Бензиновый двигатель внутреннего сгорания функционирует за счет энергии от сжигания топлива. А для того, чтобы это произошло, в камеру сгорания нужно подать искру. И в строго определенное время. В статье объясним, как это делает система зажигания, каких типов она бывает, почему ломается и как защититься от неполадок.
Что такое система зажигания и какое у нее назначение
Автомобильная система зажигания — это группа взаимосвязанных компонентов, которые обеспечивают формирование искры в каждом из цилиндров двигателя в момент, наиболее подходящий для воспламенения топлива. Она необходима для нормального запуска мотора и его бесперебойной работы.
Это справедливо для бензиновых и газовых моторов, потому что в дизельных двигателях для воспламенения топливно-воздушной смеси используют сжатие без искры.
Устройство и элементы системы зажигания
Назовем основные элементы системы, отвечающей в автомобиле за воспламенение топлива:
- Источник энергии. Обычно речь идет об аккумуляторной батарее, при запуске двигателя, и генераторе, производящем ток на ходу.
- Замок зажигания/выключатель. Механическое или электрическое устройство, необходимое для запуска стартера и подачи напряжения на бортовую сеть.
- Накопитель. Устройство отвечает за накопление энергии и преобразование ее в искру. Бывает индуктивным — катушка зажигания, работающая в качестве трансформатора. И емкостным — конденсатор, накапливающий заряд и передающий его впоследствии на свечу.
- Свечи зажигания. Элементы с изолятором из фарфора и двумя электродами. Именно между этими электродами после подачи напряжения возникает искра, поджигающая топливную смесь.
- Распределитель зажигания или трамблер. Устройство, которое направляет высокое напряжение от накопителя на свечи. Бывает механическим и статическим. Механический распределитель в виде вала приводится в действие от двигателя и контактным бегунком распределяет напряжение по высоковольтным проводам. В статическом варианте нет вращающихся деталей, катушка присоединяется к свече, а управление идет от электронного блока.
- Коммутатор. Создает импульсы для работы катушки зажигания. Он включается в цепь и по сигналу от блока управления прекращает питание, что вызывает скачок напряжения самоиндукции в катушке. Есть только в бесконтактных системах зажигания и некоторых электронных системах.
- Блок управления. Это — микропроцессорное устройство, определяющее момент запуска катушки зажигания на основании данных, поступающих от многочисленных датчиков.
- Высоковольтные провода. Специальные проводники спиралевидной формы с усиленной изоляцией, которые идут на свечи.
Как работает система зажигания автомобиля
Основная функция всей системы зажигания — воспламенять топливо. Для этого нужно провести электричество в бортовую сеть, повысить напряжение до необходимого уровня, и в нужный момент произвести искру в каждом из цилиндров. Расскажем, как все это происходит.
Внутреннее сгорание
В цилиндре двигателя при движении поршня вверх смесь топлива и воздуха сжимается. Когда поршень приближается к верхней точке хода, катушка зажигания вырабатывает импульс высокого напряжения, передающийся через распределитель на соответствующую свечу зажигания. Между ее электродами возникает искра, вызывая воспламенение смеси и расширение газов, толкающих поршень обратно вниз. Эта энергия передается на трансмиссию к колесам, приводя автомобиль в движение.
Катушка зажигания
Основная задача этого узла — обеспечение высокого напряжения, необходимого для образования искры на свече. Внутри катушки расположены первичная и вторичная обмотки, соединенные между собой индуктивно. Ток низкого напряжения проходит через первичную обмотку, создавая энергию магнитного поля. Затем прерывается контакт первичной цепи, происходит резкое изменение в токе, которое индуцируется в виде высокого напряжения во вторичной обмотке.
Прерыватель-распределитель
Он определяет порядок подачи импульсов высокого напряжения от катушки к каждой свече зажигания. Прерыватель контролирует последовательность включения отдельных цилиндров и синхронизирует подачу искры с положением поршней. Работа устройства, в зависимости от системы, основана на механическом взаимодействии контактов или на информации с электронных датчиков положения коленвала.
Типы систем зажигания
В современном автомобилестроении чаще всего используют три типа систем зажигания.
Контактная
Хотя они применялись в основном на старых автомобилях, но до сих пор остаются актуальными. В таком зажигании при сомкнутых контактах ток идет от АКБ или генератора в катушку. Там образуется ток высокого напряжения, и по высоковольтным проводам передается на крышку распределителя. В нем через контакты происходит распределение тока на каждую свечу зажигания в определенной последовательности.
Преимуществом системы многие годы остается ее простота и надежность. Она редко ломается, а ремонт не представляет большой сложности. Однако есть и минусы: ток высокого напряжения быстро разрушает контакты; износ крайне негативно влияет на эффективность системы; на двигателях с высокими оборотами надежность падает.
