RU (495) 989 48 46
Пленка на бампер

АНТИГРАВИЙНАЯ ЗАЩИТА БАМПЕРА

 

Контактная система зажигания принцип работы


Контактные системы зажигания, работа, схемы

Контактная система зажигания выделяется наличием в составе распределителя, от которого производится подача напряжения к свечам зажигания двигателя.

В чем особенности этой системы? Где она применяется, и как работает? Из каких элементов состоит, и с какими поломками может столкнуться автовладелец в процессе пользования транспортным средством? Рассмотрим эти моменты подробнее.

Где используется?

Прошлые и настоящие владельцы ВАЗ «классики», разбирающиеся в конструкции таких автомобилей, прекрасно знают слабые места и принципы функционирования схемы зажигания контактного типа.

Ее особенность заключается в распределении напряжения к камерам сгорания двигателя через контактные соединения (отсюда и название).

Современные автомобили оборудуются более современным (электронным) зажиганием, которое управляется микропроцессором.

К основным системам, работающим на контактном принципе, стоит отнести:

Общий принцип работы

Наличие контактной системы зажигания в автомобиле подразумевает, что зажигание горючего в цилиндрах осуществляется по факту появления искры от свечи зажигания.

При этом сама искра возникает при поступлении импульса высокого напряжения от катушки зажигания.

Ключевую функцию выполняет катушка зажигания, которая по принципу работы напоминает трансформатор.

Она состоит из двух обмоток (первичной и вторичной), намотанных на сердечник из металла.

Сначала напряжение подводится к первичной обмотке, после чего в катушке создается ток.

Как только происходит кратковременный разрыв первичной цепи, магнитное поле нивелируется, но во вторичной обмотке возникает высокое напряжение (около 25000 Вольт).

В этот момент на первичной обмотке также присутствует напряжение, равное 300 Вольтам.

Причина его появления — токи самоиндукции. Именно из-за появления этого тока возникает обгорание и искрение контактов прерывателя.

Из сказанного выше можно сделать вывод, что вторичное напряжение напрямую зависит от следующих аспектов:

Для роста вторичного напряжения и снижения риска обгорания контактной группы, в цепочку включается конденсатор (устанавливается параллельно). Даже при незначительном размыкании конденсатор заряжается.

Принципиальная схема контактной системы зажигания показана ниже.

Разряд емкости происходит через первичную обмотку, посредством формирования импульсного тока обратного напряжения. Благодаря этой особенности, магнитное поле исчезает, а вторичное напряжение растет.

Оптимальная емкость конденсатора для контактной системы зажигания составляет 0,17-0,35 мкФ. Для примера, в «Жигулях» отечественного производства установлен конденсатор, имеющий емкость в 0,2-0,25 мкФ (при частоте от 50 до 1000 Гц).

Если система зажигания автомобиля работает без сбоев, вторичное напряжение должно постоянно расти. Оно зависит от двух основных параметров — размера зазора между свечными электродами, а также давления в цилиндрах машины.

Для контактной системы зажигания этот параметр (вторичное напряжение) должен находиться на уровне 8-12 Вольт.

Чтобы система работала без сбоев, в момент прерывания упомянутый показатель вырастает до 16-25 кВ. Наличие подобного запаса позволяет избежать неблагоприятных последствий от тех или иных колебаний в системе зажигания.

К упомянутым выше проблемам можно отнести корректировки состава горючей смеси или изменение расстояния между электродами свечи.

К примеру, снижение уровня кислорода в топливно-горючей смеси приводит к росту напряжения до 20 кВ.

Несмотря на ряд проведенных мероприятий, полностью избежать подгорания контактной группы создателям контактной системы зажигания не удалось. Оптимальным способом снижения этого эффекта является четкое выдерживание зазора на минимальном уровне (0,3-0,4 мм).

В качестве примера можно привести отечественные машины ВАЗ, в которых величина зазора в прерывателе равна 0,35-0,45 мм, что соответствует углу в 52-58 градусов (при условии, что контактная группа находится в замкнутом состоянии).

В случае изменения этого угла корректируется и напряжение во вторичной обмотке. В итоге искры появляются не только на контактах, но и на бегунках. По этой причине уменьшается качество искры, и мотор теряет мощность.

Отдельного внимания заслуживает надежность контактной системы зажигания, которая зависит от целого ряда факторов:

Устройство

Не секрет, что контактная система зажигания состоит из множества различных элементов:

 

Рассмотрим основные элементы подробно:

Конструктивно регулятор — пара грузиков, которые действуют на пластинку с размещенными на ней кулачками прерывателя. Здесь стоит отметить, что пластинка свободно перемещается, но угол опережения ставится за счет позиции трамблера мотора.

Принцип действия

Для полноценного обслуживания контактной системы зажигания важно понимать ее принцип действия, а также особенности взаимодействия различных элементов.

Пока контур прерывателя замкнут, ток проходит только по первичной обмотке.

Как только происходит разъединение цепи с помощью прерывающего устройства, во второй обмотке формируется высокое напряжение.

В этот же момент созданный импульс направляется по проводам к крышке распределительного устройства, а дальше — к свечам зажигания. При этом распределение производится под определенным углом опережения.

Обороты коленчатого и распределительного валов находятся в полном взаимодействии. Это значит, что при росте оборотов первого, частота вращения второго также возрастает.

Здесь в работу вступает регулятор центробежного типа, грузики которого расходятся и передвигают передвижную пластинку с кулачками.

Немногим раньше производится разъединение цепочки прерывателя, а угол опережения растет.

В случае снижения оборотов коленвала происходит обратный процесс — снижение угла опережения.

Схема работы показана ниже.

Контактно-транзисторная система зажигания

С целью оптимизации схемы разработчики добавили в конструкцию транзисторный коммутатор, который устанавливается в первичной обмотке. Его управление производится с помощью контактов прерывателя.

Принципиальная схема показана ниже.

Особенность системы в том, что применение дополнительного устройства позволило снизить ток в цепи и продлить ресурс контактной группы прерывателя (она стала меньше подгорать).

Контактно-транзисторная схема, благодаря незначительным изменениям, получила лучшие характеристики, если сравнивать ее с классическим вариантом зажигания. Из-за применения транзистора в системе был добавлен новый узел — коммутатор.

Преимущество транзистора в этой схеме в том, что даже небольшого тока, направленного на управление (в базу), достаточно для контроля тока большей величины.

Как уже отмечалось, новая система контактно-транзисторного типа имеет небольшие отличия от прежней версии системы. Ее особенность заключается в особых характеристиках, которыми не может похвастаться стандартная контактная схема.

Главное отличие заключается в том, что прерыватель взаимодействует напрямую с транзистором, а не с «бобиной». В остальном работа контактно-транзитной системы аналогична.

Как только происходит прерывание тока в первичной обмотке, во второй цепи возникает импульс высокого напряжения.

Если не обращать внимания на конструктивные особенности и принципы подключения коммутатора, можно выделить одно главное преимущество — возможность повышения первичного тока, благодаря применению транзистора.

При этом удается решить ряд задач:

Еще одна особенность контактно-транзисторной схемы заключается в необходимости использования катушки с отдельной первичной и вторичной обмоткой.

Рассмотренные изменения схемы позволили снизить нагрузку на контактную группу прерывателя и уменьшить проходящий через нее ток. В итоге контакты служат дольше, а надежность системы возрастает.

Несмотря на рассмотренные плюсы, нельзя не отметить и ряд минусов контактно-транзисторной системы, которые связаны с работой прерывателя.

Так, в схеме формируется искра в момент, когда происходит разрывание тока в «бобине». Ток, который поступает в транзистор, имеет достаточную величину для влияния на работу детали.

Кроме того, уменьшение тока на контактной группе прерывателя негативно сказывается на определенных характеристиках системы.

Неисправности и их причины

От эффективности работы контактной системы зажигания зависит стабильность пуска автомобиля. Вот почему автовладелец должен знать, какие бывают неисправности, и чем они вызваны.

К основным поломкам можно отнести:

Мощность мотора падает или возникают перебои в его работе.

Причин может быть несколько:

Для устранения поломки можно сделать следующее — отрегулировать угол опережения, поменять вышедшие из строя элементы или выставить необходимые зазоры в прерывателе и электродах свечей.

На свечах отсутствует искра.

