Особенности контактно-транзисторной системы зажигания автомобиля

Техническая характеристика системы зажигания автомобилей ГАЗ-3307 (ГАЗ 53)

Порядок зажигания ГАЗ-3307 1 — 5 — 4 – 2—6 — 3 -7 — 8 Тип распределителя зажигания (трамблер) – 24.3706 Частота вращения валика распределителя в 1 мин с бесперебойным искра-образованием при работе с катушкой зажигания Б116 на трехэлектродный разрядник при искровом промежутке 7 мм, мин-1 – 20 — 2300 Направление вращения валика распределителя зажигания (трамблер) ГАЗ-3307 – по часовой стрелке Катушка зажигания ГАЗ-3307 – Б116 Свечи зажигания – А11 Величина искрового промежутка в свечах, мм – 0,8 — 0,95 Добавочный резистор – 14.3729 Коммутатор – 131.3734 или 13.3734 Наконечник свечи – 35.3707200

Схема системы зажигания ГАЗ-3307

И так , как я уже говорил в наше время у грузовика ГАЗ-3307 система зажигания потерпела небольшие изменения.

Как я уже писал это произошло после 2000 года, это примерно я говорю. Точно не скажу боюсь ошибиться , а гуглить-искать не стал времени на это просто нет да и особо не интересно. Если Вам интересно поищите потом со мной тоже поделитесь. Можно оставить комментарий.

Это касается транзисторного коммутатора марок 13.3734 и 131.3734

Разницу видите всего одна цифра то есть было 13.3734 это до 2000 года , а стали выпускать ГАЗ-3307 уже после 2000 года с коммутатором 131.3734. И так всего одна цифра и вот это одна цифра , то есть , как Вы заметили , цифра 1 убирает с системы зажигания ГАЗ-3307 добавочный резистор – 14.3729.

То есть попросту говоря функцию добавочного резистора – 14.3729. встроили в транзисторный коммутатор 131.3734.

Хочу Вас предупредить кто то может сказать «да я вот поставил вместо марки 131.3734 марку 13.3734 и не чего машина работает» соглашусь с ним .

ГАЗ-3307 конечно будет работать и поедет нормально но не далеко. А почему , Вы спросите конечно , и будете правы надо же узнать почему? Да потому что у Вас просто на просто перегорит катушка зажигания (бобина) .

Почему это произойдет: Катушка зажигания , ГАЗ-3307 (Б 116) представляет собой трансформатор, на железном сердечнике которого намотаны вторичная, а сверху ее первичная обмотки. Сердечник с обмотками установлен в герметичном стальном корпусе, наполненном маслом и закрытом высоковольтной пластмассовой крышкой.

Рабочая температура от -50° С до +80° С. Величина сопротивления при температуре 25°С: первичной обмотки (0,65+0,07) Ом, вторичной обмотки (18+1,8) кОм.

Развиваемое вторичное напряжение 18 кВ макс. Напряжение питания 12 В. Вес 0,95 кг. При работе катушка зажигания Б-116 питается пониженным напряжением через добавочный резистор-14.3729. Резистор при работе нагревается, это нормально. Резистор , при включений стартера (при пуске двигателя) шунтируется и катушка питается полным напряжением (точнее бортовым, просаженным стартером) это облегчает пуск.

После выключения стартера снова берется за «работу» добавочный резистор-14.3729. И вот приставьте себе такую картину ГАЗ-3307 ну скажем после 2000 года выпуска там конечно же зажигание без добавочного резистора-14.3729 и катушка зажигания Б-116 и транзисторный коммутатор 131.3734 , а Вы взяли и поставили транзисторный коммутатор 13.3734 , и что дальше ГАЗ-3307 конечно же заведется мало того поедет нормально (как я уже излагал выше) не далеко катушка перегорит. То есть понижать бортовое напряжение , для катушки зажигания, уже не кому .

А как нам уже известно катушка зажигания Б-116 питается пониженным напряжением через добавочный резистор-14.3729 или же с добавленной функцией понижения напряжения в транзисторный коммутатор марки 131.3734.

И в последствий катушка зажигания Б-116 просто перегорит.

Еще не могу не отметить такой момент . Есть еще катушка зажигания Б-114

Как Вы заметили она на вид не чем не отличается от Б-116 (некоторые ставят её) она тоже подходит на ГАЗ 3307 , но я лично не советую Вам её ставить . ГАЗ-3307 конечно же будет работать (сам проверял , приходилось с катушкой зажигания Б-114 до дома доезжать , когда Б-116 перегорел ) Если Вы поставите её и поедите можете не почувствовать разницу , но в конце концов это отразится на расход топлива (увеличиться)и конечно же на тягу автомобиля (уменьшиться), двигатель будет работать неустойчиво . Просто на просто катушка зажигания Б-114 предназначена для ГАЗ-53 с контактно-транзисторной системой зажигания

Схема подключения системы зажигания нового образца. Коммутатор 131.3734.

1. Свечи; 2. Помехоподавительные сопротивление; 3. Трамблер; 4. Коммутатор; 5. Катушка зажигания; 6. Генератор; 7. Предохранитель; 8. АКБ; 9. Замок зажигания.

