Виды бесконтактного зажигания. Система зажигания очень важна для автомобиля. Бесконтактная и контактная системы зажигания

06.07.2015

Система зажигания – одна из главных составляющих бензинового двигателя. Ее задача – воспламенение топливной смеси в цилиндрах двигателя путем создания искры между электродами свечи. Как следствие, создается давление в поршневой системе, происходит вращение коленчатого вала и автомобиль движется.

Особенности конструкции

Вне зависимости от типа систем зажигания в них можно выделить несколько основных элементов:

• источники питания. К ним можно отнести аккумуляторную батарею (в период, когда автомобиль не заведен) или генератор;
• выключатель. Данную функцию выполняет замок зажигания. Посредством поворота ключа подается команда на запуск двигателя;
• узел, отвечающий за управление энергией. Он может различаться, в зависимости от системы зажигания (ЭБУ, транзисторный коммутатор или прерыватель);
• узел, отвечающий за накопление энергии. В любой из систем это роль играет катушка зажигания. Именно благодаря ее работе на электродах свечи формируется искра;
• узел, отвечающий за распределение энергии. В различных системах это может быть ЭБУ или распределитель механической конструкции;
• высоковольтные провода. Они всегда присутствуют в системе зажигания и соединяют распределитесь со свечами зажигания;
• свечи зажигания. Являются исполнительным органом и выполняют основную задачу – поджигают топливовоздушную смесь.

К основным этапам работы системы зажигания относится – накопление энергии, высоковольтное преобразование напряжения из 12 в 30 тысяч вольт, распределение заряда и появление искры на электродах. Последний этап – воспламенение смеси.

Основные типы систем зажигания

По способу управления можно выделить три основных системы зажигания:

1. Контактная система – одна из наиболее старых систем, которая уже не применяется на современных авто. Ее суть - в формировании импульсов посредством контактного распределителя. Такое зажигание установлено на отечественных машинах. К преимуществам системы можно отнести максимальную надежность, конструктивную простоту, удобство обслуживания. Такое зажигание редко поломается, а его ремонт (при необходимости) занимает минимум времени.

К основным узлам такой системы можно отнести АКБ или генератор, замок, свечи и катушку зажигания, прерыватель тока, конденсатор и распределитель. По завершении всего цикла на свече проскакивает искра, воспламеняющая топливовоздушную смесь внутри цилиндра.

2. Бесконтактная система установлена на многих современных автомобилях ВАЗ и старых иномарках. К основным плюсам можно отнести – наличие мощной искры, которая более эффективно воспламеняет подготовленную смесь, а также стабильность и бесперебойность поступающих импульсов, что позволяет экономить на топливе и «выжимать» большую мощность из двигателя.

Но и это еще не все. Бесконтактная системе не требует особого подхода к обслуживанию. В отличие от вала трамблера ее не нужно смазывать каждые 8-10 тысяч километров. Из минусов можно выделить низкую надежность и повышенную сложность ремонтных работ (в случае выхода из строя). Если бесконтактная система все-таки отказала, то без дорогостоящей проверки и выполнения ремонтных работ на СТО не обойтись.

3. Электронная система зажигания монтируется почти на всех современных авто. Ее принцип в том, что все управление берет на себя электроника – ЭБУ. Установка таких систем позволила забыть о целом ряде проблем, связанных с окислением контактных соединений, необходимостью регулировки угла опережения, неполным сгоранием топлива и так далее. Минус в том, что проверка электронной системы возможна лишь в автосервисе и с применением специализированного оборудования.

По особенностям питания все виды зажигания можно разделить на:

• Зажигание от магнето. Этот вариант является одним из самых старых. Здесь в роли питающего элемента выступает специальный генератор переменного тока. Его задача – выработка напряжения исключительно для свечи зажигания. Конструктивно система состоит из постоянного магнита и катушки индуктивности. Выводы высоковольтной обмотки находятся на общем магнитопрововоде.

Как правило, магнето является контактным, поэтому параллельно ему подключается прерыватель и конденсатор. В определенный момент времени контактная группа прерывателя размыкания и между электродами свечи пробивает искра. Бывает и бесконтактный вариант магнето. Здесь вместо прерывателя установлена катушка управления, которая время от времени подает импульс на электрическую часть устройства.

