Как устроена система зажигания автомобиля

Статьи » Автосервис

Автор Анастасия Опубликовано 16.03.2020

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания не может работать без исправной системы зажигания. Она предназначена для воспламенения топливно-воздушной смеси в цилиндрах, для чего к электродам свечей подается высокое напряжение, достаточное для образования искрового разряда. Система интегрирована в электрооборудование автомобиля, это его составная часть.

Типы систем зажигания

Применяются три типа таких устройств:

• Контактные. В них распределение электричества по цилиндрам и формирование электрических импульсов необходимой длительности возложены на механический прерыватель-распределитель. С помощью катушки зажигания низковольтный сигнал преобразуется в импульс высокого напряжения, достаточный для образования искры.

С помощью катушки зажигания низковольтный сигнал преобразуется в импульс высокого напряжения

• Бесконтактные. В этом случае используется транзисторный коммутатор, дополненный бесконтактным датчиком импульсов. Эта пара выполняет функции прерывателя. Распределение импульсов по цилиндрам по-прежнему обеспечивает распределитель. 

В этом случае используется транзисторный коммутатор

• Электронные. У них нет механических контактов и подвижных частей. Управление осуществляет электронное устройство, включенное в единый электронный блок управления двигателем. Такой подход обеспечивает высокую точность искрообразования в камере сгорания двигателя.

Управление осуществляет электронное устройство

Основные элементы системы зажигания

Система, обеспечивающая воспламенение топлива в цилиндрах, состоит из управляющих и исполнительных механизмов. К первым относятся: замок зажигания, прерыватель-распределитель (коммутатор, электронный блок). Ко вторым – источник питания, катушка, высоковольтные провода, свечи. Подробнее о каждом:

• Источник питания. Эту функцию выполняет аккумуляторная батарея, которая отдает накопленную энергию при запуске двигателя. На работающем моторе подключается генератор, который обеспечивает энергией электрическую систему автомобиля и заряжает аккумулятор;
• Выключатель зажигания. Он нужен для включения и отключения электрической цепи автомобиля и запуска двигателя. Представляет собой механический замок, который управляется ключом. В автомобилях с бесключевым доступом мотор заводится кнопкой;
• Устройство управления накоплением энергии. Его назначение – обеспечить необходимую продолжительность искрового разряда. Эту функцию выполняют или прерыватель, или бесконтактная транзисторная система, или электронный блок;
• Устройство распределения энергии по цилиндрам. Оно распределяет искру в унисон тактам работы двигателя. В его качестве применяют прерыватель-распределитель либо электронный блок.

В его качестве применяют прерыватель-распределитель либо электронный блок

• Накопитель энергии, или катушка зажигания. Представляет собой трансформатор, преобразующий напряжение бортовой сети в высоковольтное, достаточное для пробоя воздушного зазора между электродами свечей.

Катушка зажигания представляет собой трансформатор

• Высоковольтные провода. Их задача – транспортировать импульс высокого напряжения от катушки к свечам. В современных автомобилях, на двигатели устанавливают индивидуальные катушки на каждый цилиндр, имеющие прямой контакт со свечой. Так снижаются потери энергии ввиду отсутствия высоковольтных проводов.

Их задача – транспортировать импульс высокого напряжения от катушки к свечам

• Свечи зажигания. Это конструкция с двумя металлическими электродами, изолированными друг от друга слоем керамики, между которыми формируется электрический дуговой разряд. На качество искры влияет величина зазора между электродами.

Это конструкция с двумя металлическими электродами

Перечисленные узлы серьёзно влияют на ездовые характеристики. При неполадках мотор теряет мощность, увеличивается расход топлива, возникают перебои в работе. Особого внимания эти механизмы требуют в зимний период. Необходимо контролировать состояние высоковольтных проводов, контактов прерывателя-распределителя, регулярно менять свечи. Неисправная система зажигания может преподнести неприятный сюрприз, отказавшись заводить двигатель.

зажигание катушка свечи

Поделитесь с друзьями

Работа системы зажигания инжекторного двигателя

Система зажигания служит для поджигания смеси в определенный период, вследствие чего начинается процесс сгорания. От нормальной работы системы зажигания зависит мощность двигателя, содержание вредных веществ в отработавших газах, а также топливная экономичность.

Процесс воспламенения топливовоздушной смеси

Когда поршень сжимает топливовоздушную смесь, давление в камере сгорания достигает 20-40 бар, а температура смеси 400 — 600°С. Но чтобы смесь загорелась, т.е. произошел бы процесс горения этого недостаточно и нужно на нее воздействовать. Для этого служит искра, которая возникает между центральным и боковым электродами свечи зажигания. Но если искровой заряд будет маломощным, то возгорание может и не произойти.

