Автомобілі використовуються для досить швидкого транспортування пасажирів і вантажів у певні пункти призначення. Без автомобіля дуже складно уявити роботу будь-якого підприємства чи заводу. Головним елементом є двигун, йому, в свою чергу, для нормальної роботи потрібна система запалювання, яка повинна бути справною і за своїми характеристиками підходити даної силовій установці машини.
Система запалювання
Система запалювання автомобіля – це досить складна сукупність приладів, що відповідає за появу іскри в той момент, який відповідає режиму роботи силової установки. Дана система є частиною електрообладнання. Перші двигуни, такі як агрегат Даймлера, в якості системи для запалювання застосовували калильну головку – це перший пристрій системи запалювання, який не позбавлений недоліків. Його суть полягала в тому, що займання здійснювалося в самому кінці такту, так як камера отримувала досить високу температуру. Перед стартом завжди потрібно було прогріти саму калильну голівку і тільки потім запускати двигун. Надалі головка розігрівалася за рахунок підтримки температури від спаленого палива. В сучасних умовах такий принцип системі запалювання може використовуватися тільки в микродвигунах, що застосовуються в моделях авто та іншої техніки, що використовується ДВС. Таке виконання дозволяє зменшити габаритні розміри, але при цьому вся конструкція може бути дорожче. У невеликих моделях це малопомітно, а вісь в повнорозмірному автомобілі може дуже сильно позначитися на ціні. У всіх авто схема системи запалювання практично однакова. Деякі відмінності диктуються тільки поглядом виконання.
Загальна схема системи запалювання виглядає наступним чином.
Система, що працює з використанням принципу магнето
Після калильної головки одні з перших систем запалювання були створені пристрої, які працювали на основі магнето. Головна ідея такої установки – це генерація необхідного імпульсу для запалювання за рахунок проходження біля нерухомої котушки невеликого магнітного поля від встановленого постійного магніту, який у свою чергу був пов’язаний з однією з обертових деталей мотора. Головною перевагою такої системи була максимальна простота конструкції і відсутність необхідності встановлювати які-небудь елементи живлення та батареї. Вона завжди готова до роботи.
У сучасному світі її застосовують в основному для двигунів, які встановлені на бензопилах, невеликих бензинових генераторів і іншої схожої техніки. Не позбавлена система і недоліків, головний з яких – дуже висока вартість виробництва. Потрібна була котушка, володіє великою кількістю витків дуже тонкого дроту. Магніти також повинні бути високої якості. Виходячи з усіх недоліків, відмовилися від такої системи, замінивши на більш прості і більш надійні.
Види систем
Для нормальної роботи бензинового двигуна обов’язково потрібна система запалювання. Завдяки їй відбувається займання суміші в необхідний момент. Існує три види систем:
- контактна система запалювання;
- безконтактна;
- електронна.
Всі три види відрізняються по конструкції. Незважаючи на це, принцип роботи у них практично однаковий.
Загальна будова і пристрій запалювання
Всі системи запалювання, незалежно від виду, складаються з п’яти основних конструктивних елементів:
- Джерело живлення. При запуску мотора машини джерелом необхідної енергії служити акумулятор. Після того як двигун почав працювати, цю функцію виконує генератор.
- Замок запалювання – спеціальний пристрій, який використовується для передачі напруги. Замок, він же – вимикач, буває як механічний, так і більш сучасний – електричний.
- Накопичувач необхідної енергії. Даний елемент створений для накопичення, а також перетворення енергії в достатній кількості. У сучасних авто можливе використання двох видів накопичувачів: індуктивних або ємнісних. Індукційний – більш поширений і має вигляд якоїсь котушки запалювання. Перетворення здійснюється за рахунок проходження струму через дві цієї обмотки котушки.
- Свічка. Безпосередньо робочий елемент, який створює необхідну іскру для займання. Являє собою невеликий фарфоровий ізолятор, який накручений на різьбу, і має два електроди, які розташовуються на невеликій відстані один від одного. При проходженні струму між контактами за рахунок малого відстані створюється іскра.
- Система, вживана для розподілу запалювання. Головне призначення – це постачання в потрібний момент свічок запалювання енергією. Складається з якогось розподільника (або комутатора) та окремого блоку для його управління. Вид розподільника залежить від обраної системи, він може бути або електронним або механічним, який використовує для своєї роботи обертовий бігунок.
Контактний тип запалювання
Найпоширеніша схема – система запалювання «Газ», що використовується для займання паливної суміші. Цей пристрій створює іскру дуже високого вольтажу, до 30 тисяч, на контактах свічок. Для того, щоб це виконати, свічки з’єднання єднуються з котушкою, завдяки якій і відбувається утворення необхідного напруги. Сигнал на котушку подається за допомогою спеціальних проводів, що володіють необхідними характеристиками. При розмиканні контактної групи за допомогою спеціального кулачка як раз і відбувається створення іскри.
Варто зазначити, що на момент її виникнення повинен чітко відповідати спеціальним положенням поршнів. Це досягається в результаті встановлення чітко розрахованого розподільника, який передає обертальний рух на спеціальний переривник-розподільник. Головним недоліком такої системи є присутність механічного зносу, і як результат – змінюється час створення іскри, а також її якість. Якщо іскра не буде подаватися своєчасно, це вплине на правильну роботу двигуна, а значить, буде потрібно досить частині втручання в його роботу та регулювання.
Незважаючи на це, контактно-транзисторна система запалювання використовується і по сьогоднішній день. Така система запалення горючої суміші популярна завдяки відмінним характеристикам і високими показниками надійності роботи.
Безконтактне запалювання
Безконтактна система запалювання – це більш складна система, яка залежить тільки від розмикання спеціальних контактів. Найголовнішу роль у її роботі відіграє комутатор, який створений на основі транзисторного типу роботи. Для нормальної подачі іскри застосовується ще й окремий датчик. Ця система приваблива тим, що відсутня якась залежність від рівня якості виконання поверхні контактів і може бути гарантовано більш високої якості іскроутворення. Але і цей тип системи запалювання використовує розподільник, який необхідний для передачі на потрібну свічку певної кількості струму. Зовні система чимось схожа на контактну схему запалювання.
Передача струму необхідної величини здійснюється за рахунок використання спеціальних високовольтних проводів.
Переваги безконтактного пристрою запалювання
Порівняно з контактною, дана схема має ряд своїх переваг:
- Не обгорають контакти на переривнику, а також вони не схильні до забруднення. Відсутня необхідність дуже довго вибирати і встановлювати момент, коли буде виконуватися подача струму. Немає потреби контролювати або регулювати положення контактів, а також їх кут замикання і розмикання, все тому, що безконтактна система запалювання виключає присутність механічних контактів у системі. В результаті двигун не втрачає своєї потужності.
- Завдяки тому, що відсутня розмикання контактів за допомогою спеціального кулачка, також немає вібрації і биття ротора всередині розподільника – не порушується рівномірність подачі іскри на кожну свічку запалювання.
- Забезпечується впевнений запуск навіть холодного двигуна, незважаючи на температуру навколишнього середовища.
Електронне запалювання
Ця система виключає використання рухомих механічних деталей. Досягається це завдяки застосуванню спеціальних датчиків і блоку управління. Створення іскри, а також момент її подачі на певну свічку здійснюються більш точно, ніж у системах, які використовують механічні розподільники. В сумі це дає гарну можливість поліпшити роботу силової установки автомобіля, а також істотно збільшити потужність, не збільшуючи витрати палива. Система відрізняється дуже високою надійністю і якістю виконання поставлених завдань. Така електронна система запалювання використовується на багатьох сучасних автомобілях, завдяки високій надійності і чудовим робочим параметрам.
Мікропроцесорний вид запалювання
Мікропроцесорна система запалювання – це одна з різновидів електронного запалювання. Використовується для створення деякої залежності випередження запалювання в установках з карбюраторною системою живлення від тиску повітря в колекторі, а також від частоти обертання в двигуні колінчастого вала.
