Содержание
принцип работы и устройство, типы и неполадки системы зажигания
Основная задача системы зажигания в бензиновом моторе – передача искры на свечи зажигания в нужный рабочий такт. У дизельных двигателей она устроена иначе. В них в момент топливного впрыска в такт сжатия случается зажигание смеси.
Содержание:
- Что такое система зажигания?
- Устройство и состав системы зажигания
- Как работает система зажигания автомобиля?
- Типы систем зажигания
- Неполадки системы зажигания
- Как проверить систему зажигания?
- Полезные советы и рекомендации
Что такое система зажигания?
Система зажигания автомобиля — это группа приборов и компонентов, которая нужна для формирования искры в момент, соответствующий рабочему режиму мотора. Эта система служит составным узлом электрооборудования. Система зажигания бензиновых двигателей автомобилей имеет сложное устройство, включая электрическую цепь, у которой есть множество компонентов, влияющих на действие силового агрегата в целом. Она нужна для подачи искры непрерывно в цилиндры, где в сжатом состоянии имеется топливно-воздушная смесь (при такте компрессии).
У дизельных моторов нет классического механизма зажигания. Для воспламенения топливно-воздушной смеси в них используется иной подход. На такте сжатия воздух внутри цилиндра сжимается так, что разогревается до температуры возгорания. В верхней мертвой позиции такта реализуется топливный впрыск, а далее случается взрыв. Для подготовки воздуха в цилиндрах зимой есть специальные свечи накала.
Устройство и состав системы
В устройство системы зажигания автомобиля включается несколько компонентов:
- Источник энергии: АКБ (при старте мотора), генератор (далее).
- Выключатель зажигания – контактное устройство трансляции напряжения механического или электронного типа. Нужен для трансляции напряжения на зажигание и бортовую сеть, на втягивающее реле стартера.
- Накопитель – компонент, используемый для скапливания энергии и дальнейшего преобразования, чтобы возник заряд между электродами свечи. Емкостный и индуктивный. Индуктивный – катушка зажигания в формате автотрансформатора. Емкостный – емкость, получающая заряд высокого напряжения, а потом передающая на свечу зажигания в подходящий момент.
- Свечи зажигания – компоненты с парой электродов, расположенных на расстоянии. На стальную резьбу фиксируется изолятор из фарфора. В центре размещен проводник, служащий электродом. Вторым электродом служит резьба.
- Система распределения нужна для трансляции энергии от накопителя к свечам.
- Распределитель – компонент распределения повышенного напряжения по проводникам, идущим к свечам цилиндров. Может быть статическим и механическим. В статическом нет вращающихся элементов. Механический имеет вид вала, приводимого в движение от ДВС посредством бегунка, отвечает за передачу напряжения по проводникам высокого вольтажа.
- Коммутатор – компонент для выработки импульсов, отвечающих за управление катушкой.
- Блок управления – компонент на базе микропроцессора, определяющий, когда нужна трансляция импульса в катушку.
- Высоковольтный провод – проводник с одной жилой и усиленной изоляцией. У внутреннего проводника спиралевидная форма, чтобы исключить помехи.
От устройства зависит работа системы зажигания автомобиля.
Как работает система зажигания автомобиля?
Базовый принцип работы системы зажигания автомобиля заключается в накоплении и последующем преобразовании катушкой пониженного напряжения в высокое, последующее распределение и трансляцию повышенного напряжения к конкретной свече. Так образуется искра на свече.
Работы системы зажигания автомобиля осуществляется поэтапно:
- Накопление электроэнергии.
- Преобразование.
- Распределение по свечам зажигания.
- Формирование искры.
- Воспламенение топливно-воздушной смеси.
Принцип функционирования довольно прост, поэтому при нормальной работе компонентов сбоев не бывает. Но иногда возникают сложности, требующие ремонта.
Типы систем зажигания
От метода формирования искры зависит то, какой тип системы применяется:
- Бесконтактная система зажигания автомобиля. Устройства управления на базе транзисторов (коммутаторы) передают управляющие импульсы. За регулирование повышенного напряжения отвечает механический распределитель.
- Контактная. Ее импульсы образуются при работе контактов на разрыв. Все основано на базе механического компонента – прерывателя-распределителя. Потом она распределяется за счет контактной системы транзисторов.
- Микропроцессорная или электронная система зажигания автомобиля. Электронное устройство отвечает за администрирование момента зажигания, остальными системами авто.
Все типы имеют сходство, но различаются исключительно подходом к формированию управляющего импульса.
Неполадки системы зажигания
Основная проблема системы – отсутствие разряда в камере сгорания в результате поломки свечей. В результате отключается один или несколько цилиндров. Избежать этого можно, если заменять свечи каждые 30-40 тыс. км пробега. В современных автомобилях для этого используется специальный ключ, поэтому обычно нужно посещать СТО.
В схеме системы зажигания автомобиля компоненты в большом количестве, что способствует возникновении проблем в любой момент. Любая неполадка обязательно влечет за собой выход из рабочего состояния всех прочих компонентов, нужных для полноценной эксплуатации транспортного средства. Есть перечень неисправностей системы зажигания, заметно осложняющих возгорание смеси топлива:
- Замыкания первичной обмотки катушки на массу, замыкание вторичной на первичную катушку. Перегорают резисторы, в изоляторе и крышке катушки образуются трещины. Поврежденные элементы нужно заменить, а при почти разрушенной катушке заменяется весь узел.
- Неисправности прерывателя. Внутри прерывателя контакты могут оказаться загрязнены или обгоревшими. Между ними может нарушиться стандартный зазор, поэтому возникают перебои при переключении между свечами. Замасленные или обгоревшие контакты могут стать причиной резкого увеличения сопротивления между ними, поэтому падает ток, образующийся на первичной обмотке, а далее уменьшается мощность искры от свечей.
Свечи зажигания будут работать нормально только при совпадении нескольких факторов:
- Поверхность резьбы должна быть сухой.
- Слой копоти или нагара должен быть очень тонким.
- Изолятор и электроды должны иметь почти белый цвет.
Наличие влаги на поверхности резьбы — это свидетельство того, что возникли какие-то неисправности – это может быть масло или бензин. У неисправной свечи электроды и часть изолятора имеет видимую копоть и нагар.
Как проверить систему зажигания автомобиля?
О возникновении неполадки в системе зажигания авто понятно по нескольким симптомам:
- Не запускается ДВС.
- Работать движка неустойчивая.
- На холостом ходу мотор останавливается.
- Не получается развить полную мощность.
В системе зажигания из строя в результате износа выходят катушки, прерыватель-распределитель или свечи. Самостоятельно сложно выявить, что именно прекратило полноценно работать. Диагностику и восстановление рекомендуется доверить только квалифицированному автомеханику.
Ремонт системы зажигания автомобиля проводится довольно быстро, так как большинство компонентом можно заменить. Ставят новые датчики, конденсаторы, катушки, провода повышенного вольтажа. Определенные компоненты подлежат ремонту, но иногда можно обойтись тонкой регулировкой посредством специальных приспособлений и приборов.
Полезные советы
В системе зажигания используются высоковольтные провода.
Проверить их состояние можно одним из способов:
- Визуально. Кабели требуется осмотреть на наличие надрезов, трещин, рассохшихся участков, потертостей.
- При помощи провода. Берется провод с зачищенными концами. Один замыкается на «массу», а вторым нужно водить по высоковольтным кабелям (в темное время суток). При нарушении герметизации от зачищенного конца будет видна искра.
- Мультиметром. Прибор используется в виде вольтметра или для измерения степени сопротивления. Провода нужно отключить от свечей и катушки, чтобы в режиме омметра мультиметр показал текущее сопротивление. Показатель должен быть до 10 кОм.
Провода с повреждениями заменяются на новые.
Классическая система зажигания
Автомобильная система зажигания рабочей смеси, получающая электропитание от аккумуляторной батареи, и включающая в себя одну токовую катушку высокого напряжения с механическим прерывателем-распределителем, является классической и до сих пор находит свое применение в автомобилях различных типов.
В конструкцию классической системы зажигания включены: низковольтный источник тока, в качестве которого используется аккумуляторная батарея, а также включатель (замок) зажигания, предназначенная для генерирования тока высокого напряжения катушка зажигания, имеющая первичную и вторичную обмотки для повышения поступающего от батареи тока напряжением 12
(24
) В
, прерыватель-распределитель тока, низковольтные и высоковольтные провода, конденсатор, свечи зажигания.
В электрической схеме классической системы зажигания предусмотрены низковольтная и высоковольтная электрические цепи. Питание цепи низкого напряжения осуществляется от источника тока (аккумуляторной батареи или генератора). В состав данной цепи, помимо источников тока, путем последовательного соединения включены замок зажигания, оснащенная дополнительным резистором первичная обмотка катушки зажигания, а также прерыватель. Цепь высокого напряжения образована вторичной обмоткой катушки зажигания, распределителем, проводами высокого напряжения и свечами зажигания.
В катушке зажигания ток высокого напряжения образовывается согласно принципу взаимной индукции. Когда замок зажигания включен, и контакты прерывателя сомкнуты, ток от АКБ либо генератора, поступая на первичную обмотку катушки зажигания, образует вокруг нее магнитное поле. Когда контакты прерывателя размыкаются, исчезает ток в первичной обмотке катушки зажигания, а вместе с ним исчезает и магнитный поток. Исчезающим магнитным потоком пересекаются витки как первичной, так и вторичной обмотки катушки зажигания. При этом в каждой из обмоток возникает определенная ЭДС. За счет того, что вторичная обмотка имеет большое количество витков, которые последовательно соединены между собой, суммарное напряжение на концах обмотки достигает значения 20
…24
кВ
.
Образованный во вторичной обмотке ток с напряжением до 24
кВ
поступает по проводам к свечам зажигания и посредством распределителя тока между электродами свечей зажигания образует искровой разряд, необходимый для зажигания рабочей смеси.
Наличие конденсатора в электрической схеме классической системы зажигания является необходимым вследствие того, что ЭДС самоиндукции, возникающая при пересечении затухающим магнитным потоком витков первичной обмотки, повышает напряжение на ее концах от 200 В до 300 В, что замедляет процесс затухания магнитного поля и способствует появлению паразитного искрового разряда между контактами прерывателя тока. Предотвращение такой ситуации достигается только за счет включения в схему системы зажигания конденсатора, установленного параллельно контактам прерывателя тока.
Основное преимущество классической системы зажигания заключается в простоте реализации двойной функции механизма распределителя, обеспечивающей не только прерывание цепи постоянного тока с последующим генерированием тока высокого напряжения, но и последовательно синхронизированное распределение тока высокого напряжения с последовательной строго регламентированной его подачей к свечам зажигания в цилиндрах двигателя.
Как работают автомобильные системы зажигания
Двигатель внутреннего сгорания — удивительная машина, которая развивалась более 100 лет. Он продолжает развиваться, поскольку автопроизводителям удается выжимать немного больше эффективности или немного меньше загрязнения с каждым годом. В результате получается невероятно сложная, удивительно надежная машина.
Другие статьи HowStuffWorks объясняют механику двигателя и многих его подсистем, включая топливную систему, систему охлаждения, распределительные валы, турбонагнетатели и шестерни. Можно утверждать, что 9Система зажигания 0005 — это то, где все это сочетается с идеально синхронизированной искрой.
Реклама
В этой статье мы узнаем о системах зажигания, начиная с опережения зажигания. Затем мы рассмотрим все компоненты, необходимые для создания искры, включая свечи зажигания, катушки и распределители. И, наконец, поговорим о системах, в которых вместо распределителя используются твердотельные компоненты.
Содержимое
- Система зажигания
- Свеча зажигания
- Катушка системы зажигания
- Дистрибьютор системы зажигания
- Зажигание без распределителя
Система зажигания
Система зажигания вашего автомобиля должна работать в полной согласованности с остальной частью двигателя. Цель состоит в том, чтобы воспламенить топливо точно в нужное время, чтобы расширяющиеся газы могли выполнить максимальное количество работы. Если система зажигания сработает в неподходящее время, мощность упадет, а расход газа и выбросы могут возрасти.
При сгорании топливно-воздушной смеси в цилиндре температура повышается и топливо превращается в выхлопные газы. Это преобразование приводит к резкому увеличению давления в цилиндре и заставляет поршень опускаться.
Реклама
Чтобы получить от двигателя максимальный крутящий момент и мощность, необходимо максимизировать давление в цилиндре во время рабочего такта . Максимальное давление также обеспечит лучшую эффективность двигателя, что напрямую влияет на увеличение пробега. Время искры имеет решающее значение для успеха.
Небольшая задержка между моментом появления искры и моментом, когда вся топливно-воздушная смесь сгорает и давление в цилиндре достигает максимального значения. Если искра возникает как раз в тот момент, когда поршень достигает верхней точки такта сжатия, то поршень уже опустился на часть пути к рабочему такту до того, как газы в цилиндре достигли своего максимального давления.
Для наилучшего использования топлива искра должна возникать до того, как поршень достигнет верхней точки такта сжатия, поэтому к тому времени, когда поршень начинает опускаться в рабочий такт, давление становится достаточно высоким, чтобы начать совершать полезную работу.
Работа = Сила × Расстояние
В цилиндре:
- Сила = Давление × Площадь поршня
- Расстояние = Длина хода
Итак, когда мы речь о цилиндре, работа = давление × площадь поршня × длина хода . А поскольку длина хода и площадь поршня фиксированы, единственный способ максимизировать работу — увеличить давление.
Время искры важно, и время может быть продвинутый или замедленный в зависимости от условий.
Время, необходимое для сгорания топлива, примерно постоянно. Но скорость поршней увеличивается по мере увеличения оборотов двигателя. Это означает, что чем быстрее работает двигатель, тем раньше должна появиться искра. Это называется опережение зажигания . : Чем выше частота вращения двигателя, тем большее опережение требуется.
Другие цели, такие как минимизация выбросов , имеют приоритет, когда не требуется максимальная мощность. Например, за счет замедления момента зажигания (перемещения искры ближе к началу такта сжатия) можно снизить максимальное давление и температуру в цилиндре. Снижение температуры помогает уменьшить образование оксидов азота (NOx), которые являются регулируемым загрязнителем. Замедление времени также может устранить стук; некоторые автомобили с датчиками детонации делают это автоматически.
Далее мы рассмотрим компоненты, которые производят искру.
Реклама
Свеча зажигания
Свеча зажигания в теории довольно проста: она заставляет электричество пробиваться через зазор, как молния. Электричество должно иметь очень высокое напряжение, чтобы пройти через зазор и создать хорошую искру. Напряжение на свече зажигания может быть от 40 000 до 100 000 вольт.
Свеча зажигания должна иметь изолированный проход для того, чтобы это высокое напряжение проходило вниз к электроду, где оно могло бы перескочить через зазор и оттуда пройти в блок двигателя и заземлиться. Свеча также должна выдерживать высокую температуру и давление внутри цилиндра и должна быть сконструирована таким образом, чтобы на свече не накапливались отложения топливных присадок.
Реклама
«»
В свечах зажигания
используется керамическая вставка для изоляции высокого напряжения на электроде, гарантируя, что искра возникает на кончике электрода, а не где-либо еще на свече; эта вставка выполняет двойную функцию, помогая сжигать отложения. Керамика является довольно плохим проводником тепла, поэтому во время работы она изолирует тепло.
Для некоторых автомобилей требуется горячая замена . Этот тип вилки разработан с керамической вставкой, которая имеет меньшую площадь контакта с металлической частью вилки. Это снижает теплопередачу от керамики, заставляя ее нагреваться сильнее и, таким образом, выжигая больше отложений. Свечи холодного охлаждения имеют большую площадь контакта, поэтому они меньше нагреваются.
«»
высокое напряжение
Реклама
Катушка системы зажигания
Катушка представляет собой простое устройство, представляющее собой высоковольтный трансформатор, состоящий из двух катушек провода. Одна катушка провода называется первичной катушкой . Вокруг него намотана вторичная катушка . Вторичная катушка обычно имеет в сотни раз больше витков провода, чем первичная катушка.
Ток течет от батареи через первичную обмотку катушки.
Объявление
Ток первичной обмотки может быть внезапно прерван точками прерывания или полупроводниковым устройством в электронном зажигании.
Если вы думаете, что катушка похожа на электромагнит, вы правы, но это также и индуктор. Ключом к работе катушки является то, что происходит, когда цепь внезапно разрывается точками. Магнитное поле первичной катушки быстро схлопывается. Вторичная катушка охвачена мощным переменным магнитным полем. Это поле индуцирует в катушках ток — ток очень высокого напряжения (до 100 000 вольт) из-за количества витков во вторичной обмотке. Вторичная катушка подает это напряжение на распределитель по хорошо изолированному высоковольтному проводу.
Наконец, системе зажигания нужен распределитель.
Реклама
Дистрибьютор системы зажигания
Распределитель выполняет несколько задач. Его первая задача — распределить высокое напряжение от катушки к нужному цилиндру. Это делается с помощью крышки и ротора . Катушка соединена с ротором, который вращается внутри крышки. Ротор вращается мимо ряда контактов, по одному контакту на цилиндр. Когда кончик ротора проходит через каждый контакт, от катушки поступает высоковольтный импульс. Импульс проходит через небольшой зазор между ротором и контактом (на самом деле они не соприкасаются), а затем продолжается по проводу свечи зажигания к свече зажигания на соответствующем цилиндре. Когда вы выполняете настройку, одна из вещей, которые вы заменяете на своем двигателе, — это крышка и ротор — они в конечном итоге изнашиваются из-за дуги. Кроме того, провода свечей зажигания со временем изнашиваются и теряют часть своей электрической изоляции. Это может быть причиной некоторых очень загадочных проблем с двигателем.
У старых распределителей с точками прерывания есть еще одна секция в нижней половине распределителя — эта секция выполняет работу по отключению тока от катушки. Сторона заземления катушки подключена к точкам прерывателя.
Реклама
«»
«»
Кулачок в центре распределителя толкает рычаг, соединенный с одной из точек. Всякий раз, когда кулачок нажимает на рычаг, он открывает точки. Это приводит к тому, что катушка внезапно теряет землю, генерируя высоковольтный импульс.
Точки также определяют время искры. Они могут иметь вакуумную подачу или центробежную подачу . Эти механизмы ускоряют синхронизацию пропорционально нагрузке на двигатель или частоте вращения двигателя.
Момент зажигания настолько важен для работы двигателя, что в большинстве автомобилей баллы не используются. Вместо этого они используют датчик, который сообщает блоку управления двигателем (ECU) точное положение поршней. Затем компьютер двигателя управляет транзистором, который открывает и закрывает ток в катушке.
В следующем разделе мы рассмотрим усовершенствование современных систем зажигания: зажигание без распределителя.
Реклама
Зажигание без распределителя
Автомобили с зажиганием без распределителя обычно не нуждаются в первой настройке до пробега 100 000 миль. Катушка в системе этого типа работает так же, как и более крупные катушки, расположенные в центре. Блок управления двигателем управляет транзисторами, которые размыкают цепь на массу, которая генерирует искру. Это дает ЭБУ полный контроль над моментом зажигания.
Такие системы имеют ряд существенных преимуществ. Во-первых, нет распределителя, который со временем изнашивается. Также отсутствуют высоковольтные свечные провода, которые тоже изнашиваются. И, наконец, они позволяют более точно контролировать момент зажигания, что может повысить эффективность, выбросы и увеличить общую мощность автомобиля.
Реклама
Часто задаваемые вопросы по автомобильным системам зажигания
Какие существуют два типа систем зажигания?
Типов систем зажигания на самом деле больше двух — их четыре. Эти системы зажигания включают обычное зажигание с точкой прерывания, высокоэнергетическое (электронное) зажигание, зажигание без распределителя (отработанная искра) и зажигание с катушкой на свече.
Каково основное назначение системы зажигания?
Система зажигания автомобиля создает электрическую искру в камере сгорания двигателя, которая воспламеняет смесь топлива и воздуха, находящуюся в этой камере.
Каковы преимущества электронной системы зажигания?
Электронные системы зажигания обычно имеют более длительный срок службы, поскольку не содержат движущихся частей. Эти системы зажигания также имеют тенденцию обеспечивать лучшую экономию топлива и меньший выхлоп.
Что такое автомобильная система зажигания?
Автомобильная система зажигания — это то, что воспламеняет топливо (и воздух) для запуска двигателя вашего автомобиля. Это то, что «заводит» ваш автомобиль и заставляет его работать.
Что такое электронная система зажигания?
Электронная система зажигания — это система зажигания, в которой используются электронные схемы.
Много дополнительной информации
Статьи по теме HowStuffWorks
Процитируйте это!
Пожалуйста, скопируйте/вставьте следующий текст, чтобы правильно цитировать эту статью HowStuffWorks.com:
Карим Найс
«Как работают автомобильные системы зажигания»
1 мая 2023 г.
HowStuffWorks.com.
15 июля 2023 г.
Citation
Как работает система зажигания автомобиля? Подробнее
Электрическая система, которая обеспечивает подачу очень сильного электрического импульса на каждую свечу зажигания, называется системой зажигания. Он подает ток высокого напряжения на всем пути от катушки зажигания до свечи зажигания.
Производители используют системы зажигания специально для двигателей с искровым зажиганием (SI). Это потому, что они используют свечу зажигания для воспламенения воздушно-топливной смеси. Он работает на бензиновом двигателе для воспламенения воздушно-топливной смеси. Однако дизельному двигателю НЕ нужна катушка зажигания.
Типы систем зажигания:
Производители используют в транспортных средствах различные типы систем зажигания. Первый тип поставляется с механизмом «размыкателя контактов», который вызывает искру. В автомобилях более раннего поколения использовалась система зажигания такого типа.
Цепь системы зажигания
Второй тип — «бесконтактное» или «бесконтактное» зажигание. При этом производители используют оптический датчик или электронный транзистор в качестве переключающего устройства. Это самый распространенный тип системы зажигания, который можно встретить в современных автомобилях.
Третий тип – воспламенение разряда конденсатора. В этой технологии конденсатор внезапно высвобождает накопленную в нем энергию через катушку. Он также имеет возможность производить искру в условиях низкой температуры, когда обычное зажигание может не работать. CDI также помогает соблюдать правила контроля выбросов. Благодаря нескольким преимуществам, которые он предлагает, он стал стандартной функцией в современных автомобилях и мотоциклах.
Компоненты системы зажигания:
Обычная система зажигания состоит из следующих частей.
- Выключатель зажигания
- Катушка зажигания
- Дистрибьютор
- Кабели высокого напряжения
- Свечи зажигания
Рабочий:
Обычная система зажигания состоит из двух наборов цепей/обмоток – первичной и вторичной. Аккумулятор подает ток 12 вольт на катушку зажигания через контакты прерывателя. Он заряжает первичные обмотки, а также намагничивает сердечник катушки. Однако вторичная обмотка НЕ электрически связана с первичной обмоткой. Один его конец заземлен, а другой конец проходит через хорошо изолированный кабель в крышку распределителя. При включении зажигания ток проходит через первичную обмотку на массу (землю) через точки контакта.
Цепь системы зажигания работает
Вращающийся кулачок прикреплен к приводному валу распределителя, который приводится в движение двигателем. Когда приводной вал вращается, он поворачивает кулачок. Когда кулачок толкает подвижный рычаг прерывателя, он поднимается со своего места. Таким образом, он разрывает контакт. Как только контакты размыкаются, он индуцирует во вторичной обмотке ток высокого напряжения около 20 000-25 000 вольт.
Затем этот ток высокого напряжения проходит через кабель высокого напряжения и достигает верхней части крышки распределителя. Крышка распределителя установлена на приводном валу распределителя и вращается в направлении приводного вала. При этом он выравнивается с кабелями высокого напряжения, соответствующими каждой свече зажигания. Инженеры проектируют выравнивание карданного вала с двигателем таким образом, что выступы кулачка размыкают точки контакта в конце такта сжатия каждого цилиндра. Затем ток высокого напряжения проходит к соответствующей свече зажигания, которая создает искру.
Электронная система зажигания:
Электронная система зажигания использует электронное управление, которое заменяет электромеханические компоненты, использовавшиеся в автомобилях предыдущего поколения. Он создает электрические импульсы и подает их на свечи зажигания для воспламенения воздушно-топливной смеси. Электронное зажигание НЕ использует электромеханические детали, как в более старой системе. Однако в нем используется электронное переключающее устройство, которое посылает электрические импульсы на свечи зажигания и тем самым воспламеняет топливо. Электронное зажигание также имеет возможность поддерживать правильный угол опережения зажигания. И, в то же время, он дает постоянный выход высокого тока.
Преимущества:
Электронные системы зажигания более эффективны. Они также поддерживают более высокие уровни мощности двигателя, чем более старые системы с механическим управлением. Наиболее важным преимуществом этой системы является то, что она основана на схеме, а не на механическом управлении.