Робота будь-якого бензинового двигуна внутрішнього згоряння була б неможлива без спеціальної системи запалювання. Саме вона відповідає за займання суміші в циліндрах у строго певний момент. Розрізняють кілька можливих варіантів:
- контактна;
- безконтактна;
- електронна.
Однакові елементи різних систем запалювання автомобіля
Незамінною і найбільш затребуваною є наявність акумуляторної батареї. Навіть без або при поломці генератора за допомогою неї можна ще деякий час продовжувати рух. Генератор також є невід'ємною частиною, без якої нормальне функціонування будь-якої системи неможливе. Свічки запалювання, бронепроводу, високовольтні та керуючі елементи доповнюють будь-яку зі згаданих систем. Основна відмінність меду ними полягає в типі, що управляє моментом запалювання та відповідає за іскроутворення пристрою.
Контактний переривник-розподільник запалювання
Цей пристрій ініціює виникнення іскри високого до 30000 В вольтажу на контактах свічок запалювання. Для цього він з'єднується з високовольтною котушкою, завдяки якій відбувається утворення високої напруги. Сигнал на котушку передається за допомогою дротів від спеціальної контактної групи. При її розмиканні кулачковим механізмом відбувається утворення іскри. Момент її виникнення повинен суворо відповідати необхідному становищу поршнів у циліндрах. Це досягається завдяки чітко розрахованому механізму, що передає обертальний рух на переривник-розподільник. Одним із недоліків пристрою є вплив механічного зносу на час виникнення іскри та на її якість. Це впливає на якість роботи двигуна, а значить може вимагати частих втручань у регулювання його роботи.
Безконтактне запалювання
Цей тип пристроїв не залежить від прямого розмикання контактів. Основну роль моменті іскроутворення тут грає транзисторний комутатор і спеціальний датчик. Відсутність залежності від чистоти та якості поверхні контактної групи може гарантувати більш якісне іскроутворення. Однак цей тип запалення теж використовує переривник-розподільник, який відповідає за передачу струму на потрібну свічку у потрібний момент.
Електронне запалення
У цій системі займання суміші повністю відсутні механічні частини, що рухаються. Завдяки наявності спеціальних датчиків та особливого блоку управління, утворення іскри та момент її роздачі на циліндри виконуються набагато точніше і надійніше, ніж у вищезгаданих систем. Це дає можливість покращити роботу двигуна, збільшити його потужність та знизити витрату палива. Крім того, тішить і висока надійність пристроїв такого типу.
Основні етапи роботи системи запалення
Розрізняють кілька основних етапів роботи будь-яких систем запалення:
- накопичення необхідного заряду;
- високовольтне перетворення;
- розподіл;
- іскроутворення на свічках запалювання;
- займання суміші.
Відео про принцип роботи системи запалювання:
Д.Соснін
на легкових автомобілях, обладнаних бензиновим двигуном внутрішнього згоряння, застосовуються різні системи електроіскрового запалювання: контактні, контактно-транзисторні, безконтактно-транзисторні, електронно-цифрові, мікропроцесорні.
1. Транзисторні системи запалювання
Транзисторні системи запалення прийнято поділяти на дві групи:
Контактно-транзисторні (КТСЗ) та безконтактно-транзисторні (БТСЗ). У контактно-транзисторній системі запалення контактна пара переривника в первинному ланцюзі котушки запалення відсутня та замінена транзисторним ключем КТ. Але сам транзисторний ключ управляється за основою контактною парою механічного переривника До колишньої конструкції. Це дозволило зменшити струм розриву в контактній парі та за рахунок посилення в транзисторі збільшити струм розриву в індуктивному накопичувачі (у первинній обмотці котушки запалювання). При цьому коефіцієнт запасу за вторинною (вихідною) напругою збільшився. Експлуатаційна надійність системи запалення стала дещо вищою. Поряд із контактно-транзисторними системами запалювання були розроблені також і контактно-тиристорні системи з ємнісним накопичувачем, які не знайшли широкого практичного застосування.
Безконтактно-транзисторна система запалювання (БТСЗ) - це перша система з чисто електронним пристроєм керування первинним струмом котушки запалювання та з безконтактним електроімпульсним датчиком моменту запалювання, який, як і контактна пара в класичному переривнику-розподільнику, розташований на рухомому майданчику механічного двигуна. . Положення рухомого майданчика щодо осі приводного валика (кут розвороту) може регулюватися апаратами випередження запалення (відцентровим та вакуумним). Рухомий майданчик і встановлений на ньому активатор безконтактного датчика є електромеханічним пристроєм управління моментом запалювання. Такий пристрій управління разом з високовольтним розподільником утворюють так званий датчик-розподільник .
Електронний пристрійуправління первинним струмом БТСЗ конструктивно виконано у вигляді окремого блоку, який називається комутатором. По виходу комутатор з'єднаний з котушкою запалювання, а по входу - управляється вхідним електроімпульсним датчиком на розподільнику.
Отже, безконтактно-транзисторна система запалювання (рис. 1) -
Це сукупність електронного комутатора К, датчика-розподільника РР, котушки запалення КЗ та традиційної вихідної виконавчої периферії: високовольтних проводів ВВП та свічок запалювання.
Безконтактно-транзисторні системи запалювання (БТСЗ) стали встановлюватися на легкових автомобілях наприкінці 60-х і з того часу постійно вдосконалювалися.
Як безконтактні вхідні датчики з механічним приводом від розподільного валу ДВС були випробувані магнітоелектричні, індукційні, електромагнітні генераторні, параметричні, оптоелектронні та інші перетворювачі механічного обертання в електричний сигнал (рис. 2).
Безконтактний датчик виконує в системі запалення наступні функції: - задає настановний кут * випередження запалення; керує моментом запалення при зміні частоти обертання та навантаження двигуна; визначає тактність роботи ДВЗ. За сукупністю перерахованих функцій безконтактний датчик видає на вхід комутатора оптимальну величину
* Настановним називається кут випередження запалення на гранично низьких (холостих) оборотах двигуна, коли відцентровий та вакуумний регулятори ще не працюють.поточного значення кута випередження запалювання для різних режимів роботи двигуна.
Спочатку, як простіший і досить надійний, широке практичне застосування отримав магнітоелектричний датчик. Але з розробкою активатора на ефект Холла останній став основним елементом для всіх наступних безконтактних датчиків електронних систем запалювання.
Не менш значної модернізації зазнавали електронні комутатори БТСЗ. Від тиристорних комутаторів швидко відмовилися, оскільки система запалювання з ємнісним накопичувачем видає на свічки дуже короткий імпульс високої напруги (не більше 250...300 мкс), що неприйнятно для більшості сучасних бензинових автомобільних двигунів.
Перші найпростіші транзисторні комутатори працювали без обмеження амплітуди первинного струму, тобто. у режимі постійної шпаруватості імпульсів зарядного струму для індуктивного накопичувача (вітчизняний комутатор 13.3734).
