СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ

-       цифровые.
Первичный контур системы зажигания:
источник тока (АКБ или генератор),
добавочное

сопротивление,
первичная обмотка КЗ,
прерыватель и масса автомобиля.
Вторичный контур, замыкающийся через первичный контур:
вторичная обмотка КЗ,
высоковольтные провода,
распределитель,
свечи зажигания.

разрядом, возникающем между электродами свечи зажигания под действием высокого напряжения. 
К

системам зажигания предъявляют следующие требования:

напряжение во вторичной цепи должно быть достаточным для пробоя искрового промежутка свечи, обеспечивая при этом бесперебойное искрообразование (не менее 16 кВ при пуске холодного и 12 кВ при работе прогретого двигателя);
искра, образующаяся между электродами свечи, должна обладать достаточными энергией и продолжительностью для воспламенения рабочей смеси (зависит от ее состава, плотности и температуры);
момент зажигания должен быть строго определенным и соответствовать режиму работы двигателя;
работа всех элементов системы зажигания должна быть надежной при высоких температурах и механических нагрузках;
низкий уровень радиопомех при работе системы.

от момента начала накопления энергии (конкретно в контактной системе -

момента замыкания контактов прерывателя; в других системах - момента срабатывания силового транзистора) до момента возникновения искры (конкретно в контактной системе - момента размыкания контактов прерывателя либо отсечки тока транзистором). Данная величина характеризует величину энергии, накапливаемой катушкой.
Напряжение пробоя - напряжение во вторичной цепи в момент образования искры, фактически, максимальное напряжение во вторичной цепи. Системы зажигания рассчитываются с учетом коэффициента запаса по вторичному напряжению, это значит, что максимально развиваемое катушкой напряжение всегда превышает напряжение пробоя в наихудших условиях работы двигателя, может достигать 20 кВ.
Напряжение горения – напряжение горения электрической дуги, установившееся во вторичной цепи после пробоя электродного зазора. Эта величина значительно меньше напряжения пробоя и составляет единицы кВ.
Время горения - длительность горения электрической дуги. Поджиг топливной смеси происходит при горении дуги, поэтому определение ее характеристик дает очень важную информацию при оценке исправности системы.
Угол опережения зажигания (УОЗ) - угол, на который успевает повернуться коленчатый вал от момента возникновения искры до момента достижения соответствующим цилиндром верхней мертвой точки (ВМТ). Оптимально поджигать смесь до подхода поршня к верхней мертвой точке в такте сжатия, чтобы после достижения поршнем ВМТ газы успели набрать максимальное давление и совершить максимальную полезную работу на такте рабочего хода.

преобразует постоянное напряжение бортовой сети автомобиля в высоковольтный импульс; 3. устройство управления

накоплением энергии - определяет момент начала накопления энергии и момент зажигания; 4. распределитель зажигания - коммутирует катушку зажигания с одной из свечей в соответствии порядку работы цилиндров; 5. свечи зажигания - необходимы для образования искрового разряда и зажигания топливной смеси в камере сгорания двигателя.

аккумуляторная батарея, 2,3- контакты вы­ключателя зажигания,
4 - добавочный резистор;

5 - катушка зажигания, 6 - прерыватель;
7,8- подвижный и неподвижный контакты прерывателя,
9 - кулачок, 10 - распределитель; 11 - ротор (бегунок),
12 - неподвижный электрод;
13 - свечи зажигания; 14 - конденсатор

прерывательным механизмом.
2. Кулачок прерывателя связан с коленчатым валом двигателя через

зубчатую передачу.
3. Частота вращения вала кулачка вдвое меньше частоты вращения вала двигателя.
4. Время замкнутого и разомкнутого состояния контактов определяется конфигурацией кулачка, частотой вращения и зазором между контактами.

скорости горения смеси;
- числа оборотов коленчатого вала двигателя.
Чем выше скорость

горения, тем опережение должно быть меньше.
Чем больше число оборотов, тем зажигание должно быть более ранним.

