Система зажигания автомобиля. Система зажигания

Система зажигания | Мото вики

Для работы двигателя необходим какой-нибудь способ инициации сгорания в строго определенный момент каждого рабочего цикла, Наиболее общепринятым способом является использование кратковременной высоковольтной искры. Высоковольтная искра проскакивает с изолированного электрода в центре запальной свечи на массу(заземление на корпус) через небольшой воздушный промежуток. К неотъемлемым элементам любой системы зажигания относятся следующие. Во-первых, необходимо найти способ получения электрической энергии для питания системы Даже несмотря на то, что во многих случаях источником энергии служит батарея, следует обеспечить ее подзарядку, в противном случае система скоро перестанет работать в связи с тем, что батарея разрядилась. Питание от батареи или от отдельной обмотки питания подводится к катушке зажигания. Это устройство преобразует ток небольшого напряжения и большой силы ("низковольтный") в ток большого напряжения и низкой силы ("высоковольтный'), необходимый для образования искры на электродах Обычно в современных системах приходится говорить о преобразовании напряжения 12 вольт в напряжение порядка 40 киловольт. Для управления и изменения момента искрообразования требуется какой-нибудь коммутатор механического типа в виде контактного прерывателя или его электронного аналога - индуктивного датчика, или датчика угла поворота коленчатого вала в сочетании с блоком электронного управления (ECU). Кроме того, необходим способ изменения момента новообразования (опережения и запаздывания), механически или при помощи электроники оптимизирующий угол опере¬жения зажигания на всех частотах вращения двигателя. Здесь рассматриваются основные теории, принципы и методы, связанные с образованием искры и управлением моментом искрообразования

Источник питанияПравить

Вопросы получения электрической энергии подробно описываются в разделе электрооборудование. Следует отметить, что для питания системы зажигания требуется постоянное низковольтное напряжение, благодаря которому можно получить искру для воспламенения.

Непосредственное зажиганиеПравить

В наиболее простой форме питание системы зажигания осуществляется от обмотки зажигания, расположенной в основном генераторе. Главное преимущество такой системы - в независимости источника питания от нагрузок в электрической системе машины. Единственный существенный недостаток состоит в том. что при низких частотах вращения двигателя, преобладающих при его работе, энергия, отдаваемая обмоткой питания, может быть недостаточна для образования мощной искры. На практике конструкторы гарантируют, что эта проблема не возникнет при нормальных условиях, разве что только из-за старой проводки, да еще загрязненной или плохо отрегулированной свечи зажигания воз¬растет потребление энергии, способное создать некоторые затруднения.

Батарейное зажиганиеПравить

Альтернативой вышеописанному подходу может служить система, в которой питание поступает из общей системы электрооборудования. Этот подход чаще всего встречается на машинах, которые оснащены полноценной системой электрооборудования с аккумуляторной батареей, обеспечивающей питание при неработающем двигателе или при запуске. Это позволяет избежать всевозможных проблем с запуском, связанных с низкой энергоотдачей. свойственной системам непосредственного эажигания. Тем на менее,проблемы, связанные с проводкой и свечами зажигания, все еще остаются. Кроме того, для обеспечения питанием системы зажигания и работы электростартера батарея всегда должна быть полностью заряжена.

Катушка зажиганияПравить

Основная статья: Катушка зажигания

Катушка системы зажигания двигателя (часто называемая «бобина») — элемент системы зажигания, который служит для преобразования низковольтного напряжения, поступающего от аккумуляторной батареи или генератора, в высоковольтное. Основная функция катушки зажигания — генерация высоковольтного электрического импульса на свече зажигания.

Свеча зажигания

Править

Основная статья: Свеча зажигания

Свеча зажигания предназначена для под¬вода высоковольтного импульса от свечного наконечника к центральному, или положительному электрод в виде искры и потом отвода его на массу (заземление). Свеча зажигания - неремонтопригодная деталь системы зажигания, предназначенная для работы в течение определенного периода, по окончании которого (когда она изнашивается и разрушается) ее выбрасывают и заменяют новой. Свеча зажигания великолепно подходит под эти требования, как с точки зрения низкой стоимости, так и ответственной роли, которую она надежно исполняет. Фактически, низкая стоимость свечи зажигания вводит в заблуждение. поскольку это - деталь прецизионного исполнения, но в значительной степени она связана с громадными объемами производства свечей. Изменяющиеся требования, предъявляемые к свечам зажигания, а также разнообразные и неблагоприятные условия, при которых они должны работать на двигателях различного типа, привели к тому, что свечи производятся в запутанном сочетании размеров, длин резьб и характеристик теплоотвода.

Опережение зажигания и сгораниеПравить

Опережение моменте искрообраэованияПравить

Выбор момента времени воспламенения топливовоздушной смеси, то есть точки рабочего цикла двигателя, в которой образуется искра, является чрезвычайно важным. Момент искрообразования должен быть рассчитан так. чтобы топливовоздушная смесь могла полностью сгореть, с учетом достижения максимального давления (а следовательно, и максимальной работы цикла)в строго заданный момент по отношению к положению поршня. Нет ничего хорошего в том, что к моменту окончания сгорания поршень все еще будет двигаться к ВМТ или уже пройдет половину своего хода от ВМТ к НМТ. Время, за которое происходит процесс сгорания топливовоздушной смеси до его полного окончания, очень незначительно. Однако сгорание топливоеоэдушной смеси - это не мгновенный взрыв, а управляемое сгорание. В идеала процесс сгорания должен начаться непосредственно перед достижением поршнем ВМТ (то есть перед ВМТ) так, чтобы пик процесса сгорания и большая часть получаемой энергии пришлись на момент времени, когда поршень начинает двигаться вниз, то есть непосредственно за ВМТ. Если максимальное количество энергии концентрируется в камере сгорания сразу после того, как ее объем был минимален (поскольку это была ВМТ), то сипа, с которой газы давят на поршень, будет максимальной. Однако оптимальный момент зажигания при одной частоте вращения двигателя, при другой частоте уже не будет соответствовать оптимальному моменту воспламенения. Это связано с тем, что при повышении частоты вращения двигателя количество времени, отводимого для сгорания топливовоздушной смеси, уменьшается. В идеале момент искрообразования при увеличении частоты вращения двигателя должен сдвигаться от ВМТ.

Опережение и запаздываниеПравить

В разделе о фазах газораспределения подробно освещаются ограничения, налагаемые на двигатель в отношении использования его мощности в широком диапазоне частот вращения, так как большинства мотоциклов имеет постоянные фазы газораспределения. Это приводит к компромиссу, в результате чего двигатель должен быть спроектирован под определенные характеристики (исходя из высокого крутящего момента при низких частотах вращения, за счет потери мощности в диапазоне высоких частот вращения и наоборот). Огромное преимущество момента искрообразования по сравнению с фазами газораспределения состоит в том, что его можно относительно легко изменять. "Опережение" и "запаздывание"- термины, употребляемые для описания изменения момента искрообразования.

При повышении частоты вращения двигателя опережение зажиганияувеличивается, то есть искрообраэовэние происходит раньше, а по мере снижения частоты вращения до оборотов холостого хода происходит "запаздывание" момента искрообразования, до тех пор, пока не будет достигнут исходный угол опережения зажигания. Опережение зажигания измеряется в градусах поворота коленчатого вала до ВМТ, так же, как и фазы газораспределения, следовательно, угол перед ВМТ, при котором на свече образуется искра, называется величиной опережения зажигания.

На ранних двухтактных двигателях небольшого объема с небольшими камерами сгорания, в связи с ограничениями в самой конструкции системы зажигания, допускалось использование постоянного угла опережения зажигания или его изменение в ограниченных пределах. Однако, в поиске способов улучшения характеристик, наряду с развитием многоцилиндровых четырехтактных машин, необходимость более точного управления углом опережения зажигания привела к развитию более совершенных систем зажигания, обеспечивающих изменение опережения. Для управления углом опережения зажигания ранее использовались механические центробежные устройства, но сейчас они уступают место электронным системам управления зажиганием, в том числе осуществляющим функцию изменения угла опережения зажигания.

Необходимо очень тщательно устанавливать угол опережения зажигания. Слишком большой угол опережения зажигания может служить причиной детонации. Этот эффект часто сопровождается звонким металлическим стуком (хотя детонация - не единственная его причина, при возникновении калильного зажигания возможны подобные симптомы). Поскольку это явление происходит в момент, когда поршень находится перед ВМТ и продолжает двигаться вверх, нагрузка на двигатель настолько велика, что продолжение работы двигателя с подобными проявлениями может привести к дорогостоящим повреждениям в виде прогара поршней и разрушения подшипников. Если угол опережения зажигания меньше оптимального, работа, получаемая в результате сгорания топлива, расходуется впустую, в результате чего снижается мощность и возрастает расход топлива.

Системы зажигания с маховичным генератором (магдино)Править

Основная статья: Системы зажигания с маховичным генератором (магдино)

Система зажигания с маховичным генераторам (магдино)

Она была популярна в течение многих лет на небольших двигателях. Преимуществом та¬кой системы является возможность подвода напряжения непосредственно от отдельной обмотки питания, из чего следует, что для запуска двигателя с такой системой необходимость в аккумуляторной батарее отпадает. Маховичный генератор это, по сути, небольшой генератор переменного тока с вращающимся постоянным магнитом. Он состоит из легкосплавного ротора, в который при изготовлении залиты постоянные магниты. Ротор устанавливается на одной из цапф коленчатого вала и вращается вместе с ним, выполняя роль дополнительного маховика. Внутри ротора, на отдельной неподвижной круглой пластине, называемой статором, располагаются обмотки питания цепей освещения и системы зажигания. При вращении ротора магнитное поле, создаваемое постоянными магнитами многократно проходит через обмотки катушек и. таким образом, индуцирует ток. Как следует из названия, генератор переменного тока вырабатывает переменный ток (АС). Это связано с постоянным изменением полярности магнитов относительно обмоток, что, в свою очередь, означает следующее; ток, индуцированный в катушках, сначала имеет одно направление, а потом полностью изменяет его и течет в обратную сторону. Можно предположить, что существует некая мертвая точка между этими крайними случаями, в которой ток отсутствует, но поскольку эти колебания происходят достаточно быстро, то это не имеет большого значения, конечно, в рамках того, что позволяет система освещения. Те, кто были владельцами машин с маховичным генератором, без сомнения, знают, в чем выражаются эти колебания: на холостом ходу происходит незначительное мигание приборов освещения.

Батарейные системы зажиганияПравить

Основная статья: Батарейные системы зажигания

Система магдино (до появления электронного управления), не позволяла достичь необходимого диапазона изменения опережения зажигания для получения удовлетворительных характеристик во всем диапазоне частот вращения двигателя. Это связано с тем, что момент размыкания контактов соответствовал бы периоду времени, когда обмотка питания не обеспечивает максимальной энергоотдачи, так что было необходимо другое (постоянное] питание. Новым источником питания служила не обмотка, а основная система электрооборудования машины. В батарейной системе маховичный генератор заменяется более существенным генератором переменного тока (альтернатором), при этом вырабатываемый им переменный ток выпрямляется (преобразуется в постоянный ток, (DC) и регулируется (поддерживается в определенных пределах] так, чтобы соответствовать предъявляемым к нему требованиям. Батарея выполняет функцию накопителя энергии для поддержания постоянного энергоснабжения при низких частотах вращения и не работающем двигателе. В этом преимущество батареи,требующей системы электрооборудования постоянного тока.