Подобная неисправность может быть вызвана:

Для устранения неисправности требуется отрегулировать зазор контактов прерывателя, поменять неисправные элементы и (или) проверить исправность цепей обеих обмоток (высшей и низшей).

Рассмотренные выше поломки могут возникать по нескольким причинам — естественный износ деталей, несоблюдение правил эксплуатации, применения неоригинальных элементов схемы, а также негативное воздействие на узлы.

На современном этапе контактная система зажигания уходит в прошлое и напоминает о себе только при обслуживании старых автомобилей.

На ее смену пришли современные, точные и более надежные схемы, построенные на микропроцессорном принципе.

Оцените статью

autotopik.ru

Работа контактной системы зажигания | Twokarburators.ru

На основной массе «классических» автомобилей ВАЗ 2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106, 2107, 2121 установлена контактная система зажигания. Контактная — так как в основе ее работы лежит размыкание контактов прерывателя в трамблере. Зная ее принцип действия и порядок работы можно быстро и эффективно устранять многие неполадки в работе двигателя автомобиля и самой системы.



Немного об устройстве контактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106, 2107, 2121

Контактная система перечисленных выше автомобилей имеет две электрических цепи: низкого и высокого напряжения (первичная и вторичная цепи). Цепь низкого напряжения — это:

АКБ —
— вывод «30» генератора —
— монтажный блок предохранителей и реле —
— замок зажигания —
— первичная обмотка катушки зажигания (вывод «Б») —
— вывод прерывателя в трамблере (контакты).

На автомобилях ВАЗ 2101, 2102, 2103, 2106, 2121 монтажный блок в цепь низкого напряжения не входит.

Цепь высокого напряжения:

Вторичная обмотка катушки зажигания —
— центральный высоковольтный провод от катушки зажигания к крышке трамблера —
— распределитель зажигания —
— высоковольтные провода к свечам зажигания —
— свечи зажигания.

Откуда приходит электрический ток в контактную систему зажигания

Электрический ток в систему зажигания поступает с аккумуляторной батареи через первичную цепь или, когда напряжение выдаваемое генератором становится выше напряжения АКБ, то с вывода «30» генератора так же через первичную цепь.

Принцип действия контактной системы зажигания

Электрический ток протекая по первичной обмотке катушки зажигания создает вокруг ее витков сильное магнитное поле. Когда контакты прерывателя  под действием четырехгранного кулачка на валу трамблера размыкаются, ток в первичной обмотке исчезает. Магнитное силовое поле резко сокращается и пересекая витки первичной и вторичной обмоток катушки зажигания, индуктирует в них ЭДС, пропорциональную числу витков. ЭДС во вторичной обмотке катушки достигает значения 12000 — 24000 В.

Через вторичную цепь этот электрический ток высокого напряжения поступает на свечи зажигания, создавая искру между их контактами, тем самым воспламеняя топливную смесь.

Схемы контактных систем зажигания

схема контактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2105, 2107схема контактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2101, 2102, 2103, 2106, 2121


Примечания и дополнения

— ЭДС (электродвижущая сила) физическая величина характеризующая действие сторонних сил в источнике тока, измеряемая в вольтах. Она появляется в источниках тока при возникновении изменения в магнитном поле.

Еще статьи по системам зажигания

— Принцип действия бесконтактной системы зажигания

— Схема бесконтактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2104, 2105, 2107

— Схема контактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2105, 2107

twokarburators.ru

Контактная система зажигания — Студопедия

Общие положения.

Контактная или классическая система батарейного зажигания (рисунок 75) состоит из выключателя зажигания, катушки зажигания, дополнительного резистора, прерывателя-распределителя, свечей зажигания, проводов высокого напряжения и низкого напряжения.

Принцип действия системы зажигания следующий:

При выключенном выключателе зажигания и замкнутых контактах прерывателя ток от аккумуляторной батареи проходит через первичную обмотку катушки зажигания и создает в ней электромагнитное поле.

При поворачивании коленчатого вала кулачковая муфта прерывателя размыкает контакты. Ток в цепи прерывается. Магнитное поле, исчезая, пересекает витки вторичной обмотки. В ней индуктируется импульс высокого напряжения, который подается распределителем на свечи зажигания.

Контактные системы зажигания могут быть установлены на автомобилях УАЗ-469, ГАЗ-66, ЗиЛ-131,Урал-375.

Рис.75. Принципиальная схема контактной системы зажигания

Устройство аппаратов контактной системы зажигания.

Катушка зажигания.

Служит для преобразования низкого напряжения в высокое напряжение. Она состоит из сердечника, первичной и вторичной обмоток, магнитопровода, изолятора, крышки с выводными зажимами и корпуса, в соответствии с рисунком 76.

Катушка представляет собою автотрансформатор, на железном сердечнике которого намотана вторичная обмотка, а сверху ее - первичная обмотка. Вторичная обмотка намотана проводом ПЭЛ диаметром от 0,06 до 0,1 мм с числом витков от 18000 до 43000. Первичная обмотка намотана проводом диаметра 0,57-0,77 с числом витков от 185 до 530.


Сердечник с обмотками помещен в стальном герметичном корпусе и закреплен в нем изолятором и крышкой. Все пустые места в корпусе катушки залиты трансформаторным маслом, что улучшает изоляцию обмоток и отвод тепла от них на корпус.

Рис.76. Катушки зажигания:

а) Неэкранированная с б)экранированная (Б102-Б).

дополнительным резистором (Б13)

Катушки зажигания армейских машин отличаются друг от друга обмоточными данными, количеством выводных зажимов и наличием экранировки.

Дополнительный резистор.

Дополнительный резистор служит для обеспечения нормального теплового режима катушки зажигания. Он устанавливает между лапами скобы крепления катушки (Б13) или выполняется отдельно (Б5А, Б102Б).

Дополнительный резистор состоит из корпуса изолятора, на котором намотана константановая или никелевая проволока, и выводных клемм, в соответствии с рисунком 77.


Рис.77. Дополнительный резистор

При пуске двигателя стартером снижается напряжение на зажимах аккумуляторной батареи, чтобы это не вызвало уменьшение тока в первичной цепи дополнительный резистор шунтируется контактами реле включения стартера или тягового реле стартера. Кроме того, при повышенных частотах вращения коленчатого вала двигателя подбором величины резистора совместно с индуктивностью первичной обмотки катушки зажигания обеспечивается величина U2 › U(пробоя) во всем диапазоне частот вращения.

Прерыватель-распределитель зажигания.

Состоит из следующих механизмов: прерывателя с конденсатором, распределителя высокого напряжения, центробежного и вакуумного регуляторов опережения зажигания и октан-корректора, в соответствии с рисунком 78.

В корпусе в двух бронзовых втулках вращается вал привода кулачковой муфты прерывателя, ротора распределителя и центробежного регулятора опережения зажигания.

Прерыватель служит для замыкания и размыкания первичной цепи системы зажигания в соответствии с рисунком 79.

Состоит из пластины с неподвижным контактом рычага с подвижным контактом и пластинчатой пружиной, кулачковой муфты и одного или двух дисков.

Рис.78. Конструкция прерывателя-распределителя зажигания Р102:

1 – кулачковая муфта; 2 - ротор; 3 – контактный уголок; 4 - крышка;

5 – центробежный регулятор; 6 – октан-корректор

Рис.79. Прерыватель с вакуумным регулятором и октан-корректором:

1 - кулачковая муфта; 2 - эксцентриковый винт; 3 - пластина с подвижным контактом; 4 - рычаг с подвижным контактом и пластинчатой пружиной; 5 - стопорный винт; 6 - подвижный диск; 7 - крышка вакуумного регулятора; 8 - регулировочные шайбы; 9 - уплотнительная прокладка; 10 - штуцер; 11 - трубка; 12 - пружина; 13 - диафрагма; 14 - корпус регулятора; 15 - тяга; 16 - винт; 17 - ось; 18 - провод

Пластина неподвижного контакта установлена на оси рычага подвижного контакта и эксцентриком может поворачиваться, изменяя зазор между контактами.

Стопорным винтом пластина крепится к диску. Диск закреплен винтами к корпусу. Если распределитель имеет вакуумный регулятор опережения зажигания, то контакты устанавливаются на подвижном диске, который помещается на шариковом подшипнике неподвижного диска, закрепленного в корпусе. Контакты прерывателя вольфрамовые.

