Заняття 15 Конструкція системи запалювання

1. Призначення, характеристика, загальна будова систем запалювання.

2. Будова та робота складових елементів систем запалювання

1 . Система запалювання призначена для запалення паливно -повітряної суміші бензинового двигуна. Займання суміші відбувається від іскри , тому інше найменування системи - іскрова система запалювання , а бензинового двигуна - двигун з іскровим запалюванням (скорочено - ДсІЗ ) .

Залежно від способу управління процесом запалювання розрізняють такі типи систем запалювання:

- контактна система запалювання ;

- безконтактна ( транзисторна ) система запалювання ;

- електронна ( мікропроцесорна ) система запалювання.

У контактній системі запалювання управління накопиченням та розподілення електричної енергії по циліндрах здійснюється механічним пристроєм - переривачем - розподільником . Подальшим розвитком контактної системи запалювання є контактна транзисторна система запалювання , в первинному ланцюзі котушки запалювання якої застосований транзисторний комутатор.

На відміну від контактної в безконтактної системі запалювання для управління накопиченням енергії використовується транзисторний комутатор , що взаємодіє з безконтактним датчиком імпульсів. Транзисторний комутатор в даній системі виконує роль переривника. Розподіл струму високої напруги здійснюється механічним розподільником .

У мікропроцесорної системі запалювання використовується електронний блок управління , за допомогою якого здійснюється управління процесом накопичення і розподілу електричної енергії. У ранніх конструкціях електронної системи запалювання електронний блок одночасно керував системою запалення і системою впорскування палива ( т.зв. об'єднана система уприскування і запалення ) . В даний час управління запалюванням включено в систему управління двигуном.

Не дивлячись на відмінності в конструкції можна виділити наступне загальне пристрій системи запалювання:

- джерело живлення (автомобільний генератор і акумуляторна батарея ) ;

- вимикач запалювання ;

- пристрій управління накопиченням енергії ( переривник , транзисторний комутатор , електронний блок управління);

- накопичувач енергії ( котушка запалювання ) ;

- пристрій розподілу енергії по циліндрах (механічний розподільник , електронний блок управління);

- високовольтні дроти ;

- свічки запалювання.

Принцип роботи системи запалювання полягає в накопиченні і перетворенні котушкою запалювання низької напруги (12В) електричної мережі автомобіля в висока напруга (до 30000В ) , розподілі і передачі високої напруги до відповідної свічці запалювання та освіті в потрібний момент іскри на свічці запалювання.

У роботі системи запалювання можна виділити наступні етапи:

- накопичення електричної енергії;

- перетворення енергії;

- розподіл енергії по свічках запалювання ;

- утворення іскри ;

- займання паливно -повітряної суміші.

2 .

Контактна система запалювання є найстарішим типом системи запалювання. В даний час дана система застосовується на деяких моделях вітчизняних автомобілів (т.зв. « класиці »).

Створення високої напруги і розподіл його по циліндрах в даній системі відбувається за допомогою контактів .

Контактна система запалювання має наступний пристрій :

джерело живлення ;

вимикач запалювання ;

механічний переривник струму низької напруги;

котушка запалювання ;

механічний розподільник струму високої напруги;

відцентровий регулятор випередження запалювання ;

вакуумний регулятор випередження запалювання ;

високовольтні дроти ; свічки запалювання.

Механічний переривник призначений для розмикання ланцюга низької напруги ( ланцюзі первинної обмотки котушки запалювання). При розмиканні контактів у вторинній ланцюга котушки запалювання наводиться висока напруга. Для захисту контактів від обгорання в ланцюг паралельно контактам включений конденсатоh. Котушка запалювання служить для перетворення струму низької напруги в струм високої напруги. Котушка має дві обмотки - низької і високої напруги .

Контактна система запалювання

Механічний розподільник забезпечує розподіл струму високої напруги по свічках циліндрів двигуна. Розподільник складається з ротора ( повсякденна назва « бігунок » ) і кришки. У кришці виконані центральний і бічні контакти . На центральний контакт подається висока напруга від котушки запалювання. Через бічні контакти висока напруга передається на відповідні свічки запалювання.

Переривник і розподільник конструктивно об'єднані в одному корпусі і приводяться в дію від колінчастого вала двигуна. Даний пристрій має загальну назву переривник - розподільник ( повсякденна назва - « трамблер »).

Відцентровий регулятор випередження запалювання служить для зміни кута випередження запалювання залежно від числа обертів колінчастого вала двигуна. Конструктивно відцентровий регулятор складається з двох тягарців . Важки впливають на рухливу пластину , на якій розташовані кулачки переривника.

Кутом випередження запалювання називається кут повороту колінчастого вала двигуна , при якому відбувається подача струму високої напруги на свічки запалювання. Для того , щоб паливно -повітряна суміш повністю і ефективно згоріла запалювання виробляється з випередженням , тобто до досягнення поршнем верхньої мертвої точки .

Установка кута випередження запалювання виробляється регулюванням положення переривника- розподільника в двигуні.

