Меню

Ток свечи системы зажигания



Работа системы зажигания (путь тока)

Система Зажигания.

Назначение– обеспечивает воспламенение рабочей смеси электрической искрой возникающей между электродами свечи. Для того чтобы пробить искровой промежуток между электродами свечи необходимо высокое напряжение до 24 ÷ 30 тысяч вольт.

Принцип работы системы зажигания (рис. 1). При замкнутых контактах 3 в цепи низкого напряжения ток идёт так: «+» АБ →первичная обмотка 1 катушки зажигания → контакты 3 → масса автомобиля → «-» АБ. Ток, проходя по первичной обмотке, создаёт магнитное поле, при размыкании контактов ток и поле исчезают, пересекая витки вторичной обмотки (с большим количеством витков) и в ней возникает ток высокого напряжения. Концы вторичной обмотки соединены с центральным электродом свечи и боковым (массовым). Созданное напряжение между электродами свечи пробивает искровой зазор и возникает искра которая воспламеняет горючую смесь. При исчезновении магнитного поля в первичной обмотке пересекаются и её собственные витки, создавая ток самоиндукции, который подаётся на контакты 3, они искрят, → подгорают, → нагар становится изолятором. Чтобы контакты не искрили, параллельно им включен конденсатор 4 поглощающий ток самоиндукции. Смыкание и размыкание контактов обеспечивает вращающийся кулачек.

Типы системы зажигания:

Классическая (рис. 2)имеет:

— Катушку зажигания, которая преобразует ток низкого напряжения 12 вольт (АБ или генератора) в ток высокого напряжения до 24000 вольт.

— Прерыватель – распределитель представляет общий узел. Прерыватель смыкает и размыкает контакты, имеет центробежный регулятор изменяющий угол опережения зажигания в зависимости от оборотов двигателя, вакуумный регулятор изменяющий угол опережения зажигания в зависимости от нагрузки (состава горючей смеси), октан-корректор для ручного регулирования угла опережения зажигания. Прерыватель в цепи низкого напряжения. Распределитель распределяет ток высокого напряжения, возникающий во вторичной обмотке катушке по свечам.

— Добавочный резистор (Rd) в цепи первичной обмотки предохраняет ее от перегорания при малых оборотах двигателя.

-Свечи зажигания – создают искру в цилиндрах двигателя и воспламеняют горючую смесь.

— Провода высокого и низкого напряжения соединяют узлы системы зажигания.

Контактно – транзисторная (рис.3 а) с увеличением оборотов двигателя уменьшилось время замкнутого состояния контактов → уменьшилась сила тока в первичной цепи → упало напряжение во вторичной цепи. Эти же закономерности наблюдается при увеличении числа цилиндров. Особенность этой системы в том, что в цепь первичной обмотки включен транзистор, а через контакты только цепь управления им. Ток управления

в 10 раз меньше тока проходящего через первичную обмотку, контакты не искрят, конденсатор не нужен. Контакты замкнуты → транзистор открыт → по первичной обмотке идёт ток → контакты разомкнулись → транзистор закрылся → ток в первичной обмотке исчез → магнитное поле пересекло вторичную обмотку → в свече искра. Транзистор резче размыкает первичную цепь → поле исчезает быстрее → напряжение во вторичной цепи выше (до 30000 В) → искрообразование надежней. При этом контакты служат надежней и дольше.

Бесконтактная транзисторная (рис. 3 б) — позволила получить стабильное искрообразование при высоких оборотах. Нет контактов поэтому с увеличением пробега автомобиля система работает без изменения. Основная особенность в том, что вместо прерывателя – распределителя ставится датчик – распределитель в котором вместо контактов и кулачка вращающийся ротор (постоянный магнит.) Когда зуб ротора совпадает со средней линией обмотки в ней возникает ток, который подается на базу транзистора, открывая его. Зуб удаляется, ток исчезает. Сколько зубьев, столько раз за один оборот ротора возникает искра (по числу цилиндров).

Устройство узлов.

Свечи зажигания (рис. 4) – на современных карбюраторных двигателях применяются неразборные свечи, отличающиеся размерами, формой, материалом, изоляторов, способом крепления изолятора в корпусе свечи, конструкцией и материалом электродов. Герметичность резьбового соединения обеспечивается прокладкой 7. Теплоотводная шайба 8 отводит тепло от изолятора и герметизирует корпус свечи. Для бесперебойной работы свечи нижний (тепловой) конус изолятора должен иметь температуру 500 ÷ 600°С, при этом масло сгорает, не образуя нагара, при более высокой температуре возникает калильное зажигание. У разных двигателей температура в камере сгорания разная, поэтому свечи требуются с различной теплоотдачей, которая характеризуется длинной теплового конуса изолятора. В марке свечи указывается калильное число: 8, 11 .. ..17, .. .. . 26. Чем больше калильное число, тем меньше длина конуса, больше теплоотдача. Свечи с малым калильным числом называются «горячими» с большим – «холодными». «Горячие» свечи применяют для тихоходных двигателей, с малой степенью сжатия Маркировка свечей (рис. 5) расшифровывается так: А 17 ДВ – диаметр резьбы 14 мм, калильное число 17, длина резьбы 19 мм, с выступанием теплового конуса за корпус.

Для специальных цепей, в случае необходимости наиболее полного подавления радиопомех или обеспечения работы свечи в условиях сильного загрязнения, применяются экранированные и герметизированные свечи (рис . 6).

