Система зажигания бензиновых двигателей автомобиля

Система зажигания предназначена для поджигания топливовоздушной смеси в бензиновых и газовых двигателях внутреннего сгорания. Поджог осуществляется за счет электрического разряда между электродами свечи при подведении к ней напряжения в 18000 – 20000 Вольт.

Основные составные части системы зажигания (каждый из элементов описан подробно ниже):

• выключатель зажигания;
• катушка зажигания;
• прерыватель-распределитель;
• регуляторы опережения зажигания;
• свечи зажигания;
• провода, соединяющие данные элементы.

Система зажигания с распределителем

На рисунке 10.6 приведена типичная схема системы зажигания с распределителем.

Рисунок 10.6 Контактная система зажигания двигателя с распределителем.

 Выключатель зажигания

Выключатель зажигания собран в сборе с замком зажигания. Основная функция данного выключателя — запитывание потребителей электрическим током от источников питания.

Система зажигания в целом — это тоже потребитель электротока. Как видно из схемы ниже, через выключатель от источника питания запитывается первичная обмотка катушки зажигания.

 Катушка зажигания

По сути, катушка зажигания — это трансформатор, который преобразует низкое напряжение от бортовых источников питания (12 В) в напряжение, достаточное для получения мощной искры между электродами свечи, необходимой для поджигания топливовоздушной смеси в цилиндре двигателя. Достаточное напряжение – это 20 – 30, а то и 60 тысяч вольт.

Для такого рода преобразования в корпусе катушки имеются две обмотки – первичная и вторичная, а также сердечник. Каждая обмотка имеет различное количество витков и сечение проводов.

Когда вы поворачиваете ключ и включаете зажигание от аккумуляторной батареи, электрический ток поступает на первичную обмотку и через контакты замыкается на «массу». При прохождении через первичную обмотку тока вокруг катушки создается электромагнитное поле.

Как только контакты разомкнутся и течение тока через первичную катушку резко прекратится, во вторичной катушке возникнет необходимое напряжение и ток. И уже ток в 30 и более тысяч вольт от вторичной обмотки катушки зажигания потечет через распределитель к свече зажигания.

 Прерыватель-распределитель

Прерыватель-распределитель (в простонародии — «трамблер») предназначен для того, чтобы прерывать и распределять: прерывать — ток, текущий через первичную обмотку катушки зажигания, распределять – ток от вторичной катушки зажигания между свечами зажигания в той последовательности, которая предусмотрена порядком работы двигателя. В центр крышки распределителя подсоединен высоковольтный провод от вторичной обмотки катушки зажигания, а по периметру крышки расположены выводы, которые через высоковольтные провода соединены со свечами зажигания.

Прерыватель может быть контактным и бесконтактным. В контактном прерывателе разрыв цепи первичной обмотки катушки зажигания происходит за счет контактов, что очень ненадежно.

Примечание
Причина ненадежности контактов в том, что исчезающее магнитное поле пересекает витки не только вторичной, но и первичной обмотки, вследствие чего в ней возникает ток самоиндукции и напряжение около 250-300 вольт. Это приводит к искрению и обгоранию контактов, кроме того, замедляется прерывание тока в первичной обмотке, что приводит к уменьшению напряжения во вторичной обмотке. Конечно, это решается установкой конденсатора (обычно емкостью в 0,25 мкф). Однако все-таки имеет место такое явление, как эрозия – постепенное разрушение поверхности контактов, вследствие которого контакты прилегают неплотно и понижается напряжение, возникающее во вторичной обмотке катушки зажигания.

Чтобы исключить механическую составляющую прерывателя, вместо контактов установили специальное устройство, называемое датчиком Холла. Никаких контактов, только управляющие импульсы, которые контролируют работу катушки зажигания.

 Регуляторы опережения зажигания

Для того чтобы топливовоздушная смесь успела сгореть, пока поршень движется от верхней мертвой точки к нижней, ее необходимо поджигать немного раньше. Основным показателем момента зажигания является угол опережения зажигания, который говорит нам о том, за сколько градусов до ВМТ на такте сжатия возникнет пробой между электродами свечи.

В распределителях описанного выше типа изменение угла опережения зажигания осуществляется механическим путем — проворачиванием контактов относительно приводного вала в ту или иную сторону.

 Свечи зажигания

Элемент, благодаря которому в цилиндре поджигается топливовоздушная смесь, называется свечой зажигания. Устройство этого элемента простейшее (смотрите рисунок 10.7): корпус с нарезанной резьбой и электродом (отрицательным, так как контактирует с «массой» — головкой блока цилиндров), изолятор, внутри которого проходит положительный электрод. К этому электроду с одной стороны через наконечник подсоединен высоковольтный провод системы зажигания. Положительный электрод расположен рядом с отрицательным электродом (воздушный зазор между ними составляет 0,8-1,2 мм — в зависимости от модели свечи).

Когда от распределителя зажигания высоковольтный разряд по проводу подводится к положительному электроду, воздушный зазор пробивается, то есть возникает искра — довольно мощная, чтобы поджечь топливовоздушную смесь.

Рисунок 10.7 Свеча зажигания.

Микропроцессорная система зажигания

Как уже не раз было сказано, развитие автомобилестроения движется семимильными шагами и на смену системе зажигания с распределителем пришли микропроцессорные системы. В них нет каких-либо вращающихся и подвижных частей (смотрите рисунок 10.8), но есть катушки зажигания (все чаще — по катушке на каждый цилиндр), электронный блок управления (с интегрированным блоком зажигания) и коммутатор (если блок катушки зажигания один) или коммутаторы (если катушек зажигания несколько).

Рисунок 10.8 Система зажигания с микропроцессорным управлением.

В электронный блок управления стекаются данные от ряда датчиков, обрабатывая которые ЭБУ выдает управляющий сигнал на коммутатор (или коммутаторы), определяющий, в какой момент поджечь в цилиндре топливовоздушную смесь. Получение каждого искрового разряда производится по электронным сигналам с очень высокой точностью и без использования каких-либо подвижных частей. Во многих двигателях искра образуется не только во время такта сжатия (это значит, что каждая свеча генерирует искровой разряд каждый раз, когда поршень доходит до ВМТ). Содержание вредных компонентов в отработавших газах при этом несколько снижается.

Система зажигания автомобиля | Система зажигания

Основными условиями воспламенения смеси являются превышение высокого (вторичного) напряжения над напряжением пробоя и достаточность энергии искрового разряда, выделяемой в искровом промежутке зажигательной свечи. Искровой разряд имеет емкостную и индуктивную фазы. Длительность емкостной фазы невелика и составляет 1—3 мкс. Поэтому энергия, выделяемая в данной фазе искрового разряда, обеспечивает воспламенение лишь однородной и полностью газифицированной рабочей смеси. При пуске холодного двигателя, когда паровой части топлива в смеси недостаточно, а температура ее низка, для воспламенения рабочей смеси кроме емкостной фазы разряда требуется индуктивная. Длительность индуктивной фазы искрового разряда существенно больше, чем емкостной, что способствует улучшению прогрева смеси и ее испарению. Это обеспечивает более качественное воспламенение смеси, находящейся по своему составу у границ воспламеняемости.

У систем зажигания, предназначенных для двигателей с Э > 9, энергия искрового разряда достигает 0,05 Дж, а длительность 2,5 мс. При этом повышение вторичного напряжения над напряжением пробоя, характеризуемого коэффициентом запаса, составляет 1,4-1,5.

Величина напряжения пробоя при пуске двигателя (особенно холодного) всегда больше, чем на его рабочих режимах. Это связано с низкой температурой электрода свечи и рабочей смеси в цилиндре. Напряжение пробоя зависит от давления сжатия в момент пробоя искрового промежутка и расстояния между электродами свечи. На величину напряжения пробоя влияет форма электродов свечи (результат электрической эрозии), при изменении которой оно увеличивается на 3-4 кВ за первые 25 тыс. км пробега автомобиля.

Величина вторичного напряжения, развиваемого системой зажигания, зависит от конструктивных и эксплуатационных факторов.

При пусковых частотах вращения коленчатого вала двигателя время замкнутого состояния контактов прерывателя достаточно велико, и сила тока в первичной электроцепи достигает максимального значения. При малой частоте размыкания контактов и большой силе тока разрыва, индуктируемого в первичной обмотке катушки, возможен пробой искрового воздушного промежутка между контактами, что вызывает ухудшение параметров искрового разряда.

Вторичное напряжение уменьшается при снижении напряжения на зажимах аккумуляторной батареи, которое обусловливается низкой температурой аккумуляторной батареи и степенью ее разряженности. Для компенсации снижения напряжения в первичную электроцепь систем зажигания у отечественных автомобилей вводится дополнительный резистор, замыкаемый накоротко в момент включения стартера.

Необходимо отметить влияние неравномерности электрострартерного прокручивания коленчатого вала на снижение вторичного напряжения систем зажигания.

Вторичное напряжение падает при неравномерном прокручивании коленчатого вала на 0,2-1,5 кВ по сравнению с равномерным прокручиванием. Уменьшение вторичного напряжения возможно и при увеличении шунтирующего сопротивления и зазора между электродами зажигательной свечи. Шунтирование свечей при пуске двигателя происходит в результате переобогащения смеси и попадания между электродами влаги и остатков продуктов сгорания. Наибольшее шунтирование свечей наблюдается у роторно-поршневых двигателей (в силу конструктивных особенностей расположения свечи) и у двухтактных двигателей из-за плохой организации процесса смесеобразования и плохой очистки цилиндров от остаточных газов. Увеличить энергию искрового разряда и величину вторичного напряжения у систем зажигания можно только увеличением силы тока разрыва первичной электроцепи катушки зажигания. В классических электромеханических системах такая возможность ограничивается сроком службы контактов прерывателя. Наибольшая эксплуатационная надежность контактов имеет место при силе тока 1 А.

Проблема роста вторичного напряжения и энергии искрового разряда за счет увеличения силы тока разрыва первичной цепи решается с помощью схем контактно-транзисторных и бесконтактных систем зажигания.

Контактно-транзисторные системы зажигания обеспечивают более легкие условия работы контактов прерывателя при одновременном повышении силы тока разрыва первичной цепи.

Вторичное напряжение, развиваемое контактно-транзисторной системой зажигания двигателя ЗИЛ-508.1000400, составляет 25 кВ, что обеспечивает коэффициент запаса 1,7-1,8 (1,35 для классической системы). Сила тока в первичной цепи катушки зажигания составляет около 7 А и разрываемого контактами прерывателя — 0,7-0,9 А. Положительным качеством контактно-транзисторной системы является увеличение по сравнению с классической длительностью и энергии искрового разряда (энергия до 0,024-0,025 Дж и длительность до 2,0-2,3 мс). К недостаткам данных систем относится влияние на их характеристики напряжения в первичной цепи и л, хотя оно несколько меньше, чем у классической системы.