Скорость горения смеси:
- увеличивается при повышении наполнения цилиндров горючей смесью;
- уменьшается при повышении количества остаточных газов.

При небольшом открытии дросселя карбюратора, когда наполнение мало, а количество остаточных газов велико, горение смеси будет медленным, и опережение зажигания надо увеличивать, а при увеличении открытия дросселя — уменьшать.
Необходимое опережение зажигания регулируется автоматически в зависимости от числа оборотов коленчатого вала двигателя и его нагрузки (степени открытия дросселя).

зажигания в зависимости от числа оборотов коленчатого вала двигателя;
вакуумный регулятор,

автоматически изменяющий опережение зажигания в зависимости от нагрузки двигателя.
Прерыватели имеют октан-корректор для изменения установочного угла опережения зажигания до ±10—12° в зависимости от октанового числа топлива.
Чем ниже октановое число топлива, тем меньшим должен быть угол опережения зажигания.
Октан-корректором корректируют угол опережения зажигания (при применении бензина с другим октановым числом) после установки зажигания и после каждой регулировки зазора между контактами прерывателя.

угол опережения зажигания будет слишком большим;
- резко возрастает давление

газов до прихода поршня в ВМТ;
- препятствие движению поршня;
- уменьшается мощность и экономичность двигателя;
- работа двигателя будет сопровождаться стуками и повышенным нагревом;
- на малых оборотах холостого хода двигатель будет работать неустойчиво.
Если образование искры между электродами свечи будет происходить слишком поздно:
- горение смеси будет происходить при увеличивающемся объеме;
- давление газов в цилиндре будет значительно ниже, чем при нормальном зажигании;
- мощность двигателя снижается;
- экономичность двигателя снижается.
- возникает сильный перегрев двигателя.

к источнику тока;
- нарастание первичного тока;
- накопление электромагнитной энергии, запасаемой

в магнитном поле катушки.

Рабочий процесс батарейной системы зажигания

скорость нарастания первичного тока; R1 - полное сопротивление первичной цепи.

- постоянная времени первичного контура.
ЭДС самоиндукции во время нарастания

тока в первичной обмотке:

моменту размыкания контактов:


где


Действующее значение тока:




Мощность потерь, которая рассеивается в

первичной обмотке катушки зажигания, на добавочном сопротивлении и в проводах:

зажигания;
- первичный ток исчезает;
- магнитное поле исчезает;
- в первичной и

вторичной обмотках катушки индуцируется напряжение;
- накопленная электромагнитная энергия превращается в электростатическую;
- возникает ЭДС высокого напряжения во вторичной обмотке.

ёмкостной фазы:
- зависит от ёмкости вторичного контура;
- достигает значения

в несколько десятков А;
- визуально – ярко-голубая искра;
- длительность очень кратковременна (около 1 мкс).
Индуктивная фаза:
- тлеющий разряд слабого красно-фиолетового свечения;
- длится 1-1,5 мс;
- сила тока измеряется десятками мА.

Воспламеняющая способность ёмкостной фазы более высокая, а индуктивная фаза предотвращает затухание горения.

напряжения U2 (б) системы зажигания

добавочное сопротивление; 3 - катушка

зажигания; 4 - распределитель зажигания; 5 - свечи; 6 - транзистор; 7 - контакты прерывателя; 8 – кулачок

Подача тока управления в базу выходного транзистора;
Отпирание выходного транзистора;
Подключение

через проводящий участок коллектор — эмиттер первичной обмотки катушки зажигания к источнику постоянного тока;
Нарастание первичного тока;
Запасание энергии в магнитном поле катушки зажигания.

коллектор — эмиттер насыщенного транзистора (0,5 ... 0,7 В для

германиевых транзисторов и 1 ... 1,5 В для кремниевых транзисторов).

