Заняття 15 Конструкція системи запалювання

1. Призначення, характеристика, загальна будова систем запалювання.

2. Будова та робота складових елементів систем запалювання

1. Система запалювання призначена для запалення паливно -повітряної суміші бензинового двигуна. Займання суміші відбувається від іскри, тому інше найменування системи - іскрова система запалювання, а бензинового двигуна - двигун з іскровим запалюванням (скорочено - ДсІЗ).

Залежно від способу управління процесом запалювання розрізняють такі типи систем запалювання:

- контактна система запалювання;

- безконтактна (транзисторна) система запалювання;

- електронна (мікропроцесорна) система запалювання.

У контактній системі запалювання управління накопиченням та розподілення електричної енергії по циліндрах здійснюється механічним пристроєм - переривачем - розподільником. Подальшим розвитком контактної системи запалювання є контактна транзисторна система запалювання, в первинному ланцюзі котушки запалювання якої застосований транзисторний комутатор.

На відміну від контактної в безконтактної системі запалювання для управління накопиченням енергії використовується транзисторний комутатор, що взаємодіє з безконтактним датчиком імпульсів. Транзисторний комутатор в даній системі виконує роль переривника. Розподіл струму високої напруги здійснюється механічним розподільником.

У мікропроцесорної системі запалювання використовується електронний блок управління, за допомогою якого здійснюється управління процесом накопичення і розподілу електричної енергії. У ранніх конструкціях електронної системи запалювання електронний блок одночасно керував системою запалення і системою впорскування палива (т.зв. об'єднана система уприскування і запалення). В даний час управління запалюванням включено в систему управління двигуном.

Не дивлячись на відмінності в конструкції можна виділити наступне загальне пристрій системи запалювання:

- джерело живлення (автомобільний генератор і акумуляторна батарея);

- вимикач запалювання;

- пристрій управління накопиченням енергії (переривник, транзисторний комутатор, електронний блок управління);

- накопичувач енергії (котушка запалювання);

- пристрій розподілу енергії по циліндрах (механічний розподільник, електронний блок управління);

- високовольтні дроти;

- свічки запалювання.

Принцип роботи системи запалювання полягає в накопиченні і перетворенні котушкою запалювання низької напруги (12В) електричної мережі автомобіля в висока напруга (до 30000В), розподілі і передачі високої напруги до відповідної свічці запалювання та освіті в потрібний момент іскри на свічці запалювання.

У роботі системи запалювання можна виділити наступні етапи:

- накопичення електричної енергії;

- перетворення енергії;

- розподіл енергії по свічках запалювання;

- утворення іскри;

- займання паливно -повітряної суміші.

2.

Контактна система запалювання є найстарішим типом системи запалювання. В даний час дана система застосовується на деяких моделях вітчизняних автомобілів (т.зв. «класиці»).

Створення високої напруги і розподіл його по циліндрах в даній системі відбувається за допомогою контактів.

Контактна система запалювання має наступний пристрій:

джерело живлення;

вимикач запалювання;

механічний переривник струму низької напруги;

котушка запалювання;

механічний розподільник струму високої напруги;

відцентровий регулятор випередження запалювання;

вакуумний регулятор випередження запалювання;

високовольтні дроти; свічки запалювання.

Механічний переривник призначений для розмикання ланцюга низької напруги (ланцюзі первинної обмотки котушки запалювання). При розмиканні контактів у вторинній ланцюга котушки запалювання наводиться висока напруга. Для захисту контактів від обгорання в ланцюг паралельно контактам включений конденсатоh. Котушка запалювання служить для перетворення струму низької напруги в струм високої напруги. Котушка має дві обмотки - низької і високої напруги.

Контактна система запалювання

Механічний розподільник забезпечує розподіл струму високої напруги по свічках циліндрів двигуна. Розподільник складається з ротора (повсякденна назва «бігунок») і кришки. У кришці виконані центральний і бічні контакти. На центральний контакт подається висока напруга від котушки запалювання. Через бічні контакти висока напруга передається на відповідні свічки запалювання.

Переривник і розподільник конструктивно об'єднані в одному корпусі і приводяться в дію від колінчастого вала двигуна. Даний пристрій має загальну назву переривник - розподільник (повсякденна назва - «трамблер»).

Відцентровий регулятор випередження запалювання служить для зміни кута випередження запалювання залежно від числа обертів колінчастого вала двигуна. Конструктивно відцентровий регулятор складається з двох тягарців. Важки впливають на рухливу пластину, на якій розташовані кулачки переривника.

Кутом випередження запалювання називається кут повороту колінчастого вала двигуна, при якому відбувається подача струму високої напруги на свічки запалювання. Для того, щоб паливно -повітряна суміш повністю і ефективно згоріла запалювання виробляється з випередженням, тобто до досягнення поршнем верхньої мертвої точки.

Установка кута випередження запалювання виробляється регулюванням положення переривника- розподільника в двигуні.

Вакуумний регулятор випередження запалювання забезпечує зміну кута випередження запалювання залежно від навантаження на двигун. Навантаження на двигун визначається ступенем відкриття дросельної заслінки (положенням педалі газу). Вакуумний регулятор з'єднаний з порожниною за дросельної заслінкою і, залежно від ступеня розрядження в порожнині, змінює кут випередження запалювання.

Високовольтні дроти служать для подачі струму високої напруги від котушки запалювання до розподільника і від розподільника на свічки запалювання.

Свічка запалювання призначена для запалення паливно -повітряної суміші шляхом утворення іскрового розряду.

Принцип роботи контактної системи запалювання

При замкнутому контакті переривника струм низької напруги протікає по первинній обмотці котушки запалювання. При розмиканні контактів у вторинній обмотці котушки запалювання індукується струм високої напруги. По високовольтних дротах струм високої напруги подається на кришку розподільника, від якої розподіляється за відповідними свічок запалення з певним кутом випередження запалювання.

При збільшенні оборотів колінчастого вала двигуна, збільшуються оберти вала переривника розподільника. Важки відцентрового регулятора випередження запалювання під дією відцентрової сили розходяться, переміщаючи рухливу платину з кулачками переривника. Контакти переривника розмикаються раніше, тим самим збільшується кут випередження запалювання. При зменшенні оборотів колінчастого вала двигуна кут випередження запалювання зменшується.

Подальшим розвитком контактної системи запалювання є контактно- транзисторна система запалювання. У ланцюзі первинної обмотки котушки запалювання застосований транзисторний комутатор, керований контактами переривника. У даній системі за рахунок застосування транзисторного комутатора зменшена сила струму в ланцюзі первинної обмотки, тим самим збільшено термін служби контактів переривника.

Безконтактна система запалювання є конструктивним продовження контактно-транзисторної системи запалювання. У даній системі запалювання контактний переривник замінений безконтактним датчиком. Безконтактна система запалювання стандартно встановлюється на ряді моделей вітчизняних автомобілів, а також може встановлюватися самостійно замість контактної системи запалювання.

Застосування безконтактної системи запалювання дозволяє підвищити потужність двигуна, знизити витрату палива і викиди шкідливих речовин за рахунок більш високої напруги розряду (30000В) і відповідно більш якісного згоряння паливно -повітряної суміші. Рисунок 3Безконтактна система запалювання має наступний пристрій:

- джерело живлення;

- вимикач запалювання;

- датчик імпульсів;

- транзисторний комутатор;

- котушка запалювання;

- розподільник;

- відцентровий регулятор випередження запалювання;

- вакуумний регулятор випередження запалювання;

- дроти високої напруги;

- свічки запалювання.

У цілому пристрій безконтактної системи запалювання аналогічно контактній системі запалювання, за винятком таких пристроїв: датчика імпульсів і транзисторного комутатора.

Датчик імпульсів призначений для створення електричних імпульсів низької напруги. Розрізняють датчики імпульсів наступних типів:

- датчик Холла;

- індуктивний датчик;

- оптичний датчик.

Найбільше застосування в безконтактної системі запалювання знайшов датчик імпульсів використовує ефект Холла (виникнення поперечного напруги в пластині провідника із струмом під дією магнітного поля). Датчик Холла складається з постійного магніту, напівпровідникової пластини з мікросхемою і сталевого екрана з прорізами (обтюратора).

Проріз в сталевому екрані пропускає магнітне поле і в напівпровідниковій пластині виникає напруга. Сталевий екран не пропускає магнітне поле, і напруга на напівпровідниковій пластині не виникає. Чергування прорізів в сталевому екрані створює імпульси низької напруги.

Датчик імпульсів конструктивно об'єднаний з розподільником і утворюють один пристрій - датчик -розподільник. Датчик -розподільник зовні подібний переривач - розподільника і має аналогічний привід від колінчастого вала двигуна.

Транзисторний комутатор служить для переривання струму в ланцюзі первинної обмотки котушки запалювання відповідно до сигналами датчика імпульсів. Переривання струму здійснюється за рахунок відмикання і замикання вихідного транзистора.

Принцип роботи безконтактної системи запалювання

При обертанні колінчастого вала двигуна датчик -розподільник формує імпульси напруги і передає їх на транзисторний комутатор. Комутатор створює імпульси струму в ланцюзі первинної обмотки котушки запалювання. У момент переривання струму індукується струм високої напруги у вторинній обмотці котушки запалювання. Струм високої напруги подається на центральний контакт розподільника. Відповідно до порядку роботи циліндрів двигуна струм високої напруги подається по проводах високої напруги на свічки запалювання. Свічки запалювання здійснюють займання паливно -повітряної суміші.

При збільшенні оборотів колінчастого вала регулювання кута випередження запалювання здійснюється відцентровим регулятором випередження запалювання.

При зміні навантаження на двигун регулювання кута випередження запалювання виробляє вакуумний регулятор випередження запалювання.