2.8. Система зажигания

Система зажигания предназначена для принудительного воспламе­нения рабочей смеси в цилиндрах двигателя.

Вконтактную систему батарейного зажигания (классическую) входят: аккуму­ля­торная батарея 17; катушка зажи­гания 12; прерыватель низкого напряже­ния 5 с кон­денсатором 6; распределитель им­пульсов высокого напряжения 20; свечи за­жигания 25; выключатель зажигания 8; ам­перметр 16. Преры­ватель 5 имеет два кон­такта: неподвиж­ный 3, соединенный с «мас­сой», и подвижный 2, расположенный на рычаж­ке 1 и соеди­ненный проводом 7 с пер­вич­ной обмоткой 10 катушки зажигания. В прерывателе уста­новлен вращающий­ся ва­лик с ку­лачком 4, при помощи ко­торого размыкаются контакты.

При замыкании контактов 2 и 3 прерывате­ля 5 ток от аккумулятор­ной батареи 17 про­ходит по первичной обмотке 10 катушки зажигания 12, создавая вокруг нее магнит­ное поле.

При размыкании контактов прерыва­теля обесточивается первичная обмотка ка­тушки зажигания и резко уменьшает­ся магнитное поле. Маг­нитный поток исчезающего поля пересекает витки вто­ричной 11 и первич­ной 10 обмоток, при этом индуктируется ЭДС высокого напряжения во вторич­ной и ЭДС самоиндукции в первичной обмотках.

Вращающийся ро­тор 19 распределителя своим электродом распреде­ляет им­пульсы высокого напряжения по электродам 22 крышки распреде­лителя. В соответствии с порядком работы ци­линдров двигателя эти им­пульсы подводятся к свечам зажигания 25 через высоковольтные провода 23 и помехоподавительные резисторы 24.

Ток самоиндукции, возникающий в первичной обмотке катушки за­жигания при размыкании и замыкании контактов прерывателя, замедляет процесс исчез­новения тока в первичной обмотке, что нежелательно, так как при размыкании контактов увеличива­ется период искрообразования между ними, снижаются эффективность и надежность системы зажигания.

Для устранения данных отрицательных явлений параллельно контак­там пре­рыва­теля включен конденсатор 6. В мо­мент размыкания цепи низ­кого напря­жения конденса­тор заряжается током самоиндукции, а затем при разомк­нутых контактах разряжается через пер­вичную обмотку, что увеличивает скорость исчезновения магнитного поля и ЭДС высокого на­пряжения во вторичной обмотке катушки зажигания.

Выключатель зажигания 8 необходим для остановки работающего двигателя раз­мыканием первичной обмотки ка­тушки зажигания. Он нужен и для вклю­чения зажига­ния перед пуском двигате­ля.

Выключатель 18 цепи аккумулятор­ной батареи нужен для отключе­ния ба­тареи от «массы» при выполнении элек­тротехнических работ и для остановки автомобиля на дли­тельное время. Он защищает электрообору­дование от короткого замыкания или от пожара при неисправной про­водке, а также позволяет отключить батарею от всех потребителей элек­трической энергии, непосредственно не отсоединяя провода, отходящие от нее.

С прерывателем-распределителем (на рисунке они изображены от­дельно) соеди­нены центробежный и вакуумный регуляторы угла опереже­ния зажигания, а также ок­тан-корректор. Центробежный регулятор автома­тически изменяет угол опережения за­жигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя; вакуумный – в зависимости от на­грузки (степени открытия дроссельной заслонки). Октан-корректор позво­ляет вручную изменять угол опережения зажигания в зависимости от окта­нового числа применяемого топлива.

Контактная система батарейного за­жигания сравни­тельно проста, однако имеет и существенные недостатки, особо заметные на высокофорсированных многоцилиндро­вых двигателях: быстро обго­рают и изнашиваются контакты прерывателя, так как через них проходит ток значительной силы; увеличивается зазор между контактами прерыва­теля, а следователь­но, и угол опережения зажигания, что снижает надеж­ность работы системы за­жигания; резко уменьшается ток в цепи низкого напряжения, вследствие чего снижается и ток в цепи высокого напря­же­ния; возникают перебои с воспламе­нением ра­бочей смеси; затрудняется пуск двигателя; снижаются экономичность и мощность дви­гателя.

Электронные системы зажигания отличаются от обычных систем наличием в первичной цепи транзистора, на базу которого подается управ­ляющий импульс либо от прерывателя (контактно-транзисторная система зажигания), либо от датчика (бескон­тактная система зажигания).

В контактно-транзисторной системе зажигания в цепи прерывателя возникает слабый ток базы – ток управления транзистором, в результате чего значительно улуч­шаются условия работы контактов прерывателя. Та­ким образом, появляется возмож­ность увеличения силы тока в цепи пер­вичной обмотки катушки зажигания. Управление током базы выполняют датчики импульсов.

Часть бесконтактной системы зажигания с магнитоэлектрическим датчиком пока­зана на рисунке.

При вращении магнита (число полюсов магнита равно числу ци­линдров) в об­мотке датчика возникает перемен­ный ток. При прохождении мимо сердечника по­люса магнита (диск с зуб­цами) в катушке датчика возникает ЭДС, которая подается на базу транзи­стора. Этому моменту соответствует искрообра­зова­ние на свече зажигания.

Напряжение магнитоэлектрического дат­чика зависит от частоты вращения маг­нита: с ее увеличением напряжение воз­растает. Поэтому при повышении частоты вра­щения происходит запаздывание зажигания. При малых частотах вращения выраба­ты­ваемого датчиком на­пряжения недос­таточно для переключения транзистора.

Для устранения перечисленных недостатков вводят специальный формирующий каскад. В настоящее время разработан ряд схем, различаю­щихся датчиками, форми­рующими каскадами, электронными коммути­рующими приборами и способами накоп­ления энергии.