Бесконтактное зажигание: устройство, принцип работы, преимущества

Содержание
  1. Где используется?
  2. Общий принцип работы
  3. Устройство
  4. Принцип действия
  5. Принцип работы контактной системы зажигания
  6. Контактная система зажигания отчего зависит вторичное напряжение
  7. Контактная система зажигания недостатки.
  8. Отдельные элементы системы
  9. Работа прерывателя
  10. Конденсатор
  11. Крышка трамблера
  12. Регулятор центробежный
  13. Вакуумный регулятор
  14. Виды систем зажигания
  15. Характерные особенности контактной системы
  16. В чем отличия контактно-транзисторной системы зажигания
  17. Принцип работы бесконтактной системы
  18. Электронная и микропроцессорная системы
  19. Схема устройства контактной системы батарейного зажигания:
  20. Почему контактная система батарейного зажигания не используется на современных автомобилях?
  21. Системы зажигания контактной категории
  22. Конструкция и особенности функционирования зажигания бесконтактного типа
  23. Отличия КСЗ и БСЗ
  24. Состав
  25. Замена старого на новое
  26. И на последок
  27. Какое зажигание лучше: бесконтактное или контактное?
  28. Разберем отличия контактного от бесконтактного зажигания:
  29. Устройство бесконтактной системы зажигания
  30. Мехпрерыватель или размыкатель
  31. Механический распределитель или просто трамблер
  32. ВРОЗ или вакуумный датчик
  33. Катушка

Где используется?

Прошлые и настоящие владельцы ВАЗ «классики», разбирающиеся в конструкции таких автомобилей, прекрасно знают слабые места и принципы функционирования схемы зажигания контактного типа.

Ее особенность заключается в распределении напряжения к камерам сгорания двигателя через контактные соединения (отсюда и название).

Современные автомобили оборудуются более современным (электронным) зажиганием, которое управляется микропроцессором.

К основным системам, работающим на контактном принципе, стоит отнести:

  • КС3 (KSZ) — наиболее распространенный тип схемы, в структуре которой имеется распределитель, катушка и прерыватель.
  • КТС3 (HKZ-2, JFU4, HKZk) — система зажигания с контактным датчиком и предварительным накоплением энергии.
  • KTC3 (TSZi) — еще один тип системы, работающей на контактном принципе. В ее составе присутствуют транзистор и контакты, а также индукционный накопитель энергии.

Общий принцип работы

Наличие контактной системы зажигания в автомобиле подразумевает, что зажигание горючего в цилиндрах осуществляется по факту появления искры от свечи зажигания.

При этом сама искра возникает при поступлении импульса высокого напряжения от катушки зажигания.

Ключевую функцию выполняет катушка зажигания, которая по принципу работы напоминает трансформатор.

Она состоит из двух обмоток (первичной и вторичной), намотанных на сердечник из металла.

Сначала напряжение подводится к первичной обмотке, после чего в катушке создается ток.

Как только происходит кратковременный разрыв первичной цепи, магнитное поле нивелируется, но во вторичной обмотке возникает высокое напряжение (около 25000 Вольт).

В этот момент на первичной обмотке также присутствует напряжение, равное 300 Вольтам.

Причина его появления — токи самоиндукции. Именно из-за появления этого тока возникает обгорание и искрение контактов прерывателя.

Из сказанного выше можно сделать вывод, что вторичное напряжение напрямую зависит от следующих аспектов:

  • Магнитного поля;
  • Уровня интенсивности падения тока в первичной обмотке.

Для роста вторичного напряжения и снижения риска обгорания контактной группы, в цепочку включается конденсатор (устанавливается параллельно). Даже при незначительном размыкании конденсатор заряжается.

Принципиальная схема контактной системы зажигания показана ниже.

Разряд емкости происходит через первичную обмотку, посредством формирования импульсного тока обратного напряжения. Благодаря этой особенности, магнитное поле исчезает, а вторичное напряжение растет.

Оптимальная емкость конденсатора для контактной системы зажигания составляет 0,17-0,35 мкФ. Для примера, в «Жигулях» отечественного производства установлен конденсатор, имеющий емкость в 0,2-0,25 мкФ (при частоте от 50 до 1000 Гц).

Если система зажигания автомобиля работает без сбоев, вторичное напряжение должно постоянно расти. Оно зависит от двух основных параметров — размера зазора между свечными электродами, а также давления в цилиндрах машины.

Для контактной системы зажигания этот параметр (вторичное напряжение) должен находиться на уровне 8-12 Вольт.

Чтобы система работала без сбоев, в момент прерывания упомянутый показатель вырастает до 16-25 кВ. Наличие подобного запаса позволяет избежать неблагоприятных последствий от тех или иных колебаний в системе зажигания.

К упомянутым выше проблемам можно отнести корректировки состава горючей смеси или изменение расстояния между электродами свечи.

К примеру, снижение уровня кислорода в топливно-горючей смеси приводит к росту напряжения до 20 кВ.

Несмотря на ряд проведенных мероприятий, полностью избежать подгорания контактной группы создателям контактной системы зажигания не удалось. Оптимальным способом снижения этого эффекта является четкое выдерживание зазора на минимальном уровне (0,3-0,4 мм).

В качестве примера можно привести отечественные машины ВАЗ, в которых величина зазора в прерывателе равна 0,35-0,45 мм, что соответствует углу в 52-58 градусов (при условии, что контактная группа находится в замкнутом состоянии).

В случае изменения этого угла корректируется и напряжение во вторичной обмотке. В итоге искры появляются не только на контактах, но и на бегунках. По этой причине уменьшается качество искры, и мотор теряет мощность.

Отдельного внимания заслуживает надежность контактной системы зажигания, которая зависит от целого ряда факторов:

  • Формы, энергии и времени появления искры;
  • Количества искр на определенной площади;
  • Вторичного напряжения (одна из наиболее важных характеристик). Чем больше этот параметр, тем меньше зависимость системы от состава горючей смеси и уровня чистоты электродов.