У системах запалення з такими комутаторами амплітуда високовольтного імпульсу на вторинній обмотці котушки запалювання, як і контактній системі, залежить від частоти обертання двигуна, а також від напруги в бортмережі автомобіля.
На зміну комутаторам з постійною шпаруватістю (КПС) прийшли комутатори з нормованою шпаруватістю (КНС), в яких струм заряду індуктивного накопичувача підтримується в межах обмеження шляхом керованого насичення вихідного транзистора. Це захищає вихідний транзистор комутатора від перевантаження струмом, а також стабілізує амплітуду струму заряду при зміні напруги в бортмережі. Вихідна напруга U2 також стабілізується.
Але обмеження струму потужного транзистора насиченням призводить до значного виділення теплової енергії на колекторно-емітерному переході і, як наслідок, низької функціональної надійності системи запалення в цілому.
Виключити цей недолік у комутаторах із нормованою шпаруватістю можна введенням у схему електронного регулятора часу накопичення енергії (часу протікання струму заряду через індуктивний накопичувач). Так з'явилися комутатори з програмним регулятором часу накопичення (комутатор 36.3734), а за ними і більш досконалі комутатори з адаптивним регулюванням (комутатор 3620.3734). Останні, крім основної функції регулювання часу, забезпечують більш високу точність підтримки параметрів струму заряду при впливі на систему запалення різних факторів, що дестабілізують (нестійка робота двигуна, навколишнє середовище, старіння і догляд номіналів радіоелементів тощо).
Електронні комутатори БТСЗ виключно різноманітні не лише за схемотехнічним, а й з технологічного виконання. Електронні схеми комутаторів, спочатку аналогові і дискретних радіоелементах, були витіснені інтегральними мікросхемами з цифровим принципом дії. Стали з'являтися комутатори на про замовних (спеціально розроблених для АСЗ) великих інтегральних і монокристальних схемах.
Відомо понад 60 різновидів безконтактних систем запалювання з електронними комутаторами, що серійно випускаються за кордоном. З вітчизняних транзисторних комутаторів найбільш поширені одноканальні 36.3734 та 3620.3734, а також двоканальний 6420.3734.
Як приклад схемної реалізації безконтактно-транзисторної системи запалення розглянемо один із варіантів її принципової електричної схеми (рис. 3).
Вихідний каскад ВК, крім традиційної котушки запалення та транзисторного ключа VT3, містить низку додаткових елементів. VD1 - діод для захисту транзисторного ключа VT3 від зворотного проходження струму (від інверсного включення) під час ємнісної фази розряду, коли має місце зворотна підлога хвиля напруги в первинній обмотці котушки запалювання (інверсне включення VT3 утворюється і при випадковому зворотному включенні акумулятора). VD2 - стабілізуючий діод для обмеження величини падіння напруги на ділянці емітер-колектор закритого (розімкнутого) транзистора VT3 (захист від перенапруги). Конденсатор С1 з первинною обмоткою котушки запалювання утворює послідовний коливальний контур ударного збудження, що збільшує швидкість наростання вихідної напруги запалювання. Резистор R3 обмежує струм розряду конденсатора С1 через відкритий (замкнутий) ключ VT3. Щоб ключ VT3 працював стабільно, тобто. при включенні та вимиканні забезпечував круті фронти та сталість амплітуди імпульсу первинного струму в котушці запалювання, керуючий (базовий) імпульс струму транзистора VT3 повинен бути з крутими фронтами і досить великим амплітудою для глибокого насичення транзистора. На формування керуючого імпульсу струму працює попередній підсилювач-обмежувач на транзисторі VT1 і транзистор, що стабілізує, зворотнього зв'язку VT2.
Перелічені елементи становлять електричну схему комутатора ТСЗ.
Датчик-розподільник містить механічний пристрій керування моментом запалювання, в яке входять магнітна система М датчика Холла з індукцією поля В, активатор ЕХ датчика Холла, підсилювачообмежувач УО, тригер Шмітта ТШ, розділовий транзистор VT і стабілізатор напруги СТ.
У датчик-розподільник входять також відцентровий (ЦБР) і вакуумний (ВР) регулятори, магнітний атенюатор датчика А Холла і власне сам ротаційний високовольтний розподільник РР. Слід зазначити, що електронний комутатор у БТСЗ є лише формувачем форми імпульсу струму в первинній обмотці котушки запалювання, а значить і швидкості наростання вторинної напруги, але до формування моменту запалення комутатор прямого відношення не має. Момент запалювання в БСЗ, як і контактних системах, формується електромеханічним пристроєм управління - безконтактним датчиком на розподільнику. Ця обставина є важливим недоліком усіх безконтактно-електронних систем запалювання. Другий недолік – наявність у системі ротаційного високовольтного розподільника. Подальше вдосконалення автомобільних систем запалювання йшло шляхом усунення цих недоліків.
2. Електронні та мікропроцесорні системи запалювання
Розглянуті вище системи запалювання (КТСЗ, БТСЗ) нині мають обмежене застосування, але в імпортних легкових автомобілях високого споживчого класу, починаючи з середини 90-х, взагалі використовуються. Їм на зміну прийшли системи запалення четвертого покоління - це системи з електронно-обчислювальними пристроями управління без високовольтного розподільника енергії по свічках у вихідному каскаді. Такі системи прийнято поділяти на електронно-обчислювальні або просто на електронні (ЕСЗ) та мікропроцесорні (МСЗ).Електронні та мікропроцесорні системи запалення мають три важливі відмінності від попередніх систем:
1. Їх пристрої управління (УУ) є електронно-обчислювальними блоками дискретного принципу дії, виконані із застосуванням мікроелектронної технології (на універсальних або великих інтегральних мікросхемах) і призначені для автоматичного керуваннямоментом запалення. Ці пристрої називаються контролерами.2. Застосування мікроелектронної технології, окрім отримання переваг за надійністю, дозволяє значно розширити функції електронного керування. Стало можливим впровадження в автомобільну систему запалення бортової самодіагностики та принципів схемотехнічного резервування.
3. Вихідні каскади цих систем у переважній більшості випадків багатоканальні та, як наслідок, не містять високовольтного розподільника запалювання.
p align="justify"> Електронні та мікропроцесорні системи запалення відрізняються один від одного способами формування основного сигналу запалювання, тобто. того сигналу, що від ЕБУ подається на спусковий пристрій накопичувача.
В ЕСЗ основний сигнал запалювання формується із застосуванням час-імпульсного способу перетворення інформації від вхідних датчиків. Це коли контрольований процес задається часом його протікання, з подальшим перетворенням часу тривалість електричного імпульсу. Таким чином, ЕСЗ контролер містить електронний хронометр і керується аналоговими сигналами. Компонентний склад сучасної ЕСЗ показано на рис. 4.
У МСЗ, структурна схема якої показано на рис. 5 для формування сигналу запалювання застосовується число-імпульсне перетворення, при якому параметр процесу задається не часом протікання, а безпосередньо числом електричних імпульсів.
Функції електронного обчислювача тут виконує число-імпульсний мікропроцесор, який працює від електричних імпульсів, стабілізованих за амплітудою та тривалістю (від цифрових сигналів). Тому між мікропроцесором і вхідними датчиками в ЕБУ МСЗ встановлюються число-імпульсні перетворювачі аналогових сигналів цифрові (ЧИПы).
На відміну від електронної, мікропроцесорна система запалювання працює за попередньо заданою для даного двигуна внутрішнього згоряння програмі управління. Тому в обчислювачі мікропроцесорної системи запалення є електронна пам'ять (постійна та оперативна).
Програма управління конкретної конструкції двигуна визначається експериментально, у його розробки. На випробувальному стенді імітуються всі можливі режими двигуна за всіх можливих умов його роботи. Для кожної експериментальної точки підбирається та реєструється оптимальний кут випередження запалення. Виходить набір численних значень кута моменту запалювання, кожне з яких відповідає суворо певної сукупності сигналів від вхідних датчиків. Графічне зображення такої множини є тривимірною характеристикою запалювання, яка у вигляді матриці показана на рис. 6.
Координати тривимірної характеристики зашиваються в постійну пам'ять мікропроцесора і надалі служать опорною інформацією для визначення кута випередження запалення в реальних умовах експлуатації двигуна на автомобілі. Зміна опорного (взятого з пам'яті) кута 8 випередження запалювання здійснюється автоматично. Збільшення кута 8 відбувається: при підвищенні оборотів, при зменшенні навантаження і зниження температури ДВС. Зменшення кута 8 має місце зі збільшенням навантаження, при падінні оборотів і підвищення температури ДВС.
Якщо МСЗ крім основних датчиків використовуються додаткові (наприклад, датчик детонації в циліндрах ДВС), то мікропроцесорі здійснюється корекція опорного значення кута випередження запалювання за сигналами цих датчиків. У цьому коригування проводиться у кожному циліндру окремо.
Електронні блоки управління для ЕСЗ та МСЗ, крім функціональних та схемотехнічних, мають і важливі конструктивні відмінності.
У ЕСЗ блок управління є самостійним конструктивним вузлом і називається контролером (рис. 7).
На входи контролера подаються сигнали від вхідних датчиків системи запалення, а після виходу - контролер працює на електронний комутатор вихідного каскаду (див. рис. 4). Всі електронні схеми контролера низькорівневі (потенційні), що дозволяє включати їх до складу інших бортових електронних блоків управління (наприклад, ЕБУ системи впорскування палива).
У МСЗ всі функції управління інтегровані в центральний бортовий комп'ютер автомобіля і персональний блок управління системи запалювання може бути відсутнім. Функції вхідних датчиків МСЗ виконують універсальні датчики комплексної системи автоматичного керування двигуном. Основний сигнал запалювання подається на електронний комутатор вихідного каскаду МСЗ безпосередньо від бортового комп'ютера.
Незважаючи на значні відмінності електронних і мікропроцесорних систем запалювання, пристроїв управління вихідні каскади цих систем мають ідентичне схемотехнічне і конструктивне виконання, при якому кожна свічка запалювання на багатоциліндровому ДВС отримує енергію для іскроутворення по окремому каналу. Такий розподіл називається статичним чи багатоканальним.
Що це дає автомобільну систему запалювання?
Треба згадати, що крім звичайних недоліків механічного перемикача (низька надійність і мала напрацювання на відмову частин, що обертаються і труться) класичний розподільник запалювання має і той, що в ньому реалізується комутація високовольтної енергії через електричну іскру. Це, крім додаткових втрат енергії, призводить до нерівномірного вигоряння контактів в ізоляційній кришці розподільника і, як наслідок, явища розкиду іскор по циліндрах і до низької функціональної надійності системи запалювання. Розкид іскор між висновками навіть справного механічного розподільника може досягати 2...3 кутових градусів за поворотом коленвала ДВС.Зрозуміло, що в електронних і особливо мікропроцесорних системах запалювання, високонадійних і високоточних у функціональному відношенні, формування моменту запалювання в яких реалізується з точністю 0,3 ... 0,5 ° для кожного циліндра окремо, застосування високовольтного механічного розподільника абсолютно неприпустимо. Тут прийнятні електронні способи перемикання каналів на низькопотенційному рівні безпосередньо в електронному блоці управління з подальшим статичним поділом каналів високої напруги на багатовивідних або індивідуальних котушках запалювання. Це неминуче призводить до багатоканальності вихідного каскаду системи запалення.
3. Вихідні каскади з багатовивідними котушками запалювання
Реалізація багатоканального розподілу енергії може бути здійснена у системах запалення декількома способами. Найбільш простий з них - застосування високовольтного двовивідного вихідного трансформатора або двовивідної котушки запалювання у вихідному каскаді. Такий спосіб поділу каналів є прийнятним для реалізації в системі запалення з будь-яким типом накопичувача.Звідки надійшла така ідея? Відомо, що в системі запалення, на виході якої встановлено високовольтний розподільник, під час розряду накопичувача мають місце дві іскри: одна основна (робоча) у свічці запалювання та інша допоміжна - між бігунком розподільника та контактом одного з його свічкових висновків. Вторинна обмотка вихідного трансформатора (котушки запалення) високовольтним висновком з'єднана з центральним бігунком розподільника, а інший вивід обмотки є нульовим, оскільки під час розряду накопичувача з'єднується з "масою" автомобіля (див. рис. 3, ). Енергія допоміжної іскри в розподільнику витрачається марно, і цю іскру прагнуть всіляко придушити. Звідси ясно, що допоміжну іскру з-під кришки розподільника можна перенести у другу свічку запалювання, з'єднавши її з першої маси через маску блоку циліндрів послідовно. Для цього достатньо виключити розподільник з вихідного каскаду, від'єднати від маси автомобіля виведення котушки запалювання, що заземлюється, і підключити до нього другу електроіскрову свічку (рис. 8).
При одночасному іскроутворенні у двох свічках запалення одна іскра є високовольтною (12...20 кВ) і займає паливоповітряну суміш наприкінці такту стиснення (робоча іскра). При цьому інша іскра низьковольтна (5...7 кВ), неодружена. Явище перерозподілу високої напруги від загальної вторинної обмотки між іскровими проміжками у двох свічках запалення є наслідком глибоких відмінностей умов, за яких відбувається іскроутворення. Наприкінці такту стиснення незадовго до появи робочої іскри температура паливоповітряного заряду ще недостатньо висока (200...300°С), а тиск, навпаки - значний (10...12 атм). У таких умовах пробивна напруга між електродами свічки – максимально. В кінці такту випуску, коли має місце іскроутворення в середовищі відпрацьованих газів, пробивна напруга мінімальна, оскільки температура вихлопних газів висока (800...1000°С), а низький тиск (2...3 атм). Таким чином, при статичному розподілі високої напруги за допомогою двовивідної котушки запалювання (на двох послідовно з'єднаних свічках - одночасно) майже вся енергія високовольтного електроіскрового розряду посідає робочу іскру.
