Системи запалювання автомобіля: типи, пристрій і принцип роботи

Системи запалювання автомобіля: типи, пристрій і принцип роботи

Автомобілі використовуються для досить швидкого транспортування пасажирів і вантажів у певні пункти призначення. Без автомобіля дуже складно уявити роботу будь-якого підприємства або заводу. Головним елементом є двигун, йому, в свою чергу, для нормальної роботи потрібна система запалювання, яка повинна бути справною і за своїми характеристиками підходити даній силовій установці машини.


Система запалювання

Система запалювання автомобіля - це досить складна сукупність приладів, що відповідає за появу іскри в той момент, який відповідає режиму роботи силової установки. Дана система є частиною електрообладнання. Найперші двигуни, такі як агрегат Даймлера, в якості системи для запалювання застосовували калільну головку - це перший пристрій системи запалювання, який не позбавлений був недоліків. Їх суть полягала в тому, що займання здійснювалося в самому кінці такту, так як камера розколювалася до досить високої температури. Перед стартом завжди потрібно було прогріти саму калільну головку і тільки потім запускати двигун. Надалі головка розігрівалася за рахунок підтримки температури від палива, що згоряється. У сучасних умовах такий принцип системи запалювання може використовуватися тільки в мікродвигунах, що застосовуються в моделях авто та іншої техніки, використовуваної ДВЗ. Таке виконання дозволяє зменшити габаритні розміри, але при цьому вся конструкція може бути дорожчою. У невеликих моделях це малопомітно, а ось у повнорозмірному автомобілі може дуже сильно позначитися на ціні. У всіх авто схема системи запалювання практично однакова. Деякі відмінності диктуються тільки видом виконання.


Загальна схема системи запалювання виглядає наступним чином.

Система, що працює з використанням принципу магнето

Після калільної головки однією з перших систем запалювання були створені пристрої, які працювали на основі магнето. Головна ідея такої установки - це генерація необхідного імпульсу для запалювання за рахунок проходження біля нерухомої котушки невеликого магнітного поля від встановленого постійного магніту, який у свою чергу був пов 'язаний з однією з обертових деталей мотора. Головною гідністю такої системи була максимальна простота конструкції і відсутність необхідності встановлювати будь-які елементи живлення і батареї. Вона завжди готова до роботи.

У сучасному світі її застосовують в основному для двигунів, які встановлені на бензопилах, невеликих бензинових генераторах та іншій схожій техніці. Не позбавлена система і недоліків, головний з яких - дуже висока вартість виробництва. Потрібна була котушка, що володіє великою кількістю витків дуже тонкого дроту. Магніти також повинні бути високої якості. Виходячи з усіх недоліків, від такої системи відмовилися, замінивши на більш прості і більш надійні.

Види систем

Для нормальної роботи бензинового двигуна обов 'язково потрібна система запалювання. Завдяки їй відбувається займання суміші в необхідний момент. Існує три види систем:

  • контактна система запалювання;
  • безконтактна;
  • електронна.

Всі три види відрізняються за конструкцією. Незважаючи на це, принцип роботи у них практично однаковий.

Загальна будова і пристрій запалювання

Всі системи запалювання, незалежно від виду, складаються з п 'яти основних конструктивних елементів:


  • Джерело живлення. При запуску мотора машини джерелом необхідної енергії служить акумулятор. Після того як двигун почав працювати, цю функцію виконує генератор.
  • Замок запалювання - спеціальний пристрій, який використовується для передачі напруги. Замок, він же - вимикач, буває як механічний, так і більш сучасний - електричний.
  • Накопичувач необхідної енергії. Цей елемент створений для накопичення, а також перетворення енергії в достатній кількості. У сучасних авто можливе використання двох видів накопичувачів: індукційних або ємкостних. Індукційний - більш поширений і має вигляд якоїсь котушки запалювання. Перетворення здійснюється за рахунок проходження струму через дві обмотки цієї котушки.
  • Свічка. Безпосередньо робочий елемент, який створює необхідну іскру для займання. Являє собою невеликий фарфоровий ізолятор, який накручений на різьблення, і має два електроди, які розташовуються на невеликій відстані один від одного. При проходженні струму між контактами за рахунок малої відстані створюється іскра.
  • Система, яка використовується для розподілу запалювання. Головне призначення - це постачання в потрібний момент свічок запалювання енергією. Складається з якогось розподільника (або комутатора) і окремого блоку для його керування. Вигляд розподільника залежить від вибраної системи, він може бути або електронним, або механічним, який використовує для своєї роботи обертовий бігунок.

Контактний тип запалювання

Найпоширеніша схема - система запалювання "Газ", яку використовують для займання паливної суміші, більш відома як переривально-розподільча система. Цей пристрій створює іскру дуже високого вольтажу, до 30 тисяч В, на контактах свічок. Для того щоб це виконати, свічки поєднуються з котушкою, завдяки якій і відбувається утворення необхідної напруги. Сигнал на котушку подається за допомогою спеціальних проводів, що володіють необхідними характеристиками. При розмиканні контактної групи за допомогою спеціального кулачка якраз і відбувається створення іскри.

Варто зазначити, що момент її виникнення повинен чітко відповідати спеціальному положенню поршнів. Це досягається в результаті установки чітко розрахованого розподільника, який передає обертальний рух на спеціальний переривач-розподільник. Головним недоліком такої системи є присутність механічного зносу, і як результат - змінюється час створення іскри, а також її якість. Якщо іскра не буде подаватися своєчасно, це вплине на правильну роботу двигуна, а значить, буде потрібно досить часте втручання в його роботу і регулювання.

Незважаючи на це, контактно-транзисторна система запалювання використовується і по сьогоднішній день. Така система займання горючої суміші популярна завдяки відмінним характеристикам і високими показниками надійності роботи.

Безконтактне запалювання

Безконтактна система запалювання - це більш складна система, яка безпосередньо залежить тільки від розмикання спеціальних контактів. Найголовнішу роль в її роботі відіграє комутатор, який створений на основі транзисторного типу роботи. Для нормальної подачі іскри застосовується ще й окремий датчик. Ця система хороша тим, що відсутня якась залежність від рівня якості виконання поверхні контактів і може бути гарантовано більш високої якості іскроутворення. Але і цей тип системи запалювання використовує розподільник, який необхідний для передачі на потрібну свічку певної кількості струму. Зовні система чимось схожа на контактну схему запалювання.

Передача струму необхідної величини здійснюється за рахунок використання спеціальних високовольтних проводів.

Переваги безконтактного пристрою запалювання

У порівнянні з контактною, дана схема володіє низкою своїх переваг:

  • Не обгоряють контакти на переривачі, а також вони не схильні до забруднення. Немає необхідності дуже довго вибирати і встановлювати момент, коли буде виконуватися подача струму. Немає потреби контролювати або регулювати положення контактів, а також їх кут замикання і розмикання, все тому, що безконтактна система запалювання виключає присутність механічних контактів у системі. У підсумку двигун не втрачає своєї потужності.
  • Завдяки тому, що відсутнє розмикання контактів за допомогою спеціального кулачка, також немає вібрації і бієння ротора всередині розподільника - не порушується рівномірність подачі іскри на кожну свічку запалювання.
  • Забезпечується впевнений запуск навіть холодного двигуна, незважаючи на температуру навколишнього середовища.

Електронне запалювання

Ця система виключає використання рухомих механічних деталей. Досягається це завдяки застосуванню спеціальних датчиків і блоку управління. Створення іскри, а також момент її подачі на певну свічку здійснюються більш точно, ніж у системах, які використовують механічні розподільники. У сумі це дає хорошу можливість поліпшити роботу силової установки автомобіля, а також істотно збільшити потужність, не збільшуючи витрати палива. Система відрізняється дуже високою надійністю і якістю виконання поставлених завдань. Така електронна система запалювання використовується на багатьох сучасних автомобілях, завдяки високій надійності та відмінним робочим параметрам.


Мікропроцесорний вид запалювання

Мікропроцесорна система запалювання - це один з різновидів електронного запалювання. Використовується для створення якоїсь залежності випередження запалювання в установках з карбюраторною системою живлення від тиску повітря в колекторі, а також від частоти обертання в двигуні колінчастого валу.