Устройство

Не секрет, что контактная система зажигания состоит из множества различных элементов:

  • АКБ;
  • Механический прерыватель и распределитель. Первый дает ток низкого, а второй — высокого напряжения;
  • Замок, катушка и свечи зажигания;
  • Регуляторы опережения зажигания представлены двумя видами — центробежным и вакуумным;
  • Высоковольтные провода.

Рассмотрим основные элементы подробно:

  • Прерыватель — узел, который обеспечивает кратковременное разделение цепочки тока в обмотке низкого напряжения. В момент разрыва во вторичной цепи формируется высокое напряжение.
  • Конденсатор — деталь, целью которой является предотвращение подгорания контактов в цепи прерывателя. Монтаж емкости производится параллельно контактной группе, что позволяет поглощать изделию больший объем энергии. К дополнительной функции конденсатора стоит отнести повышение напряжения на вторичной обмотке.
  • Распределитель — элемент контактной системы зажигания, который обеспечивает раздачу потенциала напряжения на каждую из свечей цилиндров. Конструктивно устройство состоит из крышки и ротора. В верхней части расположены контакты, а потенциал от катушки направляется на центральный контакт, а через боковые контакты к свечам.
  • Катушка зажигания — устройство, которое преобразует напряжение (из низкого в высокое). Находится деталь в моторном отсеке, как и большая часть элементов контактной системы зажигания. Конструктивно в изделии предусмотрено две обмотки. Одна — низкого, а другая — высокого напряжения.
  • Трамблер — представляет собой устройство, в котором вместе находятся прерыватель и распределитель, функционирующие от коленчатого вала мотора.
  • Центробежный регулятор — узел, который обеспечивает изменение угла опережения зажигания. Этот параметр представляет собой угол поворота коленвала, в момент достижения которого на свечи подается напряжение. Чтобы гарантировать полное сгорание горючей смеси, рассматриваемый угол устанавливается с опережением.

Конструктивно регулятор — пара грузиков, которые действуют на пластинку с размещенными на ней кулачками прерывателя. Здесь стоит отметить, что пластинка свободно перемещается, но угол опережения ставится за счет позиции трамблера мотора.

  • Регулятор вакуумного типа — устройство, которое обеспечивает изменение угла опережения на фоне корректировки уровня нагрузки на мотор (меняется при нажатии на педаль газа). Регулятор объединяется с полостью дроссельного узла и корректирует угол с учетом уровня разрежения.
  • Свечи зажигания — стандартные элементы запала, которые преобразуют энергию в искру, необходимую для поджигания топливной смеси в цилиндрах мотора. В момент передачи импульса на свечи формируется искра, зажигающая горючую смесь.
  • Высоковольтные провода (бронепровода) — неизменный элемент контактной системы зажигания, с помощью которых высокое напряжение передается по пути «катушка — распределитель — свечи зажигания». Конструктивно изделие представляет собой гибкий проводник большого сечения с одной жилой из меди и многослойной изоляцией.

Принцип действия

Для полноценного обслуживания контактной системы зажигания важно понимать ее принцип действия, а также особенности взаимодействия различных элементов.

Пока контур прерывателя замкнут, ток проходит только по первичной обмотке.

Как только происходит разъединение цепи с помощью прерывающего устройства, во второй обмотке формируется высокое напряжение.

В этот же момент созданный импульс направляется по проводам к крышке распределительного устройства, а дальше — к свечам зажигания. При этом распределение производится под определенным углом опережения.

Обороты коленчатого и распределительного валов находятся в полном взаимодействии. Это значит, что при росте оборотов первого, частота вращения второго также возрастает.

Здесь в работу вступает регулятор центробежного типа, грузики которого расходятся и передвигают передвижную пластинку с кулачками.

Немногим раньше производится разъединение цепочки прерывателя, а угол опережения растет.

В случае снижения оборотов коленвала происходит обратный процесс — снижение угла опережения.

Принцип работы контактной системы зажигания

При замкнутом контакте прерывателя ток низкого напряжения протекает по первичной обмотке катушки зажигания. При размыкании контактов во вторичной обмотке катушки зажигания индуцируется ток высокого напряжения. По высоковольтным проводам ток высокого напряжения подается на крышку распределителя, от которой распределяется по соответствующим свечам зажигания с определенным углом опережения зажигания.

При увеличении оборотов коленчатого вала двигателя, увеличиваются обороты вала прерывателя распределителя. Грузики центробежного регулятора опережения зажигания под действием центробежной силы расходятся, перемещая подвижную платину с кулачками прерывателя. Контакты прерывателя размыкаются раньше, тем самым увеличивается угол опережения зажигания. При уменьшении оборотов коленчатого вала двигателя угол опережения зажигания уменьшается.

Дальнейшим развитием контактной системы зажигания является контактно-транзисторная система зажигания. В цепи первичной обмотки катушки зажигания применен транзисторный коммутатор, управляемый контактами прерывателя. В данной системе за счет применения транзисторного коммутатора уменьшена сила тока в цепи первичной обмотки, тем самым увеличен срок службы контактов прерывателя.

Контактная система зажигания отчего зависит вторичное напряжение

Наличие и сила вторичного напряжения зависит от силы и скорости уменьшения тока самоиндукции в первичной обмотке. Именно ток, возникающий в первичной цепи катушки вызывает, искрение и подгорание контактов прерывателя. Для уменьшения этого эффекта, параллельно контакта подключается конденсатор, который заряжается в момент разрыва контактов и разряжается при появлении тока самоиндукции, ускоряя процесс его угасания.

Конденсатор подбирается для системы зажигания индивидуально для каждого типа двигателя. Его ёмкость обычно находятся в диапазоне 0,17 – 0,35мкФ и любое отклонение приводит к снижению вторичного напряжения.

Для воспламенения рабочей смеси достаточно вторичное напряжения равного 8 – 12 к В. Так как при распределении высокого напряжения и при протекании его по проводам и свечам существуют потери, то для надёжной работы системы вторичное напряжение должно быть 16 – 25 к В. Кроме того повышенное напряжение необходимо для воспламенения бедной смеси при неисправности топливной системы.

Ещё на вторичное напряжение влияет время замкнутого и разомкнутого состояния контактов. Эти величины зависят от профиля кулачка прерывателя и величины зазора и подбираются, как и конденсаторы индивидуально для каждого типа двигателя.

