Cхема зажигания. Системы зажигания автомобиля: типы, устройство и принцип работы

Содержание

Устройство и принцип работы системы зажигания автомобиля. Система зажигания 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 , 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.

На рисунке представлена система зажигания, которая применяется в бензиновых автомобилях.

Рассмотрим более подробно устройство и схему системы зажигания авто.

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 может потерять свою мощность или появится повышенная детонация, а это очень не понравится вашей .

Cистема зажигания двигателя

К атегория:

Техническое обслуживание автомобилей

Cистема зажигания двигателя

Приборы зажигания. Для надежного получения искрового разряда при расстоянии между электродами свечи зажигания 0,5…0,7 мм и давлении сжатой в цилиндре рабочей смеси, достигающем 1,0… 1,2МПа (10… 12 кгс/см2), к электродам должен быть подведен ток напряжением не ниже 10 000… 12 000 В.

В систему зажигания входят: катушка зажигания, распределитель, конденсатор, свечи зажигания, выключатель (замок) зажигания и провода. Указанные приборы и детали образуют две электрические цепи — низкого и высокого напряжения.

Действует система зажигания следующим образом. При включенном зажигании и замкнутых контактах прерывателя по цепи низкого напряжения проходит ток от аккумуляторной батареи. Цепь тока низкого напряжения, положительный выводной штырь батареи — зажим тягового реле стартера — выключатель зажигания — зажим ВКБ катушки зажигания — добавочный резистор — зажим ВК — первичная обмотка — зажим Р — подвижной контакт прерывателя — неподвижный контакт — масса — отрицательный выводной штырь батареи.

Ток низкого напряжения, протекающий по первичной обмотке катушки зажигания (первичный ток), создает в ее сердечнике магнитное поле, пронизывающее витки обеих обмоток. Когда выступ вращающегося кулачка, нажимая рычаг подвижного контакта прерывателя, отведет этот контакт от неподвижного контакта, цепь первичного тока прервется и сердечник катушки размагнитится. Вследствие этого во вторичной обмотке катушки зажигания индуцируется ЭДС, величина которой благодаря быстрому уменьшению магнитного потока в сердечнике и большому числу витков этой обмотки достигает 15…16 кВ. Под действием индуцированной во вторичной обмотке ЭДС на электродах свечи возникает искровой разряд, воспламеняющий

Когда (при средних и больших частотах вращения двигателя) система зажигания питается от генератора, в соответствующие участки цепей низкого и высокого напряжения вместо батареи входит генератор.

В момент размыкания цепи тока низкого напряжения в первичкои обмотке катушки индуцируется ЭДС самоиндукции величиной 200… ..300 В. Под ее действием в цепи низкого напряжения возникает ток самоиндукции. Поскольку направление тока самоиндукции совпадает с направлением прерванного первичного тока, он противодействует размагничиванию сердечника катушки и этим снижает напряжение вторичного тока.

Кроме того, ток самоиндукции, проходя через начинающие размыкаться контакты прерывателя, вызывает искрение между ними и быстрое подгорание контактов.

Это вредное влияние тока самоиндукции устраняет конденсатор. Возникающий в момент начала размыкания контактов прерывателя кратковременный ток самоиндукции заряжает конденсатор. Так как конденсатор включен параллельно контактам прерывателя, они почти не подгорают.

Конденсатор разряжается через первичную обмотку катушки зажигания. При этом разрядный ток конденсатора, протекая по этой обмотке в направлении, противоположном направлению первичного тока, способствует более резкому исчезновению магнитного поля, созданного первичным током, благодаря чему повышается напряжение вторичного тока.

Катушка зажигания состоит из стального корпуса, сердечника, первичной и вторичной обмоток, карболитовой крышки с центральным контактом и зажимами В К-Б, В К и Р и добавочного резистора.

Корпус катушки при помощи хомута и винтов укреплен в моторном отсеке автомобиля.Сердечник изготовлен из отдельных пластин электротехнической стали, благодаря чему ослабляются индуцируемые в нем вихревые токи. Вторичная обмотка состоит из 18…20 тыс. витков эмалированного провода диаметром 0,07…0,10 мм и намотана на картонную трубку, установленную на сердечнике. Первичная обмотка, имеющая 300…350 витков изолированного провода диаметром 0,7…0,85 мм, намотана поверх вторичной и изолирована от нее слоем специальной бумаги. Чтобы повысить надежность изоляции, обе обмотки пропитаны трансформаторным маслом. С этой же целью все свободные полости в корпусе катушки залиты специальной изоляционной массой, а у некоторых катушек зажигания (например, Б-13 автомобилей ЗИЛ-130) заполнены трансформаторным маслом.

Добавочный резистор (вариатор), включенный в цепь низкого напряжения последовательно с первичной обмоткой катушки зажигания, улучшает работу катушки зажигания при большой частоте вращения коленчатого вала двигателя, а также облегчает пуск двигателя стартером. Когда двигатель работает при малой частоте вращения, контакты прерывателя остаются замкнутыми сравнительно длительное время, и в течение него сила тока в первичной обмотке успевает достигнуть максимальной величины. При этом стальная спираль вариатора нагревается и ее электрическое сопротивление возрастает, ограничивая силу тока в первичной цепи. Во время работы при больших частотах вращения время замкнутого состояния контактов уменьшается, и сила тока в первичной обмотке не успевает возрасти до максимальной величины. Нагрев и сопротивление вариатора уменьшаются, что частично компенсирует ослабление тока в первичной обмотке. Поэтому напряжение вторичного тока остается достаточно высоким.

При пуске двигателя стартером вариатор выключается (замыкается накоротко) дополнительным реле стартера. Поэтому, несмотря на падение напряжения аккумуляторной батареи в момент включения стартера, сила тока в первичной обмотке катушки зажигания и напряжение во вторичной обмотке достаточны.

Распределитель состоит из прерывателя и собственно распределителя, объединенных в один прибор с общим приводом (рис. 37).

Прерыватель разрывает в требуемые моменты цепь первичного тока. Он состоит из чугунного корпуса, неподвижного опорного и подвижного дисков, вольфрамовых контактов, валика, кулачка, центробежного и вакуумного регуляторов опережения зажигания и октан-корректора.

Распределитель устанавливают на двигателе и крепят к нему пластиной. Валик прерывателя приводится во вращение от распределительного (у некоторых двигателей, например АЗЛК-412, от коленчатого) вала двигателя. Частота вращения валика прерывателя в два раза ниже частоты вращения коленчатого вала. Кулачок, установленный на валике сверху, связан с ним центробежным регулятором. Число выступов на боковой поверхности кулачков равно числу цилиндров двигателя.

Соединенный с массой неподвижный контакт («наковальня») и изолированный от массы качающийся рычаг («молоточек») с контактом смонтированы на подвижном диске, установленном на диске, на шариковом подшипнике. Рычаг через гибкий проводник, зажим прерывателя и наружный провод соединен с зажимом Р первичной обмотки катушки зажигания.

Действующая на рычаг пластинчатая пружина стремится удерживать контакты замкнутыми. За два оборота коленчатого вала кулачок прерывателя сделает один оборот и его выступы разомкнут контакты, а следовательно, прервут цепь тока низкого напряжения столько раз, сколько двигатель имеет цилиндров. При каждом размыкании во вторичной обмотке катушки индуцируется ток высокого напряжения.

Рис. 37. Распределитель:

Распредел ител ь служит для распределения тока высокого напряжения по свечам в соответствии с порядком работы цилиндров. Его основные части: карболитовая крышка и ротор. Крышку крепят к корпусу распределителя пружинными застежками. Чтобы ротор не провертывался относительно кулачка, его фиксируют на лыске кулачка. В гнездо центрального контакта крышки распределителя вставляют провод высокого напряжения, соединяющий распределитель со вторичной обмоткой катушки, а гнезда боковых контактов, число которых равно числу цилиндров, — провода от свечей, которые присоединяют к боковым контактам в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Так, если порядок работы цилиндров 1-5-4-2-6-3-7-8 (ЗИЛ-130, 3M3-53), то провод от первой свечи присоединяют к первому по вращению ротора боковому контакту распределителя, провод от пятой свечи — ко второму контакту, от четвертой — к третьему контакту, от второй — к четвертому и т. д.

Конденсатор состоит из двух тонких алюминиевых лент (обкладок), изолированных друг от друга конденсаторной бумагой, пропитанной трансформаторным маслом. Применяют также малогабаритные конденсаторы, изготовленные из металлизированной бумаги. Роль обкладок в таких конденсаторах выполняют очень тонкие слои олова, покрытого цинком, нанесенного с одной стороны на ленты лакированной конденсаторной бумаги. Преимущество этих конденсаторов — способность самовосстанавливаться при пробое изоляции между обкладками, поскольку слой металла около места пробоя выгорает и замыкание устраняется. Алюминиевые и бумажные или металлизированные бумажные ленты свернуты в рулон и помещены в цилиндрический корпус из оцинкованной стали. Одна обкладка конденсатора соединена с его корпусом, а другая — с выводным проводом. Корпус конденсатора крепят к корпусу распределителя, а его провод — к зажиму 20, соединенному с рычагом подвижного контакта. Емкость конденсатора 0,17…0,25 мкФ.

Опережение зажигания. Искровой разряд (искра) должен появляться между электродами свечи, когда поршень несколько не доходит до ВМТ в конце сжатия, т. е. с опережением. Это необходимо, чтобы к моменту прохождения поршнем ВМТ рабочая смесь успела полностью воспламениться.

Величину опережения зажигания измеряют углом поворота коленчатого вала от момента появления искры до прихода поршня в ВМТ. Этот угол должен изменяться в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, нагрузки двигателя и октанового числа топлива. Если угол опережения мал (позднее зажигание), двигатель не развивает полной мощности, расходует много топлива и перегревается; иногда наблюдаются вспышки в карбюраторе. При чрезмерно большом угле опережения (раннее зажигание) возникают детонационные стуки, мощность двигателя снижается, а при пуске происходят обратные удары, что особенно опасно при пользовании рукояткой.

Чем выше частота вращения коленчатого вала, тем больше должен быть угол опережения зажигания, так как за время (примерно 0,002 с), необходимое для воспламенения всего объема рабочей смеси в цилиндре, при большой частоте вращения коленчатый вал успевает повернуться на больший угол, чем при малой частоте вращения. Угол опережения зажигания при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя автоматически изменяет центробежный регулятор (рис. 38).

На валике прерывателя жестко укреплена ведущая пластина с грузиками, шарнирно установленными на запрессованных в пластину осях. Сверху на валик свободно надет кулачок, удерживаемый от перемещения вверх винтом, над которым в отверстие кулачка вставлена войлочная шайба. Вырезами пластина надета на штифты грузиков. Вращение валика передается кулачку через пластину, грузики, их штифты и ведомую пластину.

При малых частотах вращения коленчатого вала грузики удерживаются пружинами в близи оси валика. Когда частота вращения увеличивается, грузики по инерции расходятся (рис. 38, б). Силы упругости растягиваемых при этом пружин увеличиваются, и когда они станут достаточными для удерживания грузиков на постоянном расстоянии от оси вращения, расхождение грузиков прекратится. Каждой частоте вращения соответствует определенная степень расхождения грузиков.

Штифты расходящихся грузиков, действуя на стенки вырезов ведомой пластины, повертывают ее и кулачок прерывателя относительно валика 9 в сторону его вращения (вперед) на определенный угол, зависящий от частоты вращения. При этом выступы кулачка раньше размыкают контакты прерывателя, и угол опережения зажигания увеличивается. Угол опережения зажигания, достигаемый за счет действия центробежного регулятора опережения, составляет 0,2-0,25 рад (11-14°).

С увеличением нагрузки двигателя (степени открытия дросселя карбюратора) угол опережения зажигания должен уменьшаться, так как при этом в цилиндры поступает больше горючей смеси, давление при ее сжатии и скорость горения возрастают.

При уменьшении нагрузки угол опережения должен, наоборот, увеличиваться. Изменяется угол опережения зажигания в зависимости от нагрузки также автоматически вакуумным регулятором. Его корпус прикреплен винтами к корпусу распределителя. Между завальцованными частями корпуса регулятора зажата диафрагма из специальной ткани, соединенная тягой с подвижным диском распределителя. Трубкой, присоединенной к отверстию, полость наружной (правой) части корпуса регулятора сообщена с нижней частью смесительной камеры карбюратора, поэтому в этой полости во время работы двигателя создается разрежение.

При малой нагрузке (дроссель карбюратора прикрыт) разрежение усиливается, диафрагма выгибается вправо и тягой повертывает диск прерывателя против движения часовой стрелки (навстречу направлению вращения кулачка), В результате контакты размыкаются раньше и угол опережения зажигания увеличивается. С возрастанием нагрузки разрежение становится меньше, пружина выгибает диафрагму влево и повертывает диск по движению часовой стрелки, вследствие чего угол опережения зажигания уменьшается. В зависимости от нагрузки вакуумный регулятор опережения зажигания изменяет угол опережения на величину до 0,2 рад (11°).

Рис. 38. Центробежный регулятор опережения зажигания:
а — детали регулятора; б — действие грузиков;1 — войлочная шайба; 2 — винт; 3 — кулачок; 4 — ведомая пластина; 5 — штифт грузика; 6 — грузики; 7 — ось грузика; 3 — ведущая пластина; 9 — валик прерывателя; 10 — пружина; 11 — вырез ведомой пластины.

Высокое октановое число бензина позволяет устанавливать больший угол опережения зажигания и этим повышать мощность двигателя без появления детонации. При низком октановом числе угол опережения необходимо уменьшить. Угол опережения изменяют в зависимости от антидетонационных свойств топлива вручную при помощи октан-корректора. Он состоит из снабженной шкалой а неподвижной нижней пластины, прикрепленной винтом к головке цилиндров двигателя или корпусу привода распределителя, и жестко прикрепленной винтом к корпусу распределителя верхней пластины, имеющей заостренный выступ в, скользящий по делениям шкалы а. Пластины прижаты друг к другу винтом и, кроме того, соединены тягой, один конец которой шарнирно соединен с нижней пластиной, а другой, снабженный резьбой, пропущен через отверстие вертикально отогнутого края (отбортовки) верхней пластины. На тягу навинчены рифленые гайки, располагающиеся по обе стороны отбортовки верхней пластины.

Пределы изменения угла опережения октан-корректором составляют ± 0,21 рад (12°) от среднего (нулевого) деления шкалы, нанесенной на пластине.

Свечи зажигания. В стальном корпусе свечи (рис. 39) помещен керамический изолятор с центральным электродом. Изолятор зажат между медными кольцевыми прокладкамии укреплен путем завальцовывания верхней кромки корпуса свечи. В нижнюю часть корпуса запрессован боковой электрод. Нижняя часть центрального электрода и боковой электрод изготовлены из сплава никеля с марганцем. Между электродами должен быть зазор 0,6… …0,7 мм.

Свечу ввертывают по резьбе в отверствие головки цилиндров. Для уплотнения под заплечики ее корпуса ставят медно-асбестовую прокладку. К наконечнику присоединяют провод от распределителя.

Свечи для автомобильных двигателей имеют следующую маркировку: А11У (3M3-53), А7, 5БС (ГАЗ-24), А15Б (ЗИЛ-130). Буква вначале определяет диаметр резьбовой части корпуса: М — 18 мм; А — 14 мм. Числа указывают длину нижней части (юбки) изолятора в миллиметрах.

Рис. 39. Свеча зажигания:
1 и 2 -электроды; 3, 5 и 6 — прокладки; 4 — корпус; 7 — изолятор центрального электрода; 8 — наконечник центрального электрода.

Выключатель зажигания. Им разъединяют цепь тока низкого напряжения для остановки двигателя. Кроме того, выключатель зажигания используют для включения и выключения стартера, электрических приборов (указателя температуры воды, давления масла и уровня топлива в баке автомобиля), а иногда и для включения радиоприемника (легковые автомобили). Выключатель снабжен замком, допускающим включение только при помощи индивидуального ключа.

В корпусе выключателя (рис. 40, а) расположены: панель с зажимами AM (амперметр), КЗ (катушка зажигания), СТ (стартер), ПР (приборы) и контактами, ротор с контактной пластиной, имеющей три выступа, и шариковым фиксатором; цилиндр с запорным устройством.

Рис. 40. Выключатель зажигания:
а — устройство; б — схема положений ключа зажигания (в таблице заштрихованы зажимы, соединенные с питающим зажимом AM при различных положениях ключа);
ПР — зажимы; 1 — вращающаяся контактная пластина; 2 — неподвижный контакт; 3 — пружина ротора; 4 — цилиндр замка; 5 — хромированная гайка корпуса; 6- корпус; 7 — ротор; 8 — шариковый фиксатор ротора; 9 — панель с неподвижными контактами и зажимами.

Устройства для подавления помех радиоприему. При работе двигателя провода высокого напряжения системы зажигания излучают электромагнитные волны и этим создают помехи в работе радиоприемников, расположенных вблизи автомобиля. Уменьшения (подавления) этих помех достигают, применяя в цепях тока высокого напряжения подавительные резисторы, которые помещают в наконечнике провода, соединяющего вторичную обмотку катушки зажигания с распределителем, а также в наконечниках проводов, идущих от распределителя к свечам зажигания.

Помимо подавительных резисторов, для уменьшения помех радиоприему за последнее время применяют также провода высокого напряжения с распределенным по всей их длине (25-40 кОм на 1 м) сопротивлением, у которых вместо металлической жилы используют жилу из волокна, пропитанного токопроводящим составом, содержащим ацетиленовую сажу.

Контактно-транзисторная система зажигания. В описанной выше системе батарейного зажигания с ростом частоты вращения коленчатого вала двигателя происходит снижение напряжения во вторичной цепи, вызываемое (особенно у двигателей с большим числом цилиндров) сокращением времени замкнутого состояния контактов прерывателя, вследствие чего уменьшается магнитный поток в катушке зажигания. Этого можно было бы избежать, увеличивая ток в первичной цепи, однако такое увеличение приводит к быстрому (после 10…15 тыс. км пробега) подгоранию контактов прерывателя.

В связи с этим стала получать распространение контактно-транзисторная система, позволяющая получить более высокое вторичное напряжение, чем при обычной системе батарейного зажигания. Контактно-транзисторная система применяется, в частности, на двигателях ЗИЛ-130, 3M3-53.

Помимо приборов и деталей, входящих в обычную систему батарейного зажигания, контактно-транзисторная система имеет транзисторный коммутатор и блок добавочных резисторов. Прерыватель контактно-транзисторной системы размыкает не первичную цепь системы зажигания, а цепь сравнительно слабого (0,7 А) тока управления германиевым транзистором, являющимся основной составной частью транзисторного коммутатора. В свою очередь, транзистор прерывает более сильный ток первичной обмотки катушки зажигания. Поскольку контакты прерывателя разгружены от первичного тока, срок их службы увеличивается до 100 тыс. км и более.

Катушка зажигания Б114 контактно-транзисторной системы отличается меньшим, чем у обычных катушек, сопротивлением первичной обмотки, благодаря чему максимальный ток первичной цепи достигает 8А, тогда как в обычной катушке он не превышает 4А. Блок добавочных резисторов контактно-транзисторной системы, состоящий из двух резисторов, по 0,52 Ом каждый, включен между выключателем и катушкой. Во время пуска двигателя стартером один из этих резисторов замыкается накоротко.

Неисправности приборов зажигания. Неисправности в системе зажигания приводят к нарушению моментов воспламенения рабочей смеси в цилиндрах, перебоям в работе свечей или полному прекращению искрообразования. Основные из этих неисправностей следующие.

Прерыватель: подгорание контактов, ненормальный зазор между ними, нарушение момента размыкания контактов (слишком раннее или позднее зажигание), износ валика и втулок прерывателя.

Подгоревшие контакты прерывателя зачищают. Зазор между контактами доводят до нормального регулировкой. При нарушении правильного момента размыкания контактов уточняют установку зажигания. Изношенные валик и втулки заменяют.

Распределитель: трещины в крышке или роторе распределителя, вызывающие утечку (пробой на массу) тока высокого напряжения; изнсс или утеря угольного контакта. В этих случаях неисправные детали распределителя заменяют новыми.

Конденсатор: пробой изоляции между обкладками или обрыв выводного проводника изолированной обкладки. Признак этих неисправностей — быстрое подгорание контактов прерывателя и перебои в работе двигателя. Неисправный конденсатор заменяют.

Катушка зажигания: обрыв; междувитковые замыкания в обмотках или пробой на массу из-за появления трещин в карболитовой крышке. Катушку проверяют на специальном стенде в мастерской, неисправную заменяют.

Свечи зажигания: нарушение нормальной величины зазора между электродами; нагар на изоляторе центрального электрода, являющийся причиной утечки тока помимо искрового промежутка; трещины изолятора, вызывающие пробой тока высокого напряжения на корпус свечи.

Автомобили используются для достаточно быстрого транспортирования пассажиров и грузов в определенные пункты назначения. Без автомобиля очень сложно представить работу любого предприятия или завода. Главным элементом является двигатель, ему, в свою очередь, для нормальной работы нужна система зажигания, которая должна быть исправной и по своим характеристикам подходить данной силовой установке машины.

Система зажигания

Система зажигания автомобиля — это достаточно сложная совокупность приборов, отвечающая за появление искры в тот момент, который соответствует режиму работы силовой установки. Данная система является частью электрооборудования. Самые первые двигатели, такие как агрегат Даймлера, в качестве системы для зажигания применяли калильную головку — это первое устройство системы зажигания, которое не лишено было недостатков. Их суть заключалась в том, что воспламенение осуществлялось в самом конце такта, так как камера раскалялась до достаточно высокой температуры. Перед стартом всегда нужно было прогреть саму калильную головку и только потом запускать двигатель. В дальнейшем головка разогревалась за счет поддержания температуры от сгораемого топлива. В современных условиях такой принцип системы зажигания может использоваться только в микродвигателях, применяемых в моделях авто и прочей техники, используемой ДВС. Такое исполнение позволяет уменьшить габаритные размеры, но при этом вся конструкция может быть дороже. В небольших моделях это малозаметно, а вот в полноразмерном автомобиле может очень сильно сказаться на цене. Во всех авто схема системы зажигания практически одинаковая. Некоторые отличия диктуются только видом исполнения.

Общая схема системы зажигания выглядит следующим образом.

Система, работающая с использованием принципа магнето

После калильной головки одной из первых систем зажигания были созданы устройства, которые работали на основе магнето. Главная идея такой установки — это генерация необходимого импульса для зажигания за счет прохождения возле неподвижной катушки небольшого магнитного поля от установленного постоянного магнита, который в свою очередь был связан с одной из вращающихся деталей мотора. Главным достоинством такой системы была максимальная простота конструкции и отсутствие необходимости устанавливать какие-либо элементы питания и батареи. Она всегда готова к работе.

В современном мире ее применяют в основном для двигателей, которые установлены на бензопилах, небольших бензиновых генераторах и другой похожей технике. Не лишена система и недостатков, главный из которых — очень высокая стоимость производства. Нужна была катушка, обладающая большим количеством витков очень тонкой проволоки. Магниты также должны быть высокого качества. Исходя из всех недостатков, от такой системы отказались, заменив на более простые и более надежные.

Виды систем

Для нормальной работы бензинового двигателя обязательно нужна система зажигания. Благодаря ей происходит воспламенение смеси в необходимый момент. Существует три вида систем:

бесконтактная;
электронная.

Все три вида отличаются по конструкции. Несмотря на это, принцип работы у них практически одинаковый.

Общее строение и устройство зажигания

Все системы зажигания, независимо от вида, состоят из пяти основных конструктивных элементов:

Источник питания. При запуске мотора машины источником необходимой энергии служит аккумулятор. После того как двигатель начал работать, эту функцию выполняет генератор.
Замок зажигания — специальное устройство, которое используется для передачи напряжения. Замок, он же — выключатель, бывает как механический, так и более современный — электрический.
Накопитель необходимой энергии. Данный элемент создан для накопления, а также преобразования энергии в достаточном количестве. В современных авто возможно использование двух видов накопителей: индукционных либо емкостных. Индукционный — более распространён и имеет вид некой катушки зажигания. Преобразование осуществляется за счет прохождения тока через две обмотки этой катушки.
Свеча . Непосредственно рабочий элемент, который создает необходимую искру для воспламенения. Представляет собой небольшой фарфоровый изолятор, который накручен на резьбу, и имеет два электрода, которые располагаются на небольшом расстоянии друг от друга. При прохождении тока между контактами за счет малого расстояния создается искра.
Система, применяемая для распределения зажигания. Главное предназначение — это снабжение в нужный момент свечей зажигания энергией. Состоит из некоего распределителя (либо коммутатора) и отдельного блока для его управления. Вид распределителя зависит от выбранной системы, он может быть либо электронным, либо механическим, который использует для своей работы вращающийся бегунок.

Контактный тип зажигания

Самая распространенная схема — система зажигания «Газ», используемая для воспламенения топливной смеси, более известная как прерывательно-распределительная система. Данное устройство создает искру очень высокого вольтажа, до 30 тысяч В, на контактах свечей. Для того чтобы это выполнить, свечи соединяются с катушкой, благодаря которой и происходит образование необходимого напряжения. Сигнал на катушку подается при помощи специальных проводов, обладающих необходимыми характеристиками. При размыкании контактной группы при помощи специального кулачка как раз и происходит создание искры.

Стоит отметить, что момент ее возникновения должен четко соответствовать специальному положению поршней. Это достигается в результате установки четко рассчитанного распределителя, который передает вращательное движение на специальный прерыватель-распределитель. Главным недостатком такой системы является присутствие механического износа, и как результат — изменяется время создания искры, а также ее качество. Если искра не будет подаваться своевременно, это повлияет на правильную работу двигателя, а значит, потребуется довольно частое вмешательство в его работу и регулировку.

Несмотря на это, контактно-транзисторная система зажигания используется и по сегодняшний день. Такая система воспламенения горючей смеси популярна благодаря отличным характеристикам и высокими показателями надежности работы.

Бесконтактное зажигание

Бесконтактная система зажигания — это более сложная система, которая напрямую зависит только от размыкания специальных контактов. Самую главную роль в ее работе играет коммутатор, который создан на основе транзисторного типа работы. Для нормальной подачи искры применяется еще и отдельный датчик. Эта система хороша тем, что отсутствует некая зависимость от уровня качества выполнения поверхности контактов и может быть гарантировано более высокого качества искрообразование. Но и этот тип системы зажигания использует распределитель, который необходим для передачи на нужную свечу определенного количества тока. Внешне система чем-то похожа на контактную схему зажигания.

Передача тока необходимой величины осуществляется за счет использования специальных высоковольтных проводов.

Достоинства бесконтактного устройства зажигания

По сравнению с контактной, данная схема обладает рядом своих преимуществ:

Не обгорают контакты на прерывателе, а также они не подвержены загрязнению. Отсутствует необходимость очень долго выбирать и устанавливать момент, когда будет выполняться подача тока. Нет надобности контролировать или регулировать положение контактов, а также их угол замыкания и размыкания, все потому, что бесконтактная система зажигания исключает присутствие механических контактов в системе. В итоге двигатель не теряет своей мощности.
Благодаря тому, что отсутствует размыкание контактов посредством специального кулачка, также нет вибрации и биения ротора внутри распределителя — не нарушается равномерность подачи искры на каждую свечу зажигания.
Обеспечивается уверенный запуск даже холодного двигателя, несмотря на температуру окружающей среды.

Электронное зажигание

Данная система исключает использование движущихся механических деталей. Достигается это благодаря применению специальных датчиков и блока управления. Создание искры, а также момент ее подачи на определенную свечу осуществляются более точно, чем в системах, которые используют механические распределители. В сумме это дает хорошую возможность улучшить работу силовой установки автомобиля, а также существенно увеличить мощность, не увеличивая расхода топлива. Система отличается очень высокой надежностью и качеством исполнения поставленных задач. Такая электронная система зажигания используется на многих современных автомобилях, благодаря высокой надежности и отличным рабочим параметрам.

Микропроцессорный вид зажигания

Микропроцессорная система зажигания — это одна из разновидностей электронного зажигания. Используется для создания некой зависимости опережения зажигания в установках с карбюраторной системой питания от давления воздуха в коллекторе, а также от частоты вращения в двигателе коленчатого вала.

Микропроцессорная электронная система зажигания обладает очень большим количеством достоинств по сравнению со стандартной комплектацией автомобилей с карбюраторной системой питания.

Существенно уменьшается уровень расхода. Это происходит благодаря оптимизации сгорания подаваемой смеси.

Улучшается работа двигателя, переходы между передачами становятся более плавными. Нет потерь мощности на низких оборотах.

Микропроцессорная система зажигания подразумевает установку ГБО, в результате этого и происходит экономия топлива, а также уменьшается стоимость каждого километра пути.

Есть возможность установки дополнительного переключателя для смены режимов. К примеру, между видами топлива.

Сегодня система зажигания ВАЗ позволяет установить данную схему для улучшения всех динамических показателей. Такая возможность снова возвращает ВАЗ в строй актуальных автомобилей, благодаря низкой цене, но при этом с неплохими скоростными характеристиками.

Основные этапы в работе зажигания

Существует несколько самых основных этапов при работе системы зажигания, они не зависят от вида и конструкционного исполнения:

Накопление и подача необходимого уровня заряда.

Специальное высоковольтное преобразование.

Образование искры при помощи свечей.

Воспламенение топливной смеси.

На каждом из этапов необходима максимально точная и слаженная работа всех элементов. В таком случае лучше выбирать наиболее надежные и давно проверенные системы. По статистике, лучшей считается электронная система зажигания двигателя, благодаря отсутствию механических узлов.

Свечи зажигания

Ни одна система зажигания не способна работать без главного элемента — свечи. Данная деталь способна преобразовать импульсы, получаемые от высокого напряжения, в специальный искровой заряд для воспламенения паров топлива в камере сгорания. Для хорошей работы свечи уровень температуры ее нижнего изолятора должен быть в районе 500-600 градусов. Стоит отметить, что при температуре в 500 градусов может быть отложение нагара на поверхности изолятора. Как результат — перебои в работе, плохая передача искры. При температуре 600 градусов возможно так называемое калильное зажигание — это преждевременное зажигание смеси за счет высокой температуры изолятора.

При выборе свечей руководствуются так называемым калильным числом, величина которого изначально устанавливается заводом-изготовителем. Чем больше калильное числ, тем меньше свеча подвержена нагреванию, ее еще называют более холодной свечой.

Проверка состояния и исправности зажигания

Время от времени система зажигания автомобиля для нормальной работы требует проверки целостности и слаженности элементов системы воспламенения. Только правильный подход обеспечит долговечность и надежность работы двигателя. В частности, проверяют следующие параметры:

Опережение зажигания и его угол. При необходимости производится регулировка и установка стандартного значения для данного автомобиля.

Проверка цепей напряжения. Для этого снимаются провода высокого напряжения и при помощи специального тестера проверяется их пропускная способность и наличие пробоя.

Для того чтобы получить максимально точную информацию о состоянии цепей зажигания, а также обо всех процессах, протекающих внутри, применяют специализированные стенды, оборудованные осциллографами. Благодаря этому можно получить максимально точное значение и очень быстро определить уровень работоспособности систем. Все эти действия нужны, чтобы определить неисправности системы зажигания. На начальном этапе можно обойтись минимальными потерями, к примеру, заменой проводов. При этом сохраняется работоспособность двигателя, что очень важно, так как его ремонт стоит гораздо больше, чем замена одного из элементов системы зажигания.

Наиболее характерные неисправности зажигания

Неисправности системы зажигания могут повлечь за собой выход из строя и остальных устройств, используемых для нормальной работы машины. Выделяют отдельный список часто встречаемых неисправностей, при которых затрудняется работа системы воспламенения рабочей смеси:

Возможны замыкания первичной обмотки катушки зажигания на массу, а также замыкание вторичной на первичную. В результате происходит перегорание дополнительного резистора и появляются характерные трещины в изоляторе, а также в крышке катушки. В этом случае необходима замена поврежденных элементов, если же катушка практически разрушена — то замена всего узла.

Характерные неисправности прерывателя: возможно обгорание либо загрязнение маслом контактов внутри прерывателя; нарушение стандартного зазора между контактами, что приводит к перебоям в переключении между свечами.

Обгорание либо замасливание контактов может вызвать очень резкое увеличение уровня сопротивления между ними, из-за этого уменьшается ток, создаваемый в первичной обмотке, и как результат — снижается мощность искры, которую создают свечи.

Нарушение зазора также приводит к ухудшению образованию искры, которая создается между электродами свечи. Как результат — перебои в нормальной работе двигателя.

Свечи: возможно появление нагара на внутренней поверхности, а также обильное загрязнение снаружи. Нарушение зазора между электродами, различные трещины в изоляторе, неисправность бокового электрода — все это приводит к плохой подаче искры либо вовсе ее отсутствию. Это вызывает нестабильную, неравномерную и неустойчивую работу мотора, снижает его мощность. Возможна и остановка при повышении нагрузки.

Нормальная работа свечей зажигания возможна только в случае, если:

Поверхность резьбы сухая (ни в коем случае не мокрая);

Присутствует очень тонкий слой нагара либо копоти;

Цвет электродов, а также изолятора должен быть от светло-коричневого до светло-серого, почти белого.

Обо всех неисправностях может рассказать мокрая поверхность резьбы — это может быть как бензин, так и масло. У неисправной свечи электроды и часть изолятора покрыты толстым слоем нагара и мокрые.

Замасленные свечи и другие признаки неисправности

Если двигатель обладает очень большим пробегом, и при этом все свечи были заменены в одно и то же время, то главной виной такого состояния является повышенный износ цилиндров, колец или поршней. Возможно появление масла на поверхности свечи в период, когда автомобиль проходит обкатку. Это со временем проходит. Если же масло было обнаружено только на одной свече, то причиной этого, скорее всего, может быть неисправность выпускного клапана, он может прогореть. Чтобы это определить, нужно хорошо прислушаться к работе двигателя, на холостом ходу он работает неравномерно. В этом случае нельзя откладывать с проведением ремонтных работ, так как потом прогорит и седло, и ремонт будет еще дороже.

Выгоревшие либо очень сильно корродированные электроды говорят только о перегреве свечи. Такое возможно, если был использован низкооктановый бензин, либо была неправильная установка момента произведения зажигания. Слишком обедненная смесь — тоже результат оплавки электродов.

Возможны различные механические повреждения на поверхности свечи. Она может иметь изогнутый вид, или же будет деформирован электрод, расположенный в боковой части свечи. Последствия такой работы — перебои в зажигании. Причиной возникновения таких неприятностей может быть неправильно выбранная длина свечи, либо же длина резьбы не соответствует посадочному месту в головке мотора. В таком случае стоит подобрать стандартную свечу, рекомендуемую заводом-изготовителем. Если ее длина была выбрана правильно, стоит обратить внимание на присутствие посторонних механических элементов во внутренней части цилиндра.

После того как свечи были поменяны местами, можно узнать очень большое количество информации об их состоянии. Если свеча продолжает покрываться нагаром уже в другом цилиндре — это говорит о её неисправности. Но если нормальная и исправная свеча одного из соседних цилиндров также начинает покрываться нагаром, как и её предшественница, тогда это неисправность непосредственно в кривошипно-шатунном устройстве этого цилиндра.

Выводы

Все системы, используемые для воспламенения топливной смеси, хороши в определенных областях машиностроения. Все не лишены своих недостатков. Не всегда нужно создавать сложную и высоконадежную систему, иногда гораздо дешевле использовать простые и более дешевые. Нет необходимости устанавливать дорогую систему зажигания на автомобиль, который по своей стоимости гораздо ниже, чем остальные в его классе. Такими действиями можно только поднять его стоимость, но качество, к сожалению, останется прежним. Зачем что-то менять, если работа системы зажигания показала только лучшие результаты на многих тестах?

Главной функцией системы зажигания в бензиновом двигателе, является подача искры на свечи зажигания во время определенного такта его работы. Система зажигания дизельного двигателя устроена по-другому, оно происходит момент, когда топливо впрыскивается в такт сжатия.

В зависимости от того, как происходит процесс образования искры, выделяют несколько систем: бесконтактная (с участием транзистора), электронная (с помощью микропроцессора) и контактная.

Важно! В бесконтактной схеме, для взаимодействия с датчиком импульсов, использован транзисторный коммутатор, выполняющий функцию прерывателя. Высокое напряжение регулирует механический распределитель.

Электронная система зажигания двигателя накапливает и распределяет электрическую энергию с помощью электронного блока управления. Ранее конструктивная особенность этого варианта позволяла электронному блоку отвечать одновременно за систему зажигания и за систему впрыска топлива. Сейчас система зажигания является элементом системы управления двигателем.

В контактной системе электрическая энергия распределяется с помощью механического устройства — прерывателя-распределителя. Дальнейшим ее распространением занимается контактная транзисторная система.

Конструкция системы зажигания

Все виды системы зажигания автомобиля разные, но все же у них есть и общие элементы, из которых образуется система:

Принцип работы

Рассмотрим подробнее распределитель зажигания, чтобы определить технологию направления электрического импульса на каждый цилиндр отдельно. Сняв крышку трамблера можно увидеть вал с пластиной в центре и расположенные по кругу медные контакты. Эта пластина и есть бегунок, он обычно пластиковый или текстолитовый и в нем стоит предохранитель. Медный наконечник с одного края бегунка по очереди касается медных контактов, раздавая электрические разряды на провода к цилиндрам в необходимое время такта работы двигателя. Пока бегунок совершает свое движение от одного контакта к другому, в цилиндрах готовится новая порция горючей смеси для воспламенения.

Важно! исключить постоянную подачу тока, в трамблер устанавливается прерыватель — контактная группа. Кулачки расположены на валу эксцентрично, и при вращении замыкают и размыкают электрическую сеть.

Необходимым условием правильной работы и эффективного сгорания смеси является произошедшее строго в определенный момент самовозгорание. Процесс возгорания очень сложен с технической точки зрения, так как в цилиндрах образуется большое количество дуговых разрядов, которые зависят от оборотов двигателя. Разряды должны быть так же равны определенным значениям: от 0,2 мдж и выше (в зависимости от топливной смеси). В случае недостаточной энергии, смесь не загорится, и появятся перебои в работе двигателя, он может не запуститься или заглохнуть. Работа катализатора так же зависит от исправности системы зажигания двигателя. Если система работает с перебоями, остатки топлива будут попадать в катализатор и догорать там, что приведет к перегреву и прогоранию металла катализатора как снаружи, так и выходу из строя внутренних перегородок. Прогоревший внутри катализатор не сможет выполнять свои функции и потребуется замена.

Возможные неисправности

Установка различных систем: контактной, бесконтактной, электронной, на современные автомобили, все же подчиняется общим правилам, поэтому можно выделить следующие основные неисправности системы зажигания:

нерабочие свечи;
не работает катушка;
нарушено соединение цепи (прогорание провода, окисление контакта, плохое соединение).

Для бесконтактной системы зажигания двигателя характерны также и поломки коммутатора, крышки датчика распределителя, вакуума трамблера, датчика Холла.

Внимание! Электронный блок управления сам может выйти из строя. Также к неправильной работе приведут неисправные входные датчики.

Признаки

Самыми частыми причинами поломки в системе зажигания являются:

установка некачественных запчастей (свечей, катушек, свечных проводов, кулачков трамблера, крышек распределителя, датчиков);
механические повреждения узлов деталей;
неправильная эксплуатация (низкокачественное топливо, непрофессиональное обслуживание).

Диагностировать неисправность системы зажигания возможно и по внешним признакам. Хотя симптомы могут быть схожи с проблемами в топливной системе и системе впрыска.

Совет! Правильнее будет диагностировать эти две системы параллельно.

Определить самостоятельно, что поломка касается именно зажигания, можно по следующим внешним признакам:

двигатель запускается не с первых кручений стартера;
на холостом ходу (иногда и под нагрузкой) работа двигателя неустойчивая, как говорят мастера — мотор «троит»;
приемистость двигателя снижается;
увеличивается расход топлива.

Если нет возможности сразу обратиться в сервис, то можно попробовать самостоятельно определить причину сбоя и отремонтировать систему зажигания, так как некоторые запчасти относятся к расходным материалам и продаются в любом магазине автозапчастей. Первым делом можно выкрутить и проверить свечи. Если электроды обгорели и между ними образовался нагар, то необходимо заменить свечи. Для работы понадобится один свечной ключ и новый набор свечей, которые подбираются по необходимым параметрам зазора и размерам резьбы.

Также в темное время суток или в закрытом гараже можно открыть капот и при пробивании высоковольтных проводов увидеть слабое свечение и искрение в одном или нескольких проводах. Тогда потребуется их замена, которую несложно провести самостоятельно. Главное, выбрать нужные по длине, с чем без труда справится продавец-консультант, если вы назовете ему марку машины.

Остальные виды диагностики системы зажигания (проверка датчиков, катушки и прочих электронных приборов) лучше доверить профессионалам.

Заключение

При самостоятельной диагностике помните, что нельзя касаться элементов двигателя, когда он запущен. Не проверяйте искрообразование на включенном моторе. Если зажигание включено, не снимайте штекерный разъем коммутатора, так как это может вывести из строя конденсатор.

Для точного выявления неисправности можно воспользоваться осциллографом, с помощью которого вывести на экран осциллограмму всей системы зажигания. О том, как правильно пользоваться прибором узнаем в следующем видео:

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

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

Устройство системы зажигания

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

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

Источник питания для системы зажигания, это (в момент запуска двигателя), и (во время работы двигателя).
Выключатель зажигания – это механическое или электрическое контактное устройство подачи напряжения на систему зажигания, или по-другому – замок зажигания. Как правило, выполняет две функции: подачи напряжения на бортовую сеть и систему зажигания, подачи напряжения на втягивающее реле .

Накопитель энергии – узел предназначенный для накопления, преобразования энергии достаточной для возникновения электрического разряда между электродами свечи зажигания. Условно накопители энергии можно разделить на индуктивный и емкостный.

Простейший индуктивный накопитель – это катушка зажигания, которая представляет собой автотрансформатор, первичная обмотка у него подключается к плюсовому полюсу и через устройство разрыва к минусовому. Во время работы устройства разрыва, например кулачков зажигания, в первичной обмотке возникает напряжение самоиндукции. Во вторичной обмотке образуется повышенное напряжение, достаточное для пробоя воздушного зазора свечи.
Емкостный накопитель представляет собой емкость, которая заряжается повышенным напряжением и в нужный момент отдает свою энергию на свечу зажигания

Распределитель зажигания (трамблёр) – устройство распределения высокого напряжения по проводам, ведущим к свечам цилиндров. Обычно в распределителе собран и кулачковый механизм. Распределение зажигания может быть механическим и статическим. Механический распределитель представляет собой вал, который приводится в действие от двигателя и при помощи «бегунка» распределяет напряжение по высоковольтным проводам. Статическое распределение зажигания подразумевает под собой отсутствие вращающихся деталей. При таком варианте катушка зажигания присоединятся непосредственно к свече, а управление происходит от блока управления зажиганием. Если, например, двигатель автомобиля имеет четыре цилиндра, то и катушек будет четыре. Высоковольтные провода в данной системе отсутствуют.
Коммутатор – электронное устройство для генерации импульсов управления катушкой зажигания, включается в цепь питания первичной обмотки катушки и по сигналу от блока управления разрывает питание, в результате чего возникает напряжение самоиндукции.
Блок управления системой зажигания – микропроцессорное устройство, которое определяет момент подачи импульса в катушку зажигания, в зависимости от данных датчиков положения коленвала, лямбда-зондов, температурных датчиков и датчика положения распредвала.

Принцип работы системы зажигания

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

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

Cхема зажигания. Системы зажигания автомобиля: типы, устройство и принцип работы

Конструкция системы зажигания

Принцип работы

Возможные неисправности

нерабочие свечи;
не работает катушка;
нарушено соединение цепи (прогорание провода, окисление контакта, плохое соединение).

Признаки

Самыми частыми причинами поломки в системе зажигания являются:

установка некачественных запчастей (свечей, катушек, свечных проводов, кулачков трамблера, крышек распределителя, датчиков);
механические повреждения узлов деталей;
неправильная эксплуатация (низкокачественное топливо, непрофессиональное обслуживание).

Совет! Правильнее будет диагностировать эти две системы параллельно.

Определить самостоятельно, что поломка касается именно зажигания, можно по следующим внешним признакам:

двигатель запускается не с первых кручений стартера;
на холостом ходу (иногда и под нагрузкой) работа двигателя неустойчивая, как говорят мастера — мотор «троит»;
приемистость двигателя снижается;
увеличивается расход топлива.

Заключение

Система зажигания

Общая схема системы зажигания выглядит следующим образом.

Система, работающая с использованием принципа магнето

Виды систем

бесконтактная;
электронная.

Все три вида отличаются по конструкции. Несмотря на это, принцип работы у них практически одинаковый.

Общее строение и устройство зажигания

Все системы зажигания, независимо от вида, состоят из пяти основных конструктивных элементов:

Источник питания. При запуске мотора машины источником необходимой энергии служит аккумулятор. После того как двигатель начал работать, эту функцию выполняет генератор.
Замок зажигания — специальное устройство, которое используется для передачи напряжения. Замок, он же — выключатель, бывает как механический, так и более современный — электрический.
Накопитель необходимой энергии. Данный элемент создан для накопления, а также преобразования энергии в достаточном количестве. В современных авто возможно использование двух видов накопителей: индукционных либо емкостных. Индукционный — более распространён и имеет вид некой катушки зажигания. Преобразование осуществляется за счет прохождения тока через две обмотки этой катушки.
Свеча . Непосредственно рабочий элемент, который создает необходимую искру для воспламенения. Представляет собой небольшой фарфоровый изолятор, который накручен на резьбу, и имеет два электрода, которые располагаются на небольшом расстоянии друг от друга. При прохождении тока между контактами за счет малого расстояния создается искра.
Система, применяемая для распределения зажигания. Главное предназначение — это снабжение в нужный момент свечей зажигания энергией. Состоит из некоего распределителя (либо коммутатора) и отдельного блока для его управления. Вид распределителя зависит от выбранной системы, он может быть либо электронным, либо механическим, который использует для своей работы вращающийся бегунок.

Контактный тип зажигания

Бесконтактное зажигание

Достоинства бесконтактного устройства зажигания

По сравнению с контактной, данная схема обладает рядом своих преимуществ:

Не обгорают контакты на прерывателе, а также они не подвержены загрязнению. Отсутствует необходимость очень долго выбирать и устанавливать момент, когда будет выполняться подача тока. Нет надобности контролировать или регулировать положение контактов, а также их угол замыкания и размыкания, все потому, что бесконтактная система зажигания исключает присутствие механических контактов в системе. В итоге двигатель не теряет своей мощности.
Благодаря тому, что отсутствует размыкание контактов посредством специального кулачка, также нет вибрации и биения ротора внутри распределителя — не нарушается равномерность подачи искры на каждую свечу зажигания.
Обеспечивается уверенный запуск даже холодного двигателя, несмотря на температуру окружающей среды.

Электронное зажигание

Микропроцессорный вид зажигания

Существенно уменьшается уровень расхода. Это происходит благодаря оптимизации сгорания подаваемой смеси.

Улучшаются все динамические характеристики автомобиля.

Основные этапы в работе зажигания

Накопление и подача необходимого уровня заряда.

Специальное высоковольтное преобразование.

Образование искры при помощи свечей.

Воспламенение топливной смеси.

Свечи зажигания

Проверка состояния и исправности зажигания

Наиболее характерные неисправности зажигания

Нормальная работа свечей зажигания возможна только в случае, если:

Поверхность резьбы сухая (ни в коем случае не мокрая);

Присутствует очень тонкий слой нагара либо копоти;

Цвет электродов, а также изолятора должен быть от светло-коричневого до светло-серого, почти белого.

Замасленные свечи и другие признаки неисправности

Выводы

В последние годы электронные приборы находят все большее применение в автомобильном транспорте, в том числе и приборы электронного зажигания. Прогресс автомобильных карбюраторных двигателей неразрывно связан с их дальнейшим совершенствованием. Кроме того, сейчас к приборам зажигания предъявляются новые требования, направленные на радикальное повышение надежности, обеспечение топливной экономичности и экологической чистоты двигателя.

Существуют две системы устройств электронного зажигания — транзисторные и тринисторные. Сравнивая их между собой, можно отметить характерные преимущества и недостатки.

Транзисторные устройства проще и дешевле, обеспечивают большую длительность искрового разряда в свечах, достигающую 2.Б…З мс. Однако при сравнительно небольшой скорости нарастания высоковольтного напряжения на свечах эффективность работы их значительно падает от появления шунтирующих нагрузок, которые обусловлены дополнительными утечками тока, вызванными загрязнением электропроводки, самого распределителя, работающего под высоким напряжением, изоляторов свечей и нагара в них, а со временем и старения изолирующих деталей системы зажигания. Кроме того, транзисторные устройства требуют применения специальной катушки зажигания.

Тринисторные устройства несколько сложнее и позволяют получить высокую скорость нарастания высоковольтного напряжения на свечах, практически не критичны к шунтирующим нагрузкам. Ток утечки не влияет существенно на качество искрового разряда при крутом фронте его нарастания. Но, имея малую длительность искры, в лучших конструкциях — до 0,6 мс, тринисторные устройства также не обеспечивают эффективной работы двигателя в свете новых требований.

Тринисторная система зажигания принципиально отличается от транзисторной тем, что в ней энергия накапливается не в катушке зажигания, а в накопительном конденсаторе. Такой принцип действия позволяет в наибольшей степени устранить недостатки, присущие как классической контактной, так и транзисторной системам. Поэтому тринисторная система была взята за основу с целью доработки ее таким образом, чтобы увеличить длительность искрового разряда и свече до 1,1…1,3 мс, так как типичная для таких систем длительность 0,25 мс явно недостаточна для стабильной работы двигателя на разных режимах, полного сгорания топливной смеси и особенно для надежного пуска двигателя в зимнее время.

Как было установлено автором, на автомобиле ЗАЗ для надежного пуска двигателя в зимнее время длительность искрового разряда должна быть как минимум 0,8 мс с экспериментально измеренной амплитудой напряжения 1 В на сопротивлении 14 Ом в цепи свечи при минимальном напряжении бортовой сети 5…6 В, что обусловлено работой стартера. Эти условия были исходными для разработки усовершенствованного блока. Известно, что выпускаемые промышленностью тринистор-ные электронные устройства, имеющие длительность искрового разряда 0,25…0,6 мс, обеспечивают стабильную работу устройства при снижении напряжения питания до 8 В, что явно недостаточно для надежного пуска двигателя в зимнее время.

Технически задача была сформулирована следующим образом: при пуске двигателя необходимо подавать довольно мощную серию импульсов длительностью не менее 0,8 мс во время нахождения поршня цилиндра в верхней мертвой точке. Следовало также попытаться использовать этот принцип и для основного режима работы двигателя.

В результате разработки был создан блок тринисторного зажигания (БТЗ) со следующими параметрами:

Напряжение питания, В 12±50 %

Начальный потребляемый ток, А ….. 0,55

Максимальный потребляемый ток, А. . . . 2,2…2,5

Максимальная частота вращения 4-цилиндрового двигателя, об/мин 5000

Начальная амплитуда 1-го разрядного импульса на сопротивлении 14 Ом, В 3±0,2

Длительность искрового разряда в свече, мс. 1,1…1,3

Напряжение на накопительном конденсаторе, В 400

Нестабильность напряжения на накопительном
конденсаторе при минимальной и максимальной частоте вращения, %. 10

Рабочая частота генератора, Гц ….. 800

Принципиальная электрическая схема БТЗ приведена на рис. 1. Во многом она повторяет известные разработки, поэтому ниже приведено описание работы отличающихся узлов. Подключение БТЗ к системам зажигания автомобилей приведено на рис. 2, 3.

Основным отличием БТЗ является введение обратной связи на управляющий электрод тринистора VS1 через цепочку C5R7R8VD12, в результате чего за один цикл работы БТЗ на управляющий электрод подается не только импульс по цепи запуска от контактного прерывателя, как раньше, а пакет из 4…5 импульсов (рис.4). В итоге после размыкания контактов прерывателя тринистор дополнительно открывается соответственное число раз, обеспечивая тем самым более полную разрядку накопительного конденсатора С4 на первичную обмотку катушки зажигания, т. е. более полное использование запасенной энергии на создание разряда в искровом промежутке.

Дополнительная серия искровых разрядных импульсов в свече после первых двух (импульсы 3… на рис 5) образуется за счет накопленной от разрядки конденсатора С4 электромагнитной энергии в катушке зажигания при пробое искрового промежутка свечи и трансформации этой энергии в первичную обмотку с подзарядкой накопительного конденсатора. Эти же импульсы воздействуя с уменьшающейся амплитудой через цепочку C5R7R8VD12 на управляющий электрод тринистора VS1, заставляют его открываться через каждые 150…200 мкс, что обеспечивает повторную разрядку накопительного конденсатора С4 на первичную обмотку. Так продолжается до тех пор, пока не израсходуется вся энергия, запасенная в катушке зажигания от первого разрядного импульса. Таким образом, добавлением цепочки C5R7R8 с диодом VD12 удалось увеличить длительность искрового разряда в свече до 1,3 мс. В известных разработках тринисторных систем обеспечено лишь частичное использование энергии, запасенной емкостным накопителем. Искровой разряд БТЗ имеет колебательный затухающий характер с изменением полярности полуволн. Такой характер разрядного процесса положительно влияет на увеличение срока службы свечей, так как происходит равномерное выгорание металла как центрального, так и бокового электродов в искровом промежутке.

Многократное искрообразование в течение одного цикла создает дополнительную нагрузку на преобразователь постоянного тока и увеличивает время запуска автогенератора после срыва колебаний при включении тринистора. При испытании модернизированного заводского блока зажигания (типа Электроника) напряжение на накопительном конденсаторе снижалось с 400 до 80 В на большой частоте вращения коленчатого вала двигателя. Такое устройство не могло нормально работать. С целью устранения этого недостатка был изготовлен более мощный преобразователь с удвоением выходного напряжения. Это схемное решение, являясь второй отличительной чертой усовершенствованного блока зажигания, привело к уменьшению времени пуска автогенератора с 1 до 0,25 мс, так как обеспечивалась более мягкая связь между тринисторным коммутатором и автогенератором. При неизменном напряжении питания устройство позволяет обеспечивать на минимальной и максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя довольно постоянное напряжение на накопительном конденсаторе С4, колеблющееся в пределах лишь 8…10%. Напряжение на накопительном конденсаторе выбрано таким же, как и у заводского блока — 400 В при номинальном напряжении питания.

Элементы R5 и СЗ в цепи высокого напряжения +400 В служат для сглаживания и стабилизации высокого напряжения на выходе выпрямителей, а также для уменьшения времени запуска автогенератора.

В связи с уменьшением количества витков вторичной обмотки трансформатора Т1 в два раза увеличилась его надежность, так как напряжение на вторичной обмотке уменьшилось с 400 до 200 В.

Усовершенствованный таким образом блок обеспечивает значительное улучшение пуска двигателя в зимнее время, надежную работу на скоростях до 90… 100 км/ч. На автомобиле ЗАЗ-968 был неоднократно проверен расход бензина на 100 км пробега. Экономия составила 7,2 %. Наряду с установкой БТЗ был также увеличен зазор в свечах до 1,5 мм, а положение регулятора качества смеси для ее обеднения было изменено с 1,5…2,0 оборотов (720°) до 180…2000 от своего начального полностью закрученного положения.

Выясняя причины плохого пуска двигателя в зимнее время, было обнаружено следующее: при падении напряжения в бортсети автомобиля до 5…6 В во время работы стартера БТЗ, как и другие блоки зажигания, не обеспечивал стабильной подачи искры в цилиндры. Причиной тому оказалось следующее: при таком значительном снижении напряжения питания амплитуда управляющих импульсов, которые поступают в т.А при размыкании контактов прерывателя (рис. 1), оказывается недостаточной для надежного запуска тринистора VS1, становясь соизмеримой с уровнем помех от работающего стартера и транзисторного автогенератора. Это вызывает пропуски искрообразования. Используемый фильтр L1C7 выполняет две функции. Основная из них: после размыкания прерывателя в обмотке дросселя L1 за счет накопленной магнитной энергии возникают затухающие колебания из-за переходного процесса, по принципу равносильного тому, как это происходит в классической батарейной системе зажигания. Амплитуда этих колебаний в зависимости от индуктивности дросселя L1 может достигать нескольких десятков вольт. Положительные полуволны колебаний длительностью до 10… 15 мкс через диод VD11 накладываются на передние фронты основных импульсов и обеспечивают надежный запуск тринистора VS1 (в описываемом устройстве их амплитуда составляла 7…9 В).

Второе назначение фильтра L1C7 — уменьшение влияния помех от работы стартера и транзисторного автогенератора на пусковую цепь тринистора.

Конструктивно БТЗ может быть выполнен в двух модификациях: в виде объемного модуля с расположением деталей на платах с монтажными лепестками или изготовлением общей печатной платы блока, одновременно являющейся и несущей конструкцией. По мнению автора, для индивидуального изготовления проще первый вариант, так как платы с монтажными лепестками могут быть использованы от старых, отслуживших свой срок радиоприборов. В качестве разъема для подключения БТЗ к бортсети автомобиля подойдут панельки и цоколи от старых радиоламп. Переход от электронного зажигания на обычное (контактное) производится простой перестановкой разъема — цоколя из одной панельки в другую (см. рис. 1). В БТЗ использованы резисторы типа МЛТ, кроме проволочных R1 и R4, которые намотаны на каркасах резисторов типа ВС-0,5. В качестве накопительного конденсатора С4 использованы два конденсатора МБГ на 1 мкФ, 500 В.

Выпрямительный сдвоенный диодный блок КЦ-403Б может быть заменен диодами, например МД218, но это несколько увеличит размеры устройства из-за монтажа восьми диодов. В таком случае лучше использовать диоды КД105В.

Конденсатор С5 должен быть высокого качества, герметизированным, рассчитанным на напряжение не менее 1000 В, например КБГ-М2. В качестве дросселя L1 можно использовать вторичную обмотку малогабаритного выходного трансформатора транзисторных радиоприёмников ВЭФ, Альпинист и др. Индуктивность дросселя составляет 0,07…0,1 Гн.

Трансформатор Т1 должен быть выполнен на кольцевом сердечнике из феррита марки 2000 НМ типоразмера К45Х28Х12, составленном из двух колец, или на Ш-образном ферритовом сердечнике Ш12Х15, составленном из двух половин без зазора. Использование трансформаторного железа исключается.

Данные обмоток (в порядке их намотки):

III — 500 + 50+50 витков (с отводами проводом ПЭЛШО 0,23 в случае тороида (кольца). Для Ш-образного сердечника можно использовать провод ПЭВ-1 0,23. Намотку вести с межслойной изоляцией из кабельной или конденсаторной бумаги;

Иа + Пб — 35+35 витков проводом ПЭЛШО-0,75 (намотка в два провода) в случае тороида, а для Ш-об-разного сердечника — ПЭВ-1 0,75;

la+ I6-11 + 11 витков проводом ПЭЛШО-0,28 (намотка в два провода) для обоих сердечников.

Транзисторы П210А…Г желательно подобрать в паре, т. е. с равными или по возможности близкими значениями обратных токов коллекторных переходов и коэффициентов усиления по току. Транзисторы установлены на унифицированных радиаторах по ТУ.8.650.022.

Настройка. Правильно собранный блок БТЗ обычно в дополнительной наладке не нуждается. Если же после сборки и проверки правильности монтажа блок не будет нормально работать, то основными причинами могут быть следующие:

если устройство зажигания переходит в режим непрерывной генерации искр и не управляется контактами прерывателя, то либо в нем применен тринистор с низким напряжением переключения, либо пробит диод VD11;

если отсутствует генерация преобразователя напряжения при заведомо исправных транзисторах, необходимо проверить правильность (полярность) подключения базовых обмоток трансформатора;

если работа преобразователя сопровождается хриплым или шипящим звуком, надо проверить диоды выпрямителя и правильность их включения, а затем транзисторов. Причиной большой нагрузки на преобразователь может быть также неисправность накопительного конденсатора С4. В случае исправности тринистора надо убедиться в отсутствии замыкания его корпуса на общую (минусовую) шину устройства.

Необходимо помнить, что корпус тринистора является анодом и в рабочем состоянии всегда будет находиться под высоким напряжением +400 В.

При проверке устройства зажигания вне автомобиля на стенде следует обязательно соединить корпус катушки зажигания с корпусом электронного блока (общая минусовая шина), так как в противном случае может произойти пробой катушки и повреждение деталей электронного блока.

Необходимо помнить, что напряжение на выходе катушки зажигания значительно более высокое, чем в обычной системе зажигания, поэтому надо соблюдать осторожность и правила техники безопасности.

Перед установкой устройства на автомобиль желательно проверить его работоспособность с катушкой зажигания при напряжении питания 12,6 В от аккумулятора. При этом следует помнить, что без подключенной свечи к высоковольтному выходу катушки зажигания нельзя испытывать устройство, так как это грозит выходом катушки из строя. Напряжение на накопительном конденсаторе проверяют в контрольной точке Б относительно корпуса блока (общей минусовой шины). Оно должно быть равно 400±20 В.

В случае большего отклонения напряжения следует переключить выводы вторичной обмотки трансформатора. Схема измерения напряжения на конденсаторе G4 приведена на рис. 6.

Желательно также убедиться, работает ли дополнительная цепочка C5R7R8VD12. Для этого ее вначале отключают. При имитации работы прерывателя искра просматривается в виде одной тонкой жилки толщиной до 0,2 мм с параметрами искрового разряда по рис. 5, где длительность импульсов 1 — 2 составляет около 0,4 мс. С подключением цепочки искра становится более яркой и широкой, видно много искровых разрядов в прямом и обратном направлениях — так называемая мохнатая искра.

Измерение амплитуды и длительности выходного импульса. Этот параметр блока является основным, определяющим его эффективность. Большинство авторов, представивших свои конструкции в технических изданиях за период 1976-1983 гг., не приводили данных о длительности искрового разряда, его характере, а также о схеме и методике его измерения.

Для измерения необходим генератор импульсов управления с регулируемой частотой следования в пределах 200 Гц. При отсутствии его потребуется автономный распределитель зажигания, вращаемый электродвигателем постоянного тока с переходной муфтой. Электродвигатель запитывают от зарядного устройства через реостат, для того чтобы регулировать скорость вращения валика распределителя.

Схема измерения параметров разряда представлена на рис. 7. Выбор измерительного сопротивления продиктован удобством масштаба отсчета и рассмотрения осциллограммы, а также соображениями техники безопасности. Зазор искрового промежутка свечи — не менее 1,5 мм.

Для реальной оценки длительности искрового разряда с учетом компрессии двигателя были проведены дополнительные измерения на разряднике с зазором 7 мм и на работающем двигателе, когда на вход осциллографа подавался сигнал с трех витков изолированного провода, намотанного на высоковольтный провод первого цилиндра. Результаты измерений примерно совпали. На режиме холостого хода двигателя длительность искрового разряда, равная 1,3 мс, сохраняется. На большей частоте вращения коленчатого вала двигателя остается шесть импульсов с длительностью 1,1 мс, а напряжение на накопительном конденсаторе уменьшается с 400 до 350 В. Амплитуда разрядных импульсов уменьшилась также на 10 %.

Автор имел возможность проверить БТЗ на стенде при частоте вращения валика распределителя до 720 об/мин с подключенным разрядником с зазором 7 мм. Длительность искрового разряда при этом уменьшалась до 1,0 мс, напряжение на накопительном конденсаторе снижалось до 320 В, а амплитуда разрядных импульсов падала на 25 %.

Для сравнения усовершенствованного блока БТЗ с другими известными устройствами были сняты осциллограммы характера искрового разряда на одном и том же сопротивлении в цепи свечи, равном 14 Ом. На рис. 5 они изображены с соблюдением масштаба амплитуд и длительности искры.

Заключение. Предлагаемая модификация БТЗ была собрана в виде макетного образца и испытана в 1984-1985 гг. на автомобилях ЗАЗ, Москвич-412, ВАЗ-2101. В общей сложности пройдено 15 000 км без каких-либо замечаний и отказов в работе. Блок зажигания в автомобиле ЗАЗ располагается в салоне за задним сиденьем на подставке для улучшения его охлаждения. Размещать его в моторном отсеке не следует из-за высокой температуры в летнее время, а также большой запыленности. В автомобилях Жигули и Москвич блок может быть укреплен под приборным щитком или в другом более удобном месте. Жгут, соединяющий БТЗ с системой зажигания автомобиля, может быть длиной до 1,5 м. На передней панели блока имеются гнезда под штепсельную вилку, куда выведено напряжение +210 В от первого выпрямительного мостика (до удвоения) для пользования в пути электробритвой типа Харьков или другой с коллекторным приводом.

Были проведены измерения содержания СО в выхлопных газах двигателя ЗАЗ с контактной системой зажигания и с блоком БТЗ. С контактной системой после оптимальной подрегулировки карбюратора содержание СО составило 3,3 %. При работе двигателя с блоком БТЗ и выполненных регулировках карбюратора согласно приведенной выше рекомендации с зазором в свечах 1,5 мм содержание СО составило 2,1 %.

Для принудительного воспламенения топливовоздушной смеси, поступившей в цилиндр бензинового двигателя, используется энергия искры высоковольтного электрического разряда, возникающего между электродами свечи зажигания. Системы зажигания предназначены для того, чтобы увеличить напряжение автомобильной аккумуляторной батареи до величины, необходимой для возникновения электрического разряда и, в требуемый момент, подать это напряжение на соответствующую свечу зажигания. Сведём основные системы в таблицу и опишем работу таких систем.

Обозначение	Описание
Отечественное	Зарубежное
ксз	KSZ	Классическая контактная с прерывателем-распределителем
ктсз	HKZk, JFU4	Электронная с накоплением энергии в системе и контактным датч.
БТСЗ	HKZi, TSZ-2	Бесконтактная транзисторная с индукционным датчиком
БТСЗ	HKZh, EZK,TZ28H	Бесконтактная транзисторная с накоплением энергии в ёмкости с датчиком Холла
КТСЗ	TSZk	Контактная транзисторная с накоплением энергии в индуктивн.
БТСЗ	TSZi	Бесконтактная транзисторная с накоплением энергии в индуктивности с индукционным датчиком
БТСЗ	TSZh	Бесконтактная транзисторная с накоплением энергии в индуктивности с датчиком Холла
МСУД	VSZ, EZL	Электронная система зажигания статического типа

Подробно рассмотрим работу только использующихся в настоящее время систем зажигания.

В первой блок-схеме отдельно выделен Блок Управления Зажиганием (БУЗ). Раскроем этот прямоугольник и приведём несколько структурных схем построения систем зажигания.

В таких системах датчиком первичных импульсов (датчик вращения) являются контакты механического прерывателя, расположенного в распределителе зажигания(трамблёра), который механически связан коленвалом двигателя через шестерни. Один оборот вала трамблёра осуществляется за два оборота коленвала двигателя. Электрический разряд создаётся при помощи механического прерывателя, приводимого в действие двигателем. Для получения высокого напряжения применяется катушка зажигания. В зависимости от способа размыкания первичной цепи катушки зажигания, по которой проходит большой ток, различают классической батарейное зажигание, транзисторное зажигание и тиристорно-конденсаторное зажигание. В таких системах роль силового реле выполняют контакты прерывателя, транзистор или тиристор.

Рис. Схема контактной системы зажигания: 1 — свечи зажигания, 2 — прерыватель-распределитель, 3 — выступ кулачка, 4 — упор, 5 — аккум. батарея, 6 — генератор, 7 — выключатель зажигания, 8 — катушка зажигания, 9 — конденсатор.

Нa приведённом выше рисунке показана схема самой простой контактной системы зажигания (КСЗ) . Устройство катушки зажигания рассмотрим отдельно, а сейчас напомним, что катушка — это трансформатор с двумя обмотками намотанными на специальный сердечник. Вначале намотана вторичная обмотка тонким проводом и большим количеством витков, а сверху на неё намотана первичная обмотка толстым проводом и небольшим количеством витков. При замыкании контактов первичный ток постепенно нарастает и достигает максимального значения, определяемого напряжением аккумуляторной батареи и омическим сопротивлением первичной обмотки. Нарастающий ток первичной обмотки встречает сопротивление э.д.с. самоиндукции, направленное встречно напряжению аккумуляторной батареи.

Когда контакты замкнуты, по первичной обмотке протекает ток и создает в ней магнитное поле, которое пересекает и вторичную обмотку и в ней индуцируется ток высокого напряжения. В момент размыкания контактов прерывателя как в первичной, так и во вторичной обмотках индуцируется э.д.с. самоиндукции. Согласно закону индукции вторичное напряжение тем больше, чем быстрее исчезает магнитный поток, созданный током первичной обмотки, чем больше отношение чисел витков и чем больше первичный ток в момент разрыва.

Для повышения вторичного напряжения и уменьшения обгорания контактов прерывателя параллельно контактам включают конденсатор.

Ниже представлены осциллограммы электрических сигналов в цепях зажигания.

Рис. Осциллограммы электрических сигналов в цепях зажигания: 1 — первичный ток, 6 — контакты прерывателя разомкнуты, 7 — контакты замкнуты.

При некотором значении вторичного напряжения между электродами свечи зажигания возникает электрический разряд. Из-за возрастания тока во вторичной цепи вторичное напряжение резко падает до, так называемого, напряжения дуги, которое поддерживает дуговой разряд. Напряжение дуги остается почти постоянным до тех пор, пока запас энергии не станет меньше некоторой минимальной величины. Средняя продолжительность батарейного зажигания составляет 1,4 мс. Обычно этого достаточно для воспламенения топливовоздушной смеси. После этого дуга исчезает, а остаточная энергия расходуется на поддержание затухающих колебаний напряжения и тока. Продолжительность дугового разряда зависит от величины запасённой энерги, состава смеси, частоты вращения коленвала, степени сжатия и пр. При увеличении частоты вращения коленвала время замкнутого состояния контактов прерывателя уменьшается и первичный ток не успевает нарасти до максимальной величины. Из-за этого уменьшается запас энергии, накопленной в магнитной системе катушки зажигания и понижается вторичное напряжение.

Отрицательные свойства систем зажигания с механическими контактами проявляются при очень малых и высоких частотах вращения юленвала. При малых частотах вращения между контактами прерывателя возникает дуговой разряд, поглощающий часть энергии, а при высоких частотах вращения вторичное напряжение уменьшается из-за «дребезга» контактов прерывателя. «Дребезг» возникает когда при замыкании контактов подвижный контакт ударяется о неподвижный с энергией, определяемой массой и скоростью подвижного контакта, а затем после незначительной упругой деформации соприкасающихся поверхностей отскакивает, разрывая уже замкнутую цепь. После размыкания, подвижный контакт под дейсткием пружины, снова ударяется о неподвижный контакт Из-за такого «дребезга» контактов уменьшается действительное время замкнутого состояния и, соответственно, энергия зажигания и величина вторичного напряжения.

Контактные системы зажигания перестали справляться со своими функциями при увеличении оборотов двигателей, числа цилиндров, использовании более бедных рабочих смесей. Появилась необходимость применения электронных систем зажигания. Формирование момента ценообразования может осуществляться как обычной контактной группой (КТСЗ), так и с использованием специальных датчиков(бесконтактные системы).

Рис. Схема контактно-транзисторной системы зажигания: 1 — свечи зажигания, 2 — распределитель зажигания, 3 — коммутатор, 4 — катушка зажигания, К — коллектор, Э — эмиттер, Б — база, R — резистор.

Рассмотрим функциональную схему контактнотранзисторной системы зажигания . На рисунке, приведённом рядом показан фрагмент такой схемы. Механические контакты переключают только управляющий ток базы транзистора, который значительно меньше первичного тока, протекающего между эмиттером и коллектором. Для защиты полупроводникового устройства, названного коммутатором, приходилось уменьшать величину э.д.с. самоиндукции в первичной цепи путём снижения индуктивности первичной обмотки. Индуктивность первичной обмотки уменьшается быстрее, чем сё сопротивление. Уменьшается э.д.с. самоиндукции и меньше препятствует увеличению первичного тока.

Из-за уменьшения индуктивности первичной обмотки и величины э.д.с. самоиндукции для получения неизменного вторичного напряжения увеличивают и коэффициент трансформации катушки зажигания.

Изменение скорости нарастания и максимальной величины первичного тока в классической и транзисторной системах зажигания представлено наследующем графике.

Рис. График: 1 — транзисторное зажигание, 2 — катушечное зажигание, 3 — момент размыкания

Поскольку контакты прерывателя находятся под напряжением только аккумуляторной батареи, то образующаяся при размыкании незначительная дуга позволяет обойтись без конденсатора. Контакты подвержены механическому износу и сохраняется возможность «дребезга».

Отличие электронных систем зажигания состоит в том, что коммутирование и разрыв тока в первичной обмотке катушки зажигания осуществляется не замыканием и размыканием контактов, а открыванием(проводящее состояние) и запиранием (отсечкой) мощного выходного транзистора. Это позволяет увеличить значение тока разрыва до 8 — 10 А, что позволяет в несколько раз увеличить энергию, запасаемую катушкой зажигания. Бесконтактные системы зажигания используют для подачи сигнала различные типы датчиков. Ниже приведём блок-схемы построения систем зажигания.

В приведенных выше системах зажигания коммутатор находится внутри ЭБУ двигателем.

Приведённые выше схемы систем управления зажиганием применяют многокатушечное построение. Катушки могут быть индивидуальными, вставленными в свечной туннель(СОР) с коммутатором встроенным в ЭБУ двигателем. Иногда одна встроенная в свечной туннель катушка обслуживает два цилиндра (к другой свече идёт ВВ провод). Встречаются системы, в которых коммутатор интегрирован в единый МОДУЛЬ ЗАЖИГАНИЯ, причём такой модуль может быть индивидуальным на цилиндр или отдельным блоком обслуживающим все цилиндры. Встречаются системы у которых на свечи одевается единый модуль, объединяющий в себе систему зажигания и датчики вращения и детонации (СААБ, МЕРСЕДЕС). У каждой системы есть свой достоинства и недостатки и только производитель решает какую систему или симбиоз разных систем применить и создать головную боль диагностам и пользователям автомобилей.

Опишем кратко только основные типы датчиков:

индукционный (генераторного типа)
датчик Холла (на одноимённом эффекте)
оптический датчик

Функциональная схема системы зажигания, построенная на использовании индукционного датчика показана рядом.

Рис. Схема системы зажигания с использованием индукционного датчика: 1 — свечи зажигания, 2 — датчик-распределитель, 3 — коммутатор, 4 — катушка зажигания.

Индукционный датчик представляет собой однофоазный генератор переменного тока с ротором на постоянных магнитах, число которых равно числу цилиндров. Мощность выходного сигнала датчика мала, поэтому выходные сигналы предварительно формируются и усиливаются. Обычно такие датчики устанавливаются в распределителе зажигания. В настоящее время такие датчики не применяются.

Часто применяемым датчиком частоты вращения или положения является датчик на эффекте Холла. Рядом приведён фрагмент электросхемы системы зажигания, использующей такой датчик.

Рис. Схема системы зажигания с использованием датчика на эффекте Холла: 1 — свечи зажигания, 2 — датчик Холла, 3 — коммутатор, 4 — распределитель зажигания, 5 — катушка зажигания.

Принцип действия такого датчика основан на изменении выходного сигнала в результате прерывания магнитного потока (экранирование), воздействующего на чувствительный элемент Холла (электросхема с питающим напряжением 5 или 12 В). Расположен обычно в распределителе зажигания, но может быть установлен и в других местах (маркерный диск коленвала или распредвала).

Распространенными являются и оптические датчики (особенно на ам производства Японии). Принцип действия оптических датчиков основан на периодическом прерывании светового потока, излучаемого светодиодом. Маркерный диск с отверстиями механически связан с механизмом ГРМ. Отверстия на диске проходят мимо излучателя и поток света попадает на фотодиод. После усиления напряжения фотодиода получается напряжение импульсной формы — обычно прямоугольные импульсы.

Разрабатывалась и ранее использовалась тиристорная система зажигания. Энергия для искрового разряда в тиристорных системах накапливается в конденсаторе, а в качестве силового реле применялся тиристор. Катушка зажигания в этих системах не накапливает энергию, а лишь преобразует напряжение. Тиристорные системы применялись на мощных и высокооборотных двигателях. Скорость нарастания вторичного напряжения в тиристорной системе примерное 10 раз больше, чем в классической или транзисторной системах зажигания, поэтому пробой искрового промежутка свечи надёжно обеспечивается даже при загрязненных и покрытых нагаром изоляторах свечи. Сравнивать различные системы зажигания можно по различным характеристикам:

зависимость вторичного напряжения от частоты вращения коленвала двигателя;
продолжительность электрического разряда;
расход мощности;
надёжность схемы;
потребность в обслуживании;
чувствительность к шунтированию искрового промежутка свечи.

На рядом приведённом графике показано изменение вторичного напряжения U2 в зависимости от частоты следования разрядов f для различных систем зажигания.

При тиристорной системе зажигания вторичное напряжение можно считать постоянным во всём диапазоне частот вращения, а наибольшее снижение вторичного напряжения наблюдается в классической системе зажигания. При сравнении потребляемой мощности различными системами, можно констатировать, что электронные системы потребляют значительно большую мощность, чем классическая система. В классической и транзисторной системах зажигания продолжительность электрического разряда почти одинакова (около 1 мс) и является достаточной, а при конденсаторной (тиристорно-транзисторной) очень мала и составляет около 300 мкс.

Рис. Тирристорная система зажигания — график

Наименее чувствительна к шунтированию искрового промежутка свечи тиристорная (конденсаторная) система благодаря быстрому нарастанию вторичного напряжения.

В современных системах управления система зажигания не выделяется, а является частью единой системы управления двигателем. В таких системах используются индивидуальные или парные (работающие на два цилиндра одновременно) катушки зажигания, позволяющие создавать искровой разряд в цилиндре в конкретный вычисленный момент времени. При расчёте момента ценообразования учитывается температура двигателя, состав отработанных газов, скорость движения и другие параметры двигателя, а также учитывается информация полученная по сетевой шине от других электронных блоков управления. Одновременно с моментом искрообразования ЭБУ двигателем управляет моментом открытия впускных и выпускных клапанов, положением дроссельной заслонки, моментом и длительностью впрыска топлива и другими параметрами.

В заключении общего описания принципов построения систем зажигания отметим, что во всех системах используются катушки зажигания для формирования высоковольтного напряжения на электродах свечи зажигания. Более подробно описание процессов, проходящих в ЭБУ зажиганием, коммутаторах, катушках зажигания и формы осциллограмм будут приведены при описании конкретных элементов систем управления. У каждой системы есть свои преимущества и недостатки, поэтому различные разработчики и производители для конкретных систем управления и конкретных двигателей применяют те или иные системы зажигания. Иногда это синтез различных систем.

Система зажигания авто предопределена для создания искрового разряда, распределения его по свечам зажигания и все это в подходящий момент работы мотора. В определенных моделях авто импульсы системы поступают на блок управления с помощью погружного топливного насоса. В дизельных моторах зажигание случается во время впрыска топливной смеси при такте сжатия.

Система зажигания бывает трех типов:

Контактная. Появление импульсов осуществляется в тот миг, когда контакты находятся в стадии разрыва.
Бесконтактная. Появлению импульсов способствует коммутатор (генератор импульсов).

Микропроцессорная. Механизм представляет собой электронный прибор, управляющий моментом воспламенения искры, а также и другими системами транспортного средства.

В двухтактных силовых агрегатах, для работы которых не нужен внешний источник питания, устанавливают системы от магнето. Магнето – это самостоятельное устройство, которое объединяет источник тока и катушку зажигания.

Все эти системы используют единый принцип для своей работы, а отличаются лишь методом образования управляющего импульса.

Строение системы зажигания:

Источник питания. Во время запуска двигателя машины источником питания служит аккумулятор, а во время его эксплуатации – генератор авто.
Замок зажигания — приспособление, благодаря которому осуществляется передача напряжения. Выключатель (замок зажигания) есть механический либо электрический.
Накопитель энергии. Это устройство, главная роль которого в накоплении и преобразовании энергии в достаточном количестве для образования разряда меж электродами свечки зажигания. В устройстве современных автомобилей применяются такие накопители: емкостные, индуктивные. Первый вид накопителя представлен в виде емкости, использующей высокое напряжение для накапливания заряда, который в виде энергии поступает в определенное время на свечку. Второй вид накопителя, то есть накопитель индуктивный имеет вид катушки зажигания. Сначала первичная обмотка подсоединяется к плюсовому полюсу, а через прибор разрыва – к минусовому. Работающее устройство разрыва способствует появлению напряжения самоиндукции в обмотке. Относительно вторичной обмотки, то в ней появляется напряжение в количестве достаточном для того чтобы пробить воздушный зазор свечки.
Свечки зажигания. Каждая свеча – это приспособление в виде изолятора из фарфора, накрученного на металлическую резьбу и имеющего два электрода, расположенные в интервале от 0,15 до 0,25 мм один от другого. Первым электродом является центральный проводник, а вторым – резьба металлическая.

Система распределения зажигания. Предназначение системы – снабжение в необходимое мгновение энергией свечки зажигания. Она состоит из: распределителя (коммутатора), а также блока управления.

Распределитель зажигания – это приспособление, распределяющее высокое напряжение по электропроводам, подсоединенным к свечкам цилиндра. Этот процесс может иметь статическую или механическую природу. Статический распределитель не имеет в своей конструкции вращающихся деталей. В этом случае катушка зажигания прикрепляется прямо к свечке, а управление процессом осуществляется не чем иным как блоком управления зажиганием. Силовой агрегат, имеющий четыре цилиндра, будет иметь в своей конструкции и 4 катушки. Высоковольтные провода в этой системе не применяются. Что касается механического распределителя зажигания, то это устройство представлено в виде вала, запуск которого осуществляется при запуске двигателя, а распространение напряжения по проводам осуществляется с помощью специального «бегунка».

Коммутатор – это электронное приспособление, которое применяется для создания импульсов, приводящих в действие автотрансформатор (катушку).

Блок управления системой зажигания существует в виде микропроцессорного механизма, который устанавливает тот момент, когда нужно подать импульс в катушку. При этом учитываются показатели лямбда-зондов, коленвала, распредвала, температурные показатели.

Особенность функционирования

Система зажигания классическая функционирует следующим образом. Кулачки, активировавшиеся с помощью обращения вала привода трамблера, создают «разрыв», передаваемый на первичную обмотку авторансформатора заряд в размере 12 вольт. После исчезновения напряжения в обмотке образовывается ЭДС самоиндукции, а в обмотке вторичной зарождается напряжение в размере около 30 тысяч вольт. Далее высокое напряжение появляется в распределителе, а потом расходится на свечки в том количестве, которое требуется во время периода работы силового агрегата. В этом случае такого напряжения вполне достаточно для того чтобы пробить искровым зарядом зазор воздуха между электродами свечек зажигания.

Для полного перегорания топлива необходим процесс опережения зажигания. Учитывая то, что топливная смесь перегорает не сразу, ее нужно зажечь немного заранее. Миг подачи искры должен быть четко отрегулирован, ведь в случае несвоевременного зажигания может иметь место потеря мощности двигателя, повышенная детонация.

Зажигание в автомобиле

Материал ориентирован на начинающего автолюбителя, но люди с богатым опытом и глубоким знанием теории могут внести свои поправки и дополнения, отписавшись в комментариях под статьей.

Пожалуй, из всех систем автомобиля зажигание эволюционировало в наименьшей степени. Нельзя сказать, что в зажигание не вносились усовершенствования, более того, многие из них помогли выйти бензиновым моторам на качественно новый уровень, но принципиальных прорывов не случалось вплоть до появления микропроцессорного управления двигателем. Но и тогда многие, к примеру, американские машины еще долго имели в конструкции старый добрый механический распределитель зажигания.

Настройка зажигания

Если у вас в системе зажигания все исправно, и вы просто ищите информацию о том, как настроить зажигание в Волге, а рассказы о том, как оно устроено вам не интересны, прочтите только первый блок. Если же вы новичок, прочтите текст до конца. Надеюсь он снимет многие ваши вопросы в дальнейшем.

Для настройки нам потребуется: кривой стартер, ключ на 10, бумажка и свечной ключ. Этим вполне обойдемся.

В случае, если мы выставляем зажигание после снятия и установки привода трамблера, порядок действий следующий.

Ставим машину на ручник.
Выворачиваем свечу первого цилиндра, плотно затыкаем отверстие в головке бумажкой.
Теперь, проворачивая коленчатый вал двигателя кривым стартером или за лопасти вентилятора (делаем это осторожно, чтобы их не обломить), ждем пока нашу бумажную пробку не выбьет. При этом метка на шкиве коленвала должна примерно совпасть с третьей меткой на передней крышке двигателя. Теперь мы точно знаем, что первый цилиндр достиг верхней мертвой точки в конце такта сжатия.

Обратите внимание: на шкиве двигателя ЗМЗ 21А есть риска и отверстие. Меткой является именно отверстие. Меткой на двигателе является штифт.

Добиваемся такого положения трамблера, когда резкое открытие дросселя не будет вызывать остановку мотора, но будет к нему максимально приближенным.

Теперь ходовая подстройка.

Разгоняемся до скорости 40 км/ч на прямой передаче, выравниваем скорость, а потом резко нажимаем на педаль акселератора. Двигатель должен на доли секунды начать детонировать и перейти к уверенному разгону. Если детонации не было, зажигание позднее, поправляем трамблер в сторону опережения. Если двигатель заглох или детонировал долго и потом нехотя перешел к набору оборотов, значит доворачиваем угол в позднюю сторону.

Вот и вся настройка. Окончательно подтягиваем болтик-фиксатор и с удовольствием ездим.

Конечно, можно настроить зажигание и по стробоскопу на стенде, но это путь не для настоящего волговода.

Как работает зажигание

Как мы уже установили, мотор не может работать в двух случаях: нечему гореть или нечем поджечь. И если с топливной системой все более или менее понятно, зажигание многих автолюбителей, немного пугает. Вся проблема в том, что они просто не понимают как это вообще работает.

Попробуем разобраться с самого начала.

Задача системы зажигания — в нужный момент подать высокое напряжение на свечу соответствующего цилиндра. Напряжение приходит на центральный электрод свечи и проскакивает искрой на ее боковой электрод, соединенный с массой. Это и есть та самая живительная искра, что воспламеняет топливо. За распределение искры отвечает трамблер, а высокое напряжение обеспечивает катушка. Здесь все понятно. Так от чего некоторые не могут победить неисправности в такой простой системе и вынуждены обращаться в автосервисы, в которых, к слову, уже и не помнят, что такое трамблер?

Придется копнуть немного глубже, аж до школьного курса физики.

Откуда берется высокое напряжение?

Для многих ответ очевиден — высокое напряжение «делает» катушка. Черт побери, его действительно «делает» именно она… Но как?

Катушка представляет из себя автотрансформатор. Получает низкое напряжение и отдает высокое. В чем же тут вопрос? А вопрос в том,что трансформатор может работать лишь с переменным напряжением, а в бортовой сети автомобиля оно постоянное.

А работает это так:

В распределителях зажигания для контактных систем имеется очень хитрый узел, именуемый прерывателем. На валу трамблера расположен кулачок, который вращаясь воздействует на подвижный контакт, заставляя его замыкать и размыкать цепь первичной обмотки катушки зажигания. Так получается псевдопеременное, напряжение на входе катушки. И вот оно уже наводит требуемое нам напряжение до 25 Кв во вторичной обмотке катушки. Для того, чтобы контактная группа прерывателя не искрила, в схему включен конденсатор. К слову, именно его наличие на корпусе скажет вам о том, что данный трамблер предназначен именно для контактной системы зажигания.

Такая схема достаточно надежна и проста, но требует периодического обслуживания. Нужно следить за чистотой контактных площадок прерывателя, и при настройке добиваться их правильного взаиморасположения (при касании площадки должны быть параллельны). Часто причиной слабой искры бывает неисправный конденсатор. При пробое он просто замыкает цепь через себя, и катушка получает на вход постоянное напряжение. При его обрыве, искра начинает образовываться между контактами прерывателя, и часть энергии теряется. Катушка получает слишком низкое напряжение, в результате на свечках у вас искра очень слабая. Кроме того, контакты прерывателя начинают очень быстро обгорать.

С развитием радиоэлектроники, от механического прерывателя в трамблере отказались. Теперь его роль выполняет коммутатор с оптическим, индукционным или датчиком холла.

Традиционно на автомобилях ГАЗ используется индуктивная система.

На валу распределителя зажигания закреплен магнит, который, вращаясь внутри обмоток катушки, формирует на ее выходе переменное напряжение номиналом 3В. По сути, это самый обыкновенный генератор переменного тока.

Далее это напряжение поступает на вход коммутатора (клемма Д). Коммутатор усиливает это напряжение и в виде прямоугольных импульсов через силовой транзистор подает его на клему «К» катушки зажигания

Наиболее распространенный коммутатор для автомобилей Волга и ГАЗель 13.3734 или 131.3734

Это система с нерегулируемой продолжительностью накопления энергии. Она достаточно проста и надежна, однако имеет два заметных недостатка:

при изменении частоты вращения коленчатого вала изменяется форма и величина напряжения на выходе датчика, что влияет на искрообразование;
при росте количества оборотов коленчатого вала вторичное напряжение снижается.

Этих недостатков лишена система, построенная на базе датчика Холла. Здесь продолжительность накопления энергии жестко задается, что позволяет получить более равномерные характеристики.

Работа самого датчика основана на одноименном эффекте. Через полупроводниковую пластинку протекает ток питания, если к ней поднести магнит, то в направлении, перпендикулярном протеканию тока питания, также возникает ЭДС.

В трамблере расположен магнит и на некотором расстоянии от него — датчик холла. Между ними расположен вращающийся стакан экрана с четырьмя окнами. При нахождении окна между магнитом и полупроводником датчик формирует импульс для коммутатора.

В отличии от индуктивных систем, здесь уже с самого датчика импульс имеет прямоугольную форму и, поступая в коммутатор, обрабатывается таким образом, чтобы форма выходного напряжения не зависела от частоты вращения коленчатого вала. Соответственно, более стабильно искрообразование и ровнее работа двигателя.

Конечно, и здесь есть свои недостатки:

коммутатор более сложен и крайне чувствителен к всплескам напряжения. По этой причине в его конструкции достаточно много разнообразных схем защиты;
более высокая стоимость.

Также бывают системы с оптическим датчиком. По конструктиву они схожи с зажиганием на датчике Холла.

Как формируется искра?

За формирование искры отвечает свеча зажигания. Она представляет из себя два электрода, между которыми и проскакивает искра. Прибор простой и, вроде, совершенно понятный, но отчего одни свечи хороши, а другие плохи?

Начнем с того, как работает свеча. Высокое напряжение приходит на ее центральный электрод, второй же электрод (боковой) завязан на массу автомобиля. Так как напряжение достаточно высокое, его энергии хватает на то, чтобы преодолеть расстояние между электродами и создать как бы замыкание в воздухе. Именно поэтому, расстояние между электродами называется искровым промежутком, и промежуток этот должен быть строго заданной величины, которая определяется не только в зависимости от отдачи катушки, но и от степени сжатия двигателя. Именно поэтому, простая установка свечей от «хорошей» иномарки, часто не только не дает положительного эффекта, но и иногда приводит к ухудшению работы мотора. По той же причине, шарлатанством являются разнообразные упражнения по сверлению бокового электрода и прочие мероприятия по «улучшению» свечей.

Еще некоторые твердо уверены, что свеча с длинной резьбовой частью (юбкой), подает искру в более правильно е место — типа, ближе к центру камеры, и оттого делает сгорание смеси более эффективным. Это тоже миф. Единственное, что вы действительно заметите после такого тюнинга — сложность выворачивания свечей. Нагар просто забьет выступающую в камеру сгорания резьбовую часть.

Еще один важный момент — калильное число свечи. Этот показатель зависит от используемого бензина. Для моторов на А-72, свечи нужны холодные, например А11, их центральный электрод почти целиком спрятан в изоляторе, а под А-92, нужны свечи типа А17 с сильно выступающим электродом. Если свеча для мотора слишком горячая, вы столкнетесь с, так называемым, дизелингом или калильным зажиганием, когда двигатель отказывается глохнуть при выключении зажигания.

Свеча, всего-навсего, должна быть качественной, иметь предусмотренный для данного мотора искровой промежуток, правильную длину юбки и соответствовать калильному числу.

Так как свечей сейчас производится огромное количество, в том числе и многолепестковых, с улучшенным искрообразованием, ориентируйтесь на применяемость, указанную изготовителем.

Свечка от Chevrolet ZR1, не сделает из вашей машины суперкар. Не пытайтесь обмануть физику.

Высоковольтные провода на вид, пожалуй, даже проще свечей, однако и тут есть несколько тонкостей.

Изначально, никаких особенных требований к проводам никто не предъявлял. Все, что от них требовалось — надежная изоляция, выдерживающая на пробой несколько киловольт, и хорошая проводимость. Именно на этом и были сосредоточены производители. Затем машины стали усложняться, и в них появилось оборудование, чувствительное к высокочастотным помехам, а старые добрые свечные провода, как раз были чудным источником именно таких наводок. Приемники шумели, электронные блоки сбоили… В общем, для того, чтобы как-то нивелировать эти неприятные эффекты, было решено ввести в систему помехогасящие сопротивления. Расположили их прямо в свечных колпачках. Стало лучше. Затем появились специальные свечи с уже встроенным резистором. Их легко опознать по символам «P» или «R» в окончании индекса. Также помехогасящий резистор есть в бегунке самого распределителя зажигания.

А со временем, появились силиконовые провода. Они куда долговечнее, не каменеют на морозе, в конце концов, оживляют подкапотное пространство веселыми расцветками. И вот именно здесь нас ждет интересное.

Вроде бы, ставим отличные, фирменные провода, а мотор работает как-то неровно и даже немного хуже, чем с самыми обыкновенными дубовыми проводами в полиэтиленовой изоляции. И дело тут не в том, что вам продали подделку — провода нормальные. Просто они не подходят к вашему набору других узлов в зажигании.

А секрет тут в том, что такие провода имеют, так называемое распределенное сопротивление. Такое решение, с точки зрения борьбы за чистоту радиоэфира, является более эффективным. То есть, сам по себе кабель имеет значительное сопротивление, которое тем больше, чем длиннее у вас провод. Для разных марок проводов этот показатель разный, у некоторых сопротивление достигает значений в 25 кОм на метр. Соответственно, при слишком высоком сопротивлении, напряжения на вашей катушке просто не хватает для формирования нормальной искры.

Итак, с одной стороны, мы знаем, что низкое сопротивление хорошо, так как мы не имеем потерь высоковольтного напряжения, а с другой стороны, есть требования к помехозащищенности, что тоже не совсем глупость. Поэтому, покупая силиконовые провода, нужно обязательно ставить свечи без помехогасящего резистора, бегунок трамблера заменить на обычный, безрезистивный, а сами кабели выбирать с как можно меньшим сопротивлением. Так как надписям на коробках верить не стоит, вам поможет самый обыкновенный мультиметр. Нас вполне устроит сопротивление в пределах 6 кОм на метр.

Разумеется, провода должны хорошо фиксироваться в гнездах на трамблере и на самих свечах.

Обратите внимание — на части старых автомобилей катушка зажигания имеет винтовой зажим провода. Здесь силиконовые провода поставить не получится. Как минимум, центральный, нужно будет ставить обыкновенный медный.

Роль распределителя в классическом трамблере играет бегунок, жестко закрепленный на валу трамблера. С катушки зажигания через скользящий контакт на него приходит ток высокого напряжения, и разносится по боковым контактам, соединенным высоковольтными проводами со свечами зажигания. И если в крышке нет трещин, бегунок не имеет подгораний на контактах, уголек в норме и нет нагара на контактах крышки, искать неисправности под крышкой смысла нет. Остается только проверить наличие радиального люфта вала. И если таковой имеется, вы нашли причину нестабильной работы мотора на холостых оборотах. У вас просто постоянно плавает опережение зажигания.

В трамблере есть два автомата опережения зажигания. Они работают таким образом, чтобы на высоких оборотах у вас угол опережения смещался в сторону ранней искры, а при режиме максимальных нагрузок — поздней. Дело в том, что с ростом числа оборотов коленвала растет и скорость движения поршней, то есть, такты проходят за более короткий промежуток времени, а вот скорость сгорания смеси при этом остается неизменной. Соответственно, чтобы смесь успевала догорать к началу такта выпуска, момент зажигания должен быть чуть раньше, и чем выше обороты, тем сильнее должно быть смещение.

Но это не все, так как, мы знаем, что более богатая смесь горит быстрее, а значит при большем открытии дросселя и большем обогащении смеси, искру нужно подать позже.

Во времена суровых водителей, опережение регулировалось вручную, для чего в салон был выведен специальный регулятор, но сейчас все отдано автоматике.

Центробежный автомат опережения зажигания. Для того, чтобы до него добраться, нам нужно снова заглянуть в корпус распределителя. Здесь мы увидим два подпружиненных грузика, которые расходятся в стороны при увеличении оборотов, смещая угол в сторону опережения. Из неисправностей бывает чисто механический износ и поломка или соскакивание пружинок.
Вакуумный автомат опережения зажигания. Его хорошо видно. Он стоит на боковой стенке трамблера, закрепленный двумя винтами М4. Представляет собой герметичный сосуд, закрытый мембраной, на которую закреплена тяга, смещающая зажигание при возникновении в сосуде разряжения. Само разряжение создает карбюратор, в задроссельном колодце которого имеется отверстие, соединенное вакуумной трубкой с автоматом опережения. Проверить автомат очень просто. Достаточно его снять и, потянув в себя воздух из его входной трубки, убедиться в наличии перемещения штока. Деталь не ремонтопригодная, в случае выхода из строя просто меняется в сборе.

Вариатором называется дополнительное сопротивление в системе зажигания. Оно ограничивает напряжение на входе катушки зажигания во время работы двигателя и отключается в момент запуска. Сделано это для того, чтобы в момент пуска сделать искру поярче, а после запуска дать катушке работать в щадящем режиме. В современных коммутаторах эта функция реализована электроникой, и в добавочном резисторе нужды уже нет. Есть и катушки, которые в ограничении напряжения не нуждаются.

В последние три десятилетия на рынке запчастей и тюнинга появилось несколько интересных и весьма полезных устройств.

Усилители искры. Эти приставки устанавливались в разрыв низковольтной цепи катушки зажигания. Их работа была в усилении низкого напряжения на входе первичной обмотки. С появлением бесконтактного зажигания они стали неактуальными, но в прежние времена здорово упрощали жизнь водителям при зимней эксплуатации автомобиля.
Электронные корректоры зажигания. Их плюсом можно считать отсутствие механических зависимостей в работе.
Электронные корректоры опережения зажигания с датчиком детонации. Система имела выносной датчик, крепящийся на блоке или головке и подающий сигнал на смещение угла опережения при возникновении детонации. Как результат — более плавная работа мотора в переходных режимах и лучшая приемистость.

Как видим, разобраться здесь не очень сложно. Зажигание автомобилей ГАЗ, в принципе, достаточно надежная система, и при своевременном обслуживании проблем вам доставлять не должна.

Система зажигания автомобиля

Катушка зажигания — важная деталь, обеспечивающая образование высокого напряжения, благодаря которому возникает искра на свечах зажигания, что в свою очередь вызывает воспламенение топливо-воздушной смеси в цилиндрах двигателя. Как устроена катушка зажигания, как проверить ее работу, а также правильная схема подключения бобины.

Зазор между электродами на свечах зажигания необходимо регулировать для того, чтобы искрообразование происходило именно так, как требуется для правильного процесса воспламенения топливо-воздушной смеси. Можно просто поменять свечи при появлении проблем, а можно попробовать отрегулировать зазор.

Микропроцессорная система зажигания на классику отечественного автопрома — что это такое и почему стоит установить именно ее, вы можете узнать из данной статьи. В ней рассмотрены основные системы зажигания, такие как контактная и бесконтактная, а также описаны преимущества МПСЗ.

Многим хочется иметь в своем автомобиле как можно больше новшеств и улучшений, даже если этот автомобиль не самый новый. Довольно популярным в последнее время стал запуск двигателя автомобиля с кнопки. Установить такую кнопку можно самостоятельно, для этого существует множество разнообразных схем.

Еще одна статья из цикла публикаций про бендикс стартера, которая расскажет о том, какими бывают неисправности. Почему бендикс залипает и проскакивает, либо же не входит в зацепление. Как можно диагностировать неисправность данного узла.

Что такое бендикс и зачем он нужен в автомобиле знает далеко не каждый. Попытаемся разобраться в том, какую же роль играет данный механизм в системе зажигания автомобиля, на примере отечественного ваз 2110. Рассмотрим его устройство и принцип работы.

Обгонная муфта, или как ее в народе называют — бендикс, время от времени приходит в негодность, и тогда встает вопрос менять бендикс самому, или обратиться к специалистам. Если у вас есть опыт и необходимые инструменты, то вооружившись специальной литературой, без труда можно заменить бендикс и самому.

Что такое трамблер и какую функцию он выполняет в автомобиле. Хотя данное устройство уже устарело и не используется в системе зажигания современных автомобилей, работающих на электронике, статья будет полезна тем, кто хочет иметь представление о том, что же такое трамблер и каким образом он работает. Так же рассмотрены основные причины неисправности авто при неправильной работе трамблера.

Коммутатор зажигания в автомобиле — для чего он нужен и почему без него никак. Не многие знакомы с принципом работы данного элемента системы зажигания. В статье доступным языком описано что это такое, а так же перечислены некоторые способы диагностики неисправностей, которые могут быть связаны с нарушением в работе коммутатора.

Свечи накаливания вещь необходимая, точнее сказать незаменимая, но только в том случае если у вашего автомобиля дизельный двигатель, который при минусовой температуре завести без них будет довольно проблематично. В статье описан принцип действия свечей накаливания, срок службы, а так же как правильно проверить их исправное состояние.

Надо ли говорить о важности правильно работающей системы зажигания. Замечательно, если она ко всему прочему, будет работать долго и не станет о себе напоминать. Прародительницей контактно-транзисторной системы была контактная. Давайте узнаем какие различия между ними, и какая лучше.

Выбор свечей зажигания процесс не такой уж и простой, как может показаться на первый взгляд. Взять, к примеру, то же калильное число. Попробуйте поставить на мощный двигатель свечи с низким калильным числом и они просто не будут очищаться от нагара. А если поступить наоборот, то можно добиться калильного зажигания, от него и до воспламенения автомобиля недалеко.

Опытный водитель с легкостью может диагностировать состояние автомобиля по цвету нагара на свечах зажигания. Это не сложно, если знать о чем говорит тот или иной цвет. Вы тоже сможете понять что не так, прочитав данную статью, и узнать не только причины, но и методы устранения.

Время не стоит на месте, и автомобили развиваются стремительно. Система зажигания не является исключением и лучшие умы бьются над ее совершенствованием. Ещё не так давно контактное зажигание было едва ли не единственным решением, вслед за ним пришла бесконтактная система, а теперь и более совершенные.

Доработка схемы зажигания автомобиля для лучшего пуска двигателя

Самым ответственным моментом при эксплуатации автомобиля является пуск двигателя. Особенно актуален этот вопрос в зимнее время года, когда на улице стоят большие морозы. Все смазочные материалы, в том числе и масло в картере двигателя внутреннего сгорания, теряют вязкость, и создают чрезмерную дополнительную механическую нагрузку на стартер.

Рекомендаций по решения этой проблемы в Интернете представлено великое множество, от подогрева масла в картере двигателя дополнительным нагревателем, до впрыскивания в цилиндры двигателя перед пуском легко воспламеняющихся веществ. Совершенствуются коммутаторы системы зажигания, делают много искровой режим зажигания, оптимизируют взаимное расположение и форму электродов свечей.

Но все это не дает максимального эффекта по одной простой причине, во время пуска двигателя напряжение бортовой сети автомобиля падает до 9,5 V и соответственно значительно падает величина высокого напряжения на выходе катушки зажигания. Предложенная доработка системы зажигания позволяет устранить этот недостаток.

Принцип работы системы зажигания автомобиля

Рассмотрим часть схемы электрооборудования автомобиля, составляющую систему зажигания. От аккумулятора напряжение положительной полярности, через предохранитель поступает на контакты замка зажигания и реле зажигания.

Когда ключ из замка зажигания автомобиля вынут, все контакты в замке зажигания разомкнуты, и напряжение на систему зажигания не подается. Если ключ вставить в замок зажигания и повернуть его по часовой стрелке на один сектор, контакты в замке зажигания замкнутся и напряжение поступит на обмотку реле зажигания, по обмотке потечет ток, создаст магнитное поле, которое притянет якорь реле.

Контакты реле замкнутся, напряжение питания поступит на низковольтную обмотку катушки зажигания и через нее на коллектор транзистора VT коммутатора. Пока вал двигателя не вращается, на базу транзистора не поступают открывающие импульсы управления, и он закрыт, ток дальше не течет. В применяемых в настоящее время схемах зажигания автомобилей, элементов начерченных синим цветом (диод VD1 и конденсатор С1) нет.

Для пуска двигателя необходимо повернуть ключ в замке зажигания по часовой стрелке еще на один сектор. Стартер начнет вращаться и на коммутатор с датчика вращения поступят управляющие импульсы. Транзистор VT на время 1-2,5 мс откроется и через низковольтную обмотку катушки зажигания пойдет ток. Сердечник катушки начнет намагничиваться, и создаст в высоковольтной обмотке катушки зажигания высокое напряжение. Величина напряжения будет зависеть от соотношения количества витков в катушках.

Для надежной работы двигателя система зажигания должна создавать высокое напряжение с запасом, величиной не менее 25 кВ. Напряжение, при котором происходит пробой (образуется искра) между электродами в свече составляет 14-17 кВ. Таким образом, должен обеспечивается запас по высокому напряжению около 7 кВ, что гарантирует стабильную искру в свечах при любых условиях запуска двигателя.

Величина высокого напряженияв момент пуска двигателя автомобиля

Рассмотрим, насколько достаточен запас высокого напряжения при пуске двигателя автомобиля.

При работе двигателя, за счет работы генератора, напряжение в бортовой сети автомобиля обычно составляет 14,1±0,2 В. На первичную обмотку катушки зажигания, за вычетом падения напряжения (1,2 В) на транзисторе VT, поступают импульсы величиной 14,1 В-1,2 В=12,9 В. В этом режиме величина импульсов на вторичной обмотке катушки зажигания для образования искры в свечах составляет 27 кВ.

В момент пуска двигателя напряжение на выводах заряженного аккумулятора может снижаться до 9,5 В, если аккумулятор заряжен не полностью, то напряжение может быть и меньше. Тогда с учетом падения напряжения на транзисторе VT, величина напряжения на первичной обмотке катушки составит 9,5 В-1,2 В=8,3 В, это на 35% меньше, чем напряжение при работающем двигателе. При этом величина высокого напряжения тоже уменьшится на 35% и составит 17 кВ. Новая свеча создает искру при напряжении 12-17 кВ. Если установлены свечи с напряжением пробоя 17 кВ, то в таком случае искрообразование может быть нестабильным. Расчеты показали, что даже для нового автомобиля с узлами и деталями системы зажигания, находящимися в исправном состоянии, запаса по высокому напряжению может и не быть.

Что же тогда говорить о системе зажигания автомобиля, находящегося в эксплуатации не один год. Происходит старение изоляции свечей и выгорание ее электродов. В высоковольтных проводах и катушке зажигания тоже происходит старение изоляции, что приводит к дополнительным потерям. Несколько лет эксплуатируемый аккумулятор тоже вносит свою лепту. Путь тока от аккумулятора к катушке зажигания проходит по проводам через контакты предохранителя, реле зажигания, соединительные колодки и клеммы. На них тоже происходит падение напряжения.

В дополнение для устойчивого возникновения искры в зазоре свечи при сильно охлажденной воздушно бензиновой смеси требуется подавать на нее более высокое напряжение. Таким образом, запуск двигателя старого автомобиля с первой попытки при больших морозах существующая схема зажигания обеспечить с гарантией не может. Последующие попытки запуска двигателя могут полностью разрядить аккумулятор, с чем большинству автолюбителей доводилось сталкиваться.

Доработка схемы зажигания автомобиля

С проблемой запуска двигателя в дни с большими морозами я столкнулся давно, когда ездил на автомобиле «Ока». Так как двигатель у «Оки» двух цилиндровый, то запустить его, из-за наличия мертвой точки, гораздо сложнее, чем четырех цилиндровый. Менял датчик холла, коммутатор, катушку зажигания, высоковольтные провода, свечи, но достичь уверенного запуска двигателя в морозы так и не получилось.

Проанализировав электрическую схему зажигания, пришел к выводу, что если подключить электролитический конденсатор к выводу катушки зажигания, на который подается +12 В, то все плохие контакты, через которые подается питающее на катушку напряжение наоборот, буду играть положительную роль, так как будут уменьшать разряд конденсатора. Сначала я установил только конденсатор С1, не хотелось резать провода для впайки диода VD. Пуск двигателя значительно улучшился. После установки диода, который не позволяет разряжаться конденсатору в электропроводку автомобиля при пуске двигателя, «Ока» стала с первого раза, на удивление многим, заводится даже при 25 градусном морозе.

Работает схема следующим образом. Когда вставляется ключ зажигания и поворачивается до первого фиксированного положения, конденсатор С1 через диод VD быстро зарядится от аккумуляторной батареи с учетом падения напряжения на диоде около 1,2 В, до напряжения 11,5 В. При пуске двигателя, на катушку зажигания будет подано не напряжение с аккумулятора величиной 9,5 В, а напряжение с заряженного конденсатора 11,5 В. Таким образом высокое напряжение упадет не на 35%, а всего на 20% и высокое напряжение составит не менее 23 кВ, что вполне достаточно для уверенного возникновения в свечах искры.

Эффективность работы схемы можно еще улучшить, если поставить дополнительно автомобильное реле, подключить его обмотку параллельно реле пуска стартера, а пару нормально замкнутых контактов параллельно диоду. Тогда, когда стартер будет выключен, напряжение с аккумулятора на катушку зажигания будет подаваться, минуя диод. Если в реле стартера есть свободная пара нормально замкнутых контактов, то можно использовать их и не устанавливать дополнительное реле. Замыкание с помощью реле выводов диода еще повысит высокое напряжение на выходе катушки зажигания на несколько киловольт.

Конструкция и детали

Диод VD1 подойдет любого типа, рассчитанный на ток не менее 8 А и обратное напряжение не менее 25 В. Еще лучше применить диод Шоттки, например 90SQ045 (45 В, 9 А). Тогда необходимость в установке дополнительного реле отпадет, так как падение на диоде Шоттки составит всего 0,2 В, что и без установки дополнительного реле увеличит высокое напряжение на несколько киловольт. Такие диоды используют в низковольтном выпрямителе блоков питания компьютеров.

Электролитический конденсатор подойдет любого типа, рассчитанный на напряжение не менее 25 В и емкостью не менее 20000 мкф. Конденсатор должен быть рассчитан на работу в широком диапазоне температур, минус 30-65 градусов Цельсия. Лучше всего подходит конструкция конденсатора с выводами, рассчитанными на винтовое подключение. Я устанавливал конденсатор как на фото.

Если нет подходящего по емкости конденсатора, то можно подключить параллельно, соблюдая полярность, несколько конденсаторов меньшей емкости. При параллельном соединении плюсовые выводы конденсаторов соединяются с плюсовыми, а минусовые с минусовыми. Общая емкость тогда составит сумму всех соединенных параллельно конденсаторов.

Например, есть 4 конденсатора емкостью 4700 мкФ, соединив их параллельно, получим конденсатор емкостью 18800 мкФ.

Что касается реле, то можно применить любое автомобильное реле, имеющее нормально замкнутые контакты.

Конденсатор желательно установить в непосредственной близости с катушкой зажигания, но, для предотвращения его перегрева, на максимально возможном удалении от двигателя. Место установки должно не допускать попадания влаги на выводы конденсатора во время движения автомобиля. Предложить готовое решение по размещению диода и конденсатора сложно, так как каждая марка автомобиля имеет оригинальную конструкцию, и место установки деталей приходится выбирать индивидуально.

Вместо конденсатора можно применить кислотный аккумулятор небольшой емкости, например от UPS компьютера. Это еще более лучший вариант, чем установка конденсатора. Дополнительный аккумулятор будет при работе двигателя постоянно подзаряжаться и благодаря тому, что система зажигания будет питаться от двух аккумуляторов, дополнительный аккумулятор всегда будет полностью заряжен. При пуске двигателя на систему зажигания будет всегда подаваться напряжение питания более 12 В.

Порядок запуска двигателя автомобиля при морозе

Для безотказного запуска двигателя автомобиль перед наступлением холодов должен быть подготовлен к зимней эксплуатации. Необходимо залить масло в двигатель и коробку передач, предназначенное для работы при низких температурах. Необходимо в обязательном порядке заменить свечи и фильтры, масляный, воздушный и бензиновый. И конечно самое главное это техническое состояние аккумулятора. Даже если аккумулятор новый, его обязательно нужно зарядить от внешнего зарядного устройства. Если все эти требования заблаговременно выполнены, то с пуском двигателя в холодное время года проблем не будет.

Двигатель автомобиля рекомендуется запускать в следующем порядке:

Необходимо вставить ключ в замок зажигания, повернуть по часовой стрелке на один сектор и убедиться, что все электроприборы отключены. Хотя они при работе стартера должны отключаться автоматически, но, тем не менее, лучше их отключить, чтобы не создавать дополнительную нагрузку на двигатель в первый момент после его пуска.
Для приведения холодного аккумулятора в боевое состояние, его нужно прогреть, включив на 20-30 секунд форы или габаритные огни.
Если коробка не автоматическая, то обязательно выжать педаль сцепления до упора. При этом будет отключена от двигателя коробка передач, что существенно снизит нагрузку на стартер. 4. Включить зажигание на пол секунды, чтобы вал двигателя сдвинулся с мертвой точки, и масло смазало трущиеся поверхности двигателя.
Повторно включаем зажигание на время не более 3 секунд. Если двигатель не запустился, необходимо выждать до повторного запуска не менее 15 секунд. За это время подогретый еще за счет неудачного пуска двигателя аккумулятор наберется силы. Если за 5-6 попыток с паузами двигатель запустить не удалось и при этом аккумулятор не сел, значит, либо попавшая в механизмы вода замерзла и необходимо отогреть автомобиль, поместив его в теплый гараж. Или возникла неисправность и необходимо обращаться в сервис.
Если двигатель автомобиля запустился, то необходимо плавно отпустить педаль сцепления. После прогрева машина готова к поездке.

Классическая система зажигания легковых автомобилей • Ремзона ВАЗ

В автомобилях необходимость системы зажигания заключается в том, чтобы принудительно воспламенить рабочую топливовоздушную смесь в камерах сгорания. Воспламенение осуществляется при помощи электрической искры, которая возникает между электродами свечей. Образование искры происходит после того, как будет подано высокое напряжение на электроды.

Катушка зажигания

Генератором импульсов является катушка. По сути, это обычный трансформатор, у которого имеется первичная и вторичная обмотки. Сердечник изготовлен из железа, на него сначала наматывается первичная обмотка очень толстым проводом с небольшим количеством витков. Поверх нее произведена намотка вторичной обмотки очень тонким проводом и большим количеством витков.

В то время, когда по первичной обмотке протекает ток, начинает создаваться вокруг сердечника магнитное поле. После размыкания цепи питания катушки зажигания магнитное поле исчезает. Но силовые линии все еще продолжают пересекать обе обмотки. При этом во вторичной обмотке происходит вырабатывание тока с высоким напряжением.

В контактных (классических) системах зажигания напряжение составляет около 25 кВ. В первичной обмотке возникает ток самоиндукции. Напряжение при этом возрастает примерно до 300 В. С вторичной обмотки можно снять напряжение, которое будет напрямую зависеть от того, какая величина магнитного поля, а также от того, с какой интенсивностью происходит его убывание.

Другими словами, напряжение во вторичной обмотке зависит от скорости и силы убывания тока в первичной цепи. Вот здесь вот можно выделить одну особенность контактной системы зажигания. В момент, когда исчезает магнитное поле, в первичной обмотке ток самоиндукции начинает вызывать искренние контактной группы прерывателя в трамблере. Из-за этого происходит обгорание контактной группы.

Несколько слов о контактной группе

Чтобы увеличить вторичное напряжение, а, следовательно, уменьшить обгорание этой группы, необходимо произвести подключение конденсатора. Его вы можете увидеть в нижней части корпуса трамблера на любом автомобиле, оснащенном классической системой зажигания.

Когда контакты начинают размыкаться, а зазор в них очень маленький, в этот момент между ними может образоваться небольшая, но очень сильная искра. Именно в это время конденсатор заряжается. После того, как контакты полностью разомкнутся, риск образования искры минимальный, а конденсатор начинает процесс разрядки. Происходит отдача тока в катушку зажигания, в ее первичную обмотку.

При этом создается импульс тока, который позволяет исчезнуть магнитному потоку, а самое главное – с его помощью можно добиться более высокого напряжения на вторичной обмотке. Стоит отметить, что в разных автомобилях емкость конденсатора может меняться. Как правило, она находится в диапазоне 0,17..0,35 мкФ. Если говорить про автомобили ВАЗ классической серии, то у них емкость этого конденсатора колеблется в диапазоне 0,2..0,25 мкФ.

Если увеличить или уменьшить значение емкости этого конденсатора, то это неизбежно приведет к тому, что на вторичной обмотке упадет напряжение. Во время заряда и разряда конденсатора во вторичной обмотке напряжение составляет порядка 5 кВ (максимум).

Вторичное напряжение

Теперь нужно немного поговорить о вторичном напряжении, ведь именно от него зависит то, насколько качественно будет воспламеняться топливовоздушная смесь. Само собой, напряжение пробоя должно быть высоким, если в электродах свечей зазор большой. Также нужно обращать внимание на то, какое в камерах сгорания давление. Как правило, напряжение пробоя колеблется в интервале 8..12 кВ. Это минимальное значение, при котором топливовоздушная смесь должна воспламеняться.

Для того чтобы она загорелась наверняка, необходимо повысить напряжение в два раза. В итоге получается, что во вторичной цепи развивается напряжение в интервале 16..25 кВ. Запас очень большой, ведь при эксплуатации автомобиля постоянно происходят какие-либо изменения. В частности, зазор в свечах зажигания может постепенно увеличиваться, так как центральный электрод начинает выгорать. Также может изменяться состав топливовоздушной смеси.

Если она окажется слишком бедной, то для воспламенения в камерах сгорания бензина необходимо развить напряжение как минимум 20 кВ. На фото приведены катушки зажигания, которые используются в автомобилях ВАЗ классической серии. Они могут быть с тремя выводами или с четырьмя. Наиболее надежными являются последние, в которых имеется один вывод, с которого снимается высокое напряжение, а также три для подключения к низковольтной цепи.

Подключение катушки и ее работа

Надежность запуска в этом типе катушек довольно высокая. У неё один вывод идет к аккумуляторной батарее, второй – к выключателю стартера, третий – питание от замка зажигания. Другими словами, эта катушка будет работать тогда, когда происходит запуск двигателя, более усердно. Причина выбора именно такой схемы подключения заключается в том, что во время запуска двигателя в первичной цепи протекает очень большой ток.

Следовательно, на вторичной обмотке происходит вырабатывание высокого напряжения. Но в таком «жестком» режиме функционировать очень мало будет катушка зажигания. Происходит чрезмерный нагрев и, как правило, более быстрый выход из строя. После того, когда двигатель запустится, на катушку зажигания подается питание через понижающий резистор, который способен уменьшить величину поступающего тока. Кроме того, этот резистор может изменять свое сопротивление, в зависимости от температуры внутри катушки.

Когда обороты двигателя очень маленькие, ток в первичной цепи возрастает, а это для нормального функционирования трамблера и всей системы зажигания крайне нежелательно. В трамблере зажигания контактная группа обгорает, усиливается ее износ. Кроме того, во вторичной цепи происходит увеличение напряжения, это может привести к тому, что в самом незащищенном месте распределителя произойдет пробой.

