторичная, а также сердечник. Каждая обмотка имеет различное количество витков и сечение проводов.

Когда вы поворачиваете ключ и включаете зажигание от аккумуляторной батареи, электрический ток поступает на первичную обмотку и через контакты замыкается на «массу». При прохождении через первичную обмотку тока вокруг катушки создается электромагнитное поле. Как только контакты разомкнутся и течение тока через первичную катушку резко прекратится, во вторичной катушке возникнет необходимое напряжение и ток. И уже ток в 30 и более тысяч вольт от вторичной обмотки катушки зажигания потечет через распределитель к свече зажигания.

Читать еще:  Старт продаж Volvo XC90 Excellence в России

Прерыватель-распределитель

Прерыватель-распределитель (в простонародии — «трамблер») предназначен для того, чтобы прерывать и распределять: прерывать — ток, текущий через первичную обмотку катушки зажигания, распределять – ток от вторичной катушки зажигания между свечами зажигания в той последовательности, которая предусмотрена порядком работы двигателя. В центр крышки распределителя подсоединен высоковольтный провод от вторичной обмотки катушки зажигания, а по периметру крышки расположены выводы, которые через высоковольтные провода соединены со свечами зажигания.

Прерыватель может быть контактным и бесконтактным. В контактном прерывателе разрыв цепи первичной обмотки катушки зажигания происходит за счет контактов, что очень ненадежно.

Примечание
Причина ненадежности контактов в том, что исчезающее магнитное поле пересекает витки не только вторичной, но и первичной обмотки, вследствие чего в ней возникает ток самоиндукции и напряжение около 250-300 вольт. Это приводит к искрению и обгоранию контактов, кроме того, замедляется прерывание тока в первичной обмотке, что приводит к уменьшению напряжения во вторичной обмотке. Конечно, это решается установкой конденсатора (обычно емкостью в 0,25 мкф). Однако все-таки имеет место такое явление, как эрозия – постепенное разрушение поверхности контактов, вследствие которого контакты прилегают неплотно и понижается напряжение, возникающее во вторичной обмотке катушки зажигания.

Чтобы исключить механическую составляющую прерывателя, вместо контактов установили специальное устройство, называемое датчиком Холла. Никаких контактов, только управляющие импульсы, которые контролируют работу катушки зажигания.

Регуляторы опережения зажигания

Для того чтобы топливовоздушная смесь успела сгореть, пока поршень движется от верхней мертвой точки к нижней, ее необходимо поджигать немного раньше. Основным показателем момента зажигания является угол опережения зажигания, который говорит нам о том, за сколько градусов до ВМТ на такте сжатия возникнет пробой между электродами свечи.

В распределителях описанного выше типа изменение угла опережения зажигания осуществляется механическим путем — проворачиванием контактов относительно приводного вала в ту или иную сторону.

Свечи зажигания

Элемент, благодаря которому в цилиндре поджигается топливовоздушная смесь, называется свечой зажигания. Устройство этого элемента простейшее (смотрите рисунок 10.7): корпус с нарезанной резьбой и электродом (отрицательным, так как контактирует с «массой» — головкой блока цилиндров), изолятор, внутри которого проходит положительный электрод. К этому электроду с одной стороны через наконечник подсоединен высоковольтный провод системы зажигания. Положительный электрод расположен рядом с отрицательным электродом (воздушный зазор между ними составляет 0,8-1,2 мм — в зависимости от модели свечи). Когда от распределителя зажигания высоковольтный разряд по проводу подводится к положительному электроду, воздушный зазор пробивается, то есть возникает искра — довольно мощная, чтобы поджечь топливовоздушную смесь.


Рисунок 10.7 Свеча зажигания.

Микропроцессорная система зажигания

Как уже не раз было сказано, развитие автомобилестроения движется семимильными шагами и на смену системе зажигания с распределителем пришли микропроцессорные системы. В них нет каких-либо вращающихся и подвижных частей (смотрите рисунок 10.8), но есть катушки зажигания (все чаще — по катушке на каждый цилиндр), электронный блок управления (с интегрированным блоком зажигания) и коммутатор (если блок катушки зажигания один) или коммутаторы (если катушек зажигания несколько).