Мікропроцесорна електронна система запалювання має дуже велику кількість достоїнств порівняно зі стандартною комплектацією автомобілів з карбюраторною системою живлення.

- Істотно зменшується рівень витрати. Це відбувається завдяки оптимізації згоряння суміші, що подається.

- Поліпшуються всі динамічні характеристики автомобіля.

- Поліпшується робота двигуна, переходи між передачами стають більш плавними. Немає втрат потужності на низьких обертах.


- Мікропроцесорна система запалювання передбачає установку ГБО, в результаті цього і відбувається економія палива, а також зменшується вартість кожного кілометра шляху.

- Є можливість встановлення додаткового перемикача для зміни режимів. Наприклад, між видами палива.

Сьогодні система запалювання ВАЗ дозволяє встановити дану схему для поліпшення всіх динамічних показників. Така можливість знову повертає ВАЗ в лад актуальних автомобілів, завдяки низькій ціні, але при цьому з непоганими швидкісними характеристиками.

Основні етапи в роботі запалювання

Існує кілька основних етапів при роботі системи запалювання, вони не залежать від виду і конструкційного виконання:

- Накопичення і подача необхідного рівня заряду.


- Спеціальне високовольтне перетворення.

- Етап розподілу.

- Освіта іскри за допомогою свічок.

- Запалення паливної суміші.

На кожному з етапів необхідна максимально точна і злагоджена робота всіх елементів. У такому випадку краще вибирати найбільш надійні і давно перевірені системи. За статистикою, кращою вважається електронна система запалювання двигуна, завдяки відсутності механічних вузлів.


Свічки запалювання

Жодна система запалювання не здатна працювати без головного елемента - свічки. Ця деталь здатна перетворити імпульси, одержувані від високої напруги, в спеціальний іскровий заряд для займання парів палива в камері згоряння. Для гарної роботи свічки рівень температури її нижнього ізолятора повинен бути в районі 500-600 градусів. Варто відзначити, що при температурі в 500 градусів може бути відкладення нагару на поверхні ізолятора. Як результат - перебої в роботі, погана передача іскри. При температурі 600 градусів можливе так зване калильне запалювання - це передчасне запалювання суміші за рахунок високої температури ізолятора.

При виборі свічок керуються так званим калильним числом, величина якого спочатку встановлюється заводом-виробником. Чим більше калільне числ, тим менше свічка схильна до нагрівання, її ще називають більш холодною свічкою.

Перевірка стану та справності запалювання

Час від часу система запалювання автомобіля для нормальної роботи вимагає перевірки цілісності і злагодженості елементів системи займання. Тільки правильний підхід забезпечить довговічність і надійність роботи двигуна. Зокрема, перевіряють такі параметри:

- Випередження запалювання і його кут. При необхідності проводиться регулювання та встановлення стандартного значення для даного автомобіля.

- Перевірка ланцюгів напруги. Для цього знімаються дроти високої напруги і за допомогою спеціального тестера перевіряється їх пропускна здатність і наявність пробою.

Для того щоб отримати максимально точну інформацію про стан ланцюгів запалювання, а також про всі процеси, що протікають всередині, застосовують спеціалізовані стенди, обладнані осциллографами. Завдяки цьому можна отримати максимально точне значення і дуже швидко визначити рівень працездатності систем. Всі ці дії потрібні, щоб визначити несправності системи запалювання. На початковому етапі можна обійтися мінімальними втратами, наприклад, заміною проводів. При цьому зберігається працездатність двигуна, що дуже важливо, оскільки його ремонт коштує набагато більше, ніж заміна одного з елементів системи запалювання.

Найбільш характерні несправності запалювання

Несправності системи запалювання можуть спричинити вихід з ладу та інших пристроїв, що використовуються для нормальної роботи машини. Виділяють окремий список часто зустрічаних несправностей, при яких ускладнюється робота системи займання робочої суміші:

- Можливі замикання первинної обмотки котушки запалювання на масу, а також замикання вторинної на первинну. У результаті відбувається перегорання додаткового резистора і з 'являються характерні тріщини в ізоляторі, а також у кришці котушки. У цьому випадку необхідна заміна пошкоджених елементів, якщо ж котушка практично зруйнована - то заміна всього вузла.

- Характерні несправності переривача: можливе обгорання або забруднення маслом контактів всередині переривача; порушення стандартного зазору між контактами, що призводить до перебоїв у перемиканні між свічками.

Обгорання або замасливання контактів може викликати дуже різке збільшення рівня опору між ними, через це зменшується струм, створюваний в первинній обмотці, і як результат - знижується потужність іскри, яку створюють свічки.

Порушення зазору також призводить до погіршення утворення іскри, яка створюється між електродами свічки. Як результат - перебої в нормальній роботі двигуна.

- Свічки: можлива поява нагару на внутрішній поверхні, а також рясне забруднення зовні. Порушення зазору між електродами, різні тріщини в ізоляторі, несправність бічного електрода - все це призводить до поганої подачі іскри або зовсім її відсутності. Це викликає нестабільну, нерівномірну і нестійку роботу мотора, знижує його потужність. Можлива і зупинка при підвищенні навантаження.

Нормальна робота свічок запалювання можлива тільки в разі, якщо:

- поверхня різьблення суха (ні в якому разі не мокра);

- присутній дуже тонкий шар нагару або кіптяви;

- колір електродів, а також ізолятора повинен бути від світло-коричневого до світло-сірого, майже білого.

Про всі несправності може розповісти мокра поверхня різьблення - це може бути як бензин, так і масло. У несправної свічки електроди і частина ізолятора покриті товстим шаром нагару і мокрі.

Замаслені свічки та інші ознаки несправності

Якщо двигун має дуже великий пробіг, і при цьому всі свічки були замінені в один і той же час, то головною виною такого стану є підвищений знос циліндрів, кілець або поршнів. Можлива поява масла на поверхні свічки в період, коли автомобіль проходить обкатку. Це з часом проходить. Якщо ж масло було виявлено тільки на одній свічці, то причиною цього, швидше за все, може бути несправність випускного клапана, він може прогоріти. Щоб це визначити, потрібно добре прислухатися до роботи двигуна, на холостому ходу він працює нерівномірно. У цьому випадку не можна відкладати з проведенням ремонтних робіт, так як потім прогорить і сідло, і ремонт буде ще дорожче.

Вигорілі або дуже сильно корродовані електроди говорять тільки про перегрів свічки. Таке можливо, якщо був використаний низькооктановий бензин, або була неправильна установка моменту твору запалювання. Надто збіднена суміш - теж результат оплавки електродів.

Можливі різні механічні пошкодження на поверхні свічки. Вона може мати вигнутий вигляд, або ж буде деформований електрод, розташований в бічній частині свічки. Наслідки такої роботи - перебої в запалюванні. Причиною виникнення таких неприємностей може бути неправильно обрана довжина свічки, або ж довжина різьблення не відповідає посадковому місцю в головці мотора. У такому випадку варто підібрати стандартну свічку, рекомендовану заводом-виробником. Якщо її довжина була обрана правильно, варто звернути увагу на присутність сторонніх механічних елементів у внутрішній частині циліндра.

Після того як свічки були поміняні місцями, можна дізнатися дуже велику кількість інформації про їх стан. Якщо свічка продовжує покриватися нагаром вже в іншому циліндрі - це говорить про її несправність. Але якщо нормальна і справна свічка одного з сусідніх циліндрів також починає покриватися нагаром, як і її попередниця, тоді це несправність безпосередньо в кривошипно-шатунному пристрої цього циліндра.

Висновки

Всі системи, які використовуються для займання паливної суміші, гарні в певних областях машинобудування. Всі не позбавлені своїх недоліків. Не завжди потрібно створювати складну і високонадійну систему, іноді набагато дешевше використовувати прості і більш дешеві. Немає необхідності встановлювати дорогу систему запалювання на автомобіль, який за своєю вартістю набагато нижче, ніж інші в його класі. Такими діями можна тільки підняти його вартість, але якість, на жаль, залишиться колишньою. Навіщо щось змінювати, якщо робота системи запалювання показала тільки найкращі результати на багатьох тестах?