Напряжение на свечи зажигания: Катушки зажигания: энергия для рождения искр

Содержание

Сколько вольт подается на свечи зажигания

Немного теории.

Искра — это электрический разряд между электродами, температура в котором достигает 6000 градусов. Он легко управляем, поэтому и поджигают смесь в цилиндре с ее помощью. Для того, чтобы этот разряд проскочил через зазор 1 мм на воздухе, необходимио подать на электроды напряжение около 1000 вольт. Но, т.к. искра проскакивает в камере сгорания, при повышенном давлении, на свечу подается около 10000-15000 вольт.

Вопрос — откуда на моем мотоцикле берется такое огромное напряжение? Вспоминаем курс физики. Есть такая штуковина — называется трансформатор. Упрощенно — на сердечник из железа наматывается две обмотки. Если на одну из них подать переменное напряжение, в другой обмотке мы зафиксируем тоже переменное напряжение. Причем, какое именно, зависит от отношения количества витков в обмотках. Т.е, если на обмотку с количеством витков 220 подать 220 вольт, то с обмотки с 10-ю витками мы снимем 10 вольт. И наоборот. Подай 10 вольт переменного напряжения на вторую — с первой снимешь 220. (В действительности все немного сложнее, но здесь усложнять смысла не вижу).

Итак, задача. Хочу, чтобы на свечу подалось 10000 вольт! Легко. Берем трансформатор (т.е. катушку зажигания — она, по сути, и есть обычный высоковольтный трансформатор), знаем его характеристики первая обмотка-100 витков, 2-я 20000 витков (количество витков для примера, точно не помню). Подаем на ее первичную обмотку 10 вольт переменного тока и видим на выходе 2000 вольт. Круто! (Так электрошокеры работают). Осталась маленькая проблема — где взять переменный ток? На байке стоит аккумулятор, который отдает 12 вольт постоянного! А на постоянном токе трансформатор не работает. Ток в обмотке должен менятся и собственно трансформация происходит только в момент изменения напряжения на первичной обмотке. Плюс к этому нам же надо один кратковременный импульс-разряд на свече в нужное нам время.

Переменный ток мы сделать не можем, точнее незачем. Зато можем сделать один импульс изменения напряжения на первичной обмотке с нуля (ну нет на ней напряжения) до 12 вольт (есть напряжение аккумулятора.

) А больше то нам и не надо. Сделано это так. Кулачок-прерыватель пока замкнут — на катушке, на ее первичной обмотке полные 12 вольт.Высокого напряжения не образуется — так, стоим, разряжаем аккумулятор. Затем выступ на коленвале размыкает этот контакт и на обмотке напряжение падает с 12 вольт до нуля. Вот тебе и кусочек переменного напряжения — возник импульс во вторичной обмотке, на свечу подалось высокое напряжение, произошел поджиг топливо-воздушной смеси в цилиндре, и мотоцикл поехал по своим делам 🙂

Ну и под конец. Я сознательно не упоминал конденсатор, включенный паралельно контакту, но с ним я еще больше полезу в физику процесса искрообразования, чего всячески избегал. Скажу только, что он необходим, т.к. накапливает в себе энергию, увеличивающую импульс и предотвращает обгорание контактов.

Катушка системы зажигания двигателя — элемент системы зажигания, который служит для преобразования низковольтного напряжения, поступающего от аккумуляторной батареи или генератора, в высоковольтное.

Основная функция катушки зажигания — генерация высоковольтного электрического импульса на свече зажигания.

Содержание

Устройство [ править | править код ]

Катушка зажигания представляет собой высоковольтный импульсный повышающий трансформатор (упрощённая катушка Румкорфа) системы зажигания ДВС, первичная обмотка которого имеет сравнительно небольшое количество витков толстого провода и рассчитана на импульсы низкого напряжения, например 12 вольт (6 вольт на старых автомобилях и мотоциклах), вторичная обмотка выполнена из тонкого провода с большим количеством витков, благодаря чему во вторичной обмотке создаётся высокое импульсное выходное напряжение до 25 000 — 35 000 вольт по формуле: напряжение = индукция в витке × количество витков. Высокое напряжение от катушки зажигания с помощью высоковольтного кабеля подаётся на распределитель (трамблер), от него с помощью высоковольтных кабелей напряжение распределяется по свечам зажигания. Высокое напряжение обеспечивает искру между электродами свечи, тем самым воспламеняя топливо-воздушную смесь.

Раньше катушки зажигания делали с незамкнутым магнитопроводом, в настоящее время появились трансформаторы зажигания с замкнутым магнитопроводом.

Принцип действия [ править | править код ]

Через первичную обмотку катушки зажигания протекает постоянный ток. Когда поршень подходит к верхней мёртвой точке, цепь первичной обмотки разрывается размыканием контактов прерывателя (это происходит или механическим путём, когда контакты размыкаются кулачком на валу, или с помощью электронных (транзисторных или тиристорных) ключей, в которых управляющий импульс формируется электронной схемой (контактной или бесконтактной, положение коленчатого вала определяется с помощью датчика Холла, индуктивного или иного датчика).

Согласно закону электромагнитной индукции, ЭДС, индуцируемая изменением силы тока в соседнем контуре, равна

E = − L 12 d I d t <displaystyle <mathcal >=-L_<12><frac

>> ,

учитывая мгновенное изменение силы тока (одномоментное размыкание), следовательно, большое значение производной, а также взаимную индукцию обмоток L 12 ∝ N 1 N 2 <displaystyle L_<12>propto N_<1>N_<2>> , где N 2 <displaystyle N_<2>> очень большое число (десятки тысяч витков), во вторичной обмотке наводится импульс э.

д.с. амплитудой в десятки киловольт. Высокий потенциал от катушки передаётся на свечи с помощью высоковольтных проводов (изначально применённых Г. Хонольдом в системе зажигания с магнето), и обеспечивает пробой зазора между электродами свечи зажигания.

На некоторых образцах мото- и автотехники с двухцилиндровыми двигателями (например, мотоциклы «Днепр», мотоциклы «Урал», автомобили «Ока») применяются двухискровые катушки зажигания (искра проскакивает одновременно на двух свечах). Топливо-воздушная смесь воспламеняется только в одном цилиндре, так как в другом проходит такт выпуска и воспламеняться нечему.

В последнее время получили распространение индивидуальные катушки зажигания на каждую свечу (по числу цилиндров).

Добавочное сопротивление [ править | править код ]

В ряде случаев последовательно первичной обмотке катушки зажигания включается добавочное сопротивление (или дополнительный резистор). На низких оборотах контакты прерывателя оказываются бо́льшую часть времени в замкнутом состоянии и через обмотку протекает ток, более чем достаточный для насыщения магнитопровода.

Избыточный ток бесполезно нагревает катушку.

Спираль дополнительного резистора изготавливается из стального сплава, имеющего высокий температурный коэффициент электрического сопротивления. При прохождении избыточного тока сопротивление спирали увеличивается и сила тока уменьшается, таким образом происходит автоматическое регулирование. На высоких оборотах, когда контакты бо́льшую часть времени разомкнуты, нагрев резистора менее значителен (сопротивление спирали невелико). При запуске двигателя добавочное сопротивление шунтируется контактами реле стартера, тем самым повышается энергия электрической искры на свече зажигания.

Некоторые неопытные водители пытаются (бесполезно или с большим трудом) запустить пусковой рукояткой двигатель при «севшем» аккумуляторе, не зная, что нужно принудительно временно шунтировать добавочный резистор (какой-нибудь проволочкой).

Рабочие характеристики [ править | править код ]

К рабочим характеристикам катушки зажигания относят:

  • Индуктивность первичной обмотки;
  • Сопротивление первичной и вторичной обмотки;
  • Коэффициент трансформации;
  • Энергия искры;
  • Напряжение пробоя;
  • Количество образующихся искр в минуту.

Индуктивность [ править | править код ]

Индуктивность характеризует способность катушки накапливать энергию. Измеряется в Гн – генри, единицах измерения, названных в честь американского ученого Дж. Генри. Энергия, которая накапливается в первичной обмотке, пропорциональна индуктивности. Чем выше индуктивность, тем больше энергии может накопить катушка.

Коэффициент трансформации [ править | править код ]

Коэффициент трансформации показывает, во сколько раз катушка зажигания увеличивает первичное напряжение. На первичную катушку подается напряжение от аккумулятора в 12 В. Когда первичная цепь разрывается, ток в цепи изменяется — от 6-20 ампер, до 0. Изменение тока в катушке приводит к возникновению ЭДС индукции и образованию напряжения в первичной катушке в 300-400 В. Коэффициент трансформации катушки показывает, во сколько раз увеличивается именно это напряжение. Определяется отношением числа витков вторичной катушки к числу витков первичной катушки, или отношением пробивного напряжения свечи к разнице максимально допустимого напряжение между коллектором и эмиттером транзистора и напряжения бортовой сети питания, которые известны из производственных характеристик катушки зажигания и автомобиля.

Сопротивление [ править | править код ]

В первичной обмотке – 0,25-0,55 Ом. Во вторичной обмотке – 2-25 кОм. Мощность и энергия искры обратно пропорциональны сопротивлению первичной обмотки катушки: чем оно выше, тем ниже мощность и энергия искры.

Энергия искры [ править | править код ]

Полезная энергия искры расходуется в течение 1,2 мс [1] – время, за которое сгорает воздушно-топливная смесь. Энергия искрового разряда составляет 0,05-0,1 Дж. В свече зажигания искра образуется вследствие явления дугового разряда, когда между двумя электродами, находящимися в газе, происходит электрический пробой. Напряжение на электродах зависит от размера диаметра свечи и его материала, зазора между электродами и от состава воздушно-топливной смеси, давления в камере сгорания и температуры. Во время старта двигателя и разгона автомобиля напряжение на электродах – максимальное, так как свеча не разогрета. При постоянной скорости – напряжение минимально. Чтобы свеча работала эффективно и не давала пропусков, напряжение, генерируемое катушкой, должно быть в 1,5 больше, чем напряжение, необходимое для пробоя зазора.

Напряжение пробоя [ править | править код ]

В зазоре между электродами свечи зажигания происходит пробой, когда напряжение на электродах становится равным напряжению пробоя. Значение напряжения пробоя зависит от величины зазора между электродами, давления и температуры воздушно-топливной смеси. При первом запуске двигателя напряжение должно быть выше, чтобы произошел пробой и образовалась искра, так как топливо и воздух в камере сгорания холодные.

Расчет числа искрообразований в системе зажигания [ править | править код ]

Чтобы рассчитать, сколько раз образуется искра в минуту в системе зажигания, нужно знать число оборотов в минуту двигателя и количества цилиндров. N – столько раз образуется искра в минуту. N= (Обороты/мин*число цилиндров) / (количество тактов двигателя 2 или 4). Для 6-цилиндрового двигателя при скорости вращения в 4000 об/мин число искрообразований равно: N=6*4000/4=6 000 раз в минуту.

Все не так : Катушка имеет большую индуктивность. Через нее протекает ток, который коммутатор резко обрывает. В момент прекращения тока возникает ЭДС самоиндукции достигающая 300-400 В, а во вторичной обмотке, соотв., несколько киловольт. Для справки — в выходном каскаде коммутатора всегда стоят высоковольтные транзисторы (пробивное напр. до 400-500В).
:
: Павел

Значение которое ты привел НЕ является напряжением — это мгновенное максимальное амплитудное значение (поэтому и транзисторы такие) — оно и в контактной системе такое же, а напряжение там, все таки, 12 вольт.

Кстати, поскольку количество витков в первичной обмотке зубильной катушки меньше, чем в обычной катушке, то и ЭДС самоиндукции тоже должно быть меньше, поэтому ИМХО там нет 300-400 вольт этой самой ЭДС самоиндукции, которые есть в обычной катушке.

: : Катушка имеет большую индуктивность. Через нее протекает ток, который коммутатор резко обрывает. В момент прекращения тока возникает ЭДС самоиндукции достигающая 300-400 В, а во вторичной обмотке, соотв.

, несколько киловольт. Для справки — в выходном каскаде коммутатора всегда стоят высоковольтные транзисторы (пробивное напр. до 400-500В).
: :
: : Павел
:
: Значение которое ты привел НЕ является напряжением — это мгновенное максимальное амплитудное значение (поэтому и транзисторы такие) — оно и в контактной системе такое же, а напряжение там, все таки, 12 вольт.