Лучшими системами с точки зрения пуска являются электронные бесконтактные системы с электронными или электромеханическими автоматами опережения зажигания, имеющие бесконтактное управление моментом зажигания с нормированным временем накопления энергии в магнитном поле. В таких системах время накопления энергии почти не зависит от п, что улучшает условия пуска двигателя. Энергия индуктивной фазы на пусковых режимах двигателя для отечественных электронных систем (бесконтактной и микропроцессорной) составляет от 0,03 до 0,05 Дж, а длительность разряда от 2,0 до 1,7 мс.

Широко применяются электронные системы с накоплением энергии в электростатическом поле конденсатора и коммутирующем элементе (тиристоре). Резкий рост вторичного напряжения обеспечивает малую чувствительность к шунтированию свечей зажигания. Такой характер возрастания напряжения тиристорной системы, несмотря на малую длительность индуктивной составляющей, позволяет повысить надежность воспламенения топливомасляных смесей двухтактных и роторно-поршневых двигателей, а также газовоздушных смесей газовых двигателей.

Двухтактные пусковые двигатели оборудуются системами зажигания от магнето, особенностью которых являются более низкие вторичное напряжение и энергия искрового разряда по сравнению с батарейной системой зажигания, особенно в интервале пусковых частот вращения коленчатого вала 200-300 мин-1. Для повышения коэффициента запаса по вторичному напряжению приходится повышать пусковую частоту вращения коленчатого вала, что ухудшает экономические показатели пусковой системы.

Неравномерность вращения коленчатого вала пусковых двигателей при электростартерном пуске (5 достигает 1,85-1,90) приводит к снижению вторичного напряжения на 0,3-4,5 кВ. Это необходимо учитывать при выборе параметров систем зажигания от магнето.

Улучшить пуск пусковых двигателей можно за счет применения электронных систем зажигания, минимальная частота устойчивого искрообразования которых должна составлять не более 100-150 мин

Советы по устранению неисправностей системы зажигания для максимального продления срока ее службы

15 мая 2017 | статья

Компания DENSO рассказывает о ключевом факторе эффективного сгорания и способах точного диагностирования неисправностей системы зажигания

Для обеспечения эффективного сгорания топливовоздушной смеси в современных двигателях с высоким КПД и низким уровнем выбросов требуется стабильная и высокая выходная мощность зажигания.

Высокое напряжение, необходимое для зажигания, обеспечивается катушкой зажигания, то есть трансформатором, который имеет первичную и вторичную обмотки, расположенные на железном сердечнике.

Основное назначение катушки зажигания — преобразование низкого напряжения аккумуляторной батареи автомобиля в тысячи вольт, поступающих на свечу зажигания для создания искры. Свечи зажигания воспламеняют топливовоздушную смесь в камере сгорания. 

Иногда катушки зажигания выходят из строя до истечения их обычного срока службы в результате износа или повреждения. Причиной отказа может быть перегрев, вызванный внутренними короткими замыканиями, вибрация, низкий заряд аккумуляторной батареи, неисправные провода высокого напряжения и механическое повреждение. 

 

Существует несколько признаков неисправности катушки зажигания. Среди них:

•           отсутствие зажигания: отсутствие зажигания по причине того, что искра не образуется;

•           двигатель глохнет: двигатель глохнет, однако можно выполнить его повторный пуск;

•           плохая динамика: медленный разгон автомобиля или пропуски зажигания в двигателе.

При этом имеется множество способов эффективного использования катушек зажигания и увеличения срока их службы. Например, простая проверка правильности соединения катушки зажигания со свечой зажигания — неправильная установка может стать причиной повреждения свечи зажигания.

При возникновении проблем с зажиганием в автомобиле с электронной системой зажигания скорее всего загорится контрольная лампа неисправности двигателя и будет зарегистрирован диагностический код неисправности (DTC). Однако это может быть связано с неисправностью другой системы. Сначала следует убедиться в отсутствии механических повреждений, например, трещин или нагара на корпусе катушки зажигания. Также следует проверить свечи и провода на предмет коррозии и износа, измерить напряжение аккумуляторной батареи в системе зажигания и убедиться в отсутствии следов попадания воды и масла.

Ранее использовались распределительные системы зажигания, в которых высокое напряжение от катушки зажигания распределялось между свечами зажигания с помощью распределителя и проводов высокого напряжения. В современных двигателях применяются системы зажигания без распределителя (DLI), которые также называются системами непосредственного зажигания (DIS). Они обеспечивают подачу высокого напряжения непосредственно от катушек зажигания к свечам.

В двигателях, оснащенных электронной системой зажигания DLI, высокое напряжение создается с помощью катушек стержневого типа, которые установлены непосредственно на свечах зажигания, по одной на каждый цилиндр.

 

Катушка зажигания стержневого типа представляет собой трансформатор, состоящий из следующих компонентов:

•           первичная обмотка, которая преобразует электрическую энергию в магнитную;

•           сердечник, который является магнитным контуром для накопления магнитной энергии;

•           вторичная обмотка, которая преобразует изменения магнитного потока в электрическую энергию с высоким напряжением.

Свечи зажигания

Свечи зажигания — это важнейшие компоненты, играющие основную роль в процессе зажигания и оказывающие сильнейшее влияние на эффективность двигателя.

Когда высокое напряжение, созданное системой зажигания, подается на центральный и заземляющий электроды свечи зажигания, происходит пробой сопротивления между электродами, начинает протекать ток разряда, и образуется электрическая искра. Энергия искры воспламеняет сжатую топливовоздушную смесь.

Этот разряд, происходящий за предельное короткое время (около 1/1000 секунды), является чрезвычайно сложным процессом. Задача свечи зажигания заключается в стабильном образовании мощной искры между электродами в точно заданное время для запуска процесса сгорания топливовоздушной смеси.

Использование иридиевых свечей зажигания позволяет увеличить мощность и крутящий момент двигателя.

Благодаря исключительной воспламеняющей способности сверхтонких электродов (0,4 мм) иридиевых свечей зажигания DENSO увеличивается эффективность сгорания, что приводит к сокращению выбросов вредных веществ. Кроме того, улучшается топливная экономичность и увеличивается запас хода, что станет отличным подспорьем для автовладельцев, практикующих поездки на большие расстояния.  

Назад

Сколько вольт подается на свечи зажигания

Немного теории.

Искра — это электрический разряд между электродами, температура в котором достигает 6000 градусов. Он легко управляем, поэтому и поджигают смесь в цилиндре с ее помощью. Для того, чтобы этот разряд проскочил через зазор 1 мм на воздухе, необходимио подать на электроды напряжение около 1000 вольт. Но, т.к. искра проскакивает в камере сгорания, при повышенном давлении, на свечу подается около 10000-15000 вольт.

Вопрос — откуда на моем мотоцикле берется такое огромное напряжение? Вспоминаем курс физики. Есть такая штуковина — называется трансформатор. Упрощенно — на сердечник из железа наматывается две обмотки. Если на одну из них подать переменное напряжение, в другой обмотке мы зафиксируем тоже переменное напряжение. Причем, какое именно, зависит от отношения количества витков в обмотках. Т.е, если на обмотку с количеством витков 220 подать 220 вольт, то с обмотки с 10-ю витками мы снимем 10 вольт. И наоборот. Подай 10 вольт переменного напряжения на вторую — с первой снимешь 220. (В действительности все немного сложнее, но здесь усложнять смысла не вижу).

Итак, задача. Хочу, чтобы на свечу подалось 10000 вольт! Легко. Берем трансформатор (т.е. катушку зажигания — она, по сути, и есть обычный высоковольтный трансформатор), знаем его характеристики первая обмотка-100 витков, 2-я 20000 витков (количество витков для примера, точно не помню). Подаем на ее первичную обмотку 10 вольт переменного тока и видим на выходе 2000 вольт. Круто! (Так электрошокеры работают). Осталась маленькая проблема — где взять переменный ток? На байке стоит аккумулятор, который отдает 12 вольт постоянного! А на постоянном токе трансформатор не работает. Ток в обмотке должен менятся и собственно трансформация происходит только в момент изменения напряжения на первичной обмотке. Плюс к этому нам же надо один кратковременный импульс-разряд на свече в нужное нам время.

Переменный ток мы сделать не можем, точнее незачем. Зато можем сделать один импульс изменения напряжения на первичной обмотке с нуля (ну нет на ней напряжения) до 12 вольт (есть напряжение аккумулятора.) А больше то нам и не надо. Сделано это так. Кулачок-прерыватель пока замкнут — на катушке, на ее первичной обмотке полные 12 вольт.Высокого напряжения не образуется — так, стоим, разряжаем аккумулятор. Затем выступ на коленвале размыкает этот контакт и на обмотке напряжение падает с 12 вольт до нуля. Вот тебе и кусочек переменного напряжения — возник импульс во вторичной обмотке, на свечу подалось высокое напряжение, произошел поджиг топливо-воздушной смеси в цилиндре, и мотоцикл поехал по своим делам 🙂

Ну и под конец. Я сознательно не упоминал конденсатор, включенный паралельно контакту, но с ним я еще больше полезу в физику процесса искрообразования, чего всячески избегал. Скажу только, что он необходим, т.к. накапливает в себе энергию, увеличивающую импульс и предотвращает обгорание контактов.

Катушка системы зажигания двигателя — элемент системы зажигания, который служит для преобразования низковольтного напряжения, поступающего от аккумуляторной батареи или генератора, в высоковольтное.

Основная функция катушки зажигания — генерация высоковольтного электрического импульса на свече зажигания.

Содержание

Устройство [ править | править код ]

Катушка зажигания представляет собой высоковольтный импульсный повышающий трансформатор (упрощённая катушка Румкорфа) системы зажигания ДВС, первичная обмотка которого имеет сравнительно небольшое количество витков толстого провода и рассчитана на импульсы низкого напряжения, например 12 вольт (6 вольт на старых автомобилях и мотоциклах), вторичная обмотка выполнена из тонкого провода с большим количеством витков, благодаря чему во вторичной обмотке создаётся высокое импульсное выходное напряжение до 25 000 — 35 000 вольт по формуле: напряжение = индукция в витке × количество витков. Высокое напряжение от катушки зажигания с помощью высоковольтного кабеля подаётся на распределитель (трамблер), от него с помощью высоковольтных кабелей напряжение распределяется по свечам зажигания. Высокое напряжение обеспечивает искру между электродами свечи, тем самым воспламеняя топливо-воздушную смесь.

Раньше катушки зажигания делали с незамкнутым магнитопроводом, в настоящее время появились трансформаторы зажигания с замкнутым магнитопроводом.

Принцип действия [ править | править код ]

Через первичную обмотку катушки зажигания протекает постоянный ток. Когда поршень подходит к верхней мёртвой точке, цепь первичной обмотки разрывается размыканием контактов прерывателя (это происходит или механическим путём, когда контакты размыкаются кулачком на валу, или с помощью электронных (транзисторных или тиристорных) ключей, в которых управляющий импульс формируется электронной схемой (контактной или бесконтактной, положение коленчатого вала определяется с помощью датчика Холла, индуктивного или иного датчика).