Устройство

Система зажигания автомобиля ГАЗ 53 в настоящее время является бесконтактной. Изучив устройство и принцип действия, можно попутно овладеть навыками поиска и устранения неисправностей. Особенно, это необходимо тем, кто эксплуатирует ГАЗ 53. Ведь часто бывает так, что рядом нет хороших специалистов, которые помогли бы в решении возникших проблем. К тому же за их услуги придётся платить. Качество проделанной работы можно определить иногда спустя некоторое время. Неисправность, возникшая неожиданно и в неподходящий момент, создаст неприятности.

Элементы системы

Система зажигания автомобиля ГАЗ 53 состоит из нескольких элементов, каждый из которых выполняет свою функцию. Зная их, можно гораздо быстрее найти и устранить неисправность. Система состоит из следующих элементов:

• Аккуммуляторная батарея;
• Коммутатор;
• Свечи зажигания;
• Датчика распределитель;
• Высоковольтные и низковольтные провода;
• Катушка зажигания;
• Дополнительное стартерное реле;
• Добавочный и помехоподавляющий резистор;
• Указатель тока;
• Замок зажигания.

Все составляющие элементы можно сгруппировать в зависимости от выполняемых задач. В этом случае, они будут входить в соответствующие группы. Система зажигания автомобиля ГАЗ 53 будет работать правильно, когда соблюдены основные условия:

• Сопоставление момента возникновения искры и работы двигателя;
• Достаточная мощность искры;
• Отсутствие пропусков в искрообразовании.

Для своевременной подачи искры нужно тщательно соотнести такты работы двигателя и появление напряжения на электродах свечи. Нужная мощность искры, в свою очередь, зависит от величины напряжения, зазоров между электродами свечи и исправности цепи. Отсутствие искры приводит к снижению мощности и увеличению расхода топлива, поэтому пропуски недопустимы.

Своевременная искра

Сопоставление определённого такта и подачи напряжения на свечи является задачей датчика-распределителя. Бесконтактная система зажигания автомобиля ГАЗ 53 может быть снабжена магнитоэлектрическим или полупроводниковым датчиком-распределителем, который находится внутри трамблёра. Перечень элементов трамблёра включает в себя:

• Датчик-распределитель;
• Токоразносная пластина (бегунок);
• Центробежный и вакуумный регулятор.

Магнитоэлектрический датчик ГАЗ 53 представляет собой генератор импульсов переменного тока, частота которых зависит от оборотов двигателя. Это устройство имеет восемь полюсов (по числу цилиндров). В процессе вращения распределительного вала, а вместе с ним и ротора датчика происходит последовательное прохождение полюсов постоянного магнита через полюсы обмотки статора. В результате изменяющегося магнитного потока в обмотке наводится ЭДС индукции, которая создаёт управляющий импульс для коммутатора.

Центробежный регулятор поворачивает ротор датчика относительно статора, что, в свою очередь, изменяет угол опережения зажигания ГАЗ 53. Это происходит при увеличении оборотов вращения коленчатого вала двигателя. Грузики регулятора, преодолевая усилие пружин, поворачивают ротор. Таким образом, усилие должно быть определённым, иначе это отразится на работе ГАЗ 53.

Вакуумный регулятор поворачивает статор относительно ротора, изменяя угол. Он работает в зависимости от нагрузки и оборотов двигателя.

Мощность и качество искры

Ни для кого не секрет, что хорошая искра является залогом качественного воспламенения горючей смеси. Система зажигания автомобиля ГАЗ 53 будет иметь хорошую искру если есть следующие условия:

• Правильно отрегулирован зазор между электродами свечи;
• Исправная катушка зажигания;
• Нужная форма импульсов коммутатора;
• Хорошее качество цепи высокого напряжения.

Слишком малый зазор между электродами свечи приведёт к тому, что воспламенение топливовоздушной смеси окажется затруднено. Из-за этого может возникнуть пропуск не в искрообразовании, а в воспламенении. Последствия одинаковые.

Чрезмерно большой зазор повышает суммарное сопротивление высоковольтной цепи. Из-за этого искра иногда будет пропадать. Оптимальным вариантом будет необходимый зазор. Он обеспечит при прочих условиях качества хорошую искру.

Исправность катушки зажигания проявляется в её способности индуцировать необходимое напряжение без перерывов (пропусков). Как правило, неисправная катушка даёт о себе знать по характерному снижению качества работы всех восьми цилиндров. Если установлено, что катушка неисправна, то менять её нужно на однотипную, той же маркировки. Эта деталь ГАЗ 53 представляет собой две обмотки: первичная и вторичная. Последняя содержит гораздо больше витков, чем первая. Обмотки намотаны одна поверх другой на магнитопроводе. Вся конструкция находится в герметичном корпусе, залитым пластмассой. Неисправность этой детали связана с замыканием, которое может быть межвитковым и на корпус.

Устройство контактно транзисторной системы зажигания

Работа контактно транзисторной системы основана на использовании полупроводниковых приборов. Преимущества контактно транзисторной системыпо сравнению с батарейной системой зажигания следующие :

• через контакты прерывателя проходит небольшой ток управления транзистора, а не ток (до 8 А) первичной обмотки катушки зажигания (исключается эрозия и износ контактов).
• Возрастает ток высокого напряжения и энергия искрового разряда (это позволяет увеличить зазор между электродами свечи зажигания, приводит к облегчению пуска двигателя, делает двигатель экономичнее).

