Системи запалювання автомобілів

Системи запалювання

Система запалювання автомобіля необхідна для займання повітряно-паливної суміші бензинових двигунів. Суміш запалюється від іскри.

Процес управління системою запалювання буває контактним, безконтактним (транзисторним), електронним (мікропроцесорним).

Електронна система запалювання використовує електронний блок управління, за допомогою якого здійснюється управління процесом накопичення і розподілу електричної енергії.

Контактна система запалювання здійснює управління накопиченням і розподілом електричної енергії по циліндрах з допомогою переривника-розподільника (трамблер). Подальшим розвитком контактної системи запалювання є контактна транзисторна система запалювання (транзисторний комутатор).

Безконтактна система запалювання для керування накопиченням енергії використовується транзисторний комутатор, який взаємодіє з безконтактним датчиком імпульсів. Транзисторний комутатор в цій системі виконує роль переривника. Розподіл струму високої напруги здійснюється механічним розподільником.

Загальна будова системи запалювання: 1) джерела живлення – акумуляторна батарея і генератор 2)вимикач запалювання 3)пристрій керування накопиченням енергії (трамблер, транзисторний комутатор, електронний блок управління) 4) накопичувач енергії – котушка запалювання 5) пристрій розподілу енергії по циліндрах – механічний розподільник або електронний блок управління 6)високовольтні дроти 7)свічки запалювання

Принцип роботи систем запалювання ґрунтується на накопиченні і перетворення котушкою запалювання низької напруги 12 Вольт електричної мережі автомобіля на високу напругу до 30000 Вольт, розподілі і передачі високої напруги до відповідної свічці запалювання і освіту в потрібний момент іскри на свічці запалювання.

Виходячи з призначення системи запалювання, основні вимоги до неї полягають у тому, щоб: виробляти напругу, достатню для пробою іскрового проміжку між електродами свічки;

повідомляти іскрового розряду енергію, необхідну для надійного запалення горючої суміші;

запалювати суміш в кожному циліндрі двигуна в моменти, відповідні наивыгоднейшему куті випередження запалювання.

Основні процеси, що відбуваються в системі запалювання, мають електричну природу. Вони протікають у двох зв'язаних електричних ланцюгах: первинної (низьковольтної), що включає в себе акумуляторну батарею, додатковий резистор, первинну обмотку котушки запалювання, переривник і конденсатор; і вторинну, що містить вторинну обмотку котушки запалювання, подавительный резистор, розподільник і свічки запалювання.

Стан системи запалювання істотно впливає на динамічні та економічні показники автомобіля. Так, відхилення кута випередження запалювання від оптимального на 15...20° градусів призводить до збільшення витрати палива до 10 % і втрати потужності двигуна до 15 %. Практика показує, що до 30 % автомобілів, що надходять на техобслуговування, мають дефекти в елементах системи запалювання.

В даний час поряд з класичною системою запалювання широко використовуються контактно-транзисторні і безконтактні системи.

Свічка справна повинна бути сухою, без нагару на ізоляторі, а колір нижньої частини ізолятора—червонувато-коричневий. Світло-жовтий або білий колір ізолятора свідчать про перегрів свічки із-за пропуску газів в з'єднанні її з головкою блоку. Якщо ізолятор, корпус і електроди покриті сухим шаром нагару — велико краплинне число свічки, неправильно відрегульований карбюратор, не відповідає необхідному сорт палива.

Якщо вся ввертываемая частина свічки покрита товстим блискучим шаром масла - велико краплинне число свічки, неправильна установка запалювання, в циліндри надходить багата суміш або проривається масло.

При перегріві свічки, білому ізоляторі і корпусі, частково вкритому нагаром, причина в ранньому запалюванні, низькому гартівному числі, бідної суміші і поганому охолодженні.

Справність первинної ланцюга можна перевірити на автомобілі з допомогою контрольної лампи, один провід якої підключений на масу, а другий по черзі підключають до затискачів ланцюга. Запалювання при цьому повинно бути включено.