Контакт провода со свечой при этом обеспечивается с помощью контактного устройств 4, а защита от попадания влаги – с помощью резинового уплотнения 3. Иногда в цепь центрального электрода встраивают подавительное сопротивление 500 …10 000 Ом.

Материал центрального электрода должен обладать высокой коррозионной и эрозионной стойкостью, жаростойкостью и хорошей теплопроводностью. Центральные электроды изготавливаются из хромотитановой стали 13Х25Т, а у некоторых типов свечей – из нихрома Х20Н80, боковые электроды – из никель-марганцевого сплава (например, Нмц-5). Корпус свечи и контактную головку изготавливают из конструкционных сталей.

Катушка зажигания (рис. 7)преобразует ток низкого напряжения источников (12В) в ток высокого напряжения (24 000 ÷ 30 000 В). Устройство Б-116 РНС 22 – имеет сердечник, на него намотана вторичная обмотка с большим количеством витков ( 17 000 ÷ 26 000), а поверх первичная обмотка (250 ÷ 300 витков), фарфоровый изолятор, карболитовая крышка с выводами, кожух с магнитопроводом. Полость катушки заполнена трансформаторным маслом для улучшения изоляции и уменьшения нагрева.

Катушка 27.3705 является аппаратом зажигания, способным развить во вторичной обмотке напряжение 35 … 40 кВ при работе на открытую цепь. Вследствие этого она имеет усиленную высоковольтную изоляцию. Высоковольтная крышка 1 катушки зажигания выполнена из искродугостойкого материала ПБТ. Особенностью конструкции является относительно низкое значение сопротивления первичной обмотки ( R=0,45 Ом ), что позволяет в достаточной мере стабилизировать выходные характеристики системы зажигания при минимальном значении питающего напряжения (6 В). Например, двухвыводная катушка зажигания 29.3705, применяемая в составе микропроцессорной системы управления двигателем на автомобиле ВАЗ-21083 (рис. 8 б), выполнена по специальной технологии, включающей пропитку обмоток эпоксидными компонентами и последующую опрессовку обмоток морозостойким полипропиленом, образующим собственно корпус катушки.

Отечественной промышленностью освоен выпуск двухвыводной катушки зажигания 3009.3705 (R1=0,52 Ом, R2=6,3 кОм) с замкнутыммагнитопроводом (рис. 8в). Вторичная обмотка катушки наматывается на многосекционный каркас, выполненный из пластмассы. Внутри каркаса размещается первичная обмотка. Обе обмотки устанавливаются в пластмассовый корпус и заливаются компаундом. Такая же технология применяется и при производстве новых одновыводных катушек зажигания с замкнутой магнитной системой (рис. 8 г), которые планируется использовать в электронных системах зажигания.

Добавочный резистор(рис. 9) предохраняет первичную обмотку катушки от перегорания при малых оборотах двигателя когда замкнутое состояние контактов увеличено. Его спирали включены последовательно в цепь первичной обмотки и при нагреве увеличивают сопротивление, ток в цепи падает → нагрев уменьшается. В момент запуска двигателя одну из обмоток закорачивает реле стартера. У катушек зажигания работающих в классической схеме добавочный резистор закреплен на катушке. Выводы маркируются «ВК-Б», «ВК» и «К». У транзисторной сопротивление между «+» и «С» — 0,7/ом «С» и «К» — 0,52ОМ. Резистор имеет отдельный корпус.

Прерыватель-распределитель(классическая и контактно-транзисторная системы зажигания). Прерыватель размыкает и смыкает цепь низкого напряжения( первичную обмотку катушки), распределитель распределяет ток высокого напряжения вторичной обмотки по свечам. Имеется прерывательный механизм, центробежный и вакуумный регулятор, октан – корректор, конденсатор(только у классической схемы) распределительное устройство.

-Прерывательный механизм работает так (рис. 10): при вращении кулачка стойка подвижного контакта(изолированного) скользит по кулачку и заходя на ребро, размыкает контакты, сходит на грань кулачка-контакты смыкаются. Количество граней по числу цилиндров.

-Центробежный регулятор изменяет угол опережения зажигания в зависимости от оборотов двигателя (рис11а). На валу привода находится планка свободно, штифты грузиков входят в прорези планки, кулачек прерывателя и планка с прорезями жестко соединены. При увеличение оборото грузики расходятся преодолевая сопротивление пружины → их штифты скользят в прорезях от центра → поворачивают пластину(так как прорези наклонены) с кулачком относительно вала привода(а следовательно и коленчатого вала) в сторону вращения → контакты разомкнутся раньше → угол опережения увеличится → зажигание будет раньше и наоборот. Может быть и другая конструкция центробежного регулятора(рис. 11б более поздняя). При увеличении оборотов грузики расходятся и поверхностью А давят на пластину кулачка, поворачивая его в сторону вращения.

-Вакуумный регулятор изменяет угол опережения зажигания в зависимости от нагрузки, т.е. состава горючей смеси. Беднее смесь, зажигание раньше, угол опережения больше. Работает так (рис. 12): при уменьшении нагрузки дроссельная заслонка карбюратора прикрывается → разряжение за ней увеличивается и передается под диафрагму регулятора → диафрагма прогибается → через тягу поворачивает пластину с контактами на встречу кулачку → контакты размыкаются раньше → угол опережения больше → зажигание раньше.