Кулачковая муфта установлена на оси валика распределителя. Вращение валика передается на нее через грузики центробежного регулятора опережения зажигания. Муфта своими гранями размыкает контакты, замыкание контактов происходит под действием пластинчатой пружины рычага с подвижным контактом.

Рис.80. Конденсатор:

1 - зажим; 2 - провод; 3 - шайба; 4 - провод; 5 - шайба; 6 - торец обкладок; 7 - рулон обкладок; 8 - проводник; 9 - кабельная бумага; 10 - корпус; 11 -лакированная; 12 - тонкий слой цинка или олово

Конденсатор (рисунок 80) присоединяется параллельно контактам. Он уменьшает искрение между контактами и увеличивает скорость измерения магнитного потока.

Распределитель служит для подачи высокого напряжения на электроды свечи в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя.

Он состоит из крышки с контактным угольком и ротора с токоразностной пластиной. Ротор устанавливается на кулачковую муфту прерывателя.

Герметизированные распределители (Р102) имеют принудительную вентиляцию внутренней полости корпуса с отводом продуктов искровых разрядов во всасывающий патрубок карбюратора, в соответствии с рисунком 81.

Рис.81. Схема вентиляции распределителя:

1,5 - шланги; 2,4 - трубки; 3 - всасывающий патрубок карбюратора;

6 - корпус распределителя

В распределителях защищенного исполнения (Р13) вентиляция осуществляется через отверстия в корпусе за счет напора воздуха, создаваемого бегунком при вращении валика.

Вакуумный регулятор опережения зажигания служит для изменения момента зажигания в зависимости от нагрузки на двигатель.

Состоит из корпуса, диафрагмы, пружины, штуцера и тяги, в соответствии с рисунком 79. Корпус регулятора диафрагмой разделен на две полости, одна из которых трубкой соединена с поддросельным пространством карбюратора, а другая с атмосферой. Диафрагма тягой связана с подвижным диском прерывателя, с другой стороны в нее упирается пружина, противодействующая разряжению в карбюраторе. Под пружину со стороны штуцера устанавливаются регулировочные шайбы.

При работе на малых нагрузках разряжение в смесительной камере большое, оно передается на диафрагму. Диафрагма прогибается, сжимает пружину и через тягу поворачивает подвижный диск с контактами против направления вращения валика, угол опережения при этом увеличивается.

С увеличением нагрузки разряжение в смесительной камере падает и пружина через тягу поворачивает диск по направлению вращения валика, уменьшая угол опережения зажигания.

Вакуумный регулятор обеспечивает изменение момента зажигания от 0 до 13˚ по углу поворота валика распределителя. Центробежный регулятор опережения служит для изменения момента зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.

Состоит из двух грузиков и двух пружин, в соответствии с рисунком 82. Грузики установлены на осях фланца валика, а своими пальцами входя в вырезы поводковой пластины кулачковой муфты.

Центробежный регулятор вступает в работу при 400 об/мин. При этом грузики под действием центробежных сил расходятся, растягивая пружины.

Пальцы грузиков перемещаясь по прямоугольным вырезам поводковой пластины поворачивают кулачковую муфту и ротор распределителя по направлению вращения валика. Угол опережения при этом увеличивается. При уменьшении частоты вращения валика распределителя пружины сжимаются и через грузики поворачивают кулачковую муфту в противоположную сторону, уменьшая угол опережения зажигания.

Центробежный регулятор обеспечивает изменение угла опережения зажигания в пределах от 0 до 20˚.

Рис.82. Центробежный регулятор опережения зажигания:

1 - кулачковая муфта; 2 - поводковая пластина; 3 - грузик; 4 - палец;

5 - пружина; 6 - валик; 7 - траверса; 8 - ось грузика; 9 - грузик

Октан-корректор служит для изменения начального угла установки момента зажигания в зависимости от сорта применяемого топлива и условий эксплуатации и обеспечивает поворот корпуса распределителя.

Октан-корректор обеспечивает изменение угла в пределах ±12°.

Свечи зажигания.

Служат для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя.

Свеча, в соответствии с рисунком 83, состоит из корпуса с боковым электродом, изолятора, центрального электрода, контактного устройства и деталей герметизации.

Изолятор изготавливается из уралита, борокорунда, синоксаля или хилумина.

Герметизация центрального электрода в изоляторе производится термоцементом или стеклогерметиком на основе кремния или меди.

Материал центрального электрода - никель-марганцевый сплав или хромотитановая сталь. На цилиндрической части свечи делается маркировка.

Рис.83.Свечи зажигания:

1 - наконечник провода; 2 - стержень; 3 - изолятор; 4,12 - корпус; 5 - центральный электрод; 6,10 - боковой электрод; 7,11 - уплотнительное кольцо; 8 - шайба; 9 - токопроводящий герметик; 13 - экран; 14 - подавительный резистор; 15,17 - керамическая втулка; 16 - провод высокого напряжения; 18 - резиновая втулка; 19 - гайка; 20 - втулка; 21 - экран провода

Рассмотрим пример маркировки свечей зажигания М8Т, А11Н, А17ДВ.

Буквы М и А обозначают резьбу М-18х1,5; А-14х1,25; цифры 8,11 и 17 - величину калильного числа. Буквы Н и Д - длину резьбовой части корпуса свечи; Н-11мм; Д-19мм; буква В указывает на то, что нижний конус изолятора выступает за корпус свечи; буква Т - герметизацию центрального электрода выполнена термоцементом.

Если букв Н и Д в маркировке свечи нет, то такая свеча имеет длину резьбовой части 12 мм, если нет буквы Т - герметизация центрального электрода в изоляторе выполнена стеклогерметиком, если нет буква В - изолятор не выступает за свечи.

Выключатель зажигания и стартера.

Служит для включения и выключения первичной цепи системы зажигания, стартера, КИП и других цепей.

Состоит из корпуса, замочного устройства, в соответствии с рисунком 84.

Имеет 4 клеммы АМ, КЗ и СТ, ПР, соединенные соответственно с амперметром, катушкой зажигания реле стартера, приемником.

На рисунке 84 приведена схема соединения клемм при различных положениях ключа зажигания.

Рис.84. Выключатель зажигания

Действие контактной системы зажигания.

Действие системы зажигания рассмотрим по схеме в соответствии с рисунком 85.

При включенном зажигании и замкнутых контактах прерывателя в первичной цепи пойдет ток низкого напряжения.

Путь тока: плюсовой вывод батареи - амперметр - выключатель зажигания – дополнительный резистор - фильтр радиопомех - первичная обмотка катушки зажигания - клемма низкого напряжения распределителя - замкнутые контакты - корпус - минусовой вывод батареи.

В катушке зажигания накапливается электромагнитная энергия. При вращении коленчатого вала пусковой рукояткой контакты под действием кулачковой муфты размыкаются.

Цепь первичной обмотки прерывается и в ней индуктируется ЭДС самоиндукции около 300 вольт. Во вторичной обмотке индуктируется ЭДС взаимной индукции до 20 тыс. вольт и более.

Рис.85. Схема контактной системы зажигания

Цепь высокого напряжения: вторичная обмотка - центральное гнездо крышки распределителя - контактный уголек - токоразностная пластина бегунка - боковой электрод крышки - центральный электрод свечи - боковой электрод свечи - корпус - минусовой зажим батареи и далее по участку цепи низкого напряжения до вторичной обмотки.

ЭДС самоиндукции первичной обмотки заряжает конденсатор. Конденсатор за время разомкнутого состояния контактов разряжается через первичную обмотку, ускоряя исчезновение магнитного потока и увеличивая продолжительность искрового разряда между электродами свечи.

При пуске двигателя стартером контактный диск тягового реле стартера СТ130 закорачивает дополнительный резистор.

Во время работы двигателя при средней и большой частоте вращения коленчатого вала первичная цепь питается от генераторной установки.

С изменением нагрузки на двигатель вступает в работу вакуумный регулятор опережения зажигания, воздействующий на контакты прерывателя. С изменением частоты вращения коленчатого вала вступает в работу центробежный регулятор опережения зажигания, воздействующий на кулачковую муфту прерывателя. Таким образом при совместной работе вакуумного регулятора угол опережения зажигания двигателя определяется алгебраическим суммированием значения этих углов и установочного угла опережения зажигания.