*** Когда коммутатор замыкает "-" катушки на корпус , через нее начинает протекать НАРАСТАЮЩИЙ ток от 0 до 7-8 ампер. В момент достижения требуемого значения тока коммутатор размыкает первичную цепь и из-за ЭДС самоиндукции происходит искровой разряд. Время нарастания тока в первичной обмотке где-то 1-2 миллисекунды при нормальном напряжении в бортсети и увеличивавется при пониженном напряжении (холодный пуск). Коммутатор должен "знать" когда придет сигнал от ДХ на размыкание, и подать напряжение на катушку заранее с учетом времени нарастания тока. Возможно в чем-то не прав. Поправьте,pls.
Борис

*** Когда коммутатор замыкает "-" катушки на корпус , через нее начинает протекать НАРАСТАЮЩИЙ ток от 0 до 7-8 ампер. В момент достижения требуемого значения тока коммутатор размыкает первичную цепь и из-за ЭДС самоиндукции происходит искровой разряд. Время нарастания тока в первичной обмотке где-то 1-2 миллисекунды при нормальном напряжении в бортсети и увеличивавется при пониженном напряжении (холодный пуск). Коммутатор должен "знать" когда придет сигнал от ДХ на размыкание, и подать напряжение на катушку заранее с учетом времени нарастания тока. Возможно в чем-то не прав. Поправьте,pls.
Борис

. Совершенно верно, сгорит.

Но в БСЗ она почему-то не сгорает. Вопрос — почему? Моя версия (ИМХО) — потому что к ней прикладывается напряжение не 12 вольт, а меньше. Мой вопрос — сколько? 4? 6? 8? 10? Я понимаю, что больше 14 (напряжение бортовой сети) быть не может, оно наверняка меньше.

. Потому, что коммутотор выдает нормированные по времени импульсы
определенной формы. Длительность и частота их специально подобраны
и зависят от оборотов. Прерыватель же, не может этого делать, так как импульсы от него прямоугольные (замкнут — разомкнут).
Говорить тут о напряжении опять же не корректно, но амплитуда его 12 вольт, а ЭДС самоиндукции, по большому счету, значения не имеет, так как является следствием изменения тока катушки и сдвинута по времени.

: Кстати, поскольку количество витков в первичной обмотке зубильной катушки меньше, чем в обычной катушке, то и ЭДС самоиндукции тоже должно быть меньше, поэтому ИМХО там нет 300-400 вольт этой самой ЭДС самоиндукции, которые есть в обычной катушке.

Насчет того, больше там витков или меньше не скажу, т. к. имхо, это не принципиально.

Конечно меньше. Коммутатор нормально работает и при 8 вольтах бортовой сети (когда включен стартер, напр.)

А вообще хороший коммутатор заранее знает, когда надо будет выдать искру и открывает выходной транзистор за несколько миллисекунд до этого момента. За это время ток нарастает до максимума. В момент поступления сигнала от датчика ток резко прекращается.

ЭДС самоиндуции зависит не только от индуктивности, но и от скорости уменьшения тока. Современные транзисторы могут оборвать ток настолько быстро, что никаким контактам и не снилось 🙂

PS Все цифры взяты с потолка и отражают только принципы процессов.

: Ну, скажем, нормальная искра возникает при прерывании тока через катушку силой в 5 ампер. Катушка может выдержать этот ток в течении 200 мс. Если, например, двигатель остановится при включенном зажигании и контакты трамблера окажутся замкнутыми, то рабочий ток (т.е. 5A) будет протекать постоянно — через секунду-другую катушка сгорит. Такая ситуация очень вероятна при пуске.
:
: Павел
:
: PS Все цифры взяты с потолка и отражают только принципы процессов.
:

Система зажигания

Теория
Система зажигания предназначена для воспламенения топливовоздушной смеси в точно установленный момент времени. В двигателях с искровым зажиганием это достигается за счет электрической искры, т.е. электроискрового разряда, создаваемого между электродами свечи зажигания. Пропуски зажигания приводят к догоранию смеси в каталитическом нейтрализаторе, происходит уменьшение мощности и топливной экономичности, увеличивается степень износа элементов двигателя и содержание вредных компонентов в выбросе.

Основными требованиями к системе зажигания являются:

  1. Обеспечение искры в нужном цилиндре (находящемся в такте сжатия) в соответствии с порядком работы цилиндров.
  2. Своевременность момента зажигания. Искра должна происходить в определенный момент (момент зажигания) в соответствии с оптимальным при текущих условиях работы двигателя углом опережения зажигания, который зависит, прежде всего, от оборотов двигателя и нагрузки на двигатель.
  3. Достаточная энергия искры. Количество энергии, необходимой для надежного воспламенения рабочей смеси, зависит от состава, плотности и температуры рабочей смеси.
  4. Общим условием для системы зажигания является ее надежность (обеспечение непрерывности искрообразования). Неисправность системы зажигания вызывает неполадки как при запуске, так и при работе двигателя:
    - трудность или невозможность запуска двигателя;
    - неравномерность работы двигателя - "троение" или прекращение работы двигателя - при пропусках искрообразования в одном или нескольких цилиндрах;
    - детонация, связанная с неверным моментом зажигания и вызывающая очень быстрый износ двигателя;
    - нарушение работы других электронных систем за счет высокого уровня электромагнитных помех и пр.

Важно!
Во избежание поражения электрическим током и предотвращения несчастных случаев всегда производите замену элементов системы зажигания и подключение датчиков и щупов только при заглушенном двигателе.
Диагностику системы зажигания целесообразно проводить под нагрузкой, обеспечивая максимально возможное напряжение пробоя искрового промежутка между электродами свечи. При малых нагрузках напряжение пробоя обычно не превышает 10 кВ, а при повышенных нагрузках, вследствие увеличения давления в цилиндре, напряжение пробоя значительно возрастает, и достигает нескольких 10 кВ, в результате чего проявляется большинство дефектов изоляции катушки зажигания, проводов, колпачков, свечей.

Режимами повышенной нагрузки являются пуск двигателя, резкое открытие дроссельной заслонки и работа двигателя на низких оборотах под максимальной нагрузкой. В этих режимах наполнение цилиндра топливовоздушной смесью близко к максимальному, искрообразование происходит тогда, когда поршень находится вблизи верхней мертвой точки. Следовательно, в этот момент давление газов внутри цилиндра приближается к максимально возможному.

Импульс зажигания

Осциллограмма напряжения вторичной цепи исправной системы зажигания

На осциллограмме можно выделить 4 основных фазы: накопление энергии, момент пробоя, горение искры, затухающие колебания.

Время накопление энергии (заряда катушки) – интервал времени от замыкания катушки на землю и начала протекания через нее тока до искрового разряда обусловленного ЭДС самоиндукции катушки после разрыва цепи. Переходной процесс указывает на окончание эффективного заряда катушки (момент насыщения, ограничение тока заряда), после которого происходит бесполезный нагрев катушки током заряда – катушка больше не запасает энергии.

В некоторых случаях момент пробоя наступает немного раньше переходного процесса, это не считается неисправностью.


Незначительный недозаряд катушки зажигания. Норма

Если время заряда катушки заметно уменьшено, то это свидетельствует о неисправности, приводящей к уменьшению энергии, запасенной в катушке, а следовательно, к сокращению времени горения искры. Недостаток энергии может привести к пропускам зажигания при больших нагрузках, так как напряжение на вторичной обмотке катушки не будет достигать напряжения пробоя воздушного зазора свечи.


Значительный недозаряд катушки зажигания. Неисправность

Пробой возникает при размыкании первичной цепи катушки зажигания. При этом в ней возникает напряжение самоиндукции, которое приводит к быстрому нарастанию напряжения во вторичной обмотке. Напряжение увеличивается до тех пор, пока не превысит напряжение пробоя свечного зазора. Длительность пробоя составляет порядка 10-20 мкс. Напряжение пробоя зависит от промежутка между электродами свечи и от диэлектрических свойств среды, которая этот промежуток заполняет. При атмосферном давлении сухой воздух «пробивается» при напряжении около 30 кВ/см. При повышении давления и уменьшении содержания топлива в смеси напряжение пробоя растет.

Следующий участок – горение искры, свидетельствует о протекании постоянного тока в зазоре свечи. Напряжение горения составляет порядка 1-2 кВ. Время горения для всех цилиндров должно быть одинаковым и составляет от 1-1,5 мс до 2-2,5 мс, в зависимости от типа системы.

Энергия, запасенная в катушке расходуется на пробивание искрового зазора свечи и на поддержание горения искры. Чем выше пробивное напряжение, тем меньше длительность горения искры, а следовательно, ниже вероятность поджигания топлива. И наоборот: при низком напряжении пробоя время горения увеличивается, но это свидетельствует об уменьшенном зазоре в свече и снижении взаимодействия искры с топливной смесью, что также приводит к снижению вероятности поджигания топлива.

Типичные неисправности системы зажигания
Примечание!
Неисправность ВВ проводов, свечей и свечных колпачков будет проявляться в тех цилиндрах, к которым эти элементы относятся. Следовательно, неисправность свечи, свечного колпачка, ВВ провода повлияет на работу соответствующих им цилиндров, а неисправность центрального провода или катушки зажигания в классической системе зажигания повлияет на работу всех цилиндров.
Увеличенный свечной зазор


Увеличенный свечной зазор. Неисправность

На холостом ходу данная осциллограмма свидетельствует об увеличенном зазоре в свече. Требуемое напряжение пробоя увеличивается. Большая часть энергии будет тратиться на генерацию завышенного пробивного напряжения. Это приводит к значительному уменьшению продолжительности горения искрового разряда, уменьшению надежности воспламенения топливовоздушной смеси.

При работе двигателя под высокой нагрузкой, увеличенный искровой промежуток между электродами свечи зажигания может стать причиной пробоя недостаточно прочной или поврежденной высоковольтной изоляции элементов системы зажигания. В таком случае, искрообразование будет происходить вне камеры сгорания, что исключает вероятность надежного искрообразования.

Режим повышенной нагрузки


Режим повышенной нагрузки. Норма

Если данная осциллограмма наблюдается при работе двигателя под высокой нагрузкой, то это свидетельствует о нормальной работе системы зажигания. На участке горения искры можно наблюдать множественные "срывы" напряжения горения искры в виде "пилы", возникающие вследствие "сдувания" искры вихревыми и турбулентными потоками газов внутри камеры сгорания. Объясняется это тем, что при открытии дроссельной заслонки в цилиндр поступает больше воздуха, а из-за увеличения скорости поршня и давления в результате процесса горения, необходимо все большее напряжение для поддержания протекания тока.

Вследствие увеличения значения напряжения пробоя и среднего значения напряжения горения искры при работе двигателя под высокой нагрузкой, продолжительность горения искрового разряда уменьшается.

Режим повышенной нагрузки, пробой изоляции
Если при нагрузке на двигатель форма напряжения горения такая же как и на холостом ходе, то это свидетельствует о пробое изоляции за пределами камеры сгорания. Но при этом, в сравнении с работой двигателя на холостом ходу, несколько увеличиваются напряжение пробоя, напряжение горения искры и незначительно уменьшается время горения искры.


Режим повышенной нагрузки. Неисправность

Наиболее часто встречающимися пробоями высоковольтной изоляции элементов системы зажигания вне камеры сгорания являются пробой:

  1. между высоковольтным выводом катушки зажигания и одним из выводов первичной обмотки катушки или "массой";
  2. между высоковольтным проводом и корпусом двигателя;
  3. между крышкой распределителя зажигания и корпусом распределителя;
  4. между "бегунком" распределителя зажигания и валом распределителя зажигания;
  5. свечного колпачка, между наконечником высоковольтного провода и корпусом двигателя;
  6. поверхностный пробой керамического изолятора свечи зажигания (стекание заряда по поверхности изолятора) вследствие отложения на изоляторе токопроводящих загрязнений;
  7. поверхностный пробой внутренней поверхности свечного колпачка (стекание заряда по внутренней поверхности изолятора) вследствие отложения на колпачке токопроводящих загрязнений;
  8. внутри керамического изолятора свечи зажигания между центральным проводником и ее корпусом, вследствие образования в изоляторе трещины.

Заниженная компрессия, уменьшение свечного зазора
Существенное снижение компрессии в каком либо цилиндре двигателя приводит к тому, что в момент искрообразования, давление газов в камере сгорания оказывается заниженным. Следовательно, для пробоя искрового промежутка требуется меньшее напряжение. Форма импульса зажигания при этом практически не изменяется, но снижается пробивное напряжение.


Заниженная компрессия или уменьшение свечного зазора. Неисправность

Похожая осциллограмма также может свидетельствовать об уменьшении зазора между электродами свечи зажигания, что затрудняет взаимодействие искрового разряда с топливовоздушной смесью, и, соответственно, снижает вероятность ее воспламенения.

Уменьшен свечной зазор, нагрузка на двигатель
Разница между пробивными напряжениями, подводимыми к исправным свечам зажигания и к свече с уменьшенным искровым промежутком становится более существенной при работе двигателя под высокой нагрузкой. При такой неисправности, при переходе с режима холостого хода на режим повышенной мощности увеличение напряжения пробоя не наблюдается либо наблюдается незначительно.


Уменьшенный свечной зазор, нагрузка на двигатель. Неисправность

Форма участка горения искрового разряда при этом отличается не существенно, может наблюдаться лишь незначительное увеличение продолжительности горения искрового разряда.

Загрязнение изолятора свечи зажигания со стороны камеры сгорания
При отсутствии резкого падения напряжения в конце горения можно сделать вывод, что изолятор свечи покрылся слоем проводника, что приводит к утечке тока и потере энергии горения искры. Напряжение пробоя при этом может несколько снизиться. Значение напряжения горения искры в первоначальный момент практически достигает значения напряжения пробоя, а к концу горения искры может снизиться до очень малой величины.


Загрязнение изолятора свечи. Неисправность

Количество затухающих колебаний может заметно уменьшиться, либо затухающие колебания могут вовсе отсутствовать. Зачастую, неисправность проявляется непостоянно, то есть, поверхностные токи могут чередоваться с нормальным искрообразованием между электродами свечи зажигания.

Загрязнение свечных электродов
Загрязнение поверхности электродов наблюдается в зашумленном сигнале искры, незначительном увеличении напряжения, а также уменьшении времени горения искры.


Загрязнение свечных электродов. Неисправность

Поверхность электродов и керамического изолятора свечи зажигания со стороны камеры сгорания может загрязняться вследствие отложения сажи, масла, остатков присадок к топливу и от присадок к маслу (отложения соединений свинца, соединений железа и пр.). В таких случаях цвет керамического изолятора свечи зажигания со стороны камеры сгорания определенным образом изменяется.

Высокое сопротивление ВВ провода
При такой неисправности создается дополнительное падение напряжения на сопротивлении ВВ провода при протекании по нему тока. Падение напряжения на сопротивлении высоковольтного провода максимально в начале горения искры, и постепенно уменьшается. Это приводит к уменьшению времени горения и энергии искры. Напряжение пробоя от величины сопротивления высоковольтного провода не зависит, так как величина искрового промежутка практически не изменяется.


Высокое сопротивление ВВ провода

Сопротивление высоковольтного провода может быть увеличенным вследствие окисления его контактов, старения или выгорания проводящего слоя высоковольтного провода либо вследствие применения слишком длинного высоковольтного провода.

Обрыв высоковольтного провода
Напряжение пробоя может достигать максимального напряжения катушки. При этом вся энергия, накопленная в катушке, расходуется за пределами цилиндра, следовательно, не приводит к поджиганию смеси.


Обрыв ВВ провода

В критических случаях обрыв высоковольтного провода может привести к полному прекращению искрообразования между электродами свечи зажигания. Продолжительная работа двигателя с неисправными ВВ проводами может привести к пробою высоковольтной изоляции элементов системы зажигания, выходу из строя катушки зажигания.

Отсутствие затухающих колебаний
При слабом проявлении либо отсутствии затухающих колебаний в конце фазы горения искры можно сделать вывод о неисправности конденсатора (для классической системы зажигания) или катушки зажигания. Индуктивность катушки и емкость конденсатора образуют колебательный контур. Скорость затухания колебаний зависит от добротности колебательного контура. Если есть пробой изоляции конденсатора, короткозамкнутые витки либо межвитковой пробой в катушке, то добротность контура значительно падает, что и приводит к отсутствию колебаний.


Неисправность катушки зажигания

Конденсатор присутствует только в классической системе зажигания. В системах, управляемых электроникой, конденсатор не применяется. В этих системах в качестве емкости колебательного контура выступает межвитковая емкость катушки.

Паразитный искровой разряд между витками катушки зажигания отбирает часть энергии у полезного разряда в искровом зазоре свечи зажигания. С увеличением нагрузки на двигатель, доля отбираемой энергии искрового разряда увеличивается. Кроме того, существенно снижается и максимально возможное выходное напряжение, развиваемое катушкой зажигания.

Наличие пробоя межвитковой изоляции обмоток катушки зажигания, не сказывается на работе двигателя на холостом ходу и при малых нагрузках, но приводит к неработоспособности катушки зажигания при работе двигателя под высокой нагрузкой и создает трудности при пуске двигателя.

Примечание!
Катушка зажигания с межвитковым пробоем генерирует ВВ импульсы, напоминающие по форме импульсы при загрязнении поверхности керамического изолятора свечи зажигания со стороны камеры сгорания или импульсы при пробое высоковольтной изоляции элемента системы зажигания вне камеры сгорания. Поэтому, в данном случае необходимо провести дополнительные проверки.
Автор: Евгений Куришко

напряжение на свече не менее 30000 Вольт

Без чего никогда не обойдется бензиновый двигатель, так это без искры, в момент когда нужно поджечь топливную смесь в цилиндре. Для этого создана система зажигания автомобиля. Еще её называют Искровая система зажигания.

Эволюция этой системы происходила от простой контактной системы зажигания, затем с развитием технического прогресса появились бесконтактная, транзисторная. И венцом нашего времени пока является электронная система зажигания.
Все эти способы управления искрой мы рассмотрим в статьях.

А пока кратко пробежимся по основным принципам каждой системы.

Контактная система зажигания

Главный узел в этой системе, это прерыватель-распределитель. В этой системе происходит все механическим способом.

Контактная группа (прерыватель), пробегая по выступам кулачкового вала, прерывает контакты. В зависимости от того, какова частота вращения вала, импульсы низкого напряжения подаются на катушку-преобразователь, напряжение преобразуется в высокое и подается на свечи зажигания.

Этот ток распределяется на каждый цилиндр тоже механическим узлом – распределителем. Скомпонован этот узел в один механизм прерыватель-распределитель (трамблер)

Контактно-транзисторная система зажигания

Следующим этапом развития искрообразования явилась транзисторная схема управления высоким напряжением.

Транзистор, пропуская через себя низкое напряжение, идущее от контактной группы, управляет работой преобразователя токов (катушка) и преобразует их в ток до 30 тыс. вольт, для получения мощной искры.

Такая система позволила снизить напряжение на контактах, увеличив срок их службы. Позволила увеличить мощь искры и её стабильность, что соответственно сказалось на надежности и стабильности работы двигателя.

Бесконтактная система зажигания автомобиля

В этой системе зажигания роль прерывателя выполняет специальный коммутатор, который взаимодействуя с датчиком, генерирует импульсы управляющего низкого напряжения.

Затем эти импульсы подаются, как в контактной и контактно-транзисторной системах, на преобразователь напряжения (катушку) и далее через механический распределитель к свечам.

Такая система по сути исключила всякий механический контакт при прерывании тока. Контакты прерывателя, доставлявшие не мало хлопот автомобилистам, оказались не нужны и следовательно отпала необходимость в их обслуживании.

А надежность и стабильность работы двигателя увеличилась в разы. Повысилась мощность и экологичность бензиновых двигателей.

Но прогресс не стоит на месте, и с развитием электроники, появилась система высочайшего уровня – электронная.

Электронная система зажигания

Такая система уже работает вместе с другими системами управления двигателем.

Многочисленные датчики отслеживают все режимы работы двигателя, вплоть до состояния выхлопных газов, фиксируют и выдают информацию блоку управления двигателем.

Электронный блок управления обрабатывает сигналы и посылает управляющее наряжение на управляющий транзистор, который в свою очередь осуществляет в нужное время отсечки в первичной обмотке катушки. Во вторичной обмотке наводится высокое напряжение и образуется искра.

Датчики, следящие за частотой вращения коленчатого вала и датчики положения распредвалов передают информацию ЭБУ, которая перерабатывается и выдается команда на соответствующий угол опережения зажигания.

Так же, если на двигатель увеличивается нагрузка, датчик расхода воздуха посылает команду на ЭБУ, который расчитывает оптимальный угол опережения зажигания на соответствующую нагрузку.

Такая система совершенна во всех отношениях. Она позволяет:

  • использовать её на любых карбюраторных двигателях;
  • увеличить в полтора раза напряжение искры, мощность которой будет до 30 киловатт, на любых режимах работы двигателя;
  • исключить износ прерывателей;
  • увеличить зазор на контактах свечей до 1,2 мм.;
  • облегчить заводку в холодное время года;
  • исключает регулировочные и профилактические работы.

Единственный недостаток такой системы, это удорожание. Хотя оно того стоит!

На этом всё, надеюсь понятно что такое система зажигания автомобиля.

Будьте здоровы и следите за публикациями!

Самое большое напряжение в системах зажигания. Что из себя представляет катушка зажигания автомобиля

Система зажигания обеспечивает работу двигателя и является составной частью «Электрооборудования автомобиля».

Система зажигания предназначена для создания тока высокого напряжения и распределения его по свечам цилиндров. Импульс тока высокого напряжения подается на свечи в строго определенный момент времени, который меняется в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель. В настоящее время на автомобилях может устанавливаться контактная система зажигания или бесконтактная электронная система.

Контактная система зажигания.

Источники электрического тока (аккумуляторная батарея и генератор) вырабатывают ток низкого напряжения. Они «выдают» в бортовую электрическую сеть автомобиля 12 - 14 вольт. Для возникновения же искры между электродами свечи на них необходимо подать 18 - 20 тысяч вольт! Поэтому в системе зажигания имеются две электрические цепи - низкого и высокого напряжений. (рис. 1)

Контактная система зажигания (рис. 2) состоит из:
. катушки зажигания,
. прерывателя тока низкого напряжения,
. распределителя тока высокого напряжения
. вакуумного и центробежного регуляторов опережения зажигания,
. свечей зажигания,
. проводов низкого и высокого напряжения,
. включателя зажигания.

Катушка зажигания предназначена для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения. Как и большинство приборов системы зажигания, она располагается в моторном отсеке автомобиля. Принцип работы катушки зажигания очень прост. Когда по обмотке низкого напряжения протекает электрический ток, то вокруг нее создается магнитное поле. Если же прервать ток в этой обмотке, то исчезающее магнитное поле индуцирует ток уже в другой обмотке (высокого напряжения).

За счет разницы в количестве витков обмоток катушки, из 12-ти вольт мы получаем необходимые нам 20 тысяч вольт! Это как раз то напряжение, которое в состоянии пробить воздушное пространство (около миллиметра) между электродами свечи зажигания.

Прерыватель тока низкого напряжения - нужен для того,чтобы размыкать ток в цепи низкого напряжения. Именно при этом во вторичной обмотке катушки зажигания индуцируется ток высокого напряжения, который затем поступает на центральный контакт распределителя.
Контакты прерывателя находятся под крышкой распределителя зажигания. Пластинчатая пружина подвижного контакта постоянно прижимает его к неподвижному контакту. Размыкаются они лишь на короткий срок, когда набегающий кулачок приводного валика прерывателя-распределителя надавит на молоточек подвижного контакта.

Параллельно контактам включен конденсатор. Он необходим для того, чтобы контакты не обгорали в момент размыкания. Во время отрыва подвижного контакта от неподвижного, между ними хочет проскочить мощная искра, но конденсатор поглощает в себя большую часть электрического разряда и искрение уменьшается до незначительного. Конденсатор еще участвует и в увеличении напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания. Когда контакты прерывателя полностью размыкаются, конденсатор разряжается, создавая обратный ток в цепи низкого напряжения, и тем самым, ускоряет исчезновение магнитного поля. А чем быстрее исчезает это поле, тем больший ток возникает в цепи высокого напряжения.

Прерыватель тока низкого напряжения и распределитель высокого напряжения расположены водном корпусе и имеют привод от коленчатого вала двигателя (рис. 3). Часто водители называют этот узел коротко - «прерыватель-распределитель» (или еще короче -«трамблер»).


