Система зажигания
Как известно, воспламенение горючей смеси в цилиндрах двигателя происходит в конце такта сжатия электрической искрой, которая возникает на свече зажигания. Бесперебойность и очередность искрообразования в цилиндрах обеспечивается системой зажигания (иногда ее называют системой батарейного зажигания). На современных автомобилях встречаются три типа систем зажигания:контактная, бесконтактная и микропроцессорная. Первые две системы применяются на карбюраторных двигателях, третья в основном, на двигателях с системой впрыска топлива.
Контактная система зажигания состоит из двух электрических цепей: низкого и высокого напряжений. В цепь низкого напряжения (рис. 18, а) последовательно включены источник тока (аккумуляторная батарея или генератор), замок зажигания 1, первичная обмотка 5 катушки зажигания и прерыватель. Цепь тока высокого напряжения (рис. 18, б) состоит из вторичной обмотки 6 катушки зажигания, распределителя (конструктивно объединенного с прерывателем), проводов высокого напряжения 7 и свечей зажигания.
Рис.18. Схема контактной системы зажигания
При работе двигателя валик прерывателя-распределителя вращается синхронно с коленчатым и распределительным валами. При этом кулачок 4 (см. рис. 18, а) валика периодически размыкает и замыкает контакты прерывателя. При замкнутых контактах прерывателя электрический ток от аккумуляторной батареи поступает в первичную обмотку катушки зажигания, образуя вокруг нее магнитное поле.
При размыкании контактов прерывателя ток в первичной обмотке исчезает, магнитное поле при этом пересекает витки вторичной обмотки катушки зажигания (см. рис. 18, б), индуцируя в ней ток высокого напряжения. Ток высокого напряжения поступает от вторичной обмотки катушки зажигания через центральный провод высокого напряжения к распределителю, а от него — к свечам зажигания. Возникающие между электродами свечей искровые разряды воспламеняют горючую смесь в цилиндрах. Число выступов на кулачке и число контактов в крышке распределителя равны числу цилиндров двигателя.
Искра возникает в цилиндре не в момент максимального сжатия горючей смеси, когда поршень находится в верхней мертвой точке, а немного раньше — с опережением. Временной промежуток между возникновением искры и максимальным сжатием горючей смеси при достижении поршнем ВМТ называется углом опережения зажигания. При увеличении частоты вращения и нагрузки на двигатель (степени открытия дроссельной заслонки) угол опережения зажигания уменьшается, а при снижении частоты вращения и нагрузки — увеличивается. Изменение угла опережения зажигания происходит автоматически. Для этого прерыватель-распределитель снабжен центробежным регулятором, способным изменить угол опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, и вакуумным регулятором, служащим для коррекции угла опережения зажигания в зависимости от нагрузки на двигатель.
Бесконтактная система зажигания отличается от контактной отсутствием прерывателя. Устройство, выдающее импульсы тока низкого напряжения и распределяющее по свечам ток высокого напряжения, называется в этой системе датчиком-распределителем зажигания. При вращении валика датчика-распределителя импульсы тока низкого напряжения формируются бесконтактным электронным датчиком (например, датчиком Холла) и через коммутатор подаются на катушку зажигания. Дальнейшая работа бесконтактной системы зажигания и регулировка угла опережения зажигания аналогичны контактной системе. Бесконтактная система зажигания надежнее контактной благодаря отсутствию механических контактов, обеспечивает более высокую энергию искрового разряда и увеличивает точность момента искрообразования.
Микропроцессорная система зажигания является частью электронной системы управления двигателем с системой впрыска топлива (см. рис. 14). Эта система работает по принципу цифровой обработки информации. Контроллер управления системой впрыска рассчитывает момент зажигания и угол его опережения по информации, получаемой от датчиков системы. Ток высокого напряжения формируется по командам контроллера в блоке управления зажиганием, откуда поочередно поступает по проводам высокого напряжения к свечам. В микропроцессорной системе зажигания нет механических частей и вращающихся валиков, поэтому она не подвержена естественному изнашиванию. Контроллер управления системой впрыска обеспечивает высокую точность регулировки угла опережения зажигания, благодаря чему наиболее полно реализуется мощность двигателя и снижается токсичность отработавших газов.