Устройство бесконтактной системы зажигания

Устройство бесконтактной системы зажигания

Устройство и принцип действия типовой системы зажигания

Компоненты системы зажигания
С технической стороны система зажигания входит в комплекс электрооборудования двигателя. Конструктивно она состоит из следующих элементов:

• Аккумулятор или другой источник питания. Он подает в сеть низкое напряжение 12 вольт.
• Переключатель. При повороте ключа переключатель замыкается и низкое напряжение поступает в накопитель энергии.
• Накопитель энергии. Бывает двух видов: индуктивный (катушка зажигания трансформаторного типа, преобразующая низкое напряжение в высокое до 30 тысяч вольт) и емкостной (конденсатор).
• Блок управления аккумулированием и распределением энергии. В зависимости от типа системы зажигания это может быть прерыватель, транзисторный коммутатор или ЭБУ (электронный блок управления).
• Распределитель. Этот узел может быть механическим или электронным. Он осуществляет снабжение определенных свечей энергией в заданный момент времени.
• Провода цепи высокого напряжения. По ним поступает высокое напряжение к электродам свечей.
• Свечи зажигания.

Работа системы зажигания основана на следующем принципе: при подаче в сеть низковольтного напряжения, происходит накопление и преобразование энергии, что затем распределяется по свечам, на электродах которых формируется искра, провоцирующая воспламенение топливовоздушной смеси.

Контактная (батарейная) система зажигания

Система зажигания двигателя с принудительным воспламенением рабочей смеси должна обеспечить увеличение напряжения аккумуляторной батареи или генератора (в зависимости от режима работы двигателя) до величины, необходимой для возникновения электрического разряда между электродами свечи зажигания, и в требуемый момент (момент зажигания) подать это напряжение на соответствующую свечу. Момент зажигания характеризуется углом опережения зажигания, который представляет собой угол поворота коленчатого вала двигателя, отсчитываемый от положения вала в момент подачи искры до положения, когда поршень приходит в верхнюю мёртвую точку (ВМТ).

Виды систем зажигания

В современном автомобилестроении системы зажигания классифицируют в зависимости от способа управления процессом. При этом выделяют три основных типа схем:

• контактная (контактно-транзисторная);
• бесконтактная (транзисторная);
• электронная (микропроцессорная).

Характерные особенности контактной системы

Исторически контактная система является одной из первых и сегодня ее можно встретить лишь на старых моделях автомобилей. В таких конструкциях формирование высокого напряжения происходит в трансформаторной катушке, а распределение его на свечи реализуется механическим способом – замыканием и размыканием контактов цепи прерывателем-распределителем.

Устройство контактной системы зажигания

Помимо основных элементов, такие системы включают в себя центробежный регулятор опережения зажигания, необходимый для преобразования угла опережения зажигания относительно частоты вращения коленвала. Он представляет собой два груза, воздействующих на мобильную пластину, контактирующую с кулачковым механизмом прерывателя.

Угол опережения зажигания – определенное положение коленвала, при котором осуществляется подача высокого напряжения на свечи. В таком режиме зажигание происходит до момента достижения поршнем верхней мертвой точки, что позволяет обеспечить максимально эффективное сгорание топливовоздушной смеси.

Также в контактных схемах применяется вакуумный регулятор опережения зажигания, изменяющий угол опережения соответственно режиму работы (нагрузке) мотора. Он соединен с полостью, находящейся за дроссельной заслонкой, и при нажатии на педаль газа изменяет угол опережения в зависимости от величины разрежения.

При замыкании контактов низкое напряжение подается на первичную обмотку катушки, где аккумулируется энергия и в момент размыкания контакта происходит формирование высокого напряжения на вторичной обмотке. Затем энергия поступает к распределителю зажигания и далее на соответствующую свечу.

Если нагрузка на силовой агрегат повышается, увеличивается частота вращения вала прерывателя-распределителя, и грузы центробежного регулятора расходятся, изменяя положение пластины. Это способствует более раннему размыканию контактов, что увеличивает угол опережения. При снижении нагрузки на двигатель происходит обратный процесс.

В чем отличия контактно-транзисторной системы зажигания

Следующим поколением системы зажигания стала контактно-транзисторная, предполагающая установку в первичной цепи катушки транзисторного коммутатора. Он позволяет снизить силу тока в обмотке низкого напряжения, что повышает срок эксплуатации контактов.

Контактно-транзисторная система зажигания

За счет установки транзистора напряжение, поступающее на свечи, больше, чем в классической контактной системе на 30%. Зазор между электродами и, как следствие, длина искры при этом также больше, а значит возрастает и площадь контакта с топливовоздушной смесью, что способствует ее полному сгоранию. В контактно-транзисторной системе зажигания прерыватель воздействует не на катушку, а на коммутатор.

При повороте ключа через транзистор начинают проходить два типа токов:

• управления;
• основной ток первичной обмотки.

Когда контакты размыкаются, ток цепи управления исчезает, а транзистор запирается, препятствуя протеканию тока первичной обмотки. В этот момент магнитное поле формирует высокое напряжение на вторичной обмотке. Для ускорения запирания транзистора в контактной системе зажигания этого типа может устанавливаться импульсный трансформатор.

Принцип работы бесконтактной системы

Эволюционным продолжением транзисторно-контактной системы, является бесконтактное зажигание. В таких конструкциях вместо прерывателя устанавливается специальный датчик импульсов. Это дает возможность увеличить срок службы системы зажигания за счет отсутствия неисправностей, связанных с контактами прерывателя.

Датчик формирует электрические импульсы низкого напряжения. Он бывает трех типов:

• Датчик Холла. Конструкция такого датчика включает в себя постоянный магнит, и пластину-полупроводник, оснащенную микросхемой.
• Индуктивный. Принцип его работы основан на изменении величины индукции чувствительного элемента в зависимости от величины зазора между датчиком и движущимся пластинчатым ротором, воздействующим на магнитное поле.
• Оптический. Он состоит из светодиода, фототранзистора и микросхемы согласования. При попадании света от диода на фототранзистор датчик подает массу (минус питания) на коммутатор. Перекрытие потока света провоцирует исчезновение тока в катушке и способствует дальнейшему формированию искры.

Конструктивно датчик импульсов интегрирован в распределитель и регулируется режимом вращения коленвала двигателя. Прерывание тока в первичной обмотке катушки зажигания бесконтактной системы осуществляется также транзисторным коммутатором, но реагирующим на сигналы датчика.

В момент вращения коленвала датчик посылает импульсы напряжения на коммутатор. Последний, соответственно, формирует импульсы тока в обмотке низкого напряжения катушки. Когда ток не поступает, на вторичной обмотке возникает высокое напряжение, которое передается распределителю и далее по высоковольтным проводам к нужной свече. Изменение угла опережения в бесконтактной системе зажигания также выполняется центробежным и вакуумным регуляторами.

Принцип действия контактной системы зажигания

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, 2107

схема 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

Поломки бесконтактной системы зажигания

В бесконтактной системе зажигания возникают похожие проблемы, двигатель начинает сбоить, глохнет, не заводится. Основная масса проблем связана с загрязнением деталей. Зимой на запчастях оседает влага и соль, которой посыпают дороги, летом – пыль, которая проникает во все щели.

Система пуска машины, как и любая часть единой системы, обеспечивает комфортное использование и бесперебойную работу всех узлов. Грамотная эксплуатация, своевременная диагностика, качественный ремонт помогут всем механизмам автомобиля служить долго и работать без поломок.

УАЗ 31512 Andrew Бортжурнал Установка электронного зажигания

Что можно поставить на классику из существующих МПСЗ

Среди наиболее известных микропроцессорных, чаще всего используют МПСЗ Мaya, Secu 3 или Микас. Собрать любую не представляет труда, при наличии навыков правильно видеть и читать инструкцию со схемой, и выполнять последовательность действий монтажа.
При выборе микропроцессорной системы не стоит пугаться навороченной схемы, которой любят козырять продавцы товара, предлагая услуги знакомого электрика для «гарантированно качественного монтажа за копейки». Все компоненты можно установить на классику своими руками.

При выборе обратите внимание на качество самого блока. Хорошим тоном считается, если нет короблений пластмассовых частей заусениц, микротрещин

Вторым показателем можно привести наличие большой рассеивающей поверхности в виде алюминиевой основы. Микропроцессор остается самой капризной частью и к выбору места под капотом или в салоне необходимо относиться со всей серьезностью.

Катушки зажигания можно выделить в отдельный блок, как вариант можно закрепить непосредственно рядом со свечами на крышке головки.

Принцип работы МПСЗ на классике

Контактная система, устанавливаемая на классику, все еще находит свое применение на практике, но никак не может конкурировать с МПСЗ. И в этом наблюдается очень интересный момент. Принцип образования искры в целом не меняется. Искра, которая возникает при воздействии микропроцессорной системы зажигания намного лучше, мощнее, и что самое главное, появляется возможность управления процессом возникновения искры. Такое стало возможным благодаря преобразованию угла опережения зажигания.

Как утверждают специалисты, показатель скорости движения авто на ходу существенно влияет на появление искры в цилиндрах. По теории такое возникает, когда поршень располагается в верхней мертвой точке. В то время, когда авто движется на максимальной скорости, исходя из окончательных значений сгорания топлива, образование искры должно начинаться намного раньше, чем поршень дойдет до верхней мертвой точки.

Управление углом опережения помогает создать искру в тот момент, когда необходимо. В результате двигатель показывает максимальный результат мощности. Стоит отметить, что при этом снижается расходование топлива и существенно повышается качество теплового режима работы. Именно эту функцию берет на себя МПСЗ.

Микропроцессорная система зажигания предоставляет карбюраторным двигателям еще один шанс на жизнь. Нужно понимать, что его технические параметры будут значительно выше, однако будут уступать современным авто, но данная система существенно повысит качество взаимодействия контактной системы с двигателем.

По факту трамблер отвечает только за распределение напряжения по свечам зажигания, а его управлением занимается микропроцессорная система. Это особое электронное устройство, которое выполнено на микроконтроллере. В зависимости от показаний датчиков, микропроцессорная система зажигания выставляет необходимый угол опережения зажигания.

В чем принцип действия

Volvo XC70 Черная яхта RICAstage2 Бортжурнал 33. Установка датчиков мертвых зон не BLIS
Принцип функционала состоит в том, что в момент работы машины начинают меняться частоты вращения коленвала. Которые тут же контролируются датчиками распредвала и вращения коленчатого вала. На основе зафиксированных параметров идет команда на эбу. И тут же принимается нужный угол опережения.

Более того, когда изменяется нагрузка на силовой узел при движении машины, то выбор угла опережения и фиксация таких изменений полностью ложатся на датчик отслеживающий расход воздуха во время работы. Другими словами системой как бы управляет целый комплекс узлов. И весь процесс выполняется четко как по часам.

Учитывается все: момент и угол опережения, вращения, уровень температуры, частоты оборотов, положение важных узлов, заслонки, функционал цилиндров, наличие своевременной искры и так далее.

Микропроцессорная функция зажигания, призвана также и снижать ненужное напряжение в момент работы всех систем авто.

Пользуясь современным типом систем и данным зажиганием в целом, автовладелец получает максимум комфорта при минимуме затрат!