Для остановки двигателя необходимо выключить зажигание. При этом первичная цепь прерывается.

studopedia.ru

Контактная батарейная система зажигания. Принципиальная схема. Особенности работы

Основными элементами контактной системы зажигания являются аккумуляторная батарея, выключатель зажигания, выключатель добавочного резистора, добавочный резистор, катушка зажига­ния, прерывательный механизм 1, распределитель 5, конденсатор и свечи зажигания.

Рис. Схема контактной системы зажигания:
1 — прерыватель; 2, 3 — подвижный и неподвижный контакты прерывателя; 4 -кулачок; 5 — распределитель; 6 — бегунок; 7 — неподвижный электрод

При вращении вала распределителя 5, связанного зубчатой пере­дачей с коленчатым валом двигателя, кулачком 4 попеременно замы­каются и размыкаются контакты 2 и 3 прерывателя 1.

Неподвижный контакт 3 прерывателя соединен с массой, подвиж­ный контакт 2 закреплен на конце подвижного рычажка с подушеч­кой из текстолита. Контакты 2, 3 находятся в замкнутом состоянии под действием пружины, если подушечка рычажка не касается кулач­ка. Когда подушечка попадает на грань кулачка, рычажок, преодоле­вая противодействие пружины, поворачивается вокруг оси, закрепленной на подвижной пластине прерывательного механизма, и кон­такты размыкаются.

При включении выключателя зажигания и замкнутых контактах пре­рывателя по цепи первичной обмотки катушки зажигания протекает ток, сила которого растет, что приводит к созданию магнитного поля.

В момент размыкания контактов ток в первичной обмотке и создан­ное им магнитное поле исчезают. Во вторичной обмотке катушки зажига­ния индуктируется ЭДС, тем большая, чем выше скорость исчезновения магнитного поля. В это время токопроводящая пластина ротора распреде­лителя проходит около бокового электрода крышки распределителя, со­единенного высоковольтным проводом со свечой зажигания того цилин­дра, в котором заканчивается процесс сжатия топливовоздушной смеси. Высокое вторичное напряжение подаваемого на свечу зажигания ини­циирует появление между ее электродами искрового разряда.

Кулачок прерывателя и ротор распределителя установлены на од­ном валу. Частота вращения вала кулачка и ротора распределителя в два раза меньше частоты вращения коленчатого вала четырехтактного двигателя. Это связано с тем, что топливовоздушную смесь в каждом из цилиндров необходимо воспламенять только 1 раз за два оборота коленчатого вала. Число граней кулачка и боковых электродов в крышке распределителя равно числу цилиндров двигателя. Высокое напряжение к свечам зажигания подводится в соответствии с поряд­ком работы цилиндров двигателя.

Рис. Кулачковый прерывательный механизм:
1 — контакт на подвижном рычажке; 2 — неподвиж­ный контакт; аз1, а32 — углы замкнутого востояния контактов соответственно при большом и малом за­зорах между контактами

ustroistvo-avtomobilya.ru

Контактная система зажигания

Для создания искрового разряда между электродами свечи зажигания необходимо высокое напряжение (15000-30000 В), так как газы, находящиеся в цилиндре, не проводят ток низкого напряжения. На современных автомобильных двигателях применяют однопроводную систему соединения источников тока с потребителями. Вторым проводником электрической энергии служит масса (корпус) – все соединенные между собой металлические части автомобиля.

При однопроводной системе включения приборов электрооборудования уменьшается число проводов, упрощается техническое обслуживание и уменьшается стоимость системы. Отрицательные выводы генератора, аккумуляторной батареи и всех потребителей электроэнергии соединены с массой, а положительные изолированы от нее. В эксплуатации необходимо внимательно следить за состоянием изоляции на проводах и за их креплением, так как нарушение изоляции может привести к возникновению короткого замыкания.

Устройство контактной системы батарейного зажигания:

Схема устройства контактной системы батарейного зажигания:

а) схема; б) положения ключа выключателя зажигания и стартера; 1 – рычажок прерывателя; 2 – подвижный контакт; 3 – неподвижный контакт; 4 - кулачок; 5 – прерыватель низкого напряжения; 6 - конденсатор; 7, 14, 23 – провода; 8 – выключатель зажигания; 9 – добавочный резистор; 10 – первичная обмотка; 11 – вторичная обмотка; 12 – катушка зажигания; 13 - магнитопровод; 15 – выключатель добавочного резистора; 16 - амперметр; 17 – аккумуляторная батарея (АКБ); 18 – выключатель электродом; 19 – ротор с электродом; 20 - распределитель; 21, 24 – подавительные резисторы; 25 – свеча зажигания; 26 – ключ выключателя зажигания.

Контактная система батарейного зажигания состоит из: аккумуляторной батареи 17, катушки зажигания 12, прерывателя 5 низкого напряжения с конденсатором 6, распределителя импульсов высокого напряжения 20, свечей зажигания 25, выключателя зажигания 8, амперметра 16. Прерыватель 5 имеет два контакта: неподвижный 3 соединенный с массой и подвижный 2, расположенный на рычажке 1 и соединенный с проводом 7 с первичной обмоткой 10 катушки зажигания. В прерывателе установлен вращающийся валик с кулачком 4, при помощи которого размыкаются контакты. В системе зажигания в качестве источника электрического тока используется генератор переменного тока.

При замыкании контактов прерывателя ток от АКБ проходит по первичной обмотке катушки зажигания, создавая вокруг нее магнитное поле.

Цепь низкого напряжения следующая: положительный вывод АКБ 17 – амперметр 16 – выключатель зажигания 8 добавочный резистор 9 – первичная обмотка 10 - провод 7 – подвижный контакт 2 – неподвижный контакт 3 – масса – выключатель 18 цепи АКБ – отрицательный вывод АКБ.

При размыкании контактов прерывателя обесточивается первичная обмотка катушки зажигания и резко уменьшается магнитное поле. Магнитный поток исчезающего поля пересекает витки вторичной и первичной обмоток, при этом индуктируется электродвижущая сила (ЭДС) высокого напряжения во вторичной и ЭДС самоиндукции в первичной обмотках. Возникающие во вторичной обмотке импульсы высокого напряжения подводятся к свечам зажигания в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Вращающийся ротор 19 своим электродом распределяет импульсы высокого напряжения по электродам крышки распределителя. Частота вращения ротора в 2 раза меньше частоты вращения коленчатого вала и, таким образом, совпадает с частотой вращения кулачка прерывателя.

Положение пластины ротора напротив каждого из электродов крышки распределителя соответствует разомкнутому состоянию контактов прерывателя.

Цепь высокого напряжения: вторичная обмотка11 – провод 14 высокого напряжения – подавительный резистор 21 – электрод ротора 19 – один из электродов крышки распределителя 20 – провод 23 - подавительный резистор 24 – свеча зажигания 25 – центральный электрод свечи – боковой электрод свечи – масса – выключатель 18 цепи АКБ – отрицательный вывод АКБ 17 – положительный вывод АКБ 17 – амперметр 16 - выключатель зажигания 8 – добавочный резистор 9 – первичная обмотка 10 – вторичная обмотка катушки зажигания 12.

В первичной обмотке ток самоиндукции возникает при замыкании контактов прерывателя. Ток самоиндукции замедляет процесс исчезновения тока в первичной обмотке, нежелательно, так как при размыкании контактов увеличивается период искрообразования между ними, снижаются эффективность и надежность системы зажигания. Параллельно контактам прерывателя включен конденсатор 6. В момент размыкания цепи низкого напряжения конденсатор заряжается током самоиндукции, а затем при разомкнутых контактах разряжается через первичную обмотку.

Выключатель зажигания 8 необходим для остановки работающего двигателя размыканием первичной обмотки катушки зажигания. Он нужен и для включения зажигания перед пуском двигателя. Ключ 26 выключателя зажигания может занимать четыре положения: 0 – зажигания выключено; 1 – зажигание включено; 2 – включены зажигание и стартер; 3 – подведено питание к радиоприемнику. В положении 0 ключ можно вставить и вынуть из замка зажигания. После пуска двигателя ключ выключателя зажигания переводят в положение 1.

Выключатель 18 цепи АКБ нужен для отключения батареи от массы при выполнении электротехнических работ и для остановки автомобиля на длительное время. Выключатель 18 защищает электрооборудование от короткого замыкания или от пожара при неисправной проводке, а также позволяет отключить батарею от всех потребителей электрической энергии, непосредственно не отсоединяя провода, отходящие от нее. В этом случае остается включенным аварийное освещение – плафон кабины и розетка переносной лампы.

Почему контактная система батарейного зажигания не используется на современных автомобилях?

Постепенно контактную систему батарейного зажигания вытеснили другие системы, такие как контактно транзисторная или бесконтактная системы зажигания. Этому предшествовало ряд недостатков контактной системы батарейного зажигания:

  • Быстрый износ и обгорание контактов прерывателя;
  • Увеличение зазора между контактами прерывателя, соответственно увеличение угла опережения зажигания;
  • Уменьшение тока в цепях низкого и высокого напряжения;
  • Частые перебои с воспламенением рабочей смеси;
  • Затрудненный пуск двигателя;
  • Снижение экономичности и мощности двигателя.

www.autoezda.com

Система зажигания. Контактная система зажигания: схема, принцип работы

Система зажигания двигателя нужна для воспроизводства токов повышенного значения и раздачи его на контактные свечи воспламенения топлива. С учетом изменения оборотов коленчатого вала и нагрузок на мотор импульс высоковольтного напряжения подается к свечам в заданный период. В наше время автомобили оборудуют контактными и бесконтактными системами момента воспламенения.

Устройство контактной системы зажигания

Низковольтные токи служат источником питания и исходят от генератора и аккумулятора автомобиля.

Как правило, значение такого напряжения равно двенадцати-четырнадцати вольтам. А для воспроизводства момента искры в свечах запала нужно подать на них до двадцати тысяч вольт. Учитывая этот фактор, система воспламенения имеет в своей конструкции две различные электрические цепи. Схема системы зажигания собрана из следующих устройств и элементов: АКБ, катушки, трамблера, регуляторов опережения воспламенения вакуумного и центробежного типов, контактных свечек, электропроводов, замкового устройства включения.

Отдельные элементы системы

Для преобразования токов низкого вольтажа в высокие в конструкции предусмотрена установка устройства катушки зажигания. Расположена она в подкапотном пространстве, как и большая часть элементов и механизмов воспламенения. Главный способ работы таковой следующий: по виткам обмотки не высокого вольтажа проходят электротоки, и в этот момент около обмотки преобразуется магнитное поле. В том случае, если прекратить подачу напряжения в витках, исчезнувшее магнитное поле возбуждает токи уже непосредственно в витках высокого напряжения. Процесс преобразования двенадцати вольт в двадцать тысяч происходит за счет разности витков в обмотках катушек. Именно такой высокий показатель напряжения необходим для образования искры между контактами свечей.

Работа прерывателя

Правильная работа системы зажигания невозможна без такого механизма, как прерыватель токовых напряжений не высоких показателей. Его работа заключается в том, чтобы прерывать токи в обмотках малого напряжения. Это, в свою очередь, способствует образованию высокого напряжения.

Далее ток направляется на основной контакт, расположенный под крышкой устройства распределителя. Гибкая пружина передвижного контакта все время прижимает его к неподвижному элементу, а расходятся они лишь на короткий промежуток времени. Это происходит в момент, когда кулачок валика привода механизма прерывателя воздействует на молоточек передвижного контакта.

Конденсатор

Чтобы исключить факт подгорания контактов в момент их размыкания, к ним параллельно подключен конденсатор. В период расхождения контактов механизма распределителя между кулачками возможно искрообразование. В этом случае конденсатор служит для поглощения большей части электроэнергии и сводит возможность образования искры к минимуму. Дополнительно он сопутствует увеличению напряжения во вторичных витках обмотки катушки. В момент срабатывания контактов прерывателя конденсирующее устройство отдает свой ток и таким образом создает обратные токи в цепи низкого напряжения. Это способствует ускорению исчезновения магнитных полей. И чем скорее это произойдет, тем выше будут токи в линии высоких напряжений. В том случае, когда конденсатор трамблера выйдет из строя, мотор также не будет запускаться и работать. Параметры напряжения витков вторичной цепи будут слишком малы для возникновения оптимального искрообразования. Искра между электродами свечи будет «бедной», а этого недостаточно для воспламенения топливной смеси. Контакты прерывателя низких токов и распределитель высоких напряжений установлены в корпусе трамблера и приводятся в действие за счет коленчатого вала мотора.

Крышка трамблера

Раздача высокого напряжения на свечи цилиндров силового агрегата осуществляется за счет распределительной крышки трамблера. После образования в катушке токов высоких показателей они поступают на основной контакт колпака распределителя-прерывателя, а уже затем, через подвижной элемент, на пластину ротора. В то время, когда ротор вращается, напряжение проскакивает с пластины на контакты распределительной крышки.

Затем короткие импульсы по бронепроводам высокого напряжения поступают непосредственно на свечи зажигания. Контакты распределительной крышки имеют определенную нумерологию, которая соответствует определенному цилиндру двигателя.

Именно так и устанавливается момент работы цилиндров. Определенный порядок работы предусматривает равномерное распределение нагрузки на коленвал. В основном четырехцилиндровые моторы имеют следующий порядок работы: 1-3-4-2. Но он может несущественно изменяться в зависимости от производителя. В данном случае формула порядка работы означает, что изначально воспламенение происходит в первом цилиндре, затем в третьем, четвертом и втором. При этом система зажигания двигателя предусматривает подачу напряжения на свечи в момент окончания такта сжатия. Это происходит за счет установки угла опережения зажигания.

Опережение момента искрообразования необходимо из-за высокой скорости перемещения поршней в цилиндрах. В том случае, когда топливная смесь будет воспламеняться несколько позже или раньше предусмотренного, коэффициент полезного действия расширяющихся газов значительно снизится. Поэтому воспламенение топлива должно осуществляться в заданный момент, когда поршень подходит к ВМТ. При правильно установленном угле опережения на поршень будет воздействовать оптимальное количество газов, необходимое для нормальной работы двигателя. Угол опережения выставляется путем проворачивания корпуса прерывателя. Так подбирается определенный момент, когда контакты прерывателя разводятся.

Регулятор центробежный

Центробежный регулятор обеспечивает установку правильного угла опережения воспламенения в зависимости от оборотов двигателя. Конструкция механизма регулятора представляет собой пару грузов, которые вращаясь, воздействуют на пластину с контактами прерывателя.

Вакуумный регулятор

В зависимости от степени нагрузки на двигатель момент образования искры корректируется вакуумным регулятором. Это устройство монтируется на корпус трамблера. Вакуумный регулятор состоит из двух камер, разделенных диафрагмой. Одна камера взаимодействует с атмосферой, а вторая при помощи патрубка с емкостью дросселя. При помощи штока диафрагма имеет соединение с пластиной, которая оснащена контактами прерывателя.

С увеличением угла поворота дроссельной заслонки происходит уменьшение разряжения в полости дросселя. При этом диафрагма перемещает пластину на незначительный угол совместно с контактами по направлению к кулачку привода прерывателя. Исходя из этого, размыкание происходит с задержкой, и, соответственно, меняется угол.

Свечи искрообразования (система зажигания контактная)

Система зажигания оснащена стандартными элементами запала. Контактные элементы искрообразования нужны для преобразования электрической энергии в искру, для воспламенения топливной смеси в цилиндрах двигателя. В тот период, когда электрический импульс передается на свечи, ее контакты способствуют образованию искрового пробоя. Эта деталь является неотъемлемым элементом системы зажигания.

Бронепровода

Система зажигания контактная, система зажигания других типов в своем комплекте имеют оснащение бронепроводами, которые могут без повреждений и потерь пропускать через себя высоковольтное напряжение. В частности это электрический гибкий провод, с одной медной жилой и многослойной изоляцией.

При этом контактный провод выполнен в форме спирали, что исключает радиопомехи. Как правило, данные провода устанавливаются на свечи. При длительном использовании изоляция проводов может приобрести микротрещины, через которые возможны потери импульсов высоких значений.

Неисправности системы зажигания и их устранение

Первой и наиболее распространенной поломкой может быть отсутствие искры на свечах. Причинами такой неисправности могут служить следующие моменты:

  • Обрыв электропроводов в цепи низкого напряжения или же окисление их соединительных контактов.
  • Подгорание контактов распределителя и их разрегулировка.
  • Выход из строя катушки, перегорание конденсатора, дефекты крышки распределителя, повреждение бронепроводов и самих свечей.
  • Излишняя влага в устройствах.

Устранение неисправностей возможно следующим методом:

  • Проверка контрольно-измерительным прибором всей цепи и проводки.
  • Очистка контактов трамблера от нагара и регулировка зазора.
  • Замена неисправных и подозрительного состояния деталей системы.

Случается, что когда проворачивается ключ зажигания, не срабатывает стартер, а все системы визуально работают, в этом случае необходимо обратить внимание на блок предохранительных элементов, так как возможно перегорание или окисление посадочного места предохранителя, отвечающего за включение стартера.

Если двигатель автомобиля работает нестабильно и не развивает полной мощности, то причины могут крыться в следующем:

  • Выход из строя одной из свечей зажигания.
  • Слишком большой или, наоборот, маленький зазор на свечах и контактах распределителя.
  • Механическое повреждение ротора или крышки трамблера.
  • Неверно установлен угол опережения.

Ремонт заключается в следующем:

  • Установка новых деталей.
  • Регулировка необходимых зазоров.
  • Регулировка угла искрообразования.

Схема контактной системы зажигания довольно проста и широко применяется на различных автомобилях.

С применением новых технологий элементов зажигания автомобили постоянно усовершенствуются и модифицируются. К примеру, более новые модели машин различных производителей давно применяют электронные системы зажигания. При появлении неполадок в системе можно легко определить причину их возникновения и провести ремонт. Контактная система зажигания автомобиля ВАЗ не имеет кардинальных отличий от элементов иных производителей и обладает высокой эксплуатационной надежностью. При этом недорога в ремонте.

Контактно-транзисторная система

По сравнению с обычной контактной системой контактно-транзисторная имеет в своем оснащении транзистор. Применение его способствует улучшению рабочих характеристик и показателей. С установкой транзистора систему стали оснащать коммутатором.

Устройство контактно-транзисторной системы зажигания не сильно отличается от обычного зажигания и его принципа работы. Но все же она имеет некоторые незначительные отличия.

Ее главной отличительной особенностью является возможность воздействия прерывателя на устройство транзистора, а не на обмотку катушки. Во время прерывания токов в обмотке низкого напряжения в витках обмотки высокого напряжения происходит его образование.

Контактная система зажигания (ВАЗа в том числе) имеет ряд положительных характеристик.

Управление процессами, которые присущи катушке зажигания, способствует возможности повышения значений токов в первичной витковой обмотке, а в результате этого возможно:

  • Увеличение значений вторичного напряжения.
  • Увеличение зазоров между электродами свечей.
  • Улучшение и более стабильный момент искрообразования.
  • Облегчить запуск мотора в холодное время года.
  • Увеличение оборотов и мощности двигателя.

Подобная контактно-транзисторная система зажигания, предусматривает подключение катушки с отдельной первичной и вторичной обмотками.

При этом данная система снижает нагрузку на контакты прерывателя и уменьшает риск их подгорания. Это возможно из-за уменьшения показателей проходящих токов. Благодаря этому факту повышается степень надежности и долговечности всей системы.

К недостаткам такого зажигания можно отнести следующее: напряжение токов, поступающих к транзистору, оказывает значительное влияние на его работу. Понижение показаний токов, связанных с состоянием контактов прерывателя, сильно влияет на эксплуатационные показатели контактно-транзисторного зажигания. Неисправности системы зажигания данного типа идентичны неисправностям обычной контактной системы и устраняются таким же образом. Но дополнительно могут возникнуть проблемы с нарушением нормальной работы транзистора и коммутатора.

Система запуска двигателя

Запуск двигателя невозможно осуществить без дополнительных электронных устройств. В данном контексте речь пойдет о таком механизме, как стартер автомобиля. Этот механизм представляет собой электродвигатель, который приводит в первоначальное движение коленчатый вал мотора до момента воспламенения в цилиндрах и пуска двигателя. В работу стартер включается поворотом ключа в замке в соответствующее положение. Токи через реле зажигания поступают от аккумулятора к виткам стартера и приводят его в действие.

Если рассматривать подробно, то процесс пуска двигателя производится в три этапа:

  1. Втягивающий механизм стартера заводит пусковую шестерню в зацепление с венцом маховика.
  2. Далее происходит вращение ротора стартера совместно с приводной шестерней, а та, в свою очередь, передает крутящий момент на коленчатый вал, что приводит к запуску силового агрегата.
  3. После того как двигатель запускается, а ключ зажигания возвращается в исходное положение, втягивающий механизм выводит приводную шестерню стартера из зацепления с маховиком.

Назначение реле

Любое электрическое реле – это предохранительное устройство, которым оснащается система зажигания. Контактная система зажигания в этом плане тоже не исключение. Основным его назначением является размыкание и замыкание разнообразных участков в электрических цепях автомобиля. Устройства имеют различия по конструкции и способу управляющего сигнала, а также по установке. В данный момент широкое применение получили электромагнитные реле.

Говоря простыми словами, этот вид электрооборудования авто предохраняет различные элементы от высоких токовых нагрузок. Попросту оно служит переключателем. В частности в системе зажигания реле предохраняет стартер автомобиля и генератор от воздействия на них высоких токов. К примеру, для запуска двигателя нужно провернуть замок зажигания и включить стартер в работу, который, в свою очередь, потребляет от 80 до 300А.

В этом случае если не использовать реле, то замок может сгореть, а также и некоторые элементы проводки. Для того чтобы этого не произошло, в систему включают реле зажигания. Когда на корпусе устройства имеется изображение значка диода, то это означает, что при его подключении важно соблюдать полярность клемм. В противном случае поломка неизбежна.

Заключение

В итоге стоит отметить, что первой, получившей широкое распространение на автомобильном рынке, была система зажигания контактная. Система зажигания эта использовалась достаточно уверенно, но на данный момент считается морально устаревшей. Самым слабым местом ее как раз и оказалось наличие в конструкции трамблера контактной пары. Ведь она требовала периодического обслуживания, сводившегося к потребности в проверке и регулировке зазора между контактами, чистке поверхности контактов от различного рода следов подгорания, которые могли значительно повлиять на работоспособность элементов в целом. На смену данной системе пришла бесконтактная, которая таких обслуживающих работ не требует и характеризуется автомобилистами как более надежная.

Итак, мы выяснили, какой имеет принцип работы контактно-транзисторная система зажигания автомобиля.

fb.ru

Контактно транзисторная система зажигания

Исторически сложилось так, что для первых бензиновых моторов использовалась батарейная (аккумуляторная) система зажигания, основанная на эффекте самоиндукции. Самой первой была контактная, ставшей впоследствии классической, система. По мере совершенствования автомашины развивались и его отдельные компоненты, так появилась контактно транзисторная система зажигания. На примере сравнения этих двух систем можно проследить, как происходило развитие самого автомобиля.

О принципах работы классической системы зажигания

Надо сразу отметить, несмотря на простоту, изящество примененных технических решений. Схема подобной системы приведена на рисунке ниже:


Работа осуществляется следующим образом – при повороте ключа в замке через контакты прерывателя и обмотку (первичную) катушки, называемой еще бобиной, начинает протекать ток. Когда размыкаются контакты прерывателя, цепь разрывается, и в первичной обмотке бобины прекращается ток. Но благодаря эффекту самоиндукции в обмотке (вторичной) появляется напряжение. А так как число витков обеих обмоток существенно различается (во вторичной витков больше), величина вторичного напряжения может достигать десятков киловольт.
Это напряжение, через распределитель, поступает на нужную свечу, где возникает искра, которая и поджигает бензин в цилиндрах двигателя.
Все просто и красиво, и такая схема прекрасно работала на первых моторах.
Недостатки, которыми она обладает, начали проявляться, когда у бензинового двигателя стало:
  • увеличиваться число цилиндров;
  • повышаться число оборотов, развиваемых двигателем, двигатели стали высокооборотистыми;
  • возможным увеличивать степень сжатия в цилиндрах;
  • практиковаться использование обедненных смесей.

Кроме того, недостатком надо считать низкую надежность, в первую очередь обусловленную обгоранием контактов прерывателя, из-за чего порой переставала работать вся система зажигания. Естественно, никто с этим мириться не собирался, и появилась контактно транзисторная система зажигания.

Новый этап развития

Основным элементом, благодаря которому новая схема приобрела улучшенные характеристики, относительно прежней, классической, стал транзистор. Причем он явился причиной, что контактно-транзисторная система зажигания получила новый узел – коммутатор.


Отличительной особенностью, присущей транзистору, является то, что небольшой ток, поступающий на управление (в базу), позволяет управлять током гораздо большей величины, протекающим через прибор.

Контактно транзисторная система зажигания, несмотря на незначительные, на первый взгляд, изменения и сохранение принципа работы, приобрела новые свойства, недоступные классической системе. Но прежде чем оценивать достоинства и недостатки, которыми обладает контактно-транзисторная схема, необходимо коснуться отличий в работе.

Главное отличие от классического зажигания заключается в том, что прерыватель воздействует не на бобину, а на базу транзистора. В остальном контактно-транзисторная схема работает так же, как обычная система зажигания. При прерывании, в первичной обмотке бобины протекания тока, во вторичной наводится высоковольтное напряжение. Не касаясь деталей внутреннего устройства коммутатора и его подключения, можно отметить, что транзисторная схема зажигания даже в таком упрощенном виде обладает следующими достоинствами:

Контактно-транзисторное управление процессами, происходящими в катушке зажигания, обеспечивает возможность увеличить в первичной обмотке ток, вследствие чего:

  1. можно повысить величину вторичного напряжения;
  2. увеличить между электродами свечи зазор;
  3. улучшить процесс искрообразования, сделать его более устойчивым, а также улучшить запуск двигателя при пониженной температуре;
  4. повысить количество оборотов и увеличить мощность двигателя.

Однако подобная контактно-транзисторная схема требует использования катушки зажигания с отдельными обмотками (первичной и вторичной).


Повысилась надёжность: контактно-транзисторная система позволяет снизить нагрузку на контакты прерывателя, уменьшив значение проходящего через них тока, следствием чего является уменьшение подгорания контактов.
Однако не все так хорошо, как кажется с первого взгляда. Подобная контактно-транзисторная система зажигания имеет и свои недостатки. Вызваны они использованием прерывателя, т.е. система начинает работать и формировать искру, когда контактно разрывается цепь прохождения тока в обмотке бобины. Величина тока, поступающего в базу транзистора, существенно влияет на его работу, и уменьшение тока из-за качества контактов скажется на работе всей системы.

Значение контактно-транзисторной схемы в развитии автомобиля

В данном случае мы рассмотрели только два начальных этапа на пути развития системы зажигания автомобиля. В дальнейшем она претерпела гораздо более значительные изменения, но контактно-транзисторная схема была первой. Именно на ней были отработаны возможные варианты повышения ее эффективности, в частности, уход от классического, контактного зажигания, и намечены пути развития в сторону использования бесконтактных способов получения искры.


Контактно-транзисторная система зажигания оказалась первым шагом, в совершенствовании классического подхода к получению искры на бензиновом ДВС, и явилась закономерным этапом развития автомобиля в целом, и его отдельных узлов в частности.

znanieavto.ru

Принцип работы классической системы зажигания — Студопедия

Электроника и электрооборудование транспортных и транспортно-технологических машин

Практическое занятие 4

Изучение классической системы зажигания

Учебные вопросы:

Принцип работы классической системы зажигания

Регулирование угла опережения зажигания

3. Конструкция аппаратов зажигания

Принцип работы классической системы зажигания

Классическая система батарейного зажигания с одной катушкой и многоискровым механическим распределителем до сих пор широко распространена на современных автомобилях.

Главным достоинством этой системы является ее простота, обеспе­чиваемая двойной функцией механизма распределителя: прерывание цепи постоянного тока для генерирования высокого напряжения и синхронное распределение высоко­го напряжения по цилиндрам двигателя.

На рисунке 1 представлена принципиальная схема классической системы зажигания из следующих элементов:

1. Источника тока — аккумулятор­ной батареи 1;катушки зажига­ния (индукционной катушки) 2,которая преобразует токи низкого напряжения в токи высокого нап­ряжения. Между первичной и вто­ричной обмотками имеет место ав­тотрансформаторная связь.

2. Прерывателя 3, содержащего рычажок 4 с подушечкой 5 из текс­толита, поворачивающийся около оси, контакты прерывателя 6,ку­лачок 7, имеющий число граней, равное числу цилиндров. Неподвиж­ный контакт прерывателя присоединен к «массе»; подвижной контакт укреплен на конце рычажка. Если подушечка не касается кулачка, контакты замкнуты под действием пружины. Когда подушечка нахо­дит на грань кулачка, контакты размыкаются. Прерыватель управляет размыканием и замыканием контактов и моментом подачи искры.


3. Конденсатора первичной цепи 8(С1), подключенного параллельно контактам 6,который является составным элементом колебательного контура в первичной цепи после размыкания контактов.

4. Распределителя 9,включающего в себя бегунок 10,крышку 11, на которой расположены неподвижные боковые электроды 12(число ко­торых равно числу цилиндров двигателя) и неподвижный централь­ный электрод, который подключается через высоковольтный провод к катушке зажигания. Боковые электроды через высоковольтные про­вода соединяются с соответствующими свечами зажигания. Высокое напряжение к бегунку 10 подается через центральный электрод с по­мощью скользящего угольного контакта. На бегунке имеется электрод 13, который отделен воздушным зазором от боковых электродов 12. Бе­гунок 10 распределителя и кулачок 7 прерывателя находятся на одном валу, который приводится во вращение зубчатой передачей от распре­делительного вала двигателя с частотой вдвое меньшей частоты вращения коленчатого вала. Прерыватель и распределитель располо­жены в одном аппарате, называемом распределителем зажигания;


5. Свечей зажигания 15, число которых равно числу цилиндров двигателя.

6. Выключателя зажигания 16.

7. Добавочного резистора 17 (Rдоб), который уменьшает тепловые по­тери в катушке зажигания, дает возможность усилить зажигание. (При пуске двигателя Rдоб шунтируется выключателем 18 одновременно с включением стартера.) Добавочный резистор изготовляют из нихрома или константана и наматывают на керамический изолятор.

Рисунок 1 Принципиальная схема классической системы зажигания

Принцип работы классической системы батарейного зажигания со­стоит в следующем.

При вращении кулачка 7 контакты 6 попеременно замыкаются и размыкаются. После замыкания контактов (в случае замкнутого вы­ключателя 16) через первичную обмотку катушки зажигания 2 проте­кает ток, нарастая от нуля до определенного значения за данное время замкнутого состояния контактов. При малых частотах враще­ния валика 14 распределителя 9 ток может нарастать до установивше­гося значения, определенного напряжением аккумуляторной батареи и омическим сопротивлением первичной цепи (установившийся ток). Протекание первичного тока вызывает образование магнитного пото­ка, сцепленного с витками первичной и вторичной обмоток, и накопле­ние электромагнитной энергии.

После размыкания контактов прерывателя как в первичной так и во вторичной обмотке индуцируется ЭДС самоиндукции. Согласно за­кону индукции вторичное напряжение тем больше, чем быстрее ис­чезает магнитный поток, созданный током первичной обмотки, боль­ше первичный ток в момент разрыва и больше число витков во вторич­ной обмотке. В результате переходного процесса во вторичной обмот­ке возникает высокое напряжение, достигающее 15 ... 20 кВ. В первич­ной обмотке также индуцируется ЭДС самоиндукции, достигающая 200 ...400 В, направленная в ту же сторону, что и первичный ток, и стремящаяся задержать его исчезновение. При отсутствии конденсато­ра 8 ЭДС самоиндукции вызывает образование между контактами пре­рывателя во время их размыкания сильной искры или, точнее, дуги. При наличии конденсатора 8ЭДС самоиндукции создает ток, заряжающий конденсатор. В следующий период времени конденсатор разряжается через первичную обмотку катушки и аккумуляторную батарею. Та­ким образом, конденсатор 8практически устраняет искрообразование в прерывателе, обеспечивая долговечность контактов и индуцирова­ние во вторичной обмотке достаточно высокой ЭДС.

Вторичное напряжение подводится к бегунку распределителя, а за­тем через электроды в крышке и высоковольтные провода поступает к свечам соответствующих цилиндров.

studopedia.ru

Системы зажигания автомобиля

Автомобильный мотор еще в первых своих модификациях представлял собой сложную конструкцию, состоящую из ряда систем, работающих воедино. Одним из основных компонентов любого бензинового мотора является система зажигания. Об ее устройстве, разновидностях и особенностях мы сегодня и поговорим.

Система зажигания

Система зажигания автомобиля представляет собой комплекс из приборов и устройств, которые работают на обеспечение своевременного появления электрического разряда, воспламеняющего смесь в цилиндре. Она является неотъемлемой деталью электронного оборудования и в своем большинстве завязана на работе механических компонентов мотора. Этот процесс присущ всем моторам, которые не используют для воспламенения сильно нагретый воздух (дизель, компрессионные карбюраторные). Искровое воспламенение смеси применяется и в гибридных моторах, работающих на бензине и газу.

Принцип работы системы зажигания зависит от ее вида, но если обобщать ее работу, можно выделить следующие этапы:

  • процесс накопления высоковольтного импульса;
  • проход заряда через повышающий трансформатор;
  • синхронизация и распределения импульса;
  • возникновение искры на контактах свечи;
  • поджог топливной смеси.


Важным параметром является угол или момент опережения – это время, в которое осуществляется поджог воздушно-топливной смеси. Подбор момента происходит так, чтобы предельное давление возникало при попадании поршня в верхнюю точку. В случае с механическими системами его придется выставлять вручную, а в электронно-управляемых системах настройка происходит автоматически. На оптимальный угол опережения влияет скорость движения, качество бензина, состав смеси и другие параметры.

Классификация систем зажигания

Основываясь на методе синхронизации зажигания, различают схемы контактные и бесконтактные. По технологии формирования угла опережения зажигания можно выделить системы с механической регулировкой и полностью автоматические или электронные.

Исходя из типа накопления заряда, для пробития искрового промежутка, рассматривают устройства с накоплением в индуктивности и с накоплением в емкости. По способу коммутации первичной цепи катушки бывают – механические, тиристорные и транзисторные разновидности.

Узлы систем зажигания

Все существующие виды систем зажигания различаются способом создания контролирующего импульса, в остальном их устройство практически не отличается. Поэтому можно указать общие элементы, которые являются неотъемлемой частью любой вариации системы.

Питание – первичным, служит аккумулятор (задействуется при пуске), а при работе – эксплуатируется напряжение, которое производит генератор.

Выключатель – устройство, которое необходимо для подачи питания на всю систему или его отключения. Выключателем служит замок зажигания или управляющий блок.

Накопитель заряда – элемент необходимый для концентрации энергии в нужном объеме, для воспламенения смеси. Существует два типа компонентов для накопления:

  • Индуктивный – катушка, внутри которой расположился повышающий трансформатор который создает достаточный импульс для качественного поджога. Первичная обмотка устройства питается от плюса батареи и приходит через прерыватель к ее минусу. При размыкании первичного контура прерывателем на вторичном создается высоковольтный заряд, который и передается на свечу.
  • Емкостный – конденсатор, который заряжается повышенным напряжением. В нужное время накопленный заряд по сигналу передается на катушку.

Схема работы в зависимости от вида накопления энергии

Свечи – изделие, состоящее из изолятора (основа свечи), контактного вывода для подключения высоковольтного провода, металлической оправы для крепления детали и двух электродов, между которыми и образуется искра.

Система распределения – подсистема, предназначенная для направления искры на нужный цилиндр. Состоит из нескольких компонентов:

  • Распределитель или трамблер – устройство, сопоставляющее обороты коленвала и соответственно – рабочее положение цилиндров с кулачковым механизмом. Компонент может быть механическим или электронным. Первый – передает вращение мотора и посредством специального бегунка распределяет напряжение от накопителя. Второй (статический) исключает наличие вращающихся частей, распределение происходит благодаря работе блока управления.
  • Коммутатор – прибор, генерирующий импульсы заряда катушки. Деталь присоединяется к первичной обмотке и разрывает питание, генерируя напряжение самоиндукции.
  • Блок управления – устройство на микропроцессорах, определяющее момент передачи тока в катушку на основании показаний датчиков.

Провод – одножильный высоковольтный проводник в изоляции, соединяющий катушку с распределителем, а также контакты коммутатора со свечами.

Магнето

Одной из первых систем зажигания является – магнето. Она состоит из генератора тока, который создает разряд исключительно для искрообразования. Состоит система из постоянного магнита, который приводится в движение коленчатым валом и катушки индуктивности. Искру, способную пробить искровой промежуток генерирует повышающий трансформатор, одной частью которого служит грубая обмотка катушки индуктивности. Для повышения напряжения используют часть обмотки генератора, которая соединена с электродом свечи.

Система зажигания с магнето

Контроль за подачей искры может быть контактный, выполненный в виде прерывателя или бесконтактный. При бесконтактном методе подачи искры применяются конденсаторы, которые улучшают качество искры. В отличие от представленных далее схем зажигания, магнето не требуется аккумулятор, оно легкое и активно применяется в компактной технике – мотокосах, бензопилах, генераторах и т.д.

Контактная система зажигания

Устаревшая, распространенная схема воспламенения топливной смеси. Отличительной особенностью системы является создание высокого напряжения, вплоть до 30 тысяч В на свечи. Создает такое высокое напряжение катушка, которая соединена с распределительным механизмом. Импульс на катушку передается благодаря специальным проводам, соединенным с контактной группой. При размыкании кулачков происходит формирование разряда и искры. Устройство также выполняет роль синхронизатора, так как момент образования искры должен совпадать с нужным моментом такта сжатия. Данный параметр устанавливается посредством механической регулировки и сдвига искры на более раннюю или позднюю точку.

Простейшая схема

Уязвимой частью такого варианта является естественный механический износ. Из-за него меняется момент образования искры, он нестабильный для различных положений бегунка. Ввиду чего появляются вибрации мотора, падает его динамика, ухудшается равномерность работы. Тонкие настройки позволяют избавиться от явных неисправностей, но проблема может возникнуть повторно.

Преимуществом контактного зажигания является его надежность. Даже при серьезном износе деталь будет работать безотказно, позволяя мотору работать. Схема не прихотлива к температурным режимам, практически не боится влаги или воды. Такой вид зажигания распространен на старых автомобилях и по сей день используется на ряде серийных моделей.

Бесконтактное зажигание

Принципиальная схема работы бесконтактной системы несколько отличается. Она сохраняет трамблер, как элемент конструкции, но он лишь выполняет функцию синхронизации цилиндров и отсылает импульс на коммутатор. В свою очередь транзисторный элемент, синхронизируется с показателем датчика и определяет угол зажигания, а также другие настройки – автоматически.

Преимущество системы – стабильность качества искрообразования, которое не зависит от ручных настроек или сохранности поверхности контактов. Если рассматривать превосходство данного варианта над контактной схемой, можно выделить:

  • система генерирует искру высокого качества постоянно;
  • устройство системы зажигания исключает ухудшение ее работы вследствие износа или загрязнения;
  • отсутствует необходимость производить тонкие настройки угла зажигания;
  • не приходится следить за состоянием контактов, контролировать их угол замыкания и другие настройки.

В результате использования бесконтактной системы можно наблюдать снижение расхода топлива, улучшение динамических характеристик, отсутствие сильных вибраций мотора, стабильная искра позволяет облегчить холодный пуск.

Электронное зажигание

Современная, наиболее совершенная схема, которая полностью исключает наличие подвижных частей. Для получения необходимых данных о положении коленвала и других применяются специальные датчики. Далее электронный блок управления производит расчеты и посылает соответствующие импульсы на рабочие компоненты. Такой подход позволяет максимально точно определить момент подачи искры, благодаря чему смесь разжигается своевременно. Это позволяет получить больше мощности, улучшить продувку цилиндра и снизить вредные выбросы, благодаря лучшему дожигу топлива.

Схема электронной системы

Электронная система зажигания автомобиля отличается высокой стабильностью работы и устанавливается на большинство современных авто. Такая популярность определена преимуществами данной схемы:

  • Снижение расхода топлива во всех режимах работы мотора.
  • Улучшение динамических показателей – отклик на педаль газа, скорость разгона и т.д.
  • Более плавная работа мотора.
  • Выравнивается график момента и лошадиных сил.
  • Минимизируются потери мощности на низких оборотах.
  • Совместима с газобаллонным оборудованием.
  • Программируемый электронный блок позволяет настроить двигатель на экономию топлива или наоборот, на повышение динамических показателей.

Назначение системы зажигания достаточно простое, она является неотъемлемой частью бензинового двигателя, а также моторов, оснащенных ГБО. Этот компонент постоянно меняется и приобретает новые формы, соответствующие современным требованиям. Несмотря на это даже самые простые модели зажигания все еще используются на различной технике, успешно выполняя свою работу, как и десятки лет назад.

autoleek.ru


Смотрите также