Электронные системы зажиганияПравить

Слабая сторона обеих описанных систем - наличие механических частей. Трудно достичь точности производства таких узлов, как контактный прерыватель или автоматический регулятор опережения зажигания. Точность обеспечивала бы надежную работу, но даже если она будет достигнута, со временем, в процессе эксплуатации, сказывается влияние износа. Вначале вышеописанные проблемы были частично решены в контактно-транзисторных системах зажигания. Это первое устройство, уменьшающее электрическую нагрузку на контактах прерывателях за счет применения транзистора, выполняющего функцию ключа для тока первичной обмотки катушки зажигания: тем на менее, прерыватель по прежнему необходим, для того чтобы включать и выключать транзистор. Это более или менее устраняет проблему эрозионного изнашивания контактов, но означает, что они все еще необходимы Работа многих ранних систем основывалась на этом принципе, но теперь их полностью вытеснили электронные системы.

Электронные системы зажигания делятся на два типа:

Системы управления двигателемПравить

Основная статья: Системы управления двигателем

К числу параметров, определяющих мощность и характеристики двигателя, относятся: правильные пропорции и объем топливовоздушной смеси для любой данной ситуации, а также оптимальное время ее воспламенения, обеспечивающее полное сгорание. Раздельные системы не в состоянии связать функции подачи топлива и зажигания, и, несмотря на цифровое управление, не обеспечивают получение оптимальных мощности, КПД и токсичности отработавших газов.

Решение возможно в случае применения системы контроля двигателя, управляющей необходимыми двигателю подачей топлива и зажиганием, способной автоматически изменять свои выходные сигналы для соответствия всем условиям и, таким образом, обеспечивать оптимальную характеристику и бесперебойную работу двигателя. В блоке управления двигателем (ECU) данные содержатся в виде карт, позволяющих согласовывать характеристику с различными условиями работы, а в некоторых случаях имеется возможность изменения этих данных.Компания Bosch одной из первых опробовала преимущества объединения цифрового управления системами зажигания и впрыска топлива, а их система Motronic впервые появилась на машинах BMW 16v серии К. Затем последовали другие системы управления двигателем от компаний Sagem, Denso, Mareili и PGM-F1 от компании Honda.

ru.motorcycle.wikia.com

Краткий обзор систем зажигания | Система зажигания

Современные системы зажигания — теперь часть устройства двигателя, которое управляет подачей топлива, зажиганием и другими функциями транспортного средства. Эти системы находятся в непрерывном развитии, и при работах на любом автомобиле очень важно точно следовать рекомендациям изготовителя. Главные компоненты зажигания — это датчики частоты вращения и нагрузки, датчик детонации, датчик температуры охлаждающей жидкости и катушка зажигания. Блок управления двигателем ECU считывает значения сигналов от датчиков, интерпретирует их и сравнивает с установочными данными, затем посылает выходные сигналы на соответствующие приводы. Конечный компонент для системы зажигания — катушка. Электронное зажигание в том или ином виде теперь установлено на все транспортные средства с искровым зажиганием.

Распределитель и модуль зажигания для электронной системы зажигания с постоянной энергией

Рис. Распределитель и модуль зажигания для электронной системы зажигания с постоянной энергией

Для того чтобы электронная система зажигания работала, фаза активации должна увеличиваться с ростом скорости вращения двигателя. Однако это будет полезно только в том случае, если катушка зажигания может быть заряжена до ее полной энергии за очень короткое время. Постоянная энергия означает, что энергия, необходимая для создания искры в свече, остается в определенных пределах постоянной при всех эксплуатационных режимах. Значение этой энергии порядка 0,3 мДж — такая энергия обязательно воспламенит статическую стехиометрическую смесь (с идеальной пропорцией воздуха и топлива). Однако при бедных или богатых смесях с учетом их турбулентности необходимы значения энергии порядка 3-4 мДж. Это сделало зажигание с постоянной энергией доминирующим во всех современных транспортных средствах, чтобы они могли удовлетворять требованиям качества работы и уровня выбросов.

Программное зажигание — термин, используемый некоторыми изготовителями для зажигания, управляемого через цифровые сигналы, другие называют это электронным опережением зажигания (electronic spark advance — ESA). Электронное зажигание с постоянной энергией было существенным шагом вперед, и оно все ещё используется на многих транспортных средствах совместно со стандартным распределителем. Однако их возможности по прежнему ограничены необходимостью полагаться на механические компоненты для определения зависимости угла опережения от скорости двигателя и нагрузки. Во многих случаях они не слишком точно соответствуют требованиям двигателя. С появлением цифровой системы информация об эксплуатационных требованиях конкретного двигателя запрограммирована в памяти его электронного блока управления. Эти данные, сохраняемые в постоянной памяти (ROM), получены в ходе стендовых испытаний и затем откорректированы в различных эксплуатационных режимах ходовых испытаний.

Зажигание без распределителя имеет все особенности программных систем зажигания, но при использовании специальной катушки позволяет обходиться без распределителя. Основной принцип такой системы — принцип «холостой искры». На двигателе с четырьмя цилиндрами распределение искры достигается применением двух симметричных катушек, которые поочередно активируются от блока управления ECU. Выбор момента зажигания определяется по датчику скорости вращения и углового положения коленчатого вала, а также по нагрузке на двигатель и по другим корректировкам. Когда активируется одна из катушек, искру подают сразу к двум цилиндрам двигателя, например, первому и четвертому или второму и третьему. Искра на такте сжатия воспламенит смесь. Искра в другом цилиндре не будет иметь никакого эффекта, поскольку в этом цилиндре будет такт выхлопа.

Вид катушек системы зажигания без распределения

Рис. Вид катушек системы зажигания без распределения

Прямое зажигание работает аналогично, но на каждом цилиндре имеется индивидуальная катушка зажигания, установленная непосредственно на свече. Использование для каждой свечи индивидуальной катушки с низкой индуктивностью первичной обмотки гарантирует очень малое время накопления энергии. Это обеспечивает высокое напряжение и получение искры высокой энергии.

Вид двигателя с шестью катушками прямого зажигания

Рис. Вид двигателя с шестью катушками прямого зажигания

Момент зажигания и фаза активации рассчитываются электронным цифровым устройством. На некоторых системах используется датчик газораспределительного вала, указывающий, какой цилиндр находится на такте сжатия. В другом интересном методе, не требующем специального датчика, нужная информация получается при первоначальном запуске всех катушек. Измерение тока для каждой искры указывает, в каком цилиндре закончился такт сжатия. Это возможно, поскольку горящая смесь имеет более низкое сопротивление. Цилиндр с самым высоким током в этот момент и будет цилиндром с рабочим ходом.

Процесс сгорания в лабораторном макете цилиндра

Рис. Процесс сгорания в лабораторном макете цилиндра (источник: Ford Media)

Современные системы зажигания, которые являются частью системs управления двигателем, обычно имеют средства «подстраховки», которые позволяют двигателю продолжить работу даже тогда, когда блок управления обнаружил неполадки. Все регулировки заменяется базовыми установочными значениями, при этом зажигается индикатор предупреждении. Для последующих диагностических испытаний используются цепи самопроверки и бортовой диагностики (OBD).

Системы зажигания продолжают развиваться и улучшаться. Однако будем иметь в виду, что цель системы зажигания состоит в том, чтобы воспламенить топливно-воздушную смесь каждый раз и в нужное время. И независимо от того, насколько сложной может показаться электронная часть, высокое напряжение создается посредством включения и выключения первичной обмотки катушки.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Система зажигания автомобиля - 14 Декабря 2014 - АвтоБлог

Система зажигания обеспечивает работу двигателя и является составной частью «Электрооборудования автомобиля».

Система зажигания предназначена для создания тока высокого напряжения и распределения его по свечам цилиндров. Импульс тока высокого напряжения подается на свечи в строго определенный момент времени, который меняется в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель. В настоящее время на автомобилях может устанавливаться контактная система зажигания или бесконтактная электронная система.

Контактная система зажигания.

Источники электрического тока (аккумуляторная батарея и генератор) вырабатывают ток низкого напряжения. Они «выдают» в бортовую электрическую сеть автомобиля 12 - 14 вольт. Для возникновения же искры между электродами свечи на них необходимо подать 18 - 20 тысяч вольт! Поэтому в системе зажигания имеются две электрические цепи – низкого и высокого напряжений. (рис. 1)

Контактная система зажигания (рис. 2) состоит из:• катушки зажигания,• прерывателя тока низкого напряжения,• распределителя тока высокого напряжения• вакуумного и центробежного регуляторов опережения зажигания,• свечей зажигания,• проводов низкого и высокого напряжения,• включателя зажигания.

Катушка зажигания предназначена для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения. Как и большинство приборов системы зажигания, она располагается в моторном отсеке автомобиля. Принцип работы катушки зажигания очень прост. Когда по обмотке низкого напряжения протекает электрический ток, то вокруг нее создается магнитное поле. Если же прервать ток в этой обмотке, то исчезающее магнитное поле индуцирует ток уже в другой обмотке (высокого напряжения).

За счет разницы в количестве витков обмоток катушки, из 12-ти вольт мы получаем необходимые нам 20 тысяч вольт! Это как раз то напряжение, которое в состоянии пробить воздушное пространство (около миллиметра) между электродами свечи зажигания.

Прерыватель тока низкого напряжения - нужен для того,чтобы размыкать ток в цепи низкого напряжения. Именно при этом во вторичной обмотке катушки зажигания индуцируется ток высокого напряжения, который затем поступает на центральный контакт распределителя.Контакты прерывателя находятся под крышкой распределителя зажигания. Пластинчатая пружина подвижного контакта постоянно прижимает его к неподвижному контакту. Размыкаются они лишь на короткий срок, когда набегающий кулачок приводного валика прерывателя-распределителя надавит на молоточек подвижного контакта.

Параллельно контактам включен конденсатор. Он необходим для того, чтобы контакты не обгорали в момент размыкания. Во время отрыва подвижного контакта от неподвижного, между ними хочет проскочить мощная искра, но конденсатор поглощает в себя большую часть электрического разряда и искрение уменьшается до незначительного. Конденсатор еще участвует и в увеличении напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания. Когда контакты прерывателя полностью размыкаются, конденсатор разряжается, создавая обратный ток в цепи низкого напряжения, и тем самым, ускоряет исчезновение магнитного поля. А чем быстрее исчезает это поле, тем больший ток возникает в цепи высокого напряжения.

Прерыватель тока низкого напряжения и распределитель высокого напряжения расположены водном корпусе и имеют привод от коленчатого вала двигателя (рис. 3). Часто водители называют этот узел коротко – «прерыватель-распределитель» (или еще короче –«трамблер»).