Рисунок 10.8 Система зажигания с микропроцессорным управлением.

В электронный блок управления стекаются данные от ряда датчиков, обрабатывая которые ЭБУ выдает управляющий сигнал на коммутатор (или коммутаторы), определяющий, в какой момент поджечь в цилиндре топливовоздушную смесь. Получение каждого искрового разряда производится по электронным сигналам с очень высокой точностью и без использования каких-либо подвижных частей. Во многих двигателях искра образуется не только во время такта сжатия (это значит, что каждая свеча генерирует искровой разряд каждый раз, когда поршень доходит до ВМТ). Содержание вредных компонентов в отработавших газах при этом несколько снижается.

Системы зажигания бензиновых двигателей

Система зажигания предназначена для воспламенения топливно-воздушной смеси бензинового двигателя . Воспламенение смеси происходит от искры, поэтому другое наименование системы – искровая система зажигания, а бензинового двигателя – двигатель с искровым зажиганием (сокращенно – ДсИЗ). В зависимости от способа управления процессом зажигания различают следующие типы систем зажигания: контактная, бесконтактная (транзисторная) и электронная (микропроцессорная).

В контактной системе зажигания управление накоплением и распределение электрической энергии по цилиндрам осуществляется механическим устройством – прерывателем-распределителем. Дальнейшим развитием контактной системы зажигания является контактная транзисторная система зажигания, в первичной цепи катушки зажигания которой применен транзисторный коммутатор.

В отличие от контактной в бесконтактной системе зажигания для управления накоплением энергии используется транзисторный коммутатор, взаимодействующий с бесконтактным датчиком импульсов. Транзисторный коммутатор в данной системе выполняет задание прерывателя. Распределение тока высокого напряжения осуществляется механическим распределителем.

В электронной системе зажигания используется электронный блок управления, с помощью которого производится управление процессом накопления и распределения электрической энергии. В ранних конструкциях электронной системы зажигания электронный блок одновременно управлял системой зажигания и системой впрыска топлива (т.н. объединенная система впрыска и зажигания ). В настоящее время управление зажиганием включено в систему управления двигателем .

Не смотря на различия в конструкции можно выделить следующее общее устройство системы зажигания:

▪ устройство управления накоплением энергии (в разных системах зажигания эту роль выполняет прерыватель, транзисторный коммутатор или электронный блок управления);

▪ устройство распределения энергии по цилиндрам (механический распределитель или электронный блок управления);

Принцип работы

Принцип работы системы зажигания заключается в накоплении и преобразовании катушкой зажигания низкого напряжения (12В) электрической сети автомобиля в высокое напряжение (до 30000В), распределении и передаче высокого напряжения к соответствующей свече зажигания и образовании в нужный момент искры на свече зажигания.

В работе системы зажигания можно выделить следующие этапы: накопление электрической энергии, преобразование энергии, распределение энергии по свечам зажигания, образование искры, воспламенение топливно-воздушной смеси

Неисправности

Неисправности в системе зажигания могут являться причинами затрудненного пуска двигателя, неустойчивой его работы на холостом ходу (двигатель глохнет), перебоев на всех режимах работы, потери мощности двигателя (двигатель плохо тянет) и повышенного расхода топлива. Основными неисправностями системы зажигания, вызывающими вышеуказанные признаки, являются нарушение угла опережения зажигания (слишком раннее и позднее зажигание), перебои в одном или нескольких цилиндрах, а также полное прекращение зажигания.

Позднее зажигание характеризуется потерей мощности и перегре­вом двигателя, а раннее зажигание – потерей мощности и стуком в двигателе. Для устранения неисправности нужно проверить и при необходимости отрегулировать угол опережения зажигания путем поворота корпуса распределителя зажигания или датчика-распределителя.

Перебои в одном цилиндре чаще всего вызываются неисправностью свечи зажигания, порчей изоляции провода высокого напряжения, присоединяемого к свече, а также плохим контактом этого провода в наконечнике свечи или в гнезде крышки распределителя.

