ГлавнаяЗажиганиеСистема зажигания реферат

Система зажигания карбюраторных двигателей. Система зажигания реферат


Реферат на тему: Система зажигания

Реферат на тему:

Система зажигания

План:

    Введение
  • 1 История
    • 1.1 Система зажигания на основе магнето
    • 1.2 Система зажигания с внешним питанием
      • 1.2.1 Системы с накоплением энергии в индуктивности
      • 1.2.2 Системы с накоплением энергии в ёмкости
      • 1.2.3 Другое
    • 1.3 Момент зажигания
  • 2 Узлы системы зажигания
  • 3 Неисправности системы зажигания

Введение

Система зажигания — это совокупность всех приборов и устройств, обеспечивающих появление искры в момент, соответствующий порядку и режиму работы двигателя. Эта система является частью общей системы электрооборудования. Первые двигатели (например, двигатель Даймлера) в качестве системы зажигания имели калильную головку (синоним — калильную трубку). То есть, воспламенение рабочей смеси осуществлялось в конце такта сжатия от сильно нагретой камеры, сообщающейся с камерой сгорания. Перед запуском калильную головку надо было разогреть, далее её температура поддерживалась сгоранием топлива. В настоящее время таким воспламенением обладают часть микродвигателей внутреннего сгорания, используемые в различных моделях (авиа-, авто-, судомодели и тому подобное). Калильное зажигание в данном случае выигрывает своей простотой и непревзойдённой компактностью.

1. История

Но по-настоящему на бензиновых моторах прижилась искровая система зажигания, то есть система, отличительным признаком которой является воспламенение смеси электрическим разрядом, пробивающей воздушный промежуток свечи зажигания.

Было создано большое количество систем зажигания. Все основные типы таких систем можно встретить и в настоящее время.

1.1. Система зажигания на основе магнето

Одной из первых появилась система зажигания на основе магнето. Идея такой системы — генерация импульса зажигания при прохождении рядом с неподвижной катушкой магнитного поля постоянного магнита, связанного с вращающейся деталью двигателя. Достоинством такой конструкции является простота, отсутствие каких-либо батарей. Такая система всегда готова к работе. Применяют её в данное время более всего на силовой продукции — например, на бензопилах, газонокосилках, маленьких бензогенераторах и тому подобной технике. Недостатками является дороговизна изготовления (катушка с большим количеством витков весьма тонкого провода, высокие требования к изоляции, качественные мощные магниты), конструктивные сложности с регулированием момента зажигания (необходимо перемещать довольно массивную катушку). Для повышения надёжности нередко применяют конструкции с выносными трансформаторами. В этом случае первично генерируется низковольтный импульс, когда магнит проходит рядом с катушкой. Данная катушка изготавливается из небольшого количества витков более толстого провода, поэтому она проще, дешевле и компактнее. Далее низковольтный импульс поступает на катушку зажигания, с которой и снимается высоковольтный импульс, идущий уже на свечи зажигания. В такие и подобные им системы зажигания в настоящее время вводят различные электронные компоненты с целью улучшения характеристик и смягчения недостатков, но неизменной остаётся идея генерации импульса с помощью постоянного магнита.

1.2. Система зажигания с внешним питанием

Вторым, наиболее распространённым типом систем зажигания на автомобильных моторах, являются системы с «батарейным», то есть с внешним питанием. В этом случае питание системы осуществляется от внешнего источника электроэнергии. Неотъемлемой частью системы зажигания является катушка зажигания, представляющая собой импульсный трансформатор. Основная функция катушки зажигания — генерация высоковольтного импульса на свече. Долгие десятилетия катушка на двигателе была одна, а для обслуживания нескольких цилиндров применялся высоковольтный распределитель. В последнее время типичным становится катушка на пару цилиндров или на каждый цилиндр (что позволяет разместить катушку непосредственно на свече как колпачок и отказаться от высоковольтных проводов). Также существуют системы зажигания автомобильных двигателей с двумя свечами, и, соответственно, двумя катушками на каждый цилиндр. Две свечи на цилиндр применяются, исходя из соображений сокращения длины пробега фронта горения в цилиндре, что позволяет немного сдвинуть момент зажигания в раннюю сторону, и получить немного большую отдачу от двигателя. Также повышается надёжность системы. В свою очередь, системы зажигания можно разделить на системы с накоплением энергии в индуктивности, и системы зажигания с накоплением энергии в ёмкости.
1.2.1. Системы с накоплением энергии в индуктивности
Системы с накоплением энергии в индуктивности занимают доминирующее положение в технике. Основная идея — при пропускании тока от внешнего источника через первичную обмотку катушки зажигания катушка запасает энергию в своём магнитном поле, при прекращении этого тока ЭДС самоиндукции генерирует в обмотках катушки мощный импульс, который снимается со вторичной (высоковольтной) обмотки, и подаётся на свечу. Напряжение импульса достигает 20-40 тысяч вольт без нагрузки. Реально, на работающем двигателе напряжение высоковольтной части определяется условиями пробоя искрового промежутка свечи зажигания в конкретном рабочем режиме, и колеблется от 3 до 30 тысяч вольт в типичных случаях. Прерывание тока в обмотке долгие годы осуществлялось обычными механическими контактами, сейчас стандартом стало управление электронными устройствами, где ключевым элементом является мощный полупроводниковый прибор: биполярный или полевой транзистор.
1.2.2. Системы с накоплением энергии в ёмкости
Системы с накоплением энергии в ёмкости (они же «конденсаторные» или «тиристорные», CDI) появились в середине 70-х годов в связи с появлением доступной элементной базы и возросшим интересом к роторно-поршневым двигателям. Конструктивно они практически аналогичны описанным выше системам с накоплением энергии в индуктивности, но отличаются тем, что вместо пропускания постоянного тока через первичную обмотку катушки к ней подключается конденсатор, заряженный до высокого напряжения (типично от 100 до 400 вольт). То есть обязательными элементами таких систем являются преобразователь напряжения того или иного типа, чья задача — зарядить накопительный конденсатор, и высоковольтный ключ, подключающий данный конденсатор к катушке. В качестве ключа, как правило, используются тиристоры. Недостатком данных систем является конструктивная сложность, и недостаточная длительность импульса в большинстве конструкций, достоинством — крутой фронт высоковольтного импульса, делающий систему менее чувствительной к забрызгиванию свечей зажигания, характерному для роторно-поршневых двигателей.
1.2.3. Другое
Существуют также конструкции, объединяющие оба принципа, и имеющие их достоинства, но, как правило, это любительские или экспериментальные конструкции, отличающиеся высокой сложностью изготовления.

1.3. Момент зажигания

Важнейшим параметром, определяющим работу системы зажигания, является так называемый момент зажигания, — то есть время, в которое система поджигает искровым разрядом сжатую рабочую смесь. Определяется момент зажигания как положение коленвала двигателя в момент подачи импульса на свечу опережением относительно верхней мёртвой точки в градусах (типично от 1 градуса до 30).

Это связано с тем, что для сгорания рабочей смеси в цилиндре требуется некоторое время (скорость распространения фронта пламени около 20-30 м/с). Если поджигать смесь в положении поршня в верхней мёртвой точке (ВМТ), смесь будет сгорать уже на такте расширения и частично на выпуске и не обеспечит эффективного давления на поршень (попросту говоря, догоняя поршень, вылетит в выхлопную трубу). Поэтому (оптимальный) момент зажигания подбирают таким образом (опережают относительно ВМТ), чтобы максимальное давление сгоревших газов приходилось на ВМТ.

Оптимальный момент (опережения) зажигания зависит от скорости движения поршня (оборотов двигателя), степени обогащения/обеднения смеси и немного от фракционного состава топлива (влияет на скорость горения смеси). Для автоматического приведения момента зажигания к оптимальному применяются центробежный и вакуумный регуляторы, или электронный блок управления.

Следует отметить, что на нагрузочных режимах в бензиновых двигателях при оптимальных (по скорости горения смеси) углах зажигания часто возникает детонация (взрывное горение смеси), поэтому, для её избежания, реальный угол опережения зажигания делают чуть меньше, до порога возникновения детонации (подводом начального угла опережения вручную, или электроникой блока управления - автоматически, в движении).

Как "позднее зажигание", так и "раннее зажигание" (относительно оптимального) приводит к падению мощности двигателя и снижению экономичности из-за снижения КПД, а также избыточному нагреву и нагрузкам на детали двигателя. "Раннее зажигание", кроме того, приводит к сильной детонации, особенно при резком нажатии на педаль газа. Регулировка опережения зажигания на автомобилях обычно заключается в выставлении наиболее раннего момента зажигания, еще не приводящего к детонации при разгоне.

2. Узлы системы зажигания

  • Датчик момента искрообразования
В старых двигателях использовался механический кулачок и контактная группа (прерыватель), разрывающая цепь при определенном положении вала. Это упрощало низковольтную электрическую часть системы до двух проводов — от источника питания до катушки, и от катушки до прерывателя. Недостатком этой системы была крайне низкая надёжность контактов прерывателя (возможно, самое ненадёжное место в двигателе как целом), их уязвимость для нагара и влаги.

Потому с развитием электроники от прерывателя отказались, заменив его бесконтактными датчиками — индуктивными, оптическими, либо наиболее распространенными датчиками Холла, основанными на эффекте изменения проводимости полупроводника в магнитном поле. Неоспоримое преимущество данных схем — отсутствие необходимости в периодическом обслуживании, — за исключением замены свечей зажигания. В таком случае, для выдачи резкого фронта/спада напряжения на катушку необходима электронная схема, делающая это на основании сигнала с датчика. Отсюда происходит название такого варианта: «электронное зажигание». Электронная схема обычно исполнена в виде единого; зачастую — неремонтопригодного узла, известного в просторечии как «коммутатор».

В советских/российских двигателях малого литража (лодочные, мотоциклетные) электронное зажигание применялось с 70х годов; в автомобилях — начиная с ВАЗ-2108 (1984).

В современных автомобилях на его смену пришли датчик положения коленвала и датчик фаз. Точный момент искрообразования вычисляется вычисляется электронным блоком управления в зависимости от показаний многих иных датчиков (датчик детонации, датчик положения дроссельной заслонки и т.п.) и в зависимости от режима движения и работы двигателя.

  • Центробежный регулятор.
Устройство, изменяющее положение шторки бесконтактного датчика или кулачка контактного (а значит, и момент зажигания) в зависимости от оборотов двигателя. Состоит из грузиков (обычно - двух), которые, с увеличение оборотов двигателя, расходятся, преодолевая сопротивление пружинок, поворачивая при этом часть вала со шторкой или кулачком вперёд (увеличивая опережение зажигания при увеличении оборотов).
  • Вакуумный регулятор.
Устройство, изменяющее положение датчика относительно начального (а, значит, и момент зажигания) в зависимости от разрежения во впускном коллекторе, то есть от степени открытия дроссельных заслонок и оборотов двигателя. Обычно включает в себя шланг от узла прерывателя/датчика до карбюратора или впускного коллектора. На прерывателе разрежение воздействует на мембрану, которая, преодолевая сопротивление пружины, сдвигает датчик (контакты прерывателя) навстречу движению кулачка (шторок), то есть, увеличивая опережение зажигания при большом разрежении во впускном коллекторе (в этом случае смесь горит дольше, это режимы малых нагрузок при высоких оборотах двигателя).