Далее тиристоры (транзисторы) открываются и дают путь току к высоковольтной катушке. При этом мощность искры возрастает счет накопления энергии в катушке и емкостях. Плюсы такой системы – простота, низкая цена, исключение из цепи АКБ. Такое зажигание всегда готово завести двигатель. Основная сфера применения – небольшая техника (газонокосилки, бензопилы) или двигатели для самолетов;

• «Батарейное» зажигание – это, по сути, контактный вариант системы. Его смысл – преобразование низкого (12 Вольт) в высокое напряжение (от 15 тысяч вольт и выше). Этот импульс подается к свечам зажигания через распределитель и высоковольтные провода. Особенности, плюсы и минусы системы зажигания мы рассмотрели выше;

• Контактно-транзисторная система – это более продвинутый вариант, который является чем-то средним между контактной и бесконтактной системой. Здесь разработчикам удалось устранить имеющиеся минус контактной системы (повышенный износ контактной группы, ее подгорание, низкое качество искры).

Основным коммутирующим органом здесь является транзистор, управление которым производят контакты прерывателя. Новым узлом в таких системах стал электронный коммутатор, сочетающий в себе группу основных элементов – узлы управления, сам транзистор и систему защиты.

Принцип работы прост. По факту включения зажигания замыкается контактная группа прерывателя и дает команду транзистору. Последний открывается и дает дорогу току, движущемуся к катушке зажигания. Как только контакты прерывателя размыкаются, закрывается и транзистор. Итог – снижение силы тока в первичной цепи и резкий рост напряжения на вторичной (высоковольтной) обмотке. Образованное напряжение подводится к распределителю, через который по высоковольтным проводам напряжение поступает к свечам зажигания. Далее силовой узел продолжает работать по заданному циклу;

Рассмотрим принцип действия бесконтактной системы зажигания на примере системы зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099. Определим, откуда берется искра для поджига топливной смеси в камере сгорания и почему она проскакивает своевременно для каждого цилиндра.

Бесконтактная система зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 включает в себя катушку зажигания, свечи зажигания, высоковольтные провода (бронепровода), трамблер с распределителем зажигания, датчиками-регуляторами опережения зажигания (центробежным и вакуумным) и датчиком Холла, также коммутатор и провода низкого напряжения.

Схема бесконтактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

Откуда поступает ток в систему зажигания?

Электрический ток в систему зажигания поступает с вывода «30» генератора, через монтажный блок предохранителей и реле, реле зажигания и далее на вывод «Б» катушки зажигания. Система запитывается после поворота ключа в замке зажигания.

Принцип действия бесконтактной системы зажигания

— При работе двигателя вращается вал распределителя зажигания (трамблера). В работу вступает . Стальной круглый экран с четырьмя прорезями на валу трамблера, вращаясь, проходит через зазор этого датчика. Когда проходит прорезь экрана, напряжение отдаваемое датчиком ниже бортового на 3 В или равно ему, когда зубец экрана, напряжение падает практически до нуля. Прохождение каждого из четырех зубцов соответствует такту сжатия и моменту зажигания в одном из цилиндров двигателя.

Примечания и дополнения

Система зажигания авто предопределена для создания искрового разряда, распределения его по свечам зажигания и все это в подходящий момент работы мотора. В определенных моделях авто импульсы системы поступают на блок управления с помощью погружного топливного насоса. В дизельных моторах зажигание случается во время впрыска топливной смеси при такте сжатия.

Система зажигания бывает трех типов:

• Контактная. Появление импульсов осуществляется в тот миг, когда контакты находятся в стадии разрыва.
• Бесконтактная. Появлению импульсов способствует коммутатор (генератор импульсов).

• Микропроцессорная. Механизм представляет собой электронный прибор, управляющий моментом воспламенения искры, а также и другими системами транспортного средства.

В двухтактных силовых агрегатах, для работы которых не нужен внешний источник питания, устанавливают системы от магнето. Магнето – это самостоятельное устройство, которое объединяет источник тока и катушку зажигания.

