Как работает система зажигания автомобиля
Как устроена система зажигания в автомобиле?
Базовые принципы
Корректные условия для системы зажигания, вернее, базовые условия – это:
- Искра должна появляться в нужном цилиндре, в соответствии с порядком работы цилиндров.
- Искра должна возникать своевременно, в нужный момент и с необходимым углом опережения зажигания.
- Она должна гарантировано воспламенять смесь.
- Надёжность
Как вы понимаете, у такой системы могут возникать и неполадки, к примеру, пропуски искрообразования, детонация и трудности с запуском двигателя.
В сегодняшнем мире есть несколько видов систем зажигания для автомобилей, контактная, бесконтактная и электронная. Эти системы имеют общие особенности, к примеру, отсутствие распределителя зажигания, который давно уступил место катушке.
В контактной системе зажигания управление накоплением и распределение электрической энергии по цилиндрам осуществляется механическим устройством – прерывателем-распределителем. Витком дальнейшего развития контактной системы зажигания является контактная транзисторная система зажигания, в первичной цепи катушки зажигания которой применен транзисторный коммутатор.
В отличии от контактной, в бесконтактной системе зажигания для управления накоплением энергии используется транзисторный коммутатор, взаимодействующий с бесконтактным датчиком импульсов. Транзисторный коммутатор в данной системе выполняет роль прерывателя. Распределение тока высокого напряжения осуществляется механическим распределителем.
В электронной системе зажигания используется электронный блок управления, с помощью которого производится управление процессом накопления и распределения электрической энергии. В ранних конструкциях электронной системы зажигания электронный блок одновременно управлял системой зажигания и системой впрыска топлива (т.н. объединенная система впрыска и зажигания).
Устройство
Принцип работы системы зажигания заключается в накоплении и преобразовании катушкой зажигания низкого напряжения (12В) электрической сети автомобиля в высокое напряжение (до 30000В), распределении и передаче высокого напряжения к соответствующей свече зажигания и образовании в нужный момент искры на свече зажигания. В работе системы зажигания можно выделить следующие этапы: накопление электрической энергии, преобразование энергии, распределение энергии по свечам зажигания, образование искры, воспламенение топливно-воздушной смеси.
Механический прерыватель осуществляет непосредственное управление процессом накопления (первичной цепью) и отвечает за замыкание/размыкание питания первичной обмотки. Контакты прерывателя можно увидеть, заглянув под крышку распределителя. Пластичная пружина подвижного контакта прижимает его к недвижимому контакту. Их размыкание выполняется только на короткий срок, а конкретно, в момент, когда набегающий кулачок валика привода оказывает давление на молоточек подвижного контакта.
К контактам подключен конденсатор, который не даёт им обгорать. Электроразряд поглощается и искрение уменьшается. Параллельно в цепи создаётся низкое напряжение обратного тока, которое положительно сказывается на исчезновении магнитного поля.
Прерыватель находится в корпусе распределителя зажигания, и это части классической системы зажигания.
Ещё один важный узел – центробежный регулятор опережения зажигания, механизм, предназначенный для автоматического изменения угла опережения зажигания в зависимости от числа оборотов коленчатого вала двигателя.
Центробежный регулятор размещён внутри корпуса прерывателя-распределителя. Как правило, он работает совместно с вакуумным регулятором, оба являются составной частью прерывателя-распределителя. Называется он центробежным от вида силы, использующейся для реализации изменения опережения.
На приводном валу прерывателя расположена пластина, на которой размещены два грузика. Грузики свободно сидят на осях и стянуты пружинами. Причём пружины обладают разной жёсткостью, что необходимо для предотвращения резонанса. При этом, кулачок прерывателя и планка с двумя продольными прорезями надеты на верхнюю часть приводного валика. В продольные прорези планки входят штифты грузиков.
Вращение передаётся от приводного валика к кулачку через грузики, штифты и планку с прорезями. Чем быстрее вращается приводной вал, тем больше расходятся грузики, тем на бо́льший угол проворачивается кулачок по ходу вращения относительно контактной группы прерывателя. С увеличением оборотов угол опережения зажигания увеличивается. С уменьшением числа оборотов центробежная сила уменьшается, пружины стягивают грузики, кулачок поворачивается против хода его вращения, контакты прерывателя замыкаются позже и угол опережения зажигания уменьшается.
