Как проверить распредвал са­мос­то­я­тель­но

Как сделать развал-схождение сво­и­ми руками

Как выбрать детское автокресло

Холодный пуск двигателя лег­ко­во­го ав­то­мо­би­ля

"Прикурить" аккумулятор лег­ко­во­го ав­то­мо­би­ля

Подготовка лег­ко­во­го ав­то­мо­би­ля к зиме

Зарядное устройство для ак­ку­му­ля­то­ра ав­то­мо­би­ля

Замена колеса на автомобиле

Экономия топлива на ав­то­мо­би­ле

Давление в шинах ав­то­мо­би­ля

Бесконтактная мойка ав­то­мо­би­ля

Что такое иммобилайзер в ав­то­мо­би­ле?

Защита лакокрасочного пок­ры­тия ав­то­мо­би­ля

Полировка автомобиля своими ру­ка­ми

Можно ли смешивать масла раз­ных производителей?


Система зажигания двигателя автомобиля

Теперь ознакомимся с заключительной системой - системой зажигания двигателя. Эта система предусмотрена в бензиновых двигателях и основная задача ее – своевременная и га­ран­ти­ро­ван­ная подача искры в цилиндр с поршнем в момент завершения такта сжатия и начала ра­бо­че­го хода.

Система зажигания двигателя показана на рисунке ниже.

Система зажигания двигателя

Как упоминалось ранее, ис­точ­ни­ком энергии в автомобиле является ав­то­мо­биль­ный аккумулятор. Однако за­па­сов его энер­гии очень мало, чтобы обеспечить дли­тель­ное время работы двигателя автомобиля. Для этого есть другой источник энергии – ге­не­ра­тор автомобиля. Он полностью обес­пе­чи­ва­ет электричеством все системы ав­то­мо­би­ля и при этом еще подзаряжает сам аккумулятор. Работает он только при запущенном дви­га­те­ле, от которого и получает энергию. Эта энергия в нем преобразуется или «генерируется» в элект­ри­чес­кий ток. Но для получения искровых разрядов в цилиндре этой энергии мало. Поэтому вы­ра­ба­ты­ва­е­мый им ток низкого напряжения про­хо­дит через катушку зажигания двигателя, где он преобразуется в ток высокого напряжения. Вот его мощности уже хва­тит для образования искры.

Как мы уже знаем, цилиндров в дви­га­те­ле автомобиля несколько, и ра­бо­та­ют они поочередно. То есть, искру в них надо по­да­вать в разное время и в определенный мо­мент. Для этого в сис­те­ме зажигания дви­га­те­ля предусмотрен распределитель зажигания. К нему пос­ту­па­ет электропровод от катушки зажигания двигателя, а выходит несколько проводов, соответствующих количеству ци­линд­ров в двигателе. Каждый такой провод заканчивается свечой зажигания для двигателя. На конце свечи есть два электрода. Между ними имеется маленький зазор, через который и проскакивает искра, которой достаточно для вос­пла­ме­не­ния рабочей смеси. Для полного восприятия процесса – посмотрите на пьезозажигалку — принцип проскакивания искры в ней аналогичен свече зажигания.

Работа системы зажигания

Рассмотрим работу системы зажигания. Чтобы понять, как направляется элек­три­чес­кий разряд отдельно в каждый цилиндр, надо подробнее рассмотреть распределитель зажигания. Если его открыть, мы увидим валик с медной пластиной в центре и медные контакты, расположенные по кругу. Эта пластина имеет название «бегунок» и она, вращаясь, поочередно касается контактов по краям. То есть, таким образом, бегунок «раздает» электрические разряды по проводам, ведущим в цилиндры в нужный момент. И пока он совершает круг, за это время в цилиндре происходят все остальные процессы, готовя новую рабочую смесь к воспламенению.

Работа системы зажигания

Чтобы ток не поступал постоянно, вместе с распределителем обычно рас­по­ло­жен пре­ры­ва­тель. Это кулачок, рас­по­ло­жен­ный экс­цент­рич­но на валике рас­пре­де­ли­те­ля, который, по­лу­чая вращение, замыкает-размыкает цепь.

Очень важным для эффективности сго­ра­ния смеси является самовозгорание, оно должно произойти только в оп­ре­де­лен­ный момент. По сути, процесс зажигания – это довольно слож­ный с точки механики процесс, ведь в за­ви­си­мос­ти от числа обо­ро­тов двигателя в каждом ци­линд­ре об­ра­зу­ют­ся десятки дуговых разрядов. Энергия разрядов также должна иметь оп­ре­де­лен­ное значение – как минимум это должно быть 0,2 мдж, а в случае обогащенной или обедненной смеси 3 мдж и более. Если же значение энергии разряда меньше чем надо, смесь не загорается, появляются перебои в работе двигателя ( см. устройство двигателя автомобиля ) вплоть до полной его остановки. Кроме того, работа системы зажигания двигателя оказывает влияние и на работу катализатора. Если в системе зажигания двигателя сбой, в катализатор попадает большое количество несгоревшего топлива. В итоге катализатор перегреется (из-за дожигания в нем смеси) и может даже полностью выйти из строя.

Если рассмотреть работу системы зажигания для автомобилей, оснащенных системой впрыска топлива, то в ней имеется ряд особенностей. Время, от момента воспламенения до полного сгорания топливной смеси, составляет две миллисекунды. Если топливная смесь не изменяется по составу, то время сгорания остается величиной константной. Искра должна возникнуть в цилиндре именно тогда, когда это необходимо, несмотря на режим работы двигателя. Контроль за зажиганием осуществляется блоком управления; параллельно блок управления контролирует также систему впрыска. Информация об особенностях зажигании при тех или иных рабочих режимах двигателя записывается в специальный процессор. При этом схема выглядит следующим образом: в процессор поступает информация о нагрузке на двигатель (функцию сбора информации выполняют специальные датчики числа оборотов двигателя, рабочей температуры двигателя и состояния дросселя и распределительного вала); после обработки информации происходит поиск соответствующего ситуации набора команд для определения момента воспламенения топливной смеси в цилиндре.

Момент зажигания. Определение момента зажигания должно рассматриваться в аспекте выполнения следующих требований:

- мощность двигателя должна быть максимальной;

- расход топлива должен быть минимальным;

- не должна происходить детонация двигателя;

( см. детонация двигателя )

- выхлоп должен быть максимально чистым.

Как пример можно рассмотреть работу системы зажигания при частичном нажатии на педаль газа. В этом случае топливная смесь сгорает в рабочей камере гораздо медленнее. Однако для использования выделяемой энергии по максимуму из блока управления поступает команда, ведущая к началу возгорания с небольшим упреждением. Экс­пе­ри­мен­таль­ные данные показывают, что самые высокие показатели работы двигателя фиксируются при максимальной компрессии. В четырехтактном двигателе этот момент наступает тогда, когда поршень ( см. работа поршня ) в ходе такта сжатия достигает максимальной точки и уже готов к ходу вниз.

Момент возгорания. Естественно, что возгорание не происходит именно в верхней мертвой точке, поскольку для воспламенения частиц топлива нужно около трех тысячных секунды. Именно поэтому начало процесса возгорания происходит еще в тот момент, когда поршень движется вверх, то есть зажигание происходит с опережением. В то же время возникающее давление возрастает при сгорании смеси после пересечения поршнем верхней мертвой точки, а поскольку время сгорания смеси одно и то же, то процесс зажигания осуществляется раньше, и этот процесс находится в зависимости от оборотов двигателя.

Стоит остановиться еще на дизельных двигателях ( см. устройство дизельного дви­га­те­ля ). Там нет системы зажигания двигателя, так как рабочая смесь воспламеняется сама от чрез­мер­но­го сжатия ее в цилиндре. Дизельное топливо по своему составу более чувствительно к большому давлению, особенно когда его пары смешиваются с кислородом. За счет этого свойства и работают дизельные модели ДВС.


Катушка зажигания двигателя

Для нормальной работы системы зажигания необходимо, чтобы на свечи зажигания для двигателя подавалось высокое напряжение. Как правило, величина показателя нап­ря­же­ния находится в пределах 30 000 В. Но всем известно, что рабочее напряжение в автомобиле 12 В.

Катушка зажигания двигателя

Чтобы превратить 12 В в 30 000 В в системе зажигания двигателя пре­дус­мот­ре­на индуктивная система, чаще всего это – катушка зажигания двигателя или же трансформатор зажигания. Поскольку вы­со­кое напряжение должно возникать на каждой свече, то каждая свеча имеет свою собственную катушку за­жи­га­ния (для ин­жек­тор­ных двигателей). Каждая катушка зажигания двигателя имеет свой соб­ствен­ный интегрированный каскад мощности. В старых автомобилях существовал ме­ха­ни­чес­кий бегунок распределителя зажигания. В современных моделях авто (обозначение двигателя BBY и BBZ) в нем нет необходимости, поскольку электроника полностью взяла на себя эту функцию и искра создается на свече зажигания для двигателя без распределения. У двигателей с обозначением AUA и AUB индуктивная система состоит из трансформаторов зажигания, в которых напряжение распределяется статически, причем катушки зажигания двигателя объ­е­ди­не­ны с каскадом в один рабочий узел. Учитывая то, что цилиндры 1 и 4, а также 2 и 3 имеют общую катушку зажигания двигателя, работа цилиндров происходит синхронно (в одном цилиндре выхлоп, в другом рабочий ход). Момент, когда происходит зажигание, определяется исключительно блоком управления, и отрегулировать его не предоставляется возможным.

По определению катушка зажигания двигателя - это индуктивная катушка, имеющая первичную и вторичную обмотки. Если первичная обмотка состоит из нескольких тысяч витков, то вторичная обмотка имеет намного больше витков (как правило, это соотношение 1 к 100) из проволоки меньшего диаметра. Главной частью катушки зажигания двигателя является плас­тин­ча­тый сердечник, изготовленный из ферромагнитиков. Обе обмотки окружают сердечник, верхним слоем лежит первичная обмотка, нижним слоем, у самых сердечников, лежит вторичная обмотка. На первичную обмотку попадает электрический ток от аккумулятора ( см. устройство автомобильного аккумулятора ) через специальные клем­мы. На ферромагнитном сердечнике происходит усиление тока за счет электромагнитного поля. В том случае, когда цепь прерывается блоком управления, то поле исчезает, в результате возникает напряжение в 400 В. Вторичная обмотка реагирует на это воздействие выработкой тока высокого напряжения (это явление на­зы­ва­ет­ся индукцией).

Свечи зажигания для двигателя

Главное предназначение свечей зажигания для двигателя – своевременное вос­пла­ме­не­ние топливной смеси. В момент возгорания достигается температура в 2500 °С и рабочее давление в 60 бар.

Свечи зажигания для двигателя

Такое воздействие способно вызвать разрушение даже самых крепких материалов, именно поэтому сердечник свечи зажигания для двигателя покрыт защитным керамическим слоем, выступающим в роли изолятора. С этой же целью промежуточный электрод вместе с соединительным стержнем помещаются в стекломассу, способную проводить элек­три­чес­кий ток. Благодаря этому происходит герметизация со стороны камеры сгорания, а также надежное и прочное крепление деталей. При достижении необходимого значения напряжения искра буквально «соскальзывает» с центрального электрода на электрод массы (в большинстве случаев это четыре электрода), в итоге топливо воспламеняется. Как свидетельствует практика, система зажигания двигателя работает практически без поломок, в то же время свечи зажигания для двигателя необходимо все время менять. Правда, у разных автомобилей свечи имеют различный ресурс, чаще всего это 20 000 – 100 000 километров пробега. Естественно, этот показатель зависит от производителя и качества использованных материалов для изготовления свечей зажигания.

Свеча зажигания является именно тем фактором, который определяет работу и надежность двигателя внутреннего сгорания, работающего на бензине. Свеча зажигания для двигателя нужна для воспламенения топливно-воздушной смеси в камере сгорания. Чтобы это произошло, свеча должна передать разряд высокого напряжения, возникающий в катушке. Учитывая то, что данная работа свечи зажигания не должна зависеть от режима работы двигателя (старт, остановка, полный газ, автострада, город, езда с препятствиями и прочее), требования к надежности свечи зажигания чрезвычайно высокие, а именно:

  • Способность работы при высоких значениях напряжения (в некоторых случаях до 40 000В);
  • Высокая термоустойчивость (рабочая температура достигает 1000°С);
  • Устойчивость к коррозии и агрессивной среде камеры сгорания;
  • Высокие параметры изоляции;
  • Способность выдерживать тепловой удар;
  • Хорошая теплопроводность.

Как правило, автомобилисты относятся к выбору свечей зажигания для двигателя не совсем серьезно. Но это в корне не правильно, ведь от работы свечи зажигания зависит своевременность возникновения искры, а значит стабильность и устойчивость работы двигателя. Поэтому следует весьма строго производить отбор свечей зажигания для для двигателя. Этот выбор должен происходить по нижеследующим критериям:

  • калильное число свечей зажигания
  • искровой промежуток
  • количество боковых электродов
  • с учетом тепловой характеристики
  • способность самоочищаться
  • рабочая температура и, наконец,
  • срок службы

Калильное число свечей зажигания. Данный параметр является зачастую определяющим при выборе свечей зажигания для двигателя. По сути, калильное число – это давление, при котором в камере сгорания цилиндра произойдет воспламенение воздушно-топливной смеси не от искры, а от просто нагретой до высокой температуры свечи. У каждого двигателя (у каждой марки автомобиля) имеется свое калильное число, и его следует знать точно, что бы подобрать наиболее подходящие свечи. В случае крайней не­об­хо­ди­мос­ти можно использовать какое-то время свечи с большим калильным числом, но никак нельзя использовать свечи, имеющие меньшее значение, поскольку это может привести к прогоранию клапанов, поршней, а самое малое, пробоя прокладки головки цилиндра.

Самоочищение. Данную характеристику довольно сложно охарактеризовать какими-либо цифрами. Все дело в том, что в ходе эксплуатации и выполнения работы на поршнях, на поверхности цилиндра камеры сгорания и на тепловом конусе появляется налет из продуктов сгорания. В идеале при нагревании свечи до рабочей температуры на ее конусе не должно образовываться никакого нагара, однако добиться этого на практике не удалось еще ни одному производителю, хотя все они заявляют, что их свечи обладают высокой способностью к самоочищению.

Искровой промежуток. С этим параметром все просто, по факту это расстояние между центральными и боковыми электродами. Данная характеристика жестко фиксируется заводом-изготовителем, и регулировка этого расстояния не предусматривается. Если уж так получилось, что вы изменили искровой промежуток свечи зажигания своего автомобиля, лучше замените свечу на новую. Если это невозможно, верните параметр к исходному значению – по-другому свеча нормально работать все равно не будет.

Рабочая температура. Это та температура, до которой нагревается сама свеча во время работы. Как правило, этот показатель зависит от режима работы двигателя и находится в диапазоне от 500 до 9000°С. Что бы не происходило в самом двигателе, какие тепловые потоки не воздействовали бы на свечу, ее температура не должна выходить за ограничивающие рамки. Если температура ниже данного значения – на свече образуется излишний нагар, и это ведет непосредственно к сокращению зазора и перебоям в работе двигателя. При подъеме температуры выше данного значения возникает калильное зажигание. Данный процесс относится к разряду неуправляемых, рабочий цикл двигателя нарушается и мощность двигателя заметно падает. К тому же при повышении температуры сама свеча прослужит недолго и быстро выйдет из строя.

Тепловые характеристики. Под этим параметром подразумевается зависимость между температурой теплового конуса свечи зажигания и центрального электрода свечи, причем данная зависимость рассматривается в аспекте различных режимов работы двигателя. Чтобы увеличить рабочую температуру для теплового конуса, изготовители свечей удлиняют его. Но выше 9000°С конус нагревать нельзя, в противном случае появляется калильное зажигание. По параметру тепловой характеристики все свечи зажигания условно подразделяют на «холодные» и «горячие». Конечно, каждый вид этих свечей применяется в различных типах двигателей. Так, «горячие» свечи используют в том случае, когда тепловые нагрузки относительно невелики и температура используется для самоочищения свечей. Использовать свечи со значением тепловых характеристик выше указанных небезопасно, поскольку сразу же возникнет калильное напряжение. В то же время «холодные» свечи зажигания принято использовать в том случае, когда по норме нагрев будет происходить до температуры ниже калильного зажигания на самой высокой мощности двигателя. Если использовать свечи «холоднее» чем положено, не будет происходить самоочищение и из-за нагара свечи придется менять, причем очень скоро.

Показатели износа и остекленения. Так или иначе, но иногда происходит износ свечи зажигания, как правило, такая свеча имеет нормальный цвет, но кромки бокового и центрального электродов из-за действия эрозионного износа становятся округлыми, а сам зазор между электродами увеличивается. Казалось бы, мелочь, но такая свеча дает проблемы при запуске двигателя, особенно сильно это проявляется в зимний период, к тому же, использование такой свечи ведет к дополнительному расходу топлива. Причина такого износа – несвоевременная проверка и замена. Вторым признаком износа является выгоревший электрод и изолятор. Это признак явного «перегрева» свечи зажигания. Причин может быть несколько. Чаще всего это использование свечей зажигания не с тем калильным числом, также причиной может быть неправильно выставленное зажигание. И наконец, возможно, использовался бензин с другим, не предусмотренным для этого двигателя, октановым числом бензина. Также причиной такого износа свечи может стать неправильно подготовленная, слишком обедненная топливно-воздушная смесь, «зависание» клапанов или же нарушение в системе охлаждения самого двигателя. Как правило, в этом случае наблюдается калильное зажигание и даже детонация. Выходом из данной ситуации, особенно если автомобиль эксплуатируется в тяжелых условиях, является замена свечей на более «холодный» их вариант. Для тех, кто любит частенько делать «кик-даун» (по-простому, перегазовку) всегда есть шанс узнать, что такое остекление свечей. Поверхность изолятора свечи приобретает желтоватый цвет и покрывается глянцем. Такая «глазурь» образуется из-за резкого повышения температуры в камере сгорания при резком нажатии педали газ. На самой поверхности изолятора происходит расплавление отложений и образование стекловидного вещества. Как итог – сбои в образовании искры, проявляющиеся на высоких оборотах. Остекленная свеча ремонту и восстановлению не подлежит.

Причины, которые вызывают калильное зажигание и детонацию. Как только электроды перегреваются, возникает калильное зажигание. Чаще всего это происходит из-за неправильно подобранных свечей (они более «горячие», чем это необходимо). Если же свечи такие, как это положено по техпаспорту, то причину следует искать в самой системе питания двигателя. Скорее всего, смесь чересчур переобеднена и причина решается регулировкой кар­бю­ра­то­ра. ( см. устройство карбюратора ) Очень распространенной причиной также является выход из строя одного из датчиков. Не лишним также будет проверить регулировку клапанов и угол опережения зажигания. В случае применения низкооктанового бензина или же при слишком раннем зажигании может возникнуть детонация. От этого происходит растрескивание, и даже разрушение теплового конуса свечи. Но это минимальные потери, от детонации могут прогореть поршни. Детонация ощущается по нехарактерной вибрации двигателя, а также «постреливанию» из выхлопной трубы при работе на холостом ходу.

Ресурс. На сегодняшний день требования к свечам зажигания регламентируются ОСТ 37. 003 081. В соответствии с этим документом свеча зажигания должна отработать 30 000 километров пробега при обычной и 20 000 при электронной системе зажигания. Ав­то­мо­би­лис­ты утверждают, что по факту, свечи пробегают почти в два раза больше без каких-либо проблем, поэтому нормальной можно считать работу свечей зажигания примерно из расчета 50 000 километров пробега автомобиля. Естественно, что покупая свечи, следует поль­зо­вать­ся здравым смыслом и рассудком. Вершиной глупости будет использование дешевых свечей, предположим на Lexus, или же дорогих свечей зажигания (15-20 долларов) на разбитой «копейке».

Как проверять свечи. Автомобилисты со стажем в случае проблем с запуском двигателя или его работе с перебоями первым делом проверяют свечи зажигания. Самым простым методом является визуальный осмотр. Нормально работающая свеча должна иметь неизношенный электрод, целый тепловой конус в изоляторе, а также исправный резистор (если он предусмотрен). Вторая методика имеет название проверки «на искру». Его лучше всего проводить на СТО, где есть все необходимое для этого оборудование (стенд с барокамерой, диагностический тестер или же пробник-пистолет). Провести диагностику «на искру» могут и автомобилисты в условиях гаража, однако эта методика не может считаться совершенной. Наиболее точным является испытание свечи при помощи тестера, когда с помощью специального оборудования исследуется функционирование свечи в условиях работающего двигателя. По характеристикам, возникающим на экране монитора, оператор делает точный вывод о состоянии свечи зажигания и работе всей системы зажигания поэлементно.


Калильное число свечей зажигания

Для самоочищения свечи зажигания для двигателя нужна температура 400 °С. Причем эта температура должна возникать сразу же, как только двигатель начал работу. В противном случае частицы несгоревшего топлива начнут собираться в конусе свечи, что в конечном итоге приведет к перебоям в работе.

Калильное число свечей зажигания

В момент полной нагрузки максимально допустимая температура на свечи зажигания не должна быть выше, чем 800 °С. Тем не менее, у различных двигателей это число варьирует в достаточно широком диапазоне и, соответственно, свечи от одного автомобиля не подойдут к другому. Параметр, который определяет совместимость свечей, называется калильным числом свечей зажигания. Таким образом, используя свечи со слишком большим калильным числом свечей зажигания, есть риск перегрева теплового конуса, а это может настолько изменить зажигание, что вполне вероятно полное разрушение двигателя. В то же время, при использовании свечи с низким калильным числом свечей зажигания температура будет низкой, свеча не сможет самоочиститься и будет постоянно загрязняться и забиваться. Поэтому, покупая свечи за­жи­га­ния, следует обращать внимание на соответствие калильного числа свечей зажигания значению, предусмотренному в техническом паспорте автомобиля заводом изготовителем.

Еще одним важным параметром для работы свечей зажигания является значение расстояния между электродами. Как правило, оно находится в диапазоне от 0,9 до 1,1 миллиметра. Однако это расстояние может произвольно под действием внешних факторов изменяться. Так из-за откола мельчайших частиц металла расстояние может увеличиться до такого значения, что работа системы зажигания двигателя становится невозможной и машина перестает заводиться.



Читайте также:

Трансмиссия автомобиля

На главную:

Устройство легкового автомобиля

(c) avto-ustroistvo.ru