Контактные системы зажигания, устройство, принцип работы

Устройство системы зажигания

Схема системы зажигания: 1 — замок зажигания; 2 — катушка зажигания; 3 — распределитель, 4 — свечи зажигания; 5 — прерыватель, 6 — масса.

Все вышеперечисленные виды систем зажигания похожи между собой, отличаются только методом создания управляющего импульса. Так в систему зажигания входят:

1. Источник питания для системы зажигания, это аккумуляторная батарея (в момент запуска двигателя), и генератор(во время работы двигателя).
2. Выключатель зажигания – это механическое или электрическое контактное устройство подачи напряжения на систему зажигания, или по-другому – замок зажигания. Как правило, выполняет две функции: подачи напряжения на бортовую сеть и систему зажигания, подачи напряжения на втягивающее реле стартера автомобиля.
3. Накопитель энергии – узел предназначенный для накопления, преобразования энергии достаточной для возникновения электрического разряда между электродами свечи зажигания. Условно накопители энергии можно разделить на индуктивный и емкостный. Простейший индуктивный накопитель – это катушка зажигания, которая представляет собой автотрансформатор, первичная обмотка у него подключается к плюсовому полюсу и через устройство разрыва к минусовому. Во время работы устройства разрыва, например кулачков зажигания, в первичной обмотке возникает напряжение самоиндукции. Во вторичной обмотке образуется повышенное напряжение, достаточное для пробоя воздушного зазора свечи.
4. Емкостный накопитель представляет собой емкость, которая заряжается повышенным напряжением и в нужный момент отдает свою энергию на свечу зажигания

Свечи зажигания, представляют собой устройство с двумя электродами находящимися друг от друга на расстоянии 0,15-0,25 мм. Это фарфоровый изолятор, насаженный на металлическую резьбу. В центре находится центральный проводник, который служит электродом, вторым электродом является резьба.
Система распределения зажигания предназначена для подачи в нужный момент энергии от накопителя к свечам зажигания. В состав системы входят распределитель, и(или) коммутатор, блок управления системой зажигания.

1. Распределитель зажигания (трамблёр) – устройство распределения высокого напряжения по проводам, ведущим к свечам цилиндров. Обычно в распределителе собран и кулачковый механизм. Распределение зажигания может быть механическим и статическим. Механический распределитель представляет собой вал, который приводится в действие от двигателя и при помощи «бегунка» распределяет напряжение по высоковольтным проводам. Статическое распределение зажигания подразумевает под собой отсутствие вращающихся деталей. При таком варианте катушка зажигания присоединятся непосредственно к свече, а управление происходит от блока управления зажиганием. Если, например, двигатель автомобиля имеет четыре цилиндра, то и катушек будет четыре. Высоковольтные провода в данной системе отсутствуют.

Коммутатор – электронное устройство для генерации импульсов управления катушкой зажигания, включается в цепь питания первичной обмотки катушки и по сигналу от блока управления разрывает питание, в результате чего возникает напряжение самоиндукции.
Блок управления системой зажигания – микропроцессорное устройство, которое определяет момент подачи импульса в катушку зажигания, в зависимости от данных датчиков положения коленвала, лямбда-зондов, температурных датчиков и датчика положения распредвала.
Высоковольтный провод — это одножильный провод с повышенной изоляцией. Внутренний проводник может иметь форму спирали, для исключения помех в радиодиапазоне.

Основные виды систем зажигания:

• Контактная система зажигания;
• Бесконтактная система зажигания;
• Микропроцессорная система зажигания.

Контактная система батарейного зажигания подразумевает подачу тока низкого напряжения в катушку зажигания для создания тока высокого напряжения при разрыве контактов. Контактная система батарейного зажигания имеет сравнительно простую конструкцию. но в связи с тенденцией увеличения частоты вращения коленчатого вала и числа цилиндров двигателя, а также внедрением форсированных автомобильных двигателей контактная система батарейного зажигания выявила свои недостатки.

Контактно транзисторная система зажигания это новая система, связанная с использованием полупроводниковых приборов, система зажигания, в которой источником электроэнергии также является аккумуляторная батарея с генератором. Преимущества контактно транзисторной системы…

Бесконтактная система зажигания подразумевает создание импульсов управления специальным электронным транзистором – его называют транзисторное управляющее устройство или коммутатор. Если предположить, что коммутатор генерирует импульсы, то можно сказать, что это генератор импульсов.