Для начала давайте разберемся,

Полезные советы

Система зажигания автомобиля ГАЗ 53 нуждается в периодическом осмотре. Необходимо проверять качество посадки высоковольтных проводов в гнёзда катушки и распределителя. Если налицо ослабление контакта, то надо разогнуть разъёмы проводов и до упора вставить их в гнёзда. Пробой катушки зажигания наиболее вероятен, если она покрыта слоем пыли, грязи или в воде. Поэтому по возможности этого нужно избегать. Нахождение ГАЗ 53 с включённым зажиганием и неработающим двигателем может привести к пробою катушки.

Дело в том, что напряжение в первичной обмотке при включенном зажигании и неработающем двигателе есть всегда, т. к. датчик-прерыватель не работает. При покупке новых свечей зажигания желательно устанавливать рекомендуемые заводом-изготовителем, предварительно проверив зазор между электродами. При необходимости отрегулировать его. Замена элементов на новые с другой маркировкой может привести к выходу из строя другие составляющие системы. Нужно периодически смазывать валик распределителя через имеющуюся маслёнку.

Система зажигания играет важную роль для ДВС. От бесперебойной работы СЗ зависит своевременность и мощность образования искры и качественное сгорание топливно-горючей смеси. Как настроить правильно порядок зажигания ГАЗ-53, как устроена сама система, какие у нее основные неисправности – говорится в данной статье.

Контактно-транзисторная система зажигания! Схема контактно-транзисторной системы зажигания двигателей ЗИЛ-130, ГАЗ-53А и др.!

Повышение степени сжатия и частоты вращения коленчатого вала двигателя, происходящее в процессе развития конструкций автомобильных двигателей, влечет за собой повышение напряжения системы зажигания.

В процессе эксплуатации напряжение изменяется из-за обгорания электродов свечей и увеличения зазора между ними. С одной стороны, это обстоятельство вызывает дополнительное возрастание напряжения, необходимого для пробоя промежутка между электродами свечей, а с другой — износ прерывателя-распределителя и повышение переходного сопротивления всех контактов первичной цепи и постепенное снижение напряжения системы зажигания.

Для повышения надежности и долговечности работы приборов системы зажигания и устранения недостатков на большинстве многоцилиндровых двигателей устанавливают транзисторные системы зажигания, разновидностью которых и является контактно-транзисторная система зажигания, в которой широкое применение получили полупроводники. Полупроводниковые приборы могут быть использованы в качестве усилителя, включенного между первичной обмоткой катушки зажигания и прерывателем с тем, чтобы уменьшить ток в момент размыкания его контактов и одновременно увеличить ток в первичной обмотке катушки. По этому принципу и выполняются контактно-транзисторные системы зажигания, в которых применяют прерыватель-распределитель обычной конструкции, но между ним и катушкой зажигания включают полупроводниковый усилитель, часто называемый полупроводниковым коммутатором.

Дальнейшим усовершенствованием системы зажигания является замена прерывателя импульсным генератором с полупроводниковым усилителем. Поэтому ток в первичной цепи катушки зажигания получается прерывистым. На таком принципе основаны схемы бесконтактных транзисторных систем зажигания, которые из-за отсутствия контактов имеют более высокую надежность.

При включенном зажигании и разомкнутых контактах прерывателя (рис. 11.7) транзистор закрыт. В момент замыкания контактов прерывателя в цепи управления транзистора будет проходить ток 0,3— 0,8 А (в зависимости от скорости вращения кулачка прерывателя).

Путь тока в цепи управления транзистора показан штриховыми стрелками: « + » аккумуляторной батареи — зажим КЗ тягового реле стартера — зажим AM выключателя зажигания — ротор выключателя — зажим КЗ выключателя — два добавочных резистора, соединенных клеммами ВКБ и ВК — первичная обмотка катушки зажигания — безымянный зажим транзисторного коммутатора — переход эмиттер Э — база (Б) транзистора — первичная обмотка импульсного трансформатора — замкнутый контакт прерывателя — «масса» — « — » батареи.

При прохождении тока управления происходит резкое снижение сопротивления перехода эмиттер — коллектор (Э—К) транзистора, и он открывается, включая цепь рабочего тока низкого напряжения первичной цепи зажигания.

Путь рабочего тока низкого напряжения показан сплошными стрелками: « + » аккумуляторной батареи — зажим КЗ тягового реле стартера — выключатель зажигания — резисторы — первичная обмотка катушки зажигания — безымянный зажим транзисторного коммутатора — переход эмиттер-коллектор (3—К) транзистора 7 — «масса»—«—» аккумуляторной батареи.

Сила тока в этой цепи зависит от напряжения источника, величины сопротивления, индуктивности первичной цепи и времени замкнутого состояния контактов прерывателя.

При размыкании контактов прерывателя ток управления прерывается, что вызывает резкое повышение сопротивления транзистора, он закрывается, выключая цепь рабочего тока первичной цепи зажигания.