Во время эксплуатации при изменении зазора или износе кулачка происходит снижение вторичного напряжения. При уменьшении зазора и как следствие увеличении угла замкнутого состояния контактов, увеличивается искрение и подгорание контактов прерывателя, а так же медленно исчезает ток самоиндукции.

При увеличенном зазоре уменьшается угол замкнутого состояния, что приводит к снижению силы тока первичной обмотке, хотя и уменьшает искрение на контактах.

Вторичное напряжение по высоковольтному проводу передаётся на центральный вывод распределителя зажигания. Ротор (бегунок) распределителя соединён с валом прерывателя через центробежный регулятор опережения зажигания и при вращении соединяет центральный вывод с боковыми электродами, которые соединены со свечами. Центральный вывод распределителя соединён с бегунком через угольный электрод, ток с которого стекает с его бокового контакта на боковые электроды крышки, а с них по высоковольтным проводам к свечам зажигания.

Для снижения потерь тока между бегунком и боковыми электродами зазор между ними всего несколько микрон, поэтому в процессе эксплуатации не стоит скоблить и зачищать боковые контакты, что значительно увеличит зазор и снижение вторичного напряжения.

Контактная система зажигания недостатки.

Контактная система зажигания имеет ряд недостатков. Самый большой из них подгорание контактов, для предотвращение которого необходимо снижение тока первичной обмотки катушки. По этой причине при контактной системе зажигания имеется ограничение вторичного напряжения. Кроме этого при повышении числа оборотов происходит снижение вторичного напряжения, так как снижается время замкнутого состояния контактов. По этой же причине снижается вторичное напряжение при увеличении числа цилиндров. В процессе развития эти недостатки устранялись в других системах, контактно-транзисторной и бесконтактной.

Отдельные элементы системы

Для преобразования токов низкого вольтажа в высокие в конструкции предусмотрена установка устройства катушки зажигания. Расположена она в подкапотном пространстве, как и большая часть элементов и механизмов воспламенения. Главный способ работы таковой следующий: по виткам обмотки не высокого вольтажа проходят электротоки, и в этот момент около обмотки преобразуется магнитное поле. В том случае, если прекратить подачу напряжения в витках, исчезнувшее магнитное поле возбуждает токи уже непосредственно в витках высокого напряжения. Процесс преобразования двенадцати вольт в двадцать тысяч происходит за счет разности витков в обмотках катушек. Именно такой высокий показатель напряжения необходим для образования искры между контактами свечей.

Работа прерывателя

Правильная работа системы зажигания невозможна без такого механизма, как прерыватель токовых напряжений не высоких показателей. Его работа заключается в том, чтобы прерывать токи в обмотках малого напряжения. Это, в свою очередь, способствует образованию высокого напряжения.

Далее ток направляется на основной контакт, расположенный под крышкой устройства распределителя. Гибкая пружина передвижного контакта все время прижимает его к неподвижному элементу, а расходятся они лишь на короткий промежуток времени. Это происходит в момент, когда кулачок валика привода механизма прерывателя воздействует на молоточек передвижного контакта.

Конденсатор

Чтобы исключить факт подгорания контактов в момент их размыкания, к ним параллельно подключен конденсатор. В период расхождения контактов механизма распределителя между кулачками возможно искрообразование. В этом случае конденсатор служит для поглощения большей части электроэнергии и сводит возможность образования искры к минимуму. Дополнительно он сопутствует увеличению напряжения во вторичных витках обмотки катушки. В момент срабатывания контактов прерывателя конденсирующее устройство отдает свой ток и таким образом создает обратные токи в цепи низкого напряжения. Это способствует ускорению исчезновения магнитных полей. И чем скорее это произойдет, тем выше будут токи в линии высоких напряжений. В том случае, когда конденсатор трамблера выйдет из строя, мотор также не будет запускаться и работать. Параметры напряжения витков вторичной цепи будут слишком малы для возникновения оптимального искрообразования. Искра между электродами свечи будет «бедной», а этого недостаточно для воспламенения топливной смеси. Контакты прерывателя низких токов и распределитель высоких напряжений установлены в корпусе трамблера и приводятся в действие за счет коленчатого вала мотора.

Крышка трамблера

Раздача высокого напряжения на свечи цилиндров силового агрегата осуществляется за счет распределительной крышки трамблера. После образования в катушке токов высоких показателей они поступают на основной контакт колпака распределителя-прерывателя, а уже затем, через подвижной элемент, на пластину ротора. В то время, когда ротор вращается, напряжение проскакивает с пластины на контакты распределительной крышки.

Затем короткие импульсы по бронепроводам высокого напряжения поступают непосредственно на свечи зажигания. Контакты распределительной крышки имеют определенную нумерологию, которая соответствует определенному цилиндру двигателя.

Именно так и устанавливается момент работы цилиндров. Определенный порядок работы предусматривает равномерное распределение нагрузки на коленвал. В основном четырехцилиндровые моторы имеют следующий порядок работы: 1-3-4-2. Но он может несущественно изменяться в зависимости от производителя. В данном случае формула порядка работы означает, что изначально воспламенение происходит в первом цилиндре, затем в третьем, четвертом и втором. При этом система зажигания двигателя предусматривает подачу напряжения на свечи в момент окончания такта сжатия. Это происходит за счет установки угла опережения зажигания.

Опережение момента искрообразования необходимо из-за высокой скорости перемещения поршней в цилиндрах. В том случае, когда топливная смесь будет воспламеняться несколько позже или раньше предусмотренного, коэффициент полезного действия расширяющихся газов значительно снизится. Поэтому воспламенение топлива должно осуществляться в заданный момент, когда поршень подходит к ВМТ. При правильно установленном угле опережения на поршень будет воздействовать оптимальное количество газов, необходимое для нормальной работы двигателя. Угол опережения выставляется путем проворачивания корпуса прерывателя. Так подбирается определенный момент, когда контакты прерывателя разводятся.