Если на двигателе применено бесконтактное электронное зажигание — тогда вместо кулачка проворачивается экран бесконтактного датчика момента искрообразования.
Если механический прерыватель оборудован транзисторным коммутатором, то, в этом случае, он управляет только им, а тот, в свою очередь, отвечает за управление процессом накопления энергии. Такая конструкция существенно превосходит аналогичные устройства без транзисторного коммутатора, так как здесь контактный прерыватель более надежный, чему способствует протекание сквозь него тока меньшей силы, а значит, пригорание контактов во время размыкания практически полностью исключается. Соответственно, конденсатор, параллельно подключенный к контактам прерывателя, тут просто не нужен, а в остальном – система полностью идентична классическому варианту. Обе системы, имеющие механический прерыватель, обладают общим названием — «контактные системы зажигания».
Системы с транзисторным коммутатором, оборудованные бесконтактным датчиком (импульсным генератором), могут быть индуктивного типа, основанными на эффекте Холла или относиться к оптическому типу. В данном случае, место механического прерывателя занимает импульсный датчик-генератор с преобразователем сигналов, который, посредством транзисторного коммутатора, осуществляет управление накопителем энергии. Как правило, датчик-генератор расположен внутри распределителя, конструкция которого ничем не отличается от конструкции аналогичной детали в контактной системе, поэтому указанный узел получил название «датчика-распределителя».
Как оно работает?
Несмотря на то, к какому типу относится та или иная система зажигания, все они имеют несколько общих рабочих этапов, предусматривающих накопление нужного заряда, его высоковольтное преобразование, распределение, образование на свечах искр и возгорание топливной смеси. Любой из них требует слаженной и точной работы, а значит, стоит выбирать только проверенные устройства, доказавшие свою надежность. В этом плане, наилучшим вариантом принято считать электронную систему зажигания, где всем рабочим процессом (подачей искры и ее распределением по свечам) управляет электроника.
Электронная система зажигания – это не отдельный, самостоятельный компонент, а составляющая часть системы управления мотором, которая основывается на работе датчика положения коленвала, датчика, фиксирующего частоту его вращения и датчика массового расхода воздуха. Получив от них нужную информацию, ЭБУ принимает решение касательно момента подачи искры и распределения зажигания. Естественно, в блоке управления уже прописаны определенные команды, выполняющиеся после получения и анализа данных с упомянутых датчиков.
В такой системе воспламенения топливной смеси полностью исключены механические движущиеся части, а благодаря специальным датчикам и особому блоку управления, образование и подача искры проходят намного быстрее и надежнее, нежели у аналогичных систем контактного и бесконтактного типа. Этот факт позволяет улучшить работу мотора, увеличив его мощность и снизив потребление топлива. Более того, нельзя не отметить высокую рабочую надежность устройств данного типа.
Бесконтактное зажигание отличается тем, что не зависит напрямую от размыкания контактов, а главную роль в процессе образования искры здесь выполняет транзисторный коммутатор и специальный датчик. Отсутствие прямой зависимости от качества и чистоты поверхности контактной группы гарантирует более эффективное искрообразование. Однако как и в контактном варианте системы зажигания, здесь также используется прерыватель-распределитель, отвечающий за своевременную передачу тока на свечу зажигания. Рабочий принцип бесконтактной системы предусматривает выполнение некоторых действий.
Когда коленвал двигателя приходит в движение, датчик-распределитель формирует соответствующие импульсы напряжения и направляет их на транзисторный коммутатор, задача которого – создавать импульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания. В момент прерывания во вторичной обмотке катушки проходит индуцирование тока высокого напряжения. Он подается на центральный контакт распределителя, а оттуда, посредством проводов высокого напряжения, поступает на свечи зажигания. Последние и осуществляют воспламенение топливовоздушной смеси.
В случае увеличения оборотов коленвала, за регулировку угла опережения зажигания отвечает центробежный регулятор, а при изменении нагрузки на силовой агрегат эта задача возлагается на вакуумный регулятор опережения зажигания.