Перебои в нескольких цилиндрах могут появиться в результате порчи изоляции центрального провода высокого напряжения, плохого его контакта в гнезде крышки распределителя или клемме катушки зажигания, неисправности конденсатора, обгорания контактов прерывателя, неправильного зазора между ними или периодического замыкания подвижного контакта прерывателя на «массу» вследствие порчи изоляции, трещин крышки распределителя и ротора. Частыми причинами перебоев зажигания в цилиндрах являются попадание влаги и загрязнений на элементы системы зажигания: на крышку распределителя зажигания, провода высокого напряжения, наконечники свечей, а также загрязнение или обгорание контактов в распределителе зажигания и нарушение зазора между контактами.

При малом зазоре между контактами прерывателя время разомкнутого состояния контактов уменьшается и магнитное поле, создаваемое первичной обмоткой, не успевает полностью исчезнуть. При слишком большом зазоре, наоборот, уменьшается время замкнутого состояния контактов, и тогда ток в первичной цепи не успевает восстанавливаться до максимального значения. В том и другом случаях во вторичной обмотке уменьшается напряжение, и могут появляться перебои в цилиндрах, особенно с увеличением частоты вращения коленчатого вала.

Загрязненные контакты протирают чистой ветошью, смоченной бензином, а окисленные и обгоревшие зачищают надфилем . При зачистке контактов следует удалить бугорок на одном из них, а на другом только слегка сгладить углубление (кратер). Учитывая, что слой вольфрама на контактах тонкий, полностью удалять углубление не следует с целью увеличения срока службы контактов. Не следует применять для зачистки шлифованную шкурку, имеющую на поверхности твердые частицы наждака; при работе попавшие на контакты частицы вызывают сильное искрение и быстрое изнашивание контактов. После зачистки надо отрегулировать зазор и проверить угол опережения зажигания.

Полное прекращение зажигания может быть вызвано неисправностями как в цепях высокого, так и низкого напряжения. В этом случае производится проверка неисправности сначала цепи низкого напряжения, а затем высокого.

Комплексная диагностика системы зажигания производится с применением стационарных или передвижных мотор-тестеров. Проверка технического состояния системы зажигания включает в себя проверку следующих основных параметров: проверку и регулировку угла опережения зажигания; проверку цепей низкого и высокого напряжения; проверку конденсатора. Перед проверкой угла опережения зажигания на двигателях с контактной системой зажигания необходимо проверить и отрегулировать зазор между контактами распределителя зажигания. Проверка и регулировка угла опережения зажигания осуществляется с помощью стробоскопа либо контрольной лампы.

Регулировка угла опережения зажигания с помощью контрольной лампы производится следующим образом.

1. Установить поршень первого цилиндра в положение конца такта сжатия. Для этого нужно вывернуть из первого цилиндра свечу, установить вместо нее бумажную пробку и проворачивать коленчатый вал до момента выталкивания пробки из отверстия. После этого продолжать медленно поворачивать коленчатый вал до совмещения меток установки зажигания.

2. Снять крышку распределителя, установить его ротор в положение, при котором его контакт будет совпадать с боковой клеммой крышки для провода к первому цилиндру, и вставить распределитель в гнездо блока.

3. Слегка поворачивая ротор, ввести валик распределителя в зацепление с приводом и завернуть вручную гайку(ки) крепления корпуса распределителя (датчика-распределителя).

4. Подсоединить контрольную лампу к клемме низкого напряжения распределителя или специальное проверочное устройство с лампой к клемме датчика-распределителя и включить зажигание.

5. Поворотом корпуса распределителя в ту или другую сторону определить момент включения-выключения лампы и зафиксировать положение корпуса затяжкой его крепления. После чего установить на место крышку распределителя.

6. Подсоединить к крышке распределителя провода от свечей в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя с учетом направления вращения ротора распределителя. При подрегулировке угла опережения зажигания, когда распределитель уже установлен на двигателе при проверке, производится только совмещение установочных меток.