Регулятор центробежный

Центробежный регулятор обеспечивает установку правильного угла опережения воспламенения в зависимости от оборотов двигателя. Конструкция механизма регулятора представляет собой пару грузов, которые вращаясь, воздействуют на пластину с контактами прерывателя.

Вакуумный регулятор

В зависимости от степени нагрузки на двигатель момент образования искры корректируется вакуумным регулятором. Это устройство монтируется на корпус трамблера. Вакуумный регулятор состоит из двух камер, разделенных диафрагмой. Одна камера взаимодействует с атмосферой, а вторая при помощи патрубка с емкостью дросселя. При помощи штока диафрагма имеет соединение с пластиной, которая оснащена контактами прерывателя.

С увеличением угла поворота дроссельной заслонки происходит уменьшение разряжения в полости дросселя. При этом диафрагма перемещает пластину на незначительный угол совместно с контактами по направлению к кулачку привода прерывателя. Исходя из этого, размыкание происходит с задержкой, и, соответственно, меняется угол.

Виды систем зажигания

В современном автомобилестроении системы зажигания классифицируют в зависимости от способа управления процессом. При этом выделяют три основных типа схем:

  • контактная (контактно-транзисторная);
  • бесконтактная (транзисторная);
  • электронная (микропроцессорная)

Характерные особенности контактной системы

Исторически контактная система является одной из первых и сегодня ее можно встретить лишь на старых моделях автомобилей. В таких конструкциях формирование высокого напряжения происходит в трансформаторной катушке, а распределение его на свечи реализуется механическим способом – замыканием и размыканием контактов цепи прерывателем-распределителем.

Устройство контактной системы зажигания

Помимо основных элементов, такие системы включают в себя центробежный регулятор опережения зажигания, необходимый для преобразования угла опережения зажигания относительно частоты вращения коленвала. Он представляет собой два груза, воздействующих на мобильную пластину, контактирующую с кулачковым механизмом прерывателя.

Угол опережения зажигания – определенное положение коленвала, при котором осуществляется подача высокого напряжения на свечи. В таком режиме зажигание происходит до момента достижения поршнем верхней мертвой точки, что позволяет обеспечить максимально эффективное сгорание топливовоздушной смеси.

Также в контактных схемах применяется вакуумный регулятор опережения зажигания, изменяющий угол опережения соответственно режиму работы (нагрузке) мотора. Он соединен с полостью, находящейся за дроссельной заслонкой, и при нажатии на педаль газа изменяет угол опережения в зависимости от величины разрежения.

При замыкании контактов низкое напряжение подается на первичную обмотку катушки, где аккумулируется энергия и в момент размыкания контакта происходит формирование высокого напряжения на вторичной обмотке. Затем энергия поступает к распределителю зажигания и далее на соответствующую свечу.

Если нагрузка на силовой агрегат повышается, увеличивается частота вращения вала прерывателя-распределителя, и грузы центробежного регулятора расходятся, изменяя положение пластины. Это способствует более раннему размыканию контактов, что увеличивает угол опережения. При снижении нагрузки на двигатель происходит обратный процесс.

В чем отличия контактно-транзисторной системы зажигания

Следующим поколением системы зажигания стала контактно-транзисторная, предполагающая установку в первичной цепи катушки транзисторного коммутатора. Он позволяет снизить силу тока в обмотке низкого напряжения, что повышает срок эксплуатации контактов.

Контактно-транзисторная система зажигания

За счет установки транзистора напряжение, поступающее на свечи, больше, чем в классической контактной системе на 30%. Зазор между электродами и, как следствие, длина искры при этом также больше, а значит возрастает и площадь контакта с топливовоздушной смесью, что способствует ее полному сгоранию. В контактно-транзисторной системе зажигания прерыватель воздействует не на катушку, а на коммутатор.

При повороте ключа через транзистор начинают проходить два типа токов:

  • управления;
  • основной ток первичной обмотки.

Когда контакты размыкаются, ток цепи управления исчезает, а транзистор запирается, препятствуя протеканию тока первичной обмотки. В этот момент магнитное поле формирует высокое напряжение на вторичной обмотке. Для ускорения запирания транзистора в контактной системе зажигания этого типа может устанавливаться импульсный трансформатор.

Принцип работы бесконтактной системы

Эволюционным продолжением транзисторно-контактной системы, является бесконтактное зажигание. В таких конструкциях вместо прерывателя устанавливается специальный датчик импульсов. Это дает возможность увеличить срок службы системы зажигания за счет отсутствия неисправностей, связанных с контактами прерывателя.

Датчик формирует электрические импульсы низкого напряжения. Он бывает трех типов:

  • Датчик Холла. Конструкция такого датчика включает в себя постоянный магнит, и пластину-полупроводник, оснащенную микросхемой.
  • Индуктивный. Принцип его работы основан на изменении величины индукции чувствительного элемента в зависимости от величины зазора между датчиком и движущимся пластинчатым ротором, воздействующим на магнитное поле.
  • Оптический. Он состоит из светодиода, фототранзистора и микросхемы согласования. При попадании света от диода на фототранзистор датчик подает массу (минус питания) на коммутатор. Перекрытие потока света провоцирует исчезновение тока в катушке и способствует дальнейшему формированию искры.

Конструктивно датчик импульсов интегрирован в распределитель и регулируется режимом вращения коленвала двигателя. Прерывание тока в первичной обмотке катушки зажигания бесконтактной системы осуществляется также транзисторным коммутатором, но реагирующим на сигналы датчика.

В момент вращения коленвала датчик посылает импульсы напряжения на коммутатор. Последний, соответственно, формирует импульсы тока в обмотке низкого напряжения катушки. Когда ток не поступает, на вторичной обмотке возникает высокое напряжение, которое передается распределителю и далее по высоковольтным проводам к нужной свече. Изменение угла опережения в бесконтактной системе зажигания также выполняется центробежным и вакуумным регуляторами.

Электронная и микропроцессорная системы

Самой современной системой считается электронная. Она не имеет механических контактов, а потому ее также можно назвать бесконтактной. Электронное зажигание является частью системы управления двигателем.

