DataLife Engine > СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ



Система зажигания 

 

Система зажигания служит для образования и распределения искры по свечам зажигания в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя.

Система зажигания бензиновых двигателей получило широкое развитие и совершенствуется вместе с развитием автомобилестроения. В настоящее время различаются несколько типов систем зажигания автомобилей:

- Контактная система зажигания (КСЗ);

- Контактно- транзисторная система зажигания (КТСЗ);

- Бесконтактно- транзисторная система зажигания (БТСЗ или БСЗ);

- Конденсаторная система зажигания (HKZ);

- Электронная система зажигания – МСУД.

Система с единой мини- ЭВМ, управляющей системами питания и системой зажигания, называются микро процессорными системами управления двигателей – МСУД. В ней отсутствуют вращающиеся детали (кулачок, ротор). На каждую свечу - своя катушка зажигания, а у коммутатора число выходных каскадов равно числу цилиндров.


Таблица 1. Система зажигания.

 

Обозначение

Характеристика систем зажигания

отечественные

зарубежные

КСЗ


КТСЗ


БТСЗ


БТСЗ


КТСЗ


БТСЗ


БТСЗ


МСУД

KSZ


HKZk, JFU4

HKZ-2


HKZh,EZK


TSZk


TSZi


TSZh


VSZ,EZL

 Контактная (классическая) система зажигания с прерывателем-распределителем и катушкой   зажигания.

 Электронная система зажигания, с накоплением энергии в системе и контактным  датчиком.

 Бесконтактная транзисторная (электронная) система зажигания с индукционным датчиком.

 Бесконтактная транзисторная система зажигания с накоплением энергии в емкости с датчиком Холла.

Контактная транзисторная система зажигания с накоплением энергии в индуктивности.


 Бесконтактная транзисторная с накоплением энергии в индуктивности с индуктивным датчиком.

  Бесконтактная транзисторная система зажигания с накоплением энергии в индуктивности с датчиком Холла.

 Полностью электронная система зажигания, статическая (нет вращающихся деталей), электронное  регулирование опережения зажигания.

 

Одной из простейших МСУД оборудуется часть автомобилей ВАЗ 2108 (ВАЗ- 21088-02).


Контактная система зажигания ВАЗ предназначена для принудительного воспламенения рабочей смеси в камере сгорания двигателя электрической искрой, возникающей между электродами свечи зажигания. Искра образуется в результате подачи импульса тока высокого напряжения на электроды свечи. Функции генератора импульсов высокого напряжения в контактной системе зажигания выполняет катушка зажигания. Она работает по принципу трансформатора, имеет вторичную обмотку намотанный на железный сердечник и вторичную обмотку намотанную сверху на вторичную. При прохождении тока по первичной обмотке катушки зажигания в ней создается магнитное поле.

В контактной системе зажигания, при размыкании цепи первичной обмотки прерывателем магнитное поле исчезает, при этом его силовые линии пересекают витки первичной и вторичной обмоток. Во вторичной обмотке индуцируемый ток высокого напряжения до 25000 вольт, а в первичной - ток самоиндукции напряжением до 300 вольт, который имеет тоже направление, что и прерываемый ток.

Вторичное напряжение системы зажигания зависит от величины магнитного поля и интенсивности его уменьшения, т.е. от силы и скорости уменьшения тока в первичной обмотке. Ток самоиндукции сохраняет ток в первичной обмотке, вызывает искрение и соответственно обгорание контактов прерывателя.

При контактной системе зажигания, для повышения вторичного напряжения и уменьшения обгорания контактов прерывателя, параллельно контактам подключают конденсатор. При размыкании контактов прерывателя, когда зазор еще минимальный и вполне может проскочить искра, идет зарядка конденсатора. Далее конденсатор будет разряжаться через первичную обмотку катушки, создавая в начальный момент импульс тока обратного напряжения, что ускоряет исчезновение магнитного потока и способствует росту вторичного напряжения.

Для каждой системы зажигания подбирается свой конденсатор. Обычно емкость конденсаторов лежит в пределах 0.17-0.35 мкФ. Так для "Жигулей" емкость конденсатора, замеренная в диапазоне частот между 50 и 1000 Гц, должна находиться в пределах 0.20-0.25 мкФ. Вторичное напряжение системы зажигания при оптимальном составе бензовоздушной смеси должно быть тем больше, чем больше зазор между электродами свечи и чем выше давление в камере сгорания. Обычно при контактной системе зажигания оно составляет 8-12 кВ, но для повышения надежности воспламенения смеси применяют системы зажигания, развивающие вторичное напряжение 16-25 кВ.