Микропроцессорная система зажигания – это электронное устройство, которое служит для управления моментом зажигания горючей смеси. Принцип работы микропроцессорной системы зажигания состоит в создании электродвижущей силы (ЭДС). ЭДС создается при вращении магнита по заднему фронту импульса в катушке зажигания.

Устройство системы зажигания

Схема системы зажигания: 1 — замок зажигания; 2 — катушка зажигания; 3 — распределитель, 4 — свечи зажигания; 5 — прерыватель, 6 — масса.

Все вышеперечисленные виды систем зажигания похожи между собой, отличаются только методом создания управляющего импульса. Так в систему зажигания входят:

1. Источник питания для системы зажигания, это аккумуляторная батарея (в момент запуска двигателя), и генератор(во время работы двигателя).
2. Выключатель зажигания – это механическое или электрическое контактное устройство подачи напряжения на систему зажигания, или по-другому – замок зажигания. Как правило, выполняет две функции: подачи напряжения на бортовую сеть и систему зажигания, подачи напряжения на втягивающее реле стартера автомобиля.
3. Накопитель энергии – узел предназначенный для накопления, преобразования энергии достаточной для возникновения электрического разряда между электродами свечи зажигания. Условно  накопители энергии можно разделить на индуктивный и емкостный.
   1. Простейший индуктивный накопитель – это катушка зажигания, которая представляет собой автотрансформатор, первичная обмотка у него подключается к плюсовому полюсу и через устройство разрыва к минусовому. Во время работы устройства разрыва, например кулачков зажигания, в первичной обмотке возникает напряжение самоиндукции. Во вторичной обмотке образуется повышенное напряжение, достаточное для пробоя воздушного зазора свечи.
   2. Емкостный накопитель представляет собой емкость, которая заряжается повышенным напряжением и в нужный момент отдает свою энергию на свечу зажигания
4. Свечи зажигания, представляют собой устройство с двумя электродами находящимися друг от друга на расстоянии 0,15-0,25 мм. Это фарфоровый изолятор, насаженный на металлическую резьбу. В центре находится центральный проводник, который служит электродом, вторым электродом является резьба.
5. Система распределения зажигания предназначена для подачи в нужный момент энергии от накопителя к свечам зажигания. В состав системы входят распределитель, и(или) коммутатор, блок управления системой зажигания.
   1. Распределитель зажигания (трамблёр) – устройство распределения высокого напряжения по проводам, ведущим к свечам цилиндров. Обычно в распределителе собран и кулачковый механизм. Распределение зажигания может быть механическим и статическим. Механический распределитель представляет собой вал, который приводится в действие от двигателя и при помощи «бегунка» распределяет напряжение по высоковольтным проводам. Статическое распределение зажигания подразумевает под собой отсутствие вращающихся деталей. При таком варианте катушка зажигания присоединятся непосредственно к свече, а управление происходит от блока управления зажиганием. Если, например, двигатель автомобиля имеет четыре цилиндра, то и катушек будет четыре. Высоковольтные провода в данной системе отсутствуют.
   2. Коммутатор – электронное устройство для генерации импульсов управления катушкой зажигания, включается в цепь питания первичной обмотки катушки и по сигналу от блока управления разрывает питание, в результате чего возникает напряжение самоиндукции.
   3. Блок управления системой зажигания – микропроцессорное устройство, которое определяет момент подачи импульса в катушку зажигания, в зависимости от данных датчиков положения коленвала, лямбда-зондов, температурных датчиков и датчика положения распредвала.
6. Высоковольтный провод — это одножильный провод с повышенной изоляцией. Внутренний проводник может иметь форму спирали, для исключения помех в радиодиапазоне.

Установка момента зажигания

Необходимость в проверке и установке момента зажигания возникает при появлении признаков работы двигателя на слишком раннем или позднем зажигании и когда прерыватель-распределитель снимали с двигателя (например, для ремонта или замены).

Крепление прерывателя-распределителя на двигателе

Крепление прерывателя-распределителя на двигателе:

1 — корпус прерывателя-распределителя; 2 — винт крепления нижней пластины октан-корректора и корпуса прерывателя к двигателю; 3 — корпус привода; 4 — держатель привода; 5 — гайка крепления держателя; 6 — блок цилиндров; 7 и 8 — нижняя и верхняя пластины октан-корректора; 9 — винт, стягивающий пластины; 10 — трубка вакуумного регулятора опережения зажигания.