Согласно закону электромагнитной индукции, ЭДС, индуцируемая изменением силы тока в соседнем контуре, равна

E = − L 12 d I d t <displaystyle <mathcal >=-L_<12><frac

>> ,

учитывая мгновенное изменение силы тока (одномоментное размыкание), следовательно, большое значение производной, а также взаимную индукцию обмоток L 12 ∝ N 1 N 2 <displaystyle L_<12>propto N_<1>N_<2>> , где N 2 <displaystyle N_<2>> очень большое число (десятки тысяч витков), во вторичной обмотке наводится импульс э.д.с. амплитудой в десятки киловольт. Высокий потенциал от катушки передаётся на свечи с помощью высоковольтных проводов (изначально применённых Г. Хонольдом в системе зажигания с магнето), и обеспечивает пробой зазора между электродами свечи зажигания.

На некоторых образцах мото- и автотехники с двухцилиндровыми двигателями (например, мотоциклы «Днепр», мотоциклы «Урал», автомобили «Ока») применяются двухискровые катушки зажигания (искра проскакивает одновременно на двух свечах). Топливо-воздушная смесь воспламеняется только в одном цилиндре, так как в другом проходит такт выпуска и воспламеняться нечему.

В последнее время получили распространение индивидуальные катушки зажигания на каждую свечу (по числу цилиндров).

Добавочное сопротивление [ править | править код ]

В ряде случаев последовательно первичной обмотке катушки зажигания включается добавочное сопротивление (или дополнительный резистор). На низких оборотах контакты прерывателя оказываются бо́льшую часть времени в замкнутом состоянии и через обмотку протекает ток, более чем достаточный для насыщения магнитопровода. Избыточный ток бесполезно нагревает катушку.

Спираль дополнительного резистора изготавливается из стального сплава, имеющего высокий температурный коэффициент электрического сопротивления. При прохождении избыточного тока сопротивление спирали увеличивается и сила тока уменьшается, таким образом происходит автоматическое регулирование. На высоких оборотах, когда контакты бо́льшую часть времени разомкнуты, нагрев резистора менее значителен (сопротивление спирали невелико). При запуске двигателя добавочное сопротивление шунтируется контактами реле стартера, тем самым повышается энергия электрической искры на свече зажигания.

Некоторые неопытные водители пытаются (бесполезно или с большим трудом) запустить пусковой рукояткой двигатель при «севшем» аккумуляторе, не зная, что нужно принудительно временно шунтировать добавочный резистор (какой-нибудь проволочкой).

Рабочие характеристики [ править | править код ]

К рабочим характеристикам катушки зажигания относят:

• Индуктивность первичной обмотки;
• Сопротивление первичной и вторичной обмотки;
• Коэффициент трансформации;
• Энергия искры;
• Напряжение пробоя;
• Количество образующихся искр в минуту.

Индуктивность [ править | править код ]

Индуктивность характеризует способность катушки накапливать энергию. Измеряется в Гн – генри, единицах измерения, названных в честь американского ученого Дж. Генри. Энергия, которая накапливается в первичной обмотке, пропорциональна индуктивности. Чем выше индуктивность, тем больше энергии может накопить катушка.

Коэффициент трансформации [ править | править код ]

Коэффициент трансформации показывает, во сколько раз катушка зажигания увеличивает первичное напряжение. На первичную катушку подается напряжение от аккумулятора в 12 В. Когда первичная цепь разрывается, ток в цепи изменяется — от 6-20 ампер, до 0. Изменение тока в катушке приводит к возникновению ЭДС индукции и образованию напряжения в первичной катушке в 300-400 В. Коэффициент трансформации катушки показывает, во сколько раз увеличивается именно это напряжение. Определяется отношением числа витков вторичной катушки к числу витков первичной катушки, или отношением пробивного напряжения свечи к разнице максимально допустимого напряжение между коллектором и эмиттером транзистора и напряжения бортовой сети питания, которые известны из производственных характеристик катушки зажигания и автомобиля.

Сопротивление [ править | править код ]

В первичной обмотке – 0,25-0,55 Ом. Во вторичной обмотке – 2-25 кОм. Мощность и энергия искры обратно пропорциональны сопротивлению первичной обмотки катушки: чем оно выше, тем ниже мощность и энергия искры.

Энергия искры [ править | править код ]

Полезная энергия искры расходуется в течение 1,2 мс [1] – время, за которое сгорает воздушно-топливная смесь. Энергия искрового разряда составляет 0,05-0,1 Дж. В свече зажигания искра образуется вследствие явления дугового разряда, когда между двумя электродами, находящимися в газе, происходит электрический пробой. Напряжение на электродах зависит от размера диаметра свечи и его материала, зазора между электродами и от состава воздушно-топливной смеси, давления в камере сгорания и температуры. Во время старта двигателя и разгона автомобиля напряжение на электродах – максимальное, так как свеча не разогрета. При постоянной скорости – напряжение минимально. Чтобы свеча работала эффективно и не давала пропусков, напряжение, генерируемое катушкой, должно быть в 1,5 больше, чем напряжение, необходимое для пробоя зазора.

Напряжение пробоя [ править | править код ]

В зазоре между электродами свечи зажигания происходит пробой, когда напряжение на электродах становится равным напряжению пробоя. Значение напряжения пробоя зависит от величины зазора между электродами, давления и температуры воздушно-топливной смеси. При первом запуске двигателя напряжение должно быть выше, чтобы произошел пробой и образовалась искра, так как топливо и воздух в камере сгорания холодные.

Расчет числа искрообразований в системе зажигания [ править | править код ]

Чтобы рассчитать, сколько раз образуется искра в минуту в системе зажигания, нужно знать число оборотов в минуту двигателя и количества цилиндров. N – столько раз образуется искра в минуту. N= (Обороты/мин*число цилиндров) / (количество тактов двигателя 2 или 4). Для 6-цилиндрового двигателя при скорости вращения в 4000 об/мин число искрообразований равно: N=6*4000/4=6 000 раз в минуту.

Все не так : Катушка имеет большую индуктивность. Через нее протекает ток, который коммутатор резко обрывает. В момент прекращения тока возникает ЭДС самоиндукции достигающая 300-400 В, а во вторичной обмотке, соотв., несколько киловольт. Для справки — в выходном каскаде коммутатора всегда стоят высоковольтные транзисторы (пробивное напр. до 400-500В).
:
: Павел

Значение которое ты привел НЕ является напряжением — это мгновенное максимальное амплитудное значение (поэтому и транзисторы такие) — оно и в контактной системе такое же, а напряжение там, все таки, 12 вольт.

Кстати, поскольку количество витков в первичной обмотке зубильной катушки меньше, чем в обычной катушке, то и ЭДС самоиндукции тоже должно быть меньше, поэтому ИМХО там нет 300-400 вольт этой самой ЭДС самоиндукции, которые есть в обычной катушке.

: : Катушка имеет большую индуктивность. Через нее протекает ток, который коммутатор резко обрывает. В момент прекращения тока возникает ЭДС самоиндукции достигающая 300-400 В, а во вторичной обмотке, соотв., несколько киловольт. Для справки — в выходном каскаде коммутатора всегда стоят высоковольтные транзисторы (пробивное напр. до 400-500В).
: :
: : Павел
:
: Значение которое ты привел НЕ является напряжением — это мгновенное максимальное амплитудное значение (поэтому и транзисторы такие) — оно и в контактной системе такое же, а напряжение там, все таки, 12 вольт.

*** Когда коммутатор замыкает «-» катушки на корпус , через нее начинает протекать НАРАСТАЮЩИЙ ток от 0 до 7-8 ампер. В момент достижения требуемого значения тока коммутатор размыкает первичную цепь и из-за ЭДС самоиндукции происходит искровой разряд. Время нарастания тока в первичной обмотке где-то 1-2 миллисекунды при нормальном напряжении в бортсети и увеличивавется при пониженном напряжении (холодный пуск). Коммутатор должен «знать» когда придет сигнал от ДХ на размыкание, и подать напряжение на катушку заранее с учетом времени нарастания тока. Возможно в чем-то не прав. Поправьте,pls.
Борис

*** Когда коммутатор замыкает «-» катушки на корпус , через нее начинает протекать НАРАСТАЮЩИЙ ток от 0 до 7-8 ампер. В момент достижения требуемого значения тока коммутатор размыкает первичную цепь и из-за ЭДС самоиндукции происходит искровой разряд. Время нарастания тока в первичной обмотке где-то 1-2 миллисекунды при нормальном напряжении в бортсети и увеличивавется при пониженном напряжении (холодный пуск). Коммутатор должен «знать» когда придет сигнал от ДХ на размыкание, и подать напряжение на катушку заранее с учетом времени нарастания тока. Возможно в чем-то не прав. Поправьте,pls.
Борис

. Совершенно верно, сгорит.

Но в БСЗ она почему-то не сгорает. Вопрос — почему? Моя версия (ИМХО) — потому что к ней прикладывается напряжение не 12 вольт, а меньше. Мой вопрос — сколько? 4? 6? 8? 10? Я понимаю, что больше 14 (напряжение бортовой сети) быть не может, оно наверняка меньше.

. Потому, что коммутотор выдает нормированные по времени импульсы
определенной формы. Длительность и частота их специально подобраны
и зависят от оборотов. Прерыватель же, не может этого делать, так как импульсы от него прямоугольные (замкнут — разомкнут).
Говорить тут о напряжении опять же не корректно, но амплитуда его 12 вольт, а ЭДС самоиндукции, по большому счету, значения не имеет, так как является следствием изменения тока катушки и сдвинута по времени.

: Кстати, поскольку количество витков в первичной обмотке зубильной катушки меньше, чем в обычной катушке, то и ЭДС самоиндукции тоже должно быть меньше, поэтому ИМХО там нет 300-400 вольт этой самой ЭДС самоиндукции, которые есть в обычной катушке.

Насчет того, больше там витков или меньше не скажу, т. к. имхо, это не принципиально.

Конечно меньше. Коммутатор нормально работает и при 8 вольтах бортовой сети (когда включен стартер, напр.)

А вообще хороший коммутатор заранее знает, когда надо будет выдать искру и открывает выходной транзистор за несколько миллисекунд до этого момента. За это время ток нарастает до максимума. В момент поступления сигнала от датчика ток резко прекращается.

ЭДС самоиндуции зависит не только от индуктивности, но и от скорости уменьшения тока. Современные транзисторы могут оборвать ток настолько быстро, что никаким контактам и не снилось 🙂

PS Все цифры взяты с потолка и отражают только принципы процессов.

: Ну, скажем, нормальная искра возникает при прерывании тока через катушку силой в 5 ампер. Катушка может выдержать этот ток в течении 200 мс. Если, например, двигатель остановится при включенном зажигании и контакты трамблера окажутся замкнутыми, то рабочий ток (т.е. 5A) будет протекать постоянно — через секунду-другую катушка сгорит. Такая ситуация очень вероятна при пуске.
:
: Павел
:
: PS Все цифры взяты с потолка и отражают только принципы процессов.
:

Как работает свеча зажигания? | Новости автомира

Это устройство является важным элементом работы двигателя внутреннего сгорания. Без него трудно представить тепловой двигатель, в том числе функционирование бензинового мотора. Знакомьтесь, это свеча зажигания. Несмотря на то, что данный элемент имеет небольшие габариты, его структура достаточно сложная.

Как работают автомобильные свечи зажигания?

После того, как поршень двигателя сжимает воздух, в камере сжигания образуется высокое давление. Между электродами свечи зажигания (боковым и центральным) образуется электрическая искра. Она воспламеняет топливо. В результате двигатель продолжает работать. Для того чтобы воспламенение было сильным, искра должна быть мощной. В случае если она длиной меньше 1 мм, тогда воспламенение не происходит и двигатель не сможет функционировать. Напряжение между двумя электродами должно быть не меньше 20 000 В. Где взять такое напряжение, ведь аккумулятор вырабатывает всего лишь 12 В? На помощь данному устройству приходит вся система зажигания.

Система зажигания – основа эффективной работы свечи зажигания и двигателя в целом

Классическая форма. Она состоит из катушки зажигания или модуля зажигания, электронного блока управления («Мозги»), прерывателя, конденсатора, аккумулятора. Исправная работа всей системы помогает свече зажигания преобразовывать ток низкого напряжения (12 В) в ток высокого напряжения (25 000 – 30 000 В). «Мозги», подсоединённые к аккумулятору, подают высокое напряжение в катушку зажигания. Она в свою очередь отдаёт энергию в свечу зажигания. Также за работу данного элемента отвечает датчик положения коленчатого вала (ДПКВ). Он установлен на конце коленчатого вала. Когда стержень вращается и его метка совмещается с ДПКВ, то подается сигнал в «Мозги». И опять по кругу. «Мозги» выдают напряжение катушке зажигания, а она свече зажигания. Образуется искра. Следует отметить, что катушка зажигания имеет под каждый цилиндр двигателя свой модуль, от которого отходят высоковольтные провода к свече зажигания. Провода соединяются с помощью наконечника зажигания. Таким образом, в четырёхцилиндровом моторе будет 4 свечи зажигания, соединённые соответственным количеством высоковольтных проводов.

Р.S: на современных авто модуль зажигания и высоковольтные провода отсутствуют. Вместо них устанавливается индивидуальные катушки зажигания, которые подсоединяются под каждую свечу зажигания. Соединяются с каждой катушкой зажигания «Мозги» с помощью индивидуальных управляющих проводов.

Современная система зажигания

1. Замок зажигания
2. Аккумуляторная батарея
3. Индивидуальная катушка зажигания
4. Свеча зажигания
5. ЭБУ двигателя («Мозги»)
6. Датчик положения распределительного вала (ДПРВ)
7. Датчик положения коленчатого вала (ДПВК)

Как часто менять свечи зажигания?

Специалисты утверждают, что свечи зажигания после 30 000 — 40 000 километров пробега (при оптимальных условиях езды) следует менять на новые модели. В среднем этот параметр может быть 15 000 километров езды. А что делать, если вы заметили нагар свечи зажигания? Обращайте внимание на цвет образовавшейся копоти. Свеча зажигания — зеркало работы двигателя. Именно поэтому, светло серый и светло коричневый цвет свидетельствует о качественной работе мотора. А влажный черный маслянистый свечи зажигания нагар свидетельствует о повреждении поршня, цилиндра. Также образование нагара на свече может быть причиной не правильного выбора данного элемента.

Как выбрать свечи зажигания?

• При подборе нового комплекта свечей обращайте внимание на марку автомобиля и параметры её двигателя (мощность и объем). Так свечи зажигания для иномарок не подойдут для отечественных авто. Если сравнить, то свечи зажигания для форд фокус 2 отличаются от свечей зажигания для девятки.
• Учитывайте диаметр резьбы свечи зажигания. Существует такие параметры: 8, 10, 12, 14, 18 миллиметров. Свечи зажигания с резьбой 10мм производятся таким брендами, как NGK, DENSO, Iskra.
• Длина резьбы свечи зажигания бывает до 11,(11,2), 12, (12,7), 17,5,19,25, 25 и более миллиметров. Например, свечи зажигания на хендай гетц будут с длиной резьбы 19 мм.
• Важным параметром является калильное число (время, за которое элемент зажжется) свечи зажигания. В камере сгорания двигателя (в зависимости его мощности и нагрузки) температура повышается по-разному. Чем выше калильное число указано, тем свеча меньше нагревается. Поэтому «горячие» свечи подойдут для авто с небольшой нагрузкой. Для спортивных автомобилей, которые ездят на высокой скорости, на дальние расстояния лучше купить свечи зажигания «холодные». Маркировка калильного числа у каждого производителя разная. Российские бренды придерживаются таких параметров. Горячие свечи: 11-14. Холодные свечи: 20 и более. Средние свечи: 17-19.
• Материал центрального электрода. Доступные модели могут состоять из меди, сплава меди, железа и никеля. Центральный электрод из платины, иридия, серебра имеют ряд преимуществ. Такие изделия в несколько раз служат дольше. Например, свечи зажигания иридиевые имеют тонкий электрод, который обеспечивает полное возгорание и его легко почистить. Более того, иридиевые свечи зажигания уверенней работают на переходных режимах и повышают мощность мотора и экономят топливо.

Какие свечи зажигания выбрать?

Прежде, чем выбрать свечи накаливания, обращайте внимание на ведущие бренды, которые зарекомендовали себя, как надёжные производители. Например, свечи зажигания Сhampion производителя являются одними из самых совершенных видов данной продукции. Они обладают увеличенным сроком эксплуатации. Некоторые из них обладают оцинкованным корпусом, защищая от коррозии. Свечи зажигания NGK сегодня активно применяются водителями, так как производитель использует иридий — материал для центрального электрода. Это экономит топливо, способствует оптимальной работе двигателя и продлевает срок службы свече. Многие Вosch свечи зажигания отличаются применением серебра для создания центрального электрода. Это снижает требование к напряжению, а значит, экономит топливо. Bugaets свечи зажигания помогают сжечь топливо равномерно и симметрично, поэтому снижается его расход.

Как не нарваться на подделку?

При покупке оригинальных свечей обьязательно обращайте внимарние на следующие детали:

• Поверхность должна быть ровной (отсутствие шероховатости).
• Стержень не должен двигаться, а плотно прилегать.
• Требуйте сертификат соответствия у продавца.

Узнайте больше о катушках зажигания! Советы по сервисному обслуживанию катушек зажигания.

Система зажигания должна обеспечивать искру достаточной интенсивности в нужном цилиндре в нужное время тысячи раз в минуту. Поэтому правильный ремонт системы зажигания — это насущная необходимость. Благодаря нашим советам по обслуживанию катушек зажигания вы узнаете, как они работают, почему они выходят из строя, что указывает на их неисправность, а также как заменить их для обеспечения высококачественного долговечного ремонта, которому можете доверять и вы, и ваши клиенты.

Что такое катушка зажигания?

Чтобы произошло возгорание, необходима искра, поджигающая топливовоздушную смесь в двигателе. В этом и заключается функция катушки зажигания. Она представляет собой электрический трансформатор, который преобразует низкое напряжение аккумулятора — обычно всего 12 вольт — в очень высокое для того, чтобы в зазоре свечи зажигания проскочила искра, поджигающая топливо. В результате этого двигатель запускается. В некоторых системах требуется всего одна катушка, однако в большинстве новых моделей автомобилей на каждый цилиндр устанавливается отдельная катушка зажигания.

Как работает катушка зажигания?

Говоря простым языком, катушки зажигания состоят из трех частей: первичной цепи, состоящей из нескольких сотен витков первичной обмотки, вторичной цепи, состоящей из еще нескольких тысяч витков, и железного сердечника. Когда ток протекает через первичную цепь, вокруг сердечника создается мощное магнитное поле, заряжающее катушку. Однако, когда подача энергии прерывается — магнитное поле исчезает. А поскольку эта энергия должна куда-то уходить, она индуцирует импульс тока во вторичной катушке, увеличивая его напряжение до тех пор, пока его не станет достаточно, чтобы создать искру зажигания. 
 
Требуемое напряжение может варьироваться от всего 5000 вольт до 25 000 вольт и зависит от ряда факторов, а именно ширины зазора между электродами свечи зажигания, электрического сопротивления свечи зажигания, состава топливовоздушной смеси, температуры свечи зажигания, нагрузки на двигатель и т.д. На самом деле, при максимальной нагрузке некоторым системам требуется напряжение до 40 000 вольт. Величина выходного напряжения определяется соотношением количества витков вторичной обмотки к количеству витков первичной обмотки, которое обычно составляет порядка 80 к одному, но чем выше это соотношение, тем выше потенциальное напряжение.

Где устанавливается катушка зажигания?

На старых автомобилях катушка зажигания расположена между аккумулятором и трамблером. Однако в современных системах зажигания с электронным управлением трамблер больше не нужен. Вместо этого работу свечей зажигания контролирует блок управления двигателем (ЭБУ). Таким образом, в системах с индивидуальными катушками зажигания катушки монтируются непосредственно над каждой свечей зажигания. Или в случае бестрамблерных систем с «холостой искрой», подключаются к паре свечей зажигания.

Из-за этого количество катушек также может различаться. В то время как в старых системах обычно используется одна катушка, на более современных автомобилях устанавливается несколько катушек — по одной на цилиндр или на каждую пару цилиндров. Это позволяет производителям автомобилей более точно контролировать момент зажигания, повысить производительность двигателя, снизить расход топлива и количество выхлопных газов.

Почему катушки зажигания выходят из строя?

Несмотря на то, что катушки зажигания рассчитаны на длительное использование, возрастающие требования к ним означают, что они могут выйти из строя. Среди основных причин их поломки можно выделить следующие:

• Поврежденные свечи зажигания или их провода. Неисправная свеча зажигания, обладающая повышенным сопротивлением, вызывает рост выходного напряжения. Если оно превышает 35 000 вольт — может случиться пробой изоляции катушки, который вызовет короткое замыкание. Это может стать причиной снижения выходного напряжения, пропусков зажигания под нагрузкой и/или плохого запуска двигателя.
• Износ свечи зажигания или увеличенный зазор. По мере износа свечи зажигания будет увеличиваться и установленный на ней зазор между двумя электродами. Это означает, что для создания искры катушке будет необходимо генерировать более высокое напряжение. Увеличившаяся нагрузка на катушку может стать причиной перегрузки и перегрева. 
• Повреждение в результате вибрации. Постоянный износ из-за вибрации двигателя может стать причиной повреждения обмоток и изоляции катушки зажигания, в результате чего может возникнуть короткое замыкание или обрыв во вторичной обмотке. Также может ослабнуть крепление электрического разъема, подключенного к свече зажигания, что заставит катушку зажигания совершать дополнительную работу для создания искры.
• Перегрев. Вследствие своего расположения катушки зажигания часто подвержены воздействию высокой температуры, возникающей при работе двигателя. Это может снизить возможность катушек проводить ток, что, в свою очередь, приведет к снижению их производительности и долговечности.
• Меняющееся сопротивление. Короткое замыкание или низкое сопротивление в обмотке катушки зажигания увеличит количество электричества, протекающего через катушку. Это может вывести из строя всю систему зажигания автомобиля. Изменение сопротивления может также быть причиной создания слабой искры, что приведет к невозможности завести автомобиль и повреждению как катушки зажигания, так и расположенных радом элементов. 
• Попадание жидкости. В большинстве случаев источником жидкости является утечка масла через поврежденную прокладку клапанной крышки. Это масло скапливается и повреждает как катушку зажигания, так и свечу зажигания. Вода из системы кондиционирования, например, также может проникать в систему зажигания. В обоих случаях во избежание повторных аналогичных поломок важно устранить первопричину неисправности.

Признаки неисправности катушки зажигания.

Поскольку катушка зажигания отвечает за генерирование искры, с помощью которой запускается двигатель автомобиля, любая ее неисправность быстро отразится на работе двигателя. Можно выделить следующие признаки неисправности катушки зажигания:

• Горит индикатор проверки двигателя. Поскольку неисправная катушка зажигания непосредственным образом влияет на работу двигателя, любая ее неполадка станет причиной включения индикатора проверки двигателя.
• Повышенный расход топлива. При снижении мощности искры процесс сгорания топлива будет не столь эффективным, что приведет к заметному увеличению его расхода. 
• Прострел в выхлопной системе. Часто ранним признаком отказа катушки зажигания является прострел, возникающий, когда топливо, не сгоревшее в камере сгорания, попадает в выхлопную систему. Если не устранить эту неисправность, выхлопная система может получить значительные повреждения.
• Остановка двигателя. Неисправная катушка зажигания будет подавать ток на свечи зажигания с перебоями, что может привести к остановке двигателя. Это также может стать причиной невозможности запуска двигателя. 
• Пропуски зажигания. Из-за недостаточной мощности, развиваемой одним или несколькими цилиндрами, в двигателе могут возникать пропуски зажигания, особенно во время набора скорости.
• Проблемы с запуском двигателя. Аналогичным образом, если на одну или несколько свечей зажигания не подается достаточного заряда, двигатель будет очень сложно завести. Автомобили с одной катушкой зажигания могут в этом случае вообще не завестись. 

Советы по поиску и устранению неисправностей катушек зажигания.

Если имеется подозрение на неисправность катушки зажигания, чтобы упростить диагностический процесс, просто выполните приведенные ниже действия:

• Считайте коды неисправностей и рабочие данные с помощью диагностического прибора. Сравните полученные данные о катушке зажигания, которая по вашему мнения неисправна, со значениями, характерными для исправной катушки.
• Проверьте катушки на наличие признаков повреждения, таких как трещины корпуса, повреждения стопорных петель или повреждения проводки и электрических разъемов.
• Также извлеките и осмотрите свечу зажигания. Проверьте зазор свечи зажигания и провод питания свечи, при его наличии, и убедитесь, что его сопротивление в норме.
• При включенном зажигании с помощью мультиметра измерьте напряжение, подающееся на катушку зажигания. Напряжение не должно превышать 10,5 вольт. 
• Опять же, с помощью мультиметра проверьте первичную и вторичную обмотки катушки. У большинства катушек зажигания сопротивление первичной обмотки должно составлять от 0,4 до 2 Ом, а вторичной — от 5000 до 20 000 Ом. Однако для уточнения значений следует свериться с руководством, предоставленным автопроизводителем. Если оба эти параметра выходят за допустимые пределы, катушку следует заменить. Нулевые показания прибора свидетельствуют о наличии короткого замыкания, а завышенные значения — о наличии обрыва в катушке.  В тех случаях, когда к катушке зажигания подключено три, четыре, пять или семь проводов, следует свериться с электросхемой, описывающей ее конструкцию.

Советы по замене катушек зажигания.

После того как неисправность была выявлена, замените катушку зажигания, выполнив простые действия, описанные ниже:

• Отключив зажигание определите расположение неисправной катушки. Отсоедините электрический разъем и выверните крепежные болты. Аккуратно приподнимите катушку с посадочного места.
• Перед установкой новой катушки рекомендуется нанести диэлектрическую смазку на посадочную поверхность новой катушки и ее электрический разъем. Это позволит предотвратить появление коррозии и обеспечить качественное соединение. Также одновременно с заменой катушки рекомендуется заменить все свечи зажигания.
• После этого установите катушку на место. Затяните болты рекомендованным моментом и подсоедините электрический коннектор.
• Подключите диагностическое устройство, сотрите все коды неисправностей и отключите индикатор предупреждения о необходимости обслуживания двигателя. 
• Выполните ходовые испытания, чтобы убедиться, что неисправность устранена.

Больше о катушках зажигания.

 

Система зажигания

Теория

Система зажигания предназначена для воспламенения топливовоздушной смеси в точно установленный момент времени. В двигателях с искровым зажиганием это достигается за счет электрической искры, т.е. электроискрового разряда, создаваемого между электродами свечи зажигания. Пропуски зажигания приводят к догоранию смеси в каталитическом нейтрализаторе, происходит уменьшение мощности и топливной экономичности, увеличивается степень износа элементов двигателя и содержание вредных компонентов в выбросе.

Основными требованиями к системе зажигания являются:

1. Обеспечение искры в нужном цилиндре (находящемся в такте сжатия) в соответствии с порядком работы цилиндров.
2. Своевременность момента зажигания. Искра должна происходить в определенный момент (момент зажигания) в соответствии с оптимальным при текущих условиях работы двигателя углом опережения зажигания, который зависит, прежде всего, от оборотов двигателя и нагрузки на двигатель.
3. Достаточная энергия искры. Количество энергии, необходимой для надежного воспламенения рабочей смеси, зависит от состава, плотности и температуры рабочей смеси.
4. Общим условием для системы зажигания является ее надежность (обеспечение непрерывности искрообразования). Неисправность системы зажигания вызывает неполадки как при запуске, так и при работе двигателя:
   — трудность или невозможность запуска двигателя;
   — неравномерность работы двигателя — «троение» или прекращение работы двигателя — при пропусках искрообразования в одном или нескольких цилиндрах;
   — детонация, связанная с неверным моментом зажигания и вызывающая очень быстрый износ двигателя;
   — нарушение работы других электронных систем за счет высокого уровня электромагнитных помех и пр.

Важно!
Во избежание поражения электрическим током и предотвращения несчастных случаев всегда производите замену элементов системы зажигания и подключение датчиков и щупов только при заглушенном двигателе.
Диагностику системы зажигания целесообразно проводить под нагрузкой, обеспечивая максимально возможное напряжение пробоя искрового промежутка между электродами свечи. При малых нагрузках напряжение пробоя обычно не превышает 10 кВ, а при повышенных нагрузках, вследствие увеличения давления в цилиндре, напряжение пробоя значительно возрастает, и достигает нескольких 10 кВ, в результате чего проявляется большинство дефектов изоляции катушки зажигания, проводов, колпачков, свечей.

Режимами повышенной нагрузки являются пуск двигателя, резкое открытие дроссельной заслонки и работа двигателя на низких оборотах под максимальной нагрузкой. В этих режимах наполнение цилиндра топливовоздушной смесью близко к максимальному, искрообразование происходит тогда, когда поршень находится вблизи верхней мертвой точки. Следовательно, в этот момент давление газов внутри цилиндра приближается к максимально возможному.

Импульс зажигания

Осциллограмма напряжения вторичной цепи исправной системы зажигания

На осциллограмме можно выделить 4 основных фазы: накопление энергии, момент пробоя, горение искры, затухающие колебания.

Время накопление энергии (заряда катушки) – интервал времени от замыкания катушки на землю и начала протекания через нее тока до искрового разряда обусловленного ЭДС самоиндукции катушки после разрыва цепи. Переходной процесс указывает на окончание эффективного заряда катушки (момент насыщения, ограничение тока заряда), после которого происходит бесполезный нагрев катушки током заряда – катушка больше не запасает энергии.

В некоторых случаях момент пробоя наступает немного раньше переходного процесса, это не считается неисправностью.

Незначительный недозаряд катушки зажигания. Норма

Если время заряда катушки заметно уменьшено, то это свидетельствует о неисправности, приводящей к уменьшению энергии, запасенной в катушке, а следовательно, к сокращению времени горения искры. Недостаток энергии может привести к пропускам зажигания при больших нагрузках, так как напряжение на вторичной обмотке катушки не будет достигать напряжения пробоя воздушного зазора свечи.

Значительный недозаряд катушки зажигания. Неисправность

Пробой возникает при размыкании первичной цепи катушки зажигания. При этом в ней возникает напряжение самоиндукции, которое приводит к быстрому нарастанию напряжения во вторичной обмотке. Напряжение увеличивается до тех пор, пока не превысит напряжение пробоя свечного зазора. Длительность пробоя составляет порядка 10-20 мкс. Напряжение пробоя зависит от промежутка между электродами свечи и от диэлектрических свойств среды, которая этот промежуток заполняет. При атмосферном давлении сухой воздух «пробивается» при напряжении около 30 кВ/см. При повышении давления и уменьшении содержания топлива в смеси напряжение пробоя растет.

Следующий участок – горение искры, свидетельствует о протекании постоянного тока в зазоре свечи. Напряжение горения составляет порядка 1-2 кВ. Время горения для всех цилиндров должно быть одинаковым и составляет от 1-1,5 мс до 2-2,5 мс, в зависимости от типа системы.

Энергия, запасенная в катушке расходуется на пробивание искрового зазора свечи и на поддержание горения искры. Чем выше пробивное напряжение, тем меньше длительность горения искры, а следовательно, ниже вероятность поджигания топлива. И наоборот: при низком напряжении пробоя время горения увеличивается, но это свидетельствует об уменьшенном зазоре в свече и снижении взаимодействия искры с топливной смесью, что также приводит к снижению вероятности поджигания топлива.

Типичные неисправности системы зажигания

Примечание!
Неисправность ВВ проводов, свечей и свечных колпачков будет проявляться в тех цилиндрах, к которым эти элементы относятся. Следовательно, неисправность свечи, свечного колпачка, ВВ провода повлияет на работу соответствующих им цилиндров, а неисправность центрального провода или катушки зажигания в классической системе зажигания повлияет на работу всех цилиндров.
Увеличенный свечной зазор

Увеличенный свечной зазор. Неисправность

На холостом ходу данная осциллограмма свидетельствует об увеличенном зазоре в свече. Требуемое напряжение пробоя увеличивается. Большая часть энергии будет тратиться на генерацию завышенного пробивного напряжения. Это приводит к значительному уменьшению продолжительности горения искрового разряда, уменьшению надежности воспламенения топливовоздушной смеси.

При работе двигателя под высокой нагрузкой, увеличенный искровой промежуток между электродами свечи зажигания может стать причиной пробоя недостаточно прочной или поврежденной высоковольтной изоляции элементов системы зажигания. В таком случае, искрообразование будет происходить вне камеры сгорания, что исключает вероятность надежного искрообразования.

Режим повышенной нагрузки

Режим повышенной нагрузки. Норма

Если данная осциллограмма наблюдается при работе двигателя под высокой нагрузкой, то это свидетельствует о нормальной работе системы зажигания. На участке горения искры можно наблюдать множественные «срывы» напряжения горения искры в виде «пилы», возникающие вследствие «сдувания» искры вихревыми и турбулентными потоками газов внутри камеры сгорания. Объясняется это тем, что при открытии дроссельной заслонки в цилиндр поступает больше воздуха, а из-за увеличения скорости поршня и давления в результате процесса горения, необходимо все большее напряжение для поддержания протекания тока.

Вследствие увеличения значения напряжения пробоя и среднего значения напряжения горения искры при работе двигателя под высокой нагрузкой, продолжительность горения искрового разряда уменьшается.

Режим повышенной нагрузки, пробой изоляции
Если при нагрузке на двигатель форма напряжения горения такая же как и на холостом ходе, то это свидетельствует о пробое изоляции за пределами камеры сгорания. Но при этом, в сравнении с работой двигателя на холостом ходу, несколько увеличиваются напряжение пробоя, напряжение горения искры и незначительно уменьшается время горения искры.

Режим повышенной нагрузки. Неисправность

Наиболее часто встречающимися пробоями высоковольтной изоляции элементов системы зажигания вне камеры сгорания являются пробой:

1. между высоковольтным выводом катушки зажигания и одним из выводов первичной обмотки катушки или «массой»;
2. между высоковольтным проводом и корпусом двигателя;
3. между крышкой распределителя зажигания и корпусом распределителя;
4. между «бегунком» распределителя зажигания и валом распределителя зажигания;
5. свечного колпачка, между наконечником высоковольтного провода и корпусом двигателя;
6. поверхностный пробой керамического изолятора свечи зажигания (стекание заряда по поверхности изолятора) вследствие отложения на изоляторе токопроводящих загрязнений;
7. поверхностный пробой внутренней поверхности свечного колпачка (стекание заряда по внутренней поверхности изолятора) вследствие отложения на колпачке токопроводящих загрязнений;
8. внутри керамического изолятора свечи зажигания между центральным проводником и ее корпусом, вследствие образования в изоляторе трещины.

Заниженная компрессия, уменьшение свечного зазора
Существенное снижение компрессии в каком либо цилиндре двигателя приводит к тому, что в момент искрообразования, давление газов в камере сгорания оказывается заниженным. Следовательно, для пробоя искрового промежутка требуется меньшее напряжение. Форма импульса зажигания при этом практически не изменяется, но снижается пробивное напряжение.

Заниженная компрессия или уменьшение свечного зазора. Неисправность

Похожая осциллограмма также может свидетельствовать об уменьшении зазора между электродами свечи зажигания, что затрудняет взаимодействие искрового разряда с топливовоздушной смесью, и, соответственно, снижает вероятность ее воспламенения.

Уменьшен свечной зазор, нагрузка на двигатель
Разница между пробивными напряжениями, подводимыми к исправным свечам зажигания и к свече с уменьшенным искровым промежутком становится более существенной при работе двигателя под высокой нагрузкой. При такой неисправности, при переходе с режима холостого хода на режим повышенной мощности увеличение напряжения пробоя не наблюдается либо наблюдается незначительно.

Уменьшенный свечной зазор, нагрузка на двигатель. Неисправность

Форма участка горения искрового разряда при этом отличается не существенно, может наблюдаться лишь незначительное увеличение продолжительности горения искрового разряда.

Загрязнение изолятора свечи зажигания со стороны камеры сгорания
При отсутствии резкого падения напряжения в конце горения можно сделать вывод, что изолятор свечи покрылся слоем проводника, что приводит к утечке тока и потере энергии горения искры. Напряжение пробоя при этом может несколько снизиться. Значение напряжения горения искры в первоначальный момент практически достигает значения напряжения пробоя, а к концу горения искры может снизиться до очень малой величины.

Загрязнение изолятора свечи. Неисправность

Количество затухающих колебаний может заметно уменьшиться, либо затухающие колебания могут вовсе отсутствовать. Зачастую, неисправность проявляется непостоянно, то есть, поверхностные токи могут чередоваться с нормальным искрообразованием между электродами свечи зажигания.

Загрязнение свечных электродов
Загрязнение поверхности электродов наблюдается в зашумленном сигнале искры, незначительном увеличении напряжения, а также уменьшении времени горения искры.

Загрязнение свечных электродов. Неисправность

Поверхность электродов и керамического изолятора свечи зажигания со стороны камеры сгорания может загрязняться вследствие отложения сажи, масла, остатков присадок к топливу и от присадок к маслу (отложения соединений свинца, соединений железа и пр.). В таких случаях цвет керамического изолятора свечи зажигания со стороны камеры сгорания определенным образом изменяется.

Высокое сопротивление ВВ провода
При такой неисправности создается дополнительное падение напряжения на сопротивлении ВВ провода при протекании по нему тока. Падение напряжения на сопротивлении высоковольтного провода максимально в начале горения искры, и постепенно уменьшается. Это приводит к уменьшению времени горения и энергии искры. Напряжение пробоя от величины сопротивления высоковольтного провода не зависит, так как величина искрового промежутка практически не изменяется.

Высокое сопротивление ВВ провода

Сопротивление высоковольтного провода может быть увеличенным вследствие окисления его контактов, старения или выгорания проводящего слоя высоковольтного провода либо вследствие применения слишком длинного высоковольтного провода.

Обрыв высоковольтного провода
Напряжение пробоя может достигать максимального напряжения катушки. При этом вся энергия, накопленная в катушке, расходуется за пределами цилиндра, следовательно, не приводит к поджиганию смеси.

Обрыв ВВ провода

В критических случаях обрыв высоковольтного провода может привести к полному прекращению искрообразования между электродами свечи зажигания. Продолжительная работа двигателя с неисправными ВВ проводами может привести к пробою высоковольтной изоляции элементов системы зажигания, выходу из строя катушки зажигания.

Отсутствие затухающих колебаний
При слабом проявлении либо отсутствии затухающих колебаний в конце фазы горения искры можно сделать вывод о неисправности конденсатора (для классической системы зажигания) или катушки зажигания. Индуктивность катушки и емкость конденсатора образуют колебательный контур. Скорость затухания колебаний зависит от добротности колебательного контура. Если есть пробой изоляции конденсатора, короткозамкнутые витки либо межвитковой пробой в катушке, то добротность контура значительно падает, что и приводит к отсутствию колебаний.

Неисправность катушки зажигания

Конденсатор присутствует только в классической системе зажигания. В системах, управляемых электроникой, конденсатор не применяется. В этих системах в качестве емкости колебательного контура выступает межвитковая емкость катушки.

Паразитный искровой разряд между витками катушки зажигания отбирает часть энергии у полезного разряда в искровом зазоре свечи зажигания. С увеличением нагрузки на двигатель, доля отбираемой энергии искрового разряда увеличивается. Кроме того, существенно снижается и максимально возможное выходное напряжение, развиваемое катушкой зажигания.

Наличие пробоя межвитковой изоляции обмоток катушки зажигания, не сказывается на работе двигателя на холостом ходу и при малых нагрузках, но приводит к неработоспособности катушки зажигания при работе двигателя под высокой нагрузкой и создает трудности при пуске двигателя.

Примечание!
Катушка зажигания с межвитковым пробоем генерирует ВВ импульсы, напоминающие по форме импульсы при загрязнении поверхности керамического изолятора свечи зажигания со стороны камеры сгорания или импульсы при пробое высоковольтной изоляции элемента системы зажигания вне камеры сгорания. Поэтому, в данном случае необходимо провести дополнительные проверки.
Автор: Евгений Куришко

Как работают свечи зажигания | Свечи зажигания E3

---

Каждый автомобиль имеет и требует системы зажигания. Аккумулятор содержит накопленную энергию, которая запускает двигатель вашего автомобиля или грузовика. Электрический ток проходит от батареи к индукционной катушке, которая повышает напряжение и зажигает свечи. Свечи зажигания необходимы для плавного горения. Каждая свеча зажигания подключена к системе зажигания. Когда катушка генерирует высокое напряжение, электрические импульсы проходят от катушки зажигания по изолированным проводам вилки.Свечи зажигания требуют напряжения свыше 20 000 вольт от батареи более низкого напряжения. Как только напряжение превышает диэлектрическую прочность газов, искра проскакивает через зазор на воспламеняющем конце свечи.

Необходимое электрическое напряжение зависит от свечей зажигания. В каждом цилиндре есть свеча зажигания и поршень. Сильно сжатая топливовоздушная смесь воспламеняется от искры. Напряжение, необходимое для горения, зависит от сжатия цилиндра и формы электрода. Количество искр в минуту очень велико.Например, двухтактный двигатель запускает каждый оборот. Для двухтактного двигателя при 4000 об / мин требуется 4000 искр в минуту. Общее количество необходимых искр — это количество искр в минуту, умноженное на количество цилиндров двигателя. Свеча зажигания должна зажигаться в правильном положении поршня в каждом цилиндре.

Из-за высокой температуры и высокого напряжения вашей системе зажигания и свечам приходится много делать каждую минуту работы вашего двигателя. Кроме того, свечи двигателя необходимы для отвода тепла из камеры сгорания при сгорании.Поскольку свеча передает тепло системе охлаждения двигателя, цифры или буквы свечей определяются как способность свечи отводить избыточную тепловую энергию от самой свечи. Теплообменник должен быть достаточно холодным, чтобы предотвратить преждевременное воспламенение газов, но достаточно высоким, чтобы предотвратить засорение. Загрязненная топливом свеча также может означать нежелательный проводящий путь к земле. Дополнительные причины засорения свечей могут быть связаны с плохой работой топливной форсунки, а также с плохими уплотнительными кольцами.

Свечи зажигания

E3 имеют уникальный заземляющий электрод, который воплощает в себе новую науку о конструкции свечей, основанную на наших многолетних исследованиях и разработках.Наш открытый заземляющий электрод направляет ядро ​​пламени к поршню по более прямому пути, чем традиционные свечи. Кроме того, более крупный шар пламени нашей свечи предлагает больше механизмов для теплопроводной, конвективной и лучистой теплопередачи. Посетите раздел «Технологии» на нашем веб-сайте, чтобы узнать больше.

