Система зажигания автомобиля – назначение, типы систем зажигания, устройство, принцип работы

Каждый двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине или газе, не сможет функционировать без системы зажигания. Рассмотрим, в чем ее особенность, по какому принципу она работает, и какие разновидности бывают.

Что такое система зажигания автомобиля

Система зажигания автомобиля с бензиновым мотором – электрическая цепь со множеством разных элементов, от которых зависит работа всего силового агрегата. Ее назначение – обеспечить непрерывную подачу искры в цилиндры, в которых воздушно-топливная смесь находится уже в сжатом состоянии (такт компрессии).

Система зажигания автомобиля – назначение, типы систем зажигания, устройство, принцип работы

Дизельные двигатели не имеют классический тип зажигания. В них воспламенение топливно-воздушной смеси происходит по другому принципу. В цилиндре на такте сжатия воздух сжимается до такой степени, что он нагревается до температуры воспламенения топлива.

В верхней мертвой точке на такте сжатия в цилиндр производится впрыск топлива, в результате чего происходит взрыв. Чтобы в зимний период подготовить воздух в цилиндре, используются свечи накала.

Система зажигания автомобиля – назначение, типы систем зажигания, устройство, принцип работы

Для чего нужна система зажигания?

В бензиновых ДВС система зажигания нужна для:

  • Создания искры в соответствующем цилиндре;
  • Своевременного образования импульса (поршень – в верхней мертвой точке такта сжатия, все клапаны закрыты);
  • Достаточно мощной искры, чтобы бензин или газ воспламенился;
  • Беспрерывного процесса срабатывания всех цилиндров в зависимости от установленного порядка работы цилиндропоршневой группы.

Принцип работы

Независимо от вида системы, принцип работы остается неизменным. Датчик положения коленвала фиксирует момент, когда поршень в первом цилиндре окажется в верхней мертвой точке такта сжатия.

Этот момент определяет порядок срабатывания источника искры в соответствующем цилиндре. Далее в работу вступает блок управления или коммутатор (в зависимости от типа системы).

Импульс передается на управляющее устройство, которое подает сигнал на катушку зажигания.

Катушка использует часть энергии аккумулятора и создает импульс высокого напряжения, который поступает на распределитель. Оттуда ток подается на свечу зажигания соответствующего цилиндра, которая создает разряд. Вся система работает при включенном зажигании – ключ повернут в соответствующее положение.

????Еще по теме:  Можно ли парковать машину с ГБО в подземной парковке?

Схема системы зажигания автомобиля

В устройство классической схемы СЗ входят:

  • Источник энергии (батарея);
  • Реле стартера;
  • Контактная группа в замке зажигания;
  • КЗ (накопитель или преобразователь энергии);
  • Конденсатор;
  • Распределитель;
  • Прерыватель;
  • ВВ провода;
  • Обычные провода, по которым подается низкое напряжение;
  • Свечи зажигания.

Основные виды систем зажигания

Среди всех СЗ существует два основных вида:

  • Контактные;
  • Бесконтактные.

Принцип работы в них неизменен – электросхема генерирует и распределяет электрический импульс. Отличаются они друг от друга способом распределения и подачи импульса на исполняющее устройство, в котором формируется искра.

Существуют также транзисторные (индукторные) и тиристорные (конденсаторные) системы. Отличаются они друг от друга принципом накопления энергии.

В первом случае она накапливается в магнитном поле катушки, а в качестве прерывателя используются транзисторы. Во втором случае энергия накапливается в конденсаторе, а тиристор играет роль прерывателя.

Чаще всего используются транзисторные модификации.

Контактные системы зажигания

Такие системы имеют простое устройство. В них электрический ток поступает от аккумулятора на катушку. Там создается ток высокого напряжения, который затем поступает на механический распределитель. Распределение порядка подачи импульса в цилиндры зависит от последовательности работы цилиндров. Импульс подается на соответствующую свечу зажигания.

Система зажигания автомобиля – назначение, типы систем зажигания, устройство, принцип работы

Среди контактных систем бывают батарейный и транзисторный тип. В первом случае в корпусе распределителя имеется механический прерыватель, который разрывает цепь для разряда и замыкает цепь для зарядки двухконтурной катушки (заряжается первичная обмотка). Транзисторная система вместо механического прерывателя имеет транзистор, который регулирует момент зарядки катушки.

В системах с механическим прерывателем дополнительно устанавливается конденсатор, который в момент замыкания/размыкания цепи гасит скачки напряжения. В подобных схемах снижается скорость обгорания контактов прерывателя, что увеличивает срок эксплуатации устройства.

Система зажигания автомобиля – назначение, типы систем зажигания, устройство, принцип работы

Транзисторные схемы могут иметь один или несколько транзисторов (зависит от количества катушек), которые выполняют роль коммутатора в цепи. Они включают или выключают первичную обмотку катушки. В таких системах нет необходимости в конденсаторе, потому что включение/выключение обмотки производится при подаче низковольтного напряжения.

Бесконтактные системы зажигания

Все СЗ данного типа не имеют механического прерывателя. Вместо него стоит датчик, работающий по бесконтактному принципу воздействия. В качестве управляющего устройства, воздействующего на транзисторный коммутатор, может использоваться индуктивный, холла или оптический датчики.

????Еще по теме:  Шумоизоляция автомобиля своими руками Система зажигания автомобиля – назначение, типы систем зажигания, устройство, принцип работы

Современные автомобили оснащаются электронным типом СЗ. В ней высокое напряжение формируется и распределяется разными электронными устройствами. Микропроцессорная система более точно определяет момент воспламенения воздушно-топливной смеси.

В группу бесконтактных систем вошли:

  • Одноискровая катушка. В таких системах подключение каждой свечи выполняется к отдельной КЗ. Одним из преимуществ таких систем – отключение одного цилиндра, если какая-то катушка выйдет из строя. Коммутаторы в данных схемах могут быть в виде одного блока или индивидуальными для каждой КЗ. В некоторых моделях автомобилей этот блок находится в ЭБУ. Такие системы имеют ВВ провода.
  • Индивидуальные катушки на свечах (COP). Установка КЗ сверху свечи зажигания позволило исключить ВВ провода.
  • Двухискровые катушки (DIS). В таких системах на одну катушку приходится две свечи. Есть два варианта установки этих деталей: над свечей или непосредственно на ней. Но в обоих случаях система DIS нуждается в кабеле для высокого напряжения.

Для бесперебойной работы электронной модификации СЗ необходимо наличие дополнительных датчиков, которые фиксируют разные показатели, влияющие на угол опережения зажигания, частоту и силу импульса. Все показатели поступают в ЭБУ, который регулирует систему в зависимости от установок производителя.

Система зажигания автомобиля – назначение, типы систем зажигания, устройство, принцип работы

Электронные СЗ можно устанавливать как на инжекторные, так и на карбюраторные двигатели. Это одно из преимуществ перед контактным вариантом. Еще одно достоинство – увеличенный срок службы большинства элементов, входящих в электронную цепь.

Основные неисправности системы зажигания

Подавляющее большинство современных автомобилей оснащаются электронным зажиганием, так как оно намного стабильней по сравнению с устройством классического ваза. Но даже в самой стабильной модификации могут быть свои неисправности. Периодическая диагностика позволит выявить недостатки на ранних этапах. Это позволит избежать дорогостоящего ремонта автомобиля.

Среди основных неисправностей СЗ является выход из строя одного из элементов электроцепи:

  • Катушек зажигания;
  • Свечей;
  • ВВ проводов.

Большинство неисправностей можно найти самостоятельно и устранить путем замены вышедшего из строя элемента. Часто проверку можно осуществить при помощи самодельных устройств, которые позволяют определить наличие искры или неисправность КЗ. Некоторые проблемы можно выявить при помощи визуального осмотра, например, когда повреждена изоляция ВВ проводов или появился нагар на контактах свечей.

????Еще по теме:  Устройство и принцип работы дроссельной заслонки Система зажигания автомобиля – назначение, типы систем зажигания, устройство, принцип работы

Система зажигания может выйти из строя по таким причинам:

  • Неправильное обслуживание – несоблюдение регламента или некачественная проверка;
  • Неправильная эксплуатация транспортного средства, например, использование некачественного топлива, или ненадежных деталей, которые могут быстро выйти из строя;
  • Негативное воздействие внешних факторов, например, сырая погода, повреждения, вызванные сильной вибрацией или перегревом.

Если в машине установлена электронная система, то ошибки в ЭБУ тоже влияют на исправную работу зажигания. Также перебои могут возникать при поломке одного из ключевых датчиков. Самая эффективная проверка всей системы – при помощи прибора под названием осциллограф. Самостоятельно сложно выявить точную неисправность катушки зажигания.

Система зажигания автомобиля – назначение, типы систем зажигания, устройство, принцип работы

Осциллограмма покажет работу устройства в динамике. Так можно выявить, например, межвитковое замыкание. При такой неисправности длительность горения искры и ее сила может значительно падать. По этой причине хотя бы раз в год нужно делать полную диагностику всей системы и проводить регулировку (если это контактная система) или устранение ошибок ЭБУ.

На СЗ нужно обратить внимание, если:

  • ДВС плохо заводится (особенно на холодную);
  • Мотор нестабильно работает на холостых оборотах;
  • Упала мощность ДВС;
  • Увеличился расход топлива.

В следующей таблице указаны некоторые неисправности БК зажигания и их проявления:

Проявление: Возможная причина:
1. Затрудненный запуск мотора или вообще не заводится;2. Нестабильные холостые обороты Нарушена изоляция ВВ провода (пробой);Неисправные свечи;Поломка или неисправность катушки;Пробило крышку датчика-распределителя или его неисправность;Поломка коммутатора.
1. Увеличился расход топлива;2. Снизилась мощность мотора Плохая искра (нагар на контактах или поломка СЗ);Поломка регулятора ОЗ.

Вот таблица внешних признаков и некоторых неисправностей электронной системы:

Внешний признак: Неисправность:
1. Затрудненный запуск мотора или вообще не заводится;2. Нестабильные холостые обороты Пробой ВВ провода (одного или нескольких), если они имеются в схеме;Неисправные свечи зажигания;Поломка или неисправность КЗ;Поломка одного или нескольких основных датчиков (холла, ДПКВ и т.д.);Ошибки в ЭБУ.
1. Увеличился расход топлива;2. Упала мощность мотора Нагар на свечах зажигания или их неисправность;Поломка входных датчиков (холла, ДПКВ и т.д.);Ошибки в ЭБУ.
Читайте также:  Дисковые или барабанные тормоза: сравнительная характеристика

Так как бесконтактные системы зажигания не имеют подвижных элементов, в современных машинах при своевременной диагностике поломки СЗ встречаются реже, чем в старых авто.

Многие внешние проявления неисправности СЗ схожи с неисправностями топливной системы. По этой причине, прежде чем пытаться устранить кажущуюся поломку зажигания, необходимо убедиться, что другие системы исправны.

Вопросы и ответы:

Какие существуют системы зажигания? В автомобилях используется контактная и бесконтактная система зажигания. Второй тип СЗ имеет несколько модификаций. Электронное зажигание тоже входит в категорию БСЗ.

Как определить какая система зажигания? Все современные авто оснащаются бесконтактной системой зажигания. В трамблере на классике может использоваться датчик Холла. В таком случае зажигание бесконтактное.

Как устроена система зажигания автомобиля? Замок зажигания, источник питания (АКБ и генератор), катушка зажигания, свечи, распределитель зажигания, коммутатор, блок управления и ДПКВ (для БСЗ).

Системы зажигания автомобиля

Автомобильный мотор еще в первых своих модификациях представлял собой сложную конструкцию, состоящую из ряда систем, работающих воедино. Одним из основных компонентов любого бензинового мотора является система зажигания. Об ее устройстве, разновидностях и особенностях мы сегодня и поговорим.

Система зажигания

Система зажигания автомобиля представляет собой комплекс из приборов и устройств, которые работают на обеспечение своевременного появления электрического разряда, воспламеняющего смесь в цилиндре.

Она является неотъемлемой деталью электронного оборудования и в своем большинстве завязана на работе механических компонентов мотора. Этот процесс присущ всем моторам, которые не используют для воспламенения сильно нагретый воздух (дизель, компрессионные карбюраторные).

Искровое воспламенение смеси применяется и в гибридных моторах, работающих на бензине и газу.

Принцип работы системы зажигания зависит от ее вида, но если обобщать ее работу, можно выделить следующие этапы:

  • процесс накопления высоковольтного импульса;
  • проход заряда через повышающий трансформатор;
  • синхронизация и распределения импульса;
  • возникновение искры на контактах свечи;
  • поджог топливной смеси.

Система зажигания автомобиля – назначение, типы систем зажигания, устройство, принцип работы
Важным параметром является угол или момент опережения – это время, в которое осуществляется поджог воздушно-топливной смеси. Подбор момента происходит так, чтобы предельное давление возникало при попадании поршня в верхнюю точку. В случае с механическими системами его придется выставлять вручную, а в электронно-управляемых системах настройка происходит автоматически. На оптимальный угол опережения влияет скорость движения, качество бензина, состав смеси и другие параметры.

Классификация систем зажигания

Основываясь на методе синхронизации зажигания, различают схемы контактные и бесконтактные. По технологии формирования угла опережения зажигания можно выделить системы с механической регулировкой и полностью автоматические или электронные.

Исходя из типа накопления заряда, для пробития искрового промежутка, рассматривают устройства с накоплением в индуктивности и с накоплением в емкости. По способу коммутации первичной цепи катушки бывают – механические, тиристорные и транзисторные разновидности.

Узлы систем зажигания

Все существующие виды систем зажигания различаются способом создания контролирующего импульса, в остальном их устройство практически не отличается. Поэтому можно указать общие элементы, которые являются неотъемлемой частью любой вариации системы.

Питание – первичным, служит аккумулятор (задействуется при пуске), а при работе – эксплуатируется напряжение, которое производит генератор.

Выключатель – устройство, которое необходимо для подачи питания на всю систему или его отключения. Выключателем служит замок зажигания или управляющий блок.

Накопитель заряда – элемент необходимый для концентрации энергии в нужном объеме, для воспламенения смеси. Существует два типа компонентов для накопления:

  • Индуктивный – катушка, внутри которой расположился повышающий трансформатор который создает достаточный импульс для качественного поджога. Первичная обмотка устройства питается от плюса батареи и приходит через прерыватель к ее минусу. При размыкании первичного контура прерывателем на вторичном создается высоковольтный заряд, который и передается на свечу.
  • Емкостный – конденсатор, который заряжается повышенным напряжением. В нужное время накопленный заряд по сигналу передается на катушку.

Система зажигания автомобиля – назначение, типы систем зажигания, устройство, принцип работы

Схема работы в зависимости от вида накопления энергии

Свечи – изделие, состоящее из изолятора (основа свечи), контактного вывода для подключения высоковольтного провода, металлической оправы для крепления детали и двух электродов, между которыми и образуется искра.

Система распределения – подсистема, предназначенная для направления искры на нужный цилиндр. Состоит из нескольких компонентов:

  • Распределитель или трамблер – устройство, сопоставляющее обороты коленвала и соответственно – рабочее положение цилиндров с кулачковым механизмом. Компонент может быть механическим или электронным. Первый – передает вращение мотора и посредством специального бегунка распределяет напряжение от накопителя. Второй (статический) исключает наличие вращающихся частей, распределение происходит благодаря работе блока управления.
  • Коммутатор – прибор, генерирующий импульсы заряда катушки. Деталь присоединяется к первичной обмотке и разрывает питание, генерируя напряжение самоиндукции.
  • Блок управления – устройство на микропроцессорах, определяющее момент передачи тока в катушку на основании показаний датчиков.

Провод – одножильный высоковольтный проводник в изоляции, соединяющий катушку с распределителем, а также контакты коммутатора со свечами.

Магнето

Одной из первых систем зажигания является – магнето. Она состоит из генератора тока, который создает разряд исключительно для искрообразования.

Состоит система из постоянного магнита, который приводится в движение коленчатым валом и катушки индуктивности.

Искру, способную пробить искровой промежуток генерирует повышающий трансформатор, одной частью которого служит грубая обмотка катушки индуктивности. Для повышения напряжения используют часть обмотки генератора, которая соединена с электродом свечи.

Система зажигания автомобиля – назначение, типы систем зажигания, устройство, принцип работы

Система зажигания с магнето

Контроль за подачей искры может быть контактный, выполненный в виде прерывателя или бесконтактный. При бесконтактном методе подачи искры применяются конденсаторы, которые улучшают качество искры. В отличие от представленных далее схем зажигания, магнето не требуется аккумулятор, оно легкое и активно применяется в компактной технике – мотокосах, бензопилах, генераторах и т.д.

Контактная система зажигания

Устаревшая, распространенная схема воспламенения топливной смеси. Отличительной особенностью системы является создание высокого напряжения, вплоть до 30 тысяч В на свечи. Создает такое высокое напряжение катушка, которая соединена с распределительным механизмом.

Импульс на катушку передается благодаря специальным проводам, соединенным с контактной группой. При размыкании кулачков происходит формирование разряда и искры. Устройство также выполняет роль синхронизатора, так как момент образования искры должен совпадать с нужным моментом такта сжатия.

Данный параметр устанавливается посредством механической регулировки и сдвига искры на более раннюю или позднюю точку.

Система зажигания автомобиля – назначение, типы систем зажигания, устройство, принцип работы

Простейшая схема

Уязвимой частью такого варианта является естественный механический износ. Из-за него меняется момент образования искры, он нестабильный для различных положений бегунка. Ввиду чего появляются вибрации мотора, падает его динамика, ухудшается равномерность работы. Тонкие настройки позволяют избавиться от явных неисправностей, но проблема может возникнуть повторно.

Преимуществом контактного зажигания является его надежность. Даже при серьезном износе деталь будет работать безотказно, позволяя мотору работать. Схема не прихотлива к температурным режимам, практически не боится влаги или воды. Такой вид зажигания распространен на старых автомобилях и по сей день используется на ряде серийных моделей.

Бесконтактное зажигание

Принципиальная схема работы бесконтактной системы несколько отличается. Она сохраняет трамблер, как элемент конструкции, но он лишь выполняет функцию синхронизации цилиндров и отсылает импульс на коммутатор. В свою очередь транзисторный элемент, синхронизируется с показателем датчика и определяет угол зажигания, а также другие настройки – автоматически.

Преимущество системы – стабильность качества искрообразования, которое не зависит от ручных настроек или сохранности поверхности контактов. Если рассматривать превосходство данного варианта над контактной схемой, можно выделить:

  • система генерирует искру высокого качества постоянно;
  • устройство системы зажигания исключает ухудшение ее работы вследствие износа или загрязнения;
  • отсутствует необходимость производить тонкие настройки угла зажигания;
  • не приходится следить за состоянием контактов, контролировать их угол замыкания и другие настройки.

В результате использования бесконтактной системы можно наблюдать снижение расхода топлива, улучшение динамических характеристик, отсутствие сильных вибраций мотора, стабильная искра позволяет облегчить холодный пуск.

Электронное зажигание

Современная, наиболее совершенная схема, которая полностью исключает наличие подвижных частей. Для получения необходимых данных о положении коленвала и других применяются специальные датчики.

Далее электронный блок управления производит расчеты и посылает соответствующие импульсы на рабочие компоненты. Такой подход позволяет максимально точно определить момент подачи искры, благодаря чему смесь разжигается своевременно.

Это позволяет получить больше мощности, улучшить продувку цилиндра и снизить вредные выбросы, благодаря лучшему дожигу топлива.

Система зажигания автомобиля – назначение, типы систем зажигания, устройство, принцип работы

Схема электронной системы

Электронная система зажигания автомобиля отличается высокой стабильностью работы и устанавливается на большинство современных авто. Такая популярность определена преимуществами данной схемы:

  • Снижение расхода топлива во всех режимах работы мотора.
  • Улучшение динамических показателей – отклик на педаль газа, скорость разгона и т.д.
  • Более плавная работа мотора.
  • Выравнивается график момента и лошадиных сил.
  • Минимизируются потери мощности на низких оборотах.
  • Совместима с газобаллонным оборудованием.
  • Программируемый электронный блок позволяет настроить двигатель на экономию топлива или наоборот, на повышение динамических показателей.
Читайте также:  Mini Countryman (2017): характеристики, описание и видеообзор

Назначение системы зажигания достаточно простое, она является неотъемлемой частью бензинового двигателя, а также моторов, оснащенных ГБО. Этот компонент постоянно меняется и приобретает новые формы, соответствующие современным требованиям. Несмотря на это даже самые простые модели зажигания все еще используются на различной технике, успешно выполняя свою работу, как и десятки лет назад.

Распределение и система зажигания двигателя

Существует несколько способов распределение высокого напряжения по свечам зажигания в бензиновом двигателе. Ранее самым распространённым и единственным было роторное или высоковольтное распределение. Его основным узлом являлся трамблёр (прерыватель-распределитель или датчик-распределитель). Распределитель состоит из крышки трамблёра и бегунка (ротора).

Со вторичной обмотки катушки зажигания на центральный электрод распределителя подаётся высокое напряжение, которое при помощи бегунка передаётся на боковые электроды распределителя.

Скорость вращения бегунка равна скорости вращения распредвала и относится к оборотам коленвала в отношении 1:2.. боковые электроды крышки трамблёра соединены со свечами зажигания по средствам высоковольтных проводов.

Основным недостатком этой системы является трудности в обеспечении своевременной подачи напряжения на свечи зажигания при разных оборотах и режимах работы двигателя.

Частично эта проблема решалась применением центробежного и вакуумного регулятора угла опережения зажигания, а в последствии применением электронных блоков, но полностью проблему не решало. Кроме того система имеет множество соединений и изнашивающихся контактов, что значительно снижает надёжность.

Типовая система зажигания

  • Система зажигания автомобиля – назначение, типы систем зажигания, устройство, принцип работы
    Компоненты системы зажигания
  • С технической стороны система зажигания входит в комплекс электрооборудования двигателя.
  • Конструктивно она состоит из следующих элементов:
  • Аккумулятор или другой источник питания. Он подает в сеть низкое напряжение 12 вольт.
  • Переключатель. При повороте ключа переключатель замыкается и низкое напряжение поступает в накопитель энергии.
  • Накопитель энергии. Бывает двух видов: индуктивный (катушка зажигания трансформаторного типа, преобразующая низкое напряжение в высокое до 30 тысяч вольт) и емкостной (конденсатор).
  • Блок управления аккумулированием и распределением энергии. В зависимости от типа системы зажигания это может быть прерыватель, транзисторный коммутатор или ЭБУ (электронный блок управления).
  • Распределитель. Этот узел может быть механическим или электронным. Он осуществляет снабжение определенных свечей энергией в заданный момент времени.
  • Провода цепи высокого напряжения. По ним поступает высокое напряжение к электродам свечей.
  • Свечи зажигания.

Работа системы зажигания основана на следующем принципе: при подаче в сеть низковольтного напряжения, происходит накопление и преобразование энергии, что затем распределяется по свечам, на электродах которых формируется искра, провоцирующая воспламенение топливовоздушной смеси.

Виды систем зажигания

В современном автомобилестроении системы зажигания классифицируют в зависимости от способа управления процессом. При этом выделяют три основных типа схем:

  • контактная (контактно-транзисторная);
  • бесконтактная (транзисторная);
  • электронная (микропроцессорная).

Особенности контактной системы

Исторически контактная система является одной из первых и сегодня ее можно встретить лишь на старых моделях автомобилей. В таких конструкциях формирование высокого напряжения происходит в трансформаторной катушке, а распределение его на свечи реализуется механическим способом — замыканием и размыканием контактов цепи прерывателем-распределителем.

Система зажигания автомобиля – назначение, типы систем зажигания, устройство, принцип работы
Устройство контактной системы зажигания

Помимо основных элементов, такие системы включают в себя центробежный регулятор опережения зажигания, необходимый для преобразования угла опережения зажигания относительно частоты вращения коленвала. Он представляет собой два груза, воздействующих на мобильную пластину, контактирующую с кулачковым механизмом прерывателя.

Угол опережения зажигания — определенное положение коленвала, при котором осуществляется подача высокого напряжения на свечи. В таком режиме зажигание происходит до момента достижения поршнем верхней мертвой точки, что позволяет обеспечить максимально эффективное сгорание топливовоздушной смеси.

Также в контактных схемах применяется вакуумный регулятор опережения зажигания, изменяющий угол опережения соответственно режиму работы (нагрузке) мотора. Он соединен с полостью, находящейся за дроссельной заслонкой, и при нажатии на педаль газа изменяет угол опережения в зависимости от величины разрежения.

При замыкании контактов низкое напряжение подается на первичную обмотку катушки, где аккумулируется энергия и в момент размыкания контакта происходит формирование высокого напряжения на вторичной обмотке. Затем энергия поступает к распределителю зажигания и далее на соответствующую свечу.

Если нагрузка на силовой агрегат повышается, увеличивается частота вращения вала прерывателя-распределителя, и грузы центробежного регулятора расходятся, изменяя положение пластины. Это способствует более раннему размыканию контактов, что увеличивает угол опережения.

При снижении нагрузки на двигатель происходит обратный процесс. В чем отличия контактно-транзисторной системы зажигания Следующим поколением системы зажигания стала контактно-транзисторная, предполагающая установку в первичной цепи катушки транзисторного коммутатора.

Он позволяет снизить силу тока в обмотке низкого напряжения, что повышает срок эксплуатации контактов.

Контактно-транзисторная система зажигания

Следующим поколением системы зажигания стала контактно-транзисторная, предполагающая установку в первичной цепи катушки транзисторного коммутатора. Он позволяет снизить силу тока в обмотке низкого напряжения, что повышает срок эксплуатации контактов.

С развитием электронных систем появились низковольтные или статические системы распределения зажиганием, то есть не подвижные. Это стало возможным благодаря коммутации высоковольтных катушек электронными блоками. Эта система полностью подстраивает момент искрообразования в зависимости от оборотов и нагрузки на двигатель.

Существует несколько схем исполнения статического распределения. В первом варианте два цилиндра с моментом зажигания, смещённым на 360 гр. по коленчатому валу одновременно получают высокое напряжение от катушки зажигания. В этом случае в двух цилиндрах одновременно происходит искрообразование.

Так как свечи соединены последовательно с вторичной обмоткой катушки зажигания, то искровой разряд на свечах будет являться одним и тем же разрядом в последовательно соединённых искровых промежутках, и протекать будет в одном направлении.

Следовательно, если на одной свече из пары дуга искрового разряда направлена от центрального электрода к боковому, то на другой свече, наоборот, от бокового к центральному. В то же время энергия искры будет различна. Это связано со средой, в которой образовалась искра.

Когда одна свеча зажигания находится в цилиндре, в котором происходит такт сжатия, другая находится в цилиндре, где происходит конец такта выпуска. На одну из свечей воздействует высокое давление, и она воспламеняет смесь, искра на другой свече проскакивает в холостую.

Энергия искрового разряда, не воспламеняющего смесь, такая же, как суммарная потеря тока в искровых промежутках между ротором и боковыми контактами при высоковольтном распределении зажигания. Картина меняется на противоположную через один такт. При этом способе используется одна катушка в двухцилиндровом двигателе и две катушки в четырёх цилиндровом, работающие попарно 1 – 4 и 2 – 3 цилиндры. Управление катушками осуществляется двухканальным коммутатором по команде контроллера. Часто ключ управления катушками встраивают в контроллер.

Система зажигания автомобиля – назначение, типы систем зажигания, устройство, принцип работы
Контактно-транзисторная система зажигания

За счет установки транзистора напряжение, поступающее на свечи, больше, чем в классической контактной системе на 30%.

Зазор между электродами и, как следствие, длина искры при этом также больше, а значит возрастает и площадь контакта с топливовоздушной смесью, что способствует ее полному сгоранию.

В контактно-транзисторной системе зажигания прерыватель воздействует не на катушку, а на коммутатор.

При повороте ключа через транзистор начинают проходить два типа токов:

  • управления;
  • основной ток первичной обмотки.

Когда контакты размыкаются, ток цепи управления исчезает, а транзистор запирается, препятствуя протеканию тока первичной обмотки. В этот момент магнитное поле формирует высокое напряжение на вторичной обмотке. Для ускорения запирания транзистора в контактной системе зажигания этого типа может устанавливаться импульсный трансформатор.

Принцип работы бесконтактной системы

Эволюционным продолжением транзисторно-контактной системы, является бесконтактное зажигание. В таких конструкциях вместо прерывателя устанавливается специальный датчик импульсов. Это дает возможность увеличить срок службы системы зажигания за счет отсутствия неисправностей, связанных с контактами прерывателя.

Датчик формирует электрические импульсы низкого напряжения. Он бывает трех типов:

  • Датчик Холла. Конструкция такого датчика включает в себя постоянный магнит, и пластину-полупроводник, оснащенную микросхемой.
  • Индуктивный. Принцип его работы основан на изменении величины индукции чувствительного элемента в зависимости от величины зазора между датчиком и движущимся пластинчатым ротором, воздействующим на магнитное поле.
  • Оптический. Он состоит из светодиода, фототранзистора и микросхемы согласования. При попадании света от диода на фототранзистор датчик подает массу (минус питания) на коммутатор. Перекрытие потока света провоцирует исчезновение тока в катушке и способствует дальнейшему формированию искры.

Конструктивно датчик импульсов интегрирован в распределитель и регулируется режимом вращения коленвала двигателя. Прерывание тока в первичной обмотке катушки зажигания бесконтактной системы осуществляется также транзисторным коммутатором, но реагирующим на сигналы датчика. В момент вращения коленвала датчик посылает импульсы напряжения на коммутатор.

Последний, соответственно, формирует импульсы тока в обмотке низкого напряжения катушки. Когда ток не поступает, на вторичной обмотке возникает высокое напряжение, которое передается распределителю и далее по высоковольтным проводам к нужной свече.

Читайте также:  Как проверить стартер своими руками - 7 проверок стартера

Изменение угла опережения в бесконтактной системе зажигания также выполняется центробежным и вакуумным регуляторами.

Электронная и микропроцессорная системы

Самой современной системой считается электронная. Она не имеет механических контактов, а потому ее также можно назвать бесконтактной. Электронное зажигание является частью системы управления двигателем.

В этой системе практически не существует потерь напряжения, как в предыдущих, и работа каждой свечи не зависит от работы других свечей, как в первом и втором вариантах статического зажигания.

Кроме того в этом случае осуществляется точная подстройка угла опережения зажигания непосредственно в каждом цилиндре, что позволяет осуществлять полное сжигание топлива снижая тем самым выброс вредных веществ в атмосферу.

Система зажигания автомобиля – назначение, типы систем зажигания, устройство, принцип работы
Электронная система зажигания

Выделяют два типа электронных бесконтактных систем зажигания:

  • С распределителем. В подобной схеме применяется механический распределитель зажигания, подающий высокое напряжение на заданную свечу.
  • Прямого зажигания. При такой схеме высокое напряжение поступает к электродам свечи напрямую с катушки.

Помимо базовых элементов электронная система зажигания включает:

  • Входные датчики. Они регистрируют данные о текущем режиме работы мотора и подают их в виде электронных сигналов блоку управления.
  • Электронный блок управления. Он выполняет обработку сигналов и передает соответствующие команды на воспламенитель.
  • Исполнительное устройство, или воспламенитель. Фактически является транзисторной платой, обеспечивающей в открытом режиме поступление напряжения на первичную обмотку, а в закрытом — отсечку и формирование высокого напряжения на вторичной обмотке катушки.

Такие системы могут оснащаться одной общей (в конструкциях с распределителем), индивидуальными (при подаче энергии прямо на свечу) или сдвоенными катушками зажигания.

Разновидностью электронной системы является микропроцессорная. В ней применяется целый комплекс датчиков, сигналы которых обрабатываются ЭБУ. Он рассчитывает оптимальный режим работы системы в заданный момент времени. Преимуществами такой конструкции является снижение расхода топлива и улучшение динамических характеристик автомобиля.

Как работает система зажигания

Источники: avtolektron.ru, techautoport.ru.

Система зажигания

Система зажигания предназначена для воспламенения топливно-воздушной смеси бензинового двигателя. Воспламенение смеси происходит от искры, поэтому другое наименование системы — искровая система зажигания, а бензинового двигателя — двигатель с искровым зажиганием (сокращенно — ДсИЗ).

В зависимости от способа управления процессом зажигания различают следующие типы систем зажигания: контактная, бесконтактная (транзисторная) и электронная (микропроцессорная).

Система зажигания автомобиля – назначение, типы систем зажигания, устройство, принцип работы

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

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

В электронной системе зажигания используется электронный блок управления, с помощью которого производится управление процессом накопления и распределения электрической энергии.

В ранних конструкциях электронной системы зажигания электронный блок одновременно управлял системой зажигания и системой впрыска топлива (т.н. объединенная система впрыска и зажигания).

В настоящее время управление зажиганием включено в систему управления двигателем.

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

  1. источник питания (автомобильный генератор и аккумуляторная батарея);
  2. выключатель зажигания;
  3. устройство управления накоплением энергии (в разных системах зажигания эту роль выполняет прерыватель, транзисторный коммутатор или электронный блок управления);
  4. накопитель энергии (катушка зажигания);
  5. устройство распределения энергии по цилиндрам (механический распределитель или электронный блок управления );
  6. высоковольтные провода;
  7. свечи зажигания.

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

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

Система зажигания является необходимой частью автомобиля

Благодаря системе зажигания авто в определенный момент работы двигателя производится подача на свечи зажигания искрового разряда. Данная схема системы зажигания применяется в бензиновых моторах.

В дизельных двигателях система зажигания работает следующим образом, в момент сжатия происходит впрыск топлива.