Искрение контактной группы

К сожалению, избавиться от искры между в контактом переключателе не получается полностью. Но, как было сказано ранее, значительное уменьшение искрения достигается путем подключения небольшого конденсатора. Кроме того, необходимо устанавливать нормальный зазор. Контакты должны размыкаться максимум на 0,4 мм. Если говорить про автомобили ВАЗ классической серии, то у них максимальный зазор контактов прерывателя – это 0,45 мм. В том случае, если этот зазор изменить в любую сторону, происходит уменьшение вторичного напряжения.

Конечно, если сделать зазор намного больше, чем рекомендуется, вы избавитесь от искрения. Но при этом значительно уменьшится угол, при котором контактная группа замкнута. Вследствие этого в первичной цепи уменьшается ток, вторичное напряжение тоже падает. Если же установить зазор намного меньше, нежели рекомендуется, то в первичной цепи начнет возрастать ток. Но очень сильное искрение будет наблюдаться между контактами прерывателя.

Именно по этой причине во вторичной цепи напряжение будет становиться меньше, так как магнитное поле не может достичь максимального значения, ведь не происходит резкого падения тока питания. Стоит заметить, что искрение наблюдается не только в контактах прерывателя. На роторе, а именно, на его бегунке, имеется два контакта. Первый находится в самом центре, а второй с краю.

Когда ротор вращается, от центрального контакта к крайнему передается ток с высоким напряжением. Вторичная цепь катушки зажигания соединена с центральным выводом крышки распределителя. Если вы задались целью произвести значительное уменьшение искрения в группе контактов, это приведет к тому, что на первичную обмотку катушки будет подаваться значительно меньший ток. Как следствие – во вторичной цепи напряжение уменьшается.

Замок зажигания

Нужно также обратить внимание на то, что в случае с классической системой зажигания через замок, расположенный в салоне автомобиля, протекает очень большой ток. Причем максимальная сила тока может достигать почти 12 А. Поэтому если у вас установлена контактная система зажигания, необходимо следить внимательно за состоянием замка. На некоторых автомобилях, начиная со второй половины 80-х годов, производится установка электромеханического реле. При этом через замок зажигания пропущен ток с небольшим значением, он необходим исключительно для целей управления реле.

Помехи для электроприборов

Также стоит учитывать, что в системе зажигания автомобиля происходит многократное размыкание и замыкание различных контактов, постоянно проскакивают искры, генерируются электромагнитные колебания.

Само собой, все это распространяется вокруг автомобиля, могут создаваться помехи для радиоприема и телевидения, а также для любой другой бытовой техники. Конечно, максимальное расстояние, на которое способно распространиться такое электромагнитное колебание, не очень большое. Наверняка, вы помните, какие помехи по телевизору создавали старые мопеды и мотоциклы. Но все зависит от частоты.

Если она от 15 МГц и выше, то вполне возможно, что радиус излучения будет составлять несколько сотен метров или даже пару километров. А это довольно много. Причем самые мощные помехи вырабатывает именно вторичная цепь в системе зажигания. Генератор и различные электродвигатели тоже являются источниками помех, но в меньшей степени. Что касается стартера или указателей поворотов, звукового сигнала, то радиопомех от них практически нет.

В контактной системе зажигания имеется несколько мест, в которых производится искрение. Во-первых, в самом прерывателе, который включает и отключает питание на обмотку катушки. Во-вторых, в распределителе, который направляет высокое напряжение на свечи зажигания. В-третьих, как было уже сказано, сам ротор трамблера может искрить. В-четвертых, непосредственно в свечах зажигания.

Кстати, а вы знаете выбрать лучшие свечи зажигания для своего авто? Все подробно рассказано в этой статье: http://avtomotoprof.ru/obsluzhivanie-i-uhod-za-avtomobilem/luchshie-svechi-zazhiganiya-dlya-avtomobiley-vaz/

Причем частота этих помех очень высокая, порой она может достигать 100 МГц. Это самый мощный источник радиопомех, следующим по списку идет низковольтная цепь, так как в ней происходит искрение контактов группы во время прерывания подачи напряжения. Лучше всего помогает избавиться от помех экранирование абсолютно всех источников. Для этого необходимо использовать специальные элементы, которые изготовлены из металла.

Защита от помех

Все бронепровода, крышка распределителя, его корпус, катушка, свечи зажигания, они имеют в своей конструкции специальные экраны. Отдельно стоит сказать про высоковольтные провода. Чтобы исключить возникновение помех, они изготавливаются специальным образом, при котором происходит распределение по всей длине сопротивления.

Внутри распределителя зажигания, а именно на бегунке, между центральным и крайним контактом включено постоянное сопротивление, которое позволяет существенно снизить уровень помех. Даже угольный контакт, который находится на пружине в крышке трамблёра, позволяет нам существенно снизить уровень радиопомех.

Недостатки классической контактной системы зажигания

Среди недостатков классических систем зажигания можно выделить то, что через контактную группу прерывателя проходит большой по величине ток. Следовательно, происходит очень быстрый износ этого элемента. Также происходит искрение высоковольтных контактов непосредственного корпуса распределителя зажигания. На других системах такое не наблюдается.

Все это в сумме значительно снижает ресурс, а самое главное – надежность всей конструкции. Что касается надежности, то она зависит от многих составляющих. В частности, на нее влияет энергия искры, вторичное напряжение, форма и длина ее. А так же время, в течение которого происходит горение искры. Энергию можно вычислить, если знать три параметра:

напряжение;
силу тока;
время пробоя.

Но надежность можно определить по напряжению. В том случае, если в цилиндрах двигателя нормальные условия для горения, топливовоздушная смесь воспламеняется от искры, которая имеет энергию всего 10 мДж.

Надежность классической системы

Но на всех автомобилях с классической системой зажигания происходит увеличение энергии искры, дабы добиться максимальной надежности. Например, в «классических» автомобилях ВАЗ этот показатель порой доходит до 23 мДж. Но это при средних оборотах двигателя. Энергия постепенно уменьшается, когда частота вращения коленвала увеличивается.

Опять же, если в цилиндре условия нормальные, то в окончании такта сжатия можно заметить одну особенность. При условии, что в этот момент давление возрастает до 10. Зазор в электродах свечей примерно 1 мм. В этом случае необходимо напряжение значением около 10 кВ. Опять же, чтобы увеличить надежность всей системы, искусственно происходит увеличение этого значения в два с половиной раза, а иногда больше.

Отсюда можно сделать разумный вывод, что при увеличении напряжения вся система становится менее чувствительной к тому, какое состояние имеют электроды свечей, либо к качественному составу топливо-воздушной смеси. Известно, что через контактную группу прерывателя зажигания протекает определенный ток. Если он становится менее чем 1 А, то самоочищения контактов не происходит.

Конечно, бензиновые двигатели внутреннего сгорания постепенно совершенствовались. Постоянно происходило увеличение оборотов двигателя, увеличивалась степень сжатия, приходилось специально обеднять топливовоздушную смесь. В результате всего этого контактная система зажигания попросту стала одним большим недостатком, она только стопорила развитие автомобильной техники.

Пример работы системы зажигания

Нужно привести пример. Если увеличить частоту вращения двигателя, а также число цилиндров, происходит значительное снижение энергии искры. Другими словами, если взять двигатель ВАЗ 2106, модернизировать его, облегчив все узлы, в результате чего он начнет развивать обороты намного выше, нежели было задумано проектировщиками, а после установить систему зажигания, которая была смонтирована на моторе ранее, то попросту не получится достичь нормального режима работы.

Нужна очень большая энергия искры. Также необходимо выполнить два основных требования, которые друг другу противоречат. Во-первых, нужно произвести увеличение первичного тока. Во-вторых, нужно значительно снизить ток, который проходит через контактную группу прерывателя зажигания. Сделать это одновременно попросту не получается. Поэтому в случае с более высокооборотистыми двигателями, в которых высокая компрессия, необходимо использовать любую другую систему, но не классическую.

В заключение хотелось бы сказать, что по контактам прерывателя необходимо пропускать ток с минимальным значением, который будет управлять, а не производить переключение в первичной цепи. Но намного эффективнее, конечно же, вообще отказаться от контактов, произвести установку датчика Холла или другого бесконтактного устройства.

Электронная система зажигания в автомобиле

Принцип работы электронной системы зажигания

Работа классической системы зажигания, как и контактно-транзисторной или бесконтактной, основывается на динамическом распределении высокого напряжения, и в их конструкции используются подвижные элементы.

Совсем по-другому работает современная электронная система зажигания, которая устанавливается на 95% от общего числа выпускаемых в наши дни автомобилей. В ней распределение токов высокого напряжения производится за счет статического эффекта, то есть без использования движущихся деталей и механизмов, что самым положительным образом сказывается на сроке службы всей системы, а также качестве ее работы. Создание и распределение токовых импульсов происходит с помощью электронных устройств – микропроцессоров, поэтому данная система имеет и другое название – микропроцессорная система зажигания.

Еще одной особенностью электронной системы зажигания по сравнению с другими системами выступает наличие большего числа катушек зажигания (хотя на некоторых автомобилях может использоваться и всего одна катушка). Например, на моделях машин производства ВАЗ, имеющих впрысковую систему подачи топлива и выпускавшихся с конца 90-х годов до второй половины «нулевых», устанавливались две катушки зажигания (по одной на 2 цилиндра).

Напряжение с них поступало на свечи в тех цилиндрах, поршни которых двигались по направлению к верхней «мертвой» точке, при этом в одном из цилиндров пары происходило сжатие смеси, а во втором – выпуск. Сейчас же многие автомобили как отечественного, так и иностранного производства оснащаются индивидуальными катушками зажигания на каждый цилиндр, что позволяет серьезно уменьшить расход топлива. Что интересно, в таком случае не требуется и применение высоковольтных проводов.

Далее будут подробнее рассмотрены некоторые наиболее важные компоненты микропроцессорной системы зажигания.

Составные части электронной системы зажигания

Электронный блок управления зажиганием (ЭБУ)

Важнейшим элементом микропроцессорной системы зажигания является электронный модуль, который может представлять собой как отдельный блок, так и быть составной частью электронного управления двигателем автомобиля. Это своеобразные «мозги» всей системы зажигания. Состоит этот блок из микропроцессоров, которые занимаются сбором и анализом информации, поступающих от различных датчиков, сообщающих о положении распредвала, величине нагрузки на двигатель, числе оборотов коленвала, температуре и многих других параметрах. После алгоритмической обработки полученной информации ЭБУ рассчитывает необходимый момент зажигания и передает сигнал на коммутатор.

Коммутатор работает в тесной связке с электронным блоком зажигания и конструктивно представляет собой специальную электронную плату, основой которой выступают транзисторные ключи. В зависимости от сигналов, исходящих от электронного модуля, ключи отключают и включают питание первичной обмотки катушки или группы катушек зажигания. Стоит отметить, что на большинстве современных автомобилей, используется не один, а несколько коммутаторов, что позволяет существенно улучшить качество работы всей системы зажигания в целом.

Исходя из местоположения транзисторных ключей, различают следующие виды микропроцессорного зажигания:

ключи и ЭБУ конструктивно объединены в один блок;
ключи находятся отдельно от ЭБУ, но объединены в один блок с катушками зажигания соответствующих цилиндров;
ключи объединены в блок, но находятся отдельно от ЭБУ и катушек зажигания;
ключи находятся раздельно друг от друга и других компонентов системы зажигания, и установлены при этом для каждой отдельной катушки.

Транзисторные ключи, объединенные в одном блоке с катушками зажигания, по-другому еще называют модулем зажигания.

Если в контактной и бесконтактной системах зажигания за регулировку угла опережения зажигания отвечают механические устройства, то в электронной системе данным процессом управляет контроллер. Получив информацию от датчика, следящего за оборотами коленвала, контроллер высчитывает базовый угол опережения зажигания, и при обнаружении, например, детонации, корректирует значение угла в большую или меньшую сторону. Рассчитав окончательную величину угла опережения зажигания, далее контроллер посылает управляющий сигнал на катушки или модуль зажигания именно в тот момент, когда поршень в цилиндре достигнет нужного положения, двигаясь к своей верхней «мертвой» точке.

Среди всего множества датчиков в микропроцессорной системе зажигания наиболее важным является тот, который отслеживает положение коленчатого вала. Как уже было описано в абзаце выше, ДПКВ отправляет сигналы контроллеру.

Этот датчик, как правило, крепится на кронштейн масляного насоса, находясь при этом в непосредственной близости (0,7-1 мм) от зубчатого венца на приводе шкива генератора. Данный венец состоит из определенного количества зубцов (зависит от конкретной модели авто) и два подряд пропуска. Сам же датчик имеет постоянный магнит и обмотку с сердечником.

При вращении зубчатого венца происходит изменение магнитного потока за счет наведения импульсов напряжения переменных токов в обмотке. Амплитуда импульсов меняется в зависимости от скорости вращения коленвала. Шкив же генератора расположен таким образом, что когда происходит совмещение середины первого зубца на венце с осью ДКПВ, поршни, например, первого и четвертого цилиндров, находятся на строго определенном расстоянии от своей верхней «мертвой» точки.

Контроллер вычисляет местоположение первого зубца (который идет сразу после двух пропущенных), и как только удается это сделать, происходит синхронизация, после чего уже можно высчитать оптимальный угол опережения зажигания.

Диагностика и регулировка ЭСЗ

Несмотря на более высокую надежность как отдельных компонентов микропроцессорного зажигания, так и всей системы данного типа в целом, все равно некоторые ее элементы могут выйти из строя, поэтому далее речь пойдет о действиях, направленных на диагностику той или иной неисправности, которые не представляют особой сложности даже для рядового автолюбителя.

Так, если отсутствует искра, то это может свидетельствовать не только об отсутствии питающего напряжения на катушках (модулях) зажигания, но и о неисправностях датчиков положения коленчатого и распределительного валов, повреждениях изоляционной оболочки высоковольтных проводов, поломках и сбоях в работе ЭБУ.

Чтобы более точно определить источник поломки, потребуется применение специального прибора – осциллографа.

Особо стоит подчеркнуть, что нельзя проверять наличие искры на свече при снятом высоковольтном проводе, такие действия почти со стопроцентной вероятностью приведут к сгоранию катушки или модуля, а также самого электронного блока управления зажиганием. С помощью осциллографа, соблюдая всю необходимую технику безопасности, нужно снять показания с первичной и вторичной цепи напряжения, зажигание при этом, что довольно естественно, должно быть включено. Осциллограммы помогут выявить такие неисправности как:

обрыв или повреждение высоковольтной проводки;
искажение сигнала с датчиков или воспламенителя;
замыкание в первичной или вторичной обмотках катушки или модуля зажигания;
дефекты свечей зажигания.

Конечно, осциллограф есть далеко не у каждого водителя, но все же он не является такой уж редкостью, тем более в наши дни, когда электронное зажигание постепенно вытесняет все остальные типы. Если все же найти данный прибор у знакомых не удалось, то в таком случае лучше обратиться в специализированный автосервис.

Большим преимуществом микропроцессорного зажигания является отсутствие необходимости его регулировки после ремонтных работ, достаточно всего лишь проверить напряжение с помощью тестера, а всю остальную работу по настройке выполнит электроника. Однако это касается только инжекторов, на автомобилях же с карбюраторной системой подачи топлива дело обстоит несколько иначе. Речь идет об электронном зажигании, имеющем механический распределитель (знакомый всем трамблер). Подробнее регулировку такой разновидности электронного зажигания можно рассмотреть на примере ВАЗ 2107. Помимо традиционного способа регулировки «на слух», когда при включенном двигателе ослабляют крышку распределителя и вращают его корпус в поиске наиболее ровной работы мотора, существует и другой метод.

Для этого понадобится ровный асфальтированный участок дорожного полотна без посторонних лиц и помощник. Предварительно прогрев двигатель, нужно разогнаться до 50 км/ч и, включив четвертую передачу, резко выжать педаль акселератора. В этот момент водителю и помощнику необходимо прислушаться к детонации в моторе, которую еще называют «звоном пальцев».

Данное явление при правильно выставленном зажигании прекращается после увеличения скорости авто на 5-7 км/ч. Если же оно продолжается дольше, то необходимо повернуть распределитель по часовой стрелке на один градус. Что интересно, бывает и обратная ситуация, когда звук детонации топлива совсем слабый или вовсе не слышен, в таком случае трамблер нужно повернуть тоже на один градус, но уже против часовой стрелки. Число поворотов может быть и больше, но поворачивать всегда следует только на один градус, чтобы не пропустить оптимальное значение. Конечно, данный метод не дает стопроцентной гарантии, но является наиболее оптимальным при отсутствии доступа к услугам профессиональных авторемонтников.

Ремонт и полная замена электронной системы зажигания в России и СНГ

Перед обращением к услугам специалистов по ремонту электронных систем зажигания было бы неплохо выяснить примерную стоимость их услуг. В настоящее время наблюдаются некоторые колебания на рынке услуг по ремонту автомобилей, связанные с нестабильной экономической ситуацией в целом. Однако, в среднем, начальный уровень цен на ряд операций, направленных на устранение неисправностей в работе микропроцессорного зажигания таков:

Источник http://globusks.ru/ustroistvo-i-princip-raboty-sistemy-zazhiganiya-avtomobilya/

Источник http://fashionkey.ru/chema-zazhiganiya-sistemy-zazhiganiya-avtomobilya-tipy-ustroistvo-i-princip.html

Источник http://almazcar.ru/zazhiganie/zazhiganie-v-avtomobile.html