Чтобы установить зажигание, если прерыватель-распределитель снят с двигателя, необходимо выполнить следующее:

1. проверить и, если надо, отрегулировать зазор между контактами прерывателя;
2. поставить стрелку (или риску) октан-корректора на нулевое (среднее) деление шкалы и в этом положении затянуть гайку винта (болта) 9, скрепляющего пластины октан-корректора;
3. вывернуть из первого цилиндра свечу зажигания, закрыть отверстие для свечи пальцем или бумажной пробкой и провертывать коленчатый вал пусковой рукояткой до начала такта сжатия, определяемого по выходу из цилиндра воздуха. При снятой крышке головки цилиндров, когда можно наблюдать за положением клапанов, удобно определять начало такта сжатия в первом цилиндре по закрытию впускного клапана этого цилиндра, после чего нужно провернуть коленчатый вал на пол-оборота;
4. продолжая медленно вращать коленчатый вал, установить поршень первого цилиндра в положение, соответствующее предусмотренному инструкцией моменту зажигания рабочей смеси. Определяют этот момент на двигателях, пользуясь приспособлениями, указанными в таблице;
5. повертывая валик прерывателя-распределителя, направить ротор в сторону гнезда бокового контакта крышки распределителя, предназначенного для провода от свечи первого цилиндра, и при этом положении валика вставить корпус прерывателя-распределителя в гнездо блока (головки) цилиндров или корпуса привода таким образом, чтобы штуцер вакуумного регулятора опережения зажигания был направлен к трубке 10, соединяющей его с карбюратором;
6. ввернуть, не затягивая до отказа, винт (болт) 2 крепления корпуса прерывателя-распределителя на двигателе (у автомобиля ГАЗ-53А винт 2 нужно затянуть, а гайку 5 крепления держателя 4 привода прерывателя-распределителя ослабить);
7. присоединить контрольную лампу (можно использовать переносную лампу из комплекта инструмента и принадлежностей водителя) одним проводом к массе, а другим к зажиму 20 низкого напряжения прерывателя (смотрите рисунок );
8. включить зажигание и медленно поворачивать корпус прерывателя-распределителя по направлению вращения ротора (у автомобилей ГАЗ-53А, ГАЗ-51А, ЗИЛ-130 — по движению часовой стрелки, у автомобилей «Москвич-412» — против движения часовой стрелки) до смыкания контактов прерывателя (при этом контрольная лампа погаснет), а затем в противоположном направлении до начала их размыкания (в момент размыкания лампа загорится). Зафиксировать это положение корпуса прерывателя-распределителя; затянув винт (болт) 2 его крепления на двигателе (у автомобиля ГАЗ-53А гайку 5), и присоединить трубку к штуцеру вакуумного регулятора;
9. поставить крышку распределителя и проверить правильность присоединения к ней проводов высокого напряжения, начиная с провода, соединенного со свечой первого цилиндра; следующие по ходу вращения ротора провода должны идти к свечам остальных цилиндров в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя;
10. проверить установку зажигания на ходу автомобиля при прогретом двигателе и скорости движения 30 — 40 км/ч. После резкого нажатия педали управления дросселями карбюратора в цилиндрах должны появиться быстро исчезающие детонационные стуки. При полном отсутствии стуков надо, пользуясь октан-корректором, увеличить, а если детонация будет сильной — уменьшить угол опережения зажигания на 0,03 — 0,05 рад (2 — 3°), после чего повторить проверку и, если требуется, еще раз уточнить установку зажигания.

В случае необходимости проверки установки зажигания, когда прерыватель-распределитель не снимали с двигателя (после зачистки контактов, при переходе на бензин с другим октановым числом и т. п.), следует отрегулировать зазор между контактами прерывателя и выполнить операции, указанные в пункте 10.

Устройство

Конструкция системы зажигания в различных автомобилях может различаться, но несмотря на это, в общем, система зажигания состоит из следующих узлов:

• аккумулятора;
• электронный блок управления;
• катушки или модуля зажигания;
• свечей;
• распределительного устройства;
• датчика положения коленчатого вала;
• высоковольтных проводов.

Модуль зажигания имеет четыре выводных контакта для каждого цилиндра, к которым подсоединяются свечи через свечные наконечники. Соединительные провода имеют надежную толстую изоляцию, поэтому автомобилисты называют их бронепроводами. Чтобы правильно присоединить провода к свечам, на модуле зажигания напротив выводных штырей нанесены цифры, соответствующие номерам цилиндров.

На более современных авто модуль зажигания, а также высоковольтные провода заменяются отдельными катушками зажигания, которые устанавливают на каждую свечу. Управляющие провода с током низкого напряжения идут непосредственно на каждую из таких катушек. При этом за очередность работы свечей отвечает тот же электронный блок управления или мозги автомобиля.

Контактная система зажигания

Контактная система зажигания является самым старым типом системы зажигания. В настоящее время данная система применяется на некоторых моделях отечественных автомобилей (т.н. «классике»). Создание высокого напряжения и распределение его по цилиндрам в данной системе происходит с помощью контактов.

Контактная система зажигания состоит из следующих элементов: источника питания, выключателя зажигания, механического прерывателя тока низкого напряжения, катушки зажигания, механического распределителя тока высокого напряжения, центробежного регулятора опережения зажигания, вакуумного регулятора опережения зажигания, свечей зажигания и высоковольтных проводов.

Механический прерыватель предназначен для размыкания цепи низкого напряжения (цепи первичной обмотки катушки зажигания). При размыкании контактов во вторичной цепи катушки зажигания наводится высокое напряжение. Для защиты контактов от обгорания в цепь параллельно контактам включен конденсатор.

Катушка зажигания служит для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения. Катушка имеет две обмотки – низкого и высокого напряжения.

Механический распределитель обеспечивает распределение тока высокого напряжения по свечам цилиндров двигателя. Распределитель состоит из ротора (обиходное название «бегунок») и крышки. В крышке выполнены центральный и боковые контакты. На центральный контакт подается высокое напряжение от катушки зажигания. Через боковые контакты высокое напряжение передается на соответствующие свечи зажигания.

Прерыватель и распределитель конструктивно объединены в одном корпусе и приводятся в действие от коленчатого вала двигателя. Данное устройство имеет общее название прерыватель-распределитель (обиходное название – «трамблер»).

Центробежный регулятор опережения зажигания служит для изменения угла опережения зажигания в зависимости от числа оборотов коленчатого вала двигателя. Конструктивно центробежный регулятор состоит из двух грузиков. Грузики воздействуют на подвижную пластину, на которой расположены кулачки прерывателя.

Углом опережения зажигания называется угол поворота коленчатого вала двигателя, при котором происходит подача тока высокого напряжения на свечи зажигания. Для того, чтобы топливно-воздушная смесь полностью и эффективно сгорела зажигание производится с опережением, т.е. до достижения поршнем верхней мертвой точки.

Установка угла опережения зажигания производится регулировкой положения прерывателя-распределителя в двигателе.

Вакуумный регулятор опережения зажигания обеспечивает изменение угла опережения зажигания в зависимости от нагрузки на двигатель. Нагрузка на двигатель определяется степенью открытия дроссельной заслонки (положением педали газа). Вакуумный регулятор соединен с полостью за дроссельной заслонкой и, в зависимости от степени разряжения в полости, изменяет угол опережения зажигания.

Высоковольтные провода служат для подачи тока высокого напряжения от катушки зажигания к распределителю и от распределителя на свечи зажигания.

Свеча зажигания предназначена для воспламенения топливно-воздушной смеси путем образования искрового разряда.

Принцип работы контактной системы зажигания

При замкнутом контакте прерывателя ток низкого напряжения протекает по первичной обмотке катушки зажигания. При размыкании контактов во вторичной обмотке катушки зажигания индуцируется ток высокого напряжения. По высоковольтным проводам ток высокого напряжения подается на крышку распределителя, от которой распределяется по соответствующим свечам зажигания с определенным углом опережения зажигания.

При увеличении оборотов коленчатого вала двигателя, увеличиваются обороты вала прерывателя распределителя. Грузики центробежного регулятора опережения зажигания под действием центробежной силы расходятся, перемещая подвижную платину с кулачками прерывателя. Контакты прерывателя размыкаются раньше, тем самым увеличивается угол опережения зажигания. При уменьшении оборотов коленчатого вала двигателя угол опережения зажигания уменьшается.