Все эти системы используют единый принцип для своей работы, а отличаются лишь методом образования управляющего импульса.

Строение системы зажигания:

1. Источник питания. Во время запуска двигателя машины источником питания служит аккумулятор, а во время его эксплуатации – генератор авто.
2. Замок зажигания — приспособление, благодаря которому осуществляется передача напряжения. Выключатель (замок зажигания) есть механический либо электрический.
3. Накопитель энергии. Это устройство, главная роль которого в накоплении и преобразовании энергии в достаточном количестве для образования разряда меж электродами свечки зажигания. В устройстве современных автомобилей применяются такие накопители: емкостные, индуктивные. Первый вид накопителя представлен в виде емкости, использующей высокое напряжение для накапливания заряда, который в виде энергии поступает в определенное время на свечку. Второй вид накопителя, то есть накопитель индуктивный имеет вид катушки зажигания. Сначала первичная обмотка подсоединяется к плюсовому полюсу, а через прибор разрыва – к минусовому. Работающее устройство разрыва способствует появлению напряжения самоиндукции в обмотке. Относительно вторичной обмотки, то в ней появляется напряжение в количестве достаточном для того чтобы пробить воздушный зазор свечки.
4. Свечки зажигания. Каждая свеча – это приспособление в виде изолятора из фарфора, накрученного на металлическую резьбу и имеющего два электрода, расположенные в интервале от 0,15 до 0,25 мм один от другого. Первым электродом является центральный проводник, а вторым – резьба металлическая.

1. Система распределения зажигания. Предназначение системы – снабжение в необходимое мгновение энергией свечки зажигания. Она состоит из: распределителя (коммутатора), а также блока управления.

Распределитель зажигания – это приспособление, распределяющее высокое напряжение по электропроводам, подсоединенным к свечкам цилиндра. Этот процесс может иметь статическую или механическую природу. Статический распределитель не имеет в своей конструкции вращающихся деталей. В этом случае катушка зажигания прикрепляется прямо к свечке, а управление процессом осуществляется не чем иным как блоком управления зажиганием. Силовой агрегат, имеющий четыре цилиндра, будет иметь в своей конструкции и 4 катушки. Высоковольтные провода в этой системе не применяются. Что касается механического распределителя зажигания, то это устройство представлено в виде вала, запуск которого осуществляется при запуске двигателя, а распространение напряжения по проводам осуществляется с помощью специального «бегунка».

Коммутатор – это электронное приспособление, которое применяется для создания импульсов, приводящих в действие автотрансформатор (катушку).

Блок управления системой зажигания существует в виде микропроцессорного механизма, который устанавливает тот момент, когда нужно подать импульс в катушку. При этом учитываются показатели лямбда-зондов, коленвала, распредвала, температурные показатели.

Особенность функционирования

Система зажигания классическая функционирует следующим образом. Кулачки, активировавшиеся с помощью обращения вала привода трамблера, создают «разрыв», передаваемый на первичную обмотку авторансформатора заряд в размере 12 вольт. После исчезновения напряжения в обмотке образовывается ЭДС самоиндукции, а в обмотке вторичной зарождается напряжение в размере около 30 тысяч вольт. Далее высокое напряжение появляется в распределителе, а потом расходится на свечки в том количестве, которое требуется во время периода работы силового агрегата. В этом случае такого напряжения вполне достаточно для того чтобы пробить искровым зарядом зазор воздуха между электродами свечек зажигания.

Для полного перегорания топлива необходим процесс опережения зажигания. Учитывая то, что топливная смесь перегорает не сразу, ее нужно зажечь немного заранее. Миг подачи искры должен быть четко отрегулирован, ведь в случае несвоевременного зажигания может иметь место потеря мощности двигателя, повышенная детонация.

Система зажигания бензинового двигателя предназначена для обеспечения искрообразования на свечах зажигания в строгом соответствии с порядком работы цилиндров. Одной из первых таких систем является контактная, называемая также классической (она установлена на «классических» моделях автомобилей ВАЗ). С развитием технологий контактное зажигание уступило место электронному, в котором контактная группа заменена на датчики. Это позволило избавиться от контактной схемы, поэтому у многих владельцев классических автомобилей ВАЗ возникло желание поменять систему зажигания, тем более что установить электронное зажигание своими руками совсем несложно.