-Октан-корректор позволяет водителю вручную изменять угол опережения в зависимости от качества топлива (рис. 13). Ослабив болты (3) крепления пластин, вращением регулировочных гаек поворачивают корпус прерывателя ( следовательно, и контакты) относительно кулачка в пределах овальных прорезях на пластинках, контроль изменения угла опережения ведут по шкале, т.е. к «+» или «-».

Читайте также:  Как увеличить зарядный ток в автомобиле

-Распределитель – распределяет ток высокого напряжения по свечам (рис.14). Состоит из ротора и крышки. Ротор крепится на выступе кулачка, имеет контактную пластину (у некоторых пластин имеется резистор подавления помех радиоприему). Ротор и крышка карболитовые. У крышки гнезда для центрального провода от катушки и для проводов к свечам. Внутри против каждого гнезда боковые контакты, а в центре угольный контакт с пружиной для соединения с пластиной ротора. В момент разрыва контактов прерывателя пластина находится напротив одного из боковых контактов → и в этот момент появляется искра в свече.

Датчик-распределитель(рис. 15) применяется в бесконтактной транзисторной системе зажигания. Разница в том, что вместо прерывательного механизма встроен магнитоэлектрический генераторный датчик в обмотке которого импульсно создается ток(сколько цилиндров, столько импульсов за оборот). Импульсы тока подают на базу транзистора открывая его. Прерывание тока первичной обмотки (управление транзистором) может быть обеспечено датчиком холла (рис. 16). Когда через зазор проходит лопасть ротора магнитный поток замыкается в ней, индукция на микросхеме равно 0. Когда через зазор идет окно ротора магнитная индукция на микросхеме максимальна сигнал идет на вывод 7 → базу транзистора, он открывается, по первичной обмотке проходит ток. Искра возникает когда лопасть находится напротив микросхемы, тока в ней нет, транзистор закрылся, ток в первичной обмотке исчез, а во вторичной возник высокого напряжения.

Коммутатор(рис. 17) – представляет собой трехкаскадное транзисторное реле. Импульсы от датчика – распределителя поступают через клемму Д и управляют через 2 транзистора выходным транзистором, выключенным в цепь первичной обмотки(клемма КЗ). В коммутаторе имеется защита от неправильного включения, сетевого перенапряжения при действие которого выходной транзистор закрывается, пока не будет устранена причина, зажигание отсутствует.

Выключатель зажигания и стартера(замок)имеет корпус, контактную часть. Стопорное кольцо, выступ для установки выключателя, запорной стержень(противоугонный) (рис. 18). Клеммы могут помечаться цифрами, буквами. На схемах может быть раскрыта схема коммутации (соединения) или не раскрыта

(рис. 18б,в). Схема коммутации замка 2101.3704. ключ имеет 4 положения:

«0» — все электрические цепи отключены

«I» — включены цепи зажигания, обмотки возбуждения генератора, КИП, сигнализации

«II» — включено зажигание и стартер

«III» — двигатель выключен, рулевой вал заперт
Провода высокого напряженияимеют сердечник на который намотана спираль из провода с высоким омическим сопротивлением для снижения радиопомех. Некоторые провода имеют наконечники с помехоподавительными резисторами 4000 ÷ 8000 Ом.

Работа системы зажигания (путь тока)

Ваз 2106 – классическая (рис. 19)

— в цепи низкого напряжения: АБ → клемма генератора «30» → замок зажигания → первичная обмотка катушки → прерыватель (изолированный контакт → массовый) → масса → масса АБ (или генератора).

— в цепи высокого напряжения: вторичная обмотка катушки → центральное гнездо крышки распределителя → угольный электрод → контактная пластина → боковые контакты крышки → провод высокого напряжения → центральный электрод свечи → боковой электрод → масса.

Ваз 2108 (рис. 20) (транзисторная – бесконтактная)

— в цепи низкого напряжения: АБ → клемма «30» генератора → ш8-5 → ш1-6 → замок 30/1 → 15/1 → ш1-3 → ш8-4 → катушка зажигания → первичная обмотка → транзисторный коммутатор (клемма 1) → выходной транзистор → масса. Датчик – распределитель подает импульс для открытия выходного транзистора к клемма 3, 5, 6. Питание транзистора идет от катушки зажигания к клемме ТК-4. При контактной – транзисторной системе зажигания от катушки зажигания к клемме ТК-К3, от прерывателя – распределителя к клемме ТК-Д, питание ТК к «+»

— в цепи высокого напряжения так же как в предыдущем случае.
Техническое обслуживание и определение исправности узлов системы зажигания.

Свечи зажигания.

Исправность свечи можно проверить отключением их поочередно при работающем двигателе. Если при снятом проводе двигатель заработает хуже то свеча исправна, при отсоединение провода от неисправной свечи работа двигателя не изменится.

рыхлый, сухой, бархатисто – черный – двигатель работает на богатой смеси;

свеча закопченная и сырая – говорит об износе поршневой;

сере – белый налет, выжженные язвы с оплавлением – нарушение герметичности свечи, бедная смесь, калильное зажигание, нарушено охлаждение двигателя.

Удалить нагар – опустить на 20 30 минут в бензин и очистить металлической кисточкой. После чистки свечу протереть тряпочкой смоченной в бензине и высушить.

Зазор при эксплуатации увеличивается и идет перегрузка катушки (зазор 0,7 – 0,8 мм.) и перерасход топлива. Проверять зазор круглым щупом (рис. 21, 22) регулировать отгибанием бокового электрода.

Примечание.

— Как бы хорошо свечи не работали но через 30 000 км пробега их надо менять, особенно зимой.

— Очищенные свечи применять только летом, так как микро царапины на изоляторах ухудшают их работу.

Катушки зажигания.

— Техническое обслуживание: очистить от грязи, пыли, закрепить катушку и провода к выводам.

— Неисправность: сколы и трещины крышки – заменить; прогар крышки из – за недосыла проводов – заменить; межветковоезамыкание – проверить сопротивление (например, Б-116 сопротивление первичной обмотки 0,43 Ом, а у вторичной 13 000 Ом, сопротивление изоляции 50 Ом.) Обмотки перегорают из – за перегрузки когда зазор в свечах более 1,3 мм, при проверке на искру зазор не более 7 – 10 мм (так проверять опасно).

Дополнительного резистора:если неисправен или ненадежно закреплен, то при запуске стартером двигатель «схватывает», при отпущенном ключе глохнет (при пуске стартером одна спираль и замок зажигания исключены, питание первичной обмотки катушки идет от дополнительного реле стартера, только когда он включен). Чтобы двигатель заработал надо замкнуть выводы «+» и «С» дополнительным проводником → доехать, не работая на малых оборотах → заменить резистор иначе выйдет из строя катушка.

Источник

Как проверить свечи зажигания мультиметром на работоспособность

Свечи зажигания и накала выполняют роль воспламенителей горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания. От неисправности этих элементов падает тяговая мощность, общая работоспособность двигателя. В статье рассматривается как проверить свечи зажигания и накала мультиметром.

Свечи зажигания и накала

Принцип работы свеч зажигания и накала

Для того чтобы точно проверить элемент автомобиля мультиметром, необходимо знать принцип его работы.

Свеча зажигания

Свечи зажигания работают по принципу короткого замыкания. Ток от аккумулятора в 12 вольт преобразуется катушкой зажигания в ток до 40 000 вольт. Он идет по проводам на центральный вывод, где за счет возбуждения формирует искру между «+» электродом и «−» корпуса свечи. В этих элементах присутствует переменный резистор, который сглаживает поступающее напряжение.

Конструкция свечи зажигания

Свечи накала не образуют искры воспламенения. Они преобразуют электрическую энергию в тепло. Тем самым нагревая цилиндры дизельного двигателя, поддерживают температуры 75 градусов. Воспламенение образуется за счет сжатия горючего.

Проверка свеч зажигания

Многие автолюбители задаются вопросом как проверить свечи зажигания мультиметром. Сделать это просто. Для этого понадобиться тестер или мультиметр, с режимом проверки сопротивления. Далее необходимо:

  1. Установить прибор в положение проверки сопротивления в 20 кОм.
  2. Один щуп тестера соединить с центральным выводом свечи.
  3. Второй провод соединить с электродом «+».
  4. Рабочее сопротивление свечи должно варьироваться от 2.5 до 10 кОм.

Проверка свеч зажигания

Значение больше или меньше указанного является показателем неисправности детали.

Важно! Проверять свечи мультиметром можно только если они маркированы английской или русской букву «Р» (R). Только они имеют выходное рабочее сопротивление. Также стоит учитывать модель устройства. На рынке большое количество продукции из иридия, платины. Они имеют разные показатели сопротивления, которое может меняться в зависимости от температуры. Устройства с добавлением иридия не подлежат замеру, без подачи электрического тока.

Иридиевые свечи

Проверяются тем же способом, но сопротивление должно быть установлено выше 20 Ом. Таким образом, при замере, на элементе должна проскочит искра. Если этого не произошло, деталь является негодной.

Проверка мультиметром свеч зажигания

Важно! Для деталей, имеющих несколько корпусных электродов, замер сопротивления не является показателем работоспособности. Искра может подаваться в разброс или разной силы, что повлияет на общую работоспособность.

Для более точной проверки понадобится мегомметр. При помощи его можно проверить сопротивление изоляции. Именно пробой на корпус является частой причиной выхода из строя этих элементов двигателя.

Проверка свеч накала

Владельцам дизельных автомобилей будет интересно узнать, как проверить свечи накала мультиметром. Сделать это можно 3 разными способами:

  1. Прозвонка целостности спирали.
  2. Проверка рабочего сопротивления.
  3. Замер потребляемого напряжения.

Все эти способы помогут определить работоспособность элемента, но не его общее состояние.

Прозвонка целостности спирали

Для этого понадобиться выставить мультиметр в положение звукового оповещения прозвонки. Далее:

  1. Один щуп присоединить к центральному электроду.
  2. Второй на корпус двигателя.
  3. В случае получения звукового сигнала о целостности цепи, элемент считается работоспособным.

Проверка свеч накала

Этим способом проверяется целостность спирали накала, общей цепи. При работе, этот элемент может недостаточно нагревать камеру сгорания. Понадобится визуальный осмотр.

Проверка сопротивления

Для проверки нужно установить мультиметр в положение замера сопротивления. Далее необходимо:

  1. Один конец щупа соединить с центральным электродом.
  2. Второй с корпусом.

Проверка сопротивления

Рабочим сопротивлением считается значение от 0.7 до 1.8 Ом. Любые показания в меньшую или большую сторону указывают на негодность этого элемента. Полное отсутствие показаний является причиной пробития на корпус.

Важно! Свечи накала при работе увеличивают свое сопротивление, занижая приходящее напряжение. Если деталь показывает слишком высокие показатели в Ом, напряжение уменьшается, ЭБУ отключает свечи. Но камеры сгорания в этом случае не прогреваются, так как свеча с завышенным сопротивление не успевает прогреться. Такие элементы системы также являются неисправными.

Замер рабочих токов

Этот способ проверки является наиболее точным. При этом демонтировать деталь не требуется. Далее необходимо:

  1. Перевести тестер в режим амперметра.
  2. Один щуп подключить к центральному выводу.
  3. Второй к проводу, питающему этот элемент.
  4. Завести двигатель.
Читайте также:  Пояс с током для спины

Проверка проводится во время прогрева мотора. В первые минуты ток должен колебаться. После прогрева потребление тока выравнивается, а по достижении необходимой температуры должно упасть до минимального значения. Любые отклонения указывают на неисправности.

Важно! Потребляемый ток полностью зависит от типа свеч накала. Стержневые с одним полюсом потребляют от 5–18 ампер. Показания деталей с двумя полюсами не должны быть меньше 50 ампер. При этом каждый полюс должен быть замерен отдельно, а показания быть идентичными. Если один из полюсов не дает показаний вообще, эксплуатировать запрещается.

Этим способом можно проверить все свечи, и сравнивая показания определить неисправные. Далее выкрутить неисправные детали и повторить проверку визуально. Это необходимо для определения места накала. Накаляться может начало или центр, что является недопустимым.

Осмотр

Любая проверка тестером или мультиметром может показать неправильные результаты. Перед началом теста, свечи бензинового или дизельного двигателя необходимо осмотреть на предмет повреждений, трещин на цоколе, замерить величину зазора между электродами. Также необходимо почистить детали от грязи, масла, нагара. Эти загрязнения могут препятствовать прохождению электрического тока, создавая плохой контакт. Отдельно необходимо проверить провода. У них может быть повреждена изоляция, что является причиной утечки или пробоя на корпус. Может быть простой обрыв под изоляцией. Проверить провода на сопротивление также очень важно. Нормальное значение варьируется в пределах 3–8 Ом. Полное отсутствие указывает на обрыв. Большие значения являются причиной нарушения целостности изоляции.

Нарушение целостности изоляции свечи

Заключение

Проверка свечей накала и зажигания необходима для определения работоспособности этих деталей. Описанные способы проверки указывают только на общую целостность, но не способны показать данные во время работы этих элементов. Не стоит забывать о своевременной замене свечей. Для дизельных двигателей замена проводится каждые 60–100 тысяч км пробега. Для бензиновых двигателей, предусмотрен пробег в 30 тысяч. При покупке необходимо обращать внимание на качество сборки этих деталей. Любые неровности, трещины, наплыва, стертость резьбы, укажут на некачественное производство. Осуществляя диагностику на рабочем двигателе, не стоит забывать о возможном получении ожогов или поражении электрическим током.

Видео по теме

Источник

Виды, устройство и принцип работы свечей зажигания

Свеча зажигания – это важнейший элемент системы зажигания двигателя, который непосредственно осуществляет воспламенение топливовоздушной смеси в камере сгорания. В современных автомобилях используются свечи различных конструкций и эксплуатационных параметров, но все они имеют сходный принцип работы.

  1. Устройство и роль в автомобиле
  2. Принцип работы и характеристики
  3. Значение искрового зазора
  4. Что такое калильное число
  5. Виды и маркировка
  6. Срок службы и распространенные неисправности

Устройство и роль в автомобиле

Устройство автомобильной свечи зажигания

Базовая конструкция свечи включает в себя следующие элементы:

  • Корпус из металла с нанесенной на внешнюю сторону резьбой для крепления свечи в головке блока цилиндров. Он также выполняет функцию отвода излишков тепла и служит проводником от «массы» к боковому электроду.
  • Изолятор. Он, как правило, имеет ребристую поверхность, что удлиняет фактический путь поверхностных токов и предотвращает пробой по поверхности.
  • Центральный и боковой электроды, между которыми возникает искра, воспламеняющая топливовоздушную смесь. Боковой электрод выполняют из стали, легированной никелем и марганцем. Центральный – из благородных металлов, что обеспечивает возможность самоочищения электрода.
  • Контактный вывод для крепления свечи к высоковольтным проводам системы зажигания. Соединение может быть резьбовым или с защелкивающимся контактом.

В устройстве автомобильной свечи системы зажигания также может быть предусмотрен резистор. Его основной задачей является подавление помех, создаваемых системой зажигания. Сопротивление может варьироваться от 2 кОм до 10 кОм.

Свечи, используемые в двигателях внутреннего сгорания, также называют искровыми. Они формируют искру на каждом такте сжатия (либо сжатия и выпуска при применении двухвыводных катушек зажигания), воспламеняя топливовоздушную смесь в определенный момент, на протяжении всего времени работы мотора. На каждый цилиндр двигателя, как правило, приходится одна свеча (за исключение двигателей типа Twinspark), которая ввинчивается при помощи резьбы в специальные отверстия в корпусе головки блока цилиндров. Рабочая часть при этом находится в камере сгорания двигателя, а ее контактный вывод снаружи.

Неправильно выполненная затяжка свечей может привести к неустойчивой работе мотора. Недостаточная затяжка способствует понижению компрессии в камере сгорания. При слишком сильной затяжке могут произойти механические деформации.

Принцип работы и характеристики

iskra

Основной задачей свечи является формирование искры и ее поддержание в течение необходимого количества времени. Для этого низкое напряжение от аккумулятора автомобиля преобразуется в высокое (до 40 000 В) в катушке зажигания, а затем поступает на электроды свечи, между которыми выполнен зазор. “Плюс” от катушки приходит на центральный электрод, “минус” – на боковом от двигателя.