Крышка распределителя и распределитель (ротор) тока высокого напряжения (рис. 2 и 3) предназначены для распределения тока высокого напряжения по свечам цилиндров двигателя.После того, как в катушке зажигания образовался ток высокого напряжения, он попадает (по высоковольтному проводу) на центральный контакт крышки распределителя, а затем через подпружиненный контактный уголек на пластину ротора. Во время вращения ротора ток «соскакивает» с его пластины, через небольшой воздушный зазор, на боковые контакты крышки. Далее, через высоковольтные провода, импульс тока высокого напряжения попадает к свечам зажигания. Боковые контакты крышки распределителя пронумерованы и соединены (высоковольтными проводами) со свечами цилиндров в строго определенной последовательности.

Таким образом устанавливается «порядок работы цилиндров», который выражается рядом цифр. Как правило, для четырехцилиндровых двигателей, применяется последовательность: 1 –3 – 4 – 2. Это означает, что после воспламенения рабочей смеси в первом цилиндре, следующее воспламенение произойдет в третьем, потом в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Такой порядок работы цилиндров установлен для равномерного распределения нагрузки на коленчатый вал двигателя.Подача высокого напряжения на электроды свечи зажигания должна происходить в конце такта сжатия, когда поршень не доходит до верхней мертвой точки примерно 4О - 6О, измеряя по углу поворота коленчатого вала. Этот угол называют углом опережения зажигания.

Необходимость опережения момента зажигания горючей смеси обусловлена тем, что поршень движется в цилиндре с огромной скоростью. Если смесь поджечь несколько позже, то расширяющиеся газы не будут успевать делать свою основную работу, то есть давить на поршень в должной степени. Хотя горючая смесь и сгорает в течение 0,001 – 0,002 секунды, поджигать ее надо до подхода поршня к верхней мертвой точке. Тогда в начале и середине рабочего хода поршень будет испытывать необходимое давление газов, а двигатель будет обладать той мощностью, которая требуется для движения автомобиля.Первоначальный угол опережения зажигания выставляется и корректируется с помощью поворота корпуса прерывателя-распределителя. Тем самым мы выбираем момент размыкания контактов прерывателя, приближая их или наоборот, удаляя от набегающего кулачка приводного валика прерывателя-распределителя.Однако, в зависимости от режима работы двигателя, условия процесса сгорания рабочей смеси в цилиндрах постоянно меняются. Поэтому для обеспечения оптимальных условий, необходимо постоянно менять и указанный выше угол (4о – 6о ). Это обеспечивают центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания.

Центробежный регулятор опережения зажигания предназначен для изменения момента возникновения искры между электродами свечей зажигания, в зависимости от скорости вращения коленчатого вала двигателя. При увеличении оборотов коленчатого вала двигателя, поршни в цилиндрах увеличивают скорость своего возвратно-поступательного движения. В тоже время скорость сгорания рабочей смеси остается практически неизменной. Это означает, что для обеспечения нормального рабочего процесса в цилиндре, смесь необходимо поджигать чуть раньше. Для этого искра между электродами свечи должна проскочить раньше, а это возможно лишь в том случае, если контакты прерывателя разомкнутся тоже раньше. Вот это и должен обеспечить центробежный регулятор опережения зажигания (рис. 4).

Центробежный регулятор опережения зажигания находится в корпусе прерывателя–распределителя (см. рис. 3 и 4). Он состоит из двух плоских металлических грузиков, каждый из которых одним из своих концов закреплен на опорной пластине, жестко соединенной с приводным валиком. Шипы грузиков входят в прорези подвижной пластины, на которой закреплена втулка кулачков прерывателя. Пластина с втулкой имеют возможность проворачиваться на небольшой угол относительно приводного валика прерывателя-распределителя. По мере увеличения числа оборотов коленчатого вала двигателя, увеличивается и частота вращения валика прерывателя-распределителя. Грузики, подчиняясь центробежной силе, расходятся в стороны, и сдвигают втулку кулачков прерывателя «в отрыв» от приводного валика. То есть набегающий кулачок поворачивается на некоторый угол по ходу вращения навстречу молоточку контактов. Соответственно контакты размыкаются раньше, угол опережения зажигания увеличивается. При уменьшении скорости вращения приводного валика, центробежная сила уменьшаются и, под воздействием пружин, грузики возвращаются на место – угол опережения зажигания уменьшается.

Вакуумный регулятор опережения зажигания предназначен для изменения момента возникновения искры между электродами свечей зажигания, в зависимости от нагрузки на двигатель.На одной и той же частоте вращения коленчатого вала двигателя, положение дроссельной заслонки (педали газа) может быть различным. Это означает, что в цилиндрах будет образовываться смесь различного состава. А скорость сгорания рабочей смеси как раз и зависит от ее состава.При полностью открытой дроссельной заслонке смесь сгорает быстрее, и поджигать ее можно и нужно попозже. То есть угол опережения зажигания надо уменьшать. И наоборот, когда дроссельная заслонка прикрыта, скорость сгорания рабочей смеси падает, поэтому угол опережения зажигания должен быть увеличен.

Вакуумный регулятор (рис. 6) крепится к корпусу прерывателя – распределителя (рис. 3). Корпус регулятора разделен диафрагмой на два объема. Один из них связан с атмосферой, а другой, через соединительную трубку, с полостью под дроссельной заслонкой. С помощью тяги, диафрагма регулятора соединена с подвижной пластиной, на которой располагаются контакты прерывателя.При увеличении угла открытия дроссельной заслонки (увеличение нагрузки на двигатель) разряжение под ней уменьшается. Тогда, под воздействием пружины, диафрагма через тягу сдвигает на небольшой угол пластину вместе с контактами в сторону от набегающего кулачка прерывателя. Контакты будут размыкаться позже - угол опережения зажигания уменьшится. И наоборот – угол увеличивается, когда вы уменьшаете газ, то есть, прикрываете дроссельную заслонку. Разряжение под ней увеличивается, передается к диафрагме и она, преодолевая сопротивление пружины, тянет на себя пластину с контактами. Это означает, что кулачок прерывателя раньше встретится с молоточком контактов и разомкнет их. Тем самым мы увеличили угол опережения зажигания для плохо горящей рабочей смеси.

Свеча зажигания (рис. 7) необходима для образования искрового разряда и зажигания рабочей смеси в камере сгорания двигателя. Надеюсь, вы помните, что свеча устанавливается в головкецилиндра. Когда импульс тока высокого напряжения от распределителя попадает на свечу зажигания, между ее электродами проскакивает искра. Именно эта «искорка» воспламеняет рабочую смесь и обеспечивает нормальное прохождение рабочего цикла двигателя.Высоковольтные провода служат для подачи тока высокого напряжения от катушки зажиганияк распределителю и от него на свечи зажигания.

Основные неисправности контактной системы зажигания.

Отсутствует искра между электродами свечей из-за обрыва или плохого контакта проводов в цепи низкого напряжения, обгорания контактов прерывателя или отсутствия зазора между ними,«пробоя» конденсатора. Также искра может отсутствовать при неисправности катушки зажигания, крышки распределителя, ротора, высоковольтных проводов или самой свечи.Для устранения этой неисправности необходимо последовательно проверить цепи низкого и высокого напряжения. Зазор в контактах прерывателя следует отрегулировать, а неработоспособные элементы системы зажигания заменить.

Двигатель работает с перебоями и (или) не развивает полной мощности из-за неисправной свечи зажигания, нарушения величины зазора в контактах прерывателя или между электродамисвечей, повреждении ротора или крышки распределителя, а также при неправильной установке начального угла опережения зажигания.Для устранения неисправности необходимо восстановить нормальные зазоры в контактах прерывателя и между электродами свечей, выставить начальный угол опережения зажигания всоответствии с рекомендациями завода-изготовителя, ну а неисправные детали следует поменять на новые.

Электронная бесконтактная система зажигания.

Преимущество электронной бесконтактной системы зажигания заключается в возможности увеличения подаваемого напряжения на электроды свечи. Это означает, что улучшается процесс воспламенения рабочей смеси. Тем самым облегчается запуск холодного двигателя, повышается устойчивость его работы на всех режимах. И это имеет особое значение для наших суровых зимних месяцев.Немаловажным фактом является то, что при использовании электронной бесконтактной системы зажигания, двигатель становится более экономичным.Как и у бесконтактной системы есть цепи низкого и высокого напряжения. Цепи высокого напряжения у них практически ни чем не отличаются. А вот в цепи низкого напряжения, бесконтактная система в отличие от своего контактного предшественника, использует электронные устройства – коммутатор и датчик-распределитель (датчик Холла) (рис. 8).

Электронная бесконтактная система зажигания включает в себя следующие узлы:• источники электрического тока,• катушку зажигания,• датчик - распределитель,• коммутатор,• свечи зажигания,• провода высокого и низкого напряжения,• выключатель зажигания.В электронной системе зажигания отсутствуют контакты прерывателя, а значит нечемуподгорать и нечего регулировать. Функцию контактов в этом случае выполняет бесконтактныйдатчик Холла, который посылает управляющие импульсы в электронный коммутатор. Акоммутатор, в свою очередь, управляет катушкой зажигания, которая преобразует ток низкогонапряжения в большие вольты.

Основные неисправности электронной бесконтактной системы зажигания.

Если «заглох» и не хочет заводиться двигатель с электронной бесконтактной системой зажигания, то в первую очередь стоит проверить... подачу бензина. Может быть, к вашей радости, причина была именно в этом. Если же с бензином все в порядке, а искры на свече нет, то у вас есть два варианта решения проблемы.Первый вариант предполагает попытку проверить на практике мнение о том, что «электроника – наука о контактах». Открываем капот и проверяем, зачищаем, подергиваем и подпихиваем насвои места все провода и проводочки, которые попадаются под руку. Если где-то были ненадежные электрические соединения, то двигатель заведется. А если нет, то остается еще и второй вариант.Для возможности воплощения в жизнь второго варианта, вам следует быть запасливым водителем. Из резерва необходимых вещей, которые вы возите с собой в машине, в первую очередь надо взять запасной коммутатор и заменить им прежний. Как правило, после этой процедуры двигатель оживает. Если же он все еще не хочет запускаться, то имеет смысл, последовательно меняя на новые, проверить крышку распределителя, ротор, бесконтактный датчик и катушку зажигания. В процессе этой «меняльной» процедуры двигатель все-таки заведется, а позже дома, вместе со специалистом вы сможете разобраться, какой конкретно узел вышел из строя и почему.Из опыта эксплуатации машины в наших условиях могу сказать, что большая часть проблем, возникающих в системе зажигания, связана с «чистотой» родных дорог. Зимой жидкая «каша» изгрязного снега и солевого раствора лезет во все щели и разъедает все, что только можно. А летом вездесущая пыль, в которую в частности превращается зимняя «соленая каша», забивается ещеглубже и весьма тлетворно влияет на все электрические соединения.

Эксплуатация системы зажигания.

