Эволюция систем зажигания, принцип работы

В статье рассмотрим эволюцию систем зажигания, акцентируя внимание на бесконтактной системе, применяемой в автомобилях ВАЗ 2106 и 2107. Понимание её работы поможет читателям осознать преимущества: повышенную надежность, снижение затрат на обслуживание и улучшенные характеристики двигателя. Также проанализируем, как бесконтактная система изменила эксплуатацию и ремонт автомобилей, что делает тему важной для владельцев и автолюбителей.

Для чего оно нужно и каким бывает

Горючая смесь в цилиндрах двигателя должна воспламеняться в конце второго такта сжатия, когда поршень достигает верхней мертвой точки. В этот момент смесь находится под максимальным давлением, что позволяет поршню выполнять наибольшую работу во время рабочего хода. Искра на свече зажигания инициирует процесс воспламенения горючей смеси.

Для этого и предназначено зажигание. Существуют различные его типы, однако в автомобилях чаще всего используется батарейное (контактное) зажигание.

Эксперты в области автомобильной техники отмечают, что эволюция систем зажигания прошла несколько ключевых этапов, начиная с механических систем и заканчивая современными электронными решениями. Первоначально использовались простые механические устройства, которые обеспечивали искровое зажигание через контактные группы. С развитием технологий появились системы с распределителями, которые улучшили точность зажигания и повысили эффективность работы двигателя.

С переходом к электронным системам зажигания, таких как DIS и COP, значительно увеличилась надежность и производительность. Эти системы обеспечивают более точное время зажигания, что, в свою очередь, способствует снижению расхода топлива и уменьшению выбросов вредных веществ. Современные системы также интегрируются с бортовыми компьютерами, что позволяет оптимизировать работу двигателя в зависимости от условий эксплуатации. Таким образом, эволюция систем зажигания не только улучшила характеристики автомобилей, но и сделала их более экологичными и экономичными.

Принцип работы системы зажигания

Контактное

Как оно работает, должно быть понятно из описания к приведенному ниже рисунку.

Когда ключ вставлен в замок (Contactor), ток протекает от АКБ (Battery) через бобину или катушку зажигания (Ignition Coil) и контакты прерывателя (Contakt breaker). Этот ток образует магнитное поле, в которое попадает вторичная обмотка Ignition Coil. Когда контакты прерывателя размыкаются, через первичную обмотку прекращается протекание тока, во вторичной обмотке благодаря эффекту самоиндукции создается высоковольтное напряжение, подаваемое через распределитель (Distributor) на нужную свечу (spark plugs).

При поступлении этого напряжения на свечу, образуется искра, от чего воспламеняется топливная смесь. Вот примерно так работает контактная (батарейная) система зажигания (КСЗ). В том виде, как описано выше, она была создана еще для первых автомобилей. Здесь приведен только общий принцип ее работы. На самом деле, даже у старых машин, например, «классика» ВАЗ, дополнительно используется такие устройства, как вакуумный и центробежный регуляторы, дающие возможность изменять момент генерации искры в зависимости от скорости движения и нагрузки на автомобиль.

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о эволюции систем зажигания и их принципе работы:

1. От искрового зажигания к бесконтактному: Первые системы зажигания использовали механические устройства для создания искры, такие как прерыватель и катушка. С развитием технологий появились бесконтактные системы зажигания, которые используют оптические или магнитные датчики для определения положения коленчатого вала, что повышает надежность и точность зажигания.

2. Электронное зажигание: В 1970-х годах началась широкая адаптация электронных систем зажигания, которые заменили традиционные механические прерыватели. Эти системы обеспечивают более точное время зажигания, что улучшает эффективность сгорания топлива и снижает выбросы вредных веществ.

3. Системы зажигания с изменяемым углом опережения: Современные автомобили часто оснащены системами, которые могут изменять угол опережения зажигания в зависимости от условий работы двигателя. Это позволяет оптимизировать производительность и экономию топлива, а также уменьшить выбросы, адаптируя процесс сгорания к различным режимам работы двигателя.

Эти факты подчеркивают, как технологии зажигания развивались с течением времени, улучшая эффективность и экологичность двигателей внутреннего сгорания.

урок1. ЭЛЕКТРОННОЕ ЗАЖИГАНИЕ ДЛЯ ЧАЙНИКОВ

Недостатки подобной системы

Система зажигания автомобилей ВАЗ 2107 и 2106 имеет серьезные недостатки:

1. Протекание тока через прерыватель приводит к подгоранию контактов и увеличению зазора между ними. Это ухудшает угол опережения зажигания (УОЗ), что затрудняет запуск двигателя и снижает его мощность и экономичность. Неправильные значения УОЗ могут вызывать сбои на высоких оборотах. Регулярное техническое обслуживание системы поможет избежать этих проблем.

2. В первичной обмотке катушки есть цепь с контактами, ограничивающими ток. Это снижает энергию искры во вторичной цепи.

3. При высокой скорости возникает «дребезг» контактов, что приводит к их многократному размыканию и замыканию, негативно влияя на работу системы зажигания.

Несмотря на недостатки, контактная система зажигания оставалась популярной благодаря низкой стоимости и простоте конструкции, особенно на моделях ВАЗ 2107 и 2106.

Дальнейшее развитие системы зажигания

Вышеописанные трудности удалось решить с широким распространением полупроводниковых элементов, таких как транзисторы и тиристоры. Итогом их применения стала так называемая бесконтактная система зажигания. Однако ее внедрение на отечественные автомобили произошло не сразу, сначала на ВАЗ 2107, 2106 было использовано так называемое контактно-транзисторное зажигание.

система зажигания: Элементы системы зажигания

Контактно-транзисторное зажигание

Функциональную схему системы представлено ниже.

С иллюстрации видно, что механический прерыватель управляет не накопителем энергии (катушкой зажигания), а электронным коммутатором. Это упростило работу прерывателя, повысив надежность и качество функционирования системы. Кроме того, решение позволило модернизировать множество автомобилей ВАЗ 2107 и 2106 без значительных затрат для владельцев.

Бесконтактная система зажигания

Следующим этапом в развитии системы стало исключение механического прерывателя. Бесконтактная система зажигания такого типа показана на рисунке.

Впервые в отечественном автомобилестроении подобная система была внедрена на автомобилях ВАЗ девятого семейства, хотя потом с ней серийно выпускались и ВАЗ 2107, 2106.
Такая бесконтактная система подразумевает использование коммутатора для управления катушкой зажигания и предусматривает работу коммутатора с сигналами, получаемыми от бесконтактного датчика. Последние могут быть трех типов:

• индуктивный;
• датчик Холла (магнитный);
• оптический.

В отечественных машинах семейства ВАЗ 2107, 2106 используется датчик Холла.

Работа такого устройства мало чем отличается от работы обычной КСЗ. Вращение вала двигателя бесконтактный датчик преобразует в импульсы, поступающие на коммутатор напряжения. Последний обеспечивает импульсное прохождение тока через бобину. Благодаря этому во вторичной цепи возникает высоковольтное напряжение, поступающее через распределитель на свечи зажигания, между электродами возникает искра и от нее воспламеняется горючая смесь.
В процессе работы происходит регулирование УОЗ. Для этого используется центробежный (при изменении оборотов двигателя) и вакуумный (при изменении нагрузки) регуляторы.

Система зажигания, установленная на автомобиле, предназначена для своевременного воспламенения топливной смеси. Первоначально применялась контактная, но затем по мере развития электроники появилась бесконтактная система зажигания. Конечно, сейчас используются гораздо более сложные, микропроцессорные системы, но и БСЗ сыграла в свое время значительную роль в повышении качества и надежности автомобиля.

Современные технологии и их влияние на эффективность зажигания

Современные технологии зажигания автомобилей значительно изменились с момента появления первых систем зажигания. В последние десятилетия наблюдается стремительное развитие как механических, так и электронных систем, что в свою очередь привело к повышению эффективности работы двигателей внутреннего сгорания.