Крышка распределителя и распределитель (ротор) тока высокого напряжения (рис. 2 и 3) предназначены для распределения тока высокого напряжения по свечам цилиндров двигателя.
После того, как в катушке зажигания образовался ток высокого напряжения, он попадает (по высоковольтному проводу) на центральный контакт крышки распределителя, а затем через подпружиненный контактный уголек на пластину ротора. Во время вращения ротора ток «соскакивает» с его пластины, через небольшой воздушный зазор, на боковые контакты крышки. Далее, через высоковольтные провода, импульс тока высокого напряжения попадает к свечам зажигания.
Боковые контакты крышки распределителя пронумерованы и соединены (высоковольтными проводами) со свечами цилиндров в строго определенной последовательности.

Таким образом устанавливается «порядок работы цилиндров», который выражается рядом цифр. Как правило, для четырехцилиндровых двигателей, применяется последовательность: 1 -3 - 4 - 2. Это означает, что после воспламенения рабочей смеси в первом цилиндре, следующее воспламенение произойдет в третьем, потом в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Такой порядок работы цилиндров установлен для равномерного распределения нагрузки на коленчатый вал двигателя.
Подача высокого напряжения на электроды свечи зажигания должна происходить в конце такта сжатия, когда поршень не доходит до верхней мертвой точки примерно 4О - 6О, измеряя по углу поворота коленчатого вала. Этот угол называют углом опережения зажигания.

Необходимость опережения момента зажигания горючей смеси обусловлена тем, что поршень движется в цилиндре с огромной скоростью. Если смесь поджечь несколько позже, то расширяющиеся газы не будут успевать делать свою основную работу, то есть давить на поршень в должной степени. Хотя горючая смесь и сгорает в течение 0,001 - 0,002 секунды, поджигать ее надо до подхода поршня к верхней мертвой точке. Тогда в начале и середине рабочего хода поршень будет испытывать необходимое давление газов, а двигатель будет обладать той мощностью, которая требуется для движения автомобиля.
Первоначальный угол опережения зажигания выставляется и корректируется с помощью поворота корпуса прерывателя-распределителя. Тем самым мы выбираем момент размыкания контактов прерывателя, приближая их или наоборот, удаляя от набегающего кулачка приводного валика прерывателя-распределителя.
Однако, в зависимости от режима работы двигателя, условия процесса сгорания рабочей смеси в цилиндрах постоянно меняются. Поэтому для обеспечения оптимальных условий, необходимо постоянно менять и указанный выше угол (4 о - 6 о). Это обеспечивают центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания.

Центробежный регулятор опережения зажигания предназначен для изменения момента возникновения искры между электродами свечей зажигания, в зависимости от скорости вращения коленчатого вала двигателя. При увеличении оборотов коленчатого вала двигателя, поршни в цилиндрах увеличивают скорость своего возвратно-поступательного движения. В тоже время скорость сгорания рабочей смеси остается практически неизменной. Это означает, что для обеспечения нормального рабочего процесса в цилиндре, смесь необходимо поджигать чуть раньше. Для этого искра между электродами свечи должна проскочить раньше, а это возможно лишь в том случае, если контакты прерывателя разомкнутся тоже раньше. Вот это и должен обеспечить центробежный регулятор опережения зажигания (рис. 4).



Центробежный регулятор опережения зажигания находится в корпусе прерывателя-распределителя (см. рис. 3 и 4). Он состоит из двух плоских металлических грузиков, каждый из которых одним из своих концов закреплен на опорной пластине, жестко соединенной с приводным валиком. Шипы грузиков входят в прорези подвижной пластины, на которой закреплена втулка кулачков прерывателя. Пластина с втулкой имеют возможность проворачиваться на небольшой угол относительно приводного валика прерывателя-распределителя. По мере увеличения числа оборотов коленчатого вала двигателя, увеличивается и частота вращения валика прерывателя-распределителя. Грузики, подчиняясь центробежной силе, расходятся в стороны, и сдвигают втулку кулачков прерывателя «в отрыв» от приводного валика. То есть набегающий кулачок поворачивается на некоторый угол по ходу вращения навстречу молоточку контактов. Соответственно контакты размыкаются раньше, угол опережения зажигания увеличивается. При уменьшении скорости вращения приводного валика, центробежная сила уменьшаются и, под воздействием пружин, грузики возвращаются на место - угол опережения зажигания уменьшается.

Вакуумный регулятор опережения зажигания предназначен для изменения момента возникновения искры между электродами свечей зажигания, в зависимости от нагрузки на двигатель.
На одной и той же частоте вращения коленчатого вала двигателя, положение дроссельной заслонки (педали газа) может быть различным. Это означает, что в цилиндрах будет образовываться смесь различного состава. А скорость сгорания рабочей смеси как раз и зависит от ее состава.
При полностью открытой дроссельной заслонке смесь сгорает быстрее, и поджигать ее можно и нужно попозже. То есть угол опережения зажигания надо уменьшать. И наоборот, когда дроссельная заслонка прикрыта, скорость сгорания рабочей смеси падает, поэтому угол опережения зажигания должен быть увеличен.


Вакуумный регулятор (рис. 6) крепится к корпусу прерывателя - распределителя (рис. 3). Корпус регулятора разделен диафрагмой на два объема. Один из них связан с атмосферой, а другой, через соединительную трубку, с полостью под дроссельной заслонкой. С помощью тяги, диафрагма регулятора соединена с подвижной пластиной, на которой располагаются контакты прерывателя.
При увеличении угла открытия дроссельной заслонки (увеличение нагрузки на двигатель) разряжение под ней уменьшается. Тогда, под воздействием пружины, диафрагма через тягу сдвигает на небольшой угол пластину вместе с контактами в сторону от набегающего кулачка прерывателя. Контакты будут размыкаться позже - угол опережения зажигания уменьшится. И наоборот - угол увеличивается, когда вы уменьшаете газ, то есть, прикрываете дроссельную заслонку. Разряжение под ней увеличивается, передается к диафрагме и она, преодолевая сопротивление пружины, тянет на себя пластину с контактами. Это означает, что кулачок прерывателя раньше встретится с молоточком контактов и разомкнет их. Тем самым мы увеличили угол опережения зажигания для плохо горящей рабочей смеси.


Свеча зажигания (рис. 7) необходима для образования искрового разряда и зажигания рабочей смеси в камере сгорания двигателя. Надеюсь, вы помните, что свеча устанавливается в головке
цилиндра. Когда импульс тока высокого напряжения от распределителя попадает на свечу зажигания, между ее электродами проскакивает искра. Именно эта «искорка» воспламеняет рабочую смесь и обеспечивает нормальное прохождение рабочего цикла двигателя.
Высоковольтные провода служат для подачи тока высокого напряжения от катушки зажигания
к распределителю и от него на свечи зажигания.

Основные неисправности контактной системы зажигания.

Отсутствует искра между электродами свечей из-за обрыва или плохого контакта проводов в цепи низкого напряжения, обгорания контактов прерывателя или отсутствия зазора между ними,
«пробоя» конденсатора. Также искра может отсутствовать при неисправности катушки зажигания, крышки распределителя, ротора, высоковольтных проводов или самой свечи.
Для устранения этой неисправности необходимо последовательно проверить цепи низкого и высокого напряжения. Зазор в контактах прерывателя следует отрегулировать, а неработоспособные элементы системы зажигания заменить.

Двигатель работает с перебоями и (или) не развивает полной мощности из-за неисправной свечи зажигания, нарушения величины зазора в контактах прерывателя или между электродами
свечей, повреждении ротора или крышки распределителя, а также при неправильной установке начального угла опережения зажигания.
Для устранения неисправности необходимо восстановить нормальные зазоры в контактах прерывателя и между электродами свечей, выставить начальный угол опережения зажигания в
соответствии с рекомендациями завода-изготовителя, ну а неисправные детали следует поменять на новые.

Электронная бесконтактная система зажигания.

Преимущество электронной бесконтактной системы зажигания заключается в возможности увеличения подаваемого напряжения на электроды свечи. Это означает, что улучшается процесс воспламенения рабочей смеси. Тем самым облегчается запуск холодного двигателя, повышается устойчивость его работы на всех режимах. И это имеет особое значение для наших суровых зимних месяцев.
Немаловажным фактом является то, что при использовании электронной бесконтактной системы зажигания, двигатель становится более экономичным.
Как и у бесконтактной системы есть цепи низкого и высокого напряжения. Цепи высокого напряжения у них практически ни чем не отличаются. А вот в цепи низкого напряжения, бесконтактная система в отличие от своего контактного предшественника, использует электронные устройства - коммутатор и датчик-распределитель (датчик Холла) (рис. 8).



Электронная бесконтактная система зажигания включает в себя следующие узлы:
. источники электрического тока,
. катушку зажигания,
. датчик - распределитель,
. коммутатор,
. свечи зажигания,
. провода высокого и низкого напряжения,
. выключатель зажигания.
В электронной системе зажигания отсутствуют контакты прерывателя, а значит нечему
подгорать и нечего регулировать. Функцию контактов в этом случае выполняет бесконтактный
датчик Холла, который посылает управляющие импульсы в электронный коммутатор. А
коммутатор, в свою очередь, управляет катушкой зажигания, которая преобразует ток низкого
напряжения в большие вольты.

Основные неисправности электронной бесконтактной системы зажигания.

Если «заглох» и не хочет заводиться двигатель с электронной бесконтактной системой зажигания, то в первую очередь стоит проверить. .. подачу бензина. Может быть, к вашей радости, причина была именно в этом. Если же с бензином все в порядке, а искры на свече нет, то у вас есть два варианта решения проблемы.
Первый вариант предполагает попытку проверить на практике мнение о том, что «электроника - наука о контактах». Открываем капот и проверяем, зачищаем, подергиваем и подпихиваем на
свои места все провода и проводочки, которые попадаются под руку. Если где-то были ненадежные электрические соединения, то двигатель заведется. А если нет, то остается еще и второй вариант.
Для возможности воплощения в жизнь второго варианта, вам следует быть запасливым водителем. Из резерва необходимых вещей, которые вы возите с собой в машине, в первую очередь надо взять запасной коммутатор и заменить им прежний. Как правило, после этой процедуры двигатель оживает. Если же он все еще не хочет запускаться, то имеет смысл, последовательно меняя на новые, проверить крышку распределителя, ротор, бесконтактный датчик и катушку зажигания. В процессе этой «меняльной» процедуры двигатель все-таки заведется, а позже дома, вместе со специалистом вы сможете разобраться, какой конкретно узел вышел из строя и почему.
Из опыта эксплуатации машины в наших условиях могу сказать, что большая часть проблем, возникающих в системе зажигания, связана с «чистотой» родных дорог. Зимой жидкая «каша» из
грязного снега и солевого раствора лезет во все щели и разъедает все, что только можно. А летом вездесущая пыль, в которую в частности превращается зимняя «соленая каша», забивается еще
глубже и весьма тлетворно влияет на все электрические соединения.

Эксплуатация системы зажигания.

Так как мы уже знаем, что «электроника - наука о контактах», то в первую очередь необходимо следить за чистотой и надежностью электрических соединений. Поэтому при эксплуатации
автомобиля иногда приходится зачищать клеммы проводов и штекерные разъемы. Периодически следует контролировать зазор в контактах прерывателя (рис. 19) и при необходимости его регулировать. Если зазор в контактах прерывателя больше нормы (0,35 - 0,45 мм), то наблюдается неустойчивая работа двигателя на больших оборотах. Если меньше - неустойчивая работа на оборотах холостого хода. Все это происходит по причине того, что нарушенный зазор изменяет время замкнутого состояния контактов. А это уже влияет и на мощность искры, проскакивающей между электродами свечи, и на сам момент ее возникновения в цилиндре (опережение зажигания).
К сожалению, качество нашего бензина оставляет желать лучшего. Поэтому, если сегодня вы заправили свой автомобиль плохим бензином, то в следующий раз он может быть еще хуже.
Естественно это не может не влиять на качество приготавливаемой карбюратором горючей смеси и процесс ее сгорания в цилиндре. В таких случаях, чтобы двигатель безотказно продолжал выполнять свою работу, необходимо подстраивать систему зажигания под сегодняшний бензин.
Если первоначальный угол опережения зажигания не соответствует оптимальному, то можно наблюдать и ощущать следующие явления.

Угол опережения зажигания слишком велик (раннее зажигание):
. затрудненный запуск холодного двигателя,
. «хлопки» в карбюраторе (обычно хорошо слышны из-под капота при попытках запуска
двигателя),
. потеря мощности двигателя (машина плохо «тянет»),
. перерасход топлива,
. перегрев двигателя (индикатор температуры охлаждающей жидкости активно стремится к красному сектору),
. повышенное содержание вредных выбросов в выхлопных газах.