режим отсечки.
Начинается процесс обмена энергии между магнитным и электрическим

полями катушки зажигания.
В первичной обмотке возникают затуха­ющие колебания с максимальной амплитудой U1m .
Потери энергии в транзисторе приводят к снижению рабочих и пусковых характеристик катушки зажигания.
Рабочие процессы в первичной и вторичной цепях протекают аналогично процессам в классической батарейной системе.

установке свечи:
рабочая часть находится в камере сгорания,
контактная часть -

в подкапотном пространстве.
Температура газов в камере сгорания изменяется от нескольких десятков градусов на впуске до двух-трех тысяч при сгорании.
Температура под капотом автомобиля может достигать 150 °С.
Из-за неравномерности нагрева температура в различных сечениях свечи может отличаться на сотни градусов, что приводит к тепловым напряжениям и деформациям.
Это усугубляется тем, что изолятор и металлические детали значительно отличаются по величине коэффициента термического расширения.

атмосферного на впуске до 50 кгс/см2 и выше при сгорании.

При этом свечи дополнительно подвергаются вибрационным нагрузкам.
Химические нагрузки. При сгорании образуется несколько химически активных веществ, способных вызвать окисление стойких материалов, тем более что рабочая часть изолятора и электродов может иметь рабочую температуру до 900 °С.
Электрические нагрузки. При искрообразовании изолятор свечи оказывается под воздействием импульса высокого напряжения, максимальное значение которого зависит от давления и температуры в камере сгорания и величины искрового зазора.
В некоторых случаях напряжение может достигать 20-25 кВ (амплитудное значение). Некоторые типы систем зажигания могут создавать напряжение значительно выше, но его ограничивает пробивное напряжение искрового зазора или напряжение поверхностного перекрытия изолятора.

горючей смеси,
- пропусков искрообразования,
- недостаточной энергии искры.

При этом усиливается процесс образования нагара на изоляторе и электродах.
Калильное зажигание.
Различают:
Преждевременное зажигание (до появления искры, сопровождающее появление искры и запаздывающее воспламенение горючей смеси).
- вызванное перегретыми участками поверхностей выпускного клапана, поршня, цилиндра или свечи;
- вызвано тлеющими частицами нагара.

к:
1. росту скорости нарастания давления и температуры,
2. увеличивается их

максимальное значение,
3. детали двигателя перегреваются и угол опережения зажигания еще больше увеличивается.
При калильном зажигании вероятны повреждения:
выпускного клапана,
поршня,
поршневых колец,
поверхности цилиндра,
прокладки головки блока цилиндров.
У свечи могут полностью или частично сгореть электроды, оплавиться изолятор.

от свечи месте у горячих поверхностей,
- в результате сжатия

еще не сгоревшей горючей смеси основным фронтом пламени.
Детонация распространяется со скоростью 1500-2500 м/с, что превышает скорость звука.
Ударные волны многократно отражаются от стенок и вызывают:
- вибрацию;
- локальный перегрев цилиндра, поршня, клапанов и свечи.
На изоляторе свечи могут образоваться сколы и трещины, электроды могут оплавиться и даже полностью выгореть.

Характерные признаки детонации:
- металлические стуки,
- вибрация,
- потеря мощности двигателя,
- увеличение расхода топлива,
- иногда появление черного дыма из выпускной трубы.

масса с шероховатой поверхностью, образующаяся при температуре поверхности 200 °С

и выше.
Свойства, внешний вид и цвет нагара зависят от условий его образования, состава топлива и моторного масла.

При очищении свечи от нагара ее работоспособность восстанавливается. Важнейшее требование к свече - способность самоочищаться от нагара.

Удаление нагара, если в продуктах сгорания нет несгораемых веществ, происходит при температуре 300-350 °С - это нижний температурный предел работоспособности свечи.
Эффективность самоочищения от нагара зависит от того, как быстро тепловой конус изолятора нагреется до этой температуры после пуска двигателя:
- длину теплового конуса изолятора необходимо выполнять как можно большей, - тепловой конус целесообразно выдвигать в камеру сгорания.
Тепловая характеристика свечи:
зависимость температуры теплового конуса изолятора или центрального электрода от режима работы двигателя.
Различие в тепловых характеристиках свечей достигают за счет изменения длины теплового конуса изолятора.

1 - "горячей" свечи (не соответствующей данному двигателю по верхнему

пределу); 2 - свечи, соответствующей данному двигателю по тепловой характеристике; 3 - "холодной" свечи (не соответствующей данному двигателю по нижнему пределу); 4 - верхний температурный предел; 5 - нижний температурный предел; А - точка разрушения;
б - свечи с различными тепловыми характеристиками: 1 - "горячая" свеча с более длинным тепловым конусом; 2 - нормальная свеча с оптимальной для данного двигателя длиной теплового конуса; 3 - "холодная" свеча с более коротким тепловым конусом (теми же цифрами на рис. 2, а обозначены соответствующие диапазоны работоспособности данных свечей)

до светло-коричневого (из-за наличия небольшого количества отложений продуктов сгорания, заметных

также на боковых поверхностях электродов). Электроды не обгоревшие
Эрозионный износ отсутствует.
Вывод: тепловая характеристика (калильное число) соответствует норме. Двигатель и все его системы работают устойчиво. После проверки и регулировки зазора свечу можно использовать дальше.

бокового и центрального электродов скруглены в результате эрозионного износа.
Электродный

зазор недопустимо увеличен (может повлечь проблемы при запуске двигателя особенно в холодное время года и увеличение расходов на топливо).
Вывод: износ свечи до предела при работе в нормальных условиях. Изношенные свечи следует заменить новыми с теми же тепловыми характеристиками.

свечи покрыты влажными отложениями черного цвета.
Свеча пахнет топливом (на

каких-то режимах двигателя система питания готовит слишком богатую топливную смесь. Она не сгорает полностью и образует большое количество копоти).
Нестабильная работа системы зажигания, приводящая к сбоям искрообразования, а также использование чрезмерно «холодной» свечи.
Вывод: Свечу можно восстановить (промыть в бензине, очистить медной щеткой и просушить). Если не устранить причину неисправности, то вскоре свеча вновь приобретет прежний вид.

изолятор свечи покрыты глянцевым шлаком, имеющим маслянистый блеск или плоским

маслянистым нагаром.
Попадание масла в камеру сгорания, что вызвано износом:
-маслосъемных колпачков;
-направляющих втулок клапанов;
-маслосъемных поршневых колец.
Высокий уровень масла в картере. Необходимы дополнительные диагностические методы для выявления причин.
Вывод: Незначительно загрязненную свечу можно очистить медной щеткой в бензине и просушить. При сильных отложениях – заменить.

матово-черный нагар, копоть черного цвета, по фактуре напоминающая замшу.
Ошибка

при определении тепловой характеристики свечи. Она слишком «холодна» для данного двигателя (элементы свечи не достигают температуры самоочищения - следствие «городской езды» с невысокими скоростями, частыми остановками и стартами). Слишком богатая смесь, засорение воздушного фильтра. Ухудшается процесс искрообразования. Увеличивается расход топлива.
Вывод: Если свеча не имеет других дефектов, ее работоспособность можно восстановить очисткой или нагревом. Если не изменить стиль вождения, целесообразно заменить свечу на более «горячую» (т.е. с меньшим калильным числом).

цвета. Нагар отсутствует. Электроды оплавлены, застывшие шарики металла на ободке

корпуса.
Калильное зажигание, начинающееся с перегрева электродов и изолятора (может быть вызван следующим: -неверно определена тепловая характеристика, свеча слишком «горяча» для данного двигателя, -обедненная топливная смесь, неправильно отрегулирована топливная система, подсос воздуха во впускной коллектор). Перегрев может быть спровоцирован преждевременным зажиганием.
Вывод: Свечу следует заменить, т.к. начнется полное выгорание электродов и может выйти из строя двигатель. Уточнить рекомендуемую тепловую характеристику и устранить все неисправности.

свечи может быть треснут или выкрошен. Расширение центрального электрода под

действием высоких температур или его коррозии. Результат детонационного сгорания топлива с низким октановым числом, или преждевременного зажигания (представляет опасность не столько для свечи, сколько для поршня - он может разрушиться).
Раннее зажигание, калильное зажигание.
Вывод: Свечу необходимо заменить. Не перегружать двигатель.

покрыты пористыми отложениями в виде шлака или рыхлого осадка с

неприятным запахом сероводорода (тухлого яйца).
Долгое использование сильно этилированного бензина. Цвет накапливающихся на элементах свечи отложений зависит от вида антидетонационных присадок, применяемых при производстве этилированного бензина, и варьируется от грязно-белого до коричневого (не стоит путать эти загрязнения со ржавчиной, образующейся на свече из-за попадания влаги в цилиндр двигателя).
Вывод: По калильному числу свеча подобрана правильно. Если электроды не изношены, то свечу можно очистить пескоструйной обработкой и использовать повторно.

желтоватого цвета.
Образование глазури происходит из-за быстрого повышения температуры в

камере сгорания в момент резкого нажатия на педаль газа. При разогреве находящиеся на поверхности изолятора отложения плавятся, образуя электропроводное стекловидное покрытие (сбои искрообразования, особенно на высоких оборотах двигателя).
Вывод: Восстановлению свеча не подлежит, ее следует заменить.

свинцовых соединений в виде тонкой зеленоватой пленки.
При постоянном использовании бензина

с антидетонационными присадками на основе солей свинца срок службы свечей снижается с 50-ти тыс. км пробега до 10 тыс. км.
Вывод: При появлении перебоев в системе зажигания свечи подлежат замене.

электродами, воспламеняя находящуюся между ними воздушно-топливную смесь

искра, отличающаяся большей длиной и мощностью.

воспламеняют как воздушная, так и скользящая искра.

свечи зажигания.
Главная особенность — это корпус-форкамера (камера сгорания постоянного

объема), в которой «спрятан» центральный электрод.
Искра «бьет» по радиусу — от центрального электрода к внутренней окружности конуса форкамеры (кольцевой разряд).
Форкамера свечи сообщается с основной камерой сгорания через четыре отверстия — осевое (вокруг центрального электрода) и три боковых.

поступает уже в виде горящего факела.
Скорость сгорания топливовоздушной смеси

резко возрастает, а с ней — и эффективность работы двигателя.
Достоинства:
Снижение токсичности отработавших газов - на 70%.
Снижение расхода топлива - незначительно до 2%.
Недостатки:
На холостом ходу и малых нагрузках двигатель работает неустойчиво.
При работе с полной нагрузкой (при длительном движении по шоссе с высокой скоростью) происходит значительный нагрев свечей (калильное зажигание). Необходимо корректировать угол опережения зажигания.

разводящий его на две половины. Эффект от «раздвоения» бокового электрода

известен по гоночным двигателям.
Суть - развод половинок распиленного электрода, превращает закрытый искровой зазор в открытый. Развитие фронта пламени происходит интенсивней — как у многоэлектродных свечей. Искра получается более «длинной» — она бьет по диагонали от центрального электрода к «половинкам».
Достоинства:
Прирост мощности двигателя – до 6,5%.
Уменьшение расхода топлива - на 4,5%.
Недостатки:
Тонкие и ослабленные половинки бокового электрода сильнее нагреваются.
Темп тепловой эрозии «разрезанного» электрода возрастает, быстрее накапливается «усталость» металла (при детонации «половинка» ослабленного электрода может отвалиться).

разрядом (с центральным электродом–осьминогом), который должен положительно сказываться на характеристиках

двигателя.
Достоинства:
Увеличенный ресурс: кольцевой разряд «бегает» по кругу, равномерно изнашивая электрод.
Уменьшение расхода топлива - на 4,5%.
Прирост мощности двигателя – до 3,7%.
Увеличение ресурса свечей за счет необычного центрального электрода.
Недостатки:
Невысокое качество сборки свечей.

одним "обычным" боковым электродом и двумя маленькими боковыми электродами.
Гибридная технология

разработана для двигателей, которые из-за своей конструкции подвержены образованию копоти.
Сочетают характеристики платиновых свечей зажигания и свечей с полускользящим поверхностным разрядом.
Эти свечи имеют "обычный" боковой электрод, а также два боковых электрода поменьше.
Достоинства:
Платиновый средний электрод удерживает потребление напряжения зажигания на низком уровне.
Обеспечивает оптимальное распространение фронта огня. Межэлектродный зазор сохраняется постоянным на протяжении почти всего срока службы.
Технология полускользящего поверхностного разряда обеспечивает оптимальный холодный запуск при наличии копоти, а также устраняет её отложения даже при температуре ниже температуры самоочищения.

жёсткие нагрузки.
Частота вращения во время гонки зачастую превышает 15.000

об/мин. Температура, давление, вибрации и потоки в камере сгорания настолько интенсивные, что обычный боковой электрод мог бы сломаться или расплавиться.
Суть: Гоночные свечи зажигания имеют кольцеобразный боковой электрод. Искра скорее скользит от среднего электрода к боковому электроду, а не проскакивает.

различной глубине в двух или трех точках.
Основная проблема - изготовление

корпуса: свечи должны выдерживать высокие температуры и обеспечивать стабильную работу высокоточной оптики, входящей в их состав, в этих целях разработаны специальные керамические порошки.
Достоинства:
Многоточечный поджиг топливной смеси по всему объему цилиндра.
Высокая эффективность и экологичности моторов.
Значительная экономия топлива.

система коронного зажигания».
Суть работы ACIS в том, что вместо

точечной искры происходит большее по площади воспламенение в виде короны. Это ионизирует и возбуждает топливную смесь в камере сгорания, вследствие чего процесс идет и быстрее, и эффективнее. Достоинства:
Сокращение расхода топлива не менее чем на 10%.

в стремлении к экономии топлива применяются технологии прямого впрыска для

работы мотора на обедненной смеси и различные конструкции наддува воздуха в цилиндры.
Для эффективного воспламенения обедненных топливо-воздушных смесей, особенно при высоком давлении, требуется искровой разряд с большой энергией.
Эффективно справиться с этими задачами может свеча зажигания Iridium SIP (Super Ignition Plug).

иридия.
Тонкие электроды обеспечивают лучшие условия для искрообразования, так как

необходимо меньшее напряжение для пробоя межэлектродного промежутка.
Энергия электрической искры значительно возрастает.
Эффективность принудительного воспламенения рабочей смеси повышается, т. е. и КПД двигателя тоже будет выше.
Иридий применяется в сплаве с родием, что придает электродам высокую прочность и температурную стойкость. Дальнейшее уменьшение диаметра центрального электрода ведет либо к удорожанию свечи, либо к сокращению ее ресурса.

и боковой.
Оба наконечника укреплены по запатентованной технологии – при

помощи круговой лазерной сварки. Эта конструкция, помимо прочности, обеспечивает лучший отвод тепла от наконечника, что благоприятно влияет на детонационную стойкость на всех режимах работы двигателя.
«Острый» наконечник обоих электродов позволяет получить мощную искру, что увеличивает скорость распространения пламени в камере сгорания.

тыс. км).
Уверенный запуск при температурах до -30°С.
Увеличенный крутящий момент.
Лучший

отклик на нажатие педали газа и более плавный холостой ход.