Электронное зажигание (бесконтактное): схема устройства и особенности работы

Устройство системы зажигания

На рисунке представлена система зажигания, которая применяется в бензиновых автомобилях.

Рассмотрим более подробно устройство и схему системы зажигания авто.

Основные элементы:

источник питания (аккумуляторная батарея и автомобильный генератор);
накопитель энергии;
выключатель зажигания;
блок управления накоплением энергии (микропроцессорный блок управления, прерыватель, транзисторный коммутатор);
блок распределения энергии по цилиндрам (электронный блок управления, механический распределитель);
свечи зажигания;
высоковольтные провода.

Источником питания для системы зажигания выступает аккумуляторная батарея непосредственно в момент запуска мотора, и генератор во время работы двигателя.

Накопитель применяется для аккумуляции и преобразования достаточного количества энергии, которая используется на создание электрического разряда в электродах свечи зажигания. Современная система зажигания автомобиля может применять емкостной или индуктивный накопитель.

Индуктивный накопитель представляет собой катушку зажигания (автотрансформатор), первичная обмотка у которой, подключается к полюсу плюсовому, а минусовой полюс подключается через устройство разрыва. В процессе работы устройства разрыва, возьмем для примера кулачки зажигания, в первичной обмотке наводится напряжение самоиндукции. В это время во вторичной обмотке создается повышенное напряжение, необходимое для пробоя на свече воздушного зазора.

Емкостной накопитель представлен в виде емкости, которая заряжается при помощи повышенного напряжения. В нужный момент отдает всю энергию на свечу зажигания.

Блок управления накоплением энергии предназначен для определения начального момента накопления энергии, а также момента его передачи на свечу зажигания.

Выключатель зажигания – электрический или механический контактный блок для подачи в систему зажигания напряжения. Выключатель зажигания многим автомобилистам известен, как «замок зажигания». Ему отводится две функции: подача напряжения непосредственно на втягивающее реле стартера и подача напряжения в бортовую сеть автомобиля.

Устройство распределения по цилиндрам применяется для подачи в определенный момент энергии к свечам зажигания от накопителя. Данный элемент системы зажигания двигателя состоит из блока управления, коммутатора и распределителя.

Автомобилистам наиболее известно это устройство, как «трамблер», который является распределителем зажигания. Трамблер распределяет по проводам высокое напряжение на свечи цилиндров. Как правило, в распределителе присутствует кулачковый механизм.

Свеча зажигания – устройство с двумя электродами, которые находятся друг от друга на определенном расстоянии от 0.15 до 0,25 мм. Свеча состоит из фарфорового изолятора, который плотно насажен на металлическую резьбу, электродом служит центральный проводник, а вторым электродом выступает резьба.

Высоковольтные провода представляют собой одножильные кабеля с усиленной изоляцией. Проводник может быть выполнен в виде спирали, что поможет избавиться от помех в радиодиапазоне.

Принцип работы системы зажигания

Разделим работу системы зажигания на следующие этапы:

аккумуляция электрической энергии;
трансформация (преобразование) энергии;
разделение по свечам зажигания энергии;
образование искры;
разжигание топливно-воздушной смеси.

На примере классической системы зажигания рассмотрим принцип работы. В процессе вращения вала привода трамблера приводятся в действие кулачки, подаваемые на обмотку первичную автотрансформатора напряжение 12 вольт.

В момент подачи напряжения на трансформатор, наводится ЭДС самоиндукции в обмотке и вследствие этого, возникает высокое напряжение до 30000 вольт на вторичной обмотке. После чего в распределитель зажигания (бегунок) подается высокое напряжение, который в момент вращения подает напряжение на свечи. 30000 вольт достаточно, чтобы пробить воздушный зазор свечи искровым зарядом.

Система зажигания автомобиля должна быть идеально отрегулирована. Если будет позднее или раннее зажигание, то двигатель внутреннего сгорания может потерять свою мощность или появится повышенная детонация, а это очень не понравится вашей шестерке (ВАЗ 2106).

Также на эту тему вы можете почитать:

Chevrolet Lacetti на вторичном рынке – выбор качественного авто

Проводка ВАЗ 2109 – это сложная система

Создание шумозащиты автомобиля

Рейтинг летних шин — ТОП 10 лучшие летние шины 2022 года

Что выбрать: тосол или антифриз?

Alex S 12 октября, 2013

Опубликовано в: Полезные советы и устройство авто

Метки: Как устроен автомобиль

КСЗ

КСЗ – первый, уже устаревший вариант зажигания, применяющийся до сих пор на редких автомоделях. В КСЗ ток и его сегрегация осуществляется трамблером с помощью контактной группы.