Угол опережения зажигания меньше нормы (позднее зажигание):
. «выстрелы» в глушителе,
. потеря мощности двигателя,
. перерасход топлива,
. перегрев двигателя.

Свеча зажигания, как было упомянуто ранее, это маленький и с виду простенький элемент системы зажигания. Однако для нормальной работы двигателя зазор между электродами свечи должен быть конкретным и равным в свечах всех цилиндров. Для контактных систем зажигания зазор между электродами свечи должен быть в пределах 0,5 - 0,6 мм, для бесконтактных систем чуть больше - 0,7 - 0,9 мм. Вспомните те «жуткие» условия, в которых работают свечи зажигания. Не всякий металл выдержит огромные температуры в агрессивной среде. Поэтому электроды свечей подгорают и покрываются нагаром, а это означает, что нам опять надо «засучить рукава». Мелкозернистым надфилем или специальной алмазной пластинкой очищаем электроды свечи от нагара. Регулируем зазор, подгибая боковой электрод свечи. Вкручиваем ее на место или выбрасываем, в зависимости от степени обгорания электродов. Каждый раз, выкручивая свечи зажигания, обращайте внимание на цвет их электродов. Если они светло-коричневые - то свеча работает нормально, если черные - то возможно свеча вообще не работает.
Последнее время в продаже появились силиконовые высоковольтные провода. При замене старых, вышедших из строя проводов, имеет смысл приобретать именно силиконовые, так как они не «пробиваются» током высокого напряжения. А ведь перебои в работе двигателя часто происходят по причине утекания импульса тока высокого напряжения по высоковольтному проводу на «массу» автомобиля. Вместо того чтобы пробивать воздушный барьер между электродами свечи и поджигать рабочую смесь, электрический ток выбирает путь наименьшего сопротивления и «уходит на сторону».
Старайтесь не открывать капот автомобиля, когда на улице идет дождь или снег. После мокрого душа двигатель может не запуститься, так как вода, попав на приборы электрооборудования,
образует токопроводящие мостики. Тот же эффект, но более усугубленный, возникает у любителей прокатиться по глубоким лужам на большой скорости. В результате «купания», водой заливаются все приборы и провода системы зажигания, расположенные под капотом, и двигатель естественно глохнет, поскольку ток высокого напряжения уже не может добраться к свечам зажигания. Ну а возобновить поездку, теперь удается только после того, как горячий двигатель своим теплом просушит все «электрическое» в подкапотном пространстве.

Наблюдая за диагностикой электрооборудования на СТО, многие хотят знать, что показывает та или иная картинка на экране мотортестера .

Рис. 1. Нормальные величины напряжения на свечах четырехцилиндрового двигателя.

Рис. 2. Осциллограмма напряжения в свечных проводах.

Рис. 3. Участки ”ненормальной” осциллограммы: а – напряжение пробоя и длительность искры слишком велики; б – напряжение пробоя слишком велико и отсутствует участок горения; в – напряжения пробоя и искры ниже, а длительность искры выше нормы.

Продолжаем знакомить с методами диагностики автомобиля любительскими и профессиональными измерительными приборами (см. ЗР, 1998, № 10). Как по величине высокого напряжения судить о работе зажигания, расскажут разработчики известных минских мотортестеров . Более 1000 приборов, созданных этим предприятием, успешно эксплуатируются на предприятиях автосервиса России, Белоруссии, Украины, стран Балтии.

В основе работы всех бензиновых двигателей лежат одни и те же физические процессы, поэтому многие внешние параметры очень схожи.

Чтобы не нарушать работу системы зажигания, врезаясь в нее при измерении высокого напряжения, в мотортестерах применяют специальный накладной датчик емкостного типа. Его можно представить как вторую обкладку конденсатора, первой обкладкой которого служит центральная жила высоковольтного провода, а диэлектриком между пластинами выступает изоляция этого же провода. Образованная таким образом емкость достаточна, чтобы зафиксировать величину напряжения, которое пропорционально высокому . Эта картина представлена на рис. 1, где столбики изображают величину напряжения в высоковольтной цепи каждого из четырех цилиндров. Здесь оно одинаково на всех свечах.

Напомним суть процессов в системе зажигания. Воспламеняет смесь в двигателе искра, которая возникает между электродами свечи. При оптимальном зазоре между ними (0,6–0,8 мм) и нормальном составе топливно-воздушной смеси в цилиндре искровой разряд начинается, когда разность потенциалов между электродами достигает около десяти киловольт (рис. 2, желтая зона). Искра пробивает пространство между электродами, среда между ними ионизируется, а затем смесь воспламеняется.

Электрическое сопротивление среды и напряжение между электродами в последний момент резко падает до 1–2 кВ (рис. 2, красная зона). Через некоторое время (0,7–1,5 миллисекунды) по окончании процесса горения смеси становится все меньше ионизированных частиц вблизи электродов, поэтому сопротивление среды возрастает и напряжение между электродами растет до 3–5 кВ (рис. 2, синяя зона). Этого для пробоя недостаточно, и высокое напряжение, колеблясь в соответствии с затухающими переходными процессами в катушке зажигания, опускается к нулю – до следующего импульса (рис. 2, зеленая зона).

Когда зазор между электродами свечи меньше, то и пробой происходит при меньшем напряжении. Это не самый лучший вариант. Энергия искры меньше, хуже условия для поджига смеси, а в конечном итоге снижаются мощностные и экономические характеристики двигателя.

Если же в свече зазор больше нормы, то пробой происходит, наоборот, при более высоком напряжении. В энергетическом отношении это вроде бы неплохо, но при этом растет вероятность пробоя диэлектрических деталей (крышки распределителя, ”бегунка”, изолятора свечи и т. д.) и утечек тока. Это может в самый неподходящий момент привести к перебоям в работе двигателя, невозможности его пустить, особенно во влажную погоду и т. п.

Если при нормальном зазоре в свечах напряжение ниже нормы (всего 4–6 кВ), то, возможно, переобогащена смесь, поступающая в цилиндры. Ведь чем она богаче, тем лучше проводит ток, – и, следовательно, при меньшем напряжении будет происходить пробой между электродами. Значит, надо заняться карбюратором или системой впрыска.

Если же, наоборот, высокое напряжение выше нормы (например, 13–15 кВ) – смесь слишком бедная. Двигатель может останавливаться на холостых оборотах, не развивать полной мощности и т. д. Другие причины кроме смеси: обрыв или отсутствие полного контакта в центральном проводе высокого напряжения, трещина в крышке распределителя, пробой ”бегунка”.

Если высокое напряжение больше нормы в одном из цилиндров, то в число возможных причин можно включить и подсос воздуха в этот цилиндр.

Для полной диагностики системы зажигания важны еще два параметра – напряжение и длительность искры. В идеальном случае напряжение составляет около 10 кВ, а длительность – 0,7–1,5 миллисекунды. Эти два параметра тесно связаны между собой, так как определяют энергию искры. Поскольку энергия, накапливаемая катушкой, – величина постоянная, то чем больше напряжение искры, тем меньше становится ее длительность, и наоборот. Чтобы детально проанализировать эти параметры, увеличивают масштаб на экране мотортестера .

Если напряжения пробоя и искры значительно выше, а длительность больше 1,5 мс (осциллограмма выглядит, как на рис. 3, а), причину можно найти, последовательно проверяя свечи, ”бегунок”, крышку распределителя и катушку зажигания.

Если на экране мы видим, что участок горения вообще отсутствует (рис. 3, б), амплитуда напряжения пробоя выше нормы и идет высоковольтный колебательный процесс (как зеркало повторяющий колебания в первичной обмотке катушки зажигания) – значит, оборван провод, идущий к свече этого цилиндра.

Если процесс горения наблюдается, но напряжение пробоя и искры раза в два выше нормы, а на осциллограмме виден колебательный процесс на всем участке горения, значит, надо искать трещину в корпусе свечи.

Если же, наоборот, эти напряжения значительно ниже нормы, длительность искры больше 2,5–3 мс, скорее всего пробивает на ”массу” (закорочен) высоковольтный провод (рис. 3, в).

Конечно, мы расшифровали только самые основные, наиболее часто встречающиеся варианты показаний и осциллограммы высоких напряжений. Другие, более сложные описаны в руководствах по эксплуатации мотортестеров.

Чтобы обеспечить воспламенение горючей смеси в цилиндрах бензиновой силовой установки, используется внешний источник — электрическая искра, проскакивающая между электродами свечи накаливания. Но между этими электродами имеется определенный зазор, который электрическое напряжение должно пробить. Потому на свечу должно подаваться напряжение большого значения, составляющего десятки тысяч вольт.

Классическая катушка зажигания

Естественно, бортовая сеть авто не то что не рассчитана, она даже не способна выдать такое напряжение, поскольку не существует портативного источника питания с такими выходными параметрами.

Данная проблема была решена путем включения в систему зажигания специальной катушки, генерирующей высокое напряжение. По сути, катушка зажигания – это устройство преобразующее напряжение низкого значения (6-12 В) в большие значения (до 35 000 В).

Это и является основной функцией данного элемента – генерация импульса высокого вольтажа, подающегося накаливания.

Достигается генерация напряжения значительных показаний конструкцией . Устроена катушка зажигания просто, она состоит она из двух видов обмоток.

Конструкция катушки зажигания

Устройство катушки зажигания

Первичная обмотка, она же низковольтная, принимает напряжение, подающееся от аккумулятора или . Она состоит из витков проволоки крупного сечения, изготовленной из меди. Из-за этого количество витков данной обмотки незначительное – до 150 витков. Чтобы предупредить возможные скачки напряжения и возникновение короткого замыкания, данная проволока сверху покрыта изоляционным слоем. Концы этой обмотки выведены на крышку катушки, к ним и подсоединяется проводка с напряжением в 12 В.

Вторичная обмотка помещена внутри первичной. Она состоит из проволоки мелкого сечения, что обеспечивает большое количество витков – до 30000. Один из концов данной обмотки соединен с минусовым выводом первой обмотки. Второй вывод, являющийся положительным, подсоединен к центральному выводу катушки. От этого вывода высокое напряжение подается дальше.

Принцип работы катушки зажигания

Работает катушка зажигания по такому принципу: напряжение, подающееся от источника питания, проходит по виткам первичной обмотки, из-за чего образуется магнитное поле, которое воздействует на вторичную обмотку. Благодаря этому полю в ней формируется импульс напряжения высокого значения. На это значение сказывается большое количество витков данной обмотки, поскольку индукция магнитного поля первой обмотки умножается на количество витков вторичной обмотки. Отсюда и высокое выходное напряжение.

Чтобы увеличить магнитное поле внутри катушки, тем самым обеспечив более высокое выходное напряжение, внутрь катушки помещен железный сердечник.

Видео: Индивидуальная катушка зажигания ВАЗ

Ещё кое-что полезное для Вас:

Поскольку во время работы катушки возможен токовый нагрев обмоток, для охлаждения используется трансформаторное масло, которым заполняется полость корпуса. Крышка ее прилегает к корпусу герметично, поэтому катушка является неразборной. В случае неисправности ремонту она так же не подлежит.

Входное и выходное напряжение катушки не являются главными характеристиками, при помощи которой можно проверить исправность ее. Проверку работоспособности катушки производят по сопротивлению ее витком. При этом у каждой из катушек сопротивление может быть разным. К примеру, катушка может обладать сопротивлением первой обмотки на уровне 3,0 Ом, а вторичной – 7000-9000 Ом. Отклонение при замере от данных значений будет указывать на неисправность катушки. А поскольку она неремонтируемая, то она попросту заменяется.

Выше была описана конструкция катушки общего типа. Устанавливается она на все автомобили имеющие батарейную, бесконтактную и электронную систему зажигания, и оснащаются распределителем, который импульс от катушки направляет на нужный цилиндр.

Двухвыводная катушка

Существует еще два типа катушек – двухвыводные и индивидуальные. Двухвыводные катушки применяются в электронной системе зажигания с прямой подачей искры на свечу.

Двухвыводная катушка. Очень часто применяется на мотоциклах с электронной системой зажигания. Особенностью является наличие двух высоковольтных выводов. Они могут синхронно получать искру от двух цилиндров.

