Устройство системы зажигания автомобиля

Каждый двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине или газе, не сможет функционировать без системы зажигания. Рассмотрим, в чем ее особенность, по какому принципу она работает, и какие разновидности бывают.

Что такое система зажигания автомобиля

Система зажигания автомобиля с бензиновым мотором – электрическая цепь со множеством разных элементов, от которых зависит работа всего силового агрегата. Ее назначение – обеспечить непрерывную подачу искры в цилиндры, в которых воздушно-топливная смесь находится уже в сжатом состоянии (такт компрессии).

Дизельные двигатели не имеют классический тип зажигания. В них воспламенение топливно-воздушной смеси происходит по другому принципу. В цилиндре на такте сжатия воздух сжимается до такой степени, что он нагревается до температуры воспламенения топлива.

В верхней мертвой точке на такте сжатия в цилиндр производится впрыск топлива, в результате чего происходит взрыв. Чтобы в зимний период подготовить воздух в цилиндре, используются свечи накала.

Для чего нужна система зажигания?

В бензиновых ДВС система зажигания нужна для:

• Создания искры в соответствующем цилиндре;
• Своевременного образования импульса (поршень – в верхней мертвой точке такта сжатия, все клапаны закрыты);
• Достаточно мощной искры, чтобы бензин или газ воспламенился;
• Беспрерывного процесса срабатывания всех цилиндров в зависимости от установленного порядка работы цилиндропоршневой группы.

Принцип работы

Независимо от вида системы, принцип работы остается неизменным. Датчик положения коленвала фиксирует момент, когда поршень в первом цилиндре окажется в верхней мертвой точке такта сжатия. Этот момент определяет порядок срабатывания источника искры в соответствующем цилиндре. Далее в работу вступает блок управления или коммутатор (в зависимости от типа системы). Импульс передается на управляющее устройство, которое подает сигнал на катушку зажигания.

Катушка использует часть энергии аккумулятора и создает импульс высокого напряжения, который поступает на распределитель. Оттуда ток подается на свечу зажигания соответствующего цилиндра, которая создает разряд. Вся система работает при включенном зажигании – ключ повернут в соответствующее положение.

Схема системы зажигания автомобиля

В устройство классической схемы СЗ входят:

• Источник энергии (батарея);
• Реле стартера;
• Контактная группа в замке зажигания;
• КЗ (накопитель или преобразователь энергии);
• Конденсатор;
• Распределитель;
• Прерыватель;
• ВВ провода;
• Обычные провода, по которым подается низкое напряжение;
• Свечи зажигания.

Основные виды систем зажигания

Среди всех СЗ существует два основных вида:

• Контактные;
• Бесконтактные.

Принцип работы в них неизменен – электросхема генерирует и распределяет электрический импульс. Отличаются они друг от друга способом распределения и подачи импульса на исполняющее устройство, в котором формируется искра.

Существуют также транзисторные (индукторные) и тиристорные (конденсаторные) системы. Отличаются они друг от друга принципом накопления энергии. В первом случае она накапливается в магнитном поле катушки, а в качестве прерывателя используются транзисторы. Во втором случае энергия накапливается в конденсаторе, а тиристор играет роль прерывателя. Чаще всего используются транзисторные модификации.

Контактные системы зажигания

Такие системы имеют простое устройство. В них электрический ток поступает от аккумулятора на катушку. Там создается ток высокого напряжения, который затем поступает на механический распределитель. Распределение порядка подачи импульса в цилиндры зависит от последовательности работы цилиндров. Импульс подается на соответствующую свечу зажигания.

Среди контактных систем бывают батарейный и транзисторный тип. В первом случае в корпусе распределителя имеется механический прерыватель, который разрывает цепь для разряда и замыкает цепь для зарядки двухконтурной катушки (заряжается первичная обмотка). Транзисторная система вместо механического прерывателя имеет транзистор, который регулирует момент зарядки катушки.

В системах с механическим прерывателем дополнительно устанавливается конденсатор, который в момент замыкания/размыкания цепи гасит скачки напряжения. В подобных схемах снижается скорость обгорания контактов прерывателя, что увеличивает срок эксплуатации устройства.

Транзисторные схемы могут иметь один или несколько транзисторов (зависит от количества катушек), которые выполняют роль коммутатора в цепи. Они включают или выключают первичную обмотку катушки. В таких системах нет необходимости в конденсаторе, потому что включение/выключение обмотки производится при подаче низковольтного напряжения.

Бесконтактные системы зажигания

Все СЗ данного типа не имеют механического прерывателя. Вместо него стоит датчик, работающий по бесконтактному принципу воздействия. В качестве управляющего устройства, воздействующего на транзисторный коммутатор, может использоваться индуктивный, холла или оптический датчики.

Современные автомобили оснащаются электронным типом СЗ. В ней высокое напряжение формируется и распределяется разными электронными устройствами. Микропроцессорная система более точно определяет момент воспламенения воздушно-топливной смеси.

В группу бесконтактных систем вошли:

• Одноискровая катушка. В таких системах подключение каждой свечи выполняется к отдельной КЗ. Одним из преимуществ таких систем – отключение одного цилиндра, если какая-то катушка выйдет из строя. Коммутаторы в данных схемах могут быть в виде одного блока или индивидуальными для каждой КЗ. В некоторых моделях автомобилей этот блок находится в ЭБУ. Такие системы имеют ВВ провода.
• Индивидуальные катушки на свечах (COP). Установка КЗ сверху свечи зажигания позволило исключить ВВ провода.
• Двухискровые катушки (DIS). В таких системах на одну катушку приходится две свечи. Есть два варианта установки этих деталей: над свечей или непосредственно на ней. Но в обоих случаях система DIS нуждается в кабеле для высокого напряжения.

Для бесперебойной работы электронной модификации СЗ необходимо наличие дополнительных датчиков, которые фиксируют разные показатели, влияющие на угол опережения зажигания, частоту и силу импульса. Все показатели поступают в ЭБУ, который регулирует систему в зависимости от установок производителя.

Электронные СЗ можно устанавливать как на инжекторные, так и на карбюраторные двигатели. Это одно из преимуществ перед контактным вариантом. Еще одно достоинство – увеличенный срок службы большинства элементов, входящих в электронную цепь.

Основные неисправности системы зажигания

Подавляющее большинство современных автомобилей оснащаются электронным зажиганием, так как оно намного стабильней по сравнению с устройством классического ваза. Но даже в самой стабильной модификации могут быть свои неисправности. Периодическая диагностика позволит выявить недостатки на ранних этапах. Это позволит избежать дорогостоящего ремонта автомобиля.

Среди основных неисправностей СЗ является выход из строя одного из элементов электроцепи:

• Катушек зажигания;
• Свечей;
• ВВ проводов.

Большинство неисправностей можно найти самостоятельно и устранить путем замены вышедшего из строя элемента. Часто проверку можно осуществить при помощи самодельных устройств, которые позволяют определить наличие искры или неисправность КЗ. Некоторые проблемы можно выявить при помощи визуального осмотра, например, когда повреждена изоляция ВВ проводов или появился нагар на контактах свечей.

Система зажигания может выйти из строя по таким причинам:

• Неправильное обслуживание – несоблюдение регламента или некачественная проверка;
• Неправильная эксплуатация транспортного средства, например, использование некачественного топлива, или ненадежных деталей, которые могут быстро выйти из строя;
• Негативное воздействие внешних факторов, например, сырая погода, повреждения, вызванные сильной вибрацией или перегревом.

Если в машине установлена электронная система, то ошибки в ЭБУ тоже влияют на исправную работу зажигания. Также перебои могут возникать при поломке одного из ключевых датчиков. Самая эффективная проверка всей системы – при помощи прибора под названием осциллограф. Самостоятельно сложно выявить точную неисправность катушки зажигания.

Осциллограмма покажет работу устройства в динамике. Так можно выявить, например, межвитковое замыкание. При такой неисправности длительность горения искры и ее сила может значительно падать. По этой причине хотя бы раз в год нужно делать полную диагностику всей системы и проводить регулировку (если это контактная система) или устранение ошибок ЭБУ.

На СЗ нужно обратить внимание, если:

• ДВС плохо заводится (особенно на холодную);
• Мотор нестабильно работает на холостых оборотах;
• Упала мощность ДВС;
• Увеличился расход топлива.

В следующей таблице указаны некоторые неисправности БК зажигания и их проявления:

Проявление:	Возможная причина:
1. Затрудненный запуск мотора или вообще не заводится; 2. Нестабильные холостые обороты	Нарушена изоляция ВВ провода (пробой); Неисправные свечи; Поломка или неисправность катушки; Пробило крышку датчика-распределителя или его неисправность; Поломка коммутатора.
1. Увеличился расход топлива; 2. Снизилась мощность мотора	Плохая искра (нагар на контактах или поломка СЗ); Поломка регулятора ОЗ.

Вот таблица внешних признаков и некоторых неисправностей электронной системы:

Внешний признак:	Неисправность:
1. Затрудненный запуск мотора или вообще не заводится; 2. Нестабильные холостые обороты	Пробой ВВ провода (одного или нескольких), если они имеются в схеме; Неисправные свечи зажигания; Поломка или неисправность КЗ; Поломка одного или нескольких основных датчиков (холла, ДПКВ и т.д.); Ошибки в ЭБУ.
1. Увеличился расход топлива; 2. Упала мощность мотора	Нагар на свечах зажигания или их неисправность; Поломка входных датчиков (холла, ДПКВ и т.д.); Ошибки в ЭБУ.

Так как бесконтактные системы зажигания не имеют подвижных элементов, в современных машинах при своевременной диагностике поломки СЗ встречаются реже, чем в старых авто.

Многие внешние проявления неисправности СЗ схожи с неисправностями топливной системы. По этой причине, прежде чем пытаться устранить кажущуюся поломку зажигания, необходимо убедиться, что другие системы исправны.

Вопросы и ответы:

Какие существуют системы зажигания? В автомобилях используется контактная и бесконтактная система зажигания. Второй тип СЗ имеет несколько модификаций. Электронное зажигание тоже входит в категорию БСЗ.

Как определить какая система зажигания? Все современные авто оснащаются бесконтактной системой зажигания. В трамблере на классике может использоваться датчик Холла. В таком случае зажигание бесконтактное.

Как устроена система зажигания автомобиля? Замок зажигания, источник питания (АКБ и генератор), катушка зажигания, свечи, распределитель зажигания, коммутатор, блок управления и ДПКВ (для БСЗ).