Для виявлення непрацюючої свічки під час роботи чотирициліндрового двигуна по черзі відключають свічки, виймаючи з бічних висновків кришки розподільника високовольтні дроти. При відключенні працює свічки перебої в роботі двигуна збільшуються, а відключення непрацюючої свічки не змінить характер роботи двигуна. Непрацююча свічка завжди нагріта менше, ніж інші.

Кришки розподільника не повинні мати тріщин, слідів пробою ізоляції. Волога, масло і бруд неприпустимі. Подавительные резистори перевіряють вимірюванням їх опору, яке має складати 7...14 Ом.

Ступінь окислення контактів переривника визначають за падіння напруги на них. Для цього один провід вольтметра з'єднують з корпусом переривника, а інший - з його затискачем (вольтметр включений паралельно контактам). При замкнутих контактах (запалювання включено) падіння напруги на них не повинно перевищувати 0,1 В. Перевищення цієї величини свідчить про необхідності зачистити контакти.

Від величини зазору між контактами переривника залежать багато показників роботи системи запалювання. При зменшенні зазору зростають іскріння і перенесення металу з рухомого на нерухомий контакт (ерозія), зменшується величина вторинної напруги і, як наслідок, виникають пропуски іскроутворення в свічках. Збільшений зазор призводить до зменшення часу (тобто кута) замкнутого стану контактів і, отже, до зменшення первинного струму і вторинної напруги. Останнє, як і в попередньому випадку, зумовить пропуск іскроутворення, особливо на швидкісних режимах. При цьому істотно зростає вібрація контактів.

Зазор між контактами можна виміряти щупом. Однак внаслідок ерозії на одному контакті буде лунка, а на іншому — виступ: фактична величина зазору буде більше, ніж виміряна щупом. Тому на практиці доцільно вимірювати кут повороту кулачка, у межах якого контакти замкнуті (кут замкнутого стану контактів — УЗСК). Вимірювання УЗСК полягає в оцінці середньої величини сили струму через контакти при постійній частоті обертання валу розподільника. При цьому реєструючий амперметр може бути проградуйований і безпосередньо в градусах. Для чотирициліндрових двигунів УЗСК становить 46...50е (для двигунів ВАЗ—52...58°), шестициліндрових — 38...43°, восьмицилиндровых — 28...32°.

Погане кріплення конденсатора до корпусу розподільника, зниження його ємності при підборі діелектрика (без замикання обкладок) також призводять до підвищення іскріння між контактами, їх окислення, зниження первинного струму і вторинної напруги і, як наслідок, до перебоїв в запаленні. Цей симптом характерний для пробою ізоляції вторинної обмотки котушки запалювання і порушення зазору між електродами свічки. Для перевірки конденсатора і котушки запалювання високовольтний провід виймають з центрального введення і підводять його до маси із зазором 7 мм, знімають кришку і ротор розподільника і включають запалювання. Обертаючи рукоятку колінчастий вал двигуна, спостерігають за щирій. При несправному конденсаторі між. контактами — сильне іскріння, а між наконечник високовольтного дроти і «масою» іскри або не виникає, або вона буде нерегулярною при зазорі менше 4 мм. Останнє характерно і для випадку пробою ізоляції вторинної обмотки котушки. При цьому, однак, іскріння між контактами переривника відсутня.

Тріщини і пробій ізоляції кришки розподільника при забрудненні і вологи створюють канали витоку струму високої напруги. Це викликає несвоєчасне займання робочої суміші, що проявляється в нерівномірної роботи двигуна або неможливості його пуску. Неправильна установка запалювання знижує потужність, економічність і погіршує стійкість і прийомистість роботи двигуна. Втрата пружності пружин відцентрового регулятора внаслідок втоми металу або поломка однієї з його пружин різко збільшує кут випередження запалювання на малих і середніх режимах роботи. В результаті з'являються детонаційні стуки в двигуні (особливо при русі завантаженого автомобіля на малій швидкості). Кут випередження запалювання збільшується і при збільшенні зазору між контактами переривника.