Внутренняя конструкция ее практически не отличается от катушки общего типа. Но выводов для подачи импульса у такой катушки – два. То есть, при работе катушки импульс подается сразу на две свечи. Поскольку при работе силовой установки одновременно конец такта сжатия в двух цилиндрах не может быть, а только в одном цилиндре, то во втором искровой разряд, который проскочит между электродами свечи не будет нести никакой полезной функции – холостая искра. Но при дальнейшей работе мотора ситуация поменяется – во втором цилиндре будет конец такта сжатия и искра необходима, а в первом цилиндре она будет холостой.

Двухвыводная катушка может иметь разные способы подключения к свечам накаливания. Один из способов – подача импульсов посредством двух высоковольтных проводов. Второй – использование одного наконечника и одного высоковольтного провода.

Такая катушка позволяет обойтись без распределителя, но подавать искру она может только на два цилиндра. А обычно у авто используется по 4 цилиндра. Для таких авто используется четырехвыводная катушка, которая сама по себе представляет две двухвыводные катушки, объединенные в один блок.

Индивидуальная катушка зажигания

В зависимости от устройства сердечника, индивидуальные катушки зажигания делятся на два типа – компактные, и стержневые
Компактная (слева) и стержневая (справа) индивидуальные катушки зажигания, устанавливаемые непосредственно над свечами зажигания.

Последний тип используемых на авто катушек – индивидуальные. Такие катушки работают только с одной , но при их использовании из передающей искру цепи исключен один из элементов – высоковольтный провод, поскольку катушка размещается .

Она имеет несколько иную конструкцию, но при этом принцип работы остался неизменным.

Устройство индивидуальной катушки зажигания

В ней имеется два сердечника. Поверх внутреннего располагаются две обмотки. Но в этой катушке вторичная обмотка располагается поверх первичной. Внешний сердечник располагается поверх обмоток.

Выходы вторичной обмотки подсоединены к наконечнику, который одевается на свечу. Этот наконечник состоит из стержня, рассчитанного на работу с высоким напряжением, пружины и изолятора.

Чтобы предохранить обмотки от значительных нагрузок, ко вторичной подсоединен диод, рассчитанный на работу со значительным напряжением.

Такая конструкция катушки очень компактна, что дает возможность использовать по одному элементу на каждый цилиндр. А отсутствие ряда других элементов, использующихся в системах, которые оснащаются первыми двумя типами катушек позволяет значительно снизить потери напряжения в цепи.

Это и все выпускающиеся на данный момент катушки зажигания, которыми оснащаются автомобили.

Подал на катушку зажигания 30 вольт. Эксперимент. | Электроник

Система зажигания в автомобиле часто подвергается разного рода доработкам. Модернизируют свечи зажигания, подрезают боковые электроды, устанавливают провода нулевого сопротивления. Но на деле от всего этого мало толка. Не давно, прочитал статью о том, что можно увеличить мощность искры, подняв напряжение питания катушки с 12 вольт до 30. Пишут, что это увеличит вторичное напряжение. При этом улучшится запуск двигателя в мороз, автомобиль станет резвее и снизится расход топлива.

Если рассуждать логически, то можно сделать вывод, что при поднятии напряжения питания катушки вторичное напряжение действительно должно вырастить, но на деле получилось вот что.

В момент подачи питания на катушку, магнитное поле начинает разворачиваться. При этом ток в цепи нарастает плавно. Он достигнет своего максимального значения в тот момент, когда магнитное поле полностью развернется. На это нужно определенное время. Если подать слишком короткий импульс на первичную цепь, то ток не успеет подняться до максимума и напряжение во вторичной цепи по этой причине будет ниже. Если этот импульс будет слишком длинным, то это приведет к перенасыщению катушки. В результате магнитное поле не будет успевать полностью, сворачиваться. А это значит, что в момент повторной подачи питания на первичную цепь напряжение в ней еще будет, но только с обратной полярностью. Это замедлит нарастание тока и, в конечном счете, приведет к тому же, что и при слишком коротком импульсе, то есть к уменьшению пробивного напряжения.

Если изменить напряжение питание катушки, то время, которое нужно для того, что бы магнитное поле развернулось и свернулось, тоже изменится.

Если сравнить осциллограммы пробивного напряжения при 12 вольтах и 30 то вот, что можно увидеть.

Осциллограмма напряжения во вторичной цепи при 12 вольтах. Зазор на разряднике 8 миллиметров.

Напряжение пробоя находится на уровне 14,5 киловольт.

Если подать 30 вольт на катушку, то осциллограмма выглядит так.

Ожидалось, что напряжение увеличится, но оно понизилось до 8 киловольт. Но продолжительность горения искры выросло значительно.

Возможно напряжение пробоя уменьшилось по той причине, что изменилось время нарастания тока, а время запитки катушки осталось прежним. Если подстроить это время то и напряжение повысится. Слишком много энергии накоплено, при таком большом питающем напряжении.

Искра, которая пробивает зазор в разряднике при питании 12 вольт, выглядит так.

Толщина ее около 1 миллиметра.

А это искра, при питании 30 вольт.

Результат на лицо. Толщина искры увеличилась до 5 миллиметров. Ее окружает мощное электрическое поле.

С такой искрой процесс горения в цилиндре будет протекать намного эффективнее. Улучшится запуск двигателя в мороз. Залить свечи будет практически невозможно, потому что такая мощная искра все выжгет.

В общем, для того чтобы понять, что измениться в работе двигателя в результате такой модернизации системы зажигания нужно запитать катушку на машине от повышающего преобразователя напряжения. Это я и собираюсь сделать и в одной из следующих статей рассказать и показать, что это дает. Но даже после того, что я увидел на разряднике можно сказать, что все параметры двигателя улучшатся.

На этом все, спасибо за прочтение статьи, если она была вам полезна, ставьте лайк, и подписывайтесь на канал.

Можете еще прочитать следующие статьи.

Бензонасос отходил 90 тысяч. Разрезали его болгаркой и посмотрели что внутри. Турбина изношена сильно.

Подрезал боковой электрод свечи болгаркой и вкрутил ее в двигатель.

Какой ток потребляет стартер в мороз и при положительной температуре. Сравнил.

В свече зажигания есть одна важная деталь, о которой знают только профессионалы.

Катушка зажигания - RacePortal.ru

Основные сведения о катушках зажигания – принципы работы: Трансформация

Компания NGK объясняет принципы работы катушки зажигания – т.е., как посредством электромагнитной индукции напряжение аккумулятора в 12 Вольт трансформируется в высокое напряжение.

Лежащий в основе принцип одинаков для всех катушек зажигания: низкое напряжение аккумулятора в 12 вольт должно быть преобразовано в напряжение в несколько Киловольт, в современных автомобилях до 45.000 Вольт. Таким образом, напряжение трансформируется и многократно увеличивается.

Описываемые здесь принципы действительны как для традиционных корпусных катушек зажигания, так и для современных модулей зажигания или индивидуальных катушек зажигания.

СТРОЕНИЕ КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ

Пример катушки зажигания

Строение катушек зажигания для бензиновых двигателей идентично, при схематичном рассмотрении, для всех типов. Внутри каждой катушки зажигания находятся две обмотки: так называемая первичная обмотка, образованная из сравнительно толстой медной проволоки, и вторичная обмотка, которая значительно длиннее и изготавливается из сравнительно тонкой медной проволоки.

Катушки зажигания имеют многослойный железный сердечник, который обмотан первичной и вторичной обмотками. Медная проволока этих обмоток изолирована, чтобы предотвратить перескакивание напряжения с витка на виток, что может привести к короткому замыканию.

Катушки зажигания и электромагнитная индукция

Импульс высокого напряжения возникает во вторичной обмотке с помощью электромагнитной индукции. Для этого сначала на первичную обмотку через подключение низкого напряжения катушки зажигания подается ток от аккумулятора. Одновременно вокруг первичной обмотки образуется магнитное поле. Когда этот поток тока прерывается, магнитное поле разрушается. И только это разрушение вызывает во вторичной катушке импульс напряжения.

Трансформация: решает обмотка

Импульс напряжения, который возникает во вторичной обмотке, значительно больше, чем напряжение аккумулятора в 12 Вольт, которое перед этим протекало через первичную обмотку. Причина: вторичная обмотка выполнена из значительно более тонкой проволоки и поэтому имеет гораздо большее число витков, чем первичная обмотка. Так называемое соотношение числа витков в зависимости от катушки зажигания варьируется между 1:150 и 1:200.

Другие факторы, оказывающие влияние

Наряду с соотношением числа витков существуют и другие факторы, которые оказывают влияние на действительную величину отдаваемого импульса высокого напряжения. Так, например, напряжённость возникающего в первичной обмотке магнитного поля, играет такую же важную роль, как и скорость, с которой оно спадает. Кроме того, сильное влияние на результат оказывают толщина вторичной обмотки, а также время, которое остается ей для зарядки.

СТРОЕНИЕ КОРПУСНОЙ КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ NGK

Соотношение числа витков в обмотках катушек зажигания: от 1:150 до 1:200

Первичная обмотка: из медной проволоки, которая толще по сравнению с вторичной обмоткой. Сама обмотка как таковая короче, чем вторичная. Иными словами: она имеет меньшее количество витков, чем вторичная обмотка.

Вторичная обмотка: также состоит из медной проволоки, которая тоньше чем на первичной обмотке. Еще одним важным признаком данной детали является число витков, которое значительно больше по сравнению с первичной обмоткой.

Поперечный разрез корпусной катушки зажигания

Чтобы исключить электрическую разрядку и пробои внутри катушки или наружу, первичная и вторичная обмотки должны быть изолированы.

Этим целям, с одной стороны, служит качество обмотки с другой стороны, масса для заливки.

Высококачественную обмотку катушки можно распознать при поперечном разрезе по тому, что проволока расположена точно друг над другом, так что между ними невозможно увидеть зазоры.

Масса для заливки: Во всех катушках, кроме корпусных, для этого используется эпоксидная смола. Корпусные катушки зажигания, как правило, заполнены маслом. Так как благодаря своим свойствам смола становится жидкой при очень высоких температурах, заполнению (англ. Potting) катушки зажигания придается особое значение, так как в массе для заливки не должны образовываться пузырьки воздуха, а детали подвергаются высокой термической нагрузке.

Железный сердечник: Железный сердечник является решающей деталью катушки зажигания. Он многослойный, что предполагает, что он в большинстве случаев состоит из большого числа слоистых ферромагнитных металлических листов. Существенная польза железного сердечника состоит в том, что он при подаче напряжения усиливает магнитное поле, которое образуется в катушке зажигания. В магнитном поле сохраняется энергия. До тех пор, пока подача первичного тока не будет прекращена, принято говорить о том, что катушка заряжается.

Разрез корпусной катушки зажигания

Подключение высокого напряжения: В зависимости от угла зрения это контакт вторичной обмотки или точка подключения к распределителю и/или свече зажигания. Через него напряжение зажигания подается на свечу зажигания, где проскакивает искра.

В случае распределительных катушек зажигания и модулей зажигания напряжение на свечи зажигания подается с помощью высоковольтных проводов. Как следует из термина "распределительная катушка зажигания", для этого дополнительно требуется распределитель. Индивидуальные катушки зажигания, напротив, располагаются непосредственно на свечах зажигания. В этом случае провода зажигания необходимы только тогда, когда катушка генерирует напряжение и для второй свечи зажигания.

Клеммы 1 и 15: Подключения низкого напряжения/ полюсы минус (1) и плюс (15). Через них на катушку зажигания подается электрический ток.

Строение катушки зажигания NGK с двойной искрой

Соотношение числа витков в обмотках катушек зажигания: от 1:150 до 1:200

Первичная обмотка: из медной проволоки, которая толще по сравнению с вторичной обмоткой. Сама обмотка как таковая короче, чем вторичная. Иными словами: она имеет меньшее количество витков, чем вторичная обмотка.

Вторичная обмотка: также состоит из медной проволоки, которая тоньше, чем на первичной обмотке. Еще одним важным признаком данной детали является число витков, которое значительно больше по сравнению с первичной обмоткой.

Поперечный разрез катушки зажигания с двойной искрой

Чтобы исключить электрическую разрядку и пробои внутри катушки или наружу, первичная и вторичная обмотки должны быть изолированы.

Этим целям, с одной стороны, служит качество обмотки, с другой стороны, масса для заливки.

Высококачественную обмотку катушки можно распознать при поперечном разрезе по тому, что проволока расположена точно друг над другом, так что между ними невозможно увидеть зазоры.

Масса для заливки: Во всех катушках, кроме корпусных, для этого используется эпоксидная смола. Корпусные катушки зажигания, как правило, заполнены маслом. Так как благодаря своим свойствам смола становится жидкой при очень высоких температурах, заполнению (англ. Potting) катушки зажигания придается особое значение, так как в массе для заливки на должны образовываться пузырьки воздуха, а детали подвергаются высокой термической нагрузке.

Железный сердечник: Железный сердечник является решающей деталью катушки зажигания. Он многослойный, что предполагает, что он в большинстве случаев состоит из большого числа слоистых ферромагнитных металлических листов. Основное назначение железного сердечника состоит в том, что он при подаче напряжения усиливает магнитное поле, которое образуется в катушке зажигания. В магнитном поле сохраняется энергия. До тех пор, пока подача первичного тока не будет прекращена, принято говорить о том, что катушка заряжается.

Разрез катушки зажигания с двойной искрой

Подключение высокого напряжения: В зависимости от угла зрения это контакт вторичной обмотки или точка подключения к распределителю и/или свече зажигания. Через него напряжение зажигания подается на свечу зажигания, где проскакивает искра.

В случае распределительных катушек зажигания и модулей зажигания напряжение на свечи зажигания подается с помощью высоковольтных проводов. Как следует из термина "распределительная катушка зажигания", для этого дополнительно требуется распределитель. Индивидуальные катушки зажигания, напротив, располагаются непосредственно на свечах зажигания. В этом случае провода зажигания необходимы только тогда, когда катушка генерирует напряжение и для второй свечи зажигания.

Клеммы 1 и 15: Подключения низкого напряжения/ полюсы минус (1) и плюс (15). Через них на катушку зажигания подается электрический ток.

Строение индивидуальной катушки зажигания / катушки зажигания с отдельной искрой / штекерной катушки

Соотношение числа витков в обмотках катушек зажигания: от 1:150 до 1:200

Первичная обмотка: из медной проволоки, которая толще по сравнению с вторичной катушкой обмоткой. Сама обмотка как таковая короче, чем вторичная. Иными словами: она имеет меньшее количество витков, чем вторичная обмотка.

Вторичная обмотка: также состоит из медной проволоки, которая тоньше, чем на первичной обмотке. Еще одним важным признаком данной детали является число витков, которое значительно больше по сравнению с первичной обмоткой.

Поперечный разрез индивидуальной катушки зажигания, катушки с отдельной искрой или штекерной катушки

Чтобы исключить электрическую разрядку и пробои внутри катушки или наружу, первичная и вторичная обмотки должны быть изолированы. Этим целям, с одной стороны, служит качество обмотки, с другой стороны, масса для заливки.

Высококачественную обмотку катушки можно распознать при поперечном разрезе по тому, что проволока расположена точно друг над другом, так что между ними невозможно увидеть зазоры.

Масса для заливки: Во всех катушках, кроме корпусных, для этого используется эпоксидная смола. Корпусные катушки зажигания, как правило, заполнены маслом. Так как благодаря своим свойствам смола становится жидкой при очень высоких температурах, заполнению (англ. Potting) катушки зажигания придается особое значение, так как в массе для заливки на должны образовываться пузырьки воздуха, а детали подвергаются высокой термической нагрузке.

Железный сердечник: Железный сердечник является решающей деталью катушки зажигания. Он многослойный, что предполагает, что он в большинстве случаев состоит из большого числа слоистых ферромагнитных металлических листов. Основное назначение железного сердечника состоит в том, что он при подаче напряжения усиливает магнитное поле, которое образуется в катушке зажигания. В магнитном поле сохраняется энергия. До тех пор, пока подача первичного тока не будет прекращена, принято говорить о том, что катушка заряжается. 

Разрез индивидуальной катушки зажигания, катушки с отдельной искрой или штекерной катушки

Подключение высокого напряжения: В зависимости от угла зрения это контакт вторичной обмотки или точка подключения к распределителю и/или свече зажигания. Через него напряжение зажигания подается на свечу зажигания, где проскакивает искра.

В случае распределительных катушек зажигания и модулей зажигания напряжение на свечи зажигания подается с помощью высоковольтных проводов. Как следует из термина "распределительная катушка зажигания", для этого дополнительно требуется распределитель. Индивидуальные катушки зажигания, напротив, располагаются непосредственно на свечах зажигания. В этом случае провода зажигания необходимы только тогда, когда катушка генерирует напряжение и для второй свечи зажигания.

Клеммы 1 и 15: Подключения низкого напряжения/ полюсы минус (1) и плюс (15). Через них на катушку зажигания подается электрический ток.

УДОБНЫЕ АРТИКУЛЬНЫЕ НОМЕРА ИЗДЕЛИЯ

Программа катушек зажигания NGK разделена на шесть категорий. Они информируют о типе катушки, а также о дополнительно предлагаемом количестве необходимых катушек зажигания и проводов высокого напряжения на один автомобиль.

Каждый артикульный номер складывается следующим образом:

U = катушка зажигания NGK

1 = Категория

000 = Порядковый номер

U1: Распределительные катушки зажигания

Одна катушка на автомобиль. Число высоковольтных проводов соответствует количеству свечей зажигания. Дополнительно требуется провод к распределителю. Катушки зажигания NGK типа U1 подают высокое напряжение на свечи зажигания посредством механического распределителя зажигания.

U2: Модули зажигания

Число высоковольтных проводов соответствует количеству свечей зажигания. Катушки зажигания NGK типа U2 представляют собой модули зажигания, которые через высоковольтные провода подают высокое напряжение на несколько свечей зажигания. Как правило, одна катушка зажигания требуется на каждую головку блока цилиндров.

U3: Модули зажигания с двумя отводами высокого напряжения

Число высоковольтных проводов соответствует количеству свечей зажигания. Катушки зажигания NGK типа U3 представляют собой модули зажигания с двумя отводами высокого напряжения. Они подают высокое напряжение через соответствующий высоковольтный провод одновременно на две свечи зажигания ("Технология двойной искры")

U4: Индивидуальные катушки зажигания с системой двойной искры

На каждую катушку зажигания требуется одни высоковольтный провод. Катушки зажигания NGK типа U4 – это индивидуальные катушки зажигания с технологией двойной искры. Выполненные в виде штекерной или стержневой катушки зажигания они подают высокое напряжение на две свечи зажигания.

U5: Индивидуальные катушки зажигания с технологией отдельной искры

Провода зажигания не требуются. Катушки зажигания NGK типа U5 – это индивидуальные катушки зажигания с технологией одиночной искры. Такая катушка зажигания надевается на каждый цилиндр.

U6: Индивидуальные для каждого цилиндра катушки зажигания в комплексной системе (рейки зажигания)

Как правило, провода зажигания не требуются. Катушки зажигания NGK типа U6 представляют собой рейки зажигания, в которых в комплексную систему собраны несколько индивидуальных для цилиндров катушек зажигания.

ДИАГНОСТИКА И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ КАТУШЕК ЗАЖИГАНИЯ

NGK предлагает полезные советы для распознавания неисправностей катушек зажигания: визуальный осмотр, техническое обслуживание, диагностика, практические советы

Если автомобиль не заводится, слышны пропуски зажигания в двигателе или автомобиль ускоряется гораздо хуже, это может указывать на неисправности катушки зажигания. Это верно и в тех случаях, когда загорается лампочка контроля работы двигателя, система управления двигателем переключается на работу в аварийном режиме или появляется код ошибки.

Здесь Вы найдете полезные советы о том, как распознать возможные неисправности катушки зажигания, локализовать ошибку и поверить работу.

При проверке всегда учитывайте рекомендации автопроизводителя, так как на отдельных моделях автомобилей возможна своя специфика.

Визуальный осмотр катушек зажигания

Визуальный осмотр системы зажигания даст сведения о возможных причинах проблем с зажиганием.

Прежде чем Вы подвергнете катушку зажигания точной проверке работоспособности, рекомендуется каждый раз производить визуальный осмотр. Причина: сообщение в накопителе сбоев, указывающее на проблемы в системе зажигания, может быть вызвано не только катушкой зажигания, но и другими деталями. Также могут иметь место проблемы за пределами системы.

Поэтому Вы сначала должны проверить:

  • имеются ли механические повреждения или микротрещины.
  • не повреждены ли электрическая проводка и штекеры. Отсутствуют ли на них следы коррозии и перегибов.
  • подает ли аккумулятор достаточное напряжение.
  • в каком состоянии уплотнения клапанов.

После того, как Вы подобным образом исключили внешние причины неисправности, катушки зажигания необходимо подвергнуть точному тестированию.

Диагностика катушек зажигания посредством измерения сопротивления

Для диагностирования катушки зажигания с помощью мультиметра измеряется электрическое сопротивление катушек зажигания.

С учетом электрического сопротивления можно проверить работоспособность традиционных катушек зажигания для транзисторных и электронных систем зажигания с программным управлением.

Проверка осуществляется в разобранном состоянии с помощью мультиметра, при этом измеряется электрическое сопротивление в первичной и вторичной обмотках.

Измерение сопротивления первичной обмотки

Сопротивление первичной обмотки катушки зажигания Вы можете определить, подсоединив, например, мультиметр к клеммам 15 и 1.

Следующие значения верны для большинства работоспособных катушек зажигания:

  • Транзисторные системы зажигания: 0,5 – 2,0 Ω.
  • Электронные системы зажигания с программным управлением: 0,5 – 2,0 Ω.
  • Полностью электронные системы зажигания (технология отдельной и двойной искры): 0,3 – 1,0 Ω.

Измерение сопротивления вторичной обмотки

Сопротивление вторичной обмотки измеряется непосредственно на выходе высокого напряжения.

Здесь верны следующие значения:

  • Транзисторные системы зажигания: 8,0 – 19,0 kΩ.
  • Электронные системы зажигания с программным управлением: 8,0 – 19,0 kΩ.
  • Полностью электронные системы зажигания (технология отдельной и двойной искры): 8,0 – 15,0 kΩ.

Катушки зажигания: практические советы для сервисов

 

Неблагоприятные условия эксплуатации могут привести к повышенному износу катушек зажигания, который сокращает срок службы катушки зажигания и вызывает ее повреждения.

Как и многие другие детали автомобиля, катушки зажигания подвержены определенному износу. Их срок службы, как правило, составляет 60.000 – 80.000 км, однако, целый ряд факторов может привести к более раннему выходу катушек зажигания из строя. Перед заменой катушки зажигания необходимо проверить данные факторы.

Внутреннее короткое замыкание ведет к перегреву

По мере старения катушки зажигания возрастает риск перегрева вследствие внутренних коротких замыканий. При температурах свыше 150 °C катушки зажигания необратимо повреждаются. Однако: большое количество повреждений из-за перегрева вызывается поврежденным модулем зажигания или неисправной последней ступенью в блоке управления.

Дефектная подача напряжения

Если повреждены провода или уменьшается мощность аккумулятора, это приводит к недостаточной подаче напряжения и более продолжительному времени загрузки катушки зажигания. Из-за этого может быть повреждено распределительное устройство или последняя ступень в блоке управления – что, в конечном итоге, может привести к неисправностям катушки зажигания.

Механические повреждения

Катушки зажигания могут быть повреждены грызунами. Другим примером механического повреждения являются повреждения изоляции, вызванные попаданием масла, например, при негерметичности уплотнений клапанов.

Неисправный контакт

Если поврежден корпус катушки зажигания и влажность попадает в область первичной и вторичной обмоток, это может вызвать переходное сопротивление. Данная ошибка может возникать при дефектной конструкции форсунок омывателя, при сильном дожде или при мойке двигателя. Зимой причиной также может стать антискользящий реагент для улиц.

Термические проблемы

Особенно индивидуальные катушки зажигания подвержены сильному воздействию экстремальных температур. По этой причине также сокращается срок службы катушек зажигания.

Вибрация

В первую очередь индивидуальные катушки зажигания вследствие высоких вибраций в подкапотном пространстве подвержены поломке.

 

Зажигание ВАЗ 2108 2109 VAZ (восьмёрка, девятка)


Элементы системы зажигания:

1 - радиатор коммутатора
2 - коммутатор
3 - катушка зажигания
4 - распределитель зажигания

Перед работой:

отсоедините провод от клеммы “–” аккумуляторной батареи.