Вакуумний регулятор випередження запалювання забезпечує зміну кута випередження запалювання залежно від навантаження на двигун. Навантаження на двигун визначається ступенем відкриття дросельної заслінки (положенням педалі газу). Вакуумний регулятор з'єднаний з порожниною за дросельної заслінкою і, залежно від ступеня розрядження в порожнині , змінює кут випередження запалювання.

Високовольтні дроти служать для подачі струму високої напруги від котушки запалювання до розподільника і від розподільника на свічки запалювання.

Свічка запалювання призначена для запалення паливно -повітряної суміші шляхом утворення іскрового розряду.

Принцип роботи контактної системи запалювання

При замкнутому контакті переривника струм низької напруги протікає по первинній обмотці котушки запалювання. При розмиканні контактів у вторинній обмотці котушки запалювання індукується струм високої напруги. По високовольтних дротах струм високої напруги подається на кришку розподільника , від якої розподіляється за відповідними свічок запалення з певним кутом випередження запалювання.

При збільшенні оборотів колінчастого вала двигуна , збільшуються оберти вала переривника розподільника . Важки відцентрового регулятора випередження запалювання під дією відцентрової сили розходяться , переміщаючи рухливу платину з кулачками переривника. Контакти переривника розмикаються раніше, тим самим збільшується кут випередження запалювання. При зменшенні оборотів колінчастого вала двигуна кут випередження запалювання зменшується.

Подальшим розвитком контактної системи запалювання є контактно- транзисторна система запалювання. У ланцюзі первинної обмотки котушки запалювання застосований транзисторний комутатор , керований контактами переривника. У даній системі за рахунок застосування транзисторного комутатора зменшена сила струму в ланцюзі первинної обмотки , тим самим збільшено термін служби контактів переривника.

Безконтактна система запалювання є конструктивним продовження контактно-транзисторної системи запалювання. У даній системі запалювання контактний переривник замінений безконтактним датчиком. Безконтактна система запалювання стандартно встановлюється на ряді моделей вітчизняних автомобілів, а також може встановлюватися самостійно замість контактної системи запалювання.

Застосування безконтактної системи запалювання дозволяє підвищити потужність двигуна , знизити витрату палива і викиди шкідливих речовин за рахунок більш високої напруги розряду ( 30000В ) і відповідно більш якісного згоряння паливно -повітряної суміші. Рисунок 3Безконтактна система запалювання має наступний пристрій :

- джерело живлення ;

- вимикач запалювання ;

- датчик імпульсів ;

- транзисторний комутатор ;

- котушка запалювання ;

- розподільник ;

- відцентровий регулятор випередження запалювання ;

- вакуумний регулятор випередження запалювання ;

- дроти високої напруги;

- свічки запалювання.

У цілому пристрій безконтактної системи запалювання аналогічно контактній системі запалювання , за винятком таких пристроїв: датчика імпульсів і транзисторного комутатора.

Датчик імпульсів призначений для створення електричних імпульсів низької напруги. Розрізняють датчики імпульсів наступних типів:

- датчик Холла ;

- індуктивний датчик ;

- оптичний датчик.

Найбільше застосування в безконтактної системі запалювання знайшов датчик імпульсів використовує ефект Холла (виникнення поперечного напруги в пластині провідника із струмом під дією магнітного поля). Датчик Холла складається з постійного магніту , напівпровідникової пластини з мікросхемою і сталевого екрана з прорізами ( обтюратора ) .

Проріз в сталевому екрані пропускає магнітне поле і в напівпровідниковій пластині виникає напруга . Сталевий екран не пропускає магнітне поле , і напруга на напівпровідниковій пластині не виникає. Чергування прорізів в сталевому екрані створює імпульси низької напруги.

Датчик імпульсів конструктивно об'єднаний з розподільником і утворюють один пристрій - датчик -розподільник . Датчик -розподільник зовні подібний переривач - розподільника і має аналогічний привід від колінчастого вала двигуна.

Транзисторний комутатор служить для переривання струму в ланцюзі первинної обмотки котушки запалювання відповідно до сигналами датчика імпульсів. Переривання струму здійснюється за рахунок відмикання і замикання вихідного транзистора.

Принцип роботи безконтактної системи запалювання

При обертанні колінчастого вала двигуна датчик -розподільник формує імпульси напруги і передає їх на транзисторний комутатор. Комутатор створює імпульси струму в ланцюзі первинної обмотки котушки запалювання. У момент переривання струму індукується струм високої напруги у вторинній обмотці котушки запалювання. Струм високої напруги подається на центральний контакт розподільника . Відповідно до порядку роботи циліндрів двигуна струм високої напруги подається по проводах високої напруги на свічки запалювання. Свічки запалювання здійснюють займання паливно -повітряної суміші.

При збільшенні оборотів колінчастого вала регулювання кута випередження запалювання здійснюється відцентровим регулятором випередження запалювання .

При зміні навантаження на двигун регулювання кута випередження запалювання виробляє вакуумний регулятор випередження запалювання .