Чтобы смесь поджигалась нужен очень мощный разряд. К примеру, для стехиометрической смеси он составляет 0.2 мДж, а для ‘бедной’ или ‘богатой’ смеси он должен быть равным 3.0 мДж. Необходимо, чтобы около искры находилось оптимальное количество топливовоздушной смеси. Именно это количество и поджигает всю оставшуюся смесь в цилиндре, а дальше начинается процесс сгорания топлива.

В системе зажигания автомобиля присутствует катушка зажигания, которая накапливает энергию и передает ее на свечу зажигания для возникновения напряжения. Особенность катушки зажигания состоит в том, что напряжение, которая она создает, намного превышает величину пробоя в зазоре свечи зажигания. Катушки зажигания способны накапливать энергию в районе 60 — 120 мДж и обеспечивают напряжение равное 25 — 40 кВ.

Условия для качественного горения топлива:

• Достаточная продолжительность искрового разряда,
• Оптимальное распыление топливовоздушной смеси,
• Однородность топливовоздушной смеси,
• Стехиометрический состав топливовоздушной смеси.

На процесс горения также влияет величина искрового разряда между электродами свечи зажигания. Увеличение зазора способствует увеличению длины искры, что приводит к более лучшему процессу сгорания топлива. Величину зазора в свечи зажигания надо выставлять согласно данным производителя мотора.

Угол опережения зажигания (УОЗ). Что это такое?

Три миллисекунды — именно столько проходит между моментом начала воспламенения смеси и ее полным сгоранием. При повышении частоты вращения коленвала время сгорания остается постоянным, но средняя скорость перемещения поршня возрастает. Это ведет к тому, что когда поршень отходит от ВМТ, сгорание смеси произойдет в большем объеме и давление газов на поршень уменьшиться. Из-за этого упадет мощность двигателя.

Кроме того, при одной и той же частоте вращения коленвала с увеличением нагрузки на двигатель момент воспламенения должен наступать позже. Это объясняется тем, что увеличивается количество горючей смеси, поступающей в цилиндры, и одновременно уменьшается количество примешиваемых к ней остаточных отработавших газов, вследствие чего повышается скорость сгорания. Искра должна возникнуть в тот момент, когда давление сгорания при разных рабочих режимах будет наиболее оптимальным.

Это вызывает необходимость воспламенять рабочую смесь с опережением (до прихода поршня к ВМТ) с таким расчетом, чтобы смесь полностью сгорела к моменту перехода поршнем ВМТ.

Момент зажигания принято определять по положению коленчатого вала относительно ВМТ и обозначать его в градусах до ВМТ. Этот угол называют углом опережения зажигания (УОЗ). Сдвиг момента зажигания в сторону ВМТ считается поздним (УОЗ уменьшается), а сдвиг от ВМТ — ранним (УОЗ увеличивается). Чем выше частота вращения коленвала, тем более ранним должен быть угол опережения зажигания.

Момент зажигания является важным показателем в работе двигателя. От него зависит экономичность мотора, максимальная мощность и содержание вредных веществ в выхлопных газах.

В инжекторных моторах система самостоятельно рассчитывает угол опережения зажигания в зависимости от работы мотора в определенный период. Угол опережения зажигания определяется на основании скорости вращения коленвала, режима работы мотора и нагрузки на двигатель. На основании этих данных система управления двигателем подбирает оптимальный УОЗ.

Детонация двигателя. Что это такое?

Детонация — это непредсказуемые взрыв в моторе, который происходит в неположенное время и может загубить двигатель. Детонация возникает при высокой степени сжатия двигателя и носит опасный характер для мотора. Детонация бывает из-за самопроизвольного сгорания топливовоздушной смеси в камере сгорания.

Детонация свидетельствует о том, что момент зажигания очень ранний. Вследствие могут пострадать детали двигателя из-за повышенной температуры и давления паров. В первую очередь страдают поршни, прокладка головки цилиндров и головка в зоне клапанов. Детонация может приводить к ремонту двигателя.

Детонация мотора можно возникать:

• При большой нагрузки на двигатель и повышенных (близким к критическим) оборотов коленчатого вала.
• При разгоне. Она слышна как металлический звон и стуки в двигателе (‘стучат пальчики’). Она бывает при повышенной нагрузке, но при малых оборотах мотора. Именно она считается как самая опасная детонация, т.к. ее вовсе не слышно из-за повышенного шума мотора на больших оборотах.
• Из-за конструкции двигателя, а также от плохого топлива.

