Как подается искра в цилиндры (3 видео)

Сегодня мы поговорим о системах зажигания, которые можно встретить на автомобилях.

На автомобилях встречаются 3 системы зажигания:

Система с разносчиком искры (с трамблером)
Система с холостой искрой — Distributorless ignition system (DIS)
Катушка на свече — Coil on plug (COP).

В этом списке системы выстроены в хронологическом порядке.

Содержание

Система с разносчиком искры.
Система зажигания с холостой искрой
Теперь о самой современной системе зажигания на данный момент – Coil On Plug (COP)
Как устроена система зажигания в автомобиле?
Базовые принципы
Устройство
Как оно работает?
🎬 Видео

Видео:Искра 1-4 цилиндра.Скачать

Система с разносчиком искры.

И так, начнем рассмотрение систем зажигания с системы с разносчиком искры. Такая система использовалась в карбюраторных автомобилях и ранних инжекторных автомобилях. Эта система так же известна как система с трамблером. Под капотом эта система выглядит так:

Отличительной особенностью данной системы явлется одна катушка, и распределитель зажигания (он же трамблер), который разносит искру по всем цилиндрам автомобиля. Трамблер приводится в движение или промежуточным валом, или распределительным валом.

На валу трамблера стоит разносчик искры. На него подается высокое напряжение с катушки зажигания. Через разносчик искры искра передается на один из проводов, идущий к цилиндрам. В этой статье я не буду останавливаться на этой системе зажигания, так как это уже устаревшая система, и про них очень много написано в интернете.

На карбюраторных автомобилях в трамблере была система, которая определяла момент искрообразования. На контактной системе зажигания это кулачки, на бесконтактной это датчик холла или индукционный датчик в случае электроники ГАЗ.

На инжекторах автомобилях тоже короткое время использовалась подобная схема, но трамблер там использовался только в качестве разносчика искры. ЭБУ двигателя определял момент подачи искры по датчику положения коленвала с учетом всех остальных датчиков, а задача трамблера состояла только в распределении искры по цилиндрам.
Правда, здесь стоит отметить, что были и совсем древние инжекторные системы, которые управляли только топливом (по сути замена карбюратору), а зажиганием управлял трамблер. Такие системы назывались Jetronic с различными префиксами спереди.

У системы с разносчиком есть несколько недостатков:

Дополнительный искровой зазор. Между разносчиком и контактом цилиндра есть дополнетельный искровой промежуток, на пробивание которого тратиться энергия катушки зажигания.
Подгорание контактов. Там где пробивает искра происходит эрозия поверхности.
Прерывыние горения искры. Во время горения искры разносчик движется относительно контакта цилиндра. Может случиться такое, что нить пробоя оборвется и пробьется второй раз в другом месте.
Дополнительный механический узел, подверженный износу (трамблер, разносчик, крышка трамблера и т.д.)

Пожалуй, по контактной системе зажигания хватит, поедем больше – система DIS.

Видео:✅ Как проверить искру. Самый простой способ поиска и проверкиСкачать

Система зажигания с холостой искрой

На замену системы зажигания с разносчиком пришла система DIS. В русскоязычном интернете везде DIS расшифровывают как Double Ignition system, то есть двойная система зажигания. Однако в англоязычном интернете эта система расшифровывается как Distributorless Ignition System — то есть система зажигания без распределителя. Так же эта система известна как система с холостой искрой. В ней подключается к одной катушке 2 свечи зажигания.

Эта система получила очень широкое распространение и только в последние года начала вытесняться более современными системами.

Такие системы можно встретить на автомобилях ВАЗ. Визуально можно отличить эту систему по наличию двух-выводных катушек. ВАЗ использует сразу четырех выводные катушки. На системах Январь 5 используются сразу модули зажигания, в которых совмещены катушки зажигания и коммутатор. В модулях Январь 7 коммутатор перенесен в блок управления. Вот примем четырех выводной катушки зажигания.Сразу виден плюс данной системы – отсутствие разносчика. К каждой свече идет один высоковольтный провод.

При использовании сдвоенных катушке искра будет гореть одновременно в двух цилиндрах. Поэтому соединяют провода таким образом, что б свеча горела в цилиндре, где происходит сжатие топливо воздушной смесси и в цилиндре, где сейчас идет такт выпуска. Такими парами цилиндров являются 1-4 и 2-3 для четырехцилиндрового двигателя.

Читайте также: Блок цилиндров формула 1

Из за того, что искра одновременно горит в двух цилиндрах идут основные недостатки системы с холостой искрой :

Повышенный износ.
Разное напряжение пробоя в свечах, подключенных к одному цилиндру.

С повышенным износом все понятно, во время 1 полного цикла, проскакивают 2 искры, на такте сжатия и на такте выпуска. Ничего хорошего в этом нет. Но вот разное напряжение пробоя, не совсем понятный недостаток, рассмотрим его поближе.

Давайте рассмотрим работу свечи в цилиндре. Температура в цилиндре во время рабочего хода поднимается до 2000 градусов. Эта температура нагревает свечу зажигания и происходит эффект термо-электронной эмиссии, того самого эффекта на котором строились радиоэлектронные лампы. Этот эффект заключается в выходе электронов за пределы нагретого тела. Из за нагрева у электронов появляется настолько большая скорость, что они начинают выскакивать за пределы электрода и образуют вокруг него «облако» электронов. На фото показана часть свечи, находящаяся в цилиндре. Вокруг центрального электрода показано желтым цветом «облако электронов». Чем же это грозит?

Катушка зажигания имеет полярность, и при наведении на нее высокого напряжения на одном конце получается положительный заряд, а с другой – отрицательный.

Разница в напряжении пробоя хорошо видна на осциллограмме. Что бы пробить такой искровой зазор положительным зарядом надо сначала преодолеть «облако» электронов, а только потом уже пробивать искровой зазор. Получается лишняя трата энергии. В случае же пробоя отрицательным зарядом «облако» электронов, наоборот, помогает. Часть электронов уже вышло за пределы электрода, надо их немного подтолкнуть и проскочит искра. Кстати, в системе зажигания с разносчиком пробой происходит отрицательным напряжением.

Отдельно хотел бы заметить, что есть умельцы, которые переделывают штатные трамблеры карбюраторных автомобилей под систему DIS, к примеру, двухконтурная система зажигания от Евгения Травникова

Видео:Нет Искры и Подачи топлива на инжекторном двигателе. Датчика Положения Коленвала на ВАЗ 2109, 2114Скачать

Теперь о самой современной системе зажигания на данный момент – Coil On Plug (COP)

Система COP лишена недостатков системы DIS. Дословный перевод звучит как Катушка на свече, что очень хорошо отражает суть системы. Каждой свече своя катушка. Вот схема системы COP

Четыре катушки дают преимущество – увеличенное время накопления заряда. Из за этого становится доступным многоискровое зажигание, дает возможность крутить мотор до бОльших оборотов, чем системы DIS. Системы используются на большинстве современных автомобилей. Из недостатков системы можно выделить только большую стоимость, относительно остальных систем.

Подписывайтесь на канал, ставьте «лайки», если остались вопросы — задавайте их в комментариях.

Видео:Нет искры на инжекторном автомобиле ваз 2110, 2115, система зажигания. Как найти причину самомуСкачать

Как устроена система зажигания в автомобиле?

Главной задачей системы зажигания является воспламенение рабочей смеси двигателей внутреннего сгорания. Давайте выясним, как конкретно она работает.

Видео:Это нужно знать! О катушках зажигания.Скачать

Базовые принципы

Корректные условия для системы зажигания, вернее, базовые условия – это:

Искра должна появляться в нужном цилиндре, в соответствии с порядком работы цилиндров.
Искра должна возникать своевременно, в нужный момент и с необходимым углом опережения зажигания.
Она должна гарантировано воспламенять смесь.
Надёжность

Как вы понимаете, у такой системы могут возникать и неполадки, к примеру, пропуски искрообразования, детонация и трудности с запуском двигателя.

В сегодняшнем мире есть несколько видов систем зажигания для автомобилей, контактная, бесконтактная и электронная. Эти системы имеют общие особенности, к примеру, отсутствие распределителя зажигания, который давно уступил место катушке.

В контактной системе зажигания управление накоплением и распределение электрической энергии по цилиндрам осуществляется механическим устройством – прерывателем-распределителем. Витком дальнейшего развития контактной системы зажигания является контактная транзисторная система зажигания, в первичной цепи катушки зажигания которой применен транзисторный коммутатор.