Порушення герметичності вакуумного регулятора з-за пошкодження діафрагми або прокладки під штуцером, тріщини в кришці або нещільного з'єднання трубопроводу знижує розрідження. Тоді при зміні навантаження кут випередження запалювання не змінюється, що знижує економічність двигуна.

Процеси, що відбуваються в електричній цінуй системи запалювання, є принциповою основою для діагностування її стану за формою імпульсів напруги, що реєструються електронним осцилографом.

Спостерігаючи на екрані осцилографа за кривими зміни напруги в системі, можна з певною точністю судити як про стан системи в цілому так і окремих елементах.

Несправності різних елементів системи запалювання певним чином впливають на форму імпульсів напруги в межах циклу запалювання. Якщо в ланцюзі свічки коротке замикання, то імпульс напруги у вторинній ланцюга має малу амплітуду і більшу тривалість розряду в порівнянні з імпульсами інших циліндрів, проте форма його нагадує нормальні імпульси. Така ж форма імпульсу спостерігається і при дуже малому зазорі між електродами свічки. Нечіткість розмикання і замикання контактів переривника свідчить про забруднення або несправність контактів, розбовтаному кріпленні осі контакту або слабкому натягу пружини і призводить до дребезжанию. Розбіжність кутів замкнутого стану контактів для різних циліндрів двигуна свідчить про дефекти приводу, кріплення контактів переривника і т. д.

Слід зазначити, що в електронній системі запалювання імпульс напруги на контактах переривника має майже прямокутну форму і осцилографічна крива цієї напруги дозволяє судити лише про регулювання контактів переривника і справності ланцюга, в яку включений переривник.

Найбільш ненадійний елемент напівпровідникового комутатора ТКЮ2 — транзистор ГТ701-А, що працює в режимі ключа (до 50 % всіх відмов системи).

Збільшення коефіцієнта посилення по струму в процесі експлуатації транзисторної системи запалювання призводить до різкого підвищення колекторного струму і зменшення надійності безвідмовної роботи системи в період перекладу напівпровідникового ключа з робочого стану в неробочий.

В якості діагностичного параметра, що відображає стан транзистора, приймається час наростання струму напівпровідникового ключа. Найкращим місцем приєднання осцилографа до системи є додатковий опір первинного ланцюга. В даному випадку на екрані можна буде спостерігати зміну струму перехідного процесу і визначити час його наростання. При цьому первинна ланцюг котушки запалювання повинна бути закорочена, а контакти переривника розімкнуті. Последнее необходимо сделать, так как параллельно им должен быть установлен электронный ключ , имитирующий работу контактов и позволяющий получить на экране осциллографа устойчивое изображение переходного процесса. Питание схемы может производиться как от аккумулятора, установленного на автомобиле, так и от другого источника напряжения.

Определение напряжения срабатывания стабилитрона производится путем подачи на вход ТК102 напряжения от независимого источника питания при отключенной одной из клемм катушки зажигания.

Діагностування транзисторного комутатора ТК200 безконтактної системи запалювання не відрізняється від наведеної методики діагностування ТК102. Слід лише зазначити, що амплітуда первинного напруги досягає 200 Ст.

Таким чином, перевірка справності електронних систем запалювання на автомобілі багато в чому аналогічна перевірці класичних контактних систем запалювання. Правда, у контактно-транзисторних системах контакти переривника практично не схильні до ерозії, отже, і ймовірність відмови із-за цього невелика.

У безконтактних системах цей вид несправності взагалі виключається. Однак при діагностуванні електронних систем запалювання категорично забороняється:

замикати накоротко вивідні клеми, а також проводити будь-які перемикання сполучних проводів, не передбачені інструкцією;

залишати включеним запалювання при непрацюючому двигуні.