Практическую проверку правильности установки угла опережения зажигания можно произвести на автомобиле во время движения. Для этого на автомобиле с прогретым двигателем развивают скорость 50 км/час и, двигаясь на высшей передаче, резко нажимают на педаль газа, открывая дроссельную заслонку. При этом в двигателе должны прослушиваться несильные и быстро исчезающие детонационные стуки. Полное отсутствие стуков указывает на слишком позднее зажигание, а долго непрекращающиеся стуки – на слишком раннее.

Читать еще:  Самые классные зимние шины

Проверка цепей напряжения

Наиболее точную и достоверную информацию об электрических процессах, протекающих в цепях системы зажигания, можно получить при использовании специальных диагностических стендов с осциллографами, применение которых позволяет достаточно просто и быстро определить работоспособность элементов системы зажигания по осциллограммам. Для этого подключают осциллограф к цепям низкого (клемма первичной обмотки катушки зажигания) и высокого (клемма вторичной обмотки катушки зажигания) напряжения. Оценку системы зажигания осуществляют, сравнивая полученную форму кривой с эталонной.

При отсутствии специального стенда с осциллографом проверка цепей контактной системы может быть выполнена с использованием индикатора (контактной лампы) в следующей последовательности.

Для проверки исправности цепи низкого напряжения следует присоединить один провод индикатора к корпусу автомобиля («к массе»), а другой – последовательно (при включенном зажигании и разомкнутых контактах прерывателя) к входной и выходной клеммам выключателя зажигания, входной и выходной клеммам катушки и, наконец, к клемме низкого напряжения прерывателя. Нарушение контакта или обрыв будет на том участке цепи, в начале которого лампа горит, а в конце не горит. Отсутствие накала лампы, присоединенной к выходной клемме катушки зажигания или к клемме прерывателя, помимо обрыва цепи на этом участке может указывать и на неисправность изоляции подвижного контакта (замыкание контакта на «массу»). В этом случае необходимо заменить контактную группу прерывателя.

Для проверки исправности цепи высокого напряжения (при исправной цепи низкого напряжения) необходимо снять крышку распределителя, поворотом коленчатого вала полностью соединить контакты прерывателя и вынуть провод высокого напряжения из центральной клеммы распределителя. Затем включить зажигание и, держа конец провода на расстоянии 4-5 мм от «массы», пальцем размыкать контакты прерывателя. Отсутствие искры на конце провода свидетельствует о наличии неисправности в цепи высокого напряжения или неисправности конденсатора. Для окончательного выявления причины необходимо заменить конденсатор заведомо исправным и повторить проверку; если искры нет, заменить катушку зажигания.

Проверка исправности конденсатора производится следующим образом. Отсоединить провод конденсатора от клеммы прерывателя, после чего, поставив контакты прерывателя на полное смыкание, включить зажигание и рукой размыкать контакты, между которыми должно наблюдаться сильное искрение. После этого провод конденсатора следует снова присоединить к клемме и размыкать контакты. Если искрение уменьшается, конденсатор исправен, в противном случае его необходимо заменить.

Ремонт системы зажигания состоит в замене вышедших их строя элементов: свечей, проводов высокого напряжения, катушки зажигания, конденсатора, электронного коммутатора, выключателя зажигания или его контактной группы, датчика-распределителя, распределителя зажигания и его элементов – крышки, ротора, контактной группы, кулачка, вакуумного регулятора.

Устройство системы зажигания автомобиля

Как заменить замок зажигания самому.

Как проверить контактную группу замка зажигания.

Устройство системы зажигания автомобиля

Для чего нужна система зажигания?

Система зажигания нужна для создания и подачи искрового разряда к свечам зажигания. Искра подается к свечам зажигания в определенные моменты – такты работы бензинового двигателя.

Зажигания в дизельных двигателях как такого не существует, там есть самовоспламенение. Самовоспламенение горючей смеси происходит при такте сжатия.

Основные виды систем зажигания:

  • Контактная система зажигания;
  • Бесконтактная система зажигания;
  • Микропроцессорная система зажигания.
Контактная система батарейного зажигания подразумевает подачу тока низкого напряжения в катушку зажигания для создания тока высокого напряжения при разрыве контактов. Контактная система батарейного зажигания имеет сравнительно простую конструкцию. но в связи с тенденцией увеличения частоты вращения коленчатого вала и числа цилиндров двигателя, а также внедрением форсированных автомобильных двигателей контактная система батарейного зажигания выявила свои недостатки.