Так как мы уже знаем, что «электроника – наука о контактах», то в первую очередь необходимо следить за чистотой и надежностью электрических соединений. Поэтому при эксплуатацииавтомобиля иногда приходится зачищать клеммы проводов и штекерные разъемы. Периодически следует контролировать зазор в контактах прерывателя (рис. 19) и при необходимости его регулировать. Если зазор в контактах прерывателя больше нормы (0,35 - 0,45 мм), то наблюдается неустойчивая работа двигателя на больших оборотах. Если меньше - неустойчивая работа на оборотах холостого хода. Все это происходит по причине того, что нарушенный зазор изменяет время замкнутого состояния контактов. А это уже влияет и на мощность искры, проскакивающей между электродами свечи, и на сам момент ее возникновения в цилиндре (опережение зажигания).К сожалению, качество нашего бензина оставляет желать лучшего. Поэтому, если сегодня вы заправили свой автомобиль плохим бензином, то в следующий раз он может быть еще хуже.Естественно это не может не влиять на качество приготавливаемой карбюратором горючей смеси и процесс ее сгорания в цилиндре. В таких случаях, чтобы двигатель безотказно продолжал выполнять свою работу, необходимо подстраивать систему зажигания под сегодняшний бензин.Если первоначальный угол опережения зажигания не соответствует оптимальному, то можно наблюдать и ощущать следующие явления.

Угол опережения зажигания слишком велик (раннее зажигание):• затрудненный запуск холодного двигателя,• «хлопки» в карбюраторе (обычно хорошо слышны из-под капота при попытках запускадвигателя),• потеря мощности двигателя (машина плохо «тянет»),• перерасход топлива,• перегрев двигателя (индикатор температуры охлаждающей жидкости активно стремится к красному сектору),• повышенное содержание вредных выбросов в выхлопных газах.

Угол опережения зажигания меньше нормы (позднее зажигание):• «выстрелы» в глушителе,• потеря мощности двигателя,• перерасход топлива,• перегрев двигателя.

Свеча зажигания, как было упомянуто ранее, это маленький и с виду простенький элемент системы зажигания. Однако для нормальной работы двигателя зазор между электродами свечи должен быть конкретным и равным в свечах всех цилиндров. Для контактных систем зажигания зазор между электродами свечи должен быть в пределах 0,5 - 0,6 мм, для бесконтактных систем чуть больше – 0,7 – 0,9 мм. Вспомните те «жуткие» условия, в которых работают свечи зажигания. Не всякий металл выдержит огромные температуры в агрессивной среде. Поэтому электроды свечей подгорают и покрываются нагаром, а это означает, что нам опять надо «засучить рукава». Мелкозернистым надфилем или специальной алмазной пластинкой очищаем электроды свечи от нагара. Регулируем зазор, подгибая боковой электрод свечи. Вкручиваем ее на место или выбрасываем, в зависимости от степени обгорания электродов. Каждый раз, выкручивая свечи зажигания, обращайте внимание на цвет их электродов. Если они светло-коричневые - то свеча работает нормально, если черные – то возможно свеча вообще не работает.Последнее время в продаже появились силиконовые высоковольтные провода. При замене старых, вышедших из строя проводов, имеет смысл приобретать именно силиконовые, так как они не «пробиваются» током высокого напряжения. А ведь перебои в работе двигателя часто происходят по причине утекания импульса тока высокого напряжения по высоковольтному проводу на «массу» автомобиля. Вместо того чтобы пробивать воздушный барьер между электродами свечи и поджигать рабочую смесь, электрический ток выбирает путь наименьшего сопротивления и «уходит на сторону».Старайтесь не открывать капот автомобиля, когда на улице идет дождь или снег. После мокрого душа двигатель может не запуститься, так как вода, попав на приборы электрооборудования,образует токопроводящие мостики. Тот же эффект, но более усугубленный, возникает у любителей прокатиться по глубоким лужам на большой скорости. В результате «купания», водой заливаются все приборы и провода системы зажигания, расположенные под капотом, и двигатель естественно глохнет, поскольку ток высокого напряжения уже не может добраться к свечам зажигания. Ну а возобновить поездку, теперь удается только после того, как горячий двигатель своим теплом просушит все «электрическое» в подкапотном пространстве.

www.autoscience.ru

Система зажигания автомобиля | Система зажигания

Основными условиями воспламенения смеси являются превышение высокого (вторичного) напряжения над напряжением пробоя и достаточность энергии искрового разряда, выделяемой в искровом промежутке зажигательной свечи. Искровой разряд имеет емкостную и индуктивную фазы. Длительность емкостной фазы невелика и составляет 1—3 мкс. Поэтому энергия, выделяемая в данной фазе искрового разряда, обеспечивает воспламенение лишь однородной и полностью газифицированной рабочей смеси. При пуске холодного двигателя, когда паровой части топлива в смеси недостаточно, а температура ее низка, для воспламенения рабочей смеси кроме емкостной фазы разряда требуется индуктивная. Длительность индуктивной фазы искрового разряда существенно больше, чем емкостной, что способствует улучшению прогрева смеси и ее испарению. Это обеспечивает более качественное воспламенение смеси, находящейся по своему составу у границ воспламеняемости.

У систем зажигания, предназначенных для двигателей с Э > 9, энергия искрового разряда достигает 0,05 Дж, а длительность 2,5 мс. При этом повышение вторичного напряжения над напряжением пробоя, характеризуемого коэффициентом запаса, составляет 1,4-1,5.

Величина напряжения пробоя при пуске двигателя (особенно холодного) всегда больше, чем на его рабочих режимах. Это связано с низкой температурой электрода свечи и рабочей смеси в цилиндре. Напряжение пробоя зависит от давления сжатия в момент пробоя искрового промежутка и расстояния между электродами свечи. На величину напряжения пробоя влияет форма электродов свечи (результат электрической эрозии), при изменении которой оно увеличивается на 3-4 кВ за первые 25 тыс. км пробега автомобиля.

Величина вторичного напряжения, развиваемого системой зажигания, зависит от конструктивных и эксплуатационных факторов.

При пусковых частотах вращения коленчатого вала двигателя время замкнутого состояния контактов прерывателя достаточно велико, и сила тока в первичной электроцепи достигает максимального значения. При малой частоте размыкания контактов и большой силе тока разрыва, индуктируемого в первичной обмотке катушки, возможен пробой искрового воздушного промежутка между контактами, что вызывает ухудшение параметров искрового разряда.

Вторичное напряжение уменьшается при снижении напряжения на зажимах аккумуляторной батареи, которое обусловливается низкой температурой аккумуляторной батареи и степенью ее разряженности. Для компенсации снижения напряжения в первичную электроцепь систем зажигания у отечественных автомобилей вводится дополнительный резистор, замыкаемый накоротко в момент включения стартера.

Необходимо отметить влияние неравномерности электрострартерного прокручивания коленчатого вала на снижение вторичного напряжения систем зажигания. Вторичное напряжение падает при неравномерном прокручивании коленчатого вала на 0,2-1,5 кВ по сравнению с равномерным прокручиванием. Уменьшение вторичного напряжения возможно и при увеличении шунтирующего сопротивления и зазора между электродами зажигательной свечи. Шунтирование свечей при пуске двигателя происходит в результате переобогащения смеси и попадания между электродами влаги и остатков продуктов сгорания. Наибольшее шунтирование свечей наблюдается у роторно-поршневых двигателей (в силу конструктивных особенностей расположения свечи) и у двухтактных двигателей из-за плохой организации процесса смесеобразования и плохой очистки цилиндров от остаточных газов. Увеличить энергию искрового разряда и величину вторичного напряжения у систем зажигания можно только увеличением силы тока разрыва первичной электроцепи катушки зажигания. В классических электромеханических системах такая возможность ограничивается сроком службы контактов прерывателя. Наибольшая эксплуатационная надежность контактов имеет место при силе тока 1 А.

Проблема роста вторичного напряжения и энергии искрового разряда за счет увеличения силы тока разрыва первичной цепи решается с помощью схем контактно-транзисторных и бесконтактных систем зажигания.

Контактно-транзисторные системы зажигания обеспечивают более легкие условия работы контактов прерывателя при одновременном повышении силы тока разрыва первичной цепи.

Вторичное напряжение, развиваемое контактно-транзисторной системой зажигания двигателя ЗИЛ-508.1000400, составляет 25 кВ, что обеспечивает коэффициент запаса 1,7-1,8 (1,35 для классической системы). Сила тока в первичной цепи катушки зажигания составляет около 7 А и разрываемого контактами прерывателя — 0,7-0,9 А. Положительным качеством контактно-транзисторной системы является увеличение по сравнению с классической длительностью и энергии искрового разряда (энергия до 0,024-0,025 Дж и длительность до 2,0-2,3 мс). К недостаткам данных систем относится влияние на их характеристики напряжения в первичной цепи и л, хотя оно несколько меньше, чем у классической системы.

Лучшими системами с точки зрения пуска являются электронные бесконтактные системы с электронными или электромеханическими автоматами опережения зажигания, имеющие бесконтактное управление моментом зажигания с нормированным временем накопления энергии в магнитном поле. В таких системах время накопления энергии почти не зависит от п, что улучшает условия пуска двигателя. Энергия индуктивной фазы на пусковых режимах двигателя для отечественных электронных систем (бесконтактной и микропроцессорной) составляет от 0,03 до 0,05 Дж, а длительность разряда от 2,0 до 1,7 мс.

Широко применяются электронные системы с накоплением энергии в электростатическом поле конденсатора и коммутирующем элементе (тиристоре). Резкий рост вторичного напряжения обеспечивает малую чувствительность к шунтированию свечей зажигания. Такой характер возрастания напряжения тиристорной системы, несмотря на малую длительность индуктивной составляющей, позволяет повысить надежность воспламенения топливомасляных смесей двухтактных и роторно-поршневых двигателей, а также газовоздушных смесей газовых двигателей.

Двухтактные пусковые двигатели оборудуются системами зажигания от магнето, особенностью которых являются более низкие вторичное напряжение и энергия искрового разряда по сравнению с батарейной системой зажигания, особенно в интервале пусковых частот вращения коленчатого вала 200-300 мин-1. Для повышения коэффициента запаса по вторичному напряжению приходится повышать пусковую частоту вращения коленчатого вала, что ухудшает экономические показатели пусковой системы.

Неравномерность вращения коленчатого вала пусковых двигателей при электростартерном пуске (5 достигает 1,85-1,90) приводит к снижению вторичного напряжения на 0,3-4,5 кВ. Это необходимо учитывать при выборе параметров систем зажигания от магнето.

Улучшить пуск пусковых двигателей можно за счет применения электронных систем зажигания, минимальная частота устойчивого искрообразования которых должна составлять не более 100-150 мин

ustroistvo-avtomobilya.ru

Система зажигания - это... Что такое Система зажигания?

Систе́ма зажига́ния — это совокупность всех приборов и устройств, обеспечивающих появление электрической искры, воспламеняющей топливовоздушную смесь в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания в нужный момент. Эта система является частью общей системы электрооборудования.

История

В первых двигателях (например, двигатель Даймлера, а также так называемый полудизель) смесь топлива с воздухом воспламенялась в конце такта сжатия от раскалённой калильной головки — камеры, сообщающейся с камерой сгорания (синоним — калильная трубка).

Дизельные двигатели также не имеют систему зажигания, топливо воспламеняется в конце такта сжатия от сильно нагретого в цилиндрах воздуха.