Центробежный и вакуумный регуляторы позволяют добиться оптимального момента зажигания во всех режимах работы двигателя. В современных двигателях они уже не используются, — поскольку задача определения оптимального момента искрообразования переложена на микропроцессор (в электронном блоке управления, или контроллере), учитывающий в вычислениях также положение дросселей, обороты двигателя, сигналы датчика детонации и т. п.

  • Катушка зажигания (часто называется «бобина»)
Трансформатор, преобразующий резкий фронт/спад напряжения от прерывателя/коммутатора в высоковольтный импульс. В малогабаритных двигателях (лодочные, мотоциклетные) традиционно использовалось по одной катушке на каждый цилиндр, соединённой со свечой высоковольтным проводом. В автомобильных же двигателях традиционно использовалась одна катушка и распределитель; однако в большинстве современных двигателей используется несколько катушек зажигания, либо объединённых в едином корпусе с электронными коммутаторами (т.н. «модуль зажигания»), при этом каждая катушка обеспечивает искру в конкретных цилиндрах, либо в группах цилиндров, что позволяет отказаться от распределителя зажигания, либо отдельные катушки устанавливающиеся непосредственно на каждую свечу; при этом, катушки выполнены в виде надеваемых на свечи колпачков, конструктивно объединяющих собственно высоковольтный трансформатор и силовой ключ управления, что позволяет отказаться также и от высоковольтных проводов. Нередко —в случае большеобъемных двигателей или двигателей, работающих на обеднённых смесях,— используют двух- или многоточечный по́джиг для уменьшения фазы горения смеси или для повышения надёжности (авиадвигатели). В этом случае устанавливается либо два комплекта катушек зажигания и распределителей, либо используется схема с индивидуальными катушками (например, двигатели Honda серии LxxA). Также, в двигателях с четным числом цилиндров часто применяется схема с катушкой зажиганиия, содержащей выводы от обоих концов высоковольтной обмотки и соответственно питающей две свечи зажигания, находящихся в цилиндрах, циклы в которых сдвинуты друг относительно друга так, чтобы ненужная в данный момент искра попадала на такт выпуска или продувки. Преимущество: позволяет упростить схему зажигания; причём, в случае двухцилиндровых двигателей — кардинально.
  • Распределитель.
Высоковольтный переключатель, вращающийся вместе с распределительным валом двигателя, подключает одну катушку зажигания к нужной в данный момент свече. Обычно исполняется в одном корпусе и на одном валу с прерывателем/датчиком положения вала. Состоит из подвижного контакта (бегунка) и вымя-образной крышки, в которой смонтированы неподвижные контакты.

Вполне надёжен, но требует периодической чистки; также, трещины крышки часто приводят к неработоспособности двигателя, — особенно во влажную погоду. Бегунок имеет тенденцию к подгоранию.

В современных двигателях распределитель не используется, уступив место модулям зажигания, использующим отдельные катушки для отдельных групп свечей, или катушкам установленным непосредственно на свечи.

  • Высоковольтные провода.
От катушки к свече, или же от катушки к центру распределителя, и от свечи к окружности распределителя. Многожильный провод в слое толстой изоляции, способной выдержать разность потенциалов до 40 киловольт. Характеризуются распределённым активным сопротивлением (порядка нескольких килоом на метр), либо так называемым "нулевым сопротивлением" (порядка нескольких ом на метр). В последнее время стала применяться изоляция из силикона, как более надёжная и долговечная.

В некоторых современных автомобилях катушки зажигания устанавливаются непосредственно на свечи, и высоковольтные провода не используются.

  • Свеча зажигания
Ввинчиваемая в цилиндр деталь, содержащая в себе искровой промежуток внутри цилиндра и контакт для подключения провода (катушки) вне него.

Непосредственно поджигает смесь в цилиндре.

Генератор с вращающимся постоянным магнитом, статорная катушка которого совмещена с катушкой зажигания, а сам генератор — с узлом прерывателя. Позволяет исполнение всей системы зажигания в виде блока «магнето+высоковольтный провод+свеча» без любых других проводов и узлов, в том числе — без аккумуляторной батареи. Используется в бензопилах, газонокосилках и мопедах, где не применяется замок зажигания с секретным ключом. В некоторых случаях (лодочный мотор «Вихрь») используется магнето с 2 (двумя) выносны́ми катушками зажигания.

3. Неисправности системы зажигания

Грубо все неисправности систем зажигания можно разделить на три категории:
  • Неправильная регулировка и/или неисправность центробежного и/или вакуумного регулятора опережения зажигания (при их наличии), в современных системах - не оптимальная программа электронного блока управления. (На практике употребляются термины "раннее зажигание" и "позднее зажигание".)
  • Периодический пропуск искры в одном или нескольких цилиндрах (в просторечии - перебои). Может быть следствием слабой мощности импульса или повреждением изоляции высоковольтных частей системы (искра сбегает).
  • Полное отсутствие искры в одном или нескольких цилиндрах (соответственно двигатель троит или не заводится).
Большинство узлов системы зажигания неремонтопригодны и в случае отказа заменяются на исправные. Наиболее часто выходящие из строя узлы:
  • (Контакты механического прерывателя, если он есть - срок службы большой, но требует достаточно частой периодической зачистки контактов и регулировки зазора).
  • Свечи зажигания. На практике, их меняют превентивно, с некоторой периодичностью, заведомо меньшей, чем средний срок службы свечи до отказа.
  • Высоковольтные провода - по причине старения изоляции, высокого передаваемого напряжения и постоянного механического воздействия (соединение неподвижной катушки зажигания и вибрирущего двигателя).
  • Катушка (или модуль) зажигания - старение изоляции в обмотках. Замечен больший ресурс маслонаполненных катушек.
  • Электронный коммутатор - по причине старения электронных компонентов.
  • Прочие компоненты - как правило, рассчитаны на полный срок службы автомобиля и отказывают или в результате нарушения условий эксплуатации (температура, напряжение, загрязнение и т.п.), или по причине низкого качества изготовления. Сюда же относятся и проводка.

auto-dnevnik.com

Реферат Система зажигания

скачать

Реферат на тему:

План:

    Введение
  • 1 История
    • 1.1 Система зажигания на основе магнето
    • 1.2 Система зажигания с внешним питанием
      • 1.2.1 Системы с накоплением энергии в индуктивности
      • 1.2.2 Системы с накоплением энергии в ёмкости
      • 1.2.3 Другое
    • 1.3 Момент зажигания
  • 2 Узлы системы зажигания
  • 3 Неисправности системы зажигания

Введение

Система зажигания — это совокупность всех приборов и устройств, обеспечивающих появление искры в момент, соответствующий порядку и режиму работы двигателя. Эта система является частью общей системы электрооборудования. Первые двигатели (например, двигатель Даймлера) в качестве системы зажигания имели калильную головку (синоним — калильную трубку). То есть, воспламенение рабочей смеси осуществлялось в конце такта сжатия от сильно нагретой камеры, сообщающейся с камерой сгорания. Перед запуском калильную головку надо было разогреть, далее её температура поддерживалась сгоранием топлива. В настоящее время таким воспламенением обладают часть микродвигателей внутреннего сгорания, используемые в различных моделях (авиа-, авто-, судомодели и тому подобное). Калильное зажигание в данном случае выигрывает своей простотой и непревзойдённой компактностью.

1. История

Но по-настоящему на бензиновых моторах прижилась искровая система зажигания, то есть система, отличительным признаком которой является воспламенение смеси электрическим разрядом, пробивающей воздушный промежуток свечи зажигания.

Было создано большое количество систем зажигания. Все основные типы таких систем можно встретить и в настоящее время.

1.1. Система зажигания на основе магнето

Одной из первых появилась система зажигания на основе магнето. Идея такой системы — генерация импульса зажигания при прохождении рядом с неподвижной катушкой магнитного поля постоянного магнита, связанного с вращающейся деталью двигателя. Достоинством такой конструкции является простота, отсутствие каких-либо батарей. Такая система всегда готова к работе. Применяют её в данное время более всего на силовой продукции — например, на бензопилах, газонокосилках, маленьких бензогенераторах и тому подобной технике. Недостатками является дороговизна изготовления (катушка с большим количеством витков весьма тонкого провода, высокие требования к изоляции, качественные мощные магниты), конструктивные сложности с регулированием момента зажигания (необходимо перемещать довольно массивную катушку). Для повышения надёжности нередко применяют конструкции с выносными трансформаторами. В этом случае первично генерируется низковольтный импульс, когда магнит проходит рядом с катушкой. Данная катушка изготавливается из небольшого количества витков более толстого провода, поэтому она проще, дешевле и компактнее. Далее низковольтный импульс поступает на катушку зажигания, с которой и снимается высоковольтный импульс, идущий уже на свечи зажигания. В такие и подобные им системы зажигания в настоящее время вводят различные электронные компоненты с целью улучшения характеристик и смягчения недостатков, но неизменной остаётся идея генерации импульса с помощью постоянного магнита.

1.2. Система зажигания с внешним питанием

Вторым, наиболее распространённым типом систем зажигания на автомобильных моторах, являются системы с «батарейным», то есть с внешним питанием. В этом случае питание системы осуществляется от внешнего источника электроэнергии. Неотъемлемой частью системы зажигания является катушка зажигания, представляющая собой импульсный трансформатор. Основная функция катушки зажигания — генерация высоковольтного импульса на свече. Долгие десятилетия катушка на двигателе была одна, а для обслуживания нескольких цилиндров применялся высоковольтный распределитель. В последнее время типичным становится катушка на пару цилиндров или на каждый цилиндр (что позволяет разместить катушку непосредственно на свече как колпачок и отказаться от высоковольтных проводов). Также существуют системы зажигания автомобильных двигателей с двумя свечами, и, соответственно, двумя катушками на каждый цилиндр. Две свечи на цилиндр применяются, исходя из соображений сокращения длины пробега фронта горения в цилиндре, что позволяет немного сдвинуть момент зажигания в раннюю сторону, и получить немного большую отдачу от двигателя. Также повышается надёжность системы. В свою очередь, системы зажигания можно разделить на системы с накоплением энергии в индуктивности, и системы зажигания с накоплением энергии в ёмкости.

1.2.1. Системы с накоплением энергии в индуктивности

Системы с накоплением энергии в индуктивности занимают доминирующее положение в технике. Основная идея — при пропускании тока от внешнего источника через первичную обмотку катушки зажигания катушка запасает энергию в своём магнитном поле, при прекращении этого тока ЭДС самоиндукции генерирует в обмотках катушки мощный импульс, который снимается со вторичной (высоковольтной) обмотки, и подаётся на свечу. Напряжение импульса достигает 20-40 тысяч вольт без нагрузки. Реально, на работающем двигателе напряжение высоковольтной части определяется условиями пробоя искрового промежутка свечи зажигания в конкретном рабочем режиме, и колеблется от 3 до 30 тысяч вольт в типичных случаях. Прерывание тока в обмотке долгие годы осуществлялось обычными механическими контактами, сейчас стандартом стало управление электронными устройствами, где ключевым элементом является мощный полупроводниковый прибор: биполярный или полевой транзистор.

1.2.2. Системы с накоплением энергии в ёмкости

Системы с накоплением энергии в ёмкости (они же «конденсаторные» или «тиристорные», CDI) появились в середине 70-х годов в связи с появлением доступной элементной базы и возросшим интересом к роторно-поршневым двигателям. Конструктивно они практически аналогичны описанным выше системам с накоплением энергии в индуктивности, но отличаются тем, что вместо пропускания постоянного тока через первичную обмотку катушки к ней подключается конденсатор, заряженный до высокого напряжения (типично от 100 до 400 вольт). То есть обязательными элементами таких систем являются преобразователь напряжения того или иного типа, чья задача — зарядить накопительный конденсатор, и высоковольтный ключ, подключающий данный конденсатор к катушке. В качестве ключа, как правило, используются тиристоры. Недостатком данных систем является конструктивная сложность, и недостаточная длительность импульса в большинстве конструкций, достоинством — крутой фронт высоковольтного импульса, делающий систему менее чувствительной к забрызгиванию свечей зажигания, характерному для роторно-поршневых двигателей.

1.2.3. Другое

Существуют также конструкции, объединяющие оба принципа, и имеющие их достоинства, но, как правило, это любительские или экспериментальные конструкции, отличающиеся высокой сложностью изготовления.

1.3. Момент зажигания

Важнейшим параметром, определяющим работу системы зажигания, является так называемый момент зажигания, — то есть время, в которое система поджигает искровым разрядом сжатую рабочую смесь. Определяется момент зажигания как положение коленвала двигателя в момент подачи импульса на свечу опережением относительно верхней мёртвой точки в градусах (типично от 1 градуса до 30).

Это связано с тем, что для сгорания рабочей смеси в цилиндре требуется некоторое время (скорость распространения фронта пламени около 20-30 м/с). Если поджигать смесь в положении поршня в верхней мёртвой точке (ВМТ), смесь будет сгорать уже на такте расширения и частично на выпуске и не обеспечит эффективного давления на поршень (попросту говоря, догоняя поршень, вылетит в выхлопную трубу). Поэтому (оптимальный) момент зажигания подбирают таким образом (опережают относительно ВМТ), чтобы максимальное давление сгоревших газов приходилось на ВМТ.

Оптимальный момент (опережения) зажигания зависит от скорости движения поршня (оборотов двигателя), степени обогащения/обеднения смеси и немного от фракционного состава топлива (влияет на скорость горения смеси). Для автоматического приведения момента зажигания к оптимальному применяются центробежный и вакуумный регуляторы, или электронный блок управления.

Следует отметить, что на нагрузочных режимах в бензиновых двигателях при оптимальных (по скорости горения смеси) углах зажигания часто возникает детонация (взрывное горение смеси), поэтому, для её избежания, реальный угол опережения зажигания делают чуть меньше, до порога возникновения детонации (подводом начального угла опережения вручную, или электроникой блока управления - автоматически, в движении).

Как "позднее зажигание", так и "раннее зажигание" (относительно оптимального) приводит к падению мощности двигателя и снижению экономичности из-за снижения КПД, а также избыточному нагреву и нагрузкам на детали двигателя. "Раннее зажигание", кроме того, приводит к сильной детонации, особенно при резком нажатии на педаль газа. Регулировка опережения зажигания на автомобилях обычно заключается в выставлении наиболее раннего момента зажигания, еще не приводящего к детонации при разгоне.

2. Узлы системы зажигания

  • Датчик момента искрообразования

В старых двигателях использовался механический кулачок и контактная группа (прерыватель), разрывающая цепь при определенном положении вала. Это упрощало низковольтную электрическую часть системы до двух проводов — от источника питания до катушки, и от катушки до прерывателя. Недостатком этой системы была крайне низкая надёжность контактов прерывателя (возможно, самое ненадёжное место в двигателе как целом), их уязвимость для нагара и влаги.

Потому с развитием электроники от прерывателя отказались, заменив его бесконтактными датчиками — индуктивными, оптическими, либо наиболее распространенными датчиками Холла, основанными на эффекте изменения проводимости полупроводника в магнитном поле. Неоспоримое преимущество данных схем — отсутствие необходимости в периодическом обслуживании, — за исключением замены свечей зажигания. В таком случае, для выдачи резкого фронта/спада напряжения на катушку необходима электронная схема, делающая это на основании сигнала с датчика. Отсюда происходит название такого варианта: «электронное зажигание». Электронная схема обычно исполнена в виде единого; зачастую — неремонтопригодного узла, известного в просторечии как «коммутатор».

В советских/российских двигателях малого литража (лодочные, мотоциклетные) электронное зажигание применялось с 70х годов; в автомобилях — начиная с ВАЗ-2108 (1984).

В современных автомобилях на его смену пришли датчик положения коленвала и датчик фаз. Точный момент искрообразования вычисляется вычисляется электронным блоком управления в зависимости от показаний многих иных датчиков (датчик детонации, датчик положения дроссельной заслонки и т.п.) и в зависимости от режима движения и работы двигателя.

  • Центробежный регулятор.

Устройство, изменяющее положение шторки бесконтактного датчика или кулачка контактного (а значит, и момент зажигания) в зависимости от оборотов двигателя. Состоит из грузиков (обычно - двух), которые, с увеличение оборотов двигателя, расходятся, преодолевая сопротивление пружинок, поворачивая при этом часть вала со шторкой или кулачком вперёд (увеличивая опережение зажигания при увеличении оборотов).

  • Вакуумный регулятор.

Устройство, изменяющее положение датчика относительно начального (а, значит, и момент зажигания) в зависимости от разрежения во впускном коллекторе, то есть от степени открытия дроссельных заслонок и оборотов двигателя. Обычно включает в себя шланг от узла прерывателя/датчика до карбюратора или впускного коллектора. На прерывателе разрежение воздействует на мембрану, которая, преодолевая сопротивление пружины, сдвигает датчик (контакты прерывателя) навстречу движению кулачка (шторок), то есть, увеличивая опережение зажигания при большом разрежении во впускном коллекторе (в этом случае смесь горит дольше, это режимы малых нагрузок при высоких оборотах двигателя).

Центробежный и вакуумный регуляторы позволяют добиться оптимального момента зажигания во всех режимах работы двигателя. В современных двигателях они уже не используются, — поскольку задача определения оптимального момента искрообразования переложена на микропроцессор (в электронном блоке управления, или контроллере), учитывающий в вычислениях также положение дросселей, обороты двигателя, сигналы датчика детонации и т. п.

  • Катушка зажигания (часто называется «бобина»)

Трансформатор, преобразующий резкий фронт/спад напряжения от прерывателя/коммутатора в высоковольтный импульс. В малогабаритных двигателях (лодочные, мотоциклетные) традиционно использовалось по одной катушке на каждый цилиндр, соединённой со свечой высоковольтным проводом. В автомобильных же двигателях традиционно использовалась одна катушка и распределитель; однако в большинстве современных двигателей используется несколько катушек зажигания, либо объединённых в едином корпусе с электронными коммутаторами (т.н. «модуль зажигания»), при этом каждая катушка обеспечивает искру в конкретных цилиндрах, либо в группах цилиндров, что позволяет отказаться от распределителя зажигания, либо отдельные катушки устанавливающиеся непосредственно на каждую свечу; при этом, катушки выполнены в виде надеваемых на свечи колпачков, конструктивно объединяющих собственно высоковольтный трансформатор и силовой ключ управления, что позволяет отказаться также и от высоковольтных проводов. Нередко —в случае большеобъемных двигателей или двигателей, работающих на обеднённых смесях,— используют двух- или многоточечный по́джиг для уменьшения фазы горения смеси или для повышения надёжности (авиадвигатели). В этом случае устанавливается либо два комплекта катушек зажигания и распределителей, либо используется схема с индивидуальными катушками (например, двигатели Honda серии LxxA). Также, в двигателях с четным числом цилиндров часто применяется схема с катушкой зажиганиия, содержащей выводы от обоих концов высоковольтной обмотки и соответственно питающей две свечи зажигания, находящихся в цилиндрах, циклы в которых сдвинуты друг относительно друга так, чтобы ненужная в данный момент искра попадала на такт выпуска или продувки. Преимущество: позволяет упростить схему зажигания; причём, в случае двухцилиндровых двигателей — кардинально.

  • Распределитель.

Высоковольтный переключатель, вращающийся вместе с распределительным валом двигателя, подключает одну катушку зажигания к нужной в данный момент свече. Обычно исполняется в одном корпусе и на одном валу с прерывателем/датчиком положения вала. Состоит из подвижного контакта (бегунка) и вымя-образной крышки, в которой смонтированы неподвижные контакты.

Вполне надёжен, но требует периодической чистки; также, трещины крышки часто приводят к неработоспособности двигателя, — особенно во влажную погоду. Бегунок имеет тенденцию к подгоранию.

В современных двигателях распределитель не используется, уступив место модулям зажигания, использующим отдельные катушки для отдельных групп свечей, или катушкам установленным непосредственно на свечи.

  • Высоковольтные провода.

От катушки к свече, или же от катушки к центру распределителя, и от свечи к окружности распределителя. Многожильный провод в слое толстой изоляции, способной выдержать разность потенциалов до 40 киловольт. Характеризуются распределённым активным сопротивлением (порядка нескольких килоом на метр), либо так называемым "нулевым сопротивлением" (порядка нескольких ом на метр). В последнее время стала применяться изоляция из силикона, как более надёжная и долговечная.

В некоторых современных автомобилях катушки зажигания устанавливаются непосредственно на свечи, и высоковольтные провода не используются.

  • Свеча зажигания

Ввинчиваемая в цилиндр деталь, содержащая в себе искровой промежуток внутри цилиндра и контакт для подключения провода (катушки) вне него.

Непосредственно поджигает смесь в цилиндре.

Генератор с вращающимся постоянным магнитом, статорная катушка которого совмещена с катушкой зажигания, а сам генератор — с узлом прерывателя. Позволяет исполнение всей системы зажигания в виде блока «магнето+высоковольтный провод+свеча» без любых других проводов и узлов, в том числе — без аккумуляторной батареи. Используется в бензопилах, газонокосилках и мопедах, где не применяется замок зажигания с секретным ключом. В некоторых случаях (лодочный мотор «Вихрь») используется магнето с 2 (двумя) выносны́ми катушками зажигания.

3. Неисправности системы зажигания

Грубо все неисправности систем зажигания можно разделить на три категории:

  • Неправильная регулировка и/или неисправность центробежного и/или вакуумного регулятора опережения зажигания (при их наличии), в современных системах - не оптимальная программа электронного блока управления. (На практике употребляются термины "раннее зажигание" и "позднее зажигание".)
  • Периодический пропуск искры в одном или нескольких цилиндрах (в просторечии - перебои). Может быть следствием слабой мощности импульса или повреждением изоляции высоковольтных частей системы (искра сбегает).
  • Полное отсутствие искры в одном или нескольких цилиндрах (соответственно двигатель троит или не заводится).

