контактная система зажигания, схема контактной системы зажигания

Зажигание Схемы

Контактная система зажигания служит для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах бензинового двигателя внутреннего сгорания. Она должна обеспечивать полное сгорание топливовоздушной смеси в цилиндрах.

Контактная система зажигания устройство.

Контактная система зажигания состоит из  катушки зажигания, трамблёра, свечей зажигания и высоковольтных проводов.

Контактная система зажигания принцип работы.

Генератором высоковольтных импульсов является катушка зажигания, которая работает по принципу повышающего трансформатора. Она соединена с контактами прерывателя. При замкнутом состоянии его контактов, по первичной катушке протекает ток, создавая магнитное поле, силовые линии которого пронизывают вторичную обмотку.

После размыкания контактов магнитное поле пропадает, что приводит к появлению тока индукции во вторичной обмотке, равному 16 -18 кВ. В первичной катушке в этот момент образуется ток самоиндукции, равный примерно 300В, направленный в противоположную сторону от прерываемого тока.

Контактная система зажигания отчего зависит вторичное напряжение

Наличие и сила вторичного напряжения зависит от силы и скорости уменьшения тока самоиндукции в первичной обмотке. Именно ток, возникающий в первичной цепи катушки вызывает, искрение и подгорание контактов прерывателя. Для уменьшения этого эффекта, параллельно контакта подключается конденсатор, который заряжается в момент разрыва контактов и разряжается при появлении тока самоиндукции, ускоряя процесс его угасания.

Конденсатор подбирается для системы зажигания индивидуально для каждого типа двигателя. Его ёмкость обычно находятся в диапазоне 0,17 – 0,35мкФ и любое отклонение приводит к снижению вторичного напряжения.

Для воспламенения рабочей смеси достаточно вторичное напряжения равного 8 – 12 к В. Так как при распределении высокого напряжения и при протекании его по проводам и свечам существуют потери, то для надёжной работы системы вторичное напряжение должно быть 16 – 25 к В. Кроме того повышенное напряжение необходимо для воспламенения бедной смеси при неисправности топливной системы.

Ещё на вторичное напряжение влияет время замкнутого и разомкнутого состояния контактов. Эти величины зависят от профиля кулачка прерывателя и величины зазора и подбираются, как и конденсаторы индивидуально для каждого типа двигателя.

Во время эксплуатации при изменении зазора или износе кулачка происходит снижение вторичного напряжения. При уменьшении зазора и как следствие увеличении угла замкнутого состояния контактов, увеличивается искрение и подгорание контактов прерывателя, а так же медленно исчезает ток самоиндукции.

При увеличенном зазоре уменьшается угол замкнутого состояния, что приводит к снижению силы тока первичной обмотке, хотя и уменьшает искрение на контактах.

Вторичное напряжение по высоковольтному проводу передаётся на центральный вывод распределителя зажигания. Ротор (бегунок) распределителя соединён с валом прерывателя через центробежный регулятор опережения зажигания и при вращении соединяет центральный вывод с боковыми электродами, которые соединены со свечами. Центральный вывод распределителя соединён с бегунком через угольный электрод, ток с которого стекает с его бокового контакта на боковые электроды крышки, а с них по высоковольтным проводам к свечам зажигания.

Для снижения потерь тока между бегунком и боковыми электродами зазор между ними всего несколько микрон, поэтому в процессе эксплуатации не стоит скоблить и зачищать боковые контакты, что значительно увеличит зазор и снижение вторичного напряжения.

Контактная система зажигания недостатки.

Контактная система зажигания имеет ряд недостатков. Самый большой из них подгорание контактов, для предотвращение которого необходимо снижение тока первичной обмотки катушки. По этой причине при контактной системе зажигания имеется ограничение вторичного напряжения. Кроме этого при повышении числа оборотов происходит снижение вторичного напряжения, так как снижается время замкнутого состояния контактов. По этой же причине снижается вторичное напряжение при увеличении числа цилиндров. В процессе развития эти недостатки устранялись в других системах, контактно-транзисторной и бесконтактной.

Системы зажигания автомобиля

Содержание

• Система зажигания
• Классификация систем зажигания
• Узлы систем зажигания
• Магнето
• Контактная система зажигания
• Бесконтактное зажигание
• Электронное зажигание

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.

Система зажигания с контактным прерывателем (точками)

Неотъемлемой частью любого «пожилого» мотоцикла является система зажигания, работающая через систему зажигания с «контактным прерывателем» или «точками прерывателя».

Более поздние мотоциклы обходились без прерывателя контактов вместо электроники, о которой мы расскажем в следующей статье.

Система зажигания предназначена для воспламенения горючей смеси в каждом цилиндре в точное время. Для этого следующие детали, перечисленные и показанные на диаграмме ниже, соединены вместе:

Изображение из моей личной коллекции руководств по обслуживанию, схема системы зажигания Harley Davidson Sportster 1959-1978 годов.

1. Аккумулятор обеспечивает электроэнергией.
2. Катушка зажигания и конденсатор преобразуют ток аккумуляторной батареи в ток высокого напряжения, который перескакивает через зазор в свече зажигания.
3. Точки выключателя размыкают и замыкают первичную цепь в нужное время.
4. Свеча зажигания обеспечивает воспламенение топливно-воздушной смеси в цилиндре.
5. Провода соединяют компоненты вместе.
6. Выключатель зажигания используется для остановки двигателя.

Необходимо указать важную концепцию. Когда ток движется или течет по проводу, он создает магнитное поле вокруг провода. Вы можете сконцентрировать это магнитное поле и сделать его сильнее, смотав провод в катушку. И наоборот, когда магнитное поле движется, оно может «индуцировать» или перемещать ток в проводе.

«Первичная» цепь подключается от плюсовой клеммы аккумуляторной батареи, первичной обмотки катушки зажигания и к прерывателю контактов. Показанный на схеме кулачок соединен с вращающимся узлом двигателя, поэтому он постоянно «в ногу» с вращением двигателя и, следовательно, с точным положением поршней и клапанов внутри двигателя.

Катушка зажигания состоит из двух витков провода – первичной и вторичной – в пластмассовом корпусе. Вторичная обмотка имеет намного больше витков, чем первичная. Точное количество определит производитель для конкретной модели мотоцикла.

Когда прерыватель контактов «замкнут» или подключен к земле, ток течет от положительной клеммы аккумулятора к земле. Ток, протекающий через первичную катушку зажигания, создает магнитное поле.

Когда вращение двигателя достигает нужного места, кулачок начинает вращаться и размыкает точки прерывателя, и ток от батареи к земле пытается течь, когда открывается зазор точек. Вот покомпонентная схема сборки точек прерывателя Harley Davidson.

Покомпонентное изображение, контактный выключатель в сборе, типичный Harley Davidson

Конденсатор выполняет здесь очень важную функцию. Ток, протекающий в первичной цепи, будет иметь тенденцию к дуговому разряду через зазор прерывателя, когда он размыкается, и рассеет всю энергию в первичной обмотке. Конденсатор поглощает ток и быстро останавливает поток.

Когда ток быстро прекращается, магнитное поле, созданное первичной катушкой, разрушается. Движущееся магнитное поле индуцирует ток во вторичных обмотках катушки зажигания. Поскольку вторичная обмотка имеет намного больше витков, чем первичная, индуцированное напряжение очень велико, возможно, около 15 000 вольт. Вторичная катушка соединена со свечой зажигания. Этого очень высокого напряжения достаточно, чтобы вызвать скачок дуги через промежуток свечи зажигания.

Энергия во вторичной обмотке рассеивается при воспламенении свечи зажигания, а ток, накопленный в конденсаторе, разряжается обратно через первичную цепь. Процесс готов к повторному запуску при следующем вращении зажигания двигателя.

Об авторе 

Мэтт Маклеод

Я учу людей собирать мотоциклы на заказ, помогая им развивать навыки и уверенность в себе с помощью моих коучей, статей и обучающих видео.
Я предоставляю лучшую техническую информацию для производителей мотоциклов на заказ. И я сокращаю кривую обучения, чтобы вы там.

Знакомство с системами зажигания

2 сентября 2017 г. Таможня Roadkill Основы автомобилестроения

Система зажигания является ключевым компонентом, обеспечивающим работу двигателя, поскольку она обеспечивает сгорание топливной смеси. Все бензиновые двигатели требуют системы зажигания. В большинстве четырехтактных двигателей используются электрические системы зажигания с механической синхронизацией. Сердцем этой системы является распределитель, который содержит:

• Вращающаяся кулачка, которая запускает привод двигателя
• Набор точек выключателя
• A Condenser
• Ротор
• A Cap

Внешний дистрибьютор является:

• COIL
• . свечи зажигания и провода, которые соединяют свечи зажигания и катушку зажигания с распределителем

Свинцово-кислотный аккумулятор является источником питания системы зажигания, который поддерживается заряженным за счет выработки электроэнергии с помощью генератора переменного тока. В двигателе работают контактные выключатели, которые прерывают подачу тока на катушку зажигания.

Катушка зажигания состоит из первичной и вторичной обмоток с общим магнитным сердечником. Для катушки зажигания обе обмотки соединены вместе на одном конце. Эта точка подключается к аккумулятору, другой конец первички подключается к точкам внутри распределителя. Другой конец вторичной обмотки соединен через крышку распределителя и ротор со свечами зажигания.

Последовательность розжига начинается с замкнутых точек (или прерывателя контактов). Ток будет течь от батареи, через токоограничивающий резистор, затем через первичную обмотку катушки и через замкнутые точки выключателя, а затем, наконец, обратно к батарее. Этот ток создает магнитное поле в сердечнике катушки, которое образует резервуар энергии. Эта энергия приведет в движение искру зажигания.

Когда двигатель вращается, вращается и кулачок внутри распределителя. Точки будут перемещаться по кулачку, так что, когда двигатель провернется и достигнет верхней точки цикла сжатия двигателя, высокая точка кулачка вызовет размыкание точек прерывателя. Это разорвет цепь первичной обмотки и остановит протекание тока через точки прерывателя. Когда ток отсутствует, магнитное поле, создаваемое в катушке, немедленно начинает схлопываться. Это быстрое затухание магнитного поля индуцирует высокое напряжение во вторичных обмотках катушки.

Обмотки катушки подключены к крышке распределителя.