Для возникновения искры в нужный момент должно произойти замыкание контактов. Последующее их размыкание производится при помощи кулачков вала прерывателя.

Потребность в периодической регулировке зазоров между контактами и угла опережения зажигания, нестабильное искрообразование, подгорание контактов и неисправности конденсатора прерывателя-распределителя предопределили необходимость дальнейшей модернизации подобной схемы.

Преимущества

В чем будут выгоды от такой замены? Помимо избавления от контактной группы, которая склонна к подгоранию и нарушениям зазора, приводящим к необходимости постоянного обслуживания прерывателя-распределителя, она будет способствовать:

• облегчению запуска мотора в холодное время года;
• более ровной работе двигателя;
• уменьшению износа свечей.

Необходимые инструменты и детали

Для того чтобы установить электронное зажигание своими руками понадобятся:

• ключ на «13» для снятия и установки прерывателя-распределителя;
• крестовая отвертка для саморезов;
• дрель и сверло по металлу;
• саморезы;
• ключ на «8» и ключ на «10» для снятия и установки катушки зажигания.

Кроме того, потребуется приобрести следующие детали бесконтактной системы:

• датчик-распределитель («трамблер»);
• коммутатор;
• бесконтактная катушка;
• свечи (для бесконтактной схемы зазор между электродами должен составлять 0,7 − 0,8 мм);
• провода высокого напряжения.

Процесс установки

Порядок установки электронной системы своими руками:

Регулировка

Для регулировки желательно использовать стробоскоп. Но поскольку далеко не у каждого автолюбителя, даже среди выполняющих ремонт автомобиля своими руками, он есть, можно выполнить следующее:

1. Вывернуть свечу первого цилиндра. Заткнуть пальцем свечное отверстие и проворачивать шкив коленчатого вала до тех пор, пока на палец не начнет давить воздух. Это сигнализирует о начале такта сжатия. Далее нужно повернуть прерыватель-распределитель в такое положение, чтобы его бегунок был направлен на первый цилиндр.
2. Прокрутить вал до совмещения метки на шкиве со второй меткой на передней крышке двигателя. Это будет означать, что опережение зажигания будет составлять 5°.
3. Снять центральный провод с крышки распределителя.
4. Включить зажигание.
5. Удерживая провод в руке и разместив или закрепив его над металлической поверхностью («массой»), повернуть бегунок по часовой стрелке до того момента, пока не проскочит искра.

Необходимо «поймать» опережение зажигания. Для этого нужно ослабить крепление корпуса прерывателя и осторожно поворачивать его до тех пор, пока при повороте бегунка искра не будет пропадать, после чего затянуть корпус. Регулировка выполнена.

Основным назначением системы зажигания автомобиля является подача искрового разряда на свечи зажигания в определённый . Для дизельных двигателей под зажиганием понимают момент впрыска топлива в такт сжатия. В некоторых моделях автомобилей система зажигания, а именно ее импульсы, подаются на блок управления погружным топливным насосом.

Систему зажигания, по мере своего развития, можно разделить на три типа. Контактная система зажигания , импульсы у которой создаются во время работы контактов на разрыв. Бесконтактная система зажигания , управляющие импульсы создаются электронным транзисторным управляющим устройством – коммутатором, (хотя правильно его назвать генератором импульсов). Микропроцессорная система зажигания - это электронное устройство, которое управляет моментом зажигания, а также другими системами автомобиля. Для двухтактных двигателей, без внешнего используются системы зажигания типа магнето. Основана на принципе создания ЭДС при вращении постоянного магнита в катушке зажигания по заднему фронту импульса.

Устройство системы зажигания

Схема системы зажигания: 1 - замок зажигания; 2 - катушка зажигания; 3 - распределитель, 4 - свечи зажигания; 5 - прерыватель, 6 - масса.

Все вышеперечисленные виды систем зажигания похожи между собой, отличаются только методом создания управляющего импульса. Так в систему зажигания входят:

1. Источник питания для системы зажигания, это (в момент запуска двигателя), и (во время работы двигателя).
2. Выключатель зажигания – это механическое или электрическое контактное устройство подачи напряжения на систему зажигания, или по-другому – замок зажигания. Как правило, выполняет две функции: подачи напряжения на бортовую сеть и систему зажигания, подачи напряжения на втягивающее реле .
3. Накопитель энергии – узел предназначенный для накопления, преобразования энергии достаточной для возникновения электрического разряда между электродами свечи зажигания. Условно накопители энергии можно разделить на индуктивный и емкостный.
   1. Простейший индуктивный накопитель – это катушка зажигания, которая представляет собой автотрансформатор, первичная обмотка у него подключается к плюсовому полюсу и через устройство разрыва к минусовому. Во время работы устройства разрыва, например кулачков зажигания, в первичной обмотке возникает напряжение самоиндукции. Во вторичной обмотке образуется повышенное напряжение, достаточное для пробоя воздушного зазора свечи.
   2. Емкостный накопитель представляет собой емкость, которая заряжается повышенным напряжением и в нужный момент отдает свою энергию на свечу зажигания
4. Свечи зажигания , представляют собой устройство с двумя электродами находящимися друг от друга на расстоянии 0,15-0,25 мм. Это фарфоровый изолятор, насаженный на металлическую резьбу. В центре находится центральный проводник, который служит электродом, вторым электродом является резьба.
5. Система распределения зажигания предназначена для подачи в нужный момент энергии от накопителя к свечам зажигания. В состав системы входят распределитель, и(или) коммутатор, блок управления системой зажигания .
   1. Распределитель зажигания (трамблёр) – устройство распределения высокого напряжения по проводам, ведущим к свечам цилиндров. Обычно в распределителе собран и кулачковый механизм. Распределение зажигания может быть механическим и статическим. Механический распределитель представляет собой вал, который приводится в действие от двигателя и при помощи «бегунка» распределяет напряжение по высоковольтным проводам. Статическое распределение зажигания подразумевает под собой отсутствие вращающихся деталей. При таком варианте катушка зажигания присоединятся непосредственно к свече, а управление происходит от блока управления зажиганием. Если, например, двигатель автомобиля имеет четыре цилиндра, то и катушек будет четыре. Высоковольтные провода в данной системе отсутствуют.
   2. Коммутатор – электронное устройство для генерации импульсов управления катушкой зажигания, включается в цепь питания первичной обмотки катушки и по сигналу от блока управления разрывает питание, в результате чего возникает напряжение самоиндукции.
   3. Блок управления системой зажигания – микропроцессорное устройство, которое определяет момент подачи импульса в катушку зажигания, в зависимости от данных датчиков положения коленвала, лямбда-зондов, температурных датчиков и датчика положения распредвала.
6. Высоковольтный провод - это одножильный провод с повышенной изоляцией. Внутренний проводник может иметь форму спирали, для исключения помех в радиодиапазоне.

Принцип работы системы зажигания

Рассмотрим принцип действия классической системы зажигания. При вращении вала привода трамблёра в действие приводятся кулачки, которые «разрывают» подаваемые на первичную обмотку автотрансформатора (бобину) 12 вольт. При пропадании напряжения на трансформаторе, в обмотке появляется ЭДС самоиндукции, соответственно на вторичной обмотке возникает напряжение порядка 30000 вольт. Высокое напряжение подается в распределитель зажигания (бегунок), который вращаясь попеременно подает напряжение на свечи в зависимости от такта работы . Высокого напряжения достаточно для пробоя искровым разрядом воздушного зазора между электродами свечи зажигания.

Опережение зажигания нужно для более полного сгорания топливной смеси. Из-за того, что топливо сгорает не сразу, поджечь его необходимо немного раньше, до прихода в ВМТ. Момент подачи искры должен быть точно отрегулирован, потому что в ином случае (раннее или позднее зажигание) двигатель потеряет свою мощность, возможна повышенная детонация.