В очередном видео из цикла «Техническое обучение Тойота» рассматривается устройство системы зажигания автомобиля.

Чтобы бензиновый двигатель внутреннего сгорания работал с максимальной эффективностью, он должен отвечать трем требованиям:

  • Давать качественную рабочую смесь.
  • Создавать высокое давление сжатия смеси при мощной искре в системе зажигания.
  • Обеспечивать оптимальный момент воспламенения.

Оптимальный момент воспламенения и должна обеспечивать система зажигания.

Существуют разнообразные системы зажигания. В нашем видео пособии в качестве примера рассматривается система с транзисторной схемой прерывания.

Устройство и работа системы зажигания видео

В бензиновом двигателе сжатая рабочая смесь воспламеняется от свечей зажигания, в результате сгорания смеси двигатель совершает работу. Для воспламенения смеси система зажигания должна обеспечивать высокое напряжение, причем момент воспламенения должен отвечать условиям работы двигателя.

Сначала рассмотрим, из каких компонентов состоит система зажигания, и какова их роль.

  • Электрическая энергия идет от 12-ти вольтового аккумулятора.
  • Катушка зажигания и электронный прерыватель преобразуют низкое напряжение аккумулятора в высокое.
  • Распределитель подает напряжение на каждую свечу зажигания. В него встроен механизм распределения, позволяющий правильно выбрать момент воспламенения смеси.
  • Искра для воспламенения идет из свечи зажигания.

Распределитель со встроенной катушкой зажигания образует интегральный узел зажигания ИУЗ.

Для возникновения искры требуется напряжение свыше 10000 вольт, но как уже говорилось, единственный источник электричества в автомобиле – 12 вольтовый аккумулятор. Как же получить высокое напряжение от такого аккумулятора? Давайте посмотрим на видео, как оно генерируется.

Устройство катушки зажигания

В катушке зажигания совмещены две обмотки – первичная и вторичная. Ток, текущий в первичной обмотке, все время прерывается, в результате чего во вторичной обмотке благодаря эффекту самоиндукции и взаимной индукции появляется высокая электродвижущая сила и создается напряжение в 10000 вольт.

В обычных системах ток прерывается механически, с помощью контактов прерывателя, но сейчас большинство систем использует бесконтактную транзисторную схему прерывания, или электронный блок управления ЭБУ.

Бесконтактная система зажигания

Рассмотрим повнимательнее, как генерируется высокое напряжение в системе зажигания на транзисторах. В распределителе объединены катушка зажигания, генератор сигнала и электронный прерыватель. В транзисторной системе генератор сигнала передает сигнал на транзистор прерывателя, который прерывает ток первичной обмотки зажигания. В генераторе сигнала три компонента:

  • Ротор сигнала, делающий один оборот за два оборота коленчатого вала двигателя.
  • Катушка датчика.
  • Постоянный магнит.

При вращении ротора возникает напряжение в катушке датчика – это и есть сигнал зажигания. Рассмотрим, почему оно возникает. Магнитный поток постоянного магнита протекает через ротор сигналов, катушку датчика, кронштейн и возвращается в магнит. При неподвижном роторе магнитный поток не меняется, но при его вращении зубцы, приближаясь к катушке датчика, увеличивают плотность магнитного потока, при удалении зубцов плотность потока снижается. Таким образом, напряжение, возникающее в катушке датчика, зависит от изменения магнитного потока. Величина возникающей ЭДС зависит от относительного расположения ротора и катушки датчика. При сближении зубца с катушкой ЭДС возрастает, а когда они находятся друг напротив друга, ЭДС равна 0, при эго удалении возникает противо-ЭДС.

В результате изменения ЭДС электронный прерыватель то включает, то выключает первичный ток. Рассмотрим, как это происходит. Когда зубец ротора приближается к катушке, возникает ЭДС, базовый ток от катушки датчика попадает в транзистор, который переходит в состояние «открыто» и по катушке течет первичный ток. Когда зубец направлен вдоль катушки, напряжение падает и транзистор закрывается. В результате прерывается первичный ток, генерируется высокое напряжение во вторичной обмотке. Транзистор также закрыт, когда в катушке датчика генерируется напряжение противоположного знака.

Высокое напряжение передается далее от центрального электрода распределителя через ротор и с внешнего электрода на свечи зажигания в соответствии с порядком воспламенения каждого цилиндра.

Что такое угол опережения зажигания

Рассмотрим, каким образом выбирается оптимальный момент зажигания. В целом наибольшая эффективность бензинового двигателя достигается, когда в момент максимального давления рабочей смеси в цилиндре коленвал повернут на угол 10 градусов после верхней мертвой точки. В соответствии с этим и нужно выбирать момент зажигания смеси. Он должен изменяться в зависимости от скорости вращения двигателя и условий его работы.

Это достигается изменением угла опережения зажигания, которым управляет соответствующий механизм опережения, встроенный в распределитель. Момент зажигания задается центробежным регулятором в соответствии со скоростью двигателя и вакуумным регулятором в соответствии с нагрузкой на двигатель. Центробежный регулятор управляет углом опережения зажигания за счет незначительного поворота ротора сигналов относительно валика распределителя, а вакуумный регулятор за счет смещения положения катушки датчика.

Устройство свечи зажигания

Свечи зажигания должны надежно обеспечивать мощную искру, которая воспламеняет рабочую смесь. Искра проскакивает между центральным и боковым электродами. Напряжение в искре повышается или падает пропорционально изменению зазора между электродами. Даже при нормальной эксплуатации зазор постепенно увеличивается, вызывая перебои в работе двигателя при ускорении. Поэтому свечи необходимо периодически осматривать, чтобы поддерживать в них оптимальный зазор 0.8-1.1 мм.

Виды систем зажигания

Мы рассмотрим систему электронного опережения вспышки ЭО. В ней вместо механического регулятора момент воспламенения регулируется электронным блоком управления ЭБУ. Эта система узнает о состоянии двигателя по сигналам различных датчиков. ЭБУ определяет момент воспламенения, и соответственно включает или выключает ток первичной обмотки. Наличие датчиков и ЭБУ позволяет добиться почти идеального соответствия условиям работы двигателя. В некоторых двигателях информация дополнительно поступает от вакуумного датчика, датчиков положения дроссельной заслонки, детонации, температуры воды, скорости автомобиля.

Рассмотрим также систему прямого воспламенения. В обычной системе электронного опережения высокое напряжение создается одной катушкой зажигания и передается через распределитель на каждую свечу. В системе прямого воспламенения сигналы поступают на несколько катушек, и напряжение поступает непосредственно на свечи.

В стандартной контактной системе зажигания ток в первичной обмотке включается и выключается механически с помощью контактов прерывателя. Вращение кулачка на оси распределителя размыкает и замыкает контакты.

Устройство системы зажигания подробно

Жанр статьи - Автомобили

ПОДКАТЕГОРИИ: