Системы зажигания легковых автомобилей устройство обслуживание ремонт

Системы зажигания автомобиля

Автомобильный мотор еще в первых своих модификациях представлял собой сложную конструкцию, состоящую из ряда систем, работающих воедино. Одним из основных компонентов любого бензинового мотора является система зажигания. Об ее устройстве, разновидностях и особенностях мы сегодня и поговорим.

Система зажигания

Система зажигания автомобиля представляет собой комплекс из приборов и устройств, которые работают на обеспечение своевременного появления электрического разряда, воспламеняющего смесь в цилиндре. Она является неотъемлемой деталью электронного оборудования и в своем большинстве завязана на работе механических компонентов мотора. Этот процесс присущ всем моторам, которые не используют для воспламенения сильно нагретый воздух (дизель, компрессионные карбюраторные). Искровое воспламенение смеси применяется и в гибридных моторах, работающих на бензине и газу.

Принцип работы системы зажигания зависит от ее вида, но если обобщать ее работу, можно выделить следующие этапы:

• процесс накопления высоковольтного импульса;
• проход заряда через повышающий трансформатор;
• синхронизация и распределения импульса;
• возникновение искры на контактах свечи;
• поджог топливной смеси.

Важным параметром является угол или момент опережения – это время, в которое осуществляется поджог воздушно-топливной смеси. Подбор момента происходит так, чтобы предельное давление возникало при попадании поршня в верхнюю точку. В случае с механическими системами его придется выставлять вручную, а в электронно-управляемых системах настройка происходит автоматически. На оптимальный угол опережения влияет скорость движения, качество бензина, состав смеси и другие параметры.

Классификация систем зажигания

Основываясь на методе синхронизации зажигания, различают схемы контактные и бесконтактные. По технологии формирования угла опережения зажигания можно выделить системы с механической регулировкой и полностью автоматические или электронные.

Исходя из типа накопления заряда, для пробития искрового промежутка, рассматривают устройства с накоплением в индуктивности и с накоплением в емкости. По способу коммутации первичной цепи катушки бывают – механические, тиристорные и транзисторные разновидности.

Узлы систем зажигания

Все существующие виды систем зажигания различаются способом создания контролирующего импульса, в остальном их устройство практически не отличается. Поэтому можно указать общие элементы, которые являются неотъемлемой частью любой вариации системы.

Питание – первичным, служит аккумулятор (задействуется при пуске), а при работе – эксплуатируется напряжение, которое производит генератор.

Выключатель – устройство, которое необходимо для подачи питания на всю систему или его отключения. Выключателем служит замок зажигания или управляющий блок.

Накопитель заряда – элемент необходимый для концентрации энергии в нужном объеме, для воспламенения смеси. Существует два типа компонентов для накопления:

• Индуктивный – катушка, внутри которой расположился повышающий трансформатор который создает достаточный импульс для качественного поджога. Первичная обмотка устройства питается от плюса батареи и приходит через прерыватель к ее минусу. При размыкании первичного контура прерывателем на вторичном создается высоковольтный заряд, который и передается на свечу.
• Емкостный – конденсатор, который заряжается повышенным напряжением. В нужное время накопленный заряд по сигналу передается на катушку.

Схема работы в зависимости от вида накопления энергии

Свечи – изделие, состоящее из изолятора (основа свечи), контактного вывода для подключения высоковольтного провода, металлической оправы для крепления детали и двух электродов, между которыми и образуется искра.

Система распределения – подсистема, предназначенная для направления искры на нужный цилиндр. Состоит из нескольких компонентов:

• Распределитель или трамблер – устройство, сопоставляющее обороты коленвала и соответственно – рабочее положение цилиндров с кулачковым механизмом. Компонент может быть механическим или электронным. Первый – передает вращение мотора и посредством специального бегунка распределяет напряжение от накопителя. Второй (статический) исключает наличие вращающихся частей, распределение происходит благодаря работе блока управления.
• Коммутатор – прибор, генерирующий импульсы заряда катушки. Деталь присоединяется к первичной обмотке и разрывает питание, генерируя напряжение самоиндукции.
• Блок управления – устройство на микропроцессорах, определяющее момент передачи тока в катушку на основании показаний датчиков.

Провод – одножильный высоковольтный проводник в изоляции, соединяющий катушку с распределителем, а также контакты коммутатора со свечами.

Магнето

Одной из первых систем зажигания является – магнето. Она состоит из генератора тока, который создает разряд исключительно для искрообразования. Состоит система из постоянного магнита, который приводится в движение коленчатым валом и катушки индуктивности. Искру, способную пробить искровой промежуток генерирует повышающий трансформатор, одной частью которого служит грубая обмотка катушки индуктивности. Для повышения напряжения используют часть обмотки генератора, которая соединена с электродом свечи.

Система зажигания с магнето

Контроль за подачей искры может быть контактный, выполненный в виде прерывателя или бесконтактный. При бесконтактном методе подачи искры применяются конденсаторы, которые улучшают качество искры. В отличие от представленных далее схем зажигания, магнето не требуется аккумулятор, оно легкое и активно применяется в компактной технике – мотокосах, бензопилах, генераторах и т.д.

Контактная система зажигания

Устаревшая, распространенная схема воспламенения топливной смеси. Отличительной особенностью системы является создание высокого напряжения, вплоть до 30 тысяч В на свечи. Создает такое высокое напряжение катушка, которая соединена с распределительным механизмом. Импульс на катушку передается благодаря специальным проводам, соединенным с контактной группой. При размыкании кулачков происходит формирование разряда и искры. Устройство также выполняет роль синхронизатора, так как момент образования искры должен совпадать с нужным моментом такта сжатия. Данный параметр устанавливается посредством механической регулировки и сдвига искры на более раннюю или позднюю точку.

Уязвимой частью такого варианта является естественный механический износ. Из-за него меняется момент образования искры, он нестабильный для различных положений бегунка. Ввиду чего появляются вибрации мотора, падает его динамика, ухудшается равномерность работы. Тонкие настройки позволяют избавиться от явных неисправностей, но проблема может возникнуть повторно.

Преимуществом контактного зажигания является его надежность. Даже при серьезном износе деталь будет работать безотказно, позволяя мотору работать. Схема не прихотлива к температурным режимам, практически не боится влаги или воды. Такой вид зажигания распространен на старых автомобилях и по сей день используется на ряде серийных моделей.

Бесконтактное зажигание

Принципиальная схема работы бесконтактной системы несколько отличается. Она сохраняет трамблер, как элемент конструкции, но он лишь выполняет функцию синхронизации цилиндров и отсылает импульс на коммутатор. В свою очередь транзисторный элемент, синхронизируется с показателем датчика и определяет угол зажигания, а также другие настройки – автоматически.

Преимущество системы – стабильность качества искрообразования, которое не зависит от ручных настроек или сохранности поверхности контактов. Если рассматривать превосходство данного варианта над контактной схемой, можно выделить:

• система генерирует искру высокого качества постоянно;
• устройство системы зажигания исключает ухудшение ее работы вследствие износа или загрязнения;
• отсутствует необходимость производить тонкие настройки угла зажигания;
• не приходится следить за состоянием контактов, контролировать их угол замыкания и другие настройки.

В результате использования бесконтактной системы можно наблюдать снижение расхода топлива, улучшение динамических характеристик, отсутствие сильных вибраций мотора, стабильная искра позволяет облегчить холодный пуск.

Электронное зажигание

Современная, наиболее совершенная схема, которая полностью исключает наличие подвижных частей. Для получения необходимых данных о положении коленвала и других применяются специальные датчики. Далее электронный блок управления производит расчеты и посылает соответствующие импульсы на рабочие компоненты. Такой подход позволяет максимально точно определить момент подачи искры, благодаря чему смесь разжигается своевременно. Это позволяет получить больше мощности, улучшить продувку цилиндра и снизить вредные выбросы, благодаря лучшему дожигу топлива.

Схема электронной системы

Электронная система зажигания автомобиля отличается высокой стабильностью работы и устанавливается на большинство современных авто. Такая популярность определена преимуществами данной схемы:

• Снижение расхода топлива во всех режимах работы мотора.
• Улучшение динамических показателей – отклик на педаль газа, скорость разгона и т.д.
• Более плавная работа мотора.
• Выравнивается график момента и лошадиных сил.
• Минимизируются потери мощности на низких оборотах.
• Совместима с газобаллонным оборудованием.
• Программируемый электронный блок позволяет настроить двигатель на экономию топлива или наоборот, на повышение динамических показателей.

Назначение системы зажигания достаточно простое, она является неотъемлемой частью бензинового двигателя, а также моторов, оснащенных ГБО. Этот компонент постоянно меняется и приобретает новые формы, соответствующие современным требованиям. Несмотря на это даже самые простые модели зажигания все еще используются на различной технике, успешно выполняя свою работу, как и десятки лет назад.

Источник

Система зажигания автомобиля – особенности устройства и ремонта

Описание и особенности работы системы зажигания автомобиля: разновидности, неполадки, важные нюансы ремонта. Видео про систему зажигания.

«Из искры возгорится пламя». Этой крылатой фразой, вышедшей в своё время из-под пера поэта-декабриста Александра Одоевского, можно вкратце охарактеризовать принцип работы системы зажигания автомобиля. Саму искру продуцируют разряды в свечах, возникающие в определённые такты работы двигателя.