Мікропроцесорна електронна система запалювання має дуже велику кількістю переваг у порівнянні зі стандартною комплектацією автомобілів з карбюраторною системою живлення.
– Істотно зменшується рівень витрат. Це відбувається завдяки оптимізації згоряння подається суміші.
– Поліпшуються всі динамічні характеристики автомобіля.
– Поліпшується робота двигуна, переходь між передачами стають більш плавними. Немає втрат потужності на низьких обертах.
– Мікропроцесорна система запалювання має на увазі установку ГБО, в результаті цього і відбувається економія палива, а також зменшується вартість шкірного кілометра шляху.
– Є можливість установки додаткового перемикача для зміни режимів. Наприклад, між видами палива.
Сьогодні система запалювання ВАЗ дозволяє встановити дану схему для поліпшення всіх динамічних показників. Така можливість знову повертає ВАЗ в дію актуальних автомобілів, завдяки низькій ціні, але при цьому з непоганими швидкісними характеристиками.
Основні етапи у роботі запалювання
Існує кілька основних етапів при роботі системи запалювання, вони не залежать від виду і конструкційного виконання:
– Накопичення і подача необхідного рівня заряду.
– Спеціальне високовольтне перетворення.
– Етап розподілу.
– Утворення іскри за допомогою свічок.
– Займання паливної суміші.
На кожному з етапів необхідна максимально точна і злагоджена робота всіх елементів. В такому випадку краще вибирати найбільш надійні і давно перевірені системи. За статистикою, кращою вважається електронна система запалювання двигуна, завдяки відсутності механічних вузлів.
Свічки запалювання
Жодна система запалювання не здатна працювати без головного елемента – свічки. Дана деталь здатна перетворити імпульси, одержувані від високої напруги, в спеціальний іскровий заряд для займання парів палива в камері згоряння. Для хорошої роботи свічки рівень температури її нижнього ізолятора повинен бути в районі 500-600 градусів. Варто відзначити, що за температури 500 градусів може бути відкладення нагару на поверхні ізолятора. Як результат – перебої в роботі, погана передача іскри. За температури 600 градусів можливо так зване гартівне запалення – це передчасне запалювання суміші за рахунок високої температури ізолятора.
При виборі свічок керуються так званим калильним числом, величина якого встановлюється заводом-виробником. Чим більше краплинне числ, тім менше свічка піддається нагріванню, її ще називають холодною свічкою.
Перевірка стану та справності запалювання
Година від години система запалювання автомобіля для нормальної роботи вимагає перевірки цілісності та послідовності елементів системи запалювання. Тільки правильний підхід забезпечить довговічність і надійність роботи двигуна. Зокрема, перевіряють наступні параметри:
– Випередження запалювання і його кут. При необхідності проводитися регулювання і установка стандартного значення для даного автомобіля.
– Перевірка ланцюгів напруги. Для цього знімаються дроти високої напруги і за допомогою спеціального тестеру перевіряється їх пропускна здатність та наявність пробою.
Для того щоб отримати максимально точну інформацію про стан ланцюгів запалювання, а також про всі процеси, що протікають всередині, застосовують спеціалізовані стенди, обладнані осциллографами. Завдяки цьому можна отримати максимально точне значення і дуже швидко визначити рівень працездатності систем. Всі ці дії потрібні, щоб визначити несправність системи запалювання. На початковому етапі можна обійтися мінімальними втратами, наприклад, заміною проводів. При цьому зберігається працездатність двигуна, що дуже важливо, так як його ремонт коштує набагато більше, ніж заміна одного з елементів системи запалювання.
Найбільш характерні несправності запалювання
Несправності системи запалювання можуть спричинити за собою вихід з ладу і інших пристроїв, що використовуються для нормальної роботи машини. Виділяють окремий список поширених несправностей, при яких ускладнюється робота системи запалювання робочої суміші:
– Можливі замикання первинної обмотки котушки запалювання на масу, а також замикання вторинної на первинну. В результаті відбувається перегорання додаткового резистора і з’єднання є характерні тріщини в ізоляторі, а також в кришці котушки. В цьому випадку необхідна заміна пошкоджених елементів, якщо ж котушка практично зруйнована – то заміна всього вузла.