Контактно транзисторная система зажигания это новая система, связанная с использованием полупроводниковых приборов, система зажигания, в которой источником электроэнергии также является аккумуляторная батарея с генератором. Преимущества контактно транзисторной системы…

Бесконтактная система зажиганияподразумевает создание импульсов управления специальным электронным транзистором – его называют транзисторное управляющее устройство или коммутатор. Если предположить, что коммутатор генерирует импульсы, то можно сказать, что это генератор импульсов.

Микропроцессорная система зажигания— это электронное устройство, которое служит для управления моментом зажигания горючей смеси. Принцип работы микропроцессорной системы зажигания состоит в создании электродвижущей силы (ЭДС). ЭДС создается при вращении магнита по заднему фронту импульса в катушке зажигания.

Как устроена система зажигания автомобиля?

Все виды систем зажигания предназначены для одного – создание тока высокого напряжения, а отличаются лишь способами создания управляющего импульса.

Неисправности системы зажигания, как определить неисправности

Схема системы зажигания автомобиля:

1 – аккумуляторная батарея (АКБ); 2 – реле стартёра; 3 – замок зажигания (выключатель зажигания); 4 – катушка зажигания (индуктивный накопитель); 5распределитель тока высокого напряжения; 6 – прерыватель; 7 – усилитель (электронный); 8 – первичная обмотка катушки зажигания; 9 – вторичная обмотка катушки зажигания; 10 – свеча зажигания; 11 – провода тока высокого напряжения; 12 – провода тока низкого напряжения.

Установка бесконтактного электронного

зажигания на автомобили

ВАЗ 2101, ВАЗ 2102, ВАЗ 2103, ВАЗ 2104,

ВАЗ 2105, ВАЗ 2106, ВАЗ 2107

Устройство системы зажигания автомобиля:

1)Источник питания системы зажигания.

  • Аккумуляторная батарея(АКБ)– является источником питания при неработающем двигателе и в момент запуска двигателя.
  • Генератор –является источником питания во время работы двигателя.

2)Замок зажигания (выключатель зажигания) служит для передачи напряжения на систему зажигания, бортовую сеть и втягивающее реле стартера.

3) Катушка зажигания служит для создания тока высокого напряжения.

4)Свечи зажигания– устройство для воспламенения горючей смеси, которое имеет два электрода, зазор между, которыми составляет 0,15-0,25 мм.

5)Распределитель зажигания

6) Трамблер– устройство распределения тока высокого напряжения через провода к свечам зажигания.

7) Коммутатор– электронное устройство, которое генерирует импульсы для управления катушкой зажигания.

8) Блок управления устройство микропроцессорного типа,которое регулируетмоменты подачи импульсов в катушку зажигания с учетом информации поступающих от датчиков: положения коленчатого вала, датчика положения распределительного вала, датчика температуры, лямбда-зонд (кислородного датчика).

Свечи зажигания и свечи накаливания: в чем отличие?

КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТЬ

Если вы используете этот плагин, то вы автоматически соглашаетесь на то, что ваши персональные данные (IP-адрес, URL данного вебсайта, дата и время вашего посещения сайта) будут переданы Facebook, Google, Youtube, Twitter, Pinterest или LinkedIn и могут храниться вне стран ЕС. Социальная сеть, использующая данный плагин, может использовать статистику вашего посещения сайта для изучения вашего поведения в сети и формирования вашего персонального профиля.
Вы можете отключить данную функцию в любой момент, ознакомиться с дополнительной информацией вы можете в нашей Политике конфиденциальности.

Это хороший вопрос. Давайте начнем с основного сходства. Для всех двигателей внутреннего сгорания необходимы три составляющие: топливо, воздух и нагрев или источник воспламенения. Как свечи накаливания, так и свечи зажигания являются важным компонентом, обеспечивающим воспламенение в двигателе внутреннего сгорания. В чем же разница? Краткий ответ — разница в типе двигателя. Свечи зажигания бывают только в двигателях, работающих на бензине, а свечи накаливания — в дизельных двигателях.

Но почему эти два типа двигателя запускаются по-разному? Что же именно делают свечи накаливания и свечи зажигания? И как они выполняют свою функцию — помогают двигателю запуститься? Читайте дальше, чтобы узнать об этом.

Свечи зажигания

Что такое свеча зажигания?

Свеча зажигания — это важнейший компонент системы зажигания. Без нее ваш автомобиль с бензиновым двигателем не запустится. Если кратко, это элемент электрооборудования, находящийся в головке блока цилиндров двигателя. На нее подается высоковольтный импульс от катушки зажигания. Этот импульс проходит по свече зажигания к электродам и в зазоре свечи образует электрическую искру, инициирующую процесс сгорания.

Как выглядит свеча зажигания?

В центре свечи зажигания расположен проводник, окруженный изолятором и закрытый корпусом. Как правило, изолятор изготавливается из керамики. Он необходим для того, чтобы искра возникала только на кончике электрода. Поскольку свеча зажигания располагается в стенке камеры сгорания, она должна быть правильно установлена, чтобы камера сгорания оставалась герметичной при высоких давлениях и температурах в течение длительного времени и при активном использовании. Свечи зажигания бывают различных видов (медные, платиновые, иридиевые), разных размеров (резьбы или размера под ключ), с разным типом уплотнения (посадка по плоскости с деформируемой шайбой или посадка по конусу) и с разным искровым промежутком.

Как работает свеча зажигания?

Для работы двигателя необходимо, чтобы свеча зажигания работала без перебоев. В бензиновом двигателе топливо смешивается с поступающим воздухом в корпусе дроссельной заслонки, и затем смесь впрыскивается в камеру сгорания. Катушка зажигания подает высоковольтный импульс на свечу зажигания, и образуется искра, которая воспламеняет воздушно-топливную смесь. Это повторяется тысячи раз за минуту.

Свечи накаливания

Что такое свеча накаливания?

Если дизельный двигатель прогрет или находится в теплых климатических условиях, его можно запустить без свечи накаливания. Это достигается благодаря относительно высокой температуре поступающего воздуха и относительно низкой температуре воспламенения дизельного топлива. Однако этого недостаточно для правильного воспламенения подаваемого топлива при других температурах, результатом чего становится увеличение вредных выбросов с отработавшими газами. Свеча накаливания решает эту проблему. Это электрическое нагревательное устройство, расположенное в каждом из цилиндров дизельного двигателя. Оно обеспечивает надежный пуск при любых погодных условиях.

Как выглядит свеча накаливания?

Свеча накаливания — это длинная тонкая металлическая деталь с нагревательным элементом на конце. Нагревательный элемент изготавливается из материалов, устойчивых к окислению и высоким температурам.

Как работает свеча накаливания?

В отличие от свечи зажигания, работающей непрерывно во время движения, свеча накаливания нужна только для процесса воспламенения. На нагревательный элемент подается электроэнергия, он разогревается и начинает светиться. Поступающий воздух сжимается, и затем форсунка инжектора направляет топливо на горячий кончик свечи накаливания во время впрыска топлива. Впрыскиваемое топливо смешивается со сжатым воздухом, превращается в газообразную фазу, и практически мгновенно происходит его сгорание, даже если двигатель не прогрет.

Свечи зажигания и свечи накаливания Champion

Если у вас возникли сложности со свечами зажигания или свечами накаливания, посмотрите таблицы Champion по поиску и устранению неисправностей. В них приведено множество признаков и советов, как определить и решить возможные проблемы, а также указано, как эти проблемы могут влиять на двигатель.

Материалы, содержащиеся в этой статье, предназначены только для информационных целей и не могут быть использованы вместо профессиональных советов от сертифицированных технических специалистов или механиков. По конкретным вопросам или проблемам, относящимся к любой из тем, затронутых в этой статье, рекомендуем консультироваться с сертифицированными техническими специалистами или механиками. Ни при каких обстоятельствах мы не несем ответственности ни за какие потери или повреждения, связанные с вашей интерпретацией содержания.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector