Система зажигания в автомобиле сама по себе достаточно проста, но требует внимательного отношения со стороны водителя. Прежде всего, должен быть порядок, правильно выставлен угол опережения зажигания, так как раннее и позднее воспламенение горючей смеси в цилиндрах могут вызвать разные проблемы, от повышения расхода топлива до детонации двигателя авто.
Общее понятие о системе зажигания – системой зажигания принято называть комплекс устройств, обеспечивающий появление искры, своевременное воспламенение в цилиндрах смеси воздуха и топлива. Это важная часть всей электросистемы автомобиля, и, как прочие составляющие, во время эксплуатации система зажигания может в силу разных причин оказаться неработоспособной. Иногда правильно определить неисправность с помощью индикаторов, расположенных на приборной панели авто сложно, однако, чаще всего о проблеме первыми начинают сигнализировать именно они.
Возможные неисправности – самой распространённой поломкой в этой системе является дефект свечей зажигания, а бывает, что и работа клапанов. Но с этим справиться проще простого, благо сегодня на авторынке можно приобрести свечи любого производителя, а чтобы заменить их, специальные знания не нужны, разве что свечной ключ потребуется. Разборка с помощью ключа произойдёт быстро им несложно пользоваться. Пытаться правильно выкрутить дефектные свечи, очистить их после длительной эксплуатации не рекомендуется – их век недолог, да и стоят они сущие копейки. Другое дело, межконтактный свечной зазор. В этом смысле определения «лучше минимальный зазор», или «чем больше зазор – тем лучше» неприменимы, поскольку речь идёт о типе системы зажигания.
Отечественные авто, выпущенные с 1982 по 1986 год, оборудовались системой контактного зажигания. Системой бесконтактного зажигания наделялись отечественные авто «восьмёрки», авто «девятки», и выпущенные до 2004 года иномарки. Все современные автомобили оснащаются модульной системой зажигания (МСЗ). Величина зазора находится в полной зависимости от вырабатываемого напряжения. Оптимальную работу мотора авто обеспечивает зазор, соответствующий конкретному напряжению. Так, для напряжения до 27 тысяч вольт (величина, вырабатываемая контактной системой) оптимальное межконтактное расстояние составит 0,7 – 0,8 миллиметров. Зазор у бесконтактного зажигания, вырабатывающего 45 тысяч вольт, составит 0,8 – 0,9 миллиметров. Межконтактный зазор должен быть в пределах между 0,9 и 1 миллиметром в системе модульного зажигания, поскольку она вырабатывает свыше 45 тысяч вольт. Превышение величины зазора ведёт к нестабильной работе мотора, загрязнению поршней, клапанов, плохому запуску, преждевременному выходу из строя комплектующих.
Ряд неисправностей определяют внешне: когда запуск мотора осуществляется не с одного раза, или двигатель работает на холостом ходу неустойчиво, просмотр клапанов. Снижение мощности двигателя и превышение расхода топлива тоже могут оказаться последствиями отклонений в системе работы. Следует помнить, что у системы впрыска и топливной системы авто тоже могут быть неисправности с такими же признаками, поэтому к поиску причин нарушений нужно подходить в комплексе. И не забывать про осмотр клапанов.
Схема проста, всё можно сделать своими руками, если знать, что с помощью цифрового осциллографа выявляются проблемы в высоковольтной части системы. По фиксированному времени от замыкания катушки до момента старта вычисляется объём её заряда. Если катушка нагревается, значит, она не способна запасать энергию. Быстрый темп, порядок роста напряжения во вторичной обмотке свидетельствует об уменьшении значения топливной смеси в общей массе и повышении давления. Горение искры объясняется протеканием постоянного тока в зазоре свечей. После фазы горения могут наблюдаться затухающие колебания. Это значит, что неисправны катушка либо конденсатор.
Одна из самых распространённых проблем, которая связана с управляемостью авто — это пропуск зажигания в цилиндрах. Причин пропуска зажигания может быть несколько. К примеру, может отсутствовать искра или компрессия. Если отсутствует искра, то нужно обратить внимание на свечи, поскольку проблема может быть в них. Если свечи в рабочем состоянии, то скорей всего проблема в проводке. Также причиной пропуска зажигания может быть бедная топливная смесь.
Одна из самых распространённых проблем, которая связана с управляемостью авто это пропуск зажигания в цилиндрах. Причин пропуска зажигания может быть несколько. К примеру, может отсутствовать искра или компрессия. Если отсутствует искра, то нужно обратить внимание на свечи, поскольку проблема может быть в них. Если свечи в рабочем состоянии, то скорей всего проблема в проводке. Также причиной пропуска зажигания может быть бедная топливная смесь.
Разборка распределителя зажигания – не самая трудоёмкая процедура, на необходимость замены распределителя могут указывать повышенный расход горючего, снижение разгонной динамики. Также двигатель может, просто не завестись. Также в таких автомобилях, как ВАЗ-2109 с карбюраторным двигателем не исключено попадание масла из мотора в трамблер. В этом случае обычно, после выясняется, что протёк сальник карбюратора. Необходимо прочистить небольшое отверстие, после в основании карбюратора. Просмотреть работу клапанов.
Чтобы отремонтировать распределитель нужно его снять. Для этого нужно сделать, соблюсти порядок действий:
Схема своими руками:
Характеристики центробежного регулятора
На двигателе УМЗ-421, применяемом на автомобилях Газель и УАЗ, используется классический трамблер с механическим прерывателем, то есть контактна система зажигания. Установка момента зажигания на моторе УМЗ-421 выполняется регулировкой своими руками положения тонкой пружины в трамблере через специальное окошко. Метод таков:
Для двигателя ПД-23 (пусковой мотор для тракторов) допустимая величина зазора. Между электродами свечи зажигания ПД-23 составляет 0,6-0,7 мм. Перед установкой зажигания ПД-23 на мотор обязательно нужно проделать регулировку зазора. Всё это касается – ПД—23.
Схема своими руками для двигателя ПД—23:
1 – метка на корпусе муфты сцепления; 2 – метка «Заж» на маховике; 4 – контакт поводка; 5 – обозначение клемм; 6 – ось; 7 – угол между вертикальной осью магнето и осью кулачков, равный 5-10°; 8 – ось вертикальная магнето; 9 – стрелка направления вращения ротора магнето; 10 – кулачок пускового ускорителя; 11 – прорезь на пусковом ускорителе; 12 – метка ВМТ-1ц на маховике; a – установка зажигания пускового двигателя по маховику; b – вид магнето сзади; c – вид на магнето спереди.
На дизельном силовом агрегате Д-144 устанавливается опережение впрыска топлива путём вращения зубчатого шкива распределительного вала. На Д-65 ЮМЗ (трактора серии ЮМЗ, его обозначают Д-65 ЮМЗ) эта процедура производится вращением коленчатого вала. На ЗМЗ-409 установлена микропроцессорная система зажигания. По многочисленным отзывам наиболее слабым местом у ЗМЗ-409 является катушка зажигания.
Рассматриваем:
Стробоскоп для установки зажигания – установить зажигание на УМЗ-421 своими руками можно при помощи стробоскопа. Для этого датчик стробоскопа соединяют с высоковольтным проводом свечи первого цилиндра на прогретом двигателе, после чего луч стробоскопа направляется на метку, которая находится на крышке газораспределительного механизма. Такая установка момента зажигания самая точная, её надо верно поставить.
Стробоскоп для установки зажигания можно сделать своими руками. Стоимость простого устройства для определения углов опережения будет при этом существенно ниже, чем у промышленных аналогов, а точность измерений и долговечность прибора будут даже лучше. Для того чтобы правильно получился самодельный (своими руками) стробоскоп, нужен только дешёвый карманный фонарь (таких навалом в любом магазине электроприборов), подключить кусок антенного провода и ещё немного других деталей.
Схема для наглядности:
Схема стробоскопа для установки зажигания
Сборка приборов ММЗ Д-240 и Д-245 своими руками занимает около 30 минут. Двигатели ММЗ Д-240 и Д-245 перед установкой опережения воспламенения горючего нуждаются в регулировке положения импульсных колёс коленчатого вала. А также, привода редуктора ММЗ Д-240 и Д-245 топливного насоса.
Отметим, есть дизели Д-245.7, Д-245.9, Д-245.12С они предназначены для автобусов, не путаем обычный Д-245!
Схема регулировки:
Регулировка положения импульсных колёс коленчатого вала
Регулировка положения импульсных колёс коленчатого вала
Диагностика системы двигателя любого авто, и рассмотренных Д-144, УМЗ-409, Д-240, УМЗ-421, ПД-23, Д-245, Д-65 должна быть комплексной. Удобнее всего её выполнять сканером, который надо подключить, он подсоединяется к специальному разъему. Тестер показывает код, по которому и определяется поломка, а после производится дальнейшее обслуживание. К примеру, есть код ошибки P030X, где последняя буква указывает на неисправный цилиндр. Если сканер выдает ошибку P020X, то существует проблема в цепи форсунок. Если сканер выдает ошибку P0300, то устранить проблему можно довольно легко поменяв не работающую свечу зажигания. Не забывая про обзор клапанов. Более сложные поломки стоит устранять в специальных сервисах у мастеров и смотреть, какие могут быть доступны регулировки.
opuske.ru
Одним из основных условий успешного старта двигателя и поддержания его работы на разных режимах является нормальное функционирование системы зажигания. Современным вариантом исполнения является электронное зажигание, которое обладает рядом существенных преимуществ.
Следует отметить, что на современном этапе все автомобили с бензиновыми двигателями выпускаются исключительно с таким оборудованием. Электронная начинка отличается только в зависимости от уровня оснащения и типа двигателя.
Содержание
Важную роль системы воспламенения топлива автомобилей не трудно понять, если перечислить основные требования к ее работе:
Рабочая схема исполнения возможной системы зависит от типа поколения двигателя, и носит следующие названия:
В первом случае импульс тока передается в нужном направлении при соединении любых двух контактов. За счет наличия вращающихся элементов такая система не является надежной. Кроме того, после очередного ремонта приходится проводить точные настроечные действия своими руками.
Так называемое бэсз является следующим поколением в линейке возможных типов системы. Преимущество заключается в возможности передачи импульса большей энергии без потери на нагрев. Также стоит учитывать, что зажигание бесконтактное практически не имеет периодических регулировочных операций.
Принцип работы электронной конструкции основан на распределении импульсов от катушки зажигания напрямую к потребителю.
В конструкцию входят определенные составные устройства:
Чтобы электронная система зажигания эффективно работала, ею управляет электронный блок. Его назначение выражается в приеме, анализе различных данных, и выдача указаний по формированию актуального режима образования искры. Многочисленные датчики, установленные в разных системах автомобилей, в постоянном режиме собирают следующую информацию:
Дополнительно производители вводят и другие датчики контроля различных параметров. Например, часто фиксируется процесс детонации, что связывается с низким качеством топлива или указывает на изменившееся октановое число бензина.
Дальнейшее совершенствование автомобилей приводит к появлению таких датчиков:
Такая разносторонняя информация позволяет не только обеспечить качественный процесс искрообразования, но и значительно улучшает топливную экономичность двигателя. В этом случае вопрос – какое лучше зажигание использовать, отпадает сам собой.
Именно по этой причине все большую популярность приобретает вариант тюнинга, когда установка электронного зажигания своими руками востребована для подержанных автомобилей и мотоциклов.
Единственным недостатком совершенного электронного зажигания с множеством датчиков является трудность доработки двигателя под использование электронного блока управления.
Разместить датчики и научить их согласованно работать – непросто. Поэтому стоит рассмотреть более доступную схему – бесконтактного зажигания.
Поступающие сигналы датчиков обрабатываются электронным блоком по разработанному алгоритму. В результате система зажигания подает электронный сигнал на воспламенитель. Это устройство производит включение транзистора, что обеспечивает прохождение тока на первичную обмотку катушки зажигания. В нужный момент времени цепь первичного тока разрывается, повышается напряжение накопленного тока на первичной обмотке. Импульс уходит на нужную свечу.
Вторая рабочая схема носит название конденсаторной. Сгенерированная энергия накапливается в конденсаторе и в нужный момент отводится к соответствующей свече.
В процессе работы анализируется скорость вращения коленчатого вала и нагрузка на двигатель. Это позволяет при необходимости корректировать угол опережения зажигания, увеличивая отдачу двигателя.
Таким образом, изучив все нюансы работы и преимущества бсз, понятно желание наделить подержанный автомобиль зажиганием по аналогичной схеме. Логично, что переделать двигатель с установкой многочисленных датчиков не получится, но заменить контактную схему на бесконтактный ее тип в состоянии каждый владелец машины.
На начальном этапе подготавливаем все элементы по заранее спланированной схеме:
Прежде чем устанавливать все элементы бесконтактного зажигания, обязательно подготавливаем набор необходимых инструментов:
Для ответа на вопрос, как установить бесконтактную систему зажигания своими руками, следует изучить последовательность выполнения работ на примере автомобиля ВАЗ шестой серии:
После запуска двигателя проверьте корректную работу двигателя в разных режимах. Это относится к устойчивости на холостых оборотах, работе под нагрузкой. Оцените расход топлива и состав отработанных газов. Только после этого будьте уверены в высоком качестве проделанной работы.
С уважением, Максим Марков!
carsmotion.ru
Систе́ма зажига́ния — это совокупность всех приборов и устройств, обеспечивающих появление электрической искры, воспламеняющей топливовоздушную смесь в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания в нужный момент. Эта система является частью общей системы электрооборудования.
В первых двигателях (например, двигатель Даймлера, а также так называемый полудизель) смесь топлива с воздухом воспламенялась в конце такта сжатия от раскалённой калильной головки — камеры, сообщающейся с камерой сгорания (синоним — калильная трубка).
Перед запуском калильную головку надо было разогреть паяльной лампой, далее её температура поддерживалась сгоранием топлива при работе двигателя. В настоящее время по такому принципу работают калильные двигатели, используемые в различных моделях (авиа-, авто-, судомодели). Калильное зажигание в данном случае выигрывает своей простотой и непревзойдённой компактностью.Дизельные двигатели также не имеют систему зажигания, топливо воспламеняется в конце такта сжатия от сильно нагретого в цилиндрах воздуха.
Не нуждаются в системе зажигания компрессионные карбюраторные двигатели, топливовоздушная смесь воспламеняется от сжатия. Данные двигатели также применяются в моделизме.[1]
Но по-настоящему на бензиновых моторах прижилась искровая система зажигания, то есть система, отличительным признаком которой является воспламенение смеси электрическим разрядом, пробивающем воздушный промежуток между электродами свечи зажигания.
В настоящее время существуют три системы зажигания: с использованием магнето, батарейное зажигание с автомобильным аккумулятором и система зажигания без аккумулятора с использованием мотоциклетного генератора переменного тока.
Можно выделить: схемы без использования радиоэлектронных компонентов («классические») и электронные.
Схемы с электронным зажиганием разделяются на:
Одной из первых появилась система зажигания на основе магнето. Магнето — специализированный генератор переменного тока, вырабатывающий электроэнергию только для свечи зажигания. Конструкция представляет собой постоянный магнит, получающий вращение от коленчатого вала бензинового двигателя и неподвижную генераторную обмотку с малым количеством витков толстого провода (катушка индуктивности). На общем магнитопроводе с генераторной обмоткой находится высоковольтная (с большим количеством витков тонкого провода). Генерируемое низковольтное напряжение трансформируется в высоковольтное, способное «пробить» искровой промежуток свечи накаливания. Один из выводов каждой катушки связан с «массой» (корпусом двигателя), другой вывод высоковольтной обмотки присоединяется к центральному электроду свечи зажигания. Если магнето контактное — параллельно другому выводу низковольтной обмотки на «массу» подключён прерыватель с параллельно подключенным конденсатором (необходим для уменьшения искрения и подгорания контактов). В нужный момент времени (момент опережения зажигания) кулачок размыкает контакты прерывателя и на свече проскакивает искра. В электронных бесконтактных магнето прерыватель отсутствует, имеется управляющая катушка, в нужный момент генерируется управляющий импульс на электронный блок. Транзисторы или тиристоры открывается, ток поступает на высоковольтную катушку. Энергия дополнительно накапливается в конденсаторах или в катушках индуктивности, что повышает мощность искры.
Достоинством магнето является простота, компактность и лёгкость, низкая стоимость, аккумуляторная батарея не нужна. Магнето всегда готово к работе. Применяется в основном на малогабаритной технике — например, на бензопилах, газонокосилках, переносных бензогенераторах и др. Магнето также применялось на поршневых авиационных двигателях.
Классическая (контактная) батарейная система зажигания Второй, наиболее распространённой системой является батарейная система зажигания. В этом случае электропитание осуществляется от автомобильной аккумуляторной батареи, а когда двигатель работает — электроэнергию вырабатывает автомобильный генератор, подключенный параллельно аккумулятору.
Последовательно источникам тока подключен выключатель зажигания, прерыватель и первичная обмотка катушки зажигания с добавочным сопротивлением.
Катушка зажигания представляет собой импульсный трансформатор. Основная функция катушки зажигания — трансформирование низкого (12 вольт) напряжения в высоковольтный (десятки тысяч вольт) импульс, способный «пробить» искровой промежуток на свече.
Цепь высокого напряжения — вторичная обмотка катушки зажигания, распределитель, высоковольтные провода и свечи зажигания.
Если двигатель одноцилиндровый — тогда высоковольтный распределитель отсутствует, он также не нужен на двухцилиндровых двигателях при применении двухискровых катушек зажигания. В последнее время становится катушка на каждый цилиндр (что позволяет разместить катушку непосредственно на свече как наконечник и отказаться от высоковольтных проводов) или двухискровая катушка на пару цилиндров.
Принцип действия основан на законе электромагнитной индукции.
От аккумуляторной батареи при включенном зажигании и замкнутых контактах прерывателя ток низкого напряжения проходит по первичной обмотке катушки зажигания, образуя вокруг неё магнитное поле. Размыкание контактов прерывателя приводит к исчезновению тока в первичной обмотке и магнитного поля вокруг неё. Исчезающее магнитное поле индуктирует во вторичной обмотке высокое напряжение (около 20—25 киловольт). Распределитель поочерёдно подводит ток высокого напряжения к высоковольтным проводам и свечам зажигания, между электродами которых проскакивает искровой заряд, топливовоздушная смесь в цилиндрах двигателя воспламеняется.
Исчезающее магнитное поле пересекает не только витки вторичной, но и первичной обмотки, вследствие чего в ней возникает ток самоиндукции напряжением около 250—300 вольт. Это приводит к искрению и обгоранию контактов, кроме того, замедляется прерывание тока в первичной обмотке, что приводит к уменьшению напряжения во вторичной обмотке. Поэтому параллельно контактам прерывателя подключен конденсатор (как правило, ёмкостью 0,25 мкф).
Последовательно первичной обмотке катушки зажигания включается добавочное сопротивление (или дополнительный резистор). На низких оборотах контакты прерывателя оказываются бо́льшую часть времени в замкнутом состоянии и через обмотку протекает ток, более чем достаточный для насыщения магнитопровода. Избыточный ток бесполезно нагревает катушку. При запуске двигателя добавочное сопротивление шунтируется контактами реле стартера, тем самым повышается энергия электрической искры на свече зажигания.
На лёгких мотоциклах (например, мотоциклы «Минск», «Восход»), мопедах и подвесных лодочных моторах устанавливаются генераторы переменного тока с самовозбуждением (с вращающимся постоянным магнитом). Одна из статорных обмоток генерирует электроэнергию для свечи зажигания, остальные — для питания электрооборудования транспортного средства (фары, ходовые огни маломерного судна, освещение каюты). Статорная обмотка может быть совмещена с катушкой зажигания, а сам генератор — с узлом прерывателя. Аккумуляторная батарея на транспортном средстве не нужна (но на судне может присутствовать для освещения на стоянке, заряжается генератором на ходу, при работе лодочного мотора).
Блок электронного зажигания, СССР, 1980-е годы. Самостоятельно подключался к «классической» батарейной системе зажигания автомобиля. Тумблером электроннное зажигание могло быть отключено, переменным резистором водитель регулировал опережение зажигания (например, уменьшал при запуске холодного двигателя). Через контакты прерывателя «классической» системы зажигания протекает большой ток, вызывающий их быстрый износ, а также сила тока низкого напряжения зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя. После появления полупроводниковых элементов (тиристоров и транзисторов) стали выпускаться электронные системы зажигания, вначале контактные, как дополнение к «классической», затем бесконтактные.
В контактной электронной системе зажигания через прерыватель проходит малый ток, собственно прерыватель вызывает срабатывание электронной схемы коммутатора, формирующей импульс в первичной обмотке катушки зажигания. Благодаря электронным компонентам напряжение в первичной обмотке может быть повышено, при запуске двигателя коммутатор может выдавать несколько импульсов подряд, облегчая воспламенение топливной смеси, водитель может со своего места легко регулировать момент зажигания.
Так, на автомобилях ЗИЛ-130, ЗИЛ-131 и ГАЗ-53 штатно устанавливалась контактно-транзисторная система зажигания. В СССР в продажу поступали блоки электронного зажигания («Ока», «Искра», «Искра-2» и др.), которые автолюбители самостоятельно устанавливали на свои «Запорожцы», «Жигули» и «Москвичи». Блок электронного зажигания мог быть легко отключен при его неисправности.
Системы с накоплением энергии в индуктивности (транзисторные) занимают доминирующее положение в технике. Принцип действия — при протекании электрического тока от внешнего источника через первичную обмотку катушки зажигания катушка запасает энергию в своём магнитном поле, при прекращении этого тока ЭДС самоиндукции генерирует в обмотках катушки мощный импульс, который снимается со вторичной (высоковольтной) обмотки, и подаётся на свечу. Напряжение импульса достигает 20—40 тысяч вольт без нагрузки. Реально, на работающем двигателе напряжение высоковольтной части определяется условиями пробоя искрового промежутка свечи зажигания в конкретном рабочем режиме, и колеблется от 3 до 30 тысяч вольт в типичных случаях. Прерывание тока в обмотке долгие годы осуществлялось обычными механическими контактами, сейчас стандартом стало управление электронными устройствами, где ключевым элементом является мощный полупроводниковый прибор: биполярный или полевой транзистор.
Системы с накоплением энергии в ёмкости (они же «конденсаторные» или «тиристорные», CDI) появились в середине 1970-х годов в связи с появлением доступной элементной базы и возросшим интересом к роторно-поршневым двигателям. Конструктивно они практически аналогичны описанным выше системам с накоплением энергии в индуктивности, но отличаются тем, что вместо пропускания постоянного тока через первичную обмотку катушки к ней подключается конденсатор, заряженный до высокого напряжения (типично от 100 до 400 вольт). То есть обязательными элементами таких систем являются преобразователь напряжения того или иного типа, чья задача — зарядить накопительный конденсатор, и высоковольтный ключ, подключающий данный конденсатор к катушке. В качестве ключа, как правило, используются тиристоры. Недостатком данных систем является конструктивная сложность, и недостаточная длительность импульса в большинстве конструкций, достоинством — крутой фронт высоковольтного импульса, делающий систему менее чувствительной к забрызгиванию свечей зажигания, характерному для роторно-поршневых двигателей.
Принципиальная схема транзисторного электронного контактного зажигания. При размыкании контактов прерывателя S1 электронная схема формирует импульс электрического тока в первичной обмотке катушки зажигания Важнейшим параметром, определяющим работу системы зажигания, является так называемый момент зажигания, — то есть время, в которое система поджигает искровым разрядом сжатую рабочую смесь. Определяется момент зажигания как положение коленвала двигателя в момент подачи импульса на свечу опережением относительно верхней мёртвой точки в градусах (типично от 1 градуса до 30).
Это связано с тем, что для сгорания рабочей смеси в цилиндре требуется некоторое время (скорость распространения фронта пламени около 20-30 м/с). Если поджигать смесь в положении поршня в верхней мёртвой точке (ВМТ), смесь будет сгорать уже на такте расширения и частично на выпуске и не обеспечит эффективного давления на поршень (попросту говоря, догоняя поршень, вылетит в выхлопную трубу). Поэтому (оптимальный) момент зажигания подбирают таким образом (опережают относительно ВМТ), чтобы максимальное давление сгоревших газов приходилось на ВМТ.
Оптимальный момент (опережения) зажигания зависит от скорости движения поршня (оборотов двигателя), степени обогащения/обеднения смеси и немного от фракционного состава топлива (влияет на скорость горения смеси). Для автоматического приведения момента зажигания к оптимальному применяются центробежный и вакуумный регуляторы, или электронный блок управления.
Следует отметить, что на нагрузочных режимах в бензиновых двигателях при оптимальных (по скорости горения смеси) углах зажигания часто возникает детонация (взрывное горение смеси), поэтому, для её избежания, реальный угол опережения зажигания делают чуть больше, до порога возникновения детонации (подводом начального угла опережения вручную, или электроникой блока управления — автоматически, в движении).
Как «позднее зажигание», так и «раннее зажигание» (относительно оптимального) приводит к падению мощности двигателя и снижению экономичности из-за снижения КПД, а также избыточному нагреву и нагрузкам на детали двигателя. «Раннее зажигание», кроме того, приводит к сильной детонации, особенно при резком нажатии на педаль газа. Регулировка опережения зажигания на автомобилях обычно заключается в выставлении наиболее раннего момента зажигания, еще не приводящего к детонации при разгоне.
Бесконтактная электронная система зажигания; распределитель совмещён с катушкой зажигания, виден вакуумный регулятор и высоковольтные провода со свечными наконечниками. В старых двигателях использовался вращающийся кулачок и контактная группа (прерыватель), разрывающая цепь при определённом положении вала. Это упрощало низковольтную электрическую схему системы зажигания до двух проводов — от аккумулятора до катушки, и от катушки до прерывателя. Недостатком этой системы была низкая надёжность контактов прерывателя и параллельно им подключенного конденсатора (возможно, самое ненадёжное место в двигателе как целом), уязвимость контактов для нагара и влаги.
С развитием электроники от прерывателя отказались, заменив его бесконтактными датчиками — индуктивными, оптическими, либо наиболее распространёнными датчиками Холла, основанными на эффекте изменения проводимости полупроводника в магнитном поле. Преимущество бесконтактных схем — отсутствие необходимости в периодическом обслуживании, — за исключением замены свечей зажигания. В таком случае, для выдачи резкого фронта/спада напряжения на катушку необходима электронная схема, делающая это на основании сигнала с датчика. Отсюда происходит название такого варианта: «бесконтактное электронное зажигание». Электронная схема обычно исполнена в виде единого; зачастую — неремонтопригодного узла, известного в просторечии как «коммутатор».
На советских лодочных[2] и мотоциклетных[3] двигателях бесконтактное электронное зажигание применялось с 1970-х годов; на автомобилях — начиная с ВАЗ-2108 (1984).
В современных автомобилях на его смену пришли датчик положения коленвала и датчик фаз. Точный момент искрообразования вычисляется электронным блоком управления в зависимости от показаний многих иных датчиков (датчик детонации, датчик положения дроссельной заслонки и т. п.) и в зависимости от режима движения и работы двигателя.
Центробежный регулятор — устройство, изменяющее положение шторки бесконтактного датчика или кулачка контактного (а значит, и момент зажигания) в зависимости от оборотов двигателя.
Состоит из грузиков (обычно — двух), которые, с увеличение оборотов двигателя, расходятся, преодолевая сопротивление пружинок, поворачивая при этом часть вала со шторкой или кулачком вперёд (увеличивая опережение зажигания при увеличении оборотов).
Вакуумный регулятор — устройство, изменяющее положение датчика относительно начального (а, значит, и момент зажигания) в зависимости от разрежения во впускном коллекторе, то есть от степени открытия дроссельных заслонок и оборотов двигателя. Обычно включает в себя шланг от узла прерывателя/датчика до карбюратора или впускного коллектора. На прерывателе разрежение воздействует на мембрану, которая, преодолевая сопротивление пружины, сдвигает датчик (контакты прерывателя) навстречу движению кулачка (шторок), то есть, увеличивая опережение зажигания при большом разрежении во впускном коллекторе (в этом случае смесь горит дольше, это режимы малых нагрузок при высоких оборотах двигателя).
Центробежный и вакуумный регуляторы позволяют добиться оптимального момента зажигания во всех режимах работы двигателя. В современных двигателях они уже не используются, — поскольку задача определения оптимального момента искрообразования переложена на микропроцессор (в электронном блоке управления, или контроллере), учитывающий в вычислениях также положение дросселей, обороты двигателя, сигналы датчика детонации и т. п.
Схема включения двухискровой катушки зажигания Катушка зажигания (часто называется «бобина») — импульсный трансформатор, преобразующий резкий фронт/спад напряжения от прерывателя/коммутатора в высоковольтный импульс. В одноцилиндровых двигателях (лодочные, мотоциклетные) используется по одной катушке на каждый цилиндр, соединённой со свечой высоковольтным проводом. В многоцилиндровых двигателях традиционно использовалась одна катушка и распределитель; однако в большинстве современных двигателей используется несколько катушек зажигания, либо объединённых в едином корпусе с электронными коммутаторами (т. н. «модуль зажигания»), при этом каждая катушка обеспечивает искру в конкретном цилиндре, либо в группах цилиндров, что позволяет отказаться от распределителя зажигания, либо отдельные катушки устанавливаются непосредственно на каждую свечу; при этом, катушки выполнены в виде надеваемых на свечи наконечников, конструктивно объединяющих собственно высоковольтный трансформатор и силовой ключ управления, что позволяет отказаться также и от высоковольтных проводов. Нередко — в случае большеобъёмных двигателей или двигателей, работающих на обеднённых смесях, — используют двух- или многоточечный по́джиг для уменьшения фазы горения смеси или для повышения надёжности (авиадвигатели). В этом случае устанавливается либо два комплекта катушек зажигания и распределителей, либо используется схема с индивидуальными катушками (например, двигатели Honda серии LxxA). Также, в двигателях с четным числом цилиндров часто применяется схема с двухискровой катушкой зажигания, содержащей выводы от обоих концов высоковольтной обмотки и соответственно питающей две свечи зажигания, находящихся в цилиндрах, циклы в которых сдвинуты друг относительно друга так, чтобы ненужная в данный момент искра попадала на такт выпуска или продувки. Преимущество: позволяет упростить схему зажигания; причём, в случае двухцилиндровых двигателей — кардинально. Двухискровые катушки зажигания применяются на автомобилях «Ока», мотоциклах «Днепр».
Прерыватель-распределитель в сборе Распределитель зажигания (обиходное название — «трамблёр») — высоковольтный переключатель, бегунок которого получает вращение от распределительного вала двигателя, подключает катушку зажигания к нужной в данный момент свече. Обычно исполняется в одном корпусе и на одном валу с прерывателем/датчиком положения вала. Состоит из подвижного контакта (бегунка) и крышки, к которой подключаются один высоковольтный провод от катушки и несколько — далее к свечам.
Вполне надёжен, но требует периодической чистки; также, трещины крышки часто приводят к неработоспособности двигателя, — особенно во влажную погоду. Бегунок имеет тенденцию к подгоранию.
В современных двигателях распределитель не используется, уступив место модулям зажигания, использующим отдельные катушки для отдельных групп свечей, или катушкам установленным непосредственно на свечи.
Высоковольтные провода соединяют катушку зажигания с центральным контактом крышки распределителя и боковые контакты распределителя со свечами зажигания. Если двигатель одноцилиндровый или применяется двухискровая катушка зажигания — тогда провод идёт от катушки непосредственно к свече. Высоковольтный провод — это многожильный провод, окружённый многослойной изоляцией, способной выдержать разность потенциалов до 40 киловольт. Характеризуются распределённым активным сопротивлением (порядка нескольких килоом на метр), либо так называемым «нулевым сопротивлением» (порядка нескольких ом на метр). В последнее время стала применяться изоляция из силикона, как более надёжная и долговечная. Также применяются экранированные провода (с металлической оплёткой), например, на автомобилях с радиостанциями для уменьшения радиопомех. На концах высоковольтных проводов находятся наконечники для подключения к катушке зажигания, крышке распределителя и свечам зажигания.
В некоторых современных автомобилях катушки зажигания устанавливаются непосредственно на свечи и высоковольтные провода не используются.
Свеча зажигания вворачивается в головку цилиндра (или в головку блока цилиндров), к контактному выводу при помощи наконечника подключается высоковольтный провод. Через воздушный промежуток между центральным и боковым электродами проскакивает электрическая искра, воспламеняя топливовоздушную смесь. Также существуют системы зажигания бензиновых двигателей с двумя свечами, и, соответственно, двумя катушками на каждый цилиндр (или двумя магнето, как на авиационных поршневых двигателях). Две свечи на цилиндр применяются, исходя из соображений сокращения длины пробега фронта горения в цилиндре, что позволяет немного сдвинуть момент зажигания в раннюю сторону, и получить немного бо́льшую отдачу от двигателя. Также повышается надёжность системы.
Все неисправности систем зажигания можно разделить на категории:
Большинство узлов системы зажигания неремонтопригодны и в случае отказа заменяются на исправные. Наиболее часто выходящие из строя узлы:
biograf.academic.ru
Из теории двигателя внутреннего сгорания мы знаем, что при сгорании топливовоздушной смеси образуется много газов, которые свой силой давят на поршень и в результате чего совершается полезная работа. Система зажигания инжекторного двигателя служит для поджигания смеси в определенный период, вследствие чего начинается процесс сгорания. От нормальной работы системы зажигания зависит мощность двигателя, содержание вредных веществ в отработавших газах, а также топливная экономичность. Вследствие исправной работы системы зажигания продлевается срок службы каталитического нейтрализатора, который стоит недешево.
Система зажигания инжекторного двигателя (англ. Fuel Injection System) — система подачи топлива, массово устанавливаемая набензиновых автомобильных двигателях, начиная с 1980-х годов. Основное отличие от карбюраторной системы — подача топлива осуществляется путем принудительного впрыска топлива с помощью форсунок во впускной коллектор или в цилиндр. Автомобили с такой системой питания часто называют инжекторными. Источник
Когда поршень сжимает топливовоздушную смесь, давление в камере сгорания достигает 20-40 бар, а температура смеси достигает 400 — 600оС. Но чтобы смесь загорелась, т.е. произошел бы процесс горения этого недостаточно и нужно на нее каким-то образом воздействовать. Для этого служит искра, которая возникает между центральным и боковым электродами свечи зажигания. Но если искровой заряд будет маломощным, то возгорание может и не произойти. Поэтому чтобы смесь поджигалась нужен очень мощный разряд. К примеру, для стехиометрической смеси он составляет 0.2 мДж, а для «бедной» или «богатой» смеси он уже должен быть равным 3.0 мДж. Также необходимо, чтобы около искры находилось оптимальное количество топливовоздушной смеси. Именно это количество и поджигает всю оставшуюся смесь в цилиндре, а дальше начинается процесс сгорания топлива.
В системе зажигания автомобиля присутствует катушка зажигания, которая накапливает энергию и передает ее на свечу зажигания для возникновения напряжения. Особенность катушки зажигания состоит в том, что напряжение, которая она создает, намного превышает величину пробоя в зазоре свечи зажигания. Катушки зажигания способны накапливать энергию в районе 60 — 120 мДж и обеспечивают напряжение равное 25 — 40 кВ.
Условия для качественного горения топлива:
1. Достаточная продолжительность искрового разряда
2. Оптимальное распыление топливовоздушной смеси
3. Однородность топливовоздушной смеси
4. Стехиометрический состав топливовоздушной смеси
На процесс горения влияет также величина искрового разряда между электродами свечи зажигания. Увеличение зазора способствует увеличению длины искры, что приводит к более лучшему процессу сгорания топлива. Величину зазора в свечи зажигания надо выставлять согласно данным производителя мотора.
Две миллисекунды — именно столько проходит между моментом начала воспламенения смеси и ее полным сгоранием. При повышении частоты вращения коленвала время сгорания остается постоянным, но средняя скорость перемещения поршня возрастает. Это ведет к тому, что когда поршень отходит от ВМТ (верхняя мертвая точка), сгорание смеси произойдет в большем объеме и давление газов на поршень уменьшиться. Из-за этого упадет мощность двигателя. Кроме того, при одной и той же частоте вращения коленчатого вала с увеличением нагрузки на двигатель момент воспламенения должен наступать позже. Это объясняется тем, что увеличивается количество горючей смеси, поступающей в цилиндры, и одновременно уменьшается количество примешиваемых к ней остаточных отработавших газов, вследствие чего повышается скорость сгорания. Искра должна возникнуть в тот момент, когда давление сгорания при разных рабочих режимах будет наиболее оптимальным. Это вызывает необходимость воспламенять рабочую смесь с опережением (до прихода поршня к ВМТ) с таким расчетом, чтобы смесь полностью сгорела к моменту перехода поршнем ВМТ (при наименьшем объеме). Момент зажигания принято определять
[spoiler]по положению коленчатого вала относительно ВМТ и обозначать его в градусах до ВМТ. Этот угол называют углом опережения зажигания (УОЗ). Сдвиг момента зажигания в сторону ВМТ считается поздним (УОЗ уменьшается), а сдвиг от ВМТ — ранним (УОЗ увеличивается). Чем выше частота вращения коленвала, тем более ранним должен быть угол опережения зажигания (УОЗ).
Момент зажигания является наиболее важным показателем в работе двигателя. Ведь от него зависят такие праметры как экономичность мотора, максимальная мощность, а также содержание вредных веществ в выхлопных газах. В впрысковых моторах система самостоятельно рассчитывает угол опережения зажигания в зависимости от работы мотора в определенный период. УОЗ определяется на основании скорости вращения коленвала, режима работы мотора и нагрузки на двигатель. На основании этих данных и трехмерной функции, система управления двигателем (СУД) подбирает оптимальный УОЗ.
Детонация двигателя возникает при высокой степени сжатия двигателя. Она носит очень опасный характер для двигателя. Детонация бывает из-за самопроизвольного сгорания топливовоздушной смеси в камере сгорания. Детонация свидетельствует о том, что момент зажигания очень ранний. Вследствие детонационного горения топлива могут пострадать детали двигателя из-за повышенной температуры и давления паров. В первую очередь страдают поршни, прокладка головки цилиндров и головка в зоне клапанов. Детонация может приводить к капитальному ремонту двигателя.
Детонационное горения можно возникать при двух вариантах:
1. Детонация при высоких оборотах двигателя. Она возникает при большой нагрузки на двигатель и повышенных (близким к критическим) оборотов коленчатого вала.
2. Детонация, возникающая при разгоне. Она слышна как металлический звон (или как говорят бывалые «стучат пальчики»). Она бывает при повышенной нагрузке, но при малых оборотах мотора. Именно она считается как самая опасная детонация, т.к. ее вовсе не слышно из-за повышенного шума мотора на повышенных оборотах.
Следует помнить, что детонационное горение может возникнуть из-за конструкции двигателя, а также от «дрянного» топлива.
Вот и вся Система зажигания инжекторного двигателя
[/spoiler]
avto.win7ka.ru
Система зажигания бензиновых двигателей
Общая информация
Схема системы зажигания с бесконтактным датчиком-распределителем
 |
|
|
1 - Свечи зажигания 2 - Распределитель зажигания 3 - Коммутатор |
4 - Катушка зажигания 5 - Выключатель зажигания 6 - Батарея |
 |
Системы Bosch Mono-Motronic, Simos 2P и Magneti-Marelli 1AV являются подсистемами единой системы управления двигателем, контролирующей подачу питания и порядок воспламенения топлива. Настоящая Часть Главы посвящена лишь компонентам, имеющим отношение к зажиганию. |
Система зажигания предназначена для преобразования тока низкого напряжения, поступающего от аккумуляторной батареи или генератора, в ток высокого напряжения, а также для подачи этого ВВ напряжения в соответствующие моменты на свечи зажигания, поджигающие воздушно-топливная смесь в цилиндрах двигателя.
На карбюраторных моделях рассматриваемых автомобилей используется система зажигания с бесконтактным датчиком-распределителем и коммутатором. Схема такой системы зажигания представлена на иллюстрации.
В НВ контуре системы зажигания ток протекает через контакты выключателя зажигания к клемме "15" катушки зажигания, а затем - с клеммы "1" катушки к коммутатору.
В ВВ контуре индуцированный во вторичной обмотке катушки зажигания (создается в моменты прерывания тока в первичной обмотке катушки) ток поступает на центральную клемму крышки распределителя и, далее - через бегунок и ВВ провода - на свечи зажигания.
Bosch Mono-Motronic и Magneti-Marelli 1AV
В состав обеих систем входят четыре свечи зажигания, пять ВВ проводов, распределитель зажигания, электронная катушка зажигания, электронный блок управления (ECU), а также комплект информационных датчиков, исполнительных устройств и соединительная электропроводка. Схемы размещения компонентов систем несколько различны, однако по принципу функционирования системы практически идентичны.
ECU выдает опорное напряжение на входную ступень катушки зажигания, возбуждая первичную обмотку катушки. Периодически опорное напряжение прерывается ECU, что ведет к сворачиванию магнитного поля первичной обмотки и вырабатыванию ВВ напряжения во вторичной. Далее, созданное в катушке высокое напряжение через распределитель по ВВ проводам подается на свечи зажигания, генерирующие мощную искру на такте зажигания поршня каждого из цилиндров. Искра образуется между электродами свечи в момент подачи на нее ВВ напряжения и обеспечивает гарантированный поджиг впрыскиваемой в цилиндр воздушно-топливной смеси. Угол опережения зажигания и длительность замкнутого состояния контактов прерывателя определяется и контролируется ECU, исходя из поступающей от датчиков системы управления двигателем информации об оборотах двигателя, положении коленчатого вала и глубине разрежения во впускном трубопроводе. К числу прочих параметров, оказывающих влияние на выбор угла опережения зажигания, относятся положение и скорость открывания дроссельной заслонки, температура всасываемого воздуха и охлаждающей жидкости, а в системе Magneti-Marelli, - также детонация воздушно-топливной смеси (информация поступает на ECU от соответствующих датчиков).
Контроль детонации воздушно-топливной смеси предусмотрен на моделях 1.6 л, оборудованных системой впрыска Magneti-Marelli 1AV. Датчик детонации установлен на блоке цилиндров и по возрастанию вибраций выявляет момент, когда зажигание становится слишком ранним. Своевременно получив информацию от датчика, ECU производит замедление зажигания, предотвращая появления связанных с детонацией звуковых эффектов. Далее ECU в несколько этапов возвращает угол опережения зажигания к нормальному значению. В случае повторного возникновения детонации цикл повторяется.
Управление оборотами холостого хода осуществляется отчасти посредством электронного модуля положения дроссельной заслонки, установленного стенке корпуса дросселя, а отчасти - системой зажигания путем своевременной корректировки угла опережения зажигания. Ввиду сказанного, необходимость в ручной регулировке оборотов отпадает, а возможность ее выполнения конструкцией системы не предусмотрена.
В некоторых системах ECU способен организовать многоразовое зажигание при запуске холодного двигателя. В момент проворачивания двигателя стартером свечи зажигания вырабатывают искру на каждом такте многократно, что существенно повышает эффективность воспламенение смеси и облегчает запуск двигателя.
Следует отметить, что описываемая в настоящей Главе диагностика неисправностей системы возможна лишь с применением специального электронного оборудования. Если выявить причину отказа в ходе выполнения перечисленных в Разделе Диагностика неисправностей системы зажигания и проверка состояния ее компонентов настоящей Главы проверок не удается, автомобиль следует отогнать на станцию техобслуживания. Описания процедур снятия и установки вышедших из строя компонентов приведены в соответствующих Разделах Главы.
Simos 2P
В системе Simos 2P используется статическое зажигание (без распределителя). В состав системы зажигания входят две заключенные в кожухи и объединенные в единый модуль катушки зажигания. Модель устанавливается непосредственно над свечами зажигания, а потому никаких ВВ проводов не предусмотрено.
Каждая из катушек модуля обслуживает по два цилиндра (одна - 1-й и 4-й, вторая - 2-й и 3-й).
По выдаваемым ECU командам катушки генерируют в цилиндрах по две искры зажигания - одну на такте сжатия и одну на выпускном такте. Напряжение пробоя свечи на такте сжатия в результате повышения давления оказывается весьма значительным. На такте выпуска, когда компрессия незначительна, генерируется очень слабая искра, не оказывающая никакого воздействия на выпускаемые из цилиндра отработавшие газы и называемая холостой. Такая схема зажигания позволяет избежать необходимости установки отдельной катушки на каждую из свечей.
ECU управляет функционированием системы на базе получаемых от различных информационных датчиков сигналов. На основе поступающей информации о температуре двигателя, текущей нагрузке и оборотах ECU определяет параметры для корректировки момента зажигания и времени заряда катушек. на холостом ходу ECU, корректируя соответствующим образом угол опережения зажигания, изменяет крутящий момент двигателя с целью поддержания стабильности оборотов. Система функционирует в тесном контакте с потенциометром положения дроссельной заслонки.
В состав системы зажигания входит также датчик детонации. Установленный в задней части блока цилиндров, датчик реагирует на изменение частоты вибраций двигателя и определяет момент начала возникновения детонации смеси в цилиндрах. На основании получаемой от датчика информации, ECU своевременно производит пошаговую корректировку угла опережения зажигания, предотвращая дальнейшее развитие детонации.
carmanz.com
| В карбюраторных и большинстве газовых двигателей зажигание горючей смеси происходит посредством электрической искры, получаемой от источника электрического тока высокого напряжения. Исключение составляют газодизели, у которых в конце хода сжатия при помощи топливного насоса в цилиндр впрыскивается небольшая доза запального топлива, которая самовоспламеняется и поджигает горючую смесь, находящуюся в цилиндре. При электрическом зажигании, в зависимости от устройств, служащих источником тока высокого напряжения, различают две основные системы зажигания: батарейное и от магнето. Вне зависимости от системы зажигания запал производится с помощью запальных свеч, изображенных на фиг. 129.
Запальная свеча состоит из стального корпуса 7, в котором помещается фарфоровый или слюдяной изолятор 5 с заделанным в нем центральным электродом 1. Верхний конец центрального электрода имеет резьбу, и гайку 6 для присоединения токоподводящего провода. Изолятор устанавливается в корпусе свечи на уплотненных прокладках 3. В корпусе свечи закреплен боковой электрод 2. Между центральным и боковым электродами должен быть искровой промежуток от 0,4 до 0,8 мм. Свеча ввертывается в крышку цилиндра с тем, чтобы нижняя ее часть с электродами входила в полость пространства сжатия. Для герметичности под свечу ставится медноасбестовая прокладка 8. При включении электрического тока, подводимого к центральному электроду свечи, между центральным и боковым электродом возникает искровой разряд. Электрическая искра воспламеняет сжатую горючую смесь. При системе зажигания от магнето последнее служит источником электрического тока. Магнето представляет собой магнитоэлектрическую машину. Различают два основных типа магнето: с вращающимся магнитом и с вращающимися обмотками. В СССР промышленность выпускает магнето первого типа; простейшая схема его представлена на фиг. 130.
Между двумя стойками 1, изготовленными из мягкого железа, с расположенным на них железным сердечником 2 вращается постоянный магнит 3. При положении магнита, указанном на фиг. 130, а, магнитный поток от северного полюса направляется по железным стойкам и сердечнику к южному полюсу, образуя в сердечнике 2 магнитный поток, устремляемый слева направо. Когда магнит повернется на 90° (фиг. 130, б), магнитный поток минует сердечник. При дальнейшем повороте магнита на 90° (фиг. 130, в) магнитный поток опять проходит по сердечнику 2, но теперь уже справа налево. При дальнейшем вращении магнита рассмотренные явления повторяются. Таким образом, за один оборот магнита 3 в сердечнике 2 магнитный поток дважды меняет свое направление и дважды достигает своей наибольшей величины. На сердечнике имеются две обмотки — толстая 4 с относительно небольшим числом витков, называемая первичной обмоткой, и тонкая 5 с большим числом витков — вторичная обмотка. Один конец первичной обмотки присоединен к сердечнику (массе), а другой — ко вторичной обмотке. При прохождении магнитного потока по сердечнику 2 появляющиеся и исчезающие магнитные силовые линии пересекают витки первичной обмотки 4, вызывая появление в нем электрического тока низкого напряжения. Направление и сила тока зависят от направления и силы магнитного потока. Возбуждаемые током первичной обмотки, вокруг нее возникает пульсирующее магнитное поле, которое, пересекая витки вторичной обмотки, возбуждает в них переменный ток высокого напряжения. В многоцилиндровом двигателе число запальных свечей равно числу цилиндров, поэтому ток высокого напряжения сначала подводится к распределителю, который включает свечи в цепь высокого напряжения поочередно. Батарейная система зажигания отличается от зажигания с магнето тем, что источником тока низкого напряжения служит аккумуляторная батарея. Этот ток подводится к катушке, являющейся трансформатором и состоящей из сердечника, первичной и вторичной обмоток. При помощи механического прерывателя ток в цепи первичной обмотки периодически прерывается, вследствие чего магнитное поле первичной обмотки, пульсируя, индуктирует во вторичной обмотке ток высокого напряжения, вызывающий искровой разряд в запальной свече. |
vdvizhke.ru