Одним из наиболее значительных достижений в области зажигания стало внедрение электронных систем управления. Эти системы позволяют более точно контролировать момент зажигания и длительность искры, что способствует более полному сгоранию топлива и снижению выбросов вредных веществ. Современные электронные системы зажигания (ЭСЗ) используют датчики, которые отслеживают различные параметры работы двигателя, такие как обороты, температура и давление, и на основе этих данных корректируют параметры зажигания в реальном времени.

Одним из примеров таких технологий является система зажигания с индивидуальным управлением для каждого цилиндра. В таких системах каждый цилиндр получает искру в оптимальный момент, что позволяет значительно повысить мощность и экономичность двигателя. Это особенно актуально для современных двигателей с турбонаддувом, где точность зажигания критически важна для достижения максимальной производительности.

Кроме того, современные системы зажигания часто интегрируются с другими системами автомобиля, такими как системы управления впрыском топлива и системы контроля выбросов. Это позволяет создать комплексный подход к управлению двигателем, что в свою очередь приводит к улучшению общей эффективности и снижению расхода топлива. Например, системы, использующие технологии прямого впрыска, могут работать в тандеме с современными системами зажигания, что позволяет добиться более полного сгорания топлива и уменьшить количество неиспользуемой энергии.

Также стоит отметить, что современные системы зажигания все чаще используют высоковольтные катушки с двойным зажиганием, которые обеспечивают более мощный и стабильный искровой разряд. Это особенно важно для двигателей с высокой степенью сжатия, где требуется более сильная искра для воспламенения топливной смеси. Такие катушки могут значительно повысить надежность работы системы зажигания и продлить срок службы двигателя.

В заключение, современные технологии зажигания оказывают значительное влияние на эффективность работы двигателей. Интеграция электронных систем, использование индивидуального управления для каждого цилиндра и применение высоковольтных катушек позволяют значительно улучшить производительность и снизить выбросы, что делает автомобили более экологичными и экономичными. В будущем можно ожидать дальнейшего развития этих технологий, что приведет к еще более высоким стандартам эффективности и надежности систем зажигания.

Вопрос-ответ

Чем новая электронная система зажигания отличается от старой?

Новейший тип системы зажигания сильно отличается от традиционной и электронной: катушки зажигания расположены непосредственно над свечами зажигания, нет высоковольтных проводов, а сама система электронная.

Каков принцип работы системы зажигания?

Системы зажигания используются в тепловых двигателях для воспламенения топливовоздушной смеси. В двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием (например, бензиновых) система зажигания создаёт искру для воспламенения топливовоздушной смеси непосредственно перед каждым тактом сгорания.

В чем заключается ТО системы зажигания?

Система зажигания — совокупность всех приборов и устройств, обеспечивающих появление электрической искры, воспламеняющей топливовоздушную смесь в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания в нужный момент. Эта система является частью общей системы электрооборудования.

Как пошагово работает система зажигания?

При повороте ключа зажигания автомобиля первичная катушка получает низковольтный ток от аккумуляторной батареи и усиливает его до нескольких тысяч вольт. Это высокое напряжение проходит через вторичную катушку и затем достигает свечей зажигания, которые воспламеняют топливовоздушную смесь в цилиндрах двигателя, обеспечивая сгорание.

Советы

СОВЕТ №1

Изучите основы работы систем зажигания, чтобы лучше понимать, как они влияют на производительность вашего автомобиля. Знание принципов работы поможет вам диагностировать проблемы и выбрать правильные решения при обслуживании.

СОВЕТ №2

Регулярно проверяйте состояние свечей зажигания и проводов. Эти компоненты играют ключевую роль в эффективной работе системы зажигания, и их замена при необходимости может значительно улучшить работу двигателя.

СОВЕТ №3

Обратите внимание на новые технологии в области систем зажигания, такие как бесконтактные системы и системы с электронным управлением. Они могут предложить более высокую эффективность и надежность по сравнению с традиционными системами.

СОВЕТ №4

Если вы планируете модификацию своего автомобиля, учитывайте совместимость новой системы зажигания с существующими компонентами. Неправильный выбор может привести к снижению производительности или даже повреждению двигателя.