В момент формирования напряжения на электродах (“плюс” от катушки на центральном и “минус” на боковом от двигателя), достаточного для преодоления (пробоя) сопротивления среды в зазоре, между ними возникает искра.

Значение искрового зазора

Искровой зазор – главный параметр свечей зажигания. Он определяет минимальное расстояние между электродами, обеспечивающее формирование искры достаточного размера и возможность пробоя соответствующего слоя среды (топливовоздушной смеси, находящейся под давлением).

zazor

Величина зазора должна находиться в пределах, заданных производителем. Если зазор будет слишком большим – энергии искрового разряда может не хватить для поддержания необходимого времени горения свечи и смесь может не воспламениться. С другой стороны, слишком малый зазор приведет к прогоранию электродов и повышенному износу свечей.

Величина искрового зазора отличается в зависимости от режима работы двигателя и его типа и производителя. Нижний порог искрового зазора может быть около 0,4 мм, а верхний доходить до 2 мм.

Для проверки величины искрового зазора используется специальный инструмент – щуп, который может быть округлым или плоским. Второй тип более прост в использовании, но дает погрешность, поскольку не учитывает износ поверхности электродов. Подгонку зазора под необходимый размер выполняют вручную подгибанием бокового электрода.

Что такое калильное число

Где находятся свечи зажигания

Не менее важным параметром является калильное число. Оно определяет тепловые свойства конструкции и демонстрирует, при каком давлении в камере сгорания может произойти неконтролируемое самовоспламенение топливовоздушной смеси (калильное зажигание). Простыми словами, чем больше будет калильное число, тем меньше свеча будет разогреваться в процессе работы двигателя.

Конструкции с разным калильным числом применяются соответственно типу мотора, режиму и условиям его работы. Так, в летнее время и при повышенных нагрузках оптимально использовать конструкции с большим калильным числом, а зимой или при спокойной езде в городской черте – с меньшим.

Свечи с низким калильным числом устанавливаются в моторах с малым уровнем давления, работающих на топливе с небольшим октановым числом. Конструкции с высоким калильным числом наоборот используются в двигателях с повышенной компрессией и высокой температурной нагруженностью камеры сгорания.

Виды и маркировка

Что означает маркировка свечей зажигания

Чтобы не ошибиться при выборе модели, следует обратить внимание на маркировку приобретаемых свечей зажигания. У каждого производителя она своя.

Первый параметр – это, как правило, диаметр резьбы и форма опорной поверхности, демонстрирующие возможность фактической установки свечи на конкретный двигатель.

Символ R (Р) зачастую свидетельствует о присутствии в конструкции резистора. Далее, указывается калильное число, величина искрового зазора и материал, из которого выполнены электроды.

По количеству электродов свечи зажигания разделяют на два вида:

  • Одноэлектродные.
  • Многоэлектродные – они имеют несколько боковых электродов. Искра возникает с тем из них, у которого наименьшее сопротивление.

В зависимости от величины калильного числа свечи разделяют на:

Одноэлектродная и многоэлектродная свечи зажигания

  • горячие с калильным числом от 11 до 14;
  • средние – от 17 до 19;
  • холодные – от 20 и выше;
  • унифицированные – от 11 до 20.

По типу материала центрального электрода свечи зажигания различают:

  • иридиевые;
  • иттриевые;
  • вольфрамовые;
  • платиновые;
  • палладиевые.

Самыми долговечными и износостойкими считаются иридиевые автомобильные свечи зажигания. Они применяются в двигателях высокой мощности, но при установке на обычные моторы серьезных улучшений не создают.

Срок службы и распространенные неисправности

Определить на практике, когда менять свечи зажигания можно, принимая во внимание несколько аспектов:

  • Заявленный производителем срок службы конкретной марки свечей зажигания. Например, периодичность замены для типовых моделей составляет до 50 тысяч километров пробега, для платиновых этот показатель составляет 90 тысяч километров, а наиболее дорогостоящие иридиевые свечи зажигания служат до 160 тысяч километров.
  • Условия эксплуатации. При использовании низкокачественного топлива реальный срок работы будет меньше заявленного изготовителем на 20%. При этом особенно чувствительными среди свечей зажигания являются иридиевые.
  • Состояние электродов. Они могут выгорать в ходе долгой эксплуатации или в результате нарушения режимов работы двигателя. Очистка электродов может производиться механическим способом или самопроизвольно (при достижении высоких температур). Стоит отметить, что иридиевые и платиновые свечи зажигания очищать механически нельзя.
  • Состояние изолятора. Он может быть загрязнен или разрушен.

От работоспособности этого, на первый взгляд, простого элемента зависит корректный запуск и мощность мотора, расход топлива и содержание СО в выхлопных газах, а потому ответ на вопрос зачем своевременно менять свечи зажигания вполне очевиден.

Источник

—>Автозапчасти и СТО —>

Существует несколько способов распределение высокого напряжения по свечам зажигания в бензиновом двигателе. Ранее самым распространённым и единственным было роторное или высоковольтное распределение. Его основным узлом являлся трамблёр (прерыватель-распределитель или датчик-распределитель). Распределитель состоит из крышки трамблёра и бегунка (ротора).