Такой двукратный запас необходим как в связи с изменениями в процессе работы самой системы зажигания (например, увеличение зазора между электродами свечи), так и в связи с изменением состава рабочей смеси. Только обеднение рабочей смеси, связанное с неисправностями в системе питания, может потребовать наличие напряжения во вторичной цепи системы зажигания до 20 кВ. Полностью избежать искрение контактов прерывателя не удается. Уменьшить из искрение можно подключением параллельного конденсатора, а также установив минимальный зазор 0.3-0.4 мм.

При контактной системе зажигания для автомобилей ВАЗ зазор должен быть в пределах 0.35-045 мм, что соответствует углу замкнутого состояния контактов 52-58 градусов. Если зазор в контактах сделать больше или меньше рекомендуемой величины, то во всех случаях уменьшается вторичное напряжение. Искрят не только контакты прерывателя, но и два контакта ротора (бегунка).

Надежность непосредственного зажигания бензовоздушной смеси в камере сгорания зависит от целого ряда факторов: энергии искры, вторичного напряжения, времени горения искры, ее формы и длины, числа искр. Основным параметром, определяющим надежность зажигания, является напряжение. Чем выше напряжение, тем меньше система зажигания чувствительна к загрязнению электродов свечи и составу смеси.

Система зажигания ВАЗ состоит из распределителя с механическим прерывателем, катушки зажигания, свечей зажигания, проводов высокого и низкого напряжения. Система зажигания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в камерах сгорания цилиндров в соответствии с очередностью работы цилиндров.
Схема контактной системы зажигания:


1 - аккумуляторная батарея; 2 - генератор; 3 - выключатель зажигания; 4 - катушка зажигания; 5 - распределитель зажигания; 6 - свечи зажигания.

Катушка зажигания Б-117А -повышающий трансформатор, преобразующий импульсный ток низкого напряжения в ток высокого напряжения. Обмотки катушки установлены в корпус из тонкой оцинкованной стали, закрытый крышкой из изоляционного материала. Для охлаждения обмоток в корпус катушки залито трансформаторное масло. В крышке выполнены два низковольтных вывода и гнездо для провода высокого напряжения.

Распределитель зажигания модели 30.3706 преобразует постоянный ток цепи низкого напряжения в импульсный и распределяет импульсы тока высокого напряжения по свечам зажигания. Он конструктивно объединен с прерывателем тока низкого напряжения, центробежным и вакуумным регуляторами опережения зажигания.

Корпус распределителя отлит из алюминиевого сплава. В хвостовик корпуса запрессованы два подшипника скольжения, в которых вращается валик. Под ведущей пластиной центробежного регулятора установлена опорная пластина регулятора с кулачком прерывателя. К опорной пластине двумя винтами крепится ротор (бегунок). При вращении валика грузики центробежного регулятора под действием центробежных сил расходятся и поворачивают четырехгранный кулачок прерывателя на определенный угол в направлении крашения валика. При этом контакты размыкаются с некоторым опережением, тем большим, чем выше обороты двигателя. Угол поворота ограничен величиной паза в опорной пластине ротора.

Прерыватель состоит из стойки с неподвижным контактом, рычажка с подвижным контактом и текстолитовым (или пластмассовым) упором, который под действием пластинчатой пружины прижимается к четырехгранному кулачку валика распределителя. При вращении кулачка контакты замыкаются и размыкаются. Кулачок смазывается фетровым фильцем, пропитанной моторным маслом. При эксплуатации автомобиля необходимо регулярно (не менее чем раз в 15 тыс. км пробега) проверять и регулировать зазор между контактами прерывателя.

Пластина, на которой смонтирован прерыватель, установлена на шариковом подшипнике, позволяющем ей поворачиваться относительно кулачка. Пластина соединена тягой с диафрагмой вакуумного регулятора. Под действием разрежения, передаваемого через трубку из штуцера карбюратора к диафрагме вакуумного регулятора, тяга поворачивает механизм прерывателя вместе с подвижной пластиной относительно кулачка, обеспечивая тем самым оптимальный момент зажигания при работе двигателя на различных режимах.