Принцип работы контактного зажигания несколько отличается от вариантов, приведенных выше. Когда контакт прерывателя пребывает в замкнутом состоянии, ток низкого напряжения проходит по первичной обмотке катушки. В процессе их размыкания, во второй катушке происходит индуцирование тока высокого напряжения, и, посредством высоковольтных проводов, он передается на крышку распределителя, после чего расходится по свечам зажигания с определенным углом опережения зажигания.
Как только обороты коленвала увеличиваются, возрастают и обороты вала прерывателя-распределителя, вследствие чего грузики центробежного регулятора начинают расходиться, перемещая подвижную пластину вместе с кулачками прерывателя. Это приводит к тому, что размыкание контактов происходит несколько раньше, из-за чего увеличивается угол опережения зажигания. С уменьшением оборотов коленвала угол опережения зажигания тоже уменьшается.
Более модернизированным типом контактной системы является ее контактно-транзисторный вариант. Он отличается наличием транзисторного коммутатора в цепи первичной обмотки катушки, управление которым выполняется посредством контактов прерывателя. За счет его использования удалось добиться снижения силы тока в цепи первичной обмотки, что положительно сказалось на длительности эксплуатации контактов прерывателя.
Как работает система зажигания
Цель зажигание Система генерирует очень высокую вольт возраст от автомобиля 12 вольт аккумулятор и посылать это каждой свече зажигания по очереди, зажигая топливно-воздушную смесь в двигатель «s камеры сгорания ,
катушка является компонентом, который производит это высокое напряжение. Это электромагнитное устройство, которое преобразует низкое напряжение (LT) ток от батареи к току высокого напряжения (HT) каждый раз, когда распределитель точки размыкания контакта разомкнуты.
Распределительный блок состоит из металлической чаши с центральным валом, который обычно приводится в движение непосредственно распределительный вал или иногда коленчатый вал ,
В чаше находятся точки размыкания контактов, рычаг ротора и устройство для изменения время зажигания , Он также несет крышка распределителя ,
Крышка распределителя выполнена из непроводящего пластика, и ток подается на ее центральный электрод проводом HT от центра катушки.
Внутри крышки находится больше электродов, часто называемых сегментами, к которым подключены провода свечи зажигания, по одному на цилиндр ,
Роторный рычаг установлен сверху центрального вала и соединяется с центральным электродом при помощи металлической пружины или Подпружиненный щетка в верхней части крышки распределителя.
Ток поступает в колпачок через центральный электрод, проходит в центр рычага ротора через щетку и распределяется на каждую пробку при вращении рычага ротора.
Когда рычаг ротора приближается к сегменту, размыкатель контакта размыкается, и ток ВТ проходит через рычаг ротора к соответствующему проводу свечи зажигания.
Точки размыкания контактов установлены внутри распределителя. Они действуют как переключатель синхронно с двигателем, который отключает и повторно подключает низковольтное напряжение 12 В (LT) схема к катушке.
Точки открываются кулачками на центральном валу и снова закрываются пружинным рычагом на подвижном контакте.
При закрытых точках ток LT течет от батареи к первичные обмотки в катушке, а затем на землю через точки.
Когда точки открыты, магнитное поле в первичной обмотке разрушается и ток высокого напряжения (HT) индуцируется в вторичные обмотки ,
Этот ток передается на свечи зажигания через крышку распределителя.
На четырехцилиндровом двигателе четыре кулачка. При каждом полном обороте вала точки открываются четыре раза. Шестицилиндровые двигатели имеют шесть кулачков и шесть электродов в крышке.
Положение точек и корпуса распределителя относительно центрального вала можно регулировать вручную.
Это меняет время искра чтобы получить точную настройку (см. Как работает синхронизация двигателя ).
Дальнейшие изменения происходят автоматически, поскольку частота вращения двигателя изменяется в зависимости от открытия дроссельной заслонки.
В некоторых современных системах зажигания микроэлектроника обеспечивает оптимальное время зажигания для всех скоростей и условий нагрузки двигателя (см. Как работает синхронизация двигателя ).
Свечи зажигания вкручиваются в сгорание камеры в крышка цилиндра ,
Ток HT проходит от каждого сегмента на крышке распределителя вниз, к клеммам заглушки.
Затем он проходит вниз по центральному электроду, который изолирован по всей его длине, к носику пробки.
Боковой электрод, соединенный с корпусом штепселя, выступает чуть ниже центрального, причем зазор между ними обычно составляет от 0,025 дюйма (0,6 мм) до 0,035 дюйма (0,9 мм).