Резкое прерывание тока в первичной обмотке катушки зажигания сопровождается резким уменьшением магнитного потока, который пересекает витки вторичной и первичной обмоток, сердечник и кольцевой магнитопровод. При этом во вторичной обмотке индуктируется э.д.с. от 17 до 30 кВ, а в первичней обмотке катушки э.д.с. самоиндукции не превышает 100 В.

Ток высокого напряжения из вторичной обмотки катушки зажигания поступает на распределитель, затем на свечу зажигания, «массу» и возвращается во вторичную обмотку.

Э.д.с. самоиндукции первичной обмотки катушки зажигания вызывает заряд конденсатора, который защищает транзистор от действия э.д.с., а электролитический конденсатор защищает транзистор от импульсных перенапряжений.

Рис. 11.7. Схема контактно-транзисторной системы зажигания двигателей ЗИЛ-130, ГАЗ-53А и др.: 1—транзисторный коммутатор; 2, 5— конденсаторы; 3, 8, 12— резисторы; 4, 6— соответственно диод-стабилитрон Д„ и диод Д; 7— транзистор; 9— импульсный трансформатор; 10— прерыватель; 11 — распределитель; 13— катушка зажигания; 14 — аккумуляторная батарея; 15 — добавочные резисторы; 16 — выключатель зажигания с зажимами AM, КЗ и СТ; 17 — тяговое реле стартера; М, К. Р — зажимы транзисторного коммутатора

Диод Д1 препятствует протеканию тока через диод-стабилитрон Дет в прямом направлении, минуя первичную обмотку катушки зажигания. Кремниевый диод-стабилитрон Дет предназначен для защиты транзистора от пробоя э.д.с. самоиндукции.

С системой зажигания ГАЗ-3307 можно ознакомится вот в этой статье:

Система зажигания ГАЗ-3307.

Если вдруг, Вы что то не нашли, или у Вас просто нет времени на поиски, то я рекомендую ознакомиться со статьями в категорий «Ремонт ГАЗ«. Я уверен Вы найдете ответ на свой вопрос, а если же нет напишите в комментариях интересующий Вас вопрос я обязательно отвечу.

Устройство системы зажигания ГАЗ-53

Для того, чтобы ремонтировать и настраивать СЗ на ГАЗ-53, необходимо знать, как она устроена.

На данных грузовиках установлена бесконтактная СЗ, которая состоит из следующих компонент:

• источник питания – АКБ;
• коммутатор;
• провода;
• дополнительное реле;
• катушка;
• прерыватель-распределитель;
• указатель тока;
• резисторный элемент;
• замок зажигания (выключатель).

Зная устройство СЗ, схему подключения ЗЗ и других ее компонентов, а также функции, которые выполняет каждый элемент, можно по признакам определить неполадки и устранить их причину. Все компоненты СЗ можно распределить на группы по выполняемым задачам.

Для нормальной работы ДВС необходимо выполнение следующих условий:

• мощная искра;
• соответствие между образованием искры и работой силового агрегата;
• отсутствие пропусков образования искры.

Вся система электронного зажигания представляет собой две цепи: первичную и вторичную.

В первичную входят такие элементы:

• АКБ с многожильными кабелями большого сечения;
• выключатель, подающий питание в цепь;
• первичная обмотка;
• прерыватель распределитель, находящийся в трамблере;
• коммутаторное устройство, обеспечивающее стабильность работы;
• сопротивление необходимое для успешного запуска двигателя и разгрузки КЗ, исключающее ее перегрев.

Вторичная цепь включает в себя:

• распределитель;
• провода для подачи высоковольтного тока;
• свечи.

Когда первичная цепь получает питание, в прерывателе возникает магнитное поле. Вращения трамблера прерывают ток в этом месте, что приводит к исчезновению магнитного поля. В этот момент на вторичной обмотке возникает сигнал, который переходит на цилиндры.

Фотогалерея

Успешное искрообразование обеспечивается стабильной работой мотора и появлением достаточного напряжения на электродах. На мощность искры влияют размеры зазоров между электродами и величина поступающего напряжения.

При слабой искре или ее отсутствии увеличивается расход топлива, падает мощность двигателя.

Возможные неисправности СЗ: признаки и причины

Неисправности в СЗ отражаются на мощности силового агрегата, она снижается, и экономичном расходовании горючего.

Можно назвать следующие причины нестабильной работы СЗ на ГАЗ-53:

1. Перегрев коммутатора или выход его из строя. Когда коммутатор перегревается, исчезает искра и двигатель не запускается. Завести двигатель становится возможным только после того, как он остынет и появится искра. Катушка также подвержена перегреву.
2. Пробой в высоковольтных проводах. Это происходит, если провод держится недостаточно крепко в крышке трамблера: мотор будет работать нестабильно, с перебоями. Пробой проводов заметен в темноте — проскакивают искры голубого цвета.
3. Прогорела крышка на прерывателе-распределителе. Обнаружить неисправность можно при визуальном осмотре. Возможно подгорание в месте, где установлен уголок с пружиной. Крышка должна быть без дефектов, не должна иметь выбоин, трещин.
4. Могут подгореть контакты бегунка трамблера.
5. Пробой свечей.

