Система зажигания бывает трех типов:
- контактная;
- бесконтактная (транзисторная);
- электронная.
Можно сказать, что время контактной и бесконтактной систем практически ушло. В современных машинах, как правило, используется электронная система зажигания. Однако, учитывая тот факт, что многие наши соотечественники ездят на советских и старых российских автомобилях, вкратце рассмотрим принципы работы контактной и транзисторной систем зажигания. Что касается электронной системы зажигания, то на практике изучать ее нет необходимости, поскольку отрегулировать электронное зажигание можно только на специализированной станции технического обслуживания.
Электрическая искра в контактной системе зажигания образуется между электродами свечи зажигания в конце такта сжатия. Поскольку промежуток сжатой рабочей смеси между электродами свечи имеет высокое электрическое сопротивление, между ними должно создаваться большое напряжение — до 24 000 В: только в этом случае будет вызван искровой разряд. Кстати, искровые разряды должны появляться при определенном положении поршней в цилиндрах и чередоваться в соответствии с установленным порядком работы цилиндров. Иначе говоря, искра не должна проскакивать во время такта впуска, сжатия или выпуска.
Узлы системы зажигания
- датчик момента искрообразования
В контактной системе использовался механический кулачок и контактная группа (прерыватель), разрывающая цепь при определенном положении вала. Это упрощало низковольтную электрическую часть системы до двух проводов - от источника питания до катушки, и от катушки до прерывателя. Недостатком этой системы была крайне низкая надежность контактов прерывателя (возможно, самое ненадежное место в двигателе как целом), их уязвимость для нагара и влаги.
Потому с развитием электроники от прерывателя отказались, заменив его бесконтактными датчиками - индуктивными, оптическими, либо наиболее распространенными датчиками Холла, основанными на эффекте изменения проводимости полупроводника в магнитном поле. Неоспоримое преимущество данных схем - отсутствие необходимости в периодическом обслуживании, за исключением замены свечей зажигания. В таком варианте системы зажигания для выдачи резкого фронта/спада напряжения на катушку необходима электронная схема, делающая это на основании сигнала с датчика. Отсюда название такого варианта - "электронное зажигание". Электронная схема обычно исполнена в виде единого, часто неремонтопригодного узла, известного в просторечии как "коммутатор".
В советских/российских двигателях малого литража (лодочные, мотоциклетные) электронное зажигание применялось с 70х годов, в автомобилях - с ВАЗ 2108 (1984).
Устройство, изменяющее положение шторки бесконтактного датчика или кулачка контактного (а значит, и момент зажигания) в зависимости от оборотов двигателя.
Устройство, изменяющее положение датчика относительно начального (а значит, и момент зажигания) в зависимости от разрежения во !впускном коллекторе!, т.е. от степени открытия дроссельных заслонок и оборотов двигателя. Обычно включает в себя шланг от узла прерывателя/датчика до карбюратора или впускного коллектора.
Центробежный и вакуумные регуляторы позволяют добиться оптимального момента зажигания во всех режимах работы двигателя. В современных двигалелях вышли из употребления, а задача определения оптимального момента искрообразования переложена на микропроцессор, учитывающий в вычисления также положение дросселей, обороты двигателя, сигналы датчика детонации и т.п.
- Катушка зажигания (часто называется "бобина")
Трансформатор, преобразующий резкий фронт/спад напряжения от прерывателя/коммутатора в высоковольтный импульс. В малогабаритных двигателях (лодочные, мотоциклетные) традиционно использовалось по катушке на каждый цилиндр, соединенной со свечой высоковольтным проводом. В автомобильных же двигателях традиционно использовалась одна катушка и распределитель, однако в некоторых современных двигателях используется по катушке на каждую свечу, при этом катушки выполнены в виде надеваемых на свечи колпачков, конструктивно объединяющих собственно высоковольтный трансформатор и силовой ключ управления, что позволяет отказаться от высоковольтных проводов (двигатели Nissan серии QG, Honda серии L и многих других производителей) и распределителя. Нередко в случае большеобъемных двигателей или двигателей, работающих на обедненных смесях, используют двух- или многоточечный поджиг для уменьшения фазы горения смеси или для повышения надежности (авиадвигатели). В этом случае устанавливается либо два комплекта катушек зажигания и распределителей, либо используется схема с индивидуальными катушками (например, двигатели Honda серии LxxА). Также в двигателях с четным числом цилиндров часто применяется схема с катушкой зажиганиия, содержащей выводы от обоих концов высоковольтной обмотки и соответственно питающей две свечи зажигания, находящихся в цилиндрах, циклы в которых сдвинуты друг относительно друга так, чтобы ненужная в данный момент искра попадала на такт выпуска или продувки. Преимущество - позволяет упростить схему зажигания, в случае двухцилиндровых двигателей - кардинально.
Высоковольтный переключатель, вращающийся вместе с распределительным валом двигателя, подключает одну катушку зажигания к нужной в данный момент свече. Обычно исполняется в одном корпусе и на одном валу с прерывателем/датчиком положения вала. Состоит из подвижного контакта (бегунка) и вымя-образной крышки, в которой смонтированы неподвижные контакты.
Вполне надежен, но требует периодической чистки, также трещины крышки часто приводят к неработоспособности двигателя, особенно во влажную погоду, бегунок имеет тенденцию к подгоранию.
От катушки к свече, или же от катушки к центру распределителя, и от свечи к окружности распределителя.
Ввинчиваемая в цилиндр деталь, содержащая в себе искровой промежуток внутри цилиндра и контакт для подключения провода (катушки) вне него.
Непосредственно поджигает смесь в цилиндре.
Генератор с вращающимся постоянным магнитом, статорная катушка которого совмещена с катушкой зажигания, а сам генератор - с узлом прерывателя. Позволяет исполнение всей системы зажигания в виде магнето+высоковольтный провод+свеча без любых других проводов и узлов, в т.ч. без аккумуляторной батареи. Используется в бензопилах, газонокосилках и мопедах, где не применяется замок зажигания с секретным ключом. В некоторых случаях (лодочный мотор "Вихрь") используется магнето с 2 выносными катушками зажигания.
Источники электрического тока обеспечивают его подачу в систему зажигания. При запуске двигателя источником является аккумулятор. Работающий двигатель постоянно получает подзарядку от генератора.
Система зажигания