Для исключения сильного искрения и подгорания контактов прерывателя при контактной системе зажигания параллельно им подсоединен конденсатор. Он установлен снаружи на корпусе распределителя.

Сверху корпус распределителя закрыт пластмассовой крышкой с гнездами для проводов высокого напряжения. На внутренней части крышки распределителя расположены выводы контактов проводов высокого напряжения, а в вывод центрального провода вставлен подпружиненный уголек, который упирается в токоразносную пластину ротора. Ротор устанавливается на опорную пластину центробежного регулятора опережения зажигания и служит для распределения тока высокого напряжения от катушки зажигания к свечам в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя (1-3-4-2). Ротор (как и валик) вращается по часовой стрелке (при виде сверху).

Свечи зажигания.

Свечи зажигания- неразборной конструкции, ввернуты в отверстия головки цилиндров двигателя с левой стороны.

По состоянию свечей при осмотре электродов можно судить о состоянии двигателя, процессе сгорания топлива в цилиндрах и составу смеси приготавливаемого карбюратором. Все нормально, если: резьба 1 сухая, а не мокрая; ободок 2 - темный с тонким слоем нагара (копоти); цвет электродов 3, 4 и изолятора 5 - от светло-коричневого до светло-желтого, светло-серого, белесого.

Основные элементы свечи зажигания.

1- резьба; 2- ободок; 3- боковой электрод; 4- центральный электрод; 5- тепловой конус изолятора.

О неисправностях говорит: мокрая резьба (бензин, масло); ободок покрыт черным рыхлым нагаром с пятнами; электроды и изолятор, темно-коричневые с пятнами, иногда на сгибе бокового электрода желтое пятно. У не работающей свечи ободок, электроды и конус изолятора

покрыты нагаром и мокрые. Если свеча негерметична, появляется темный ободок и снаружи изолятора у металлического корпуса. Состояние свечей, когда они "мокрые" (в бензине) или "замасленные", встречается редко, особенно если двигатель не новый. Как правило, на свече   смесь бензина и масла. При попадании масла в камеру сгорания ухудшается и процесс сгорания бензина. Воспламенение смеси бензина с воздухом происходит следующим образом. Высокое  напряжение на электродах ионизирует пространство между ними и вызывает проскакивание

 искры. Искра нагревает некоторое небольшое по объему количество смеси до температуры воспламенения. Далее пламя распространяется по всему объему камеры сгорания. При нормальных условиях (состав смеси, давление, влажность, температура) для воспламенения смеси требуется весьма незначительная энергия и "пробивное" напряжение не более 10 кВ. В целях получения более надежного зажигания смеси при любых условиях применяют системы зажигания высокой энергии (энергия увеличена в 100 и более раз, "пробивное" напряжение -- до 25 кВ).

Условия работы свечи очень напряженные. На работающем двигателе она контактирует с продуктами сгорания при температуре по 2700ºС и давлении 5 ... 6 МПа (50 ... 60 кг/см²). В камере сгорания температура газовой среды колеблется от 70 по 2000 ... 2700°С.  

При всем этом температура нижней части изолятора у современных свечей должна быть в пределах 400--900ºС (ранее 500--600°С). Диапазон 400--900ºС – тепловые пределы работоспособности (температуры самоочистки и перегрева) свечей зажигания.

 

При температуре ниже 400°С даже при нормальном составе смеси, маслоотражательных колпачках и кольцах на тепловом конусе возможно отложение нагара. Искры между электродами временами вообще не будет -- в работе двигателя появятся перебои.

 

При температуре теплового конуса более 900ºС происходит воспламенение рабочей смеси уже не искрой, а от соприкосновения с раскаленным изолятором, электродами, с частицами сгоревшего нагара. В этом случае наступает калильное зажигание. Двигатель продолжает"работать" и при выключенном зажигании. Из-за перегрева начинают выгорать (оплавляться) электроды, изолятор, появляется эрозия торца корпуса.

Характерные случаи ненормального состояния штатных (рекомендованных) свечей:


  а- черный нагар на всех элементах свечи;

  б- наличие масла;
  в- выгоревшие, корродированные электроды, поясок;

  г- оплавленные электроды, поврежденный тепловой конус изолятора.

 

 

 

 

Неисправности карбюратора <<<                          >>> Неисправности контактной системы зажигания


Вернуться назад