Типы, Детали, Работа, Схема [PDF]

Главная » Автомобильный engg » Система зажигания: типы, детали, работа, с [PDF]

Последнее обновление: 13 августа 2022 г. Саиф М

В этой статье, вы узнаете, что такое система зажигания и как она работает? Типы системы зажигания, работа, схема и многое другое. Кроме того, вы можете скачать бесплатный PDF-файл этой статьи в конце.

Система зажигания

Система зажигания является одной из наиболее важных систем, используемых в двигателях внутреннего сгорания. Для двигателя с искровым зажиганием требуется какое-то устройство для воспламенения сжатой воздушно-топливной смеси. Воспламенение происходит внутри цилиндра в конце такта сжатия, для этой цели служит система зажигания.

Это часть электрической системы, которая передает электрический ток на штепсельную вилку. Он дает искру для воспламенения воздушно-топливной смеси в нужное время.

Прочитайте нашу полную статью об I.C. двигателей это одна из наших лучших статей. Вы получите всю информацию о четырехтактных и двухтактных двигателях.

Теперь вернемся к системе зажигания.

Типы систем зажигания

Ниже приведены типов систем зажигания:

1. Система зажигания от батареи или катушка зажигания
2. Система зажигания от магнето.
3. Электронная система зажигания.

Обе системы зажигания основаны на принципе общей электромагнитной индукции. Аккумуляторная система зажигания в основном используется в легковых автомобилях и легких грузовиках.

В аккумуляторной системе зажигания ток в первичной обмотке обеспечивается аккумулятором. В системе зажигания магнето вырабатывает и подает ток в первичную обмотку.

Детали системы зажигания

1. Аккумулятор,
2. Выключатель распределителя зажигания
3. Катушка зажигания
4. Свечи зажигания и
5. Необходимая проводка.

В некоторых системах используются транзисторы для снижения нагрузки на контакты распределителя. В других системах используется комбинация транзисторов и магнитного датчика в распределителе.

Двигатель с воспламенением от сжатия не имеет такой системы зажигания. В двигателе с воспламенением от сжатия в цилиндре сжимается только воздух. А в конце такта сжатия впрыскивается топливо, которое воспламеняется из-за высокой температуры и давления сжатого воздуха.

Зажигание в автомобиле

Система зажигания подавала высоковольтные скачки тока (до 30 000 вольт) на свечу зажигания. Эти выбросы производят электрические искры в зазоре свечи зажигания. Искра воспламеняется, чтобы поджечь сжатую воздушно-топливную смесь в камере сгорания.

Искрение должно происходить в правильное время в конце такта сжатия в каждом рабочем цикле. На высокой скорости или при частичном открытии дроссельной заслонки искра опережает. Так как это происходит несколько раньше в цикле, смесь таким образом успевает сгореть и отдать свою мощность.

Система зажигания должна эффективно работать на высоких и низких оборотах двигателя. Он должен быть простым в обслуживании, легким и компактным. Это не должно создавать помех.

Аккумуляторная система зажигания

На рисунке показана аккумуляторная система зажигания для 4-цилиндрового двигателя. Обычно используется аккумулятор на 12 вольт. В системе есть две основные цепи: первичная и вторичная цепи.

Первая цепь включает в себя аккумулятор, первичную обмотку катушки зажигания, конденсатор и размыкатель контактов от первичной цепи. Тогда как вторичная обмотка катушки зажигания, распределителя и свечей зажигания образует вторичные цепи.

Значение напряжения зависит от количества витков в каждой катушке. Затем высокое напряжение от 10 000 до 20 000 вольт поступает к распределителю.

Он состоит из свечи зажигания цилиндра, вращающейся в зависимости от порядка зажигания двигателя. Это вызывает интенсивные скачки искры через промежуток. При этом воспламенение топливовоздушной смеси происходит во всех цилиндрах. Аккумуляторная система зажигания широко используется в автомобилях, легких грузовиках, автобусах и т. д.

Система зажигания от магнето

Система зажигания от магнето работает по тому же принципу, что и аккумуляторная система зажигания. При этом батарея не требуется, так как магнето действует как собственный генератор.

Он состоит либо из вращающихся магнитов в неподвижных катушках, либо из вращающихся катушек в неподвижных магнитах. Ток, вырабатываемый магнето, поступает на индукционную катушку, которая работает так же, как система зажигания от батареи.