Включает в свой состав КСЗ такие компоненты, как мехраспределитель и мехпрерыватель, катушку зажигания, вакуум-датчик и т. д.

Мехпрерыватель или размыкатель

Контактная система зажигания схема

Это компонент, на который ложится функция осуществления разъединения звена низкого токового накала. Другими словами — тока, образующегося в первичной обмотке. Вольтаж идет на контактную группу, элементы которой защищены от обгорания специальным покрытием. Кроме того, предусмотрен конденсатор-теплообменник, подключенный симультанно контактной группе.

Катушка зажигания в КСЗ является преобразователем тока. Именно здесь ток низкого напряжения трансформируется в высокий ток. Как и в случае с БСЗ, используется два типа обмоток.

Механический распределитель или просто трамблер

Этот компонент способен обеспечить эффективную подачу высокого тока к СЗ. Сам трамблер состоит из множества элементов, но основными являются крышка и ротор или бегунок (народ.).

Крышка изготовлена так, что с внутренней стороны оснащена соединителями основного и дополнительного типа. Высокий ток принимается центральным контактом, а рассредотачивается по свечам – через боковые (дополнительные).

Мехпрерыватель и распределить – это единый тандем, как и датчик холла с коммутатором в БСЗ. Они приводятся в действие приводом коленвала. В просторечье оба элемента называют единым словом «трамблер».

ЦРОЗ – регулятор, служащий для изменения УОЗ в зависимости от количества оборотов коленвала силовой установки. Априори состоит из 2-х грузиков, воздействующих на пластинку.

Настройка УОЗ

УОЗ другими словами, это угол поворота коленвала, такой при котором происходит непосредственная передача тока с высоким вольтажом на СЗ. Для того чтобы горючая смесь без остатков сгорела, зажигание осуществляется с опережением.

УОЗ в КСЗ выставляется с помощью спецприспособления.

ВРОЗ или вакуумный датчик

Он обеспечивает изменение УОЗ в зависимости от нагрузки на мотор. Другими словами, этот показатель – прямое следствие степени открытия дроссзаслонки, зависящей от силы нажатия педали акселератора. ВРОЗ находится за дроссзаслонкой, и способен изменять УОЗ.

Бронепровода – обязательные элементы, своеобразные коммуникации, служащие для передачи тока с высоким вольтажом к трамблеру и от последнего к свечам.

Функционирование КСЗ осуществляется следующим образом.

Контакт-прерыватель замкнут – в катушке задействован ток с низким вольтажом.
Контакт разомкнут – уже во вторичной обмотке задействуется ток, но с высоким вольтажом. Он подается на верхнюю часть трамблера, а затем растекается по бронепроводам дальше.
Увеличивается число вращений коленвала – одновременно повышается количество оборотов вала прерывателя. Грузики под воздействием расходятся, подвижная пластина перемещается. УОЗ увеличивается за счет размыкания контактов прерывателя.
Обороты коленвала силовой установки сокращаются – УОЗ автоматически уменьшается.

Статья в тему: Как правильно покупать новый автомобиль в автосалоне?

Вакуумный регулятрор трамблер

Контактно-транзисторная система зажигания – это дальнейшая модернизация старой КСЗ. Отличие в том, что стал применяться уже коммутатор. В результате этого увеличился срок службы контактной группы.

Катушка

В КСЗ одним из обязательных, важных элементов выступает катушка. Она включает линейку очень значимых компонентов, таких как обмотки, трубка, резистор, сердечник и т. д.

Отличие низковольтной и высоковольтной обмотки заключается не только в характере напряжения. В первичной обмотке сделано меньшее количество витков, чем во вторичной. Разница достигать может очень большого количества. Например, 400 и 25000 витков, но размер этих самых витков будет в разы меньше.

Схема устройства контактной системы батарейного зажигания:

Виды, устройство и принцип работы системы зажигания а) схема; б) положения ключа выключателя зажигания и стартера; 1 – рычажок прерывателя; 2 – подвижный контакт; 3 – неподвижный контакт; 4 — кулачок; 5 – прерыватель низкого напряжения; 6 — конденсатор; 7, 14, 23 – провода; 8 – выключатель зажигания; 9 – добавочный резистор; 10 – первичная обмотка; 11 – вторичная обмотка; 12 – катушка зажигания; 13 — магнитопровод; 15 – выключатель добавочного резистора; 16 — амперметр; 17 – аккумуляторная батарея (АКБ); 18 – выключатель электродом; 19 – ротор с электродом; 20 — распределитель; 21, 24 – подавительные резисторы; 25 – свеча зажигания; 26 – ключ выключателя зажигания.

Контактная система батарейного зажигания состоит изаккумуляторной батареи 17, катушки зажигания 12, прерывателя 5 низкого напряжения с конденсатором 6, распределителя импульсов высокого напряжения 20, свечей зажигания 25, выключателя зажигания 8, амперметра 16. Прерыватель 5 имеет два контактанеподвижный 3 соединенный с массой и подвижный 2, расположенный на рычажке 1 и соединенный с проводом 7 с первичной обмоткой 10 катушки зажигания. В прерывателе установлен вращающийся валик с кулачком 4, при помощи которого размыкаются контакты. В системе зажигания в качестве источника электрического тока используется генератор переменного тока.

При замыкании контактов прерывателя ток от АКБ проходит по первичной обмотке катушки зажигания, создавая вокруг нее магнитное поле.

Цепь низкого напряжения следующаяположительный вывод АКБ 17 – амперметр 16 – выключатель зажигания 8 добавочный резистор 9 – первичная обмотка 10 — провод 7 – подвижный контакт 2 – неподвижный контакт 3 – масса – выключатель 18 цепи АКБ – отрицательный вывод АКБ.

При размыкании контактов прерывателя обесточивается первичная обмотка катушки зажигания и резко уменьшается магнитное поле. Магнитный поток исчезающего поля пересекает витки вторичной и первичной обмоток, при этом индуктируется электродвижущая сила (ЭДС) высокого напряжения во вторичной и ЭДС самоиндукции в первичной обмотках. Возникающие во вторичной обмотке импульсы высокого напряжения подводятся к свечам зажигания в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Вращающийся ротор 19 своим электродом распределяет импульсы высокого напряжения по электродам крышки распределителя. Частота вращения ротора в 2 раза меньше частоты вращения коленчатого вала и, таким образом, совпадает с частотой вращения кулачка прерывателя.

Положение пластины ротора напротив каждого из электродов крышки распределителя соответствует разомкнутому состоянию контактов прерывателя.

Цепь высокого напряжениявторичная обмотка11 – провод 14 высокого напряжения – подавительный резистор 21 – электрод ротора 19 – один из электродов крышки распределителя 20 – провод 23 — подавительный резистор 24 – свеча зажигания 25 – центральный электрод свечи – боковой электрод свечи – масса – выключатель 18 цепи АКБ – отрицательный вывод АКБ 17 – положительный вывод АКБ 17 – амперметр 16 — выключатель зажигания 8 – добавочный резистор 9 – первичная обмотка 10 – вторичная обмотка катушки зажигания 12.

В первичной обмотке ток самоиндукции возникает при замыкании контактов прерывателя. Ток самоиндукции замедляет процесс исчезновения тока в первичной обмотке, нежелательно, так как при размыкании контактов увеличивается период искрообразования между ними, снижаются эффективность и надежность системы зажигания. Параллельно контактам прерывателя включен конденсатор 6. В момент размыкания цепи низкого напряжения конденсатор заряжается током самоиндукции, а затем при разомкнутых контактах разряжается через первичную обмотку.

Выключатель зажигания 8 необходим для остановки работающего двигателя размыканием первичной обмотки катушки зажигания. Он нужен и для включения зажигания перед пуском двигателя. Ключ 26 выключателя зажигания может занимать четыре положения 0 – зажигания выключено; 1 – зажигание включено; 2 – включены зажигание и стартер; 3 – подведено питание к радиоприемнику. В положении 0 ключ можно вставить и вынуть из замка зажигания. После пуска двигателя ключ выключателя зажигания переводят в положение 1.

Выключатель 18 цепи АКБ нужен для отключения батареи от массы при выполнении электротехнических работ и для остановки автомобиля на длительное время. Выключатель 18 защищает электрооборудование от короткого замыкания или от пожара при неисправной проводке, а также позволяет отключить батарею от всех потребителей электрической энергии, непосредственно не отсоединяя провода, отходящие от нее. В этом случае остается включенным аварийное освещение – плафон кабины и розетка переносной лампы.

Система зажигания состоит из следующих основных элементов:

источник тока ИТ, функцию которого выполняет аккумуляторная батарея или генератор
выключатель ВК цепи электроснабжения (выключатель зажигания)
датчик Д углового положения коленчатого вала
регуляторы момента зажигания РМЗ, которые задают определенный момент подачи высокого напряжения на свечу в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, разрежения Δрк во впускном трубопроводе и октанового числа бензина
источник высокого напряжения ИВН, содержащий промежуточный накопитель энергии НЭ и преобразователь низкого напряжения в высокое
силовое реле СР, в качестве которого могут служить механические контакты прерывателя или электронный ключ (транзистор или тиристор)
распределитель Р импульсов высокого напряжения по свечам
помехоподавительные устройства ПП (экранирующие элементы системы зажигания или помехоподавительные резисторы)
свечи зажигания СВ, на которые подается высокое вторичное напряжение

В батарейной системе зажигания источником энергии является аккумуляторная батарея или генератор (в зависимости от режима работы двигателя). Система зажигания от магнето принципиально отличается от батарейной тем, что источник электроэнергии в ней — магнитоэлектрический генератор, конструктивно объединенный с индукционной катушкой. Система зажигания от магнето в настоящее время на автомобилях практически не применяется, однако находит применение на пусковых бензиновых двигателях тракторных дизелей.

Система зажигания обеспечивает генерацию импульсов высокого напряжения в нужный момент времени на тактах сжатия в цилиндрах двигателя и их распределение по цилиндрам в соответствии с порядком их работы. Момент зажигания характеризуется углом опережения зажигания УОЗ, который представляет собой угол поворота коленчатого вата от положения в момент подачи искры до положения, когда поршень проходит через верхнюю мертвую точку ВМТ.

Электрическая искра вызывает появление в ограниченном объеме топливовоздушной смеси первых активных центров, от которых начинается развитие химической реакции оксидирования топлива, сопровождающейся выделением теплоты. Процесс сгорания рабочей смеси разделяют на три фазы:

начальная, в которой формируется пламя, инициированное искровым разрядом в свече
основная, в которой пламя распространяется на большую часть камеры сгорания
конечная, в которой пламя догорает у стенок цилиндра

Для бесперебойного искрообразования на свечу зажигания необходимо подать напряжение до 30 кВ.

Автотрансформаторная связь обмоток упрощает конструкцию и технологию изготовления катушки, а также несколько увеличивает вторичное напряжение. Коэффициент трансформации катушек зажигания находится в пределах 50—225.

Какие проблемы могут возникнуть?

Главная проблема – отсутствие искры. Скорее всего, причина в свече – или на ней образовался нагар, или она неисправна. Выкрутите ее и тщательно осмотрите электроды. При наличии нагара, образованного заливкой бензином, помимо очистки свечи необходимо проверить систему подачи топлива, возможно, там есть утечки. При отсутствии искры вам необходимо провести очистку свечи от нагара. Хорошим выходом может послужить нагрев ее над включенной газовой конфоркой, соскоб с ее поверхности застывших потеков топливной смеси.

После очищения свечи протестируйте ее исправность. Для этого сверху детали наденьте колпачок и приблизьте ее, держа в одной руке, к корпусу мотора мотоблока на расстояние примерно в 1 мм. Свободной рукой постарайтесь запустить двигатель.

В противном случае проверьте зазор между электродами. Попытайтесь просунуть туда бритвенное лезвие, и в случае, если электроды плотно зажимают его, расстояние оптимально. Если ощущается свободное болтание лезвия, необходима корректировка положения электродов. Для этого слегка постучите отверткой по задней стороне центрального элемента. Когда электроды займут оптимальное положение, попробуйте опять завести мотор. Если искра не появилась, протестируйте исправность магнето.

Возможны другие проблемы с системой зажигания:

слабость либо отсутствие искры;
ощущение неприятного запаха сгоревшей пластмассы в той части механизма, где расположена катушка зажигания;
треск при запуске мотора.

Для этого, выкрутив болты крепления, снимите верхнюю часть кожуха системы зажигания. Потом отключите провод питания, подденьте катушечный элемент и вытащите его. Внимательно осмотрите внешний вид детали – наличие черных пятен свидетельствует о том, что ток не поступал к свече, а плавил обмотку катушки. Особенно актуальна такая ситуация для мотоблоков с бесконтактным зажиганием.

Причина такой неисправности – в некачественных контактах на кабеле высокого напряжения. Требуется зачистить или полностью заменить провода. В устройствах с электронной системой зажигания предусмотрен автоматический предохранитель, отключающий питание в случае неисправности. В случае если на вашей машине стоит любая другая система зажигания, кабель придется разъединять собственноручно. Если искра пробивает при включении – проверьте наконечник свечи, скорее всего, он загрязнен.

О том, как отрегулировать зажигание на мотоблоке, смотрите далее.

https://youtube.com/watch?v=q3U2826r9ZY