Устройство системы зажигания: виды и поломки

О чем речь? Устройство системы зажигания зависит от его вида, но в любом случае необходимо наличие источника и накопителя энергии, свечей, блока управления, распределителя и высоковольтных проводов.

На что обратить внимание? Различают три системы зажигания: контактную, бесконтактную и электронную. Также необходимо разобраться с наиболее частыми проблемами, которые могут возникнуть у каждого ее вида.

Устройство системы зажигания

Система зажигания — набор устройств, способствующих искрообразованию в момент запуска двигателя. Это часть электрооборудования автомобиля. В бензиновых двигателях совокупность приборов и устройств, обеспечивающих появление искры, имеет сложную конструкцию. Она включает электрическую цепь с множеством элементов, которые влияют на работу мотора в целом.

Основная функция системы — обеспечивать постоянную подачу энергии в цилиндры двигателя, где во время такта сжатия находится топливно-воздушная смесь.

У дизельных двигателей отсутствует привычный механизм зажигания. Для воспламенения топлива применяется другой принцип. Во время такта сжатия воздух в цилиндре сильно уплотняется, из-за чего его температура повышается до уровня, достаточного для возгорания.

В момент достижения верхней мертвой точки осуществляется впрыск горючего, после чего оно воспламеняется. В холодное время года для подогрева воздуха в цилиндрах используются свечи накаливания.

Устройство системы зажигания автомобиля включает несколько основных компонентов:

• Источник энергии: аккумуляторная батарея (используется при запуске двигателя), генератор (обеспечивает энергией после запуска).
• Выключатель: контактное устройство механического или электронного типа, которое передает напряжение. Служит для его подачи на систему зажигания, бортовую сеть и втягивающее реле стартера.
• Накопитель энергии: отвечает за накопление и преобразование силы для создания искры между электродами свечи. Бывает двух типов. Индуктивный: катушка зажигания, работающая как автотрансформатор. Емкостный: конденсатор, который накапливает заряд высокого напряжения и передает его на свечу в нужный момент.
• Свечи — это элементы с двумя электродами, расположенными на определенном расстоянии друг от друга. Изолятор из фарфора крепится к металлической резьбе. Центральный электрод, выполненный из проводящего материала, служит основным проводником. Вторым выступает резьбовая часть.
• Система распределения передает энергию от накопителя к свечам.
• Распределитель — устройство, которое направляет высокое напряжение от катушки зажигания к свечам цилиндров. Бывает двух типов: статический — не содержит подвижных частей, механический — включает вал с бегунком, вращающийся за счет привода от двигателя и распределяющий напряжение по высоковольтным проводам.
• Коммутатор — устройство, генерирующее импульсы для управления работой катушки зажигания.
• Блок управления — микропроцессорное устройство, которое определяет оптимальные моменты подачи импульсов на катушку зажигания.
• Высоковольтный провод — проводник с одной жилой, покрытой усиленной изоляцией. Внутренний проводник имеет спиралевидную форму для уменьшения электромагнитных помех.

Работа системы зажигания автомобиля напрямую связана с ее устройством.

Основной принцип функционирования заключается в накоплении энергии, ее преобразовании катушкой из низкого напряжения в высокое, а затем в распределении и подаче его на определенную свечу. В результате там образуется искра.

Работа запуска мотора происходит поэтапно:

1. Накопление электроэнергии.
2. Преобразование напряжения.
3. Распределение энергии по свечам зажигания.
4. Образование искры.
5. Воспламенение топливно-воздушной смеси.

Принцип работы достаточно простой, поэтому исправность всех комплектующих гарантирует функционирование без сбоев. Однако в некоторых случаях могут возникать проблемы, требующие ремонта.

Виды систем зажигания

Выделяют следующие виды устройств системы зажигания авто:

• Контактная.
• Бесконтактная.
• Электронная.

Они различаются по способу управления, имеют свои особенности, преимущества и недостатки. Рассмотрим их подробнее.

