Система зажигания

Система зажигания используется только в бензиновых и га­зовых двигателях. С ее помощью топливовоздушная смесь, попавшая в цилиндры двигателя, поджигается в строго опре­деленный момент времени. Воспламенение смеси внутри цилиндра происходит при образовании искры между элект­родами свечи зажигания при подаче к ней тока напряжени­ем 18 000-20 000 В.

Известны три разновидности систем зажигания: кон­тактная, бесконтактная и микропроцессорная. Контакт­ная система на современных автомобилях не применя­ется. Однако ранее она была широко распространена. Отдадим ей должное, так как она верой и правдой

Рис. 2.34. Контактная система зажигания: 1 - генератор; 2 -выключатель (замок) зажигания; 3 - прерыватель; 4 - распределитель;5 – свеча зажигания; 6 - катушка зажигания; 7 - аккумуляторная батарея.

Стр.32

УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ

 

жила на протяжении многих лет, и рассмотрим ее прин­ципиальное устройство.

Контактная система зажигания (рис. 2.34) состоит из следующих основных элементов:

- катушки зажигания;

- прерывателя-распределителя;

- вакуумного и центробежного регуляторов опереже­ния зажигания;

- свечей зажигания;

- включателя (замка) зажигания.

Начнем с включателя зажигания. Он объединен с зам­ком зажигания и служит сразу для нескольких целей: для включения стартера, системы зажигания, питания контрольно-измерительных приборов, подачи питания на переключатели света, на стеклоочистители и другие приборы. В данный момент нас интересует то, что с его помощью включается система зажигания и ток низко­го напряжения (12 В), вырабатываемый бортовой сетью автомобиля, поступает от аккумуляторной батареи и ге­нератора на катушку зажигания, которая преобразует его в ток высокого напряжения. Этот ток передается в трамблер (механический распределитель зажигания), подающий ток на свечи зажигания. В автомобиле имеется два источника электрического тока: аккумуляторная батарея и генератор. Эти два ис­точника вырабатывают ток низкого напряже­ния (12-14 В). Но для того, чтобы между электродами свечи проскочила искра и смогла поджечь рабочую смесь, необходим ток высокого напряжения - около 20 000 В, а в некоторых двигателях и до 70 000 В. Для этого в системе зажигания предусмотрены две элект­рические цепи — низкого и высокого напряжения. Катушка зажигания (иногда ее называют бобиной) преобразует ток низкого напряжения в ток высокого напряжения. Если по обмотке провода пропустить низ­кое напряжение, то вокруг нее создастся магнитное поле.

В момент прерывания подачи тока в этой обмотке ис­чезающее магнитное поле индуцирует ток уже в обмот­ке высокого напряжения.

Необходимые 20 000 В получаются за счет специально­го подбора количества витков в обмотках высокого и низкого напряжения.

Прерыватель тока низкого напряжения служит для раз­мыкания контактов в цепи низкого напряжения. В этот момент во вторичной обмотке катушки зажигания инду­цируется ток высокого напряжения, который затем по­ступает на центральный контакт распределителя. Как уже говорилось, к настоящему времени контактная система зажигания безнадежно устарела и в передовом автомобилестроении не используется. Поэтому в рамках данной книги мы не будем подробно рассматривать ее устройство и работу. Если же вы захотите ознако­миться с ней более подробно, то это не проблема. Суще­ствует много изданий, где вы найдете полное описание ее работы.

Ненамного ее опередила бесконтактная система зажи­гания (рис. 2.35). Она отличается от контактной систе­мы отсутствием прерывателя (того самого, при размыкании контактов которого во вторичной обмотке катуш­ки зажигания образовывался ток высокого напряже­ния). В бесконтактной системе прерыватель заменен специальным устройством (бесконтактным электрон­ным датчиком), посылающим импульсы тока низкого напряжения и распределяющим ток высокого напряже­ния в соответствии с порядком работы цилиндров дви­гателя. В современном автомотостроении широко применяет­ся микропроцессорная система зажигания, входящая в систему управления инжекторными двигателями (рис. 2.37). Здесь полностью исключены механические приспособления. Такая система зажигания состоит из модуля зажигания, высоковольтных проводов и свечей зажигания. Устройство ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ стр.33

 

 

управления системой впрыска представляет собой автономный микропроцессорный блок управ­ления зажиганием или блок управления двигателем с подсистемой управления зажиганием. Это устрой­ство, пользуясь обратной связью, автоматически рас­считывает момент зажигания. При этом учитываются частота вращения коленчатого вала двигателя и его по­ложение, положение распределительного вала, нагруз­ка двигателя, определяемая по положению дроссель­ной заслонки, а также температура охлаждающей жид­кости и данные датчика детонации. Регулировка опе­режения зажигания реализована программно в блоке управления.

Коммутаторы в микропроцессорных системах зажига­ния также называются воспламенителями. Электронный блок управления выполняет в микро­процессорной системе зажигания функции головного мозга. Его работа состоит в сборе информации от дат­чиков. Для определения необходимого момента зажи­гания считывается информация с датчика положения коленчатого вала, датчика положения распределитель­ного вала, датчика детонации, датчика угла открытия дроссельной заслонки. На основании полученной ин­формации рассчитывается оптимальный момент зажи­гания, время зарядки катушки и через коммутатор вы­даются команды управления первичной цепью катуш­ки. Как уже говорилось, блок управления системой за­жигания часто объединяют с блоком управления впры­ском топлива, устройство которого рассмотрено ранее. Итак, несколько слов о датчиках. Датчики положения коленчатого и распределитель­ного вала дают информацию о текущих оборотах дви­гателя, а также текущем положении распределительно­го вала. Датчик детонации во время работы двигателя генери­рует сигнал с частотой и амплитудой, зависящей от час­тоты и амплитуды вибрации двигателя. Этот датчик ус­танавливают на блоке двигателя. При возникновении детонации электронный блок управления корректирует угол опережения зажигания. Датчик положения дроссельной заслонки определя­ет нагрузку на двигатель. Его работа рассмотрена в под­разделе, посвященном устройству и работе системы пи­тания инжекторного двигателя. Коммутатор (воспламенитель) - это транзисторные ключи, которые в зависимости от сигнала с электронно­го блока управления включают или отключают питание первичной обмотки катушки зажигания. Если в системе зажигания используется несколько катушек, то и ком­мутаторов может быть несколько. Таким образом, ток высокого напряжения в нужный мо­мент доставляется к конкретной свече зажигания. Устройство свечи зажигания показано на рис. 2.36. С помощью свечи зажигания образуется искровой раз­ряд, необходимый для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя. Главными рабочими элемента­ми свечи являются контактный стержень с центральным электродом, отделенный от «массы» изолятором, и бо­ковой электрод, контактирующий с «массой» через ме­таллический корпус свечи. Свечи устанавливают (вво­рачивают) специальным свечным ключом в головку блока цилиндров. Как вы уже знаете, при работе дви­гателя в его цилиндрах создается высокое давление. Для надежного уплотнения свечи с головкой блока цилиндров используется уплотнительное кольцо. Изоляторы свечей выполняют из материалов, выдержи­вающих напряжение не менее 30 кВ (уралит, кристал-локорунд, борокорунд и т.п.). Свечи изготавливаются