Бесконтактная
Это более современная и распространенная система, которую можно встретить на многих моделях автомобилей. Принцип ее действия следующий:
- когда коленвал совершает движение, датчик создает импульс, которые подается на коммутатор;
- коммутатор вырабатывает ток, поступающий на первичный контур катушки зажигания;
- когда импульс прерывается, ток преобразуется в высоковольтный и передается на распределитель;
- после этого ток распределяется по свечам зажигания в соответствии с установленным порядком воспламенения смеси в цилиндрах
Такой вариант зажигания обеспечивает более высокую энергию и стабильные импульсы во всем диапазоне работы двигателя. Это положительно сказывается на показателях мощности и обеспечивает хорошую экономию топлива. Однако она не такая надежная, дороже по цене, а провести ее диагностику или ремонт будет сложнее.
Микропроцессорная или электронная
Такие системы могут быть прямого зажигания (напряжение напрямую поступает к электродам) и с распределителем (через механическое устройство, которое подает напряжение на нужную свечу). Они управляются электронным блоком управления, реагирующим на сигналы датчиков, и определяющим оптимальные параметры работы.
Модуль воздействует на воспламенитель, обеспечивающий подачу тока на катушку зажигания. Высокое напряжение через провода или сразу с катушки идет к соответствующей свече зажигания.
Использование такой системы имеет ряд преимуществ и решает многие проблемы. В электронной системе нет окисления контактов, выше уровень вторичного напряжения, не нужно часто регулировать углы опережения, а топливо сгорает более эффективно. Однако диагностику и ремонт можно провести только в специализированных сервисах.
Основные неисправности системы зажигания
Проблемы с зажиганием обычно сразу проявляются на работе автомобиля. Это сложности с запуском двигателя, падение мощности или повышенный расход топлива. Назовем самые частые причины подобных неприятностей:
- износ или загрязнение свечей зажигания;
- повреждение высоковольтных проводов;
- поломка катушки зажигания;
- нарушение регулировки угла опережения зажигания;
- проблемы с контактами или износ деталей прерывателя-распределителя;
- ошибки в ЭБУ, который контролирует многие процессы, в том числе и зажигание;
- недостаточное заземление системы, что препятствует образованию искры.
Рекомендации по проверке и обслуживанию систем зажигания
Поломки в системе зажигания — нередкая причина неисправности автомобиля. Но проблемы можно избежать если своевременно проходить техническое обслуживание и выявлять неисправности.
Обслуживание контактных выключателей
Контакты подвержены быстрому износу, поэтому рекомендуется регулярно проверять состояние их поверхности и очищать от нагара и окислов. Обслуживание включает в себя несколько процедур:
- Визуальный осмотр изоляции и соединений на наличие повреждений. При обнаружении проблемных мест их нужно сразу заменить.
- Чистка. Контакты очищают с помощью специальных средств в том случае, если видны следы коррозии или окислов.
- Смазка контактов. Основные и нагруженные соединения рекомендуется смазывать весной и осенью. Это касается клемм АКБ, проводки стартера и генератора, клеммных разъемов датчиков.
Обслуживание свечей зажигания
Свечи играют ключевую роль в процессе воспламенения смеси. Их проверка должна проводиться каждые 15–30 тыс. км. пробега, а замена производится согласно рекомендации производителя. Очистка свечей от загрязнений и проверка зазоров помогают сохранить эффективность двигателя и продлить его срок работы.
Обычно чистку можно провести при помощи наждачной бумаги или напильника. Если свеча сильно загрязнилась, применяют пескоструйные установки и сжатый воздух. Для восстановления нужного зазора используются специальные щупы.
Проверка цепи зажигания
Если двигатель нормально не запускается, нужно провести ряд процедур для проверки состояния цепи:
- Проверить работоспособность АКБ, высоковольтных кабелей, проводов и проверить наиболее важные разъемы.
- Проверить свечи и искрообразование. Это можно сделать прокручивая двигатель стартером и оценивая интенсивность искры на каждой из свечей.
- Проверка контактного выключателя. Для этого выполняют тест на выходную мощность катушки.
- Проверка катушки зажигания. Нужно изучить само устройство на наличие повреждений. Потом измерить сопротивление первичной и вторичной обмоток катушки, сравнивая полученные значения с данными из технической документации.
- Проверка блока управления. Также необходимо убедиться в отсутствии обрывов или замыкания на проводах до блока управления двигателем.
Отметим, что работа с электричеством требует определенных навыков и наличия диагностического оборудования. Если у водителя их нет, то лучше всего доверить проверки и обслуживание профессионалам из автосервиса. У них есть для этого все необходимое.
Главное о системе зажигания
Подведем итоги и назовем основные моменты, которые стоит запомнить:
- Система зажигания необходима для воспламенения топливно-воздушной смеси в двигателе.
- Ее главные части: свечи зажигания, катушка зажигания и распределитель.
- Существуют контактные, бесконтактные и микропроцессорные типы систем зажигания.
- Основными причинами поломки становятся износ деталей, их повреждение и проблемы с электрической проводкой.
- Регулярные проверки и уход за системой помогут предотвратить поломки и продлить ресурс двигателя.