Большинство узлов системы зажигания неремонтопригодны и в случае отказа заменяются на исправные. Наиболее часто выходящие из строя узлы:

  • (Контакты механического прерывателя, если он есть - срок службы большой, но требует достаточно частой периодической зачистки контактов и регулировки зазора).
  • Свечи зажигания. На практике, их меняют превентивно, с некоторой периодичностью, заведомо меньшей, чем средний срок службы свечи до отказа.
  • Высоковольтные провода - по причине старения изоляции, высокого передаваемого напряжения и постоянного механического воздействия (соединение неподвижной катушки зажигания и вибрирущего двигателя).
  • Катушка (или модуль) зажигания - старение изоляции в обмотках. Замечен больший ресурс маслонаполненных катушек.
  • Электронный коммутатор - по причине старения электронных компонентов.
  • Прочие компоненты - как правило, рассчитаны на полный срок службы автомобиля и отказывают или в результате нарушения условий эксплуатации (температура, напряжение, загрязнение и т.п.), или по причине низкого качества изготовления. Сюда же относятся и проводка.

wreferat.baza-referat.ru

Устройство, принцип действия системы зажигания

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГЛАВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЩЕГО И

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ АДМИНИСТРАЦИИ

ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

 

 

 

 

ПИСЬМЕННАЯ ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ РАБОТА

 

 

 

 

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: АВТОМЕХАНИК

 

ТЕМА: Устройство, принцип действия системы зажигания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЫПОЛНИЛ: Сидоркин М. Н.

 

ПРОВЕРИЛ:Попов Н. И.

 

 

 

 

п. ЧУНСКИЙ ПУ 31

 

2002 г.

 

РОЛЬ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

 

Автомобиль служит для быстрого перемещения грузов и пассажиров по различным типам дорог и местности. Автомобильный транспорт играет важнейшую роль во всех сторонах жизни страны. Без автомобиля невозможно представить работу не одного промышленного предприятия, государственного учреждения строительной организации, воинской части. Значительное количество грузовых и пассажирских перевозок на долю этого транспорта. Легковой автомобиль широко вошёл в быт трудящихся нашей страны, стал средством передвижения, отдыха, туризма.

Великое значение автомобиля в Вооружённых Силах. Боевая и повседневная деятельность войск непрерывно связана с использованием автомобильной техники. От её наличия и состояния зависит подвижность маневренность частей, выполнение боевой задачи. Таким образом автомобиль стал неотъемлемым элементом в сложной деятельности Вооруженных Сил и народного хозяйства. Хорошо знать и грамотно эксплуатировать автомобильную технику-долг и почётная обязанность водителей.

 

СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ

 

Система зажигания служит для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя в строго определённые моменты. Воспламенение смеси может быть осуществлено батарейной системой зажигания или от магнето.

По способу прерывания тока первичной цепи батарейные системы зажигания подразделяются на контактные, контактно-транзисторные и бесконтактные транзисторные.

По исполнению системы зажигания бывают экранированный (ЗИЛ - 131) и неэкранированные (ЗИЛ - 130). Экранируют систему зажигания с целью подавления радиопомех, которые возникают во время работы системы зажигания.

 

 

 

 

 

 

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ КОНТАКТНОЙ

СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ

 

Контактная система зажигания включает в себя: аккумуляторную батарею 1, включатель зажигания 2, добавочный резистор 3, катушку зажигания 4, прерыватель тока (кулачок 7 и контакты 9), конденсатор 8, распределитель тока высокого напряжения 5, свечи 6, соединительные провода низкого и высокого напряжения.

Прерыватель тока и распределитель тока высокого напряжения входят в один прибор, который называется распределитель зажигания.

В системе зажигания имеется цепь низкого напряжения первичная цепь и цепь высокого напряжения (вторичная цепь). В цепи низкого напряжения входят источники тока низкого напряжения (А. Б. и генератор), выключатель зажигания, добавочный резистор, первичная обмотка (W1) катушки зажигания, прерыватель тока конденсатор и соединительные провода низкого напряжения. В цепь высокого напряжения входят вторичная обмотка (W2), катушки зажигания распределитель тока высокого напряжения, свечи и провода высокого напряжения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При включенном зажигание и замкнутых контактов прерывателя по первичной цепи проходит ток низкого напряжения: вывод “+” аккумуляторная батарея выключатель зажигания добавочный резистор первичная обмотка катушки замкнутые контакты прерывателя масса вывод “-” аккумуляторной батареи.

Ток, проходит по первичной обмотки катушки зажигания, создаются вокруг её витков магнитное поле, в котором оказываются витки и вторичной обмотки. При размыкание контактов прерывателя ток в первичной цепи прекращается, в следствии чего магнитное поле катушки исчезает. Исчезая, магнитные силовые линии пересекают ветки вторичной обмотки и индуктирует в каждом из них небольшую ЭДС. Напряжение на концах вторичной обмотки 15-20 КВ и более. Через центральный провод, распределитель тока и провод свечи ЭДС высокого напряжения подводиться к электродам свечи между которыми и проходит искровой разряд воспламеняющий рабочею смесь в цилиндре двигателя. В дальнейшем при размыкании и замыкании контактов прерывателя процесс повторяется с порядком и режимом работы двигателя.

При размыкании контактов прерывателя исчезающее магнитное поле пересекает и ветки первичной цепи катушки зажигания индуктируя в ней ЭДС самоиндукции порядка 250-300 В, что вызывает сильное искрение контактов и приводит к значительному уменьшению вторичного напряжения.

Для уменьшения искрения контактов прерывателя и повышения вторичного напряжения параллельно контактам прерывателя ставят конденсатор определённой ёмкости. В начальный момент размыкания контактов конденсатор заряжается тем самым предохраняя их от искрения.

