Система зажигания - как она устроена?

3461

Замок зажигания Одной из главных систем, обеспечивающих стабильную работу двигателя, есть система зажигания. Именно ее составляющие, в нужный момент способствуют образованию электрической искры, которая воспламеняет топливо-воздушную смесь в цилиндрах мотора внутреннего сгорания. Также, она является частью системы электрооборудования. Думаю, большинство автолюбителей уже имеют общее представление о системе зажигания, а тем кому интересно получить дополнительную информацию, предлагаю дочитать до конца данную статью, вдруг удастся восполнить пробелы в знаниях.

1. Некоторые факты из истории зажигания

Началось все, еще в далеком 1887 году, когда по заказу одной из машино-строительных компаний, фирма Роберта Боша создала первую систему зажигания на основе магнето. Конечно, перед ее появлением уже были попытки создать нечто подобное, однако в силу определенных причин данная затея не увенчалась успехом. Так, к примеру, в двигателе Даймлера возгорание топливной смеси происходило в конце такта сжатия, причиной чего была раскалённая головка – камера, связанная с камерой сгорания (называемая тогда калильной трубкой). Перед запуском двигателя калильную головку нужно было разогреть паяльной лампой, после чего ее температура поддерживалась путем сгорания топлива при работе мотора. В современном мире такой принцип положен в работу калильных двигателей, применяемых в разных моделях авиа-, судо- и автомобилестроения. В данном случае, калильное зажигание выигрывает за счет простоты и компактности.

Система зажигания Но вернемся к системе зажигания от магнето. Ее основой стала незапатентованная разработка фирмы Deutz, являющая собой аппарат, способный генерировать электрическую искру, которая, в свою очередь, вызывала появление детонации топливно-воздушной смеси в моторе внутреннего сгорания.

Спустя несколько лет, благодаря непрерывной работе над усовершенствованием новинки, Бошу удалось значительно улучшить ее характеристики, что также положительно сказалось на увеличении объемов продаж. Уже к 1897 году, больше 55% производства мастерской занимали системы зажигания «магнето», при чем тенденция к увеличению продолжала стремительно расти. В то же время, один из членов наблюдательного совета компании «Даймлер» Фредерик Симмс, предложил фирме Боша попробовать адаптировать систему под высокооборотный двигатель трицикла De Dion Bouton, с чем изобретатель успешно справился. По сути, он сделал то, что до него, еще никому не удавалось. Таким образом, удалось решить самую большую проблему ранней истории автомобилестроения (тот же Карл Бенц окрестил систему зажигания «проблемой из проблем» в конструкции силового агрегата).

Зажигание, базирующиеся на эффекте магнето, быстро вытеснило калильные трубки Даймлера, которые были довольно опасными, поскольку использовали в работе открытое пламя. Это позволило Роберту Бошу получить свое первое серьезное признание.

Модуль зажигания Однако, это было еще далеко не пределом мечтаний и пика своей популярности новая система достигла в 1902 году, когда ученик Боша Готтлоб Хонольд создал зажигание от магнето имеющее высокое напряжение. В этом усовершенствованном варианте, искра возникала между электродами свечи зажигания. Именно с этого времени, появился реальный шанс универсального применения системы, так как раньше вопрос ее взаимодействия с различным типам двигателей был постоянным источником проблем.

2. Принцип действия зажигания

Принцип работы системы зажигания базируется на накоплении и трансформации катушкой зажигания низкого 12-вольтного напряжения электрической сети транспортного средства в более высокое напряжение (до 30000 В), а затем передачи полученного высокого напряжения соответствующей свече зажигания. Также, составляющей частью рабочего процесса системы есть образование на свече зажигания искры, требуемой в конкретный промежуток времени.

Если весь процесс работы зажигания разбить на этапы, то мы получим следующие его составляющие:

1. Этап накопления энергии электричества;

2. Ее преобразование;

3. Распределение электрической энергии между свечами зажигания;

4. Образование искры;

5. Воспламенение воздушно-топливной смеси.

Свеча зажигания В системе зажигания контактного типа (сегодня применяется на некоторых представителях отечественной «классики») управлением и распределением электроэнергии по цилиндрам мотора занимается механическое устройство называемое прерывателем-распределителем. Чуть позже, с развитием контактной системы, появился контактно-транзисторный ее вариант. Она отличается от предыдущей системы наличием транзисторного коммутатора в первичной цепи катушки зажигания.

Альтернативой контактной системе выступает система зажигания бесконтактного типа, в которой в качестве «управляющего» накоплением энергии, применяется транзисторный коммутатор, поддерживающий связь с бесконтактным импульсным датчиком. Транзисторный коммутатор выполняет здесь роль прерывателя, а распределение высоковольтного тока выполняется с помощью механического распределителя.

Кроме контактной и бесконтактной системы зажигания, на современных транспортных средствах применяется еще и электронный ее вариант, который использует электронный блок управления. Именно он управляет накоплением и распределением электроэнергии, а в ранних конструкциях системы, электронный блок управлял еще и системой впрыска топлива, делая это одновременно с контролем за системой зажигания (так называемая «объединенная система»). В наше время, управление зажиганием входит в систему управления работой силового агрегата автомобиля.

3. Составляющие элементы системы зажигания

Как Вы уже, наверное заметили, все перечисленные виды систем зажигания очень похожи между собой, а отличаются они только способом создания импульса управления. Поэтому, основные элементы, входящие в состав любой из них, такие же как и в остальных. К ним относят:

- источник питания (в момент запуска двигателя – аккумуляторная батарея, а при работе мотора - генератор);

- выключатель зажигания (замок зажигания) – представлен в виде контактного устройства, с механическим или электрическим вариантом подачи напряжения на систему зажигания. Обычно, он выполняет две основные функции: посылает напряжение на ботовую сеть и на систему зажигания, а также подает напряжение на втягивающее реле стартера машины;

- накопитель энергии – занимается накоплением и преобразованием энергии достаточной силы, необходимой для появления электрического разряда между электродами свечи зажигания.

Бесконтактная система зажигания Условно, все накопители энергии разделяются на индуктивные и емкостные. Самый простой индуктивный накопитель представлен в виде катушки зажигания, которая является автотрансформатором: его первичная обмотка подключена к плюсовому полюсу, а через устройство разрыва и к минусовому. В ходе работы механизма разрыва (например, кулачков зажигания) в первичной обмотке появляется напряжение самоиндукции, а во вторичной – возникает повышенное напряжение, которого достаточно для пробоя воздушного зазора свечи. Емкостный накопитель – это емкость, которая заряжается посредством повышенного напряжения, а затем, когда придет время, отдает свою энергию свече зажигания;

- свеча зажигания представлена в виде устройства, которое имеет в наличии два электрода, находящихся друг от друга на расстоянии 0,15-0,25 миллиметров. Его можно назвать еще фарфоровым изолятором, надетым на металлическую резьбу, в центре которого размещен проводник, служащий первым электродом, в то время как роль второго электрода выполняет резьба;

- система распределения зажигания. Используется для передачи энергии между накопителем и свечами зажигания в какой-то конкретный момент времени. Составными частями системы есть: распределитель зажигания (трамблер, обычно собран в кулачковый механизм) – устройство, распределяющее высокое напряжение по ведущим к свечам проводам. Выделяют два типа распределения зажигания – механическое и статическое. Механический вариант представлен в виде вала, приводящегося в действие с помощью двигателя, а напряжение по высоковольтным проводам распределяется через «бегунок». Статическое распределение зажигания предусматривает отсутствие вращающихся деталей. В таком случае, катушка зажигания соединяется непосредственно со свечей, а управлением занимается соответствующий блок. Если, к примеру, мотор машины имеет четыре цилиндра, значит и количество катушек будет аналогичное. Высоковольтные провода здесь полностью отсутствуют;

Ключ зажигания - коммутатор - является электронным устройством генерации импульсов, управляющихся катушкой. Оно подключается к цепи питания катушки зажигания и дождавшись сигнала от блока управления разрывает поступающее питание, в следствии чего, появляется напряжение самоиндукции;

- блок управления системой зажигания – представлен в виде микропроцессорного устройства, которое, в зависимости от данных датчиков положения коленчатого вала, температурных датчиков, датчика положения распредвала и лябда-зондов, определяет момент поступления импульса на катушку зажигания;

- высоковольтный провод – это одножильный провод имеющий повышенный уровень изоляции;

- внутренний проводник. Используется для исключения помех радиодиапазона и может быть представлен в форме спирали.

4. Неисправности системы зажигания

Как уже говорилось, на современных автомобилях могут устанавливаться разные системы зажигания: контактная, бесконтактная или электронная. В ходе эксплуатации любой из них, со временем появляются те или иные проблемы (неисправности). Понятное дело, что в силу разных конструктивных особенностей они могут несколько различаться между собой, однако, выделяют и общие для всех систем поломки: неисправности в катушке зажигания, неисправности свечей зажигания, нарушение соединений в высоковольтной и низковольтной цепи (это может быть обрыв провода, окисление контактов, недостаточно плотное соединение и т.д.)

Система зажигания В случае с электронной системой, к этому перечню добавляются также неисправности электронного блока управления и изъяны входных датчиков. В системе зажигания бесконтактного типа проблемы могут возникнуть также с транзисторным коммутатором, крышкой датчика-распределителя, центробежным и вакуумным регулятором опережения зажигания.

К основным причинам возникающих в системе зажигания поломок, относятся следующие:

- несоблюдение правил эксплуатации (использование низкокачественного топлива, отсутствие периодичности в обслуживании или неквалифицированное его проведение);

- использование неоригинальных конструктивных элементов низкого качества (катушки зажигания, свечи, высоковольтные провода и т.д.);

- негативное влияние внешних факторов (атмосферные воздействия, механические повреждения).

Наиболее распространенными поломками системы зажигания есть дефекты свечей зажигания. На сегодняшний день, когда данный элемент стал доступен потребителю, эта проблема легко устраняется – купил новую деталь и неисправность устранена.

Система зажигания Положительным моментом есть и тот факт, что значительная часть возможных неисправностей описанной системы ушла в прошлое вместе с ее контактным видом и низким качеством его элементов. Определить наличие неисправности системы зажигания можно и исходя из внешних признаков. Однако, стоит отметить, что они определенно имеют сходство с признаками поломок некоторых других систем и прежде всего с неисправностями системы впрыска, а также топливной системы. Исходя из этого, проводя диагностические процедуры, не стоит обходить вниманием и их, тоесть оптимальный вариант – это комплексная диагностика.

К внешним признакам наличия неисправности в системе зажигания относятся:

- неустойчивая работа двигателя в режиме холостого хода, затрудненный запуск силового агрегата;

- повышение уровня расхода топлива и снижение мощности мотора.

Наиболее распространенными в наши дни являются бесконтактная и электронная системы, поэтому давайте более детально рассмотрим признаки их поломок и соответствующие им неисправности. Начнем с бесконтактной системы зажигания:

Если двигатель совсем не запускается/запускается с некоторыми проблемами, то:

- возможно, произошел обрыв высоковольтных проводов;

- проблемы возникли в работе катушки или свечей зажигания.

Если в режиме холостого хода, отмечается неустойчивая работа двигателя, то:

- возможно, пробита крышка датчика-распределителя;

- возникла неисправность транзисторного коммутатора или датчика-распределителя, или свечей зажигания.

Если Вы заметили резкое повышение расхода топлива, то причиной этого, скорее всего, выступает неисправность центробежного регулятора опережения зажигания.

К снижению мощности мотора может привести проблемы в работе вакуумного регулятора опережения зажигания.

Внешние признаки и соответствующие им поломки электронной системы зажигания такие:

Система зажигания Если двигатель совсем не запускается/запускается с некоторыми проблемами, то возможные причины такие же как и в бесконтактной системе (обрыв высоковольтных проводов, проблемы в работе свечей зажигания или катушки).

Если отмечается неустойчивая работа двигателя в режиме холостого хода, то причину стоит искать в работе входных датчиков (датчик Холла, датчик частоты вращения коленвала) или в неисправностях электронного блока управления.

Если наблюдается повышенный расход топлива, то, скорее всего, вышли из строя свечи зажигания или один/несколько входных датчиков. Снижение мощности мотора, обычно вызывают проблемы в работе электронного блока управления.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?


Комментарии

Вам также может быть интересно