Многоискровая приставка к системе зажигания автомобиля

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Гомельский государственный технический университет им. П.О. Сухого(73) Патентообладатель Гомельский государственный технический университет им. П.О.Сухого. Многоискровая приставка к системе зажигания автомобиля, содержащая блок управления, выход которого соединен со входом блока многоискрового режима, отличающаяся тем, что блок управления выполнен в виде генератора с изменяющейся скважностью импульсов, блок многоискрового режима снабжен двумя выводами для подключения первичной обмотки катушки зажигания и образован усилителем, вход которого является общим с входом блока многоискрового режима, и соединен с первым выводом для подключения первичной обмотки катушки зажигания через последовательно включенные -цепочку, по меньшей мере, один стабилитрон и резистор, а второй вывод для подключения первичной обмотки катушки зажигания электрически связан с точкой соединения стабилитрона и -цепочки и, одновременно, с выходом усилителя. 2. Приставка по п. 1, отличающаяся тем, что генератор с изменяющейся скважностью импульсов выполнен на транзисторах с длительностью импульсов не менее 1,5 миллисекунды, а усилитель блока многоискрового режима выполнен в виде составного транзистора с коэффициентом усиления не ниже 500. Полезная модель относится к области автомобилестроения, а более конкретно к электронным системам зажигания. В современном автомобилестроении известно использование систем зажигания, базирующихся на самых различных принципах действия. В частности, известна система зажигания 1, содержащая блок управления,последовательно соединенный с эмиттерным повторителем, резистором, выходным транзистором, к коллектору которого подключена катушка зажигания, второй выход которой соединен с цепью питания. Экспериментальные исследования зажигания рабочей смеси в устройствах подобного типа, проведенные в Научноисследовательском и экспериментальном институте автомобильного электрооборудования и автоприборов,показали, что скорость горения смеси зависит от оборотов двигателя, энергии и длительности искры 2. В данной системе катушка зажигания выдает искру постоянной относительно небольшой длительности и мощности, что уменьшает скорость горения рабочей смеси в двигателе при уменьшении оборотов из-за снижения эффективности формирования искры. Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой конструкции системы зажигания является конструкция транзисторной системы зажигания 3, содержащая последовательно соединенные блок многоискрового режима с блоком включения, составной эмиттерный повторитель, резистор, выходной транзистор,блок управления, соединенный через блок формирования импульсов рассасывания зарядов с базой выходного транзистора, к коллектору которого подключена первичная обмотка катушки зажигания и стабилитрон. В данной конструкции многоискровая подача осуществляется только в момент пуска двигателя, а при отключении стартера работа устройства зажигания происходит по обычной схеме, т.е. оно имеет те же недостатки, что и вышеописанная система зажигания. Задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является повышение эффективности зажигания путем формирования не единичной искры в процессе работы двигателя, а нескольких искр (пачки), увеличивающихся с повышением числа оборотов, что повышает длительность существования искры и ее мощность. Это достигается тем, что в известном устройстве многоискровой подачи, содержащем блок управления, выход которого соединен со входом блока многоискрового режима, согласно полезной модели блок управления выполнен в виде генератора с изменяющейся скважностью импульсов на транзисторах с длительностью импульсов не менее 1,5 миллисекунды , блок многоискрового режима снабжен двумя выводами для подключения первичной обмотки катушки зажигания и образован усилителем на составном транзисторе с коэффициентом усиления не ниже 500, вход усилителя является общим с входом блока многоискрового режима и соединен с первым выводом для подключения первичной обмотки катушки зажигания через последовательно включенные -цепочку, по меньшей мере, один стабилитрон и резистор, а второй вывод для подключения первичной обмотки катушки зажигания электрически связан с точкой соединения стабилитрона и -цепочки и, одновременно, с выходом усилителя. На фиг. 1 представлена блок-схема многоискровой приставки на фиг. 2 -пример возможного выполнения блока управления на фиг. 3 — пример возможного выполнения усилителя на фиг. 4 — временные диаграммы искрообразования на фиг. 5 — внешний вид (а) и пример размещения (б) многоискровой приставки на катушке зажигания. Многоискровая приставка содержит (фиг. 1) последовательно соединенные блок управления 1, выполненный в виде транзисторного генератора с изменяющейся скважностью импульсов длительностью 1,5 миллисекунды , и блок многоискрового режима 2, содержащий усилитель 3 и снабженный двумя выводами 4 и 5 для подключения первичной обмотки 6 катушки зажигания. Вход блока многоискрового режима 2 является общим с входом усилителя 3, т.е. соединен с ним, и через -цепочку 7, 8 с первым выводом 4 для подключения первичной обмотки 6 катушки зажигания. К первому выводу 4 подсоединены выход усилителя 3 и через последовательно соединенные резистор 9 и, по меньшей мере, один стабилитрон 10, второй вывод 5 для подключения первичной обмотки 6 катушки зажигания. К выходу блока управления 1 подключен контакт прерывателя 11. Блок управления 1 может представлять собой (фиг. 2) мультивибратор, выполненный на двух транзисторах 12, 13, в коллекторные цепи которых включены резисторы 14, 15, при этом выход транзистора 12 через емкость 16 соединен с входом транзистора 13. В базовую цепь транзистора 13 включен переменный резистор 17 для изменения скважности импульсов. Усилитель 3 (фиг. 3) может быть образован двумя элементами 18, 19, собранными в составной транзистор. 2 569 Многоискровая приставка работает следующим образом. При включении системы зажигания автомобиля запускается генератор с изменяющейся скважностью импульсов (блок управления 1) и, при размыкании контактов прерывателя 11 (срабатывание которого служит одновременно разрешением для управления блоком многоискрового режима 2) импульсами блока управления 1,усилитель 3, охваченный обратной связью, переходит в режим ударного возбуждения, вырабатывая пачку импульсов. Первичная обмотка 6 катушки зажигания одновременно является одним из элементов обратной связи,обеспечивающей режим ударного возбуждения. При замыкании контактов прерывателя 11 работа блока управления 1 блокируется и работа блока многоискрового режима 2 прекращается. Длительность импульсов блока управления 1 в 1,5 миллисекунды достаточна для получения стабильной пачки импульсов, а построение генератора с изменяющейся скважностью импульсов на транзисторах обеспечивает работоспособность приставки в широком диапазоне питающего напряжения от 4 до 24 В. С уменьшением числа оборотов двигателя время размыкания-замыкания контактов прерывателя 11 растет, что приводит к увеличению количества пачек импульсов, подаваемых на первичную обмотку 6 катушки зажигания. Стабилитрон 10, включенный параллельно первичной обмотке б катушки зажигания, осуществляет защиту усилителя 3. Эффект увеличения искрообразования с уменьшением числа оборотов двигателя можно рассмотреть на примере автомобилей ВАЗ. У них угол 2 замкнутого состояния контактов (длительность импульсов гене ратора) составляет 53, а угол 1 разомкнутого состояния контактов равен 37. Отношение 10,7 и явля 2 ется величиной постоянной. Переменной величиной является частота циклов замыкание — размыкание контактов. Пусть частота вращения коленчатого вала двигателя при его работе составляет величину в диапазоне от 600 до 6000 об/мин. Тогда распределительный вал за два оборота коленчатого вала совершит один оборот. Диапазон частот вращения последнего от 300 до 3000 об/мин (от 50 до 500 об/сек), что соответствует частоте 50-500 Гц. Рассмотрим временные диаграммы искрообразования (фиг. 4). 1 Период 12, где- частота. При работе двигателя период Т изменяется от 20 до 2 , а величина 1 — от 9 до 2,4 . Длительность импульса генератора 1,5 и является величиной постоянной и от частотыне зависит. В результате рост величины 1 ведет к росту числа прошедших импульсов длительностью . Каждый импульс 1,5 вызывает искрообразование, при котором, чем больше импульсов, тем больше искр. Таким образом, использование предлагаемой приставки по сравнению с известными конструкциями позволяет повысить эффективность формирования искры за счет многоискрового режима и нарастания пачек импульсов при снижении оборотов двигателя. Это в целом при относительной простоте конструкции, позволяет повысить эффективность работы двигателя, обеспечить более полное сгорание топлива и понизить требования к качеству топлива. Опытная проверка эффективности применения приставки показала, что улучшается работа двигателя за счет более полного сгорания топлива, достигается экономия топлива (на 1015 на 100 км), снижается требование к качеству топлива (можно применять бензин марки А-76 вместо АИ-92), на порядок уменьшается содержание СО в выхлопных газах. Приставка работоспособна при напряжениях от 4 В до 24 В, имеет габариты304560 мм (фиг. 5) и надежна в работе. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.

Преимущества, которые не стоит игнорировать

Лада 2105 Bright White 15 R Бортжурнал Установка подрулевых переключателей шевроле нива замка зажигания ваз 2110

Электронные системы зажигания — EI и DLI

Электронные системы зажигания устанавливают момент зажигания посредством электронных расчетов. Характеристические кривые, получаемые при использовании обычных распределителей зажигания с центробежными и вакуумными регуляторами, заменяются оптимизированными электронными отображениями процесса зажигания. Механическое распределение тока высокого напряжения осталось в варианте EI. Полностью электронное бесконтактное зажигание (т.е. без распределителя зажигания, система DLI ) имеет постоянные электронно-управляемые компоненты. Электронные системы зажигания более точно, чем обычные механические системы, выбирают момент зажигания. Их преимущество заключается в том, что процесс зажигания определяется углом поворота коленчатого вала, а не валика распределителя (исключается влияние допусков в приводе распределителя). Исключаются ограничения, накладываемые механическими устройствами регулировки.

Число входных параметров теоретически ничем не ограничено, что позволяет расширить диапазон регулирования зажигания. Вследствие ограничений, накладываемых на потребное напряжение зажигания и регулируемый диапазон момента зажигания, при использовании распределителя зажигания с фиксированным приводом возникают значительные трудности в установке моментов зажигания на многоцилиндровых двигателях. Также в этом случае не может быть обеспечено эффективное распределение зажигания. Выходом может быть разделение зажигания на две цепи и статическое распределение напряжения.

Электронная система зажигания комбинируется с системой электронного управления впрыском топлива (система Motronic), устройством контроля детонации двигателя, ABS и т.д., что дает возможность использовать датчики и/или сигналы от других узлов автомобиля в более чем одной системе управления. Последовательно подключенный канал передачи информации (система CAN) еще больше сокращает число входных параметров в ECU .

Работа электронной системы зажигания

Частота вращения коленчатого вала и его положение контролируются индуктивным датчиком в плоскости вращения венца маховика с использованием отдельного ротора либо специального штифта (в ранних системах применялись два датчика). Срабатывание датчика осуществляется при прохождении в его магнитном поле равномерно распределенных зубьев или сегментов (по одному на два цилиндра):

• начало сегмента равно углу, соответствующему максимальному опережению зажигания;
• конец сегмента равен начальному углу.

Установочная метка соответствует определенному угловому положению коленчатого вала. Для получения импульсов напряжения может использоваться распределитель зажигания без механизма изменения опережения зажигания; в этом случае управляющий сигнал создается в генераторе Холла.

Для контроля за нагрузкой двигателя могут использоваться датчик давления, потенциометры, определяющие угловое положение дроссельной заслонки или электронные сигналы от системы управления топливоподачи. Микропроцессор в ECU производит обработку сигналов о частоте вращения коленчатого вала и нагрузке двигателя для расчета точного момента зажигания. Микропроцессор может также производить обработку сигналов о температуре двигателя и степени открытия дроссельной заслонки, что позволяет корректировать установку зажигания и регулировать другие параметры автомобиля. Микропроцессор позволяет определить угол замкнутого состояния контактов прерывателя и контролирует работу аккумуляторной батареи для коррекции ее напряжения. Это гарантирует получение максимального напряжения искрового разряда. При малой частоте вращения вала стартера компьютер прерывает прохождение тока через катушку зажигания, препятствуя ее перегреву. Задающий (усиливающий) каскад может быть интегрирован в ECU или установлен отдельно.

Обработка сигналов в ECU

Рисунок 3 –Электронное зажигание, обработка сигнала: 1- частота вращения коленчатого вала двигателя; 2 – сигналы включения; 3 – CAN (последовательно подключенный канал передачи информации); 4 – давление во впускном трубопроводе двигателя; 5 – температура двигателя; 6 – температура воздуха на впуске; 7 – напряжение аккумуляторной батареи; 8 – микропроцессор; 9 – аналого-цифровой преобразователь; 10 – задающий каскад (каскад усиления мощности)

После первоначальной обработки сигналы в цифровой форме направляются непосредственно в микропроцессор. Аналоговые сигналы сначала преобразуются в цифровую форму. Существуют разные варианты системы зажигания ESA. Сравнение программ работы систем электронного зажигания и работы систем с распределителем зажигания показывает, что в первом случае имеется возможность программировать каждую точку поля углов опережения зажигания. Таким образом, оптимальный момент зажигания (например, для получения максимальной топливной экономичности) может быть выбран для каждого из условий работы в соответствии с ограничениями, накладываемыми такими факторами, как токсичность, пределы воспламенения рабочей смеси и динамические характеристики самого автомобиля. ECU не требует обслуживания и регулировок за весь срок службы двигателя.

Система зажигания с вращающимся распределителем

Распределитель зажигания обеспечивает подачу электрических импульсов к свечам зажигания цилиндров двигателя. Если диапазон его регулировок недостаточен для обслуживания всех цилиндров, то применяются две цепи зажигания (например, два распределителя зажигания, каждый из которых рассчитан на 4 цилиндра, могут обслуживать 8-цилиндровый двигатель). Синхронизацию работы двух таких распределителей осуществляет коленчатый вал. При использовании двух распределителей, каждый из которых обслуживал бы 3 цилиндра, синхронизация их работы должна была бы осуществляться посредством распределительного вала.

Бесконтактное распределение зажигания

Системы с катушками зажигания на каждый цилиндр двигателя

Каждый цилиндр двигателя снабжен собственной катушкой зажигания с задающим (усилительным) каскадом, установленной непосредственно над свечой зажигания или отдельно от нее. При этом необходима синхронизация работы всех катушек или посредством датчика вращения распределительного вала, или путем определения давления в цилиндре. На двигателях с четным числом цилиндров система возвращается к способу генерирования импульсов зажигания от вращения коленчатого вала в том случае, если датчик вращения распределительного вала выйдет из строя, хотя две катушки зажигания всегда будут срабатывать одновременно (один из искровых разрядов будет иметь место при такте выпуска). Эта система пригодна для двигателей с любым числом цилиндров и обеспечивает большие возможности для проведения регулировок, так как за один цикл работы двигателя генерируется только один искровой разряд.

Благодаря всем этим преимуществам система с катушками зажигания на каждый цилиндр будет применяться гораздо чаще по сравнению с использованием катушки на большее число цилиндров, даже несмотря на более высокую стоимость такой системы.

Системы с одной катушкой зажигания на два цилиндра

В этих системах на каждые два цилиндра двигателя имеется одна катушка зажигания. Коленчатый вал может использоваться для синхронизации их работы. Клемма высокого напряжения катушки зажигания соединена со свечами зажигания двух цилиндров, рабочие циклы которых осуществляются со смещением на 360 0 один от другого.

Дополнительный искровой разряд вырабатывается во время такта выпуска. Такая система зажигания может применяться только на двигателях с четным числом цилиндров. В настоящее время такая бесконтактная система зажигания используется наиболее часто из-за меньшей ее стоимости относительно системы с катушками зажигания на каждый цилиндр.

Электронная система зажигания автомобиля

Устройство электронной системы зажигания

В электронной системе зажигания инжектора используется принцип статического распределения высокого напряжения и отсутствуют подвижные детали. На инжекторных авто высокое напряжение с катушки зажигания подается в два цилиндра, поршни которых в данный момент движутся к верхней мертвой точке. В одном из цилиндров происходит такт сжатия смеси, во втором — такт выпуска.

Такой принцип распределения высокого напряжения называется «методом холостой искры» . На современных инжекторных двигателях устанавливают индивидуальные катушки зажигания на каждый из цилиндров.

Управление углом опережения зажигания

Состав системы зажигания инжекторного двигателя

Модуль зажигания

Катушка зажигания служит для накопления энергии, достаточной для воспламенения топливовоздушной смеси, в ее вторичной цепи формируется высокое напряжение, которое далее подается на свечи зажигания. Катушка зажигания состоит из двух индуктивно связанных обмоток (первичной и вторичной).

Коммутатор служит для включения и выключения тока в первичной обмотке катушки зажигания. Контроллер рассчитывает необходимое время включенного состояния в зависимости от текущих оборотов коленвала и напряжения бортсети и подает на коммутатор управляющий сигнал. В течение времени включенного состояния (времени накопления) ток в первичной обмотке катушки зажигания возрастает до заданного оптимального значения, при котором величина запасаемой энергии достигает максимума. Если время накопления слишком велико, то катушка зажигания будет работать с насыщением, что приведет к ее перегреву и снижению КПД.

Высоковольтные провода зажигания

С помощью высоковольтных проводов высокое напряжение с катушки зажигания подается на свечи зажигания. Высоковольтный провод представляет собой токопроводящую жилу в силиконовой изоляции, на концах которой и находятся высоковольтные контактные наконечники. Высоковольтный провод обладает сопротивлением 6—15 кОм. Это делается специально для снижения уровня электромагнитных помех, которые возникают в момент искрообразования.

Свечи зажигания

Свеча зажигания: 1 — контакт; 2 — изолятор; 3 — корпус; 4 — электропроводное стекло; 5 — уплотнение; 6 — центральный электрод; 7 — боковой электрод

Свечи зажигания служат для воспламенения топливовоздушной смеси. При увеличении напряжения вторичной цепи до величины пробоя искровой промежуток между центральным и боковым электродами свечи зажигания становится токопроводящим, запасенная энергия катушки зажигания преобразуется в искру, воспламеняющую топливовоздушную смесь.

Величина напряжения пробоя искрового промежутка зависит от зазора между электродами, от геометрии электродов, от давления в камере сгорания и от коэффициента избытка воздуха смеси в момент воспламенения. С ростом давления в камере сгорания напряжение пробоя увеличивается.

Длина искрового промежутка влияет на качество сгорания топливовоздушной смеси. Чем больше искровой промежуток, тем увереннее происходит ее воспламенение. Но максимальное значение межэлектродного расстояния ограничивается максимально допустимым значением вторичного напряжения катушки зажигания, скоростью нарастания вторичного напряжения, которое, в свою очередь, определяется конструктивными особенностями катушки зажигания, высоковольтных проводов и свечей зажигания.

Датчик положения коленвала (ДПКВ)

Чтобы обеспечить оптимальное управление двигателем, контроллер системы управления должен всегда знать точное положение поршней в цилиндрах двигателя относительно ВМТ. Для этой цели шкив привода генератора дополнили зубчатым венцом. Расчетное количество зубьев на венце 60, при этом два из них отсутствуют. Угловое расстояние между зубьями составляет 6°.

В паре с зубчатым шкивом работает ДПКВ. Воздушный зазор между ДПКВ и зубчатым венцом составляет 0,7—1,1 мм.