Сразу стоит отметить, что в дизельных моторах зажигание как таковое отсутствует – самовоспламенение горючей смеси там происходит во время её сжатия. А как функционирует СЗ в автомобилях, разъезжающих на бензине, об этом и пойдёт речь в обзоре.

Предвестники зажигания

В силовых установках, эксплуатировавшихся на заре автомобилестроения, таких как двигатель Даймлера или «полудизель», топливо на завершении этапа сжатия загоралось от раскалённой калильной головки, именуемой также калильной трубкой. Это устройство представляло собой отсек, соединённый с камерой сгорания.

Перед тем, как завести ретрокар, калильную головку следовало разогреть с помощью паяльной лампы, после чего этот прототип свечи зажигания обогревался за счёт тепла от воспламенения топлива при работе мотора. Такую конструкцию, выигрывающую простотой в сочетании с довольно небольшими габаритами, и сегодня можно встретить в различных авиационных, автомобильных и корабельных моделях.

Как работает система зажигания автомобиля

Однако по-настоящему на двигателях, потребляющих бензин, прижилась искровая СЗ, отличающаяся тем, что топливо при её работе воспламеняется с помощью разряда. Такого рода устройство представляет собой электроцепь, содержащую набор различных деталей, влияющих на работу всей силовой установки. К основным функциям системы зажигания относятся:

• выдача импульса, когда поршень находится в готовом положении, и все клапаны цилиндра закрыты;
• генерация разряда в нужное время и нужном цилиндре;
• наделение искры достаточной мощностью для того, чтобы топливо загорелось;
• обеспечение активации цилиндров мотора в нужном порядке.

Автомобильные СЗ бывают разных видов, но принцип их работы остаётся похожим. Датчик положения коленчатого вала отмечает позицию этой детали в момент включения первого цилиндра, тем самым устанавливая порядок срабатывания свечей в агрегате. Далее к процессу подключается управляющий элемент, активирующий индукционную катушку, которая при поддержке АКБ передаёт распределителю высоковольтный импульс. Наконец, электроэнергия добирается до свечи зажигания, устраивающей воспламенение в определённом цилиндре.

Важно, что вся эта конструкция функционирует при условии, что зажигание включено. То есть, ключ «даёт добро».

Разновидности систем зажигания

Существующие СЗ обычно разделяют на две группы:

Они выполняют практически одинаковую работу: создание и транспортировка электроэнергии. Однако имеют отличия в методах управления током и доставки его к свечам зажигания, формирующим разряд. По способу накопления энергии СЗ подразделяются на:

• транзисторные или индукторные, хранящие электричество в магнитном поле катушки зажигания, а в роли прерывателя использующие транзисторы;
• менее распространённые тиристорные или конденсаторные, собирающие электроэнергию в конденсаторе, прерывателем у них служит тиристор.

Контактные системы зажигания

Их устройство относительно простое. Электроэнергия от АКБ передаётся на катушку, где образуется высоковольтный ток, перетекающий на механический распределитель. В цилиндры импульс поступает в соответствии с графиком их работы. Наконец, разряд добирается до нужной свечи зажигания.

Контактные СЗ могут быть разделены на две разновидности по способу добычи искры: батарейные и транзисторные. Первый вариант подразумевает, что в картере распределителя установлен механический прерыватель, разрывающий цепь для получения искры и замыкающий её для накопления энергии катушкой. В устройствах же второго типа вместо такого прерывателя установлен транзистор.

Зато устройства, использующие в качестве коммутатора один или несколько транзисторов по числу катушек, вообще не нуждаются в дополнительных конденсаторах. А всё потому, что в данном случае включение и выключение первичной обмотки индукционного элемента сопровождается низким напряжением.

Бесконтактные системы зажигания

У агрегатов такого типа вместо механического прерывателя устанавливаются разного рода датчики: индуктивный, оптический или Холла, работающие по бесконтактному методу. Они управляют транзисторным коммутатором.

Большинство современных машин оснащаются системами зажигания, в которых высоковольтный импульс генерируется и распределяется разными электронными элементами. Точностью определения момента поджигания топлива отличается микропроцессорная СЗ.

В бесконтактных системах применяются следующие индуктивные элементы:

1. Одноискровые катушки, подключаемые к каждой свече персонально. Одним из преимуществ таких систем является возможность отключения конкретного цилиндра в случае поломки какой-нибудь катушки. Коммутаторы могут индивидуально взаимодействовать с каждой катушкой или же быть скомбинированы в группу. В некоторых автомобилях этот комплекс входит в состав электронного блока управления. Кабели высокого напряжения в подобных СЗ присутствуют.
2. «Катушки на свечах», также обозначаемые как COP (Coil on Plug). Установка катушки над свечой зажигания позволяет системе обходиться без высоковольтных проводов.
3. Двухискровые катушки DIS (Double Ignition System), способные взаимодействовать сразу с двумя свечами зажигания. Эти детали могут быть размещены над свечами или прямо на них, но в обоих случаях потребуется высоковольтный кабель.

Бесконтактным СЗ для нормальной работы требуются дополнительные датчики, которые фиксировали бы различные показатели, влияющие на угол опережения зажигания, а также частоту и силу импульса. Эти данные поступают в электронный блок управления, контролирующий работу системы согласно настройкам, установленным производителем.

СЗ электронного типа применимы как на инжекторных, так и на карбюраторных силовых установках, что является одним из их преимуществ перед контактными аналогами. Другой плюс – это более длительный период эксплуатации большинства деталей, входящих в электронную цепь системы.

Основные неполадки системы зажигания

Хотя электронная система зажигания и более надёжна по сравнению с устройством, которым оснащались классические ВАЗы, но и она порой ломается. Однако периодическая диагностика автомобиля поможет выявить неполадки в СЗ на ранних этапах и, как следствие, избежать дорогостоящего ремонта. Основные проблемы этого устройства связаны с выходом из строя следующих деталей электроцепи:

• катушек индуктивности;
• свечей зажигания;
• высоковольтных проводов.

Хорошая новость состоит в том, что большинство неисправностей СЗ можно найти самостоятельно и устранить их путём замены сломавшегося элемента. Даже при визуальном осмотре устройства можно выявить некоторые неполадки в его работе. Например, повреждение изоляции высоковольтных проводов или образование нагара на контактах свечей.

Осциллограмма может продемонстрировать работу системы зажигания в динамике, что позволит выявить, например, межвитковое замыкание. При такой поломке время горения искры и её сила могут серьёзно снизиться. Среди других причин, приводящих к неисправностям СЗ, можно выделить следующие:

• неправильное обслуживание автомобиля – нарушение регламента или некачественная проверка;
• некорректная эксплуатация машины – например, использование плохого топлива или ненадёжных деталей;
• негативное влияние внешних факторов: мокрая погода, сильная вибрация или перегрев.

Также сбои в работе бесконтактной системы зажигания могут быть следствием ошибок в электронном блоке управления или неполадками какого-нибудь важного датчика. Поэтому хотя бы раз в год рекомендуется проводить полную диагностику всей СЗ с выявлением ошибок ЭБУ или регулировкой системы, если она контактного типа.

Кстати, иногда система зажигания не запускается по довольно простой причине — неисправен замок. Он может просто износиться со временем, выйти из строя по причине небрежной эксплуатации или в результате неудачной попытки угона.

Порядок ремонта системы зажигания

Стоит сразу отметить, что большинство деталей системы зажигания неремонтопригодны. Катушки, свечи, конденсаторы, датчики, провода высокого напряжения – в случае поломки всё это меняется на новое. О том, что в СЗ что-то не то, говорят следующие признаки:

• плохо заводится двигатель, особенно на холоде;
• мотор нестабильно работает на холостом ходу;
• снизилась мощность двигателя;
• увеличился расход топлива.

Но нужно ли ждать, когда что-то сломается? Как и большинство автомобильных агрегатов, система зажигания требует планового ремонта. Периодичность этой процедуры связывается с пробегом:

Через 10 тыс. км проверяется прерыватель-распределитель. Его протирают, исследуют состояние диска и контактов, смазывают ось подвижного контакта. Через 20 тыс. км распределитель смазывают, используя маслёнку на его корпусе, проверяют контакты прерывателя и, если нужно, зачищают их. Также исследуют величину зазора между ними. Выворачивают свечи, очищают их, регулируют расстояние между электродами.

Через 30 тыс. км рекомендуется поставить новые свечи зажигания. Элементы СЗ тщательно протираются, проверяется надёжность креплений и состояние изоляции.

Заключение

Поскольку бесконтактные системы зажигания лишены подвижных деталей, поломки СЗ в современных автомобилях при их своевременной диагностике обнаруживаются реже, чем в старых машинах. Причём, некоторые внешние признаки неполадок в этом устройстве похожи на сигналы о неисправностях топливной системы. Потому, прежде чем браться за устранение предполагаемых неполадок с зажиганием, стоит обратить озаботиться состоянием других агрегатов транспортного средства.

Видео про систему зажигания:

Описание и особенности работы системы зажигания автомобиля: разновидности, неполадки, важные нюансы ремонта. Видео про систему зажигания.

Источник