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПА РАБОТЫ СИСТЕМ ЗАЖИГАНИЯ
(могут иметься некоторые отличия в зависимости от года выпуска а/м)

Для того чтобы двигатель мог работать правильно, необходимо, чтобы электрическая искра воспламеняла топливно-воздушную смесь в камере сгорания точно в тот момент, который соответствует оборотам и нагрузке двигателя. Система зажигания питается низким напряжением от аккумуляторной батареи, которое полается на катушку зажигания, где оно преобразуется в высокое напряжение. Этого напряжения достаточно, чтобы в зазоре между электродами свечи зажигания, вкрученной в цилиндр, проскочила искра за доли секунды при высоком давлении сжатия (компрессии). Чтобы это происходило, система зажигания должна быть в хорошем состоянии и правильно отрегулирована.

Система зажигания разделена на две цепи: цепь низкого напряжения и цепь высокого напряжения.

Цепь низкого напряжения (иногда называемая первичной) состоит из аккумуляторной батареи, провода к выключателю зажигания, провода от выключателя зажигания к первичной обмотке катушки зажигания, провода от первичной обмотки катушки зажигания к контактам прерывателя и конденсатора в распределителе.

Цепь высокого напряжения состоит из вторичной обмотки катушки зажигания, высоковольтного провода от центральной клеммы катушки зажигания к центру крышки распределителя, ротора, высоковольтных проводов свечей зажигания и свечей зажигания к центру крышки распределителя, ротора, высоковольтных проводов свечей зажигания и свечей зажигания. Между лапами хомута крепления катушки зажигания в фарфоровом изоляторе установлено добавочное сопротивление, включенное последовательно с первичной обмоткой. Это сопротивление (добавочное), величиной 1 Ом, автоматически выключается (замыкается накоротко) контактным диском тягового реле стартера при его включении. Вследствие этого при запуске двигателя величина тока, проходящего через первичную обмотку, увеличивается, и напряжение во вторичной цепи повышается. Это, в свою очередь, облегчает запуск двигателя особенно в холодное время, когда потребляемый стартером ток сильно увеличивается, а напряжение аккумулятора значительно падает.

Система работает следующим образом: высоковольтное напряжение генерируется в катушке зажигания путем размыкания цепи низкого напряжения. Это размыкание происходит путем размыкания контактов в этой низковольтной цепи. Высокое напряжение подается через угольную щетку в центре крышки распределителя к ротору в распределителе.

Ротор вращается по часовой стрелке в два раза медленнее коленчатого вала внутри крышки распределителя. Каждый раз он касается одного из четырех металлических контактов в крышке, которые соединены с проводами свечей зажигания; размыкание и замыкание контактов прерывателя приводит к образованию высокого напряжения, подаваемого через ротор к металлическому контакту в крышке распределителя и далее по высоковольтному проводу к свече зажигания, между электродами которой возникает искра.

Зажигание опережается и запаздывает автоматически, чтобы обеспечить своевременное образование искры при изменении нагрузки и оборотов двигателя.

Опережение зажигания контролируется механически и с помощью вакуума. Механический управляющий механизм включает в себя два грузика, которые под действием центробежной силы отодвигаются от вала распределителя при возрастании оборотов двигателя. При этом движении они поворачивают кулачок распределителя относительно вала распределителя, таким образом, обеспечивая опережение зажигания. Грузики удерживаются на месте двумя пружинами, причем их усилие достаточно чувствительно для правильной регулировки.

Октан-корректор сбоку распределителя позволяет производить ручную корректировку момента зажигания в сторону опережения или запаздывания.

Вакуумный регулятор опережения зажигания изменяет угол опережения зажигания в зависимости от нагрузки двигателя. С увеличением или уменьшением нагрузки двигателя изменяется разрежение во впускной системе двигателя и, соответственно в полости корпуса вакуумного регулятора, соединенной шлангом или латунной трубкой с карбюратором.

Порядок проверки и ремонта распределителей одинаков, но, в дополнение к этому, диафрагма вакуумного регулятора должна проверяться путем втягивания воздуха на выходной трубке. Если рабочий рычаг быстро возвращается в свое исходное положение, то диафрагма повреждена.

Для того чтобы в полной мере использовать функциональные возможности и экономичность вашего двигателя, необходимо точно его регулировать в определенные сроки. Регулярная настройка позволит поддерживать плавную работу двигателя и позволит избежать досадных помех и неприятностей, связанных с неотрегулированным двигателем.

Полная регулировка должна проводиться каждые 25000 км или каждые 12 месяцев, начиная с первой. Этот интервал должен быть сокращен вдвое, если автомобиль эксплуатировался в тяжелых условиях (буксировка прицепа, долгая работа на холостом ходу, частые остановки и запуски и пр.). Подразумевается, что текущее обслуживание проводилось регулярно, т.к. это, бесспорно, влияет на результаты настройки. Все описываемые шаги должны выполняться друг за другом, чтобы был общий эффект.

Контакты прерывателя и конденсатор

Функцией контактов является разрыв первичной цепи (цепи низкого напряжения) системы зажигания. Катушка зажигания должна повысить напряжение 12 В, подаваемое с аккумуляторной батареи до напряжения 25000 В, необходимое для образования искры. Для того чтобы сделать это, катушке нужны контакты, а также конденсатор.

В катушке есть первичная и вторичная обмотки. Когда зажигание включено, напряжение, поступающее с аккумуляторной батареи, проходит через катушку и контакты. Контакты соединены с землей, замыкая первичную цепь. Так как через катушку проходит ток, то в железном сердечнике катушки возникает магнитное поле. Когда кулачок распределителя поворачивается, контакты размыкаются, разрывая первичную цепь. Магнитное поле в первичной обмотке катушки при этом сокращается, и его линии пересекают обмотку вторичной цепи, которая намотана вокруг железного сердечника. Благодаря физическому закону, называемому электромагнитной индукцией, напряжение батареи возрастает до уровня, достаточного для образования искры в свече зажигания.

Когда контакты открыты, электрический заряд первичной цепи пытается «перескочить» щель, образованную между двумя разомкнутыми контактами. Если этот заряд не будет перемещен куда-нибудь, то металлические контакты начнут быстро разрушаться.

Функция конденсатора - снять излишнее напряжение с контактов, когда они открыты и, таким образом, уберечь контакты от обгорания и корродирования.

Для того чтобы понять, почему необходимо периодически регулировать ваш двигатель, рассмотрим тот факт, что система зажигания должна полностью пройти рабочий цикл каждый раз при образовании искры на свече зажигания. На 4-х цилиндровом, 4-тактном двигателе, две из четырех свечей должны давать искру при каждом обороте двигателя. Если обороты холостого хода вашего двигателя равны 800 об/мин, то контакты прерывателя открываются и закрываются 1600 раз (2x800=1600 в минуту). И так даже при холостом ходу. А что же говорить о работе при скорости 100 км/ч?

Существует два способа проверки зазора в прерывателе: с помощью листового щупа и измерителя угла замкнутого состояния контактов. При каждом способе нужно установить распределитель и отрегулировать время, в течение которого контакты остаются разомкнутыми. Если для регулировки контактов вы используете листовой (пластинчатый) щуп, то нужно выставить максимальное расстояние между открытыми контактами, когда нажимной узел прерывателя находится в верхней (наиболее выступающей) части кулачка. Если для регулировки контактов вами используется измеритель углов, то вы измеряете величину в градусах (угол поворота кулачка распределителя), когда контакты остаются закрытыми до начала их размыкания, когда высшая точка кулачка распределителя подойдет к максимальному углу прерывателя.

Если вам сложно понять, как работает прерыватель, то снимите крышку распределителя и попросите помощника включить стартер (следите, чтобы передача была выключенной). При этом можно проследить за работой деталей.

Существует два правила, которым всегда нужно следовать при регулировке или замене контактов. Контакты и конденсатор являются подобранными друг к другу, и никогда не следует заменять одну деталь без замены другой. Если зазор между контактами или угол их замкнутого состояния изменяются, то соответственно изменяется и момент зажигания. Следовательно, если вы регулируете контакты, то вы должны так же отрегулировать момент зажигания.


Конструкция схемы

- Получите свечу зажигания для искры с DC

Убедитесь, что в этой искровой катушке нет какой-либо дополнительной или неожиданной электроники (или, если есть, используйте ее в свою пользу).

Обычная катушка

Прямая катушка - не что иное, как трансформатор. Вторичная высоковольтная вторичная обмотка имеет тысячи обмоток и проходит между выводом катушки зажигания и шасси, поскольку возврат свечи зажигания происходит через блок цилиндров.

Низковольтная первичная обмотка - 12 В и подключается либо к 2 клеммам (надеюсь), либо к одной клемме и шасси (потому что возврат шасси - это то, как мы используем автомобильную электрическую систему).В последнем случае вы не можете изолировать схему драйвера от контура напряжения искры.

Вы должны переключить ток в первичный контур. Это большой ток, но он также дает довольно сильный индуктивный удар, когда вы его прерываете. Будьте готовы к этому!

Свеча зажигания загорается при изменении магнитного поля . I.E. Когда вы сначала подключаете питание 12 В, и снова при отключении питания. Пока вы подаете питание, ничего не происходит, кроме потери мощности и нагрева катушки.

Катушки с бортовой коммутацией

Теперь, когда в автомобильных двигателях есть компьютеры, неудивительно, что производители двигателей не хотят, чтобы компьютерный модуль переключал большой ток толстой катушки или имел дело с отдачей. Таким образом, некоторые катушки в настоящее время справляются с тяжелым переключением прямо на модуле катушки. Они принимают 12 В, а также входной сигнал от компьютера в нормальных диапазонах напряжения.

Однако обычно они не останавливаются на достигнутом. Они также добавляют кучу других вещей, которые либо мешают вам, либо вам нужно потратить время на изучение.Так что этот тип реле может оказаться безнадежным делом, если вы действительно не знаете, что делаете, и не хотите тратить время на обучение.

Классический стиль Ford Model T (Pontiac Coil и т. Д.)

Старая катушка Model T - уникальный гибрид. Это комбинация катушки искры и реле, при этом катушка реле является катушкой зажигания . Сторона катушки 12 В подключается через нормально замкнутую сторону контакта реле.

Когда на катушку подается напряжение, она размыкает контакт реле и обесточивает сам .Затем катушка обесточивается, и контакт реле снова замыкается, повторяя процесс. Они называют это «ящиком для разговоров». И вы получаете 2 искры за каждый цикл, непрерывный дождь искр.

Buzz-box отлично подходит, когда вы просто хотите, чтобы это была кнопка. Однако у жужжалки такой же индуктивный удар, как у обычной катушки (то есть много), поэтому, чем бы вы на ней ни управляли, лучше быть к этому готовым. Я не могу сказать, сколько часов я провел с небольшим файлом, исправляя повреждение дуги на контакте распределителя, который управляет коробкой передач.То же самое и с контактом на жужжалке. На MOSFET некуда подавать!

, жужжащая коробка не заботится о полярности, поэтому вы можете подключить к нему положительный или отрицательный общий провод, если ваша искровая катушка подключена к общему проводу. Некоторые изолированы, как на фото выше.

Хотелось бы, чтобы кто-нибудь сделал электронную версию жужжалки. Это было бы находкой для людей со старыми двигателями, которым надоели пункты регистрации. Pontiac Coil покинул бизнес в начале нулевых после того, как сотрудники, вложившие свой труд в великолепные деревянные ящики с пазом и пазом, ушли на пенсию.Я слышал, что другие возобновили производство.

Высокое напряжение, пожалуйста: 7 факторов, которые могут потребовать повышения напряжения на ваших свечах зажигания

Достаточно ли напряжения достигает свечей зажигания ?

Напряжение, необходимое для зажигания ваших свечей, постоянно меняется и может варьироваться от 5000 до 40 000 вольт и выше, в зависимости от настройки вашего двигателя. Вот почему во многих высокопроизводительных двигателях используется мощная катушка зажигания для подачи необходимого напряжения.

Работа катушки зажигания заключается в повышении первичного напряжения системы зажигания (обычно 12 вольт) до напряжения, необходимого для создания искры, а затем удержания его в течение миллисекунды. Когда на катушке зажигания падает напряжение, ваш двигатель может испытывать пропуски зажигания, проблемы с запуском и другие виды плохой работы. Недостаточное напряжение часто возникает из-за выхода из строя катушки зажигания из-за чрезмерного нагрева, вибрации или высокого сопротивления свечей зажигания или проводов зажигания. В некоторых случаях ваша катушка зажигания может просто не соответствовать требуемому напряжению.

Дело в том, что вам нