Контактні системи запалювання, пристрій, принцип роботи
Автотерміни,  Будова автомобіля,  пристрій двигуна,  Електрообладнання автомобіля

Контактні системи запалювання, пристрій, принцип роботи

Будь-який автомобіль, оснащений двигуном внутрішнього згоряння, в електроніці обов'язково матиме систему запалювання. Щоб суміш розпорошеного палива і повітря, що знаходиться в циліндрах, змогла спалахнути, потрібен пристойний розряд. Залежно від модифікації бортової мережі авто цей показник досягає 30 тисяч вольт.

Звідки береться така енергія, якщо АКБ в машині видає тільки 12 вольт? Основний елемент, який генерує таку напругу, це котушка запалювання. Детально про те, як вона працює і які бувають модифікації, розказано в окремому огляді.

Зараз же зосередимося на принципі роботи однієї з різновидів систем запалювання - контактної (про різних типах СЗ розповідається тут).

Що таке контактна система запалювання автомобіля

Сучасні автомобілі отримали батарейний тип електричної системи. Її схема наступна. Плюсовій полюс акумулятора проводами під'єднується на все електрообладнання автомобіля. Мінус під'єднується до кузова. З кожного електричного приладу мінусовий дріт також приєднується до металевої частини, з'єднаної з кузовом. Завдяки цьому в машині менше проводів, а електроланцюг замикається через кузов.

Контактні системи запалювання, пристрій, принцип роботи
Чорна стрілка – струм низької напруги, червона – високого

Система запалювання автомобіля може бути контактною, безконтактної або електронною. Спочатку на машинах використовувався контактний тип систем. Всі сучасні моделі отримують електронну систему, яка має принципову відмінність від попередніх видів. Запалювання в них контролюється мікропроцесором. Як перехідна модифікація між цими різновидами існує безконтактна система.

Так само, як і в інших випадках, мета даної СЗ полягає в тому, щоб згенерувати електричний імпульс потрібної сили і направити його на конкретну свічку запалювання. Контактний тип системи в своїй схемі має переривник-розподільник або трамблер. Цей елемент здійснює управління накопиченням електричної енергії в котушці запалювання і розподіляє імпульс по циліндрах. У його пристрій входить кулачковий елемент, який обертаючись на валу, по черзі замикає електричні ланцюги конкретної свічки. Детальніше про його пристрій і роботу розповідається в іншій статті.

На відміну від контактної системи безконтактний аналог має транзисторний тип управління накопичення і розподілу імпульсу.

Схема контактної системи запалювання

Схема контактної СЗ складається з:

  • Замка запалювання. Це контактна група, за допомогою якої активується бортова система автомобіля і здійснюється запуск двигуна за допомогою стартера. Цей елемент розриває загальну електросхему будь-якого авто.
  • Акумуляторного джерела живлення. Поки двигун не заведений, електричний струм надходить від АКБ. Автомобільний акумулятор також виконує функцію резерву, якщо генератор не видає достатньої енергії для роботи електрообладнання. Детально про те, як влаштований акумулятор, читайте тут.
  • Розподільника (трамблер). Як випливає з назви цього пристрою, його призначення полягає в тому, щоб забезпечити розподіл струму з високою напругою від котушки запалювання на всі свічки по черзі. Щоб дотримувалася черговість спрацьовування циліндрів, від розподільника йдуть високовольтні дроти різної довжини (при приєднанні легше правильно підключити циліндри до трамблера).
  • Конденсатор. Конденсатор кріпиться до корпусу розподільного механізму. Його дія усуває іскроутворення між змикаються / розмикаються кулачками трамблера. Іскра між цими елементами призводить до того, що кулачки починають підгоряти, через що може пропадати контакт між деякими з них. Це призводить до того, що конкретна свічка не буде спрацьовувати, і повітряно-паливна суміш буде просто викидатися незгорілої в вихлопну трубу. Залежно від модифікації системи запалювання ємність конденсатора може бути різною.
  • Свічки запалювання. Детально про пристрій і про те, який у них принцип роботи, розповідається окремо. Якщо коротко, то від трамблера електричний імпульс надходить на центральний електрод. Так як між ним і бічним елементом невелику відстань, відбувається пробій з утворенням потужної іскри, яка запалює суміш повітря і палива в циліндрі.
  • Приводу. Трамблер не обладнано індивідуальним приводом. Він посаджений на вал, який синхронізований з роботою распредвала. Ротор механізму обертається в два рази повільніше колінчастого вала, так само, як і розподільний вал ГРМ.
  • Котушки запалювання. Робота цього елемента полягає в тому, щоб перетворювати струм низької напруги в високовольтний імпульс. Незалежно від модифікації, КЗ буде складатися з двох обмоток. Через первинну проходить електрику від акумулятора (коли машина не заведена) або від генератора (коли працює ДВС). Завдяки різкої зміни магнітного поля і електричного процесу вторинний елемент починає накопичувати струм високої напруги.
Контактні системи запалювання, пристрій, принцип роботи
1 генератор; 2 вимикач запалювання; 3 розподільник; 4 переривник; 5 свічки запалювання; 6 котушка запалювання; 7 акумулятор

Серед контактних систем існує кілька модифікацій. Ось їх основні відмінності:

  1. Найпоширеніша схема - КСЗ. Вона має класичний тип конструкції: одна котушка, переривник і розподільник.
  2. Її модифікація, в пристрій якої входить контактний датчик і елемент попереднього накопичення енергії.
  3. Третій тип контактної системи - КТСЗ. В її устрій крім контактів буде присутній транзистор і накопичувач індукційного типу. У порівнянні з класичним варіантом контактно-транзисторна система має кілька переваг. Перший плюс в тому, що через контакти не проходить висока напруга. Розподільник буде працювати тільки з керуючими імпульсами, завдяки чому відсутній іскра між кулачками. Такий пристрій дозволяє не використовувати конденсатор в розподільнику. У контактно-транзисторної модифікації можна поліпшити іскроутворення на свічках (більша напруга на вторинній обмотці, за рахунок чого свічковий зазор можна збільшити, щоб іскра була довшою).

Щоб розібратися в тому, яка СЗ використовується в конкретному автомобілі, необхідно подивитися на креслення електричної системи. Ось як виглядають схеми таких систем:

Контактні системи запалювання, пристрій, принцип роботи
(КСЗ): 1 – свічки запалювання; 2 – розподільник; 3-стартер; 4 – вимикач запалювання; 5 тягове реле стартера; 6 – додатковий опір (варіатор); 7 – котушка запалювання
Контактні системи запалювання, пристрій, принцип роботи
(КТЗЗ): 1 – свічки запалювання; 2 – розподільник запалювання; 3 – комутатор; 4 – котушка запалювання. Маркування електродів транзистора: К – колектор, Е – емітер (обидва силові); Б - база (керуючий); R – резистор.

Принцип роботи контактної системи запалювання

Подібно безконтактної і електронної системи контактний аналог працює за принципом перетворення і накопичення енергії, яка надходить від акумулятора на первинну обмотку котушки запалювання. Цей елемент має трансформаторну конструкцію, яка забезпечує перетворення 12В в напругу до 30 тисяч вольт.

Ця енергія розподіляється трамблером на кожну свічку, завдяки чому в циліндрах по черзі, відповідно до фазами газорозподілу і тактами двигуна, утворюється іскра, достатня для запалення ВТС.

Контактні системи запалювання, пристрій, принцип роботи

Всю роботи контактної системи запалювання можна умовно розділити на наступні етапи:

  1. Активація бортової мережі. Водій повертає ключ, контактна група замикається. Електрика від батареї йде на первинну обмотку КЗ.
  2. Генерація струму високої напруги. Цей процес відбувається за рахунок утворення магнітного поля між витками первинного і вторинного контуру.
  3. Запуск двигуна. Поворот ключа в замку до упору провокує підключення стартера до електромережі авто (все, що потрібно знати про роботу цього механізму, розказано тут). Провертання колінчастого вала активує роботу газорозподільного механізму (для цього використовується ремінна або ланцюгова передача, про яку розповідається в іншій статті). Так як трамблер часто починає працювати разом з розподілвалом, то його контакти по черзі замикаються.
  4. Генерація струму високої напруги. Коли спрацьовує переривник (на первинній обмотці різко пропадає електрика), магнітне поле різко зникає. У цей момент у вторинній обмотці за рахунок ефекту індукції з'являється струм з напругою, необхідним для утворення іскри в свічці. Цей параметр залежить від модифікації системи.
  5. Розподіл імпульсів. Як тільки розмикається первинна обмотка, високовольтна лінія (центральний провід, що йде від котушки до трамблера) виявляється під напругою. У процесі обертання валу трамблера обертається і його бігунок. Він замикає контур, призначений для конкретної свічки. За високовольтного проводу імпульс відразу надходить до відповідного надсвечнік.
  6. Освіта іскри. Коли струм високої напруги надходить на центральний сердечник свічки, невелику відстань між ним і бічним електродом провокує пробою з електричною дугою. Повітряно-паливна суміш спалахує.
  7. Накопичення світовим співтовариством енергії. У частки секунди контакти розподільника розмикаються. У цей момент замикається контур первинної обмотки. Між нею і вторинним контуром знову утворюється магнітне поле. Далі КСЗ працює за принципом, описаним вище.

Несправності контактної системи запалювання

Отже, ефективність роботи двигуна залежить не тільки від того, в якій пропорції буде змішуватися паливо з повітрям і від часу відкриття клапанів, але також від моменту, коли на свічки буде подаватися імпульс. Більшості автомобілістів відомий такий термін, як кут випередження запалювання.

Якщо не вдаватися в подробиці, то це момент, коли в прочісуванні виконання такту стиснення подається іскра. Наприклад, на високих оборотах двигуна через інерцію поршень вже може почати виконувати такт робочого ходу, а ВТС ще не встигла запалитися. Через такого ефекту розгін автомобіля буде млявим, і в моторі може утворюватися детонація або при відкритті випускного клапана догоряє суміш буде викидатися в випускний колектор.

Це обов'язково призведе до різного роду поломок. Щоб уникнути цього, контактна система запалювання оснащена вакуумним регулятором, який реагує на натиснення педалі акселератора і змінює УОЗ.

Контактні системи запалювання, пристрій, принцип роботи

Якщо СЗ буде працювати нестабільно, мотор або втратить потужність, або взагалі не зможе працювати. Ось основні несправності, які можуть бути в контактних модифікаціях систем.

Немає іскри на свічках

Іскра пропадає в таких випадках:

  • Утворився обрив низьковольтного проводу (йде від АКБ на котушку) або пропав контакт через окислення;
  • Пропажа контакту між бігунком і контактами розподільника. Найчастіше це відбувається через утворення на них нагару;
  • Поломка КЗ (обрив витків обмотки), вихід з ладу конденсатора, поява тріщин на кришці трамблера;
  • Порушена ізоляція високовольтних проводів;
  • Поломка самої свічки.
Контактні системи запалювання, пристрій, принцип роботи

Щоб усунути несправності, необхідно перевірити цілісність контуру високої та низької напруги (чи є контакт проводів з клемами, якщо пропав, то почистити з'єднання), а також провести візуальний огляд механізмів. В процесі діагностики регулюються зазори між контактами переривника. Несправні елементи змінюються на нові.

Так як управління імпульсами системи здійснюється за допомогою механічних пристроїв, то несправності у вигляді нагару або обриву ланцюга - цілком природні, так як спровоковані природним зносом деяких деталей.

Двигун працює з перебоями

Якщо в першому випадку відсутність іскри на свічках не дасть можливості мотору запуститися, то нестабільна робота ДВС може бути спровокована несправностями в окремому електричному контурі (наприклад, пробій одного з ВВ проводів).

Ось які неполадки в СЗ можуть викликати нестабільну роботу агрегату:

  • Поломка свічки;
  • Занадто великий або маленький зазор між електродами свічки;
  • Неправильний зазор між контактами переривника;
  • Лопнула кришка трамблера або ротор;
  • Помилки в виставленні УОЗ.

Залежно від типу поломки вони усуваються виставленням коректного УОЗ, зазорів і заміною зламаних деталей на нові.

Контактні системи запалювання, пристрій, принцип роботи

Діагностика будь-яких несправностей цього типу систем запалювання полягає в візуальному огляді всіх вузлів електричного кола. При поломки котушки цю деталь просто замінюють на нову. Її несправності можна виявити перевіркою на розрив витків за допомогою мультиметра в режимі прозвонки.

Додатково пропонуємо подивитися невеликий відеоогляд про те, за яким принципом працює система запалювання з механічним розподільником:

Що таке розподільник запалювання (трамблер) і як він працює?

Питання та відповіді:

Чим краще безконтактна система запалювання? Так як в ній немає рухливих розподільника та переривника, то контакти в БК системі не вимагають частого обслуговування (регулювання чи очищення від нагару). У такій системі стабільніший запуск ДВС.

Які існують системи запалювання? Усього існує два типи систем запалювання: контактна та безконтактна. У першому випадку є контактний переривник-розподільник. У другий випадок роль переривника (і розподільника) грає комутатор.

Як працює електронна система запалювання? У таких системах імпульс на утворення іскри та розподіл струму високої напруги контролюється електронікою. Вони немає механічних елементів, які впливають розподіл чи переривання імпульсів.

Додати коментар або відгук