Читайте также: Чем разработать тормозной цилиндр передний

В отличии от контактной, в бесконтактной системе зажигания для управления накоплением энергии используется транзисторный коммутатор, взаимодействующий с бесконтактным датчиком импульсов. Транзисторный коммутатор в данной системе выполняет роль прерывателя. Распределение тока высокого напряжения осуществляется механическим распределителем.

В электронной системе зажигания используется электронный блок управления, с помощью которого производится управление процессом накопления и распределения электрической энергии. В ранних конструкциях электронной системы зажигания электронный блок одновременно управлял системой зажигания и системой впрыска топлива (т.н. объединенная система впрыска и зажигания).

Видео:Говорю почему не работает один цилиндр двигателяСкачать

Устройство

Принцип работы системы зажигания заключается в накоплении и преобразовании катушкой зажигания низкого напряжения (12В) электрической сети автомобиля в высокое напряжение (до 30000В), распределении и передаче высокого напряжения к соответствующей свече зажигания и образовании в нужный момент искры на свече зажигания. В работе системы зажигания можно выделить следующие этапы: накопление электрической энергии, преобразование энергии, распределение энергии по свечам зажигания, образование искры, воспламенение топливно-воздушной смеси.

Механический прерыватель осуществляет непосредственное управление процессом накопления (первичной цепью) и отвечает за замыкание/размыкание питания первичной обмотки. Контакты прерывателя можно увидеть, заглянув под крышку распределителя. Пластичная пружина подвижного контакта прижимает его к недвижимому контакту. Их размыкание выполняется только на короткий срок, а конкретно, в момент, когда набегающий кулачок валика привода оказывает давление на молоточек подвижного контакта.

К контактам подключен конденсатор, который не даёт им обгорать. Электроразряд поглощается и искрение уменьшается. Параллельно в цепи создаётся низкое напряжение обратного тока, которое положительно сказывается на исчезновении магнитного поля.

Прерыватель находится в корпусе распределителя зажигания, и это части классической системы зажигания.

Ещё один важный узел – центробежный регулятор опережения зажигания, механизм, предназначенный для автоматического изменения угла опережения зажигания в зависимости от числа оборотов коленчатого вала двигателя.

Центробежный регулятор размещён внутри корпуса прерывателя-распределителя. Как правило, он работает совместно с вакуумным регулятором, оба являются составной частью прерывателя-распределителя. Называется он центробежным от вида силы, использующейся для реализации изменения опережения.

На приводном валу прерывателя расположена пластина, на которой размещены два грузика. Грузики свободно сидят на осях и стянуты пружинами. Причём пружины обладают разной жёсткостью, что необходимо для предотвращения резонанса. При этом, кулачок прерывателя и планка с двумя продольными прорезями надеты на верхнюю часть приводного валика. В продольные прорези планки входят штифты грузиков.

Вращение передаётся от приводного валика к кулачку через грузики, штифты и планку с прорезями. Чем быстрее вращается приводной вал, тем больше расходятся грузики, тем на бо́льший угол проворачивается кулачок по ходу вращения относительно контактной группы прерывателя. С увеличением оборотов угол опережения зажигания увеличивается. С уменьшением числа оборотов центробежная сила уменьшается, пружины стягивают грузики, кулачок поворачивается против хода его вращения, контакты прерывателя замыкаются позже и угол опережения зажигания уменьшается.

Если на двигателе применено бесконтактное электронное зажигание — тогда вместо кулачка проворачивается экран бесконтактного датчика момента искрообразования.

Если механический прерыватель оборудован транзисторным коммутатором, то, в этом случае, он управляет только им, а тот, в свою очередь, отвечает за управление процессом накопления энергии. Такая конструкция существенно превосходит аналогичные устройства без транзисторного коммутатора, так как здесь контактный прерыватель более надежный, чему способствует протекание сквозь него тока меньшей силы, а значит, пригорание контактов во время размыкания практически полностью исключается. Соответственно, конденсатор, параллельно подключенный к контактам прерывателя, тут просто не нужен, а в остальном – система полностью идентична классическому варианту. Обе системы, имеющие механический прерыватель, обладают общим названием — «контактные системы зажигания».

Системы с транзисторным коммутатором, оборудованные бесконтактным датчиком (импульсным генератором), могут быть индуктивного типа, основанными на эффекте Холла или относиться к оптическому типу. В данном случае, место механического прерывателя занимает импульсный датчик-генератор с преобразователем сигналов, который, посредством транзисторного коммутатора, осуществляет управление накопителем энергии. Как правило, датчик-генератор расположен внутри распределителя, конструкция которого ничем не отличается от конструкции аналогичной детали в контактной системе, поэтому указанный узел получил название «датчика-распределителя».

Читайте также: Броненакладка накладная под цилиндр master lock

Видео:ВАЗ 21099 нет искры в двух цилиндрах. Рукотворная неисправность.Скачать

Как оно работает?

Несмотря на то, к какому типу относится та или иная система зажигания, все они имеют несколько общих рабочих этапов, предусматривающих накопление нужного заряда, его высоковольтное преобразование, распределение, образование на свечах искр и возгорание топливной смеси. Любой из них требует слаженной и точной работы, а значит, стоит выбирать только проверенные устройства, доказавшие свою надежность. В этом плане, наилучшим вариантом принято считать электронную систему зажигания, где всем рабочим процессом (подачей искры и ее распределением по свечам) управляет электроника.

Электронная система зажигания – это не отдельный, самостоятельный компонент, а составляющая часть системы управления мотором, которая основывается на работе датчика положения коленвала, датчика, фиксирующего частоту его вращения и датчика массового расхода воздуха. Получив от них нужную информацию, ЭБУ принимает решение касательно момента подачи искры и распределения зажигания. Естественно, в блоке управления уже прописаны определенные команды, выполняющиеся после получения и анализа данных с упомянутых датчиков.

В такой системе воспламенения топливной смеси полностью исключены механические движущиеся части, а благодаря специальным датчикам и особому блоку управления, образование и подача искры проходят намного быстрее и надежнее, нежели у аналогичных систем контактного и бесконтактного типа. Этот факт позволяет улучшить работу мотора, увеличив его мощность и снизив потребление топлива. Более того, нельзя не отметить высокую рабочую надежность устройств данного типа.

Бесконтактное зажигание отличается тем, что не зависит напрямую от размыкания контактов, а главную роль в процессе образования искры здесь выполняет транзисторный коммутатор и специальный датчик. Отсутствие прямой зависимости от качества и чистоты поверхности контактной группы гарантирует более эффективное искрообразование. Однако как и в контактном варианте системы зажигания, здесь также используется прерыватель-распределитель, отвечающий за своевременную передачу тока на свечу зажигания. Рабочий принцип бесконтактной системы предусматривает выполнение некоторых действий.

Когда коленвал двигателя приходит в движение, датчик-распределитель формирует соответствующие импульсы напряжения и направляет их на транзисторный коммутатор, задача которого – создавать импульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания. В момент прерывания во вторичной обмотке катушки проходит индуцирование тока высокого напряжения. Он подается на центральный контакт распределителя, а оттуда, посредством проводов высокого напряжения, поступает на свечи зажигания. Последние и осуществляют воспламенение топливовоздушной смеси.

В случае увеличения оборотов коленвала, за регулировку угла опережения зажигания отвечает центробежный регулятор, а при изменении нагрузки на силовой агрегат эта задача возлагается на вакуумный регулятор опережения зажигания.

Принцип работы контактного зажигания несколько отличается от вариантов, приведенных выше. Когда контакт прерывателя пребывает в замкнутом состоянии, ток низкого напряжения проходит по первичной обмотке катушки. В процессе их размыкания, во второй катушке происходит индуцирование тока высокого напряжения, и, посредством высоковольтных проводов, он передается на крышку распределителя, после чего расходится по свечам зажигания с определенным углом опережения зажигания.

Как только обороты коленвала увеличиваются, возрастают и обороты вала прерывателя-распределителя, вследствие чего грузики центробежного регулятора начинают расходиться, перемещая подвижную пластину вместе с кулачками прерывателя. Это приводит к тому, что размыкание контактов происходит несколько раньше, из-за чего увеличивается угол опережения зажигания. С уменьшением оборотов коленвала угол опережения зажигания тоже уменьшается.

Более модернизированным типом контактной системы является ее контактно-транзисторный вариант. Он отличается наличием транзисторного коммутатора в цепи первичной обмотки катушки, управление которым выполняется посредством контактов прерывателя. За счет его использования удалось добиться снижения силы тока в цепи первичной обмотки, что положительно сказалось на длительности эксплуатации контактов прерывателя.