 

 

УСТРОЙСТВО ПРИБОРОВ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ

 

Катушка зажигания

Катушка зажигания предназначена для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения по исполнению катушки зажигания бывают экранированные и не экраниро

www.studsell.com

Система зажигания карбюраторных двигателей

Реферат

Тема: Система зажигания карбюраторных двигателей

Содержание

  1. Общие сведения

  2. Катушка зажигания

  3. Прерыватель-распределитель

  4. Свечи зажигания

  5. Замок зажигания

  6. Схема и принцип действия батарейной системы зажигания

  7. Установка зажигания

Список литературы

1 Общие сведения

Система зажигания служит для обеспечения надежного воспламенения горючей смеси в цилиндрах двигателя в нужный момент и изменения момента зажигания (угла опережения) в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя.

Развитие современных карбюраторных двигателей связано с повышением их степени сжатия, увеличением частоты вращения и числа цилиндров, повышением экономичности и срока службы, снижением токсичности отработавших газов и понижением температуры пуска холодного двигателя. Повышение степени сжатия требует увеличения напряжения, подводимого к свече, а увеличение числа цилиндров и частоты вращения — увеличения числа искр в единицу времени.

Современная система зажигания должна обеспечивать надежное искрообразование до 20 000 искр в минуту. Повышение экономичности двигателя требует от системы зажигания увеличения воздушного зазора в свече, увеличения энергии и продолжительности искры, что обеспечивает надежность воспламенения бедных смесей (при коэффициенте избытка воздуха а = 1,1—1,2) и надежный пуск холодного двигателя.

Все элементы системы зажигания должны надежно работать с минимальным уходом в течение срока службы двигателя до капитального ремонта.

Систему зажигания характеризуют следующие основные параметры:

— коэффициент запаса по вторичному напряжению;

— энергия и продолжительность искрового разряда;

— зазор в свечах;

— угол опережения зажигания.

Пробивное напряжение воздушного зазора свечи зависит от следующих факторов:

— давления в камере сгорания в момент искрового пробоя;

— температуры среды и электродов свечи;

— зазора между электродами свечи, формой, износом и материалом электродов;

— скоростью нарастания напряжения на электродах свечи;

— состава и скорости движения рабочей смеси в зоне искрового промежутка свечи;

— полярности центрального электрода.

В течение первых 2000 км пробега нового автомобиля пробивное напряжение увеличивается на 20—25% за счет округления кромок электродов свечи; в дальнейшем увеличение пробивного напряжения свечи происходит за счет износа электродов и увеличения зазора, что требует проверки и регулировки зазора в свечах.

Наибольшее значение пробивного напряжения наблюдается при пуске и разгоне двигателя, наименьшее — при работе на устоявшемся режиме при максимуме мощности.

Существенное влияние на мощность, экономичность и токсичность двигателя оказывает момент зажигания, обеспечивающий наилучшие показатели двигателя.

По современным представлениям момент зажигания должен выбираться, учитывая частоту вращения, нагрузку, температуру охлаждающей жидкости, температуру всасываемого воздуха, атмосферное давление, состав выхлопных газов (состав смеси а = 1), режим пуска двигателя, скорость изменения положения дроссельной заслонки (разгон, замедление автомобиля).

Выпускаемые нашей промышленностью системы зажигания имеют регулировку момента зажигания по частоте вращения и нагрузке двигателя (центробежный и вакуумный регуляторы).

На автомобильных карбюраторных двигателях широко применяют батарейную и контактно-транзисторную системы зажигания.

Прежде чем переходить к рассмотрению различных систем зажигания, рассмотрим основные приборы, узлы, детали, применяемые в этих системах.

2 Катушка зажигания

Катушка зажигания служит для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения (с 12 В до 20—24 тыс. В). Она состоит из следующих основных частей (рис. 1): сердечника, первичной обмотки из толстого изолированного провода диаметром 0,8 мм, картонной трубки, вторичной обмотки, состоящей из 18—20 тыс. витков тонкого провода, железного корпуса с магнитопроводами, карболитовой крышки, клемм и дополнительного сопротивления. Вторичная обмотка изолирована от первичной слоем изоляции. Концы первичной обмотки выведены на клеммы карболитовой крышки. Один конец вторичной обмотки соединен с первичной обмоткой, а второй выведен на центральную клемму карболитовой крышки.

Сердечник изготовляют из отдельных изолированных друг от друга полосок трансформаторной стали, чтобы не допустить образования вихревых токов. Нижний конец сердечника установлен в фарфоровый изолятор. Внутри катушка заполнена трансформаторным маслом. Добавочное сопротивление состоит из спирали, керамических гнезд и двух шин. Величина сопротивления колеблется от 0,7 до 4 Ом. Один конец соединен шиной с клеммой ВК, а другой с клеммой ВК-Б.

На малых оборотах коленчатого вала двигателя контакты прерывателя сравнительно продолжительное время находятся в замкнутом состоянии, сила тока в первичной цепи возрастает, сопротивление нагревается, увеличивается сопротивление в цепи, в катушку зажигания поступает ток небольшой величины, этим она предохраняется от перегрева.

Рис. 1. Катушка зажигания

Когда число оборотов коленчатого вала двигателя увеличивается, время сомкнутого состояния контактов уменьшается, нагрев и добавочное сопротивление уменьшаются, что препятствует понижению напряжения во вторичной цепи.

При включении стартера сопротивление закорачивается и пуск двигателя облегчается.

На рисунке 2 показана электрическая схема катушки зажигания. Катушки зажигания различных типов почти одинаковы и отличаются одна от другой:

— по напряжению;

— обмоточным данным;

— конструкции отдельных узлов и деталей;

— габаритам.

Рис. 2.

Электрическая схема катушки зажигания:

1 — вторичная обмотка;

2 — вывод высокого напряжения;

www.coolreferat.com