Инструкция по настройке зажигания

Причиной перегрева мотора и падения его мощности может быть позднее зажигание. Это может проявляться хлопками во впускном коллекторе. Поэтому нужно знать, как установить правильно зажигание (автор видео — Наиль Порошин).

Установка выполняется по меткам следующим образом:

1. Сначала нужно поршень на первом цилиндре выставить в ВМТ и совместить метку указателя установки с меткой на шкиве коленчатого вала.
2. Далее коленвал нужно поворачивать против движения часовой стрелки до совпадения риски 9 на указателе и метки на его шкиве.
3. Затем нужно ослабить болт верхней пластины корректора, благодаря которому она крепится к прерывателю.
4. Далее нужно подключить один провод контрольки к кузову авто (массе) и второй к клемме прерывателя. После включения зажигания прерыватель следует медленно поворачивать до момента, как засветится контролька. Это говорит о том, что контакты начали размыкаться.
5. Теперь нужно затянуть крепежный болт прерывателя и установить крышку и ротор. На участке, противоположном тому, на котором устанавливалась пластина ротора, нужно присоединить высоковольтный провод к свече на 1-м цилиндре. Оставшиеся провода присоединяются к свечам цилиндров, согласно порядка, в котором они работают: 1-5-4-2-6-3-7-8.

Выставлять момент зажигания ГАЗ-53 нужно точно, так как при отклонениях падает мощность мотора и повышается расход топлива. Кроме того, возможно прогорание клапанов, поршней, пробои в прокладке ГБЦ и другие неполадки, связанные с детонацией.

Поэтому окончательная регулировка выполняется на работающем двигателе, который прогревается до температуры ОЖ в пределах 80 — 90 градусов. При работающем на холостых оборотах двигателе нужно гаечным ключом на «10» ослабить крепеж трамблера, чтобы его можно было провернуть. Слегка провернув трамблер против хода часовой стрелки, затягиваем болт крепления.

Нажимая на газ, как работает силовой агрегат. Если слышен «звон пальцев», то есть возникает детонация, проворачиваем трамблер по часовой стрелке в обратном направлении. Путем проб и ошибок устанавливаем нужный угол опережения.

Проверка делается на движущемся транспортном средстве. При стабильной работе силового агрегата настройка больше не нужна.

Порой трамблер отодвинут в крайнее положение, а регулировки не хватило. В этом случае нужно проконтролировать положение привода трамблера относительно двигателя.

Выполняется проверка на неработающем моторе:

1. Сначала выставляются метки на переднем шкиве коленвала. Они должны совпадать на 1-м и 6-м цилиндрах. Чтобы не совершить ошибку, лучше снять крышку клапанов с первых 4-х цилиндров и проверить клапана. При правильном положении меток клапана в 1-м цилиндре будут свободными.
2. Сняв трамблер осматриваем, как установлен привод. Если он расположен параллельно мотору, то необходима его замена или ремонт, регулировка, в этом случае, не поможет.
3. Если положение привода неправильное, нужно открутить гайку крепления и снять деталь.
4. После того, как привод будет полностью установлен на свое место, нужно проверить, чтобы канавка под трамблер шла параллельно ДВС (по ходу движения машины), а небольшой участок втулки на трамблере смотрел на 4-й и 8-й цилиндры (в сторону водителя). Опытным путем нужно добиться правильного положения привода распределителя.

Проблемы контактных систем и способы их решения

Освежим в памяти принцип работы классической схемы зажигания, чтобы понять, что в ней ненадёжно.

При повороте ключа в замке на катушку зажигания подаётся низкое напряжение сначала от аккумулятора, а потом и от бортовой сети.

Для того чтобы в силу вступили законы физики, и во вторичной обмотке катушки появилось высокое напряжение, достаточное для образования искры, прерыватель разрывает низковольтную цепь.

В это же время распределитель подключает контакты с высоким напряжением, идущие к нужной свече.

На первый взгляд всё просто и ломаться тут особо нечему. Но реальность сложнее – постоянное размыкание и замыкание контактных групп, коммутирующих катушку, приводит к их подгоранию из-за появляющегося в эти моменты импульса тока, а также износу.

Это и является главной проблемой классической схемы. Помимо этого, развитие самих моторов: увеличение их мощности, количества цилиндров и оборотов, сделало её применение очень сложным, а порой и невозможным.

История появления системы зажигания в автомобиле [виды, схемы устройства в картинках]

От чего заводится автомобиль и как к этому пришли

Благодаря системе внутреннего сгорания двигателя автомобиль везет пассажиров из пункта А в пункт Б. Разберемся, что «зажигает огонь» в двигателе, заставляя работать как часы.

Коротко о том, как работает двигатель внутреннего сгорания

Сердце автомобиля — двигатель внутреннего сгорания. В двигателе стоят поршни, которые двигаются по цилиндру вверх и вниз. Двигаясь вверх и вниз, поршни вращают коленчатый вал, который передает силу кручения на колеса. Раскрученные колеса двигают автомобиль. Подробнее, о том, как работает двигатель внутреннего сгорания, читайте тут .

Чтобы двигатель внутреннего сгорания начал работать, в цилиндре, где работают поршни двигателя, происходит детонация за счет микровзрыва воздушно-топливной смеси. За счет детонации поршни двигаются вверх-вниз. С разными видами топлива — дизель или бензин — детонация происходит по-разному.

В дизельном двигателе, при опускании поршня в цилиндр всасывается воздух — «вдыхание воздуха цилиндром» — затем поршень поднимается, сжимая воздух, чем нагревает его до 700-800 С. На пике поднятия поршня в цилиндр запускается дизельное топливо, которое тут же нагревается и выпускает пары, которые от температуры детонируют и опускают поршень вниз. Так энергия, созданная взрывом, превращается в механическую энергию, которая передается через движение поршня на колеса машины.

В бензиновом двигателе воспламенение и детонация происходят не от нагнетания воздуха, а от искры, создаваемой свечей зажигания. В цилиндр поступает смесь воздуха и бензина, которая при подъеме поршня воспламеняется искрой свечи и происходит детонация опускающая поршень вниз.

Перейдем к истории и разберемся, как возникла система зажигания и какие изменения пережила

Первые двигатели внутреннего сгорания, которые появились более столетия тому назад, использовали для воспламенения воздушно-топливной смеси раскаленную калильную головку. Смесь топлива с воздухом воспламенялась в конце такта сжатия от раскалённой калильной головки, которая стояла над цилиндром. Перед запуском калильная головка разогревалась древесными углями в корзинке прикрепленной к двигателю или паяльной лампой. Далее температура калильной головки поддерживалась сгоранием топлива при работе двигателя.

Пока поршень проходил цикл вращения сверху вниз, после детонации, камера была заполнена отработанными газами, из-за чего смесь не воспламенялась. Но как только поршень поднимался наверх до «мертвой точки», в цилиндр запускался обогащенный кислородом воздух и смесь воспламенялась от нагретой калильной головки.

Недостатки такой системы были в:

• низком КПД из-за низкой степени сжатия и плохой продувки свежим воздухом;
• нестабильности температуры калильной головки — при малой нагрузке, или холостых оборотах температура калильной головки падала и качество детонации ухудшалось, а при высоких нагрузках головка перегревалась, что снижало мощность и истощало ресурс работы двигателя;
• перед запуском калильную головку требовалось разогревать 10-15 минут.

Особенности индукторной (англ. Magneto) и батарейной системы зажигания

Инженеры начали усовершенствовать систему зажигания — так вместо калийной головки появилась электрическая искра. Основными источниками возникновения искры стали индукторная и батарейная системы зажигания. По способу получения искры батарейное зажигание принципиально не отличается от индукторного.

Индукторное зажигание

Индуктор — это пассивный электрический компонент, состоящий из катушки проволоки обмотанной вокруг куска железа. Индуктор нужен, чтобы посредствам создания магнитного поля, задерживать ток в цепи и накапливать энергию в создаваемом в результате прохождения тока через индукционную катушку, магнитном поле.

Уже к 1902 году Бош изобрел индуктор со встроенными катушками, контактным выключателем и высоковольтными свечами.

В индуктивном зажигании искра создается посредством накопления тока в индукционной катушке. Ток в катушке накапливается, подача тока прерывается и катушка резко отдает накопленную энергию, в результате создавая искру воспламеняющую смесь в цилиндре двигателя.

Катушка зажигания

Катушка состоит из магнитопровода или мягкого провода, или листа, и двух электрических обмоток, называемых первичной и вторичной обмотками. Первичная обмотка имеет обычно 200-300 витков, ее конец соединен с внешним выводом. Вторичная обмотка имеет почти 21000 витков медного провода, который изолирован, чтобы выдерживать высокое напряжение. Он расположен внутри первичной обмотки, и один его конец соединен со свечой, а другой конец заземлен либо на первичной обмотке, либо на металлическом корпусе. Весь этот блок заключен в металлический контейнер, что делает его компактным.

Катушка — основная часть системы зажигания от аккумулятора. Целью катушки зажигания в повышении напряжения аккумулятора (6 или 12 Ватт) до высокого напряжения, которого достаточно для создания искры свечой.

Катушка зажигания приводится в действие непосредственно от источника 12 вольт. Когда катушка подключена к аккумулятору , индуктор «заряжается» током. Чтобы создать магнитное поле току требуется несколько миллисекунд — это из-за обратного напряжения, вызванного увеличением магнитного поля. За короткий период зарядки на высоковольтной клемме образуется тысяча вольт, что недостаточно для образования искры.

Сама искра возникает, когда размыкаются контакты выключателя.

Резкое изменение тока вызовет скачок высокого напряжения на катушке. Изменение тока происходит на первичной обмотке, но поскольку первичная и вторичная обмотки имеют большую взаимную индуктивность, вы получите скачок порядка 100 или более вольт на первичной, и 10000 вольт на вторичном. Даже скачок на первичной катушке проволоки может немного тряхануть вас, если вы держите провода при отключении питания.

В двигателе с четырьмя или более цилиндрами высоковольтный вывод катушки соединен с распределителем — высоковольтный вращающийся переключатель-«бегунок», для выбора, к какой из искр подключить катушку. Это намного дешевле, чем иметь одну катушку зажигания для каждого цилиндра. Существуют двухискровые катушки подающие искру на два цилиндра, где каждый конец катушки зажигает две свечи одновременно. Это экономит ресурс работы свечей, но снижает срок жизни катушки и может привести к взрыву глушителя, если водитель долго не может завести автомобиль и подолгу прокручивает стартер.

Магнето

Это основная часть системы зажигания индуктивного типа — источник энергии. Магнето — это небольшой электрический генератор, который вращается двигателем и способен генерировать очень высокое напряжение и не нуждается в батарее в качестве источника внешней энергии. Магнит содержит как первичную, так и вторичную обмотку, поэтому ему не нужна отдельная катушка для повышения напряжения, необходимого для работы свечи. Магнето бывает с вращающимся якорем и с вращающимся магнитом. В первом типе якорь вращается между неподвижным магнатом. Во втором типе якорь неподвижен, а магнаты вращаются вокруг якоря.

Ford использовал магнето для подачи искры — с 1909 по 1927 гг. Технология питания искры от магнето сохранилось до сих пор — например, в поршневых авиационных двигателях. Это те, которые стоят в самолетах с пропеллером. Магнето также ставят в двигателя маленького объема, чтобы не использовать громоздкий аккумулятор – переносные бензогенераторы, бензопилы, газонокосилки. Магнето запускается в них, когда вы дергаете за шнур раскручивающий магнето. Недостаток индукторной системы в зависимости от оборотов двигателя.

Работа системы зажигания магнето

Принцип работы магнитной системы такой же, как и у системы зажигания от батареи, за исключением того, что в магнитной системе Магнето используется для выработки энергии, вместо батареи. Схема четырехцилиндровой магнитной системы зажигания следующая.

МАГНИТНАЯ СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ

• Сначала при запуске двигателя или при вращении двигателя вращается магнит, который генерирует очень высокое напряжение;
• Конденсатор зажигания подключен параллельно с контактным прерывателем. Один конец обмотки магнитопровода также заземлен через прерыватель контакта;
• Кулачок регулирует размыкатель контакта. Везде, где выключатель разомкнут, ток течет в конденсатор заряжая его;
• Когда конденсатор становится зарядным устройством, первичный ток падает, а магнитное поле разрушается. Это вызовет высокое напряжение в конденсаторе;
• Теперь эта высоковольтная электродвижущая сила пробивает искру на свече зажигания через распределитель.

Поскольку частота вращения двигателя при запуске низкая, ток, генерируемый магнитом, довольно мал. По мере увеличения частоты вращения двигателя поток тока также увеличивается. Так, с магнитной системой зажигания всегда есть проблема запуска двигателя, а иногда нужна и отдельная батарея. Эта система лучше всего подходит для высокооборотистых двигателей, поэтому она ставиться в гоночных автомобилях, авиационных двигателях и т.д.

В «классике» индуктивное зажигание, где источник питания магнето, запускается вручную — когда дергаешь бензопилу или заводишь машину вручную крутя «кривой» ключ.

Преимущества:

• Эта система более надежна на средних и высоких скоростях;
• Аккумуляторная батарея не нужна;
• Требует реже технического обслуживания.

Недостатки:

• Проблемы с запуском из-за низкой скорости вращения при запуске;
• Дороже по сравнению с системой зажигания аккумулятора;
• Существует вероятность пропуска зажигания из-за утечки, потому что проводка несет высокое напряжение.

Батарейное зажигание

В 1910 году Кеттеринг представил миру альтернативу в виде батарейного зажигания.

Система имеет 6- или 12-вольтовую батарею, заряжаемую генератором с приводом от двигателя для подачи электроэнергии; катушку для увеличения напряжения; устройство для прерывания тока от катушки; распределитель для подачи тока в правильный цилиндр; свечу, в каждом цилиндре. Ток идет от батареи через первичную обмотку катушки, через прерыватель и обратно к батарее.

Батарея — источник энергии для зажигания, работающий в качестве накопителя энергии, получаемой от генератора, приводимого в движение двигателем. Он преобразует механическую энергию в электрическую энергию. В системе искрового зажигания используют аккумуляторы двух типов: свинцово-кислотные и щелочные. Первый в легком транспорте, в электропогрузчиках, а другой — в тяжелом коммерческом транспорте, в оборудовании локомотивов и вагонов для пассажиров. Аккумулятор соединён с первичной стороной катушки зажигания.

Как заводится автомобиль?

Итак, еще раз. Аккумулятор содержит заряд. Он подает ток на первичную катушку. Катушка создает магнитное поле, за счет чего во вторичной катушке образовывается мощный заряд. Прерыватель обрывает цепь, и скопившаяся энергия на катушке пробивает искру в свече через провод высокого напряжения созданной электродвижущей силой (ЭДУ). Свеча воспламеняет смесь воздуха и топлива в цилиндре, поршни начинают вращаться, двигатель работает. За счет механической энергии вырабатываемой двигателем, вращается генератор вырабатывающий за счет движения ток. Ток заряжает аккумулятор, чтобы завести машину в очередной раз и питает вторичные системы машины типа фар, мультимедиа, обогревателя.

Преимущества:

• Во время запуска машины или при низкой скорости доступна хорошая искра;
• Батарея, кроме генерации искры, питает фары, мультимедиа, кондиционер и т.д.;
• Низкие затраты на техническое обслуживание.