Существуют некоторые марки американских автомобилей, в которых система зажигания, а точнее ее импульсы подаются непосредственно в блок управления погружаемым топливным насосом.

Все существующие системы зажигания разделяются на три вида:

  • Контактная схема, в которой импульсы создаются непосредственно во время работы на разрыв контактов;
  • Бесконтактная схема, где при помощи электронно-транзисторного устройства (коммутатора) создаются управляющие импульсы. Коммутатор нередко еще называют генератором импульсов.
  • Микропроцессорная схема, в которой электронное устройство управляет моментом зажигания.

В двухтактных двигателях без внешнего источника питания применяется система зажигания типа «магнето». Принцип работы «магнето» заключается в создании ЭДС, в момент вращения в катушке зажигания постоянного магнита по заднему фронту импульса.

Все описанные типы систем зажигания отличаются только способом создания управляющего импульса.

Устройство системы зажигания

  • На рисунке представлена система зажигания, которая применяется в бензиновых автомобилях.
  • Рассмотрим более подробно устройство и схему системы зажигания авто.
  • Основные элементы:
  • источник питания (аккумуляторная батарея и автомобильный генератор);
  • накопитель энергии;
  • выключатель зажигания;
  • блок управления накоплением энергии (микропроцессорный блок управления, прерыватель, транзисторный коммутатор);
  • блок распределения энергии по цилиндрам (электронный блок управления, механический распределитель);
  • свечи зажигания;
  • высоковольтные провода.

Источником питания для системы зажигания выступает аккумуляторная батарея непосредственно в момент запуска мотора, и генератор во время работы двигателя.

Накопитель применяется для аккумуляции и преобразования достаточного количества энергии, которая используется на создание электрического разряда в электродах свечи зажигания. Современная система зажигания автомобиля может применять емкостной или индуктивный накопитель.

Индуктивный накопитель представляет собой катушку зажигания (автотрансформатор), первичная обмотка у которой, подключается к полюсу плюсовому, а минусовой полюс подключается через устройство разрыва.

В процессе работы устройства разрыва, возьмем для примера кулачки зажигания, в первичной обмотке наводится напряжение самоиндукции.

В это время во вторичной обмотке создается повышенное напряжение, необходимое для пробоя на свече воздушного зазора.

Емкостной накопитель представлен в виде емкости, которая заряжается при помощи повышенного напряжения. В нужный момент отдает всю энергию на свечу зажигания.

Блок управления накоплением энергии предназначен для определения начального момента накопления энергии, а также момента его передачи на свечу зажигания.

Выключатель зажигания – электрический или механический контактный блок для подачи в систему зажигания напряжения. Выключатель зажигания многим автомобилистам известен, как «замок зажигания». Ему отводится две функции: подача напряжения непосредственно на втягивающее реле стартера и подача напряжения в бортовую сеть автомобиля.

Устройство распределения по цилиндрам применяется для подачи в определенный момент энергии к свечам зажигания от накопителя. Данный элемент системы зажигания двигателя состоит из блока управления, коммутатора и распределителя.

Автомобилистам наиболее известно это устройство, как «трамблер», который является распределителем зажигания. Трамблер распределяет по проводам высокое напряжение на свечи цилиндров. Как правило, в распределителе присутствует кулачковый механизм.

Свеча зажигания – устройство с двумя электродами, которые находятся друг от друга на определенном расстоянии от 0.15 до 0,25 мм. Свеча состоит из фарфорового изолятора, который плотно насажен на металлическую резьбу, электродом служит центральный проводник, а вторым электродом выступает резьба.

Высоковольтные провода представляют собой одножильные кабеля с усиленной изоляцией. Проводник может быть выполнен в виде спирали, что поможет избавиться от помех в радиодиапазоне.

Принцип работы системы зажигания

Разделим работу системы зажигания на следующие этапы:

  • аккумуляция электрической энергии;
  • трансформация (преобразование) энергии;
  • разделение по свечам зажигания энергии;
  • образование искры;
  • разжигание топливно-воздушной смеси.

На примере классической системы зажигания рассмотрим принцип работы. В процессе вращения вала привода трамблера приводятся в действие кулачки, подаваемые на обмотку первичную автотрансформатора напряжение 12 вольт.

В момент подачи напряжения на трансформатор, наводится ЭДС самоиндукции в обмотке и вследствие этого, возникает высокое напряжение до 30000 вольт на вторичной обмотке. После чего в распределитель зажигания (бегунок) подается высокое напряжение, который в момент вращения подает напряжение на свечи. 30000 вольт достаточно, чтобы пробить воздушный зазор свечи искровым зарядом.

Система зажигания автомобиля должна быть идеально отрегулирована. Если будет позднее или раннее зажигание, то двигатель внутреннего сгорания может потерять свою мощность или появится повышенная детонация, а это очень не понравится вашей шестерке (ВАЗ 2106).

Поделитесь в социальных сетях

  1. Alex S 12 октября, 2013
Ссылка на основную публикацию