Как работает система зажигания автомобиля
Сложный процесс системы зажигания транспортного средства требует точного хронометража со стороны различных задействованных систем. Запуск автомобиля включает в себя гораздо больше, чем просто поворот ключа в замке зажигания; для запуска автомобиля требуется, чтобы каждая система работала в унисон. После поворота ключа начинается процесс зажигания топлива и питания двигателя. Если где-то вдоль пути возникает проблема, двигатель не перевернется и владелец транспортного средства должен отремонтировать ее.
дело времени
Каждая система в двигателе настроена на работу в определенное время в процессе сгорания. Когда этот процесс не работает должным образом, двигатель подвергается пропускам зажигания, снижению мощности и снижению эффективности использования топлива. После поворота ключа включается соленоид стартера, позволяя скачку напряжения от батареи достигать свечей зажигания через провода свечей зажигания. Это позволяет зажигать свечу зажигания, воспламеняя топливно-воздушную смесь в камере, которая перемещает поршень вниз.Участие системы зажигания в этом процессе происходит задолго до возникновения искры и включает выбор систем, предназначенных для облегчения процесса генерации искры.
Свечи зажигания и провода
Электрический заряд от батареи через соленоид стартера зажигает топливно-воздушную смесь в камере сгорания. Каждая камера содержит одну свечу зажигания, которая получает электричество для зажигания через провода свечи зажигания. Вы должны держать свечи зажигания и провода в хорошем состоянии, иначе автомобиль может пострадать от перебоев зажигания, плохой мощности и производительности, а также ухудшения расхода топлива.Вы также должны убедиться, что механик правильно запирает свечи зажигания, прежде чем устанавливать их в автомобиль. Искра возникает, когда электрический ток прыгает зазор. Неправильно зажженные свечи зажигания приводят к плохой работе двигателей.
Другие проблемные области, когда речь идет о свечах зажигания, включают накопление отложений на области электрода. Марка и модель автомобиля помогают определить, использует ли он холодные или горячие свечи. Горячие свечи горят горячее и, таким образом, сжигают больше этих отложений. Холодные пробки вступают в игру в высокопроизводительных двигателях.
Хороший способ определить провод свечи зажигания, который необходимо заменить, - запустить автомобиль в темной зоне. Во время работы двигателя проверьте провода, идущие от свечи зажигания к крышке распределителя. Приглушенное освещение позволит вам увидеть любые неуместные искры в системе; крошечные электрические дуги обычно выпрыгивают из трещин и разрывов в изношенных проводах свечей зажигания.
Повышение напряжения с катушкой зажигания
Электрическое напряжение от батареи сначала проходит через катушку зажигания на пути к свечам зажигания.Усиление этого низковольтного заряда является основным назначением катушки зажигания. Ток течет вдоль первичной катушки, один из двух наборов намотанной проволоки, найденной внутри катушки зажигания. Кроме того, обернутый вокруг первичной катушки, вы найдете вторичную катушку, которая содержит на сотни витков больше, чем первичная катушка. Точки прерывания нарушают протекание тока через первичную катушку, вызывая коллапс магнитного поля в катушке, и создают магнитное поле во вторичной катушке. Этот процесс создает высоковольтный электрический ток, который подается в распределитель и на свечи зажигания.
Функция крышки ротора и распределителя
Распределитель использует систему крышки и ротора для распределения высоковольтного заряда на соответствующий цилиндр. Ротор вращается, распределяя заряд по каждому цилиндру, когда он проходит контакт для каждого. Ток дуг через небольшой зазор между ротором и контактом, когда они проходят друг через друга.
К сожалению, высокие температуры, возникающие при прохождении заряда, могут привести к износу распределителя, особенно ротора.При настройке на более старое транспортное средство механик обычно заменяет ротор и крышку распределителя как часть процесса.
Двигатели без дистрибьютора
Более новые автомобили отказываются от использования центрального распределителя и вместо этого используют катушку на каждой свече зажигания. Подключенный непосредственно к компьютеру двигателя или блоку управления двигателем (ECU), это позволяет системе управления автомобилем более точно контролировать время зажигания свечи зажигания. Эта система устраняет необходимость в распределителе и проводах свечей зажигания, поскольку система зажигания подает заряд на вилку.Такая настройка повышает эффективность использования топлива, снижает выбросы и увеличивает общую мощность.