Недостатки:

• Контактный прерыватель подвергается как электрическому, так и механическому износу (быстрое окисление (подгорание) и износ контактов), что снижает интервал технического обслуживания;
• При очень высокой частоте вращения двигателя производительность снижается из-за влияния инерции движущихся частей системы;
• Занимает больше места.

Электронное зажигание

Высокие обороты двигателя нуждаются в мощной искре, а при большей нагрузке на двигатель и низких оборотах подача искры должна снижаться. Отсюда выходит, что уровень подачи искры нуждается в регулировании. К 1930-м гг. появились новые достижения в сфере зажигания — автоматические центробежные регуляторы, которые регулировали обороты двигателя, и вакуумные регуляторы, отвечающие за нагрузку на двигатель.

Электроника не торопилась вторгаться в систему зажигания автомобилей. Компания DELCO (Dayton Engineering Laboratories Company) предложила автоматическое зажигание еще в 1948 году. В 1955 году Lucas Industries представил миру контактно — транзисторное зажигание (КТСЗ). Мало-помалу, автопроизводители начали предлагать контактно-транзисторные устройства зажигания, устанавливая их на дорогие комплектации автомобиля.

Система зажигания шагнула далеко вперед. Сейчас, датчики Холла распознают частоту вращения коленчатого вала. Другие датчики определяют соотношение воздуха к топливу и обороты двигателя — два основных элемента зажигания. Сенсорные датчики детонации прислушиваются к зарождению взрыва, их сигналы синхронизируют работу цилиндров и появление искр зажигания.

Мы подошли к описанию электронного зажигания или безконтактного

Электронная система зажигания точнее рассчитывает время зажигания, чем механическая система. Она запрограммирована для точной синхронизации зажигания на всех рабочих скоростях, от холостого хода до полной мощности. Каждый раз это обеспечивает легкий запуск и оптимальную топливную эффективность, за счет автоматического ограничения максимальных оборотов двигателя.

В электронном зажигании нет прерывателя. Система работает на основе разряда конденсатора. Отличия в том, что в обычном зажигании конденсатор, запитанный параллельно прерывателю, уменьшает искрение, а при электронном оно выверенное.

Плюс электронного зажигания в том, что искра получается мощнее, ее сила регулируется электронным блоком управления, который руководствуется температурой воздуха, двигателя, оборотами двигателя. Смесь в цилиндре сгорает эффективнее, топливо расходуется экономнее.

Сейчас функция зажигания в автомобиле полностью возложена на систему электронного блока управления (ЭБУ) двигателем.

В системе управления двигателем (EMS) электроника управляет подачей топлива, моментом зажигания и порядком запуска. Основными контролируемыми моментами в системе являются угол наклона двигателя (положение кривошипа или положение верхней мертвой точки (ВМТ)), поток воздуха в двигатель и положение дроссельной заслонки. Схема определяет, для какого цилиндра нужно топливо и сколько, открывает необходимый инжектор для его доставки, а затем в нужный момент зажигает искру. В системах EMS для достижения этого используются схемы аналоговых компьютерных схем.

Некоторые конструкции, использующие EMS, сохраняют оригинальную катушку, распределитель и свечи зажигания, которые встречались в автомобилях 20-30-х годов. Другие системы обходятся без распределителя и катушки и используют специальные свечи, каждая из которых содержит собственную катушку (прямое зажигание). Т.е. высокие напряжения не распределяются по всему двигателю, а вместо этого создаются в точке, в которой они необходимы. Такие конструкции более надежны, чем классические системы зажигания.

Современные EMS обычно следят и за другими параметрами двигателя: температура, количество несвязанного кислорода в выхлопе. Это позволяет им управлять двигателем, чтобы минимизировать не сгоревшее или частично сгоревшее топливо и другие вредные газы, что приводит к более чистый и более эффективной работе двигателя.

За что отвечает ЭБУ помимо управления системой запуска автомобиля:

• контролирует и оптимизирует количества воздуха и топлива, поступающих в двигатель;
• контролирует и оптимизирует уровень выхлопных газов;
• учитывает температуру двигателя при холодном запуске и другие условия эксплуатации:
• контролирует плавность переключения передач;
• взаимодействует с рулем, тормозной системой и автомобильной подвеской в силу работы электронного контроля устойчивости автомобиля.

Базовые основы аккумуляторного зажигания сохранили до сих пор. Однако теперь, каждая свеча часто имеет свою, плотно прилегающую к ней катушку, что делает работу свечи эффективней и долговечней за счет минимизации высоковольтных путей.

Будущие идеи в совершенствовании системы зажигания автомобиля

Сейчас разрабатывается идея, где детонация будет происходить не от искры, а от луча лазера. Потенциал этой идеи состоит в том, что снизится, габариты воспламенителя и повысится эффективность искрового разряда и надежность зажигания.

https://i-ride.ru/lajfhaki/kommutator-gaz-53-kontaktnoe-zazhiganie.html
https://zen.yandex.ru/media/id/592d4492e3cda8a0bf8d4912/istoriia-poiavleniia-sistemy-zajiganiia-v-avtomobile-vidy-shemy-ustroistva-v-kartinkah-5f34f23d7f79eb09ff62371a