Затем этот ток высокого напряжения поступает к распределителю, который соединяет свечи зажигания по очереди в зависимости от порядка зажигания двигателя. Этот тип системы зажигания используется в небольших двигателях с искровым зажиганием, например, скутерах, мотоциклах и небольших моторных лодках.

Электронная система зажигания

В обычной электромеханической системе зажигания используются механические прерыватели контактов. Несмотря на то, что он очень прост, он имеет следующие определенные ограничения.

• Контактные точки прерывателя рассчитаны на большой ток. Это приводит к выгоранию контактных точек. Поэтому он требует периодического обслуживания и настройки.

• Размыкатель контактов с механическим приводом имеет инерционный эффект. Следовательно, на более высоких скоростях замыкание или размыкание контакта может не синхронизироваться.
• При более высоких скоростях время задержки для нарастания тока в катушке до максимального значения мало. Таким образом, сила искры может быть снижена.

Для преодоления вышеперечисленных недостатков в современных автомобилях используются электронные системы зажигания. Эта электронная система зажигания работает лучше всего при различных условиях и скоростях, в отличие от электромеханических систем.

Система электроподжига состоит из транзисторов, конденсаторов, диодов и резисторов. Они действуют как сверхмощные переключатели при управлении первичным током высоковольтной катушки зажигания.

---

Заключение

Итак, теперь мы надеемся, что развеяли все ваши сомнения по поводу Работа системы зажигания . Если у вас все еще есть сомнения по поводу « Типы системы зажигания », вы можете связаться с нами или задать вопрос в комментариях.

Вот и все, спасибо за внимание. Если вам понравилась наша статья, поделитесь ею с друзьями. Вы можете задать в разделе комментариев, если у вас есть какие-либо вопросы по любой теме.

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления о новых публикациях.

Введите адрес электронной почты

Загрузить эту статью в формате PDF:

Нажмите здесь, чтобы загрузить

Возможно, вам будет интересно прочитать эти статьи:

1. Формовочный станок.
2. Поршневой насос и принцип его работы.
3. Микрометрический винтовой калибр.

О Саифе М.

Саиф М. по профессии инженер-механик. Он закончил инженерное образование в 2014 году и в настоящее время работает в крупной фирме инженером-механиком. Он также является автором и редактором сайта www.theengineerspost.com 9.0005

…

Система зажигания авиационного поршневого двигателя

В двигателе с искровым зажиганием система зажигания обеспечивает искру, воспламеняющую топливно-воздушную смесь в цилиндрах, и состоит из магнето, свечей зажигания, высоковольтных проводов , и замок зажигания. [Рисунок]

Компоненты системы зажигания

Магнето использует постоянный магнит для выработки электрического тока, полностью независимого от самолета электрическая система. Магнето генерирует достаточно высокое напряжение, чтобы пропустить искру через зазор свечи зажигания в каждом цилиндре. Система начинает срабатывать, когда включается стартер и начинает вращаться коленчатый вал. Он продолжает работать, когда коленчатый вал вращается.

Большинство стандартных сертифицированных самолетов имеют двойную систему зажигания с двумя отдельными магнето, отдельными наборами проводов и свечами зажигания для повышения надежности системы зажигания. Каждое магнето работает независимо, зажигая одну из двух свечей зажигания в каждом цилиндре. Зажигание двух свечей зажигания улучшает сгорание топливно-воздушной смеси и приводит к несколько большей выходной мощности. Если один из магнето выйдет из строя, другой не пострадает. Двигатель продолжает нормально работать, хотя можно ожидать небольшого снижения мощности двигателя. То же самое верно, если одна из двух свечей зажигания в цилиндре выходит из строя.

Работа магнето контролируется в кабине экипажа выключателем зажигания. Переключатель имеет пять позиций:

1. OFF
2. R (справа)
3. L (слева)
4. Оба
5. Start

С правой или левой стороны активируется только связанный магнито. Система работает на обоих магнето, когда выбран ОБА.

Неисправность системы зажигания можно определить во время проверки перед взлетом, наблюдая за снижением оборотов, которое происходит, когда ключ зажигания сначала перемещается из ОБА в ВПРАВО, а затем из ОБА в ЛЕВО. Небольшое снижение оборотов двигателя во время этой проверки является нормальным явлением. Допустимое снижение указано в AFM или POH. Если двигатель перестает работать при переключении на одно магнето или если падение оборотов превышает допустимый предел, не летайте на самолете, пока проблема не будет устранена. Причиной могут быть загрязненные свечи, обрыв или короткое замыкание проводов между магнето и свечами или неправильное время зажигания свечей. Следует отметить, что «отсутствие падения» оборотов не является нормальным, и в этом случае самолет не должен летать.