Не нуждаются в системе зажигания компрессионные карбюраторные двигатели, топливовоздушная смесь воспламеняется от сжатия. Данные двигатели также применяются в моделизме.[1]

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

В настоящее время существуют три системы зажигания: с использованием магнето, батарейное зажигание с автомобильным аккумулятором и система зажигания без аккумулятора с использованием мотоциклетного генератора переменного тока.

Можно выделить: схемы без использования радиоэлектронных компонентов («классические») и электронные.

Схемы с электронным зажиганием разделяются на:

с наличием контактов прерывателя
бесконтактные

Магнето

Магнето — специализированный генератор переменного тока, вырабатывающий электроэнергию только для свечи зажигания. Конструкция представляет собой постоянный магнит, получающий вращение от коленчатого вала бензинового двигателя и неподвижную генераторную обмотку с малым количеством витков толстого провода (катушка индуктивности). На общем магнитопроводе с генераторной обмоткой находится высоковольтная (с большим количеством витков тонкого провода). Генерируемое низковольтное напряжение трансформируется в высоковольтное, способное «пробить» искровой промежуток свечи накаливания. Один из выводов каждой катушки связан с «массой» (корпусом двигателя), другой вывод высоковольтной обмотки присоединяется к центральному электроду свечи зажигания. Если магнето контактное — параллельно другому выводу низковольтной обмотки на «массу» подключён прерыватель с параллельно подключенным конденсатором (необходим для уменьшения искрения и подгорания контактов). В нужный момент времени (момент опережения зажигания) кулачок размыкает контакты прерывателя и на свече проскакивает искра. В электронных бесконтактных магнето прерыватель отсутствует, имеется управляющая катушка, в нужный момент генерируется управляющий импульс на электронный блок. Транзисторы или тиристоры открывается, ток поступает на высоковольтную катушку. Энергия дополнительно накапливается в конденсаторах или в катушках индуктивности, что повышает мощность искры.

Достоинством магнето является простота, компактность и лёгкость, низкая стоимость, аккумуляторная батарея не нужна. Магнето всегда готово к работе. Применяется в основном на малогабаритной технике — например, на бензопилах, газонокосилках, переносных бензогенераторах и др. Магнето также применялось на поршневых авиационных двигателях.

Батарейное зажигание

Второй, наиболее распространённой системой является батарейная система зажигания. В этом случае электропитание осуществляется от автомобильной аккумуляторной батареи, а когда двигатель работает — электроэнергию вырабатывает автомобильный генератор, подключенный параллельно аккумулятору.

Последовательно источникам тока подключен выключатель зажигания, прерыватель и первичная обмотка катушки зажигания с добавочным сопротивлением.

Катушка зажигания представляет собой импульсный трансформатор. Основная функция катушки зажигания — трансформирование низкого (12 вольт) напряжения в высоковольтный (десятки тысяч вольт) импульс, способный «пробить» искровой промежуток на свече.

Цепь высокого напряжения — вторичная обмотка катушки зажигания, распределитель, высоковольтные провода и свечи зажигания.

Если двигатель одноцилиндровый — тогда высоковольтный распределитель отсутствует, он также не нужен на двухцилиндровых двигателях при применении двухискровых катушек зажигания. В последнее время становится катушка на каждый цилиндр (что позволяет разместить катушку непосредственно на свече как наконечник и отказаться от высоковольтных проводов) или двухискровая катушка на пару цилиндров.

Принцип действия

Принцип действия основан на законе электромагнитной индукции.

От аккумуляторной батареи при включенном зажигании и замкнутых контактах прерывателя ток низкого напряжения проходит по первичной обмотке катушки зажигания, образуя вокруг неё магнитное поле. Размыкание контактов прерывателя приводит к исчезновению тока в первичной обмотке и магнитного поля вокруг неё. Исчезающее магнитное поле индуктирует во вторичной обмотке высокое напряжение (около 20—25 киловольт). Распределитель поочерёдно подводит ток высокого напряжения к высоковольтным проводам и свечам зажигания, между электродами которых проскакивает искровой заряд, топливовоздушная смесь в цилиндрах двигателя воспламеняется.

Исчезающее магнитное поле пересекает не только витки вторичной, но и первичной обмотки, вследствие чего в ней возникает ток самоиндукции напряжением 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. Поэтому параллельно контактам прерывателя подключен конденсатор (как правило, ёмкостью 0,25 мкф).

Последовательно первичной обмотке катушки зажигания включается добавочное сопротивление (или дополнительный резистор). На низких оборотах контакты прерывателя оказываются бо́льшую часть времени в замкнутом состоянии и через обмотку протекает ток, более чем достаточный для насыщения магнитопровода. Избыточный ток бесполезно нагревает катушку. При запуске двигателя добавочное сопротивление шунтируется контактами реле стартера, тем самым повышается энергия электрической искры на свече зажигания.

Зажигание с использованием генератора переменного тока (без аккумуляторов)

На лёгких мотоциклах (например, мотоциклы «Минск», «Восход»), мопедах и подвесных лодочных моторах устанавливаются генераторы переменного тока с самовозбуждением (с вращающимся постоянным магнитом). Одна из статорных обмоток генерирует электроэнергию для свечи зажигания, остальные — для питания электрооборудования транспортного средства (фары, ходовые огни маломерного судна, освещение каюты). Статорная обмотка может быть совмещена с катушкой зажигания, а сам генератор — с узлом прерывателя. Аккумуляторная батарея на транспортном средстве не нужна (но на судне может присутствовать для освещения на стоянке, заряжается генератором на ходу, при работе лодочного мотора).

Электронное зажигание

Через контакты прерывателя «классической» системы зажигания протекает большой ток, вызывающий их быстрый износ, а также сила тока низкого напряжения зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя. После появления полупроводниковых элементов (тиристоров и транзисторов) стали выпускаться электронные системы зажигания, вначале контактные, как дополнение к «классической», затем бесконтактные.

В контактной электронной системе зажигания через прерыватель проходит малый ток, собственно прерыватель вызывает срабатывание электронной схемы коммутатора, формирующей импульс в первичной обмотке катушки зажигания. Благодаря электронным компонентам напряжение в первичной обмотке может быть повышено, при запуске двигателя коммутатор может выдавать несколько импульсов подряд, облегчая воспламенение топливной смеси, водитель может со своего места легко регулировать момент зажигания.

Так, на автомобилях ЗИЛ-130, ЗИЛ-131 и ГАЗ-53 штатно устанавливалась контактно-транзисторная система зажигания. В СССР в продажу поступали блоки электронного зажигания («Ока», «Искра», «Искра-2» и др.), которые автолюбители самостоятельно устанавливали на свои «Запорожцы», «Жигули» и «Москвичи». Блок электронного зажигания мог быть легко отключен при его неисправности.

Системы с накоплением энергии в индуктивности

Системы с накоплением энергии в индуктивности (транзисторные) занимают доминирующее положение в технике. Принцип действия — при протекании электрического 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.

Системы с накоплением энергии в ёмкости

Системы с накоплением энергии в ёмкости (они же «конденсаторные» или «тиристорные», CDI) появились в середине 1970-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.

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

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 больше, 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.

Узлы системы зажигания

Датчик момента искрообразования

В старых двигателях использовался вращающийся кулачок и контактная группа (прерыватель), разрывающая цепь при определённом положении вала. Это упрощало низковольтную электрическую схему системы зажигания до двух проводов — от аккумулятора до катушки, и от катушки до прерывателя. Недостатком этой системы была низкая надёжность контактов прерывателя и параллельно им подключенного конденсатора (возможно, самое ненадёжное место в двигателе как целом), уязвимость контактов для нагара и влаги.

С развитием электроники от прерывателя отказались, заменив его бесконтактными датчиками — индуктивными, оптическими, либо наиболее распространёнными датчиками Холла, основанными на эффекте изменения проводимости полупроводника в магнитном поле. Преимущество бесконтактных 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: «бесконтактное электронное зажигание». Электронная схема обычно исполнена в виде единого; зачастую — неремонтопригодного узла, известного в просторечии как «коммутатор».

На советских лодочных[2] и мотоциклетных[3] двигателях бесконтактное электронное зажигание применялось с 1970-х годов; на автомобилях — начиная с ВАЗ-2108 (1984).

В современных автомобилях на его смену пришли датчик положения коленвала и датчик фаз. Точный момент искрообразования 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

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

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

Катушка зажигания (часто называется «бобина») — импульсный трансформатор, преобразующий резкий фронт/спад напряжения от прерывателя/коммутатора в высоковольтный импульс. В одноцилиндровых двигателях (лодочные, мотоциклетные) используется по одной катушке на каждый цилиндр, соединённой со свечой высоковольтным проводом. В многоцилиндровых 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 конкретном цилиндре, либо в группах цилиндров, что позволяет отказаться от распределителя зажигания, либо отдельные катушки устанавливаются непосредственно на каждую свечу; при этом, катушки выполнены в виде надеваемых на свечи наконечников, конструктивно объединяющих собственно высоковольтный трансформатор и силовой ключ управления, что позволяет отказаться также и от высоковольтных проводов. Нередко — в случае большеобъёмных 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 двухискровой катушкой зажигания, 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. Двухискровые катушки зажигания применяются на автомобилях «Ока», мотоциклах «Днепр».

Распределитель зажигания

Распределитель зажигания (обиходное название — «трамблёр») — высоковольтный переключатель, бегунок которого получает вращение от распределительного вала двигателя, подключает 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 крышки, к которой подключаются один высоковольтный провод от катушки и несколько — далее к свечам.

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

Высоковольтные провода соединяют катушку зажигания с центральным контактом крышки распределителя и боковые контакты распределителя со свечами зажигания. Если двигатель одноцилиндровый или применяется двухискровая катушка зажигания — тогда провод идёт от катушки непосредственно к свече. Высоковольтный провод — это многожильный провод, окружённый многослойной изоляцией, 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. Также применяются экранированные провода (с металлической оплёткой), например, на автомобилях с радиостанциями для уменьшения радиопомех. На концах высоковольтных проводов находятся наконечники для подключения к катушке зажигания, крышке распределителя и свечам зажигания.

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

Свеча зажигания

Свеча зажигания вворачивается в головку цилиндра (или в головку блока цилиндров), к контактному выводу при помощи наконечника подключается высоковольтный провод. Через воздушный промежуток между центральным и боковым электродами проскакивает электрическая искра, воспламеняя топливовоздушную смесь. Также существуют системы зажигания бензиновых двигателей с двумя свечами, и, соответственно, двумя катушками на каждый цилиндр (или двумя магнето, как на авиационных поршневых двигателях). 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 бо́льшую отдачу от двигателя. Также повышается надёжность системы.

Неисправности системы зажигания

Все неисправности систем зажигания можно разделить на категории:

Неправильная регулировка и/или неисправность центробежного и/или вакуумного регулятора опережения зажигания (при их наличии), в современных системах — неоптимальная 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 энергии импульса или повреждением изоляции высоковольтных частей системы (искра сбегает).
Полное отсутствие искры в одном или нескольких цилиндрах (соответственно двигатель троит или не заводится).
Замасливание свечей. Возникает при попытке запуска в мороз совершенно холодного двигателя на полностью закрытой воздушной заслонке («включенном подсосе»). Если такое уже возникло, то единственный способ ремонта — выворачивание свечи и очистка электродов от масла бумагой, тряпкой или щеткой, а также прокаливание. Для предотвращения предлагается перед запуском дернуть шнуровой стартер 10-15-20 раз (в зависимости от температуры), не пользуясь подсосом. Это приводит к разогреву двигателя компрессией. В современных инжекторных автомобильных двигателях почти не возникает.

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.

Примечания

Ссылки

ushakov.academic.ru

Система зажигания - это... Что такое Система зажигания?

История

Можно выделить: схемы без использования радиоэлектронных компонентов («классические») и электронные.

Схемы с электронным зажиганием разделяются на:

с наличием контактов прерывателя
бесконтактные

Магнето

Батарейное зажигание

Принцип действия

Принцип действия основан на законе электромагнитной индукции.

Зажигание с использованием генератора переменного тока (без аккумуляторов)

Электронное зажигание

Системы с накоплением энергии в индуктивности

Системы с накоплением энергии в ёмкости

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

Момент зажигания

Узлы системы зажигания

Датчик момента искрообразования

Центробежный регулятор

Вакуумный регулятор

Катушка зажигания

Распределитель зажигания

Высоковольтные провода

Свеча зажигания

Неисправности системы зажигания

Все неисправности систем зажигания можно разделить на категории:

Неправильная регулировка и/или неисправность центробежного и/или вакуумного регулятора опережения зажигания (при их наличии), в современных системах — неоптимальная 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 энергии импульса или повреждением изоляции высоковольтных частей системы (искра сбегает).
Полное отсутствие искры в одном или нескольких цилиндрах (соответственно двигатель троит или не заводится).
Замасливание свечей. Возникает при попытке запуска в мороз совершенно холодного двигателя на полностью закрытой воздушной заслонке («включенном подсосе»). Если такое уже возникло, то единственный способ ремонта — выворачивание свечи и очистка электродов от масла бумагой, тряпкой или щеткой, а также прокаливание. Для предотвращения предлагается перед запуском дернуть шнуровой стартер 10-15-20 раз (в зависимости от температуры), не пользуясь подсосом. Это приводит к разогреву двигателя компрессией. В современных инжекторных автомобильных двигателях почти не возникает.

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.

Примечания

Ссылки

dik.academic.ru

Система зажигания автомобиля

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

Техническое обслуживание автомобилей

На автомобилях ИЖ-2715 и ВАЗ-2121 установлена батарейная система зажигания, а на автомобилях ВАЗ-2109 и УАЗ-31512— бесконтактная электронная система зажигания.

Схема бесконтактной системы зажигания автомобилей УАЗ типа «Искра-УАЗ Н» представлена на рис. 13. В схеме системы зажигания автомобиля ВАЗ-2109 в отличие от предыдущей отсутствует аварийный вибратор, обеспечивающий работу двигателя при выходе из строя транзисторного коммутатора. Часть автомобилей BA3-21093 комплектуется микропроцессорной (цифровой) системой зажигания. Основой этой системы является контроллер, представляющий собой специализированную микроЭВМ. Кроме него в схему входят следующие оригинальные узлы: двухканаль-ный коммутатор, две катушки зажигания и датчики начала отсчета угловых импульсов и температуры. По сигналам датчиков контроллер по заданной программе точно определяет момент зажигания в цилиндрах двигателя и выдает команды на коммутатор. В техническом обслуживании эта система зажигания не нуждается, за исключением свечей зажигания.

При ТО-1 очищают от грязи и масла поверхность приборов системы зажигания, протирают замшей, смоченной в неэтилированном бензине, внутреннюю поверхность крышки прерывателя распределителя или датчика-распределителя, бегунок, кулачок и контакты прерывателя, проверяют состояние контактов прерывателя и зазор между ними, установку угла опережения зажигания, смазывают распределитель. На автомобиле ВАЗ-2109 смазывать вал датчика-распределителя не требуется, так как он вращается в двух металлокерамических втулках, пропитанных маслом. Очищают свечи от нагара, проверяют зазор между электродами свечи. На автомобиле ВАЗ-2109 свечи заменяют.

Рис. 1. Схема бесконтактной электронной системы зажигания автомобиля УАЭ-31512: 1 — катушка зажигания; 2 — транзисторный коммутатор; 3 — датчик-рас-пределитель; 4 — свечи зажигания; 5 — блок плавких предохранителей; 6 — аварийный вибратор; 7 — добавочное сопротивление; условное обозначение расцветки проводов: Г — голубой; Ж — желтый; 3 — зеленый; Кр — красный

Через два ТО-1 заменяют свечи у автомобилей ИЖ-2715 и ВАЗ-2121. Для надежного пуска двигателя при отрицательных температурах рекомендуется заменять долго работавшие свечи зажигания новыми даже в том случае, если они еще вполне работоспособны — их можно использовать в теплое время года.

При ТО-2 все вышеуказанные операции проводят на автомобиле УАЭ-31512. Кроме того, через 50 ООО км пробега дополнительно замеряют сопротивление комбинированного уголька, расположенного во внутренней центральной части крышки датчика-распределителя. Если величина сопротивления будет выходить за пределы 6000—15 000 Ом, уголек заменяют. Промывают бензином шарикоподшипник опоры статора, закладывают в него смазку Литол-24, заполняя не более 2/3 свободного объема (предварительно снимают крышку, бегунок, ротор и опору статора).

При зачистке контактов пользуются плоским бархатным надфилем. При этом выводить полностью выемку на одном из контактов и снимать большой слой металла не рекомендуется. Достаточно несколько ходов надфиля, чтобы сровнять бугорок только на одном контакте и очистить от нагара. Плоскости прилегания контактов должны быть параллельны друг другу. Наждачной шкуркой пользоваться при зачистке контактов не рекомендуется, так как она оставляет на поверхности твердые частицы наждака, что при работе вызывает сильное искрение и быстрый износ контактов.

Однако шуп измеряет зазор только между микровыступами на контактах и не учитывает неравномерность износа поверхностей контактов. Поэтому более правильно измерять не зазор между контактами, а угол их замкнутого состояния, который определяют специальными приборами Э-5, Э-214 или на стендах КИ-968, СПЗ-8М. Для регулировки зазора (угла замкнутого состояния) контактов прерывателя ослабляют болты крепления контактной стойки и вставляют отвертку в специальный паз на этой стойке. Поворачивая отвертку и сдвигая контактную стойку, устанавливают требуемый зазор или угол замкнутого состояния контактов и затягивают болты крепления.

Установку угла опережения зажигания проверяют с помощью 12-вольтовой контрольной лампы, которую подсоединяют одним концом провода к клемме контактов прерывателя (к этой же клемме подсоединен конденсатор), а другим — к «массе». После этого включают зажигание и пусковой рукояткой поворачивают коленчатый вал. При правильной установке момента зажигания контрольная лампа должна зажигаться при совпадении меток на шкиве коленчатого вала и крышке привода механизма газораспределения. На двигателе УЗАМ-412Э установочному углу опережения зажигания соответствует вторая метка на шкиве по ходу вращения, а на двигателе ВАЗ-2121— средняя метка на крышке цепного привода кулачкового вала механизма газораспределения. Контакт бегунка в этом случае должен находиться против контакта первого цилиндра на крышке распределителя. При несовпадении меток в момент загорания контрольной лампы регулируют момент зажигания. Для этого устанавливают поршень первого цилиндра в положении конца такта сжатия по меткам на шкиве и крышке. Ослабляют гайку крепления корпуса распределителя и поворачивают его в направлении вращения кулачка до замыкания контактов прерывателя (лампочка должна погаснуть). Затем, поджав пальцем ротор в сторону, противоположную направлению его вращения, медленно поворачивают корпус прерывателя-распределителя в этом же направлении до момента начала размыкания контактов, который определяется по загоранию контрольной лампочки. Придерживая корпус рукой, затягивают гайку крепления. Выключают зажигание и ставят крышку распределителя на место.

В бесконтактных системах зажигания угол опережения проверяют и устанавливают с помощью стробоскопа АС-2 или других марок. Для этого зажим «Плюс» стробоскопа соединяют с клеммой «Плюс» батареи аккумуляторов, а зажим «Минус» прибора с аналогичной клеммой батареи. Зажим датчика стробоскопа присоединяют к проводу высокого напряжения первого цилиндра. Затем пускают двигатель (он должен быть прогрет), устанавливают минимальную частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу и направляют луч стробоскопа на место расположения установочных меток момента зажигания. На двигателе УМЗ-4146.10—это вторая по ходу вращения метка на шкиве и штифт на крышке распределительных зубчатых колес. На двигателе ВАЗ-2109 на картере сцепления имеется специальный люк, закрываемый резиновой заглушкой, через который открывается доступ к шкале на корпусе сцепления и метке на маховике. Одно деление шкалы соответствует одному градусу поворота коленчатого вала. Кроме того, имеются метки на шкиве коленчатого вала и передней крышке привода распределительного вала. Следует иметь ввиду, что для базового двигателя ВАЗ-2109 угол опережения зажигания составляет 0—2°, а для модификаций ВАЗ-21081 и BA3-21083 соответственно 5—7 и 3—5°. При нарушении установочного угла опережения зажигания ослабляют крепление корпуса датчика-распределителя и поворачивают его на необходимый угол.

При отсутствии стробоскопа для регулирования момента зажигания поршень первого цилиндра устанавливают в положение конца такта сжатия по указанным выше меткам. Датчик-распределитель на двигателе ВАЗ-2108 устанавливают в таком положении, чтобы среднее деление на фланце датчика-распределителя находилось против установочного выступа на корпусе вспомогательных агрегатов. Одно деление на фланце соответствует восьми градусам поворота коленчатого вала. Затем устанавливают кронштейн крепления проводов высокого напряжения и закрепляют кронштейн и датчик-распределитель гайками.

На двигателе УМЗ-4146.10 также вначале устанавливают поршень первого цилиндра в положение конца такта сжатия по меткам на шкиве, а корпус датчика-распределителя устанавливают так, чтобы красная метка на роторе и острие лепестка на статоре совместились в одну линию. После этого затягивают болт крепления пластины октан-корректора к корпусу датчика-распределителя.

Свечи зажигания очищают от нагара на специальном пескоструйном аппарате типа Э203-0 или 514-2M. При отсутствии таких аппаратов свечи опускают в бензин или ацетон на 20— 25 мин. После этого очищают нагар щеточкой, промывают еще раз и обдувают сжатым воздухом. Герметичность свечей определяют с помощью приборов 514-2M или Э203-П. При необходимости зазор регулируют подгибанием бокового электрода. Дефектами свечей могут быть сколы и трещины на изоляторе, на нижнем корпусе изолятора, разгерметизация уплотнения, обгорание электродов. В этом случае свечи выбраковывают.

Рис. 2. Установка датчика-распределителя зажигания на двигателе ВАЗ-2108: 1 — корпус вспомогательных агрегатов; 2 — установочный выступ; 3 — фланец со шкалой делений; 4 — гайка крепления датчика-распределителя; 5 — вакуумный регулятор опережения зажигания; 6 — крышка датчика-распределителя; 7 — корпус датчика-распределителя; 8 — кронштейн крепления проводов высокого напряжения

Если в контактной системе батарейного зажигания автомобилей ИЖ-2715 и ВАЗ-2121 нет искры, то проверяют исправность первичной и вторичной цепей, исправность конденсатора.

Обрыв в цепи будет на том участке, в начале которого лампа горит, а в конце не горит. При этом отсутствие накала лампы при подключении ее к клемме низкого напряжения при разомкнутых контактах может указывать также и на неисправность изоляции подвижного контакта (замыкание на «массу»).

Отсутствие искры при исправной цепи низкого напряжения может быть следствием неисправности конденсатора или катушки зажигания. Исправность конденсатора можно проверить несколькими способами. На автомобиле конденсатор проверяют с помощью контрольной лампы, включенной между его выводом и проводом, идущим от катушки зажигания к клемме низкого напряжения контактов прерывателя. Загорание лампы при включенном зажигании свидетельствует о пробое конденсатора. Обрыв и утечку тока в конденсаторе определяют, зарядив его от катушки зажигания током высокого напряжения. Для этого отсоединяют конденсатор от корпуса распределителя и кладут на головку блока так, чтобы его корпус имел надежное соединение с «массой». Затем ставят контакты прерывателя на полное смыкание, включают зажигание и подводят провод высокого напряжения от катушки к проводу конденсатора, оставив небольшой зазор, обеспечивающий проскакивание искры. Размыкая рукой контакты прерывателя, заряжают конденсатор тремя-четырьмя последовательными искрами, после чего разряжают, сближая провод конденсатора с его корпусом. Появление мощной разрядной искры свидетельствует об исправности конденсатора. Слабая искра указывает на утечку тока, а отсутствие искры — на обрыв в конденсаторе.

Наиболее характерными неисправностями катушек зажигания являются перегорание дополнительного резистора, пробой изоляции обмоток низкого и высокого напряжения, пробой изоляционной крышки катушки, а также обрыв или перегорание ее обмоток. На автомобиле для проверки катушки снимают крышку распределителя, поворотом коленчатого вала ставят контакты прерывателя на полное смыкание. Вынимают центральный провод высокого напряжения из крышки распределителя и подводят его к корпусу автомобиля на расстояние около 7 мм. При размыкании рукой контактов прерывателя при исправной катушке зажигания между наконечником провода и «массой» должна проскакивать мощная искра синего цвета.

Катушки, имеющие неисправности в обмотках, трещины или пробой в крышке, выбраковывают и заменяют новыми.

Причиной отсутствия искры в одном или нескольких цилиндрах, может быть неисправность свечей зажигания, проводов высокого напряжения или крышки прерывателя-распределителя. Неисправную свечу обнаруживают, снимая поочередно наконечники со свечей при работающем двигателе. При отключении исправной свечи обороты двигателя уменьшаются, а при отключении неисправной свечи характер работы двигателя не изменяется. Кроме того, изолятор нерабочей свечи холоднее, чем у рабочей.

Пробой крышки распределителя может произойти при попадании на нее влаги или при работе с неплотно вставленными в гнезда наконечниками проводов высокого напряжения, которые в процессе эксплуатации стареют, на них трескается изоляция, появляется утечка тока.

Неисправные свечи, провода и крышки заменяют новыми.

Поиск неисправностей в бесконтактных системах зажигания затруднен вследствие применения таких электронных узлов, как коммутатор и бесконтактный датчик в датчике-распределителе зажигания. При эксплуатации таких систем зажигания не допускается на работающем двигателе отсоединять провода высокого напряжения и проверять цепи зажигания на искру, так как высокое напряжение во вторичной цепи может привести к повреждению электронных приборов и к травмам проверяющего. Нельзя снимать провода от клемм аккумуляторной батареи при работающем двигателе, так как это может привести к повреждению коммутатора. Провода низкого напряжения не прокладывают в одном жгуте с проводами высокого напряжения. Не отсоединяют от коммутатора штепсельный разъем при включенном зажигании, так как при этом на отдельных элементах схемы коммутатора может возникнуть напряжение до 400 В и коммутатор будет поврежден.

Проверяют наличие искры в бесконтактных системах зажигания с помощью высоковольтного разрядника. Простейший разрядник можно сделать из двух заостренных металлических стержней, зазор между которыми регулируется. Стержни закрепляют на пластине из -электроизоляционного материала. Для проверки катушки зажигания один конец центрального провода достают из гнезда крышки датчика-распределителя и подсоединяют к электроду разрядника. Второй вывод разрядника подключают к корпусу автомобиля. Между электродами разрядника устанавливают воздушный зазор 7—10 мм.

Аналогично проверяют исправность проводов высокого напряжения, идущих к свечам, поочередно подсоединяя их к азряднику, установив центральный провод обратно в гнездо на крышке датчика-распределителя. При этом, запуская двигатель, по изменению характера его работы обнаруживают и неисправную свечу.

Если разрядника нет, то любыми подручными средствами закрепляют центральный провод так, чтобы его наконечник отстоял от «массы» на 7—10 мм. В отличие от обычных систем зажигания держать провод рукой нельзя, так как напряжение вторичной цепи в полтора-два раза выше.

При отсутствии искры проьеряют катушку зажигания, транзисторный коммутатор или датчик-распределитель. Вероятность повреждения катушки зажигания очень мала (менее 1 % отказов системы). Порядок ее проверки тот же, что и у контактных систем зажигания.

Датчик-распределитель на автомобиле проверяют по схеме, представленной на рис. 15. При этом датчик отключают от коммутатора, а зажигание выключают. При замкнутом зазоре статора вольтметр, включенный в режим измерения постоянного тока, должен показывать напряжение около 12 В, а прц разомкнутом — около 0. Замыкают и размыкают ротор, вращая коленчатый вал двигателя. Источником постоянного тока может служить бортовая сеть автомобиля. Неисправный датчик заменяют новым, так как ремонту он не подлежит.

Коммутатор вначале проверяют на отсечку тока: при включении зажигания через 2—7 с стрелка указателя напряжения на щитке приборов отклоняется немного вправо у автомобиля с исправным коммутатором. Работоспособность коммутатора определяют с помощью лампы А12 мощностью 3 Вт. Для проверки отсоединяют от катушки зажигания коричневый провод с красными полосками, идущий от клеммы «1» коммутатора, и подключают наконечник провода к контрольной лампе. Другой вывод лампы подключают к клемме «Б» катушки зажигания и проворачивают коленчатый вал двигателя стартером. Если при этом лампа мигает, то коммутатор выдает импульсы тока на катушку зажигания, если не мигает — не выдает. Это может произойти из-за обрыва в проводах, соединяющих коммутатор с датчиком-распределителем зажигания; обрыва в проводах подвода питания к коммутатору или нарушения контакта в выключателе зажигания или реле зажигания; обрыва в первичной обмотке катушки зажигания.

Рис. 3. Схема для проверки бесконтактного датчика электронной системы зажигания без снятия с автомобиля: 1 — датчик-распределитель; 2 — переходный разъем с вольтметром; 3 — разъем датчика-распределителя; условное обозначение расцветки проводов: П — красный; 3 — зеленый; БЧ — белый с черными полосками

При исправных электрических цепях системы зажигания и датчике-распределителе транзисторный коммутатор, который не выдает импульсов на катушку зажигания, заменяют. Более углубленную диагностику транзисторного коммутатора проводят осциллографическим методом контроля с помощью соответствующей аппаратуры — генератора управляющих импульсов с открытым коллекторным выходом. Генератор должен обеспечить фиксированные частоты следования импульсов 33,3 и 100 Гц. Скважность инвертированного выходного импульса должна быть равна трем. Нагрузкой является катушка зажигания, работающая на искровой промежуток 4—7 мм. При таком способе проверки коммутатор вместе с катушкой снимают с автомобиля.

На автомобиле УАЭ-31512 работоспособность магнитоэлектрического датчика проверяют с помощью вольтметра, включенного в режим измерения переменного тока. Исправный датчик-распре-делитель при частоте вращения коленчатого вала двигателя 20 мин-1 должен обеспечивать амплитуду выходного сигнала не менее 2 В. Следует учитывать, что амплитудное значение сигнала датчика будет примерно в 1,4 раза больше показаний вольтметра, который отображает действующее значение напряжения. При проверке датчик должен быть отключен от электронного коммутатора.

—

Техническое состояние системы зажигания влияет на надежность и экономичность работы автомобиля. В контактно-транзисторных системах зажигания катушки зажигания предназначены для работы только с транзисторным коммутатором, применение других типов катушек зажигания не допускается. При установке катушки на автомобиль ЗИЛ-431410 следует учесть, что к выводу К надо подсоединить провода от выводов К коммутатора и добавочного резистора, а к выводу без обозначения — провод от коммутатора, к выводу ВК добавочного резистора присоединить провод от батареи аккумуляторов, а к выводу ВК—Б — провод от выключателя зажигания.

Рис. 4. Схема системы зажигании автомобиля ЗИЛ-431410: 1 — выключатель зажигания: 2 — добавочный резистор; 3 — катушка зажигания; 4 — прерыватель-распределитель; 5 —стартер; 6 — транзисторный коммутатор

Основные неисправности системы зажигания — отсутствие искры между электродами свечей зажигания; двигатель не запускается или запускается с трудом, глохнет после выключения стартера, работает с перебоями, с детонацией. Основные причины перечисленных неисправностей: разряжена батарея аккумуляторов, окислились ее выводы, неисправен выключатель зажигания, пробит транзистор коммутатора или конденсатор, пробита изоляция вторичной обмотки катушки зажигания.

Чтобы определить неисправности, проверяют состояние батареи аккумуляторов включением потребителей тока: фар, звукового сигнала или стартера. Если стартер работает, то проверяют электрические цепи высокого и низкого напряжения, для чего отключают поочередно провода от свечей зажигания и располагают их от корпуса двигателя на расстоянии 6—7 мм. При включенном зажигании и вращении коленчатого вала двигателя пусковой рукояткой между проводом и корпусом двигателя у исправной системы зажигания будет бесперебойно создаваться искра. При неисправности цепи низкого напряжения отсутствуют колебания стрелки указателя тока в описываемом случае. Исправность этой цепи проверяют контрольной лампой с проводом, один конец которого подключают на «массу», а другой, свободный— поочередно к зажимам включенной первичной цепи.

При пробитом транзисторе указатель тока регистрирует разрядный ток постоянной величины при замкнутых и разомкнутых контактах прерывателя или не показывает его совсем.

Для проверки катушки зажигания на автомобиле вынимают наконечник провода из центрального отверстия крышки распределителя, подводят его к корпусу двигателя с зазором 7 мм. Если не возникает искры в зазоре при включенном зажигании и вращение коленчатого вала двигателя, то пробита изоляция вторичной обмотки катушки зажигания, которую заменяют.

Образуется искра между наконечниками проводов и выводами, залитыми в крышке прерывателя-распределителя, из-за неплотного ввода проводов в гнезда крышки, это ведет к выгоранию пластмассы крышки.

Перебои в работе двигателя возможны при нарушении контакта в местах крепления наконечников проводов на зажимах приборов зажигания, неисправностях прерывателя-распределителя, свечей зажигания, катушки зажигания, проводов.

Возможные неисправности прерывателя-распределителя: обго-рание или загрязнение контактов, нарушение установленных зазоров между ними, замыкание рычажка прерывателя на «массу», трещины в крышке распределителя и ротора или плохой контакт центрального провода, биение валика из-за износа втулок. Контакты прерывателя обгорают из-за искрения между ними, которое увеличивается при плохом соединении проводников. Кроме неправильной регулировки, зазор между контактами прерывателя уменьшается из-за износа подушечки рычажка, а увеличивается — из-за подгорания контактов. Пружина рычажка прерывателя может ослабнуть из-за усталости металла, заедание рычажка прерывателя на оси происходит из-за отсутствия смазки, нарушение герметичности вакуумного регулятора — из-за повреждения диафрагмы, загрязнения ротора и крышки распределителя или из-за образования в них трещин.

Подгоревшие контакты прерывателя зачищают стеклянной бумагой зернистостью 140—170. При замыкании рычажка или его подушечки на «массу» провод и рычажок протирают тряпкой, смоченной в бензине. При необходимости провод изолируют. Крышку распределителя с трещинами, подвижный контакт с изношенной подушечкой рычажка, поврежденную диафрагму, сломанный или изношенный угольный контакт заменяют.

Регулируют зазор между контактами прерывателя после их зачистки в следующем порядке:— проворачивают валик распределителя так, чтобы выступ кулачка отжал подушечку рычажка и установился наибольший зазор между контактами;— ослабляют винт, крепящий стойку неподвижного контакта, поворачивают отверткой эксцентрик так, чтобы в зазор между контактами плотно входил щуп толщиной 0,35 мм, не отжимая рычажок;— затягивают ослабленный винт и вновь проверяют зазор щупом.

Катушка зажигания выходит из строя из-за перегрева ее обмоток при включении на продолжительное время на неработающем двигателе, а дополнительный резистор перегорает, кроме того, из-за неправильной регулировки дополнительных контактов тягового реле стартера.

Слабая искра при исправной батарее аккумуляторов указывает на наличие межвинтового замыкания первичной и вторичной цепи или на неисправность конденсатора. Катушку зажигания проверяют на стендах СПЗ-8М, КИ-968, Э-208. Она исправна, если пробиваемый зазор в трехэлектродном разряднике не менее 7 мм, а на экране осциллоскопа стенда Э-208 наблюдается бесперебойное и интенсивное искрообразование.

Транзисторный коммутатор ТК-102 проверяют на стенде СПЗ-8М или по схеме. Коммутатор исправен, если при включении включателя указатель тока показывает ток 6—7А, а при выключении ток уменьшается до нуля.

Основные неисправности свечей зажигания: трещины в изоляторе, отложения нагара, замасливание и нарушение зазора между электродами. При перебоях в работе двигателя неисправную свечу можно обнаружить при поочередном отключении проводов высокого напряжения. Если отсоединенная свеча исправна, то перебои в работе двигателя увеличиваются. При отключении неисправной свечи перебои не изменяются. Неработающая свеча менее нагрета по сравнению с работающей и, как правило, загрязнена нагаром и топливом. Нагар у свечей удаляют очисткой на пескоструйном аппарате 514-2М.

Величину зазора между электродами свечей проверяют щупом, при необходимости его регулируют, подгибая или отгибая боковой электрод. На герметичность свечу проверяют прибором Э-203, для чего ее погружают в бензин и подают сжатый воздух под давлением 0,6—0,8 МПа. Если свеча пропустит за 1 мин более 50 см3 воздуха, ее заменяют. Тип применяемых на автомобиле свечей должен соответствовать рекомендуемому заводом-изготовителем,

Рис. 5. Схема проверки транзисторного коммутатора ТК-102: 1 — коммутатор; 2 — выключатель; 3— катушка зажигания Б114; 4— резистор СЭ107у 5 — указатель тока; 6 — батарея аккумуляторов

Рис. 6. Установка привода распределителя зажигания двигателя автомобиля ЗИЛ-431410: 1 — паз на валу привода распределителя; 2 — нижний фланец корпуса; 3 — риска на верхнем фланце корпуса

Замена типа свечей может нарушить правильную работу двигателя, так как свечи имеют разные тепловые характеристики. Признак соответствия свечи условиям работы двигателя — наличие на тепловом конусе центрального электрода лаковых отложений от светлого до темно-коричневого цвета.

При экспулатации автомобиля с контактно-транзисторной системой зажигания запрещается оставлять зажигание включенным при неработающем двигателе, разбирать транзисторный коммутатор, менять местами провода, подключенные к коммутатору или резистору, замыкать накоротко резистор и его составные части перемычками, выполнять ремонт приборов системы зажигания при включенном зажигании.

Проверка и установка угла опережения зажигания. Углом опережения зажигания называют угол поворота кривошипа коленчатого вала от момента создания искры в свече до верхней мертвой точки. Работу выполняют с достаточной точностью, так как даже при незначительных ошибках возрастает расход топлива, уменьшается мощность двигателя.

Прерыватель-распределитель проверяют на стендах Э-205 ила КИ-4987 при ТО-2, а угол опережения зажигания устанавливают на неработающем двигателе и окончательно проверяют при разгоне автомобиля.

На двигателе ЗИЛ-130 угол опережения зажигания устанавливают в следующем порядке. Выворачивают свечу первого цилиндра и, закрыв отверстие пробкой, определяют такт сжатия в этом цилиндре. Устанавливают поршень первого цилиндра за 9° до ВМТ, для чего совмещают метку на шкиве коленчатого вала с риской на выступе указателя. Располагают паз на верхнем торце вала привода распределителя так, чтобы он находился на одной линии с рисками на верхнем фланце корпуса привода прерывателя-распределителя. Вставляют привод распределителя в гнездо в блок-картере, обеспечивая к началу зацепления зубчатых колес соосность отверстий под болты в нижнем фланце корпуса привода и резьбовых отверстий в блок-картере. Угол между пазом на валу привода и линией, проходящей через отверстия на верхнем фланце, не должен превышать ±15°, а паз должен быть смещен к передней части двигателя. При превышении указанного значения угла зубчатое колесо привода распределителя переставляют на один зуб относительно зубчатого колеса на распределительном валу. Если между нижним фланцем распределителя и блок-картером останется зазор, что бывает при несовпадении выступа вала привода с пазом на валу масляного насоса, то поворачивают коленчатый вал на два оборота, одновременно надавливая на корпус привода распределителя. Фиксируют октан-корректор гайками в положении, при котором стрелка-указатель совмещена с риской «О» шкалы.

Устанавливают момент зажигания по началу размыкания контактов, который определяют контрольной лампой напряжением 12В.

Устанавливают крышку распределителя и присоединяют провода высокого напряжения к свечам в соответствии с порядком работы цилиндров: 1—5—4—2—6—3—7—8.

При правильной установке зажигания при разгоне автомобиля Судет прослушиваться легкая детонация, исчезающая при скорости 40—45 км/ч.

Аналогично устанавливают зажигание на двигателе 3M3-53.11. Для установки поршня первого цилиндра в ВМТ совмещают метку на шкиве коленчатого вала с четвертым делением указателя.

У двигателя ЗМЗ-66-06 ручная регулировка позволяет изменять установочный угол опережения зажигания на 15° по коленчатому Балу в обе стороны от номинального положения. Порядок установки датчика-распределителя и его привода следующий. Устанавливают коленчатый вал двигателя в положение ВМТ такта сжатия первого цилиндра, вставляют привод датчика-распределителя в отверстие блок-картера так, чтобы прорезь валика привода была смещена влево от оси двигателя, считая по ходу автомобиля.

При снятой с датчика-распределителя крышке поворачивают бегунок так, чтобы он был обращен пластиной в сторону цифры 1 на крышке (вывод первого цилиндра).

Вставляют датчик-распределитель в отверстие привода, устанавливают стрелку-указатель в прорезь установочной пластины датчика-распределителя и поворачивают его корпус до совпадения указателя с серединой шкалы, закрепляют винтом.

Устанавливают крышку, подсоединяют провода высокого напряжения в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя: 1—5—4—2—6—3—7—8, присоединяют к датчику провод низкого напряжения от коммутатора.

Рис. 7. Осциллограмма для проверки работы свечи зажигания

Рис. 8. Электрическая схема аварийного вибратора 5)02.3747 автомобиля ГАЗ-66 1 — контакты; 2 — якорь; 3 — сердечник; 4 — вывод; 5 — конденсаторы

Вибратор двигателя ЗМЗ-66-06 обеспечивает его работу на резервной системё зажигания при выходе из строя транзисторного коммутатора или статора датчика-распределителя. Для включения резервной системы отсоединяют провод от вывода КЗ коммутатора и присоединяют его к выводу вибратора. Резервную систему зажигания при исправной основной использовать запрещается, так как ресурс вибратора небольшой и составляет 30 ч, он ограничен недолговечностью контактов, которые сгорают.

При ТО-1 проверяют и при необходимости подтягивают крепление приборов системы зажигания. Поворотом крышки колпачко-вой масленки на один оборот смазывают вал привода прерывателя.

При ТО-2 дополнительно очищают от грязи и масла поверхность коммутатора, катушки зажигания, проводов высокого и низкого напряжения, наружную поверхность распределителя, протирают внутреннюю поверхность крышки распределителя, проверяют состояние контактов прерывателя, регулируют зазор между ними. Затем двумя-тремя каплями масла М-8-В! смазывают втулку кулачка, одной-двумя каплями — ось прерывателя, фильц кулачка. При необходимости добавляют в масленку смазку Литол-24.

Проверяют на стенде и при необходимости регулируют угол замкнутого состояния контактов прерывателя, центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания, а также исправность ротора, крышки распределителя и конденсатора. Проверяют и при необходимости регулируют зазор между контактами прерывателя до величины 0,35 мм.

При СО, кроме перечисленных операций, регулируют зазор между электродами свечей. Проверяют свечи зажигания непосредственно на автомобиле с помощью осциллографа Э-206 или электронного передвижного стенда Э-205. Сравнивая полученную осциллограмму с типовой, делают вывод о работоспособности свечи.

Система зажигания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в камерах сгорания карбюраторного двигателя. На современных автомобилях применяются самые различные системы зажигания. Общим для них является то, что воспламенение смеси обеспечивается искрой высокого напряжения, возникающей между электродами свечи, ввернутой в головку блока цилиндров двигателя. Источником высокого напряжения служит катушка зажигания. Она работает, как трансформатор, и преобразует ток низкого напряжения, поступающий от аккумуляторной батареи или генератора, в ток высокого напряжения. Высокое напряжение подается к электродам свечи по специальным высоковольтным проводам. В системах зажигания обязательно присутствуют устройства, обеспечивающие распределение импульсов высокого напряжения по свечам в порядке работы цилиндров, подачу их в определенный момент времени и регулирование опережения зажигания в зависимости от режима работы двигателя.

Читать далее: Cистема пуска автомобиля

Категория: - Техническое обслуживание автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru