Системы зажигания автомобиля: типы, устройство и принцип работы

Системы зажигания автомобиля: типы, устройство и принцип работы

Система зажигания автомобиля — это достаточно сложная совокупность приборов, отвечающая за появление искры в тот момент, который соответствует режиму работы силовой установки. Данная система является частью электрооборудования. Самые первые двигатели, такие как агрегат Даймлера, в качестве системы для зажигания применяли калильную головку – это первое устройство системы зажигания, которое не лишено было недостатков. Их суть заключалась в том, что воспламенение осуществлялось в самом конце такта, так как камера раскалялась до достаточно высокой температуры.

Перед стартом всегда нужно было прогреть саму калильную головку и только потом запускать двигатель. В дальнейшем головка разогревалась за счет поддержания температуры от сгораемого топлива. В современных условиях такой принцип системы зажигания может использоваться только в микродвигателях, применяемых в моделях авто и прочей техники, используемой ДВС. Такое исполнение позволяет уменьшить габаритные размеры, но при этом вся конструкция может быть дороже. В небольших моделях это малозаметно, а вот в полноразмерном автомобиле может очень сильно сказаться на цене. Во всех авто схема системы зажигания практически одинаковая. Некоторые отличия диктуются только видом исполнения.

Контактно-транзисторное зажигание

Контактно транзисторная система зажигания — это следующая ступень эволюции. Здесь в игру вступают два новых игрока — транзистор, как и следует из названия, и коммутатор. Эта система является более совершенной по отношению к предыдущей. Здесь основное отличие заключается в том, что прерыватель воздействует ни на что другое, а именно на транзистор, благодаря чему появилась возможность значительно увеличить электрический ток в первичной обмотке катушки зажигания. Повышенный ток значительно улучшает искрообразование на свечах, благодаря чему ощутимо лучше воспламеняется смесь. Иногда хозяевам определенных автомобилей, чтобы Контактно-транзисторная система зажигания у них могла работать, придется менять катушку зажигания на более мощную, с раздельными обмотками в ней. Так же, благодаря транзистору удается уменьшить нагрузку на контакты, благодаря чему вся система просуществует дольше. Вот мы и узнали еще один принцип работы.

ВИДЫ СИСТЕМ ЗАЖИГАНИЯ

В зависимости от того, как происходит процесс образования искры, выделяют несколько систем: бесконтактная (с участием транзистора), электронная (с помощью микропроцессора) и контактная.

В бесконтактной схеме, для взаимодействия с датчиком импульсов, использован транзисторный коммутатор, выполняющий функцию прерывателя. Высокое напряжение регулирует механический распределитель.

Читайте также: Проводим замену печки на ВАЗ 2110 своими руками

Электронная система зажигания двигателя накапливает и распределяет электрическую энергию с помощью электронного блока управления. Ранее конструктивная особенность этого варианта позволяла электронному блоку отвечать одновременно за систему зажигания и за систему впрыска топлива. Сейчас система зажигания является элементом системы управления двигателем.

В контактной системе электрическая энергия распределяется с помощью механического устройства – прерывателя-распределителя. Дальнейшим ее распространением занимается контактная транзисторная система.

Общее устройство

Как уже было сказано: система зажигания автомобиля есть в любом авто. Это так, но не совсем. Существует два принципиально разных вида работы бензиновых двигателей: карбюраторный и инжекторный. В инжекторе присутствует объединенная система впрыска и зажигания, в которой за управлением всем следит ЭСУД (электронная система управлением двигателем). Нас же интересует более устаревшая, но стабильно существующая и не собирающаяся пропадать обычная, не объединенная система впрыска и зажигания, в которой все выполнено раздельно и имеет свои функции.

Принципиально любое зажигание на карбюраторном автомобиле состоит из таких элементов:

• АКБ (аккумуляторная батарея).
• Катушка.
• Распределитель.
• Свечи.
• Выключатель.
• Высоковольтные провода.

В зависимости от принципа работы элементы будут добавляться, но все перечисленные выше присутствуют обязательно. Кстати, мы ведем разговор о элементах, что характерны для семейства автомобилей ВАЗ, но и на старых иномарках, таких как, например, Opel Cadett, работает все крайне аналогично и различий не имеет, вплоть до идентичного внешнего вида.

Принцип работы всех этих систем заключается в том, что берется электричество с аккумулятора и подается на катушку, которая трансформирует 12В взятых с АКБ в 20 — 30 тысяч Вольт. Далее, прерыватель-распределитель зажигания распределяет получаемое электричество по цилиндрам двигателя, где и происходит восгорание смеси бензина и воздуха. Вроде бы все просто, однако, разберемся в каждом отдельном виде этой системы.

Устройство системы зажигания

Схема системы зажигания: 1 — замок зажигания; 2 — катушка зажигания; 3 — распределитель, 4 — свечи зажигания; 5 — прерыватель, 6 — масса.

Все вышеперечисленные виды систем зажигания похожи между собой, отличаются только методом создания управляющего импульса. Так в систему зажигания входят:

1. Источник питания для системы зажигания, это аккумуляторная батарея (в момент запуска двигателя), и генератор(во время работы двигателя).
2. Выключатель зажигания – это механическое или электрическое контактное устройство подачи напряжения на систему зажигания, или по-другому – замок зажигания. Как правило, выполняет две функции: подачи напряжения на бортовую сеть и систему зажигания, подачи напряжения на втягивающее реле стартера автомобиля.
3. Накопитель энергии – узел предназначенный для накопления, преобразования энергии достаточной для возникновения электрического разряда между электродами свечи зажигания. Условно накопители энергии можно разделить на индуктивный и емкостный. Простейший индуктивный накопитель – это катушка зажигания, которая представляет собой автотрансформатор, первичная обмотка у него подключается к плюсовому полюсу и через устройство разрыва к минусовому. Во время работы устройства разрыва, например кулачков зажигания, в первичной обмотке возникает напряжение самоиндукции. Во вторичной обмотке образуется повышенное напряжение, достаточное для пробоя воздушного зазора свечи.
4. Емкостный накопитель представляет собой емкость, которая заряжается повышенным напряжением и в нужный момент отдает свою энергию на свечу зажигания

Распределитель зажигания (трамблёр) – устройство распределения высокого напряжения по проводам, ведущим к свечам цилиндров. Обычно в распределителе собран и кулачковый механизм. Распределение зажигания может быть механическим и статическим. Механический распределитель представляет собой вал, который приводится в действие от двигателя и при помощи «бегунка» распределяет напряжение по высоковольтным проводам. Статическое распределение зажигания подразумевает под собой отсутствие вращающихся деталей. При таком варианте катушка зажигания присоединятся непосредственно к свече, а управление происходит от блока управления зажиганием. Если, например, двигатель автомобиля имеет четыре цилиндра, то и катушек будет четыре. Высоковольтные провода в данной системе отсутствуют.

ПРИНЦИП РАБОТЫ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ

Рассмотрим подробнее распределитель зажигания, чтобы определить технологию направления электрического импульса на каждый цилиндр отдельно. Сняв крышку трамблера можно увидеть вал с пластиной в центре и расположенные по кругу медные контакты. Эта пластина и есть бегунок, он обычно пластиковый или текстолитовый и в нем стоит предохранитель. Медный наконечник с одного края бегунка по очереди касается медных контактов, раздавая электрические разряды на провода к цилиндрам в необходимое время такта работы двигателя. Пока бегунок совершает свое движение от одного контакта к другому, в цилиндрах готовится новая порция горючей смеси для воспламенения.

Чтобы исключить постоянную подачу тока, в трамблер устанавливается прерыватель – контактная группа. Кулачки расположены на валу эксцентрично, и при вращении замыкают и размыкают электрическую сеть.

Необходимым условием правильной работы и эффективного сгорания смеси является произошедшее строго в определенный момент самовозгорание. Процесс возгорания очень сложен с технической точки зрения, так как в цилиндрах образуется большое количество дуговых разрядов, которые зависят от оборотов двигателя. Разряды должны быть так же равны определенным значениям: от 0,2 мдж и выше (в зависимости от топливной смеси). В случае недостаточной энергии, смесь не загорится, и появятся перебои в работе двигателя, он может не запуститься или заглохнуть. Работа катализатора так же зависит от исправности системы зажигания двигателя. Если система работает с перебоями, остатки топлива будут попадать в катализатор и догорать там, что приведет к перегреву и прогоранию металла катализатора как снаружи, так и выходу из строя внутренних перегородок. Прогоревший внутри катализатор не сможет выполнять свои функции и потребуется замена.

Контактная система

Контактное зажигание — это система, которая является самой технически древней, так как появилась она еще очень давно, а недостатков у нее масса. Основной заключается в наличии механического прерывателя и механического распределителя цепи, которые со временем приходил в такую негодность, что могло привести к серьезным сбоям в работе двигателя. Прерыватель служит для того, чтобы размыкать цепь низкого напряжения. Когда она разомкнута, то во вторично обмотке катушки возникает высокое напряжение, которое необходимо для поджога.

Читайте также: Калина 2 диагностический разъем где находится – Компьютерная диагностика Калины своими руками через ноутбук и смартфон | Двигателя, параметры, бортовой компьютер и ЭБУ

Контактное зажигание оттого так и называется, потому что в нем присутствуют контакты. Со временем они могут залипать и пригорать, что крайне неблагоприятно сказывается на работе мотора.

К распределителю же подводится высокое напряжение, а внутри вращается бегунок, который замыкает и размыкает контакты, тем самым распределяя по цилиндрам ток. Как видим, здесь все основано на чистой механике, все крутится, все вращается. Эти элементы требуют постоянного ухода и смазки, однако, даже при достойном уходе через время начинаются сбои.

Наиболее характерные неисправности зажигания

Неисправности системы зажигания могут повлечь за собой выход из строя и остальных устройств, используемых для нормальной работы машины. Выделяют отдельный список часто встречаемых неисправностей, при которых затрудняется работа системы воспламенения рабочей смеси: — Возможны замыкания первичной обмотки катушки зажигания на массу, а также замыкание вторичной на первичную. В результате происходит перегорание дополнительного резистора и появляются характерные трещины в изоляторе, а также в крышке катушки. В этом случае необходима замена поврежденных элементов, если же катушка практически разрушена — то замена всего узла. — Характерные неисправности прерывателя: возможно обгорание либо загрязнение маслом контактов внутри прерывателя; нарушение стандартного зазора между контактами, что приводит к перебоям в переключении между свечами. Обгорание либо замасливание контактов может вызвать очень резкое увеличение уровня сопротивления между ними, из-за этого уменьшается ток, создаваемый в первичной обмотке, и как результат — снижается мощность искры, которую создают свечи.

Нарушение зазора также приводит к ухудшению образованию искры, которая создается между электродами свечи. Как результат — перебои в нормальной работе двигателя. — Свечи: возможно появление нагара на внутренней поверхности, а также обильное загрязнение снаружи. Нарушение зазора между электродами, различные трещины в изоляторе, неисправность бокового электрода — все это приводит к плохой подаче искры либо вовсе ее отсутствию. Это вызывает нестабильную, неравномерную и неустойчивую работу мотора, снижает его мощность. Возможна и остановка при повышении нагрузки.

Нормальная работа свечей зажигания возможна только в случае, если: — поверхность резьбы сухая (ни в коем случае не мокрая); — присутствует очень тонкий слой нагара либо копоти; — цвет электродов, а также изолятора должен быть от светло-коричневого до светло-серого, почти белого. Обо всех неисправностях может рассказать мокрая поверхность резьбы — это может быть как бензин, так и масло. У неисправной свечи электроды и часть изолятора покрыты толстым слоем нагара и мокрые.

Замасленные свечи и другие признаки неисправности

Если двигатель обладает очень большим пробегом, и при этом все свечи были заменены в одно и то же время, то главной виной такого состояния является повышенный износ цилиндров, колец или поршней. Возможно появление масла на поверхности свечи в период, когда автомобиль проходит обкатку. Это со временем проходит. Если же масло было обнаружено только на одной свече, то причиной этого, скорее всего, может быть неисправность выпускного клапана, он может прогореть. Чтобы это определить, нужно хорошо прислушаться к работе двигателя, на холостом ходу он работает неравномерно. В этом случае нельзя откладывать с проведением ремонтных работ, так как потом прогорит и седло, и ремонт будет еще дороже. Выгоревшие либо очень сильно корродированные электроды говорят только о перегреве свечи. Такое возможно, если был использован низкооктановый бензин, либо была неправильная установка момента произведения зажигания.

Слишком обедненная смесь — тоже результат оплавки электродов. Возможны различные механические повреждения на поверхности свечи. Она может иметь изогнутый вид, или же будет деформирован электрод, расположенный в боковой части свечи. Последствия такой работы — перебои в зажигании. Причиной возникновения таких неприятностей может быть неправильно выбранная длина свечи, либо же длина резьбы не соответствует посадочному месту в головке мотора. В таком случае стоит подобрать стандартную свечу, рекомендуемую заводом-изготовителем. Если ее длина была выбрана правильно, стоит обратить внимание на присутствие посторонних механических элементов во внутренней части цилиндра. После того как свечи были поменяны местами, можно узнать очень большое количество информации об их состоянии. Если свеча продолжает покрываться нагаром уже в другом цилиндре — это говорит о её неисправности. Но если нормальная и исправная свеча одного из соседних цилиндров также начинает покрываться нагаром, как и её предшественница, тогда это неисправность непосредственно в кривошипно-шатунном устройстве этого цилиндра.

Выводы

Все системы, используемые для воспламенения топливной смеси, хороши в определенных областях машиностроения. Все не лишены своих недостатков. Не всегда нужно создавать сложную и высоконадежную систему, иногда гораздо дешевле использовать простые и более дешевые. Нет необходимости устанавливать дорогую систему зажигания на автомобиль, который по своей стоимости гораздо ниже, чем остальные в его классе. Такими действиями можно только поднять его стоимость, но качество, к сожалению, останется прежним. Зачем что-то менять, если работа системы зажигания показала только лучшие результаты на многих тестах?

Бесконтактная работа

Далее, в нашем списке идет бесконтактная система зажигания и ее принцип работы. Принципиальное отличие здесь заключается в том, что как таковой здесь отсутствует прерыватель, его здесь просто нет. За него работает бесконтактный датчик, который выполняет такую же роль. Применяется бесконтактная система зажигания до сих пор на различных автомобилях, а также вполне часто встречается вариант замены этой моделью все прошлые, чтобы добиться лучших результатов. Так называемые датчик Холла позволяет создавать импульсы, которые выступают в роли катализатора для создания свечи. Здесь нет распределителя, и система в принципе не требует контроля, так как трущихся деталей нет. Использование этой системы позволяет добиться более ровной работы двигателя и еще более качественного воспламенения смеси.

Виды, устройство и принцип работы системы зажигания

В течение десятилетий, пока выпускалась модель ВАЗ 2107 (с 1982 по 2012 год), она оснащалась тремя типами систем зажигания:

• механическая с контактами — прерывателями;
• бесконтактная;
• управляемая электронным блоком (ЭБУ).

Схема контактного зажигания, установленная в первых моделях ВАЗ 2107

В механическом варианте контакты, размыкаемые кулачком вала трамблёра, разрывают цепь низкого напряжения, инициируя образование мощного импульса во вторичной обмотке катушки. Этот разряд и направляется на электроды свечи, воспламеняющей топливо в том цилиндре, где поршень поднялся в верхнюю мёртвую точку (ВМТ) и такт сжатия завершён.

Схема бесконтактного зажигания семёрки с карбюратором

Бесконтактная схема действует по такому же принципу, только сигнал на разрыв цепи подаёт датчик Холла, а реализует его коммутатор. Поэтому настройка зажигания на карбюраторных «семёрках» производится практически одинаково. Другое дело — автомобили с инжектором, где внедрена новая система, не имеющая не только контактов, но и распределителя и любых движущихся частей. Здесь момент образования искры определяет контроллер ЭБУ, ориентирующийся на сигналы различных датчиков.

Система зажигания ВАЗ 2107 с инжектором

Где используется?

Прошлые и настоящие владельцы ВАЗ «классики», разбирающиеся в конструкции таких автомобилей, прекрасно знают слабые места и принципы функционирования схемы зажигания контактного типа.

Ее особенность заключается в распределении напряжения к камерам сгорания двигателя через контактные соединения (отсюда и название).

Современные автомобили оборудуются более современным (электронным) зажиганием, которое управляется микропроцессором.

К основным системам, работающим на контактном принципе, стоит отнести:

• КС3 (KSZ) — наиболее распространенный тип схемы, в структуре которой имеется распределитель, катушка и прерыватель.
• КТС3 (HKZ-2, JFU4, HKZk) — система зажигания с контактным датчиком и предварительным накоплением энергии.
• KTC3 (TSZi) — еще один тип системы, работающей на контактном принципе. В ее составе присутствуют транзистор и контакты, а также индукционный накопитель энергии.

Основные элементы 2-контурного зажигания

ВНИМАНИЕ! Найден совершенно простой способ сократить расход топлива! Не верите? Автомеханик с 15-летним стажем тоже не верил, пока не попробовал. А теперь он экономит на бензине 35 000 рублей в год! Читать дальше». Такой вариант зажигания состоит, как и обычная СЗ нового образца, из коммутатора, катушки и трамблера

Обязательны, естественно свечи зажигания, различные крепления и фишки, ну и хорошая, соответствующая новому зажиганию, проводка

Такой вариант зажигания состоит, как и обычная СЗ нового образца, из коммутатора, катушки и трамблера. Обязательны, естественно свечи зажигания, различные крепления и фишки, ну и хорошая, соответствующая новому зажиганию, проводка.

Прежде чем приступить к сборке двухконтурного зажигания, потребуется изменить кое-что в трамблере. Речь идет о шторке ДХ, которую следует теперь поставить уже 2-прорезную (стандартный вариант шторки – 4 прорези). Другими словами, шторка будет иметь всего 2 положения: начало экранирования и конец экранирования.

Такую шторку принято называть также 90х90.

Трамблер в 2-контурном зажигании можно использовать обычный, классический. Жигулевский, фольксвагеновский и т. д.

Что касается количества ДХ в трамблере. Более привычным принято видеть 2-контурное зажигание с двумя ДХ. Однако, не менее популярна схема двухконтурного зажигания с одним датчиком. Она, в свою очередь, может быть реализована тоже 2-я способами: если в распределителе установлена 2 ДХ, но работает один или если изначально стоит 1 ДХ.

Катушка тоже может использоваться обычная, без какой-либо сложной схемы. Как правило, ставятся также 2 катушки.

Вот, как выглядит схема двухконтурного зажигания с 1 ДХ на автомобилях обычно:

• 1 ДХ или трамблер с одним работающим датчиком;
• естественно, один распределить;
• две катушки зажигания, поставленные рядом;
• 1 двухканальный коммутатор Астра или 2 обычных (бывает Астра и плюс 1 простой для аварийного питания ДХ).

Ремонт электронных систем зажигания

Любая неисправность сильно будет влиять на работоспособность машины, поэтому её необходимо устранить в кратчайшие сроки. Для этого можно воспользоваться услугами профессионалов либо попытаться выполнить его самостоятельно. В первую очередь необходимо проверить состояние свечей. В среднем свечи заменяются в БСЗ каждые 18 — 20 тысяч километров пробега независимо от их состояния. Если замена выпадает на зимний период, а свечи визуально в рабочем состоянии, то их можно отложить и использовать в весенне-осенний период.

Изношенные свечи, которые имеют изолятор светлого серо-коричневого оттенка свидетельствуют о том, что детали совместимы с данным типом двигателя, а мотор работает исправно и стабильно. Нагар чёрного цвета свидетельствует о том, что свечи не подходят для данного движка либо топливная смесь переобогащена горючим. Выгорание электродов указывает на проблему в работе ДВС.

Неправильная работа может быть вызвана некачественным топливом, неверными пропорциями рабочей смеси, некорректной установкой системы зажигания.

Если не запускается движок, то возможны следующие причины поломки:

1. Электрический ток не поступает на контакты прерывания из-за того, что они загрязнились, окислились либо пригорели.
2. На контактах появились деформации.
3. Обрыв проводов либо их замыкание на массу.
4. Поломка выключателя зажигания из-за чего не происходит замыкание контактов цепи.
5. Выход из строя конденсатора вследствие замыкания.
6. Обрыв в катушке зажигания. Дефект проявляется преимущественно в нарушении целостности первичной обмотки. В некоторых случаях причиной может стать повреждение вторичной обмотки.
7. Утечка электрического тока в роторе распределителя. Данный процесс возможен при попадании во внутрь влаги либо образовании нагара на внутренней стороне крышки.
8. Не поступает питание на свечи. Помимо повреждения целостности проводов причиной такой неисправности может стать неправильная посадка свечей в гнёздах, их замасление либо окислении наконечников.

Все эти причины решаются переборкой системы зажигания и переустановкой некоторых деталей. Иногда может потребоваться регулировка работы движка, которую лучше произвести в специализированном автосервисе.

Другим признаком неисправности может стать неустойчивая работа движка либо остановка его работы на холостом ходе. Причиной такой неисправности чаще всего становится:

• преждевременное зажигание в цилиндрах, что не позволяет полноценно работать мотору;
• увеличенное расстояние между электродами свечей;
• послабление пружины грузиков в регуляторе, который отвечает за контроль за опережением зажигания.

В основном причины данных поломок кроются в неправильной регулировке. Повторная настройка или корректировка положения позволит за короткий срок забыть о проблеме. Все манипуляции удобно проводить самостоятельно, но необходимо заранее подготовить ветошь, так как чаще всего в процессе работы сильно пачкаются руки.

Если в работе двигателя наблюдаются сбои при различной частоте вращения, то причинами такой неисправности со стороны бесконтактной системы зажигания могут стать:

• повреждения проводов, послабление их креплений, окислительные процессы на наконечниках;
• повреждение контактов прерывателя: сгорание, окисление, загрязнение, сдвиги;
• нарушение работоспособности конденсатора;
• ослабление пружинки уголька, её надлом либо износ;
• подгорание контактов в роторе;
• проблемы со свечами.

Если вариант со свечами исключён, то лучше обратиться в автоцентр для проведения комплексной диагностики всего авто и выявления причин нестабильной работы ДВС.

Ещё одной характерной неисправностью, которая появляется из-за неправильной работы зажигания, выступает невозможность развить полную скорость. В таком случае причинами могут выступать:

• неправильный монтаж момента зажигания;
• чрезмерный износ втулки в прерывателе;
• заедание грузиков либо послабление их пружин в регуляторе опережения зажигания.

Если нет уверенности, что ремонт будет проведён качественно, то стоит обратиться в центры, которые специализируются на данных устройствах. Опытные мастера не только восстановят работоспособность авто, но и могут дать несколько советов, которые существенно улучшат качество поездок, а также продлят срок службы деталей.

Какое зажигание лучше: бесконтактное или контактное?

Контактные зажигания устарели, но все же используются в старых автомобилях. На заднеприводных моделях Ваз бесконтактное впервые установили на 2107.

Разберем отличия контактного от бесконтактного зажигания:

Преимущества бесконтактного зажигания:

• так как в распределителе нет контактной группы, искрообразование происходит четко;
• высокий срок эксплуатации катушки;
• при средних оборотах мотора БСЗ создает искру в 4 раза мощнее, чем контактное зажигание. Это особенно полезно, если свечи загрязнились, так как искра все равно будет вырабатываться;
• отлично выполняет свои функции даже в мороз;
• если напряжение в электросети низкое, то искрообразование все равно будет происходить;
• благодаря мощной стабильной искре свечей, воспламенение топливно-воздушной смеси происходит быстрее;
• если установлен БСЗ, то уменьшается расход топлива и повышается мощность мотора;
• улучшается динамика разгона автомобиля;
• БСЗ легче обслуживать, потому что в устройстве нет подвижных деталей.

Назначение и преимущества электронной конструкции

Важную роль системы воспламенения топлива автомобилей не трудно понять, если перечислить основные требования к ее работе:

1. Образование искры в цилиндре для сгорания бензиново-воздушной смеси в конце такта сжатия.
2. Обеспечение своевременного момента подачи искры с учетом того, какая схема работы цилиндров реализована в моторе, и с учетом опережения углов зажигания.
3. Снабжение искры нужным запасом энергии, достаточным для начала процесса горения. Этот параметр зависит от состава смеси, ее плотности и температуры.
4. Сохранение высокого уровня надежности с учетом ресурса двигателя.

Рабочая схема исполнения возможной системы зависит от типа поколения двигателя, и носит следующие названия:

• контактно транзисторная система зажигания;
• бесконтактная система;
• система зажигания на основе микропроцессора.

Особенности различных типов систем

В первом случае импульс тока передается в нужном направлении при соединении любых двух контактов. За счет наличия вращающихся элементов такая система не является надежной. Кроме того, после очередного ремонта приходится проводить точные настроечные действия своими руками.

Так называемое бэсз является следующим поколением в линейке возможных типов системы. Преимущество заключается в возможности передачи импульса большей энергии без потери на нагрев. Также стоит учитывать, что зажигание бесконтактное практически не имеет периодических регулировочных операций.

В конструкцию входят определенные составные устройства:

• устройство выключения зажигания;
• источник питания;
• преобразующая катушка;
• провода и свечи цилиндров.

Устройство электронного типа

Чтобы электронная система зажигания эффективно работала, ею управляет электронный блок. Его назначение выражается в приеме, анализе различных данных, и выдача указаний по формированию актуального режима образования искры. Многочисленные датчики, установленные в разных системах автомобилей, в постоянном режиме собирают следующую информацию:

1. Параметры кривошипно-шатунного механизма. Отслеживается положение коленчатого вала и частота вращения.
2. Параметры газораспределительного механизма. Контролируется положение распределительного вала.
3. Работа системы охлаждения мотора. Уточняется рабочая температура и оценивается нагрузка на мотор.
4. Выхлопная система. Контролируется состав отработанных газов.

Дополнительно производители вводят и другие датчики контроля различных параметров. Например, часто фиксируется процесс детонации, что связывается с низким качеством топлива или указывает на изменившееся октановое число бензина.

Дальнейшее совершенствование автомобилей приводит к появлению таких датчиков:

• положения электронной педали газа;
• массового расхода воздуха;
• давления в топливной магистрали.

Такая разносторонняя информация позволяет не только обеспечить качественный процесс искрообразования, но и значительно улучшает топливную экономичность двигателя. В этом случае вопрос – какое лучше зажигание использовать, отпадает сам собой.

Единственным недостатком совершенного электронного зажигания с множеством датчиков является трудность доработки двигателя под использование электронного блока управления.

Разместить датчики и научить их согласованно работать – непросто. Поэтому стоит рассмотреть более доступную схему – бесконтактного зажигания.

Работа электронного зажигания

Поступающие сигналы датчиков обрабатываются электронным блоком по разработанному алгоритму. В результате система зажигания подает электронный сигнал на воспламенитель. Это устройство производит включение транзистора, что обеспечивает прохождение тока на первичную обмотку катушки зажигания. В нужный момент времени цепь первичного тока разрывается, повышается напряжение накопленного тока на первичной обмотке. Импульс уходит на нужную свечу.

В процессе работы анализируется скорость вращения коленчатого вала и нагрузка на двигатель. Это позволяет при необходимости корректировать угол опережения зажигания, увеличивая отдачу двигателя.

Структура и функции БСЗ

При включении зажигания (2) подается напряжение питания на первичную обмотку катушки зажигания (3). Через первичную обмотку проходит ток, как только коммутатор (4) получит сигнал с датчика зажигания (5), ток первичной обмотки прерывается. Клемма 1 катушки зажигания по средством коммутатора соединяется с массой. Во вторичной обмотке индуцируется высокое напряжение более 20 кВ.

Вторичное напряжение системы зажигания через клемму 4 катушки зажигания передается на датчик-распределитель на соответствующий цилиндр и свечу зажигания.

Блок управления определяет частоту вращения коленчатого вала (сигналы датчика) и на ее основании управляет временем накопления тока первичной обмотки катушки зажигания (длительностью открытого состояния выходного транзистора или тиристора системы зажигания) и его величиной. В соответствии с частотой вращения и напряжением аккумуляторной батареи, незадолго до появления искры зажигания устанавливается заданное значение первичного тока, то есть при увеличении частоты вращения длительность протекания тока увеличивается так же, как при уменьшении напряжения аккумуляторной батареи.

При включенном зажигании и неработающем двигателе (отсутствие сигнала датчика) через некоторое время (как правило, через одну секунду) отключается ток первичной обмотки катушки зажигания. Как только блок управления получит сигнал датчика (например, при запуске), он снова переходит в рабочее состояние.

Для адаптации момента зажигания к разным состояниям нагрузки регулировка осуществляется так же, как и в контактных системах зажигания, механическим способом посредством мембранного механизма вакуумного регулятора, а также центробежного регулятора. В результате сигнал датчика (и вместе с ним момент зажигания) изменяется в зависимости от оборотов и нагрузке двигателя.

Индуктивное формирование сигнала в бесконтактной транзисторной системе зажигания накоплением энергии в индуктивности

В результате вращения ротора датчика управляющих импульсов изменяется магнитное поле и в индукционной обмотке (статоре) создается представленное на рисунке а, б переменное напряжение. При этом напряжение увеличивается по мере приближения зубцов ротора к зубцам статора. Положительный полупериод напряжения достигает своего максимального значения, когда расстояние между зубцами статора и ротора минимальное. При увеличении расстояния магнитный поток резко меняет свое направление и напряжение становится отрицательным.

В этот момент времени (tz) в результате прерывания первинного тока коммутатором инициируется процесс зажигания.

Количество зубцов ротора и статора в большинстве случаев соответствует количеству цилиндров. В этом случае ротор вращается с уменьшенной вдове частотой вращения коленчатого вала. Пиковое напряжение (± U) при низкой частоте вращения составляет прибл. 0,5 В, при высокой — прибл. до 100 В.

Момент зажигания можно проконтролировать только при работающем двигателе, поскольку без вращения ротора изменение магнитного поля не происходит и в результате не создается сигнал.

Система зажигания

Система зажигания автомобиля — это достаточно сложная совокупность приборов, отвечающая за появление искры в тот момент, который соответствует режиму работы силовой установки. Данная система является частью электрооборудования. Самые первые двигатели, такие как агрегат Даймлера, в качестве системы для зажигания применяли калильную головку – это первое устройство системы зажигания, которое не лишено было недостатков. Их суть заключалась в том, что воспламенение осуществлялось в самом конце такта, так как камера раскалялась до достаточно высокой температуры.

Перед стартом всегда нужно было прогреть саму калильную головку и только потом запускать двигатель. В дальнейшем головка разогревалась за счет поддержания температуры от сгораемого топлива. В современных условиях такой принцип системы зажигания может использоваться только в микродвигателях, применяемых в моделях авто и прочей техники, используемой ДВС. Такое исполнение позволяет уменьшить габаритные размеры, но при этом вся конструкция может быть дороже. В небольших моделях это малозаметно, а вот в полноразмерном автомобиле может очень сильно сказаться на цене. Во всех авто схема системы зажигания практически одинаковая. Некоторые отличия диктуются только видом исполнения.

Устройство бесконтактной системы зажигания

Устройство и принцип действия типовой системы зажигания

Компоненты системы зажигания
С технической стороны система зажигания входит в комплекс электрооборудования двигателя. Конструктивно она состоит из следующих элементов:

• Аккумулятор или другой источник питания. Он подает в сеть низкое напряжение 12 вольт.
• Переключатель. При повороте ключа переключатель замыкается и низкое напряжение поступает в накопитель энергии.
• Накопитель энергии. Бывает двух видов: индуктивный (катушка зажигания трансформаторного типа, преобразующая низкое напряжение в высокое до 30 тысяч вольт) и емкостной (конденсатор).
• Блок управления аккумулированием и распределением энергии. В зависимости от типа системы зажигания это может быть прерыватель, транзисторный коммутатор или ЭБУ (электронный блок управления).
• Распределитель. Этот узел может быть механическим или электронным. Он осуществляет снабжение определенных свечей энергией в заданный момент времени.
• Провода цепи высокого напряжения. По ним поступает высокое напряжение к электродам свечей.
• Свечи зажигания.

Работа системы зажигания основана на следующем принципе: при подаче в сеть низковольтного напряжения, происходит накопление и преобразование энергии, что затем распределяется по свечам, на электродах которых формируется искра, провоцирующая воспламенение топливовоздушной смеси.

Контактная (батарейная) система зажигания

Система зажигания двигателя с принудительным воспламенением рабочей смеси должна обеспечить увеличение напряжения аккумуляторной батареи или генератора (в зависимости от режима работы двигателя) до величины, необходимой для возникновения электрического разряда между электродами свечи зажигания, и в требуемый момент (момент зажигания) подать это напряжение на соответствующую свечу. Момент зажигания характеризуется углом опережения зажигания, который представляет собой угол поворота коленчатого вала двигателя, отсчитываемый от положения вала в момент подачи искры до положения, когда поршень приходит в верхнюю мёртвую точку (ВМТ).

Виды систем зажигания

В современном автомобилестроении системы зажигания классифицируют в зависимости от способа управления процессом. При этом выделяют три основных типа схем:

• контактная (контактно-транзисторная);
• бесконтактная (транзисторная);
• электронная (микропроцессорная).

Характерные особенности контактной системы

Исторически контактная система является одной из первых и сегодня ее можно встретить лишь на старых моделях автомобилей. В таких конструкциях формирование высокого напряжения происходит в трансформаторной катушке, а распределение его на свечи реализуется механическим способом – замыканием и размыканием контактов цепи прерывателем-распределителем.

Читайте также: Какие тормозные колодки лучше выбрать?

Устройство контактной системы зажигания

Помимо основных элементов, такие системы включают в себя центробежный регулятор опережения зажигания, необходимый для преобразования угла опережения зажигания относительно частоты вращения коленвала. Он представляет собой два груза, воздействующих на мобильную пластину, контактирующую с кулачковым механизмом прерывателя.

Угол опережения зажигания – определенное положение коленвала, при котором осуществляется подача высокого напряжения на свечи. В таком режиме зажигание происходит до момента достижения поршнем верхней мертвой точки, что позволяет обеспечить максимально эффективное сгорание топливовоздушной смеси.

Также в контактных схемах применяется вакуумный регулятор опережения зажигания, изменяющий угол опережения соответственно режиму работы (нагрузке) мотора. Он соединен с полостью, находящейся за дроссельной заслонкой, и при нажатии на педаль газа изменяет угол опережения в зависимости от величины разрежения.

При замыкании контактов низкое напряжение подается на первичную обмотку катушки, где аккумулируется энергия и в момент размыкания контакта происходит формирование высокого напряжения на вторичной обмотке. Затем энергия поступает к распределителю зажигания и далее на соответствующую свечу.

Если нагрузка на силовой агрегат повышается, увеличивается частота вращения вала прерывателя-распределителя, и грузы центробежного регулятора расходятся, изменяя положение пластины. Это способствует более раннему размыканию контактов, что увеличивает угол опережения. При снижении нагрузки на двигатель происходит обратный процесс.

В чем отличия контактно-транзисторной системы зажигания

Следующим поколением системы зажигания стала контактно-транзисторная, предполагающая установку в первичной цепи катушки транзисторного коммутатора. Он позволяет снизить силу тока в обмотке низкого напряжения, что повышает срок эксплуатации контактов.

Контактно-транзисторная система зажигания

За счет установки транзистора напряжение, поступающее на свечи, больше, чем в классической контактной системе на 30%. Зазор между электродами и, как следствие, длина искры при этом также больше, а значит возрастает и площадь контакта с топливовоздушной смесью, что способствует ее полному сгоранию. В контактно-транзисторной системе зажигания прерыватель воздействует не на катушку, а на коммутатор.

При повороте ключа через транзистор начинают проходить два типа токов:

• управления;
• основной ток первичной обмотки.

Когда контакты размыкаются, ток цепи управления исчезает, а транзистор запирается, препятствуя протеканию тока первичной обмотки. В этот момент магнитное поле формирует высокое напряжение на вторичной обмотке. Для ускорения запирания транзистора в контактной системе зажигания этого типа может устанавливаться импульсный трансформатор.

Принцип работы бесконтактной системы

Эволюционным продолжением транзисторно-контактной системы, является бесконтактное зажигание. В таких конструкциях вместо прерывателя устанавливается специальный датчик импульсов. Это дает возможность увеличить срок службы системы зажигания за счет отсутствия неисправностей, связанных с контактами прерывателя.

Датчик формирует электрические импульсы низкого напряжения. Он бывает трех типов:

• Датчик Холла. Конструкция такого датчика включает в себя постоянный магнит, и пластину-полупроводник, оснащенную микросхемой.
• Индуктивный. Принцип его работы основан на изменении величины индукции чувствительного элемента в зависимости от величины зазора между датчиком и движущимся пластинчатым ротором, воздействующим на магнитное поле.
• Оптический. Он состоит из светодиода, фототранзистора и микросхемы согласования. При попадании света от диода на фототранзистор датчик подает массу (минус питания) на коммутатор. Перекрытие потока света провоцирует исчезновение тока в катушке и способствует дальнейшему формированию искры.

Конструктивно датчик импульсов интегрирован в распределитель и регулируется режимом вращения коленвала двигателя. Прерывание тока в первичной обмотке катушки зажигания бесконтактной системы осуществляется также транзисторным коммутатором, но реагирующим на сигналы датчика.

В момент вращения коленвала датчик посылает импульсы напряжения на коммутатор. Последний, соответственно, формирует импульсы тока в обмотке низкого напряжения катушки. Когда ток не поступает, на вторичной обмотке возникает высокое напряжение, которое передается распределителю и далее по высоковольтным проводам к нужной свече. Изменение угла опережения в бесконтактной системе зажигания также выполняется центробежным и вакуумным регуляторами.

Читайте также: Установка передних амортизаторов на ваз 2107

Принцип действия контактной системы зажигания

На основной массе «классических» автомобилей ВАЗ 2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106, 2107, 2121 установлена контактная система зажигания. Контактная — так как в основе ее работы лежит размыкание контактов прерывателя в трамблере. Зная ее принцип действия и порядок работы можно быстро и эффективно устранять многие неполадки в работе двигателя автомобиля и самой системы.

Немного об устройстве контактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106, 2107, 2121

Контактная система перечисленных выше автомобилей имеет две электрических цепи: низкого и высокого напряжения (первичная и вторичная цепи). Цепь низкого напряжения — это:

АКБ — — вывод «30» генератора — — монтажный блок предохранителей и реле — — замок зажигания — — первичная обмотка катушки зажигания (вывод «Б») — — вывод прерывателя в трамблере (контакты).

На автомобилях ВАЗ 2101, 2102, 2103, 2106, 2121 монтажный блок в цепь низкого напряжения не входит.

Цепь высокого напряжения:

Вторичная обмотка катушки зажигания — — центральный высоковольтный провод от катушки зажигания к крышке трамблера — — распределитель зажигания — — высоковольтные провода к свечам зажигания — — свечи зажигания.

Откуда приходит электрический ток в контактную систему зажигания

Электрический ток в систему зажигания поступает с аккумуляторной батареи через первичную цепь или, когда напряжение выдаваемое генератором становится выше напряжения АКБ, то с вывода «30» генератора так же через первичную цепь.

Принцип действия контактной системы зажигания

Электрический ток протекая по первичной обмотке катушки зажигания создает вокруг ее витков сильное магнитное поле. Когда контакты прерывателя под действием четырехгранного кулачка на валу трамблера размыкаются, ток в первичной обмотке исчезает. Магнитное силовое поле резко сокращается и пересекая витки первичной и вторичной обмоток катушки зажигания, индуктирует в них ЭДС, пропорциональную числу витков. ЭДС во вторичной обмотке катушки достигает значения 12000 — 24000 В.

Через вторичную цепь этот электрический ток высокого напряжения поступает на свечи зажигания, создавая искру между их контактами, тем самым воспламеняя топливную смесь.

Схемы контактных систем зажигания

схема контактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2105, 2107

схема контактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2101, 2102, 2103, 2106, 2121
Примечания и дополнения
— ЭДС (электродвижущая сила) физическая величина характеризующая действие сторонних сил в источнике тока, измеряемая в вольтах. Она появляется в источниках тока при возникновении изменения в магнитном поле.

Читайте также: Схема Подключения Стеклоподъемников Ваз 2110

Еще статьи по системам зажигания

— Принцип действия бесконтактной системы зажигания

— Схема бесконтактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2104, 2105, 2107

— Схема контактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2105, 2107

Поломки бесконтактной системы зажигания

В бесконтактной системе зажигания возникают похожие проблемы, двигатель начинает сбоить, глохнет, не заводится. Основная масса проблем связана с загрязнением деталей. Зимой на запчастях оседает влага и соль, которой посыпают дороги, летом – пыль, которая проникает во все щели.

Система пуска машины, как и любая часть единой системы, обеспечивает комфортное использование и бесперебойную работу всех узлов. Грамотная эксплуатация, своевременная диагностика, качественный ремонт помогут всем механизмам автомобиля служить долго и работать без поломок.

Источник https://truescooters.ru/tehservis/sistema-zazhiganiya-avtomobilya.html

Источник https://kolesodisk.ru/systems/pramoe-zaziganie-avtomobil-sistema-zazigania.html

Источник https://avtokart.ru/diagnostika-i-remont/princip-raboty-sistemy-zazhiganiya.html