Электронная система зажигания

Выделяют два типа электронных бесконтактных систем зажигания:

  • С распределителем. В подобной схеме применяется механический распределитель зажигания, подающий высокое напряжение на заданную свечу.
  • Прямого зажигания. При такой схеме высокое напряжение поступает к электродам свечи напрямую с катушки.

Помимо базовых элементов электронная система зажигания включает:

  • Входные датчики. Они регистрируют данные о текущем режиме работы мотора и подают их в виде электронных сигналов блоку управления.
  • Электронный блок управления. Он выполняет обработку сигналов и передает соответствующие команды на воспламенитель.
  • Исполнительное устройство, или воспламенитель. Фактически является транзисторной платой, обеспечивающей в открытом режиме поступление напряжения на первичную обмотку, а в закрытом – отсечку и формирование высокого напряжения на вторичной обмотке катушки.

Такие системы могут оснащаться одной общей (в конструкциях с распределителем), индивидуальными (при подаче энергии прямо на свечу) или сдвоенными катушками зажигания.

Разновидностью электронной системы является микропроцессорная. В ней применяется целый комплекс датчиков, сигналы которых обрабатываются ЭБУ. Он рассчитывает оптимальный режим работы системы в заданный момент времени. Преимуществами такой конструкции является снижение расхода топлива и улучшение динамических характеристик автомобиля.

Схема устройства контактной системы батарейного зажигания:

а) схема б) положения ключа выключателя зажигания и стартера 1 – рычажок прерывателя 2 – подвижный контакт 3 – неподвижный контакт 4 – кулачок 5 – прерыватель низкого напряжения 6 – конденсатор 7, 14, 23 – провода 8 – выключатель зажигания 9 – добавочный резистор 10 – первичная обмотка 11 – вторичная обмотка 12 – катушка зажигания 13 – магнитопровод 15 – выключатель добавочного резистора 16 – амперметр 17 – аккумуляторная батарея (АКБ) 18 – выключатель электродом 19 – ротор с электродом 20 – распределитель 21, 24 – подавительные резисторы 25 – свеча зажигания 26 – ключ выключателя зажигания.

Контактная система батарейного зажигания состоит из: аккумуляторной батареи 17, катушки зажигания 12, прерывателя 5 низкого напряжения с конденсатором 6, распределителя импульсов высокого напряжения 20, свечей зажигания 25, выключателя зажигания 8, амперметра 16. Прерыватель 5 имеет два контакта: неподвижный 3 соединенный с массой и подвижный 2, расположенный на рычажке 1 и соединенный с проводом 7 с первичной обмоткой 10 катушки зажигания. В прерывателе установлен вращающийся валик с кулачком 4, при помощи которого размыкаются контакты. В системе зажигания в качестве источника электрического тока используется генератор переменного тока.

При замыкании контактов прерывателя ток от АКБ проходит по первичной обмотке катушки зажигания, создавая вокруг нее магнитное поле.

Цепь низкого напряжения следующая: положительный вывод АКБ 17 – амперметр 16 – выключатель зажигания 8 добавочный резистор 9 – первичная обмотка 10 – провод 7 – подвижный контакт 2 – неподвижный контакт 3 – масса – выключатель 18 цепи АКБ – отрицательный вывод АКБ.

При размыкании контактов прерывателя обесточивается первичная обмотка катушки зажигания и резко уменьшается магнитное поле. Магнитный поток исчезающего поля пересекает витки вторичной и первичной обмоток, при этом индуктируется электродвижущая сила (ЭДС) высокого напряжения во вторичной и ЭДС самоиндукции в первичной обмотках. Возникающие во вторичной обмотке импульсы высокого напряжения подводятся к свечам зажигания в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Вращающийся ротор 19 своим электродом распределяет импульсы высокого напряжения по электродам крышки распределителя. Частота вращения ротора в 2 раза меньше частоты вращения коленчатого вала и, таким образом, совпадает с частотой вращения кулачка прерывателя.

Положение пластины ротора напротив каждого из электродов крышки распределителя соответствует разомкнутому состоянию контактов прерывателя.

Цепь высокого напряжения: вторичная обмотка11 – провод 14 высокого напряжения – подавительный резистор 21 – электрод ротора 19 – один из электродов крышки распределителя 20 – провод 23 – подавительный резистор 24 – свеча зажигания 25 – центральный электрод свечи – боковой электрод свечи – масса – выключатель 18 цепи АКБ – отрицательный вывод АКБ 17 – положительный вывод АКБ 17 – амперметр 16 – выключатель зажигания 8 – добавочный резистор 9 – первичная обмотка 10 – вторичная обмотка катушки зажигания 12.

В первичной обмотке ток самоиндукции возникает при замыкании контактов прерывателя. Ток самоиндукции замедляет процесс исчезновения тока в первичной обмотке, нежелательно, так как при размыкании контактов увеличивается период искрообразования между ними, снижаются эффективность и надежность системы зажигания. Параллельно контактам прерывателя включен конденсатор 6. В момент размыкания цепи низкого напряжения конденсатор заряжается током самоиндукции, а затем при разомкнутых контактах разряжается через первичную обмотку.

Выключатель зажигания 8 необходим для остановки работающего двигателя размыканием первичной обмотки катушки зажигания. Он нужен и для включения зажигания перед пуском двигателя. Ключ 26 выключателя зажигания может занимать четыре положения: 0 – зажигания выключено1 – зажигание включено2 – включены зажигание и стартерподведено питание к радиоприемнику. В положении 0 ключ можно вставить и вынуть из замка зажигания. После пуска двигателя ключ выключателя зажигания переводят в положение 1.

Выключатель 18 цепи АКБ нужен для отключения батареи от массы при выполнении электротехнических работ и для остановки автомобиля на длительное время. Выключатель 18 защищает электрооборудование от короткого замыкания или от пожара при неисправной проводке, а также позволяет отключить батарею от всех потребителей электрической энергии, непосредственно не отсоединяя провода, отходящие от нее. В этом случае остается включенным аварийное освещение – плафон кабины и розетка переносной лампы.

Почему контактная система батарейного зажигания не используется на современных автомобилях?

Постепенно контактную систему батарейного зажигания вытеснили другие системы, такие как контактно транзисторная или бесконтактная системы зажигания. Этому предшествовало ряд недостатков контактной системы батарейного зажигания:

  • Быстрый износ и обгорание контактов прерывателя
  • Увеличение зазора между контактами прерывателя, соответственно увеличение угла опережения зажигания
  • Уменьшение тока в цепях низкого и высокого напряжения
  • Частые перебои с воспламенением рабочей смеси
  • Затрудненный пуск двигателя
  • Снижение экономичности и мощности двигателя.

Системы зажигания контактной категории

Классический механизм, несмотря на своё техническое устаревание и уступках по характеристикам новым системам, репрезентирует собой чрезвычайно сложную конструкцию. Система состоит из следующих элементов:

  1. Источник подачи питания, которым в режиме запуска двигателя выступает аккумулятор, а в режиме работы мотора эту функцию выполняет генератор.
  2. Выключатель или замок зажигания опционально позволяет осуществить подачу энергии на бортовую сеть и реле стартера транспортного средства.
  3. Накопитель или катушка, предназначением которой выступает скопление и преобразование напряжения, необходимого для организации разряда между электродами.
  4. Регламентируемые свечи зажигания.
  5. Распределительный механизм, элементы которого во взаимодействии отвечают за подачу в заданный момент энергии.
  6. Заизолированная, высоковольтная проводка, соединяющая конструктивные элементы системы.

Основополагающей особенностью функционирования контактной системы выступает деятельность так званых «кулачков», приводимых в действие посредством кручения валового привода распределителя. Посредством разъединения кулачки разрывают подачу напряжения в двенадцать вольт на наружную обмотку бобины. Когда на трансформаторе пропадает напряжение, в первичной обмотке образовывается электродвижущая индукция, что провоцирует образование во внутренней обмотке вольтажа, составляющего три тысячи единиц, необходимого для функционирования системы. Высоковольтное напряжение генерируется механически распределителем, откуда и подаётся переменно на свечи через аккумулятор или генератор, меняясь под такт деятельности мотора. Вырабатывается напряжение в удовлетворительном объёме для возникновения искрового разряда, способного пробить воздушный просвет между электродами свечей, что и является необходимым аспектом для воспламенения рабочей, топливной жидкости.

К преимущественным сторонам зажигания контактного типа профессионалы причисляют его простоту, которая изначально предопределяет надёжность и незамысловатость конфигурации. В системе не задействованы сложные конструктивные решения электронного класса, в виде современных блочных электросистем, которым свойственны сбои в работе и высокая товарная стоимость. Кулачковая система имеет и определённые недостатки, так как в ином случае отсутствовала бы потребность в её конструктивном усовершенствовании и модернизации. Основным недостатком кулачковой конфигурации выступает формирование искры: при процессе расщепления кулачков на металлических контактах со временем возникает нагар, который снижает качество контакта, что выливается в проблемы с заведением мотора. Нагарообразования провоцируют потребность в регулярном контроле зазора на свечах, их чистку и более частую замену для корректного функционирования системы.

Конструкция и особенности функционирования зажигания бесконтактного типа

Бесконтактную систему зажигания – БСЗ, профессионалы позиционируют как технологическое усовершенствование контактно-транзисторной конструкции, где вместо уязвимого механического токопрерывателя контактного действия установлен специальный датчик бесконтактного типа. Конструктивная структура БСЗ подобна предыдущей вариации, с модернизацией импульсным датчиком и коммутатором транзисторного типа. Чтобы разобраться, как бесконтактная система зажигания справляется с накоплением, преобразованием и распределением напряжения, необходимо понять принцип взаимодействия коммутатора и импульсного датчика, конструктивно отличающие концепцию устройств. Датчик процессуально реализует функцию организации электроимпульсной деятельности малого напряжения. По разновидности датчики распределяют на элементы оптического и индукционного класса, а также наиболее распространённые преобразователи, работающие с использованием эффекта Холла, заключающегося в формировании диаметрального расхождения потенциалов в проводниковой пластине под влиянием стабильной магнитной силы. Импульсный датчик в комплексе с распределителем визуально сходный с механическим трамблёром, работает от привода коленвала ДВС.

Прерывателем тока в первичной электрообмотке катушки выступает коммутатор транзисторной модификации, реагируя на сигналы, подаваемые датчиком. Разрывание процесса подачи тока выполняется посредством размыкания и затвора транзисторного выпускного элемента. Принцип работы бесконтактной системы зажигания, с учётом модернизированных элементов, базируется на формировании и передаче сигналов датчиком на коммутатор, при работающем коленчатом вале силового агрегата. Коммутатор образовывает импульсы электротока в наружной витковой обмотке. После обрывания тока, логическим продолжением процесса выступает индукция высоковольтного напряжения на вторичной электрообмотке бобины. Дальше происходит идентичный контактному функционированию системы процесс передачи напряжения на работающие элементы распределителя, с последующей его развёрсткой по электропроводам к свечам зажигания. Свечи, в свою очередь, реализуют непосредственное воспламенение рабочей жидкости.

Отличия КСЗ и БСЗ

Вопрос, какое зажигание лучше, контактное или бесконтактное, популярен среди владельцев отечественного транспорта, так как профессионалы часто позиционируют возможность замены аналогового, контактного на усовершенствованное бесконтактное зажигание. Каждая из вариаций имеет как преимущества, так и недостатки, что заставляет автовладельцев взвешивать различия систем, определяя для себя приоритетность каждой из них. Если анализировать характеристики контактной системы, то в её пользу свидетельствуют качества надёжности и простоты обслуживания, сравнительно бюджетной стоимости конструктивных элементов. Бесконтактная конструкция относится к более современным решениям, реже требует регулировки, отличается отсутствием уязвимых контактов, которым свойственно обгорание в процессе эксплуатации. Попробуем детально разобрать, как отличить визуально и по параметрам контактное зажигание от бесконтактного, ориентируясь на основные, предопределяющие разницу, компоненты систем. На замену проблемным элементам пришёл коммутатор, выполняющий задачи контактирующих конструктивных деталей, без сопроводительного образования нагара, за счёт отсутствия в процессе работы потребности в непосредственном механическом контакте. Следующая позиция, чем кардинально отличается контактная система от бесконтактной, заключается в улучшенных технических характеристиках, таких как частотность и напряжение повышенных параметров, предопределяемые особенностями строения катушек, что отображается на эксплуатационном ресурсе свечей. Отличие катушек бесконтактной системы зажигания от аналоговых элементов контактной конфигурации заключается в следующих нюансах:

  1. Катушка зажигания, применяемая в БСЗ, характеризуется превалирующей численностью витков на первичном ярусе. Этот показатель обуславливает сопротивление и величины протекающего тока.
  2. Токопрерыватель бесконтактного зажигания отличается особой надёжностью, за счёт ограничения системой тока на контактах.
  3. Повышенная мощность БСЗ, за счёт модификации более производительной катушкой, отображается положительно на рабочих показателях мотора.
  4. Маркировка катушек для разных систем отличается, предопределяя шифром принадлежность детали.

При замене аналоговой системы зажигания на усовершенствованную, бесконтактную, придётся заменить не только важные работающие элементы конструкции, но и поменять высоковольтную проводку. Вместо обычных проводов, необходимо установить улучшенные, однако, дорогие силиконовые, позволяющие проводить ток, больший по параметрам. Замена предусматривает существенные капиталовложения в покупку модернизированных компонентов БСЗ, однако, потребитель получит массу положительных моментов в результате модернизации системы:

  1. Бесперебойный запуск мотора, независимо от поры года и температуры за бортом.
  2. Фундаментальное решение проблемы с частичным сгоранием топливной жидкости.
  3. Улучшение динамических параметров функциональности двигателя и машины в целом.
  4. Отсутствие необходимости в частом контролировании состояния элементов системы зажигания.

Состав

Контактная система зажигания включает в себя следующие узлы:

  • Выключатель, он же – центральный замок зажигания. Это устройство необходимо для замыкания и размыкания электрической цепи автомобиля.
  • Механический прерыватель – это устройство, которое размыкает цепь главной обмотки на катушке (цепь малого напряжения). После этого на вторичном контуре обмотки катушки возникает высокое напряжение. В единую цепь с механическим прерывателем параллельно подключается конденсатор, такой вариант помогает лучше эксплуатировать контакты, не допуская их обгорания.
  • Катушка зажигания – это устройство создающее ток малого напряжения из тока большого напряжения, состоящее из двух обмоток – первичной и вторичной.
  • Механический распределитель – устройство распределяющее ток на каждую отдельную свечу. Он состоит из ротора и крышки корпуса. Принцип работы данного узла заключается в том, что с центрального контакта, расположенного на крышке корпуса, напряжение направляется на боковые контакты, через которые оно потом поступает к отдельным свечам. Стоит отметить, что традиционно распределитель и контактный прерыватель объединяют в цельном корпусе, такое устройство автолюбители называют «трамблер». Приводится трамблер в действие путем передачи крутящего момента от коленвала двигателя.

  • Центробежный регулятор – это устройство для настройки опережения зажигания. Состоит оно из двух подвесок, воздействующих на пластину, в которой находятся эксцентрики прерывателя. Если угол опережения будет выставлен неправильно, и подача искры будет производиться не в крайнем верхнем положении поршня, то смесь в цилиндрах будет сгорать неэффективно, в результате чего мощность двигателя упадет, а количество выбросов вредных веществ в атмосферу увеличится.
  • Вакуумный регулятор, он также предназначен для настройки угла опережения, но уже в зависимости от нагрузки на двигатель, т. е. в зависимости от силы нажатия на педаль газа.
  • Высоковольтные провода. Эти провода нужны для передачи тока от катушки ко всем остальным узлам системы.
  • Свеча зажигания – этот агрегат образует искру между двух контактов, что приводит к воспламенению топливовоздушной смеси в цилиндре двигателя.

Полная схема контактной системы зажигания приведена на различных фото, которые с легкостью можно найти в Интернете.

Замена старого на новое

Многие люди, столкнувшись с проблемами, которые вызывает контактная система зажигания, предпочитают ее усовершенствовать или заменить вовсе, однако любители автомобильной классики и реставраторы авто предпочитают сохранять оригинал. Да и стоит эта процедура весьма недешево – хоть работы по замене достаточно просты и состоят в основном из замены частей и сборки, сам комплект стоит дорого.

Бесконтактный тип лучше контактного в плане того, что оно лишено контактов, которые при длительной эксплуатации часто обгорают.

В отличие от контактного, бесконтактное обладает коммутатором – это устройство заменяет контакты, но выполняет те же функции. Это, собственно, единственная разница этих систем зажигания.

И на последок

Следует также отметить, что у бесконтактного типа ток обладает лучшими характеристиками – большей частотой и напряжением, что существенно продлевает срок службы свечей. Однако, такое различие имеет и свои минусы – придется заменить стандартные высоковольтные провода на силиконовые, которые лучше проводят ток, но стоят при этом значительно дороже.

Какое зажигание лучше: бесконтактное или контактное?

Контактные зажигания устарели, но все же используются в старых автомобилях. На заднеприводных моделях Ваз бесконтактное впервые установили на 2107.

Разберем отличия контактного от бесконтактного зажигания:

Преимущества бесконтактного зажигания:

  • так как в распределителе нет контактной группы, искрообразование происходит четко;
  • высокий срок эксплуатации катушки;
  • при средних оборотах мотора БСЗ создает искру в 4 раза мощнее, чем контактное зажигание. Это особенно полезно, если свечи загрязнились, так как искра все равно будет вырабатываться;
  • отлично выполняет свои функции даже в мороз;
  • если напряжение в электросети низкое, то искрообразование все равно будет происходить;
  • благодаря мощной стабильной искре свечей, воспламенение топливно-воздушной смеси происходит быстрее;
  • если установлен БСЗ, то уменьшается расход топлива и повышается мощность мотора;
  • улучшается динамика разгона автомобиля;
  • БСЗ легче обслуживать, потому что в устройстве нет подвижных деталей.

Устройство бесконтактной системы зажигания

Устройство БСЗ для карбюраторных двигателей состоит из:

  1. Трамблер. Это устройство, которое отвечает за создание искры в нужный момент. Его еще называют распределителем системы зажигания.
  2. Высоковольтная катушка. Этот элемент в устройстве системы зажигания получает от аккумулятора низкое напряжение, преобразует его и подает высокое напряжение. Поэтому от него идут высоковольтные провода. Катушка состоит из двух обмоток. Первичная — из проводом большого сечения (соединяется с электрической частью авто посредством реле замка зажигания), вторичная — это много витков тонкой проволоки (соединяется высоковольтным проводом с трамблером).
  3. Коммутатор. Данный элемент системы бесконтактного зажигания отвечает образование искры. Простыми словами, коммутатор — это усилитель сигнала. Коммутатор есть только в системе зажигания ДВС с карбюратором. Кстати, самым лучшим карбюратором СОЛЕКС считается. На инжекторных Ваз 2107, как и на других — коммутатор не нужен, поскольку его функции выполняет контроллер бортового компьютера.
  4. Высоковольтная и обычная проводка. Проводка высоковольтного напряжения должны соответствовать требованиям мощной изоляции.
  5. Клеммы. Служат для соединений, должны быть прочными.

Электронная и бесконтактная система зажигания — это одно и то же устройство. Получило название из-за отсутствия контактной группы в устройстве системы. В замке зажигания контактная группа тоже есть, которая является частой причиной отказа запуска двигателя.

Мехпрерыватель или размыкатель

Это компонент, на который ложится функция осуществления разъединения звена низкого токового накала. Другими словами — тока, образующегося в первичной обмотке. Вольтаж идет на контактную группу, элементы которой защищены от обгорания специальным покрытием. Кроме того, предусмотрен конденсатор-теплообменник, подключенный симультанно контактной группе.

Катушка зажигания в КСЗ является преобразователем тока. Именно здесь ток низкого напряжения трансформируется в высокий ток. Как и в случае с БСЗ, используется два типа обмоток.

Механический распределитель или просто трамблер

Этот компонент способен обеспечить эффективную подачу высокого тока к СЗ. Сам трамблер состоит из множества элементов, но основными являются крышка и ротор или бегунок (народ.).

Крышка изготовлена так, что с внутренней стороны оснащена соединителями основного и дополнительного типа. Высокий ток принимается центральным контактом, а рассредотачивается по свечам – через боковые (дополнительные).

Мехпрерыватель и распределить – это единый тандем, как и датчик холла с коммутатором в БСЗ. Они приводятся в действие приводом коленвала. В просторечье оба элемента называют единым словом «трамблер».

ЦРОЗ – регулятор, служащий для изменения УОЗ в зависимости от количества оборотов коленвала силовой установки. Априори состоит из 2-х грузиков, воздействующих на пластинку.

УОЗ другими словами, это угол поворота коленвала, такой при котором происходит непосредственная передача тока с высоким вольтажом на СЗ. Для того чтобы горючая смесь без остатков сгорела, зажигание осуществляется с опережением.

УОЗ в КСЗ выставляется с помощью спецприспособления.

ВРОЗ или вакуумный датчик

Он обеспечивает изменение УОЗ в зависимости от нагрузки на мотор. Другими словами, этот показатель – прямое следствие степени открытия дроссзаслонки, зависящей от силы нажатия педали акселератора. ВРОЗ находится за дроссзаслонкой, и способен изменять УОЗ.

Бронепровода – обязательные элементы, своеобразные коммуникации, служащие для передачи тока с высоким вольтажом к трамблеру и от последнего к свечам.

Функционирование КСЗ осуществляется следующим образом.

  • Контакт-прерыватель замкнут – в катушке задействован ток с низким вольтажом.
  • Контакт разомкнут – уже во вторичной обмотке задействуется ток, но с высоким вольтажом. Он подается на верхнюю часть трамблера, а затем растекается по бронепроводам дальше.
  • Увеличивается число вращений коленвала – одновременно повышается количество оборотов вала прерывателя. Грузики под воздействием расходятся, подвижная пластина перемещается. УОЗ увеличивается за счет размыкания контактов прерывателя.
  • Обороты коленвала силовой установки сокращаются – УОЗ автоматически уменьшается.

Контактно-транзисторная система зажигания – это дальнейшая модернизация старой КСЗ. Отличие в том, что стал применяться уже коммутатор. В результате этого увеличился срок службы контактной группы.

Катушка

В КСЗ одним из обязательных, важных элементов выступает катушка. Она включает линейку очень значимых компонентов, таких как обмотки, трубка, резистор, сердечник и т. д.

Отличие низковольтной и высоковольтной обмотки заключается не только в характере напряжения. В первичной обмотке сделано меньшее количество витков, чем во вторичной. Разница достигать может очень большого количества. Например, 400 и 25000 витков, но размер этих самых витков будет в разы меньше.

Источники

  • https://AutoTopik.ru/jelektrika/zazhiganie/1339-kontaktnaya-sz-shemy.html
  • http://systemsauto.ru/fire/contact.html
  • https://avtolektron.ru/sistema-zazhiganiya/kontaktnaya-sistema-zazhiganiya
  • https://FB.ru/article/228511/sistema-zajiganiya-kontaktnaya-sistema-zajiganiya-shema-printsip-rabotyi
  • https://TechAutoPort.ru/dvigatel/sistema-zazhiganiya/sistema-zazhiganiya-dvigatelya.html
  • https://www.autoezda.com/electr/%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D1%82%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BD%D0%B0-%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0-%D0%B7%D0%B0%D0%B6%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F
  • https://DriverTip.ru/osnovy/chem-otlichaetsya-kontaktnoe-zazhiganie-ot-beskontaktnogo.html
  • https://portalmashin.ru/service/electrics/kontaktnaya-sistema-zazhiganiya.html
  • https://autostuk.ru/ustanovka-elektronnogo-zazhiganiya-na-vaz.html
  • https://oborudow.ru/kuzov/kakoe-zazhiganie-luchshe-kulachkovoe-ili-elektronnoe-raznica-mezhdu/

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об устройстве автомобилей, советы, помощь