Со вторичной обмотки катушки зажигания на центральный электрод распределителя подаётся высокое напряжение, которое при помощи бегунка передаётся на боковые электроды распределителя. Скорость вращения бегунка равна скорости вращения распредвала и относится к оборотам коленвала в отношении 1:2.. боковые электроды крышки трамблёра соединены со свечами зажигания по средствам высоковольтных проводов. Основным недостатком этой системы является трудности в обеспечении своевременной подачи напряжения на свечи зажигания при разных оборотах и режимах работы двигателя. Частично эта проблема решалась применением центробежного и вакуумного регулятора угла опережения зажигания, а в последствии применением электронных блоков, но полностью проблему не решало. Кроме того система имеет множество соединений и изнашивающихся контактов, что значительно снижает надёжность.

Читайте также:  Как сделать из аккумулятора переменный ток

Типовая система зажигания

Типовая система зажигания схема
Компоненты системы зажигания

С технической стороны система зажигания входит в комплекс электрооборудования двигателя.

Конструктивно она состоит из следующих элементов:

  • Аккумулятор или другой источник питания. Он подает в сеть низкое напряжение 12 вольт.
  • Переключатель. При повороте ключа переключатель замыкается и низкое напряжение поступает в накопитель энергии.
  • Накопитель энергии. Бывает двух видов: индуктивный (катушка зажигания трансформаторного типа, преобразующая низкое напряжение в высокое до 30 тысяч вольт) и емкостной (конденсатор).
  • Блок управления аккумулированием и распределением энергии. В зависимости от типа системы зажигания это может быть прерыватель, транзисторный коммутатор или ЭБУ (электронный блок управления).
  • Распределитель. Этот узел может быть механическим или электронным. Он осуществляет снабжение определенных свечей энергией в заданный момент времени.
  • Провода цепи высокого напряжения. По ним поступает высокое напряжение к электродам свечей.
  • Свечи зажигания.

Работа системы зажигания основана на следующем принципе: при подаче в сеть низковольтного напряжения, происходит накопление и преобразование энергии, что затем распределяется по свечам, на электродах которых формируется искра, провоцирующая воспламенение топливовоздушной смеси.

Виды систем зажигания

  • контактная (контактно-транзисторная);
  • бесконтактная (транзисторная);
  • электронная (микропроцессорная).

Особенности контактной системы

Исторически контактная система является одной из первых и сегодня ее можно встретить лишь на старых моделях автомобилей. В таких конструкциях формирование высокого напряжения происходит в трансформаторной катушке, а распределение его на свечи реализуется механическим способом — замыканием и размыканием контактов цепи прерывателем-распределителем.

Контактная система зажигания
Устройство контактной системы зажигания

Помимо основных элементов, такие системы включают в себя центробежный регулятор опережения зажигания, необходимый для преобразования угла опережения зажигания относительно частоты вращения коленвала. Он представляет собой два груза, воздействующих на мобильную пластину, контактирующую с кулачковым механизмом прерывателя.

Угол опережения зажигания — определенное положение коленвала, при котором осуществляется подача высокого напряжения на свечи. В таком режиме зажигание происходит до момента достижения поршнем верхней мертвой точки, что позволяет обеспечить максимально эффективное сгорание топливовоздушной смеси.

Также в контактных схемах применяется вакуумный регулятор опережения зажигания, изменяющий угол опережения соответственно режиму работы (нагрузке) мотора. Он соединен с полостью, находящейся за дроссельной заслонкой, и при нажатии на педаль газа изменяет угол опережения в зависимости от величины разрежения.

При замыкании контактов низкое напряжение подается на первичную обмотку катушки, где аккумулируется энергия и в момент размыкания контакта происходит формирование высокого напряжения на вторичной обмотке. Затем энергия поступает к распределителю зажигания и далее на соответствующую свечу.

Если нагрузка на силовой агрегат повышается, увеличивается частота вращения вала прерывателя-распределителя, и грузы центробежного регулятора расходятся, изменяя положение пластины. Это способствует более раннему размыканию контактов, что увеличивает угол опережения. При снижении нагрузки на двигатель происходит обратный процесс. В чем отличия контактно-транзисторной системы зажигания Следующим поколением системы зажигания стала контактно-транзисторная, предполагающая установку в первичной цепи катушки транзисторного коммутатора. Он позволяет снизить силу тока в обмотке низкого напряжения, что повышает срок эксплуатации контактов.

Контактно-транзисторная система зажигания

Следующим поколением системы зажигания стала контактно-транзисторная, предполагающая установку в первичной цепи катушки транзисторного коммутатора. Он позволяет снизить силу тока в обмотке низкого напряжения, что повышает срок эксплуатации контактов.

С развитием электронных систем появились низковольтные или статические системы распределения зажиганием, то есть не подвижные. Это стало возможным благодаря коммутации высоковольтных катушек электронными блоками. Эта система полностью подстраивает момент искрообразования в зависимости от оборотов и нагрузки на двигатель. Существует несколько схем исполнения статического распределения. В первом варианте два цилиндра с моментом зажигания, смещённым на 360 гр. по коленчатому валу одновременно получают высокое напряжение от катушки зажигания. В этом случае в двух цилиндрах одновременно происходит искрообразование. Так как свечи соединены последовательно с вторичной обмоткой катушки зажигания, то искровой разряд на свечах будет являться одним и тем же разрядом в последовательно соединённых искровых промежутках, и протекать будет в одном направлении. Следовательно, если на одной свече из пары дуга искрового разряда направлена от центрального электрода к боковому, то на другой свече, наоборот, от бокового к центральному. В то же время энергия искры будет различна. Это связано со средой, в которой образовалась искра. Когда одна свеча зажигания находится в цилиндре, в котором происходит такт сжатия, другая находится в цилиндре, где происходит конец такта выпуска. На одну из свечей воздействует высокое давление, и она воспламеняет смесь, искра на другой свече проскакивает в холостую. Энергия искрового разряда, не воспламеняющего смесь, такая же, как суммарная потеря тока в искровых промежутках между ротором и боковыми контактами при высоковольтном распределении зажигания. Картина меняется на противоположную через один такт. При этом способе используется одна катушка в двухцилиндровом двигателе и две катушки в четырёх цилиндровом, работающие попарно 1 – 4 и 2 – 3 цилиндры. Управление катушками осуществляется двухканальным коммутатором по команде контроллера. Часто ключ управления катушками встраивают в контроллер.

Контактно-транзисторная система зажигания устройство
Контактно-транзисторная система зажигания

За счет установки транзистора напряжение, поступающее на свечи, больше, чем в классической контактной системе на 30%. Зазор между электродами и, как следствие, длина искры при этом также больше, а значит возрастает и площадь контакта с топливовоздушной смесью, что способствует ее полному сгоранию. В контактно-транзисторной системе зажигания прерыватель воздействует не на катушку, а на коммутатор.

При повороте ключа через транзистор начинают проходить два типа токов:

  • управления;
  • основной ток первичной обмотки.

Когда контакты размыкаются, ток цепи управления исчезает, а транзистор запирается, препятствуя протеканию тока первичной обмотки. В этот момент магнитное поле формирует высокое напряжение на вторичной обмотке. Для ускорения запирания транзистора в контактной системе зажигания этого типа может устанавливаться импульсный трансформатор.

Принцип работы бесконтактной системы

Эволюционным продолжением транзисторно-контактной системы, является бесконтактное зажигание. В таких конструкциях вместо прерывателя устанавливается специальный датчик импульсов. Это дает возможность увеличить срок службы системы зажигания за счет отсутствия неисправностей, связанных с контактами прерывателя.

Датчик формирует электрические импульсы низкого напряжения. Он бывает трех типов:

  • Датчик Холла. Конструкция такого датчика включает в себя постоянный магнит, и пластину-полупроводник, оснащенную микросхемой.
  • Индуктивный. Принцип его работы основан на изменении величины индукции чувствительного элемента в зависимости от величины зазора между датчиком и движущимся пластинчатым ротором, воздействующим на магнитное поле.
  • Оптический. Он состоит из светодиода, фототранзистора и микросхемы согласования. При попадании света от диода на фототранзистор датчик подает массу (минус питания) на коммутатор. Перекрытие потока света провоцирует исчезновение тока в катушке и способствует дальнейшему формированию искры.

Конструктивно датчик импульсов интегрирован в распределитель и регулируется режимом вращения коленвала двигателя. Прерывание тока в первичной обмотке катушки зажигания бесконтактной системы осуществляется также транзисторным коммутатором, но реагирующим на сигналы датчика. В момент вращения коленвала датчик посылает импульсы напряжения на коммутатор. Последний, соответственно, формирует импульсы тока в обмотке низкого напряжения катушки. Когда ток не поступает, на вторичной обмотке возникает высокое напряжение, которое передается распределителю и далее по высоковольтным проводам к нужной свече. Изменение угла опережения в бесконтактной системе зажигания также выполняется центробежным и вакуумным регуляторами.

Электронная и микропроцессорная системы

Самой современной системой считается электронная. Она не имеет механических контактов, а потому ее также можно назвать бесконтактной. Электронное зажигание является частью системы управления двигателем.

В этой системе практически не существует потерь напряжения, как в предыдущих, и работа каждой свечи не зависит от работы других свечей, как в первом и втором вариантах статического зажигания. Кроме того в этом случае осуществляется точная подстройка угла опережения зажигания непосредственно в каждом цилиндре, что позволяет осуществлять полное сжигание топлива снижая тем самым выброс вредных веществ в атмосферу.

Электронная и микропроцессорная системы зажигания, устройство
Электронная система зажигания

Выделяют два типа электронных бесконтактных систем зажигания:

  • С распределителем. В подобной схеме применяется механический распределитель зажигания, подающий высокое напряжение на заданную свечу.
  • Прямого зажигания. При такой схеме высокое напряжение поступает к электродам свечи напрямую с катушки.

Помимо базовых элементов электронная система зажигания включает:

  • Входные датчики. Они регистрируют данные о текущем режиме работы мотора и подают их в виде электронных сигналов блоку управления.
  • Электронный блок управления. Он выполняет обработку сигналов и передает соответствующие команды на воспламенитель.
  • Исполнительное устройство, или воспламенитель. Фактически является транзисторной платой, обеспечивающей в открытом режиме поступление напряжения на первичную обмотку, а в закрытом — отсечку и формирование высокого напряжения на вторичной обмотке катушки.

Такие системы могут оснащаться одной общей (в конструкциях с распределителем), индивидуальными (при подаче энергии прямо на свечу) или сдвоенными катушками зажигания.

Разновидностью электронной системы является микропроцессорная. В ней применяется целый комплекс датчиков, сигналы которых обрабатываются ЭБУ. Он рассчитывает оптимальный режим работы системы в заданный момент времени. Преимуществами такой конструкции является снижение расхода топлива и улучшение динамических характеристик автомобиля.

Как работает система зажигания

Источник