Контактная

Эта система зажигания стала первой изобретенной и сегодня считается устаревшей, практически не применяемой. В таких конструкциях высокое напряжение создается в катушке и передается на свечи механическим способом — через замыкание и размыкание контактов.

В устройствах такого типа используется регулятор опережения зажигания, выполненный в виде грузиков. Они воздействуют на пластину, связанную с механизмом прерывателя. Ключевую роль в работе системы играет угол опережения зажигания — положение коленчатого вала, при котором на свечи подается высокое напряжение.

Зажигание происходит до того, как поршень достигнет своей верхней мертвой точки. Это обеспечивает полное сгорание топливно-воздушной смеси с наибольшей эффективностью.

При замыкании контактов низкое напряжение подается на первичную обмотку катушки, где происходит накопление энергии. После того как они размыкаются, на вторичной обмотке генерируется высокое напряжение. Затем эта энергия направляется к распределителю и далее к нужной свече зажигания.

Контактно-транзисторная

Это новое поколение системы зажигания двигателя. Отличается тем, что в состав первичной цепи катушки входит коммутатор, который служит для уменьшения силы тока в обмотке. Система сочетает в себе компоненты контактных и бесконтактных систем.

Характеристики:

• Долговечность контактов и всего механизма в целом.
• Удлиненная искра, что улучшает площадь соприкосновения с топливно-воздушной смесью и способствует ее полному сгоранию.
• Прямое влияние прерывателя на работу коммутатора.

Читайте также!

Стартер крутится, но машина не заводится: основные и неочевидные причины

Подробнее

Когда ключ поворачивается в замке зажигания, через транзистор начинают проходить токи управления и первичной обмотки, которые являются основными.

Как только контакты размыкаются, управляющий ток исчезает, транзистор закрывается, предотвращая прохождение энергии через первичную обмотку. В этот момент на вторичной возникает высокое напряжение.

Бесконтактная

Это новый шаг в развитии обсуждаемого нами узла. Также известна как транзисторная. Роль прерывателя в таких системах выполняет датчик импульсов, который устраняет необходимость в контактах прерывателя и увеличивает общий срок службы системы. Он генерирует импульсы низкого напряжения.

В современной автопромышленности для этой цели применяются три типа устройств: датчик Холла, индуктивный, оптический. Все они встраиваются в распределитель и передают сигналы на транзисторный коммутатор, который управляет прерыванием тока в первичной обмотке катушки.

Функционирование датчика связано с вращением коленчатого вала. При его движении он передает импульсы напряжения на коммутатор, который формирует сигналы на обмотке низкого напряжения.

Когда подача тока прекращается, на вторичной обмотке создается высокое напряжение. Оно передается на распределитель, а затем на соответствующую свечу зажигания. Настройка угла опережения зажигания выполняется с помощью регулятора — центробежного или вакуумного.

Электронная и микропроцессорная системы

Электронная система зажигания является последним достижением в этой области. Главное отличие от ранее рассмотренных заключается в полном отсутствии механических контактов. Поэтому люди, не слишком сведущие в технике, часто ошибочно принимают эту систему за обычную бесконтактную, хотя между ними есть значительные отличия.

Электрозажигание является компонентом системы управления двигателем.

Есть два вида таких систем:

• Непосредственного зажигания — высокое напряжение сразу подается на электроды.
• С распределителем, где используется механическое устройство, подающее высокое напряжение на соответствующую свечу.

Помимо основных компонентов такие системы включают и другие детали:

• Входные датчики, контролирующие работу двигателя и передающие собранную информацию на блок управления.
• Сам блок управления, отвечающий за обработку сигналов от датчиков и отправку команд на воспламенитель в нужный момент времени.
• Исполнительное устройство, известное также как воспламенитель. Представляет собой транзисторную плату. Она обеспечивает подачу напряжения на первичную обмотку, отключает его при закрытом режиме и формирует напряжение на вторичной.

Читайте также!

Зазор на свечах зажигания: измерение и регулировка

Подробнее

Для оснащения этих систем могут применяться общие, индивидуальные или сдвоенные катушки зажигания, выбор которых зависит от модели и особенностей автомобиля.

Микропроцессорная система состоит из комплекса датчиков, чьи сигналы передаются на электронный блок управления, где они обрабатываются для выбора наилучшего режима работы в данный момент.

Неисправности системы зажигания

Во время эксплуатации могут возникать разные проблемы. Вот некоторые распространенные неисправности:

• Поломки свечей зажигания.
• Неисправности катушек зажигания.
• Повреждения соединений в высоковольтной и низковольтной цепях (перегибы проводов, окисленные контакты, слабые соединения и так далее).

Для электронной системы к этому перечню добавляются возможные неполадки в блоке управления и сбои в работе входных датчиков.

В бесконтактной системе зажигания возможны неисправности транзисторного коммутатора, крышки датчика-распределителя, а также центробежного и вакуумного регуляторов угла опережения зажигания.

Основные причины поломок заключаются в следующем:

• Нарушение правил эксплуатации (использование некачественного топлива, несоблюдение сроков техобслуживания и неквалифицированный персонал СТО).
• Применение низкокачественных комплектующих.
• Воздействие внешних условий (механические повреждения, погодные факторы).

Наиболее частыми проблемами в системе зажигания являются неисправности свечей зажигания. Сегодня, когда свечи стали широкодоступными, такая проблема легко решается и не вызывает серьезных затруднений у автовладельцев.

Еще одним положительным моментом стало то, что многие проблемы остались в прошлом вместе с контактной системой и низкокачественными элементами.

Дефекты системы запуска можно определить по внешним проявлениям. Важно учитывать, что симптомы неисправностей системы зажигания схожи с признаками неполадок в топливной системе и работе впрыска. Поэтому диагностику следует проводить в комплексе.

К внешним симптомам поломки топливной системы относятся:

• Трудности при запуске двигателя.
• Нестабильная работа двигателя на холостых оборотах.
• Падение мощности двигателя.
• Повышенный расход топлива.

Часто задаваемые вопросы об устройстве системы зажигания

Какие очевидные минусы у контактной и бесконтактных систем?

Несмотря на устранение множества сложностей, связанных с механическими контактами распределителя, точная настройка угла опережения зажигания осталась нерешенной задачей.

В обеих системах для этого применялись механические устройства, которые не обеспечивали необходимой точности. В результате мощность двигателя снижалась, а его перегрев становился заметнее.

Какие условия должны соблюдаться для составных частей систем зажигания?

Компоненты системы зажигания должны соответствовать таким критериям:

• иметь простую конструкцию и одновременно эффективно работать;
• обладать небольшим весом и компактными размерами;
• быть надежными и долговечными с минимальными затратами на обслуживание;
• гарантировать изменение угла опережения зажигания в зависимости от нагрузки и частоты вращения коленвала;
• не допускать помех для функционирования радиотехнических устройств и компьютерных систем, используемых в машине.

Читайте также!

Как заменить стартер: пошаговая инструкция

Подробнее

Как выявляют конкретные причины поломок?

Сначала нужно прочитать любые коды ошибок, которые могут быть сохранены в бортовой компьютерной системе авто. Они помогут понять, какая именно проблема возникла в системе зажигания, поэтому служат хорошим стартовым пунктом для диагностики. Если у вас нет доступа к диагностическим устройствам, вы можете найти эту информацию онлайн или в автомагазинах.

В современных бензиновых и газовых двигателях все чаще используются цифровые и микропроцессорные системы. Они комплексно управляют зажиганием и подачей топлива, а также контролируют выбросы отработавших газов в атмосферу. Это позволяет добиться значительных улучшений в динамических характеристиках, экономии топлива и экологической безопасности двигателей.

Однако, чтобы полностью понимать назначение и устройство наиболее продвинутых систем зажигания, важно знать принципы работы старой, проверенной временем контактной (батарейной), которая впервые позволила воспламенять рабочую смесь посредством электрической искры.

Изображение в шапке статьи: Michael Lock / unsplash.com