– Характерні несправності переривника: можливо обгорання або забруднення маслом контактів усередині переривника; порушення стандартного зазору між контактами, що призводить до перебоїв у перемиканні між свічками.
Обгорання або замаслювання контактів може викликати дуже різке збільшення рівня опору між ними, з-за цього зменшується струм, створюваний у первинній обмотці, і як результат – знижується потужність іскри, яку створюють свічки.
Порушення зазору також призводить до погіршення утворення іскри, що утворюється між електродами свічки. Як результат – перебої в нормальній роботі двигуна.
– Свічки: можлива поява нагару на внутрішній поверхні, а також рясне забруднення зовні. Порушення зазору між електродами, різні тріщини в ізоляторі, несправність бічного електрода – все це призводить до поганої подачі іскри або зовсім її відсутності. Це викликає нестабільну, нерівномірну і нестійку роботу двигуна, знижує його потужність. Можлива і зупинка при підвищенні навантаження.
Нормальна робота свічок запалювання можлива тільки у разі, якщо:
– поверхня різьблення суха (ні в якому разі не мокра);
– дуже тонкий шар нагару або кіптяви;
– колір електродів, а також ізолятора повинен бути від світло-коричневого до світло-сірого, майже білого.
Про всі несправності може розповісти мокра поверхня різьби – це може бути як бензин, так і масло. У несправної свічки, електроди та частина ізолятора покриті товстим шаром нагару і мокрі.
Замаслені свічки та інші ознаки несправності
Якщо двигун має дуже великий пробіг, і при цьому всі свічки були замінені в одну і туж годину, то головною причиною такого стану є підвищений знос циліндрів, кілець або поршнів. Можлива поява масла на поверхні свічки в період, коли автомобіль проходити обкатку. Це з часом проходить. Якщо ж масло було виявлено тільки на одній свічці, то причиною цього, швидше за все, може бути несправність випускного клапана, він може прогоріти. Щоб це визначити, потрібно добре прислухатися до роботи двигуна, на холостому ходу він працює нерівномірно. В цьому випадку не можна відкладати з проведенням ремонтних робіт, так як потім прогорить і сідло, і ремонт буде ще дорожче.
Вигорілі або дуже сильно корродірованні електроди говорять тільки про перегрів свічки. Таке можливо, якщо був використаний низькооктановий бензин, або була неправильна установка моменту твору запалювання. Занадто збіднена суміш – теж результат оплавки електродів.
Можливі різні механічні пошкодження на поверхні свічки. Вона може мати вигнутий вигляд, чи буде деформований електрод, розташований у бічній частині свічки. Наслідки такої роботи – перебої в запаленні. Причиною виникнення таких неприємностей може бути неправильно обібрана довжина свічки, або ж довжина різьби не відповідає посадковому місцю в головці двигуна. У такому випадку варто підібрати стандартну свічку, рекомендовану заводом-виготовлювачем. Якщо її довжина була обібрана правильно, варто звернути увагу на присутність сторонніх механічних елементів у внутрішній частині циліндра.
Після того як свічки були поміняні місцями, можна дізнатися дуже велика кількість інформації про їх стан. Якщо свічка продовжує покриватися нагаром вже в іншому циліндрі – це говорити про її несправності. Але якщо нормальна та справна свічка одного з сусідніх циліндрів також починає покриватися нагаром, як і її попередниця, тоді це несправність безпосередньо в кривошипно-шатунного пристрої цього циліндра.
Висновки
Всі системи, які використовуються для займання паливної суміші, гарні в певних галузях машинобудування. Все не позбавлений своїх недоліків. Не завжди потрібно створювати складну і високонадійну систему, іноді набагато дешевше використовувати прості і дешеві. Немає необхідності встановлювати дорогу систему запалювання на автомобіль, який за своєю вартістю значно нижче, ніж інші в його класі. Такими діями можна тільки підняти його вартість, але якість, на жаль, залишиться колишнім. Навіщо щось змінювати, якщо робота системи запалювання показала найкращі результати на багатьох тестах?