Дальнейшим развитием контактной системы зажигания является контактно-транзисторная система зажигания. В цепи первичной обмотки катушки зажигания применен транзисторный коммутатор, управляемый контактами прерывателя. В данной системе за счет применения транзисторного коммутатора уменьшена сила тока в цепи первичной обмотки, тем самым увеличен срок службы контактов прерывателя.

Контактная система зажигания: в чем особенность?

контактная система зажигания представляет собой классический механизм, в котором есть источник подачи питания, выключатель или замок зажигания, а также катушка, свечи зажигания, специальный распределительный механизм и заизолированная высоковольтная проводка. Источником питания выступает аккумулятор в режиме запуска авто, а в режиме работы мотора непосредственно генератор. Замок зажигания позволяет осуществить подачу энергии на бортовую сеть и реле стартера, а вот катушка зажигания предназначена накапливать и преобразовывать напряжение для образования заряда между электродами. Особенностью контактной системы зажигания в том, что в ней есть так называемые «кулачки», которые приводятся в действие путем кручения валового привода распределителя. Такая система считается более простой, имеет незамысловатую конфигурации и отличается надежностью. В системе не предусмотрено задействование сложных конструктивных решений вроде современных блочных электросистем.

Устройство бесконтактной системы зажигания

1 — Свечи зажигания; 2 — датчик-распределитель; 3 – распределитель; 4 — датчик импульсов; 5 – коммутатор; 6 – катушка зажигания; 7 — монтажный блок; 8 — реле зажигания; 9 — выключатель зажигания; А — к клемме генератора.

Бесконтактная система состоит из следующих элементов:

• источник питания;
• выключатель зажигания;
• датчик импульсов;
• транзисторный коммутатор; 
• катушка зажигания;
• распределитель;
• свечи зажигания.

Общее устройство бесконтактной системы зажигания напоминает строение контактной системы зажигания. Распределитель соединяется со свечами и катушкой зажигания при помощи высоковольтных проводов. Также в бесконтактной системе имеется датчик импульсов и транзисторный коммутатор.

Датчик импульсов служит для создания электро- импульсов низкого напряжения. Различают несколько датчиков импульсов: датчик Холла, индуктивный датчик и оптический.

В бесконтактной системе зажигания свое применение нашел датчик Холла (где под воздействием магнитного поля возникает поперечное напряжение в пластине проводника). Датчик Холла имеет не сложную конструкцию и состоит из постоянного магнита, полупроводниковой пластины, микросхемы и обтюратора (стального экрана).

В стальном экране имеется отверстие, через которое датчик пропускает магнитное поле, вследствие чего в полупроводниковой пластине возникает напряжение. Стальной экран, в свою очередь, не пропускает магнитное поле, и напряжение на полупроводниковой пластине не возникает. Такое своеобразное чередование прорезей в стальном экране содействует созданию импульсов низкого напряжения.

Датчик распределитель — это устройство, в котором объединены датчик импульсов с распределителем. Датчик-распределитель напоминает прерыватель-распределитель, и также как он приводится в действие от коленчатого вала.

Транзисторный коммутатор предназначен для прерывания тока в первичной обмотке катушки зажигания в моменты сигналов датчика импульсов. Прерывание тока происходит за счет срабатывания выходного транзистора.

Возможные неисправности

Если авто не запустилось, следует вначале проверить правильность подсоединения проводки. Также можно выкрутить свечи и проверить наличие искры.

Вполне возможно, при установке неправильно был выставлен трамблер, в частности, датчик Холла свои центром не совпадал с краем технологического отверстия, в итоге нарушен момент искрообразования.

Чтобы устранить неисправность, следует по новой произвести регулировку с предварительной установкой меток на шкиве с рисками на крышке, выставление положения бегунка, а после уже устанавливать датчик Холла.

Возможно также, что бесконтактное зажигание ВАЗ-2101 не работает потому, что один из составных элементов попросту неисправен. Поэтому перед установкой желательно коммутатор, трамблер и катушку проверить на авто, оснащенном такой системой зажигания.

Как известно, в последнее время многими автомобилистами используется бесконтактная система . Именно ее и устанавливают на современные автомобили производители, ну а владельцам вазовской классики приходится с завистью наблюдать, как она прекрасно функционирует на других машинах. Хотя зачем, ведь можно самостоятельно установить такую систему на свой автомобиль. Об этом и пойдет речь в статье, которая написана специально для тех, кто только собирается почувствовать плюсы использования бесконтактной системы зажигания, проведя соответствующий рестайлинг.