Дизельные двигатели и свечи накаливания
В отличие от бензинового двигателя, дизельные двигатели используют свечу накаливания вместо свечи зажигания для предварительного нагрева камеры сгорания перед запуском. Тенденция блока цилиндров и головки поглощать тепло, возникающее при сжатии топливно-воздушной смеси, иногда предотвращает возгорание, особенно в холодную погоду. Кончик свечи накаливания обеспечивает тепло, когда топливо поступает в камеру сгорания, распыляя его непосредственно на элемент, что позволяет ему воспламениться, даже когда на улице холодно.
,Как работает система зажигания | Вагоностроение
Система зажигания - это система, которая состоит из устройств, которые служат для создания электрической искры высокого напряжения. Система зажигания генерирует очень высокое напряжение (от 20 до 30 тысяч вольт) от автомобильного аккумулятора 12 Вольт. Это напряжение необходимо для воспламенения топливовоздушной смеси в камерах сгорания двигателя. Свечи зажигания подают искру высокого напряжения в камеры сгорания в определенное время.
Основные виды зажигания системы:
- Система зажигания в контактной точке;
- Бесконтактная система зажигания;
- Микропроцессорная система зажигания.
Все типы систем зажигания рассчитаны на одно - создание высоковольтного напряжения и отличаются только способами создания управляющего импульса.
Высоковольтное производство
Компонентом, который создает высокое напряжение, является катушка зажигания.Работа катушки зажигания заключается в преобразовании тока низкого напряжения (от аккумулятора) в ток высокого напряжения (когда контакты распределителя разомкнуты).
Компоненты системы зажигания
Распределитель зажигания используется для распределения высоковольтного электрического зажигания на цилиндры двигателя. Распределитель зажигания состоит из чаши, выключателя, центрального вала и распределительного кулачка.
Привод распределительного устройства обычно осуществляется непосредственно от распределительного вала.Иногда коленвал приводит в движение распределитель.
Точки контакта находятся в чаше. Там Роторный рычаг и устройство для изменения времени зажигания внутри чаши тоже. Распределитель крышка закрывает чашу.
Распределение тока
Центральный электрод находится на крышке распределителя, которая изготовлен из непроводящего пластика. Катушка подает ток высокого напряжения на Центральный электрод. Внутри крышки есть сегменты. Эти электроды или сегменты подключаются к проводам свечей зажигания.
В дизельных двигателях отсутствует принудительное зажигание, есть самовозгорание.
Ротор и центральный электрод соединены между собой пружина в крышке распределителя. Когда рычаг ротора вращается, ток входит к каждой свече зажигания через центральный электрод и щетку. Как На плечо ротора приходит сегмент, размыкающий контакт разомкнут. Высокое напряжение ток проходит к соответствующему проводу свечи зажигания через плечо ротора. точки размыкания контактов действуют как выключатель, который отключает и снова подключает цепь низкого напряжения к катушке (цепь высокого напряжения).
кулачки на центральном валу открывают точки (четырехцилиндровый Двигатель имеет четыре кулачка, поэтому при каждом полном обороте вала точки открываются четырьмя раз), а затем пружинный рычаг закрывает их. Когда точки открыты, магнитный поле в первичной обмотке падает, поэтому ток высокого напряжения индуцированный. Наконец, ток передается на свечи зажигания через крышка распределителя
В определенные моменты времени к свечам зажигания подается искра.
Если вам нужно, вы можете изменить время искры, вы следует отрегулировать соотношение точек и тела распределителя в отношение к центральному валу.
В современных автомобилях системы зажигания имеют специальную микроэлектронику которые обеспечивают оптимальную регулировку времени зажигания, независимо от частоты вращения двигателя и нагрузка на двигатель.
Схема системы зажигания
Свечи зажигания установлены в камерах сгорания в головке цилиндров двигателя.
Прохождение тока высокого напряжения
Сегмент на крышке распределителя - штепсельные выводы - штепсельная вилка колпачки - центральный электрод - носик штекера.
Зазор между боковым электродом и центральным обычно составляет от 0,6 мм до 0,9 мм.
,