Вперше двовивідна котушка була застосована в контактній батарейній системі запалювання для двоциліндрового 4-тактного двигуна. Прикладом може бути система запалювання для двигуна польського автомобіля ФИАТ-126Р (рис. 9). Аналогічна за принципом дії система запалення встановлена вітчизняним автомобілем ОКА (з електронним управлінням).
Якщо в ДВС чотири циліндри, знадобиться дві двовивідні котушки запалювання і два роздільні енергетичні канали комутації у вихідному каскаді (див. рис. 5). На рис. 10 наведена діаграма послідовності іскроутворення в циліндрах 4-х циліндрового чотиритактного двигуна, оснащеного системою запалювання з двома двовивідними котушками запалення. Для шестициліндрового двигуна потрібно три двовивідні котушки запалення і три енергетичні канали.
В даний час розроблено низку автомобільних систем запалювання, в яких дві двовивідні котушки запалення збираються на загальному Ш-подібному магнітопроводі і тим самим утворюється одна 4-вивідна котушка запалювання (наприклад для автомобіля ВАЗ-2110). Така котушка має дві первинні і дві вторинні обмотки і управляється від двоканального комутатора. Чотирививідна котушка запалювання може мати і одну вторинну двовивідну обмотку при двох первинних. Вторинна обмотка такої котушки дообладнана чотирма високовольтними діодами – по два на кожен високовольтний висновок.
Недоліком будь-якої системи запалення з двовивідними котушками є те, що в одній свічці іскра розвивається від центрального електрода до масового (бічного), а в другій свічці – у зворотному напрямку (див. рис. 8). Так як центральний електрод загострений і завжди значно гарячіший за бічний, то витікання носіїв заряду з його вістря при іскроутворенні вимагає витрати меншої кількості енергії, ніж при збіганні з бічного електрода (на центральному електроді починає проявлятися термоелектронна емісія). Це призводить до того, що пробивна напруга на свічці, що працює в прямому напрямку, стає дещо нижчою (на 1,5.2 кВ), ніж на свічці зі зворотним включенням полярності. Для сучасних електронних і мікропроцесорних систем запалення з великим коефіцієнтом запасу по вторинному напрузі і з керованим часом накопичення енергії це має важливого значення.
4. Вихідні каскади з індивідуальним статичним розподілом
У сучасних електронних та мікропроцесорних системах запалювання широко використовуються вихідні каскади з індивідуальними котушками запалювання кожної свічки окремо. Прикладом може бути система запалення фірми BOSCH, інтегрована в електронну систему автоматичного управління (ЕСАУ) двигуном, яка відома під назвою Motronic.На рис. 11 показана функціональна схема ЕСАУ Motronic М-3,2,
Яка встановлюється на чотирициліндрових двигунах автомобілів AUDI-A4 (випуск після 1995 року).
У контролері J220 є мікропроцесор із блоком пам'яті, у якому зберігається тривимірна характеристика запалювання (див. рис. 6). За цією характеристикою, а також сигналами датчика ДО G-28 (датчик частоти обертання двигуна) і датчика ДН G-69 (датчик навантаження двигуна) встановлюється початковий кут Q(кю) = F(n) випередження запалювання. Далі за сигналами датчиків ДХ G-40, ДТ G-62 та ДД G-66 у цифровому мікропроцесорі проводиться обчислення поточного (необхідного для даного режиму роботи ДВС) значення кута випередження запалювання, який за допомогою електронної схеми перемикання каналів подається у вигляді основного імпульсу S запалювання у відповідний канал електронного комутатора К-122. До цього часу в цьому каналі індуктивний накопичувач N знаходиться в зарядженому (від бортмережі +12) стані і за сигналом S розряджається на відповідну свічку запалювання. Через 180° повороту коленвала описані процеси матимуть місце в наступному (по порядку роботи двигуна) каналі комутатора.
Основні переваги системи запалення, інтегрованої в ЕСАУ Motronic, полягають у наступному:
- індивідуальний статичний розподіл високої напруги зі свічок запалювання;- котушки запалення із заземленою вторинною обмоткою;
- всі вхідні датчики (датчик Холла, датчик частоти обертання ДВЗ, датчик температури ДВЗ, датчики дросельної заслінки, датчик детонації) - це формувачі електричних сигналів з неелектричних впливів безконтактного принципу дії. Аналогові сигнали від цих датчиків перетворюються в контролері цифрові сигнали;
- селективна корекція кута випередження запалення по детонації (у кожному циліндрі окремо);
- відключення циліндрів ДВЗ при перебоях в іскроутворенні (захист дорогих компонентів - кисневого датчика та каталітичного газонейтралізатора екологічної системиавтомобіля від ушкоджень);
- наявність у контролері функцій самодіагностики та резервування.
5. Вихідний каскад із керованим трансформатором запалювання
Відомі спроби застосувати в багатоканальному вихідному каскаді автомобільної системи запалювання високовольтний трансформатор з сердечниками, що насичуються.Якщо магнітопровід трансформатора ввести в режим насичення, його коефіцієнт трансформації різко падає і енергія з первинної обмотки у вторинну не трансформується.
Електрична схема вихідного каскаду з трансформатором насичення показано на рис. 12.
Вихідний трансформатор має два магнітопровіди - М1 і М2, охоплених загальною первинною обмоткою. Коли по керуючій обмотці Wв" протікає струм, достатній для насичення сердечника М1, а обмотка Wв" знеструмлена, то висока напруга буде наводитися тільки у вторинній обмотці W2". Якщо знеструмити керуючу обмотку Wв" і пропустити струм насичення по обмотці Wв", то на сердечник М2 та висока напруга буде трансформовано тільки в обмотку W2"".
Система запалення з трансформатором насичення володіє високою надійністю, малими габаритами і вагою, але її промисловий випуск поки не реалізований через значні технічні труднощі виготовлення (для трансформатора насичення потрібні тороїдальні сердечники з високоякісного пермалою. Намотка багатовиткових обмоток на такі сердечники вкрай утруднена).
6. Високовольтні дроти
У системах запалювання з високовольтним механічним розподільником довжина високовольтних дротів завжди значна (20...60 см). І так як по проводах в момент електроіскрового розряду в свічках протікає високочастотний струм високої напруги, довгі проводи випромінюють радіоперешкоди. Джерелами радіоперешкод є також свічки запалювання.Є три способи придушення радіоперешкод від АСЗ: екранізація високовольтних дротів, свічок, котушки запалення та високовольтного розподільника; введення в центральний струмовід високовольтного дроту розподіленої індуктивності та розподіленого опору; встановлення перешкододавчого резистора безпосередньо в ізолятор свічки запалювання.
Екранізація вимагає збільшення запасу за вторинною напругою та робить вихідний каскад АСЗ громіздким. Високовольтний провід з розподіленими параметрами має недостатньо високу конструктивну надійність, складну технологіювиготовлення та високу вартість.
У сучасних системахзапалювання застосовують свічки з перешкододавчим резистором 4...10 кОм, а довжину високовольтних проводів прагнуть звести до мінімуму. Останнє стає можливим завдяки застосуванню індивідуальних котушок запалювання, встановлених безпосередньо на свічках (див. рис. 11).
Високовольтні проводи поділяють на низькоомні (до 0,5 Ом/м - у застарілих конструкціях проводів) та високоомні (1...10 кОм/м). Провід маркуються двома способами: кольором та текстовим написом вздовж дроту.
Вітчизняні дроти світло-коричневого або строкатого забарвлення - низькоомні. Провід червоного або рожевого кольору ПВВП-8 мають розподілений опір 2000+200 Ом/м; синього кольоруПВППВ-40 – 2550±250 Ом/м. На високовольтних дротах імпортного виробництва електричні параметри частіше позначаються текстом вздовж дроту. Зміст тексту можна розшифрувати за фірмовим каталогом.
Будь-який із трьох зазначених способів придушення радіоперешкод призводить до деякого падіння високовольтної вихідної напруги системи запалення, що іноді позначається при пуску холодного двигуна в сльоту зиму, коли проводи покриваються тонким інеєм. Щоб усунути цей недолік, у сучасних мікропроцесорних системах запалювання стали застосовувати грязьвологозахист високовольтних проводів та свічок запалювання (укриття проводів в ізоляційну трубку або під пластмасову кришку разом зі свічками).
* На закінчення слід зазначити, що автомобілі з центральним бортовим комп'ютером (ЦПК) - поки що рідкість. Але перспектива очевидна. У недалекому майбутньому ЦПК стане єдиним електронним блоком управління, загальним для всіх функціональних систем на борту автомобіля, таких як: упорскування палива, електроіскрове запалювання, антиблокування гальм, управління диференціалами провідних коліс, антипробуксування коліс тощо. і т.п. Але навіть при повній інтеграції функцій управління в центральний бортовий комп'ютер принципи побудови електронних схем для електроіскрових систем запалення надовго залишаться такими ж, як і в мікропроцесорних сучасних системах.
Література
1. Д.Соснін. Сучасні автомобільні системи запалювання. Ремонт&Сервіс, №10, 1999 р., с. 45-472. Д.Соснін, О.Фещенко. Автомобільні котушки запалювання. Ремонт&Сервіс, №9, 1999 р., с. 46-53
3. В.Є.Ютт. Електроустаткування автомобілів. М. Транспорт. 1995 р. Далі буде
На читання 5 хв.
Коли на світ з'явилися жигулі, то існувала лише одна система запалювання – контактна. Зараз же їх безліч, варто розібратися у всіх
Так чи інакше, система запалення є на будь-якому автомобілі, який їздить на бензині. Цю аксіому підтверджує те, що паливно-повітряна суміш у циліндрі двигуна згоряє. Адже її має щось підпалювати, правильно?
На відміну від дизельного двигуна, де спалах досягається за рахунок просто шаленого тиску в циліндрі, тут потрібна запальничка. І роль її виконує система запалення автомобіля.
У цій статті ми розберемося які системи бувають, за яким принципом всі вони працюють і що їх об'єднує як представників одного автомобільного елемента.
Загальний пристрій
Як уже було сказано: система запалювання автомобіля є у будь-якому авто. Це так, але не зовсім. Існує два принципово різних види роботи бензинових двигунів: карбюраторний та інжекторний. В інжекторі є об'єднана система упорскування і запалювання, в якій за керуванням усім стежить ЕСУД (електронна система керуванням двигуном). Нас же цікавить більш застаріла, але стабільно існуюча і пропадати звичайна, не об'єднана система впорскування і запалювання, в якій все виконано роздільно і має свої функції.
Принципово будь-яке запалювання на карбюраторному автомобілі складається з таких елементів:
- АКБ (акумуляторна батарея).
- Котушка.
- розподільник.
- Свічки.
- Вимикач.
- Високовольтні дроти.
Залежно від принципу роботи елементи будуть додаватися, але перераховані вище присутні обов'язково. До речі, ми ведемо розмову про елементи, що характерні для сімейства автомобілів ВАЗ, але й на старих іномарках, таких як, наприклад, Opel Cadett, працює все вкрай аналогічно та відмінностей не має, аж до ідентичного зовнішнього вигляду.
Принцип роботи всіх цих систем полягає в тому, що береться електрика з акумулятора і подається на котушку, яка трансформує 12В взятих з АКБ в 20-30 тисяч Вольт. Далі, переривник-розподільник запалювання розподіляє одержувану електрику по циліндрах двигуна, де відбувається запалення суміші бензину і повітря. Начебто все просто, проте, розберемося в кожному окремому виглядіцієї системи.
Контактна система
Контактне запалювання - це система, яка є найтехнічнішою давньою, оскільки з'явилася вона ще дуже давно, а недоліків у неї маса. Основний полягає в наявності механічного переривника та механічного розподільника ланцюга, які згодом приходив у таку непридатність, що могло призвести до серйозних збоїв у роботі двигуна. Переривник служить для того, щоб розмикати ланцюг низької напруги. Коли вона розімкнена, то вдруге обмотці котушки виникає висока напруга, яка необхідна для підпалу.
Контактне запалення тому так і називається, тому що в ньому присутні контакти. Згодом вони можуть залипати і пригоряти, що вкрай несприятливо позначається на роботі двигуна.
До розподільника підводиться висока напруга, а всередині обертається бігунок, який замикає і розмикає контакти, тим самим розподіляючи по циліндрах струм. Як бачимо, тут усе ґрунтується на чистій механіці, все крутиться, все обертається. Ці елементи вимагають постійного догляду та мастила, однак навіть при гідному догляді через час починаються збої.
Контактно-транзисторне запалювання
Контактно транзисторна система запалювання - це наступний ступінь еволюції. Тут у гру вступають два нових гравці — транзистор, як і випливає з назви, і комутатор. Ця система є більш досконалою по відношенню до попередньої. Тут основна відмінність полягає в тому, що переривник впливає на що інше, а саме на транзистор, завдяки чому з'явилася можливість значно збільшити електричний струму первинній обмотці котушки запалювання. Підвищений струм значно покращує іскроутворення на свічках, завдяки чому відчутно краще спалахує суміш. Іноді господарям певних автомобілів, щоб контактно-транзисторна система запалювання у них могла працювати, доведеться міняти котушку запалювання на потужнішу, з роздільними обмотками в ній. Також завдяки транзистору вдається зменшити навантаження на контакти, завдяки чому вся система проіснує довше. Ось ми й довідалися про ще один принцип роботи.
Безконтактна робота
Далі, у нашому списку йде безконтактна система запалення та її принцип роботи. Принципова відмінністьтут полягає в тому, що як такої відсутня тут переривник, його тут просто немає. За нього працює безконтактний датчик, який виконує таку саму роль. Застосовується безконтактна система запалювання досі на різних автомобілях, а також часто зустрічається варіант заміни цією моделлю всі минулі, щоб досягти кращих результатів. Так звані датчика Холла дозволяє створювати імпульси, які виступають у ролі каталізатора для створення свічки. Тут немає розподільника, і система в принципі не вимагає контролю, так як деталей, що труться, немає. Використання цієї системи дозволяє досягти більш рівної роботи двигуна і ще якіснішого займання суміші.
Електронний тип запалювання
Принцип роботи останнього і найдосконалішого типу запалення досить складний. Має ця модель дві назви: електронне запалення або мікропроцесорна система запалювання, правильні та вірні обидві назви, як називати вибирати вам. Тут практично повністю відсутні якісь труть або механічні деталі, все повністю відбувається за допомогою електроніки. Крім усього, що було вказано, електронне запалення має ще й різні вхідні датчики, і електронний блокуправління. Вхідні датчики необхідні для того, щоб електронна система запалювання фіксувала показники роботи двигуна, щоб вчасно подати іскру в циліндр, що вимагає того. Те, які датчики застосовуються в машинах, можуть відрізнятися в залежності від машини. Наприклад, поширені датчики обертання колінчастого валу, і датчики масової витрати повітря, насправді їх дуже багато.
Електронне запалення дозволяє досягти максимально злагодженої роботи двигуна, проте, навіть не це є найбільшою перевагою. Найбільша перевага лежить в економічності.
Як бачимо, мікропроцесорна система запалення є найбільш досконалою системою з можливих, саме вона зараз є найпоширенішою серед сучасних автомобілів усіх виробників і вітчизняних у тому числі. Наші автомобілі в цьому показнику анітрохи не поступаються іномаркам.
Щоб спалахнути паливоповітряну суміш, у потрібний момент у циліндр має бути подана електрична іскра. Це завдання виконує електронна система запалювання.
Пристрій електронної системи запалювання
В електронній системі запалювання інжектора використовується принцип статичного розподілу високої напруги, тобто у системі відсутні рухливі деталі. На інжекторних машинах висока напруга з котушки запалювання подається в два циліндри, поршні яких зараз рухаються до верхньої мертвої точки. В одному з циліндрів відбувається такт стиснення суміші, у другому – такт випуску.Такий принцип розподілу високої напруги називається "методом холостої іскри". На сучасних інжекторних двигунах встановлюють індивідуальні котушки запалювання на кожен із циліндрів.
Управління кутом випередження запалення
В електронних системах запалювання моментом іскроутворення керує контролер. Визначивши значення оборотів коленвала на даний момент і навантаження на двигун, контролер розраховує базовий кут випередження запалення. Далі цей кут може бути скоригований (наприклад, зменшений, якщо виявлено детонацію). Розрахувавши остаточне значення кута випередження запалення, контролер видає керуючий сигнал на модуль запалення в момент, коли поршень, що рухається до ВМТ, займе потрібне положення.
Склад системи запалення інжекторного двигуна
В електронній системі запалювання можна виділити такі деталі:- Контролер;
- Датчик положення колінчастого валу (ДПКВ);
- Шків із зубчастим вінцем;
- Модуль запалювання;
- Високовольтні дроти;
- Свічки запалювання.
Модуль запалювання
Модуль запалювання включає дві котушки запалення і два високовольтних ключа-комутатори.
Котушка запалення служить для накопичення енергії, достатньої для займання паливоповітряної суміші, у її вторинному ланцюзі формується висока напруга, яка далі подається на свічки запалювання. Котушка запалення складається з двох індуктивно пов'язаних обмоток (первинної та вторинної).
Комутатор служить для включення та вимкнення струму в первинній обмотці котушки запалювання. Контролер розраховує необхідний часвключеного стану в залежності від поточних оборотів коленвала та напруги бортмережі і подає на комутатор сигнал, що управляє. Протягом часу включеного стану (часу накопичення) струм у первинній обмотці котушки запалювання зростає до заданого оптимального значення, при якому величина енергії, що запасається, досягає максимуму. Якщо час накопичення занадто велике, то котушка запалення працюватиме з насиченням, що призведе до її перегріву та зниження ККД.
Високовольтні дроти запалювання
За допомогою високовольтних дротів висока напруга з котушки запалювання подається на свічки запалювання. Високовольтний провід є струмопровідною жилою в силіконовій ізоляції, на кінцях якої і знаходяться високовольтні контактні наконечники. Високовольтний провід має опір 6-15 кОм. Це робиться спеціально для зниження рівня електромагнітних перешкод, що виникають у момент іскроутворення.Довжина іскрового проміжку впливає якість згоряння паливоповітряної суміші. Чим більший іскровий проміжок, тим впевненіше відбувається її запалення. Але максимальне значення міжелектродної відстані обмежується максимально допустимим значенням вторинної напруги котушки запалення, швидкістю наростання вторинної напруги, яка, у свою чергу, визначається конструктивними особливостями котушки запалення, високовольтних проводів та свічок запалювання.
Датчик положення колінвалу (ДПКВ)
Щоб забезпечити оптимальне керування двигуном, контролер системи керування повинен завжди знати точне положення поршнів у циліндрах двигуна щодо ВМТ. З цією метою шків приводу генератора доповнили зубчастим вінцем. Розрахункова кількість зубів на вінці 60, причому два з них відсутні. Кутова відстань між зубами становить 6°.У парі із зубчастим шківом працює ДПКВ. Повітряний зазор між ДПКВ та зубчастим вінцем становить 0,7-1,1 мм.
З початком прокручування двигуна контролер аналізує сигнал ДПКВ, намагаючись виділити два пропущені зуби на вінці шківа (після пропущених йде перший зуб). Як тільки це відбувається, стає можливим розрахунок кута випередження запалення, розрахунок фаз упорскування палива та керування модулем запалення та форсунками. Сигнал ДПКВ використовується для розрахунків швидкості обертання коленвала та його прискорення.
Однією з основних умов успішного запуску двигуна є наявність справної системи запалювання, що відповідає за займання паливно-повітряної суміші шляхом іскроутворення в потрібному циліндрі силового агрегату. Враховуючи всю важливість зазначеної системи, знання її пристрою та принципів роботи стане в нагоді будь-якому автоаматору, щоб у разі необхідності можна було самостійно усунути несправність.
1. Особливості системи запалення
Основними вимогами, які зазвичай пред'являються до системи запалення, є:
1. Необхідність утворення іскри в циліндрі (що знаходиться на такті стиснення) відповідно до загального порядку роботи циліндрів;
2. Забезпечення своєчасного моменту запалювання, тобто іскра повинна з'являтися в конкретний момент, який відповідає оптимальному куту його випередження (за поточних робочих умов двигуна) і залежить як від оборотів двигуна, так і від навантаження на нього;
3. Постачання іскри достатньою енергією, тобто тією її кількістю, яка необхідна для займання робочої суміші (на цей показник впливає склад, щільність та температура робочої суміші);
4. Робоча надійність, що виражається у безперервному іскроутворенні.
На сьогоднішній день існує кілька видових варіантів системи запалення, серед яких виділяють контактну, безконтактну та електронну. Усі вони мають ряд загальних особливостей. Наприклад, у даних системах відсутній традиційний розподільник, а його місце займає чотирививідна котушка запалювання, до складу якої входять дві двовивідні, об'єднані в один блок.
У первинних обмотках запалення управління струмом здійснюється за допомогою спеціального контролера, який отримує інформаційні дані від відповідних датчиків. Позитивною особливістю системи запалення є відсутність у ній рухливих деталей, завдяки чому вона потребує постійному обслуговуванні чи регулюваннях , а робочих цілях використовується метод розподілу іскри, який часто називають «методом холостої іскри». Циліндри силового агрегату об'єднані в пари - 1 з 4, а 2 з 3, причому утворення іскор проходить відразу в двох циліндрах: у тому, де закінчується такт стиснення, і в тому де проходить такт випуску.
З огляду на те, що струм в обмотках котушок має постійний напрямок, освіта іскри на одній свічці завжди проходить від центрального електрода на бічній, а на другій – навпаки, від бічного на центральний. Процес керування запаленням виконується спеціальним контролером. Датчик положення колінвала передає йому якийсь опорний сигнал, виходячи з якого, контролер проводить розрахунок послідовності спрацьовування котушок модуля запалювання, а для того, щоб управління було точним, пристрою потрібна така інформація:
- Частота обертання колінвала силового агрегату;
Навантаження, яке відчуває двигун автомобіля;
Температура охолодної рідини системи;
Становище коленвала;
Становище розподільного валу;
Наявність детонації.
Незважаючи на деяку конструктивну відмінність різних систем запалювання, можна виділити такі, загальні елементи всіх пристроїв:
1. Джерело живлення - бортова мережа автомобіля, разом зі своїми джерелами, представленими у вигляді акумуляторної батареї та генератора;
2. Вимикач запалювання;
3. Пристрій, що відповідає за керування накопичувачем енергії. У його завдання входить визначення моменту початку накопичення та моменту передачі енергії на свічку запалювання, тобто визначення моменту запалення. Виходячи з конструктивних особливостей системи запалення конкретного автомобіля, цей пристрійможе мати різний вигляд.
Механічний переривник – здійснює безпосереднє управління процесом накопичення (первинним ланцюгом) та відповідає за замикання/розмикання живлення первинної обмотки.
Контакти переривника можна побачити, зазирнувши під кришку розподільника. Пластична пружина рухомого контакту притискає його до нерухомого контакту. Їх розмикання виконується лише на короткий термін, а саме в момент, коли кулачок валика приводу, що набігає, чинить тиск на молоточок рухомого контакту.
Паралельно контактам включено і конденсатор, який запобігає їх обгоранню в момент розмикання. Це стало можливим завдяки поглинанню більшої частини електророзряду, через що суттєво зменшується іскріння. Однак це ще не весь корисний вплив конденсатора. Друга половина переваги його присутності базується на створенні ланцюга низької напруги зворотного струму, що позитивно впливає на швидкість зникнення магнітного поля. Чим швидше це станеться, тим більший струм з'явиться в ланцюзі високої напруги. Якщо конденсатор вийде з ладу – двигун не зможе нормально працювати, адже сили напруги у вторинному ланцюзі не вистачить, щоб забезпечити стабільне іскроутворення.
Переривник знаходиться в тому ж корпусі, що і розподільник високої напруги, через що останній отримав назву переривника-розподільника, а саму систему почали називати «класичною системою запалювання». Разом із переривником-розподільником у корпусі знаходиться ще одна важлива деталь -відцентровий регулятор випередження запалення
Якщо механічний переривник обладнаний транзисторним комутатором, то цьому випадку він управляє лише ним, а той, своєю чергою, відповідає управління процесом накопичення енергії. Така конструкція істотно перевершує аналогічні пристрої без транзисторного комутатора, так як тут контактний переривник більш надійний, чому сприяє протікання через нього струму меншої сили, а значить, пригорання контактів під час розмикання практично виключається повністю. Відповідно, конденсатор, паралельно підключений до контактів переривника, тут просто не потрібен, а в іншому – система цілком ідентична класичному варіанту. Обидві системи, що мають механічний переривник, мають загальну назву - «контактні системи запалювання».
Системи з транзисторним комутатором, обладнані безконтактним датчиком (імпульсним генератором), можуть бути індуктивного типу, заснованими на ефекті Холла або відноситися до оптичного типу.В даному випадку місце механічного переривника займає імпульсний датчик-генератор з перетворювачем сигналів, який за допомогою транзисторного комутатора здійснює керування накопичувачем енергії. Як правило, датчик-генератор розташований усередині розподільника, конструкція якого нічим не відрізняється від конструкції аналогічної деталі в контактній системі, тому вказаний вузол отримав назву «датчика-розподільника».
Одна з варіацій такої системи, обладнана розподільником механічного виглядута котушкою запалення, розміщеною окремо від розподільника та комутатора, називається «безконтактною системою запалення». Звичайно, існує багато її варіантів, що передбачають застосування одного або кількох відповідних датчиків.
Також, на основі керування запаленням виділяють ще один варіант систем - мікропроцесорні системи запалення, які обладнані мікропроцесорним блоком запалювання (або блоком керування роботою мотора з підсистемою керування запалювання), а також мають датчики та комутатор.У такому випадку, блок управління отримує дані про роботу силового агрегату (кількість оборотів, положення колінвала, положення розподільного валу, навантаженнях на мотор і температуру охолоджуючої рідини) від датчиків, і вже виходячи з результатів їх алгоритмічної обробки, здійснює управління комутатором, який, у свою чергу, керує накопичувачем енергії. Процес регулювання випередження запалення реалізований у блоці управління програмно.
У системі запалення електронного типу, у ролі пристрою керування накопичувачем енергії, виступає електронний блок керування(ЕБУ), який є головною складовою такої системи.Його робота базується на зборі інформації, що отримується від різних датчиків (положення коленвала, положення розподільного валу, датчика детонації, датчика кута відкриття дроселя), на розрахунку оптимального моменту запалювання та часу зарядки котушки, а також через комутатор - він відповідає за управління первинним ланцюгом котушки.
На автомобілях, що випускаються сьогодні, блок управління запаленням об'єднаний з блоком, що відповідає за упорскування палива.
4. Накопичувачі енергії, які, залежно від типу системи, можуть поділятися на дві групи:
З накопиченням енергії в котушці (котушках) запалення, де енергія збирається в первинній обмотці, а при розмиканні первинного ланцюга, у вторинному утворюється висока напруга, що згодом подається на свічки запалювання. Такий варіант системи є найпоширенішим.
З накопиченням енергії в конденсаторі, після чого, у потрібний момент, вона проходить через котушку запалювання. У другому ланцюзі також проходить індукування високої напруги, яка пізніше подається на свічки. Пристрій накопичувача енергії такого типу часто називають запалюванням від розряду конденсатора або конденсаторним запалюванням, позначаючи абревіатурою. CDI(Capacitor Discharge Ignition).Така система хоч і не часто, але зустрічається на автомобілях, щоправда, більшого поширення вона отримала на мотоциклах, гідроциклах і скутерах. Її головна відмінна рисау тому, що енергія іскри не залежить від оборотів двигуна.
5. Система розподілу запалювання. на транспортних засобівах може застосовуватися один із двох типів такої системи: система обладнана механічним розподільником або система статистичного розподілу.
- Системи, що мають механічний розподільник енергії, як правило, працюють за допомогою трамблера, який і розподіляє напругу по свічках циліндрів силового агрегату. У системах запалення контактного типу він часто об'єднаний з переривником, а в безконтактних - з імпульсним датчиком. У більш модернізованих системах трамблер або взагалі відсутній, або поєднаний із котушкою запалювання, комутатором та датчиками різних систем (CID, HEI, CIC).
Системи, що ґрунтуються на статичному розподілі енергії, прийшли на зміну класичному розподільнику. Вони отримали свою назву через те, що у них відсутні частини, що рухаються, які зазвичай входять в конструкцію розподільника. Системи такого роду позначають абревіатурою DLI(DistributorLess Ignition) та DIS(DistributorLess Ignition System), що означає "система без розподільника", та DI(Direct Ignition), які мають на увазі "систему прямого, або безпосереднього запалення". DLI - має відношення до всіх систем без високовольтного розподільника; DI - відноситься тільки до тих, в яких присутні індивідуальні котушки, а DIS - це системи синхронного запалювання, що мають двовивідні котушки. Можливо, такий підхід і не зовсім вірний, але саме він найчастіше вживається.
6. Високовольтні дроти. Виступають у ролі сполучного елемента між накопичувачем енергії та її розподільником (або свічками), а також з'єднують розподільник зі свічками запалювання. У системах запалювання типу COP (котушка на свічці) даний елемент відсутній.
7.
Свічки запалювання. Застосовуються з метою створення іскрового розряду та подальшого займання робочої суміші, що знаходиться в камері згоряння. Свічки запалювання розташовуються в головці циліндра, і як тільки на них потрапляє імпульс струму високої напруги, між їх електродами відразу проскакує іскра, що займає робочу суміш.
На більшості транспортних засобів зазвичай встановлено по одній свічці в кожен циліндр, але іноді зустрічаються і складніші системи, що мають дві свічки, причому вони не завжди спрацьовують одночасно. Наприклад, при малих оборотах двигуна спочатку спрацьовує та свічка, яка знаходиться ближче до впускного клапана, а за нею вже друга, яка забезпечує більш швидке та повне згоряння паливоповітряної суміші.
3. Як працює система запалювання?
Незважаючи на те, до якого типу відноситься та чи інша , всі вони мають кілька загальних робочих етапів, що передбачають накопичення потрібного заряду, його високовольтне перетворення, розподіл, освіту на свічках іскор та займання паливної суміші. Будь-який з них вимагає злагодженої та точної роботи, а отже, варто вибирати лише перевірені пристрої, які довели свою надійність. У цьому плані найкращим варіантом прийнято вважати електронну систему запалювання, де всім робочим процесом (подачею іскри та її розподілом по свічках) управляє електроніка.
Електронна система запалювання - це не окремий, самостійний компонент, а складова частина системи управління мотором, яка ґрунтується на роботі датчика положення, датчика, що фіксує частоту його обертання та датчика масової витрати повітря. Отримавши від них потрібну інформацію, ЕБУ приймає рішення щодо моменту подачі іскри та розподілу запалювання. Природно, у блоці управління вже прописані певні команди, що виконуються після отримання та аналізу даних із згаданих датчиків.
У такій системі займання паливної суміші повністю виключені механічні рухомі частини, а завдяки спеціальним датчикам і особливому блоку управління, освіта і подача іскри проходять набагато швидше і надійніше, ніж у аналогічних систем контактного і безконтактного типу. Цей факт дозволяє поліпшити роботу двигуна, збільшивши його потужність і знизивши споживання палива. Більше того, не можна не відзначити високу робочу надійність пристроїв цього типу.
відрізняється тим, що залежить безпосередньо від розмикання контактів, а головну роль процесі освіти іскри тут виконує транзисторний комутатор і спеціальний датчик.Відсутність прямої залежності від якості та чистоти поверхні контактної групи гарантує ефективніше іскроутворення. Однак, як і в контактному варіанті системи запалення, тут також використовується переривник-розподільник, який відповідає за своєчасну передачу струму на запалення свічку. Робочий принцип безконтактної системи передбачає виконання таких дій.
Коли колінвал двигуна починає рухатися, датчик-розподільник формує відповідні імпульси напруги і направляє їх на транзисторний комутатор, завдання якого – створювати імпульси струму в первинній обмотці котушки запалювання. У момент переривання у вторинній обмотці котушки проходить індукування струму високої напруги. Він подається на центральний контакт розподільника, а звідти за допомогою проводів високої напруги надходить на свічки запалювання. Останні та здійснюють займання паливоповітряної суміші.
У разі збільшення обертів коленвала за регулювання кута випередження запалення відповідає відцентровий регулятор, а при зміні навантаження на силовий агрегат це завдання покладається на вакуумний регулятор випередження запалення.
Принцип роботи контактного запалення дещо відрізняється від варіантів, наведених вище. Коли контакт переривника перебуває у замкнутому стані, струм низької напруги проходить первинною обмоткою котушки.У процесі їх розмикання, у другій котушці відбувається індукування струму високої напруги, і за допомогою високовольтних проводів він передається на кришку розподільника, після чого розходиться свічками запалення з певним кутом випередження запалення.
Як тільки обороти колінвала збільшуються, зростають і обороти валу переривника-розподільника, внаслідок чого грузики відцентрового регулятора починають розходитися, переміщуючи рухому пластину разом з кулачками переривника. Це призводить до того, що розмикання контактів відбувається дещо раніше, через що збільшується кут випередження запалення. Зі зменшенням оборотів колінвала кут випередження запалення теж зменшується.
Більш модернізованим типом контактної системи є контактно-транзисторний варіант. Він відрізняється наявністю транзисторного комутатора в ланцюзі первинної обмотки котушки, керування яким виконується за допомогою контактів переривника. За рахунок його використання вдалося досягти зниження сили струму в ланцюгу первинної обмотки, що позитивно позначилося на тривалості експлуатації контактів переривника.