Как работают свечи зажигания?

Уэйн Скраба, automedia.com

Свеча зажигания — это, казалось бы, простое устройство, хотя она предназначена для пара разных, но ответственных работ.Прежде всего, он создает (буквально) искусственная молния внутри камеры сгорания (ГБЦ) двигателя. Электрическая энергия (напряжение), которую он передает чрезвычайно высок, чтобы вызвать искру и «зажечь огонь» внутри управляемый хаос камеры сгорания. Здесь напряжение на Свеча зажигания может иметь напряжение от 20 000 до более 100 000 напряжений.

Свечи зажигания тепловые характеристики

Хотя он инициирует искру, чтобы вызвать горение, свеча зажигания не выдерживает.Это помогает отводить тепло от горения камеры в водяную рубашку ГБЦ.

Способность свечи зажигания отводить тепло из камеры сгорания. определяется «тепловым диапазоном» свечи зажигания. Температура обжига конец свечи зажигания должен поддерживаться на достаточно высоком уровне, чтобы предотвратить обрастание, но достаточно низкое, чтобы предотвратить преждевременное возгорание. Производители свечей зажигания называют это «тепловыми характеристиками». Тепловые характеристики или диапазон нагрева свечи зажигания, не имеет никакого отношения к количеству передаваемой энергии от системы зажигания через свечу зажигания.Диапазон нагрева свечи зажигания область, в которой свеча зажигания функционирует термически.

Сравнение холодных свечей зажигания и горячих свечей

«Холодные» свечи зажигания обычно имеют короткий путь теплового потока. Это приводит к очень высокая скорость передачи тепла. Кроме того, короткий носик изолятора встречается на холодных свечах зажигания, имеет небольшую площадь поверхности, что не позволяет для большого количества поглощения тепла.

С другой стороны, «горячие» свечи зажигания имеют более длинный носик изолятора, так как а также более длинный путь теплопередачи.Это приводит к гораздо более медленной скорости передача тепла окружающей головке блока цилиндров (и, следовательно, воде пиджак).

Диапазон нагрева свечи зажигания должен быть тщательно выбран, чтобы создать оптимальные тепловые характеристики. Если диапазон нагрева неправильный, вы могут ожидать серьезные неприятности. Как правило, соответствующий огневой конец температура (примерно) 900-1450 градусов. Ниже 900 градусов, углерод возможно обрастание. Выше становится проблемой перегрев.

Повышение напряжения на свече зажигания

В условиях эксплуатации свеча зажигания подключена к высоковольтной сети. генерируется катушкой зажигания (с помощью обычного распределителя или способом электронных средств).Когда электричество течет из катушки, напряжение разница возникает между центральным электродом и заземляющим электродом на свечу зажигания.

Из-за «зазора» свечи зажигания вместе с топливовоздушной смесью (которая действует как изолятор) внутри зазора, свеча зажигания не может сразу Пожар.

По мере увеличения напряжения примерно до 20000 вольт зазор в пределах свеча зажигания может «сломаться», и она загорится. Со снятой свечой зажигания от головки блока цилиндров и должным образом заземлен на огонь, вы можете услышать окончательный щелчок.Если условия достаточно темные, вы можете увидеть искру.

Щелчок, который вы слышите, по сути, является миниатюрным раскатом грома, а Искра, которую вы наблюдаете, похожа на миниатюрную форму молнии.

Внутри камеры сгорания интенсивное тепло, создаваемое свечой зажигания. создает небольшой огненный шар внутри промежутка. Огненный шар или горение «Ядро» расширяется, и цилиндр (по крайней мере теоретически) испытывает полное горение.

Конструкция свечи зажигания

С точки зрения конструкции свечи зажигания могут быть не такими простыми, как вы. считать.Фактически, это высокоточное оборудование.

Благодаря сотрудникам Champion Spark Plug мы можем предоставить вам полная разбивка различных функций вилки. Имейте в виду, что огромные большинство свечей зажигания имеют похожие (хотя и не обязательно идентичные) строительство.

На сопроводительных фотографиях вы можете увидеть, что многие из вышеперечисленных свечей зажигания особенности на самом деле выглядят. Проверь их.

Ребра: Ребра изолятора обеспечивают дополнительную защиту от вторичного напряжения или искр. перекрытие, а также помогает улучшить сцепление резинового чехла свечи зажигания к корпусу вилки.

Корпус изолятора отлит из керамики на основе оксида алюминия. Чтобы изготовить эту часть свечи зажигания методом сухого литья под высоким давлением. система используется. После формования изолятор обжигается в печи до температура, превышающая температуру плавления стали. Результатом этого процесса в компоненте, обладающем исключительной диэлектрической прочностью, высокими тепловыми проводимость и отличная устойчивость к ударам.

Изолятор: Корпус изолятора отлит из керамики на основе оксида алюминия.Чтобы изготовить эту часть свечи зажигания методом сухого литья под высоким давлением. система используется. После формования изолятор обжигается в печи до температура, превышающая температуру плавления стали. Результатом этого процесса в компоненте, обладающем исключительной диэлектрической прочностью, высокими тепловыми проводимость и отличная устойчивость к ударам.

Конструкция схемы

— Получите свечу зажигания для искры с DC

Убедитесь, что в этой искровой катушке нет никакой дополнительной или неожиданной электроники (или, если есть, используйте ее в свою пользу).

Обычная катушка

Прямая катушка — не что иное, как трансформатор. Вторичная обмотка высокого напряжения имеет тысячи обмоток и проходит между выводом катушки зажигания и шасси, потому что возврат свечи зажигания происходит через блок цилиндров.

Низковольтная первичная обмотка — 12 В и подключается либо к 2 клеммам (надеюсь), либо к одной клемме и шасси (потому что возврат шасси — это то, как мы используем автомобильную электрическую систему). В последнем случае вы не можете изолировать схему драйвера от контура напряжения искры.

Вы должны переключить ток в первичный контур. Это большой ток, но он также дает довольно сильный индуктивный удар, когда вы его прерываете. Будьте готовы к этому!

Свеча зажигания загорается при изменении магнитного поля . I.E. Когда вы сначала подключаете питание 12 В, и снова при отключении питания. Пока вы подаете питание, ничего не происходит, кроме потери мощности и нагрева катушки.

Катушки с бортовой коммутацией

Теперь, когда в автомобильных двигателях есть компьютеры, неудивительно, что производители двигателей не хотят, чтобы компьютерный модуль коммутировал большой ток толстой катушки или имел дело с отдачей.Таким образом, некоторые катушки в настоящее время справляются с тяжелым переключением прямо на модуле катушки. Они принимают 12 В, а также входной сигнал от компьютера в нормальных диапазонах напряжения.

Однако обычно они не останавливаются на достигнутом. Они также добавляют кучу других вещей, которые либо мешают вам, либо вам нужно потратить время на изучение. Так что этот тип реле может оказаться безнадежным делом, если вы действительно не знаете, что делаете, и не хотите тратить время на обучение.

Классический стиль Ford Model T (катушка Pontiac и т. Д.)

Старая катушка Model T — уникальный гибрид. Это комбинация катушки искры и реле, при этом катушка реле является катушкой зажигания . Сторона катушки 12 В подключается через нормально замкнутую сторону контакта реле.

Когда на катушку подается напряжение, она размыкает контакт реле и обесточивает сам . Затем катушка обесточивается, и контакт реле снова замыкается, повторяя процесс. Они называют это «ящиком для разговоров». И вы получаете 2 искры за каждый цикл, непрерывный дождь искр.

Buzz-box отлично подходит, когда вы просто хотите, чтобы это была кнопка. Однако у жужжалки такое же количество индуктивного удара, что и у обычной катушки (то есть много), поэтому, чем бы вы на ней ни управляли, лучше быть к этому готовым. Я не могу сказать, сколько часов я провел с небольшим файлом, исправляя повреждение дуги на контакте распределителя, который управляет коробкой передач. Точно так же и контакт на собственно жужжалке. На MOSFET некуда подавать!

, жужжащая коробка не заботится о полярности, поэтому вы можете подключить к ней положительный или отрицательный общий провод, если ваша искровая катушка подключена к общей.Некоторые изолированы, как на фото выше.

Хотелось бы, чтобы кто-нибудь сделал электронную версию жужжалки. Это было бы находкой для людей со старыми двигателями, которым надоели пункты регистрации. Pontiac Coil покинул бизнес в начале нулевых после того, как сотрудники, вложившие свой труд в великолепные деревянные ящики с пазом и пазом, ушли на пенсию. Я слышал, что другие возобновили производство.

Закон Фарадея и самовоспламенение

Как получить 40 000 вольт на свече зажигания в автомобиле, если для начала у вас всего 12 вольт постоянного тока? Основная задача зажигания свечей зажигания для воспламенения газо-воздушной смеси выполняется с помощью процесса, основанного на законе Фарадея.

Первичная обмотка катушки зажигания намотана с малым числом витков и имеет небольшое сопротивление. Применение батареи к этой катушке вызывает протекание значительного постоянного тока. Вторичная обмотка имеет гораздо большее количество витков и поэтому действует как повышающий трансформатор. Но вместо того, чтобы работать от переменного напряжения, эта катушка спроектирована так, чтобы производить большой скачок напряжения, когда ток в первичной катушке прерывается. Поскольку наведенное вторичное напряжение пропорционально скорости изменения магнитного поля через него, быстрое размыкание переключателя в первичной цепи для снижения тока до нуля вызовет большое напряжение во вторичной катушке в соответствии с законом Фарадея.Высокое напряжение вызывает искру в промежутке свечи зажигания, которая воспламеняет топливную смесь. В течение многих лет это прерывание первичного тока осуществлялось путем механического размыкания контакта, называемого «точками», в синхронизированной последовательности для передачи импульсов высокого напряжения через поворотный переключатель, называемый «распределителем», к свечам зажигания. Одним из недостатков этого процесса было то, что прерывание тока в первичной катушке генерировало индуктивное обратное напряжение в этой катушке, которое, как правило, приводило к возникновению искры на точках.Система была улучшена путем размещения конденсатора значительного размера на контактах, так что скачок напряжения имел тенденцию заряжать конденсатор, а не вызывать деструктивное искрение на контактах. Используя старое название конденсаторов, этот конкретный конденсатор был назван «конденсаторный».

Более современные системы зажигания используют транзисторный ключ вместо точек для прерывания первичного тока.

Транзисторные переключатели содержатся в твердотельном модуле управления зажиганием.Современные конструкции катушек вырабатывают импульсы напряжения порядка 40 000 вольт при прерывании подачи 12-вольтного питания от батареи.

Некоторые современные двигатели имеют несколько катушек зажигания, установленных непосредственно на свечах зажигания. Вместо одиночных импульсов напряжения они могут в некоторых условиях двигателя генерировать три импульса напряжения. Показанное расположение катушек установлено на двигателе Dodge.

Высокое напряжение, пожалуйста: 7 факторов, которые могут потребовать повышения напряжения на ваших свечах зажигания

Достаточно ли напряжения достигает свечей зажигания ?

Напряжение, необходимое для зажигания ваших свечей, постоянно меняется и может варьироваться от 5000 до 40 000 вольт и выше, в зависимости от настройки вашего двигателя.Вот почему во многих высокопроизводительных двигателях используется мощная катушка зажигания для подачи необходимого напряжения.

Работа катушки зажигания заключается в повышении первичного напряжения системы зажигания (обычно 12 вольт) до напряжения, необходимого для создания искры, а затем удержания его в течение миллисекунды. Когда на катушке зажигания падает напряжение, ваш двигатель может испытывать пропуски зажигания, проблемы с запуском и другие виды плохой работы. Недостаточное напряжение часто возникает из-за выхода из строя катушки зажигания из-за чрезмерного нагрева, вибрации или высокого сопротивления свечей зажигания или проводов зажигания.В некоторых случаях ваша катушка зажигания может просто не соответствовать требуемому напряжению.

Дело в том, что вам нужно обратить внимание на требования к напряжению ваших свечей зажигания в высокопроизводительных приложениях. В сочетании с Autolite, мы собрали семь факторов, которые могут повлиять на величину напряжения, необходимого для вашей системы зажигания .

Зазор свечи зажигания

Напряжение должно расти пропорционально размеру зазора свечи зажигания.Важно отметить, что зазор свечи зажигания увеличивается по мере износа электродов, поэтому из-за возраста свечи зажигания может потребоваться более высокое напряжение в зависимости от состояния электрода.

Состояние электрода

Если вы внимательно посмотрите на заземляющий электрод свечи зажигания, вы можете заметить точно заточенные края и даже приподнятый платиновый наконечник. Они научно разработаны для улучшения воспламенения. Со временем эти края будут изнашиваться и станут более закругленными, что потребует большего напряжения для создания надлежащего ядра пламени.

Давление в цилиндре

Требования к напряжению повышаются в зависимости от давления в цилиндре, которое является самым высоким при низкой скорости и в условиях высокой нагрузки, например, при разгоне из состояния покоя. В этих условиях и при работе на высоких оборотах требуется более высокое напряжение, чтобы избежать пропусков зажигания.

Соотношение воздух / топливо

Чем беднее соотношение воздух / топливо — чем меньше бензина на объем воздуха — тем выше требования к напряжению. Поскольку автопроизводители пытаются сделать двигатели более экономичными с меньшими выбросами выхлопных газов, бедное соотношение воздух / топливо является обычным явлением.Но если соотношение воздух / топливо станет слишком бедным, может произойти пропуск зажигания.

Температура воздуха / топлива

Чем ниже общая температура двигателя, тем выше необходимое напряжение. Пропуски зажигания чаще возникают при низких рабочих температурах.

Температура электрода

При повышении температуры электрода необходимое напряжение падает. Поскольку температура электрода повышается при более высоких оборотах двигателя, пропуски зажигания могут происходить быстрее при низких оборотах двигателя.

Влажность

При повышении влажности окружающей среды температура электрода снижается, что требует более высокого напряжения для создания надлежащего ядра пламени.

Автор: Дэвид Фуллер Дэвид Фуллер — управляющий редактор OnAllCylinders. За свою 20-летнюю карьеру в автомобильной промышленности он освещал множество гонок, шоу и отраслевых мероприятий, а также написал статьи для нескольких журналов. Он также сотрудничал с ведущими и отраслевыми изданиями по широкому кругу редакционных проектов.В 2012 году он помог создать компанию OnAllCylinders, где ему нравится освещать все аспекты хот-роддинга и гонок.

Вопросительный уголок — Свеча зажигания

Как искра вырабатывается свечой зажигания в двигателе внутреннего сгорания?

Баласор, Орисса

Свеча зажигания — это электрическое устройство, которое устанавливается в головку блока цилиндров некоторых двигателей внутреннего сгорания и воспламеняет сжатое топливо, такое как аэрозоль, бензин, этанол и сжиженный нефтяной газ, с помощью электрической искры.

Свечи зажигания

имеют изолированный центральный электрод, который соединен сильно изолированным проводом с катушкой зажигания или цепью магнето снаружи, образуя с заземленной клеммой на основании свечи искровой разрядник внутри цилиндра.

Свечи зажигания не вырабатывают высокое напряжение, они просто создают искры с высоким напряжением.

Катушка зажигания — это индукционная катушка в системе зажигания автомобиля, которая преобразует 12 вольт аккумулятора в тысячи вольт (от 20 до 30 тысяч вольт или более), необходимые для зажигания свечей зажигания.Провода, идущие от катушки зажигания к распределителю, и провода, идущие от распределителя к каждой из свечей зажигания, называются проводами свечи зажигания.

Эта особая форма автотрансформатора вместе с контактным выключателем и конденсатором преобразует низкое напряжение от аккумуляторной батареи в высокое напряжение, необходимое для свечей зажигания в двигателе внутреннего сгорания.

Когда контактный выключатель замыкается, это позволяет току от батареи накапливаться в первичной обмотке катушки зажигания.

Когда ток достигает своего полного уровня, размыкается контактный выключатель. Поскольку к нему подключен конденсатор, первичная обмотка и конденсатор образуют настроенную цепь, и, когда накопленная энергия колеблется между индуктором, образованным катушкой, и конденсатором, изменяющееся магнитное поле в сердечнике катушки индуцирует много большее напряжение во вторичной обмотке.

По мере того, как электроны выходят из катушки, между центральным и боковым электродами возникает разность напряжений.Ток не может течь, потому что топливо и воздух в зазоре являются изолятором, но при дальнейшем повышении напряжения он начинает изменять структуру газов между электродами.

Когда напряжение превышает диэлектрическую прочность газов, газы ионизируются. Ионизированный газ становится проводником и позволяет электронам проходить через зазор. Свечи зажигания обычно требуют напряжения 12 000–25 000 вольт или более для правильного «зажигания», хотя оно может достигать 45 000 вольт.

Они подают более высокий ток во время процесса разряда, что приводит к более горячей и продолжительной искре.

Когда ток электронов проходит через зазор, он повышает температуру искрового канала до 60 000 К. Сильное тепло в искровом канале вызывает очень быстрое расширение ионизированного газа, как при небольшом взрыве.

S.S. UJWAL

( Член Американского общества инженеров-механиков )

Машиностроение

Университет Андхра

Вишакхапатнам

Андхра-Прадеш

Понимание систем зажигания для максимальной производительности

В четырехтактной симфонии, исполняемой в моторном отсеке, когда свеча зажигания не попадает в цель и не зажигает, результаты определенно не гармоничны. Происходит потеря мощности, и топливо проходит через двигатель без извлечения энергии. Все ваши попытки подать больше воздуха и топлива в камеру сгорания приведут к пропуску зажигания и потере мощности только в том случае, если у вас недостаточно искры для полного, правильного и своевременного воспламенения смеси.

Текст: Майкл Феррара и Арнольд Эухенио // Фото: сотрудники DSPORT

ДСПОРТ Выпуск № 148

---

Жизнь Искры

Напряжение можно описать как меру силы, необходимой для перемещения электрической энергии по проводнику.В вашей системе зажигания требуется ток высокого напряжения, чтобы позволить электричеству проходить от центрального электрода свечи зажигания через сжатую топливно-воздушную смесь и в боковой электрод через электрическую дугу.

Это предпосылка того, как работают свечи зажигания. При достаточном напряжении между центральным электродом свечи и боковым электродом воздушный зазор (заполненный горючей топливно-воздушной смесью) в вашем двигателе будет ионизироваться. Электрический заряд будет передаваться между ними и в процессе генерировать достаточно тепла для сгорания топливно-воздушной смеси.

Последовательность зажигания от искры… зажечь ядро… к воспламенению топливовоздушной смеси.

Существует три основных фактора, которые определяют, какое напряжение необходимо для ионизации воздуха между зазором свечи; размер зазора, величина давления в цилиндре во время зажигания искры и диаметр центрального электрода. Динамический фактор в этой функции — давление в цилиндре. Если заводская система зажигания не может выдавать напряжение, достаточное для поддержания повышенного давления в цилиндре, результатом является пропуск зажигания или «срыв» искры.

Первый шаг в обеспечении надлежащей работы системы зажигания — убедиться, что ваша свеча зажигания имеет правильный зазор. Производители обычно предоставляют для своих вилок диапазоны зазора, которые устанавливают оптимальную длину. Хороший способ максимизировать расстояние зазора — увеличивать зазор с шагом 0,005 дюйма, проверяя пропуски зажигания после каждого зазора. При пропуске зажигания уменьшите зазор на 0,005 дюйма, и свеча должна иметь максимальную рабочую длину. Однако при этой настройке свечи следует регулярно проверять, чтобы убедиться, что электроды не разрушаются до такой степени, что образуется зазор, больший, чем максимальное значение протестированной настройки.

Диаметр центрального электрода свечи зажигания также влияет на величину напряжения, необходимого для получения соответствующей искры. Обычно электроды большого диаметра используются для продления срока службы свечи зажигания, но эти большие диаметры требуют более высокого напряжения для зажигания. Некоторые свечи зажигания изготавливаются из дорогих металлов и сплавов, таких как платина, никель, золото, палладий и иридий для обеспечения долговечности. Эти материалы лучше противостоят плавлению и / или эрозии, сохраняя постоянный диаметр центрального электрода и позволяя дольше проводить сервисные замены свечей.Ожидаемый постоянный диаметр позволяет производителю свечи использовать центральный электрод меньшего размера, что позволяет снизить напряжение, необходимое для зажигания искры. Однако использование этих материалов увеличивает стоимость каждой вилки. Кроме того, следует соблюдать инструкции производителя по поводу зазоров.

Сравнения сплавов	(Ir)	(Pt)	(Ni)	(Au)	(Ag)
Точка плавления (F)	4449	3216	2647	1945	1760
Прочность (Kpsi)	159	20	97	19	19
Электрическое сопротивление	2.09	4,17	2,69	0,9	0,63
Твердость	240	40	160	25	26

–

Величина давления в цилиндре также определяет, какое напряжение необходимо для правильного зажигания искры. Чем больше давление в цилиндре, тем труднее электрическому току проходить через топливно-воздушную смесь между электродами свечи зажигания, что соответственно повышает требования к напряжению.Почти каждая модификация вашего двигателя во имя мощности создает все более высокое давление в цилиндрах, что постепенно усложняет вашей системе зажигания подачу напряжения, достаточного для индукции ионизации. В двигателях с принудительной индукцией давление в цилиндрах может быть в два-четыре раза выше, чем в двигателях без наддува — имейте это в виду при планировании модернизации системы зажигания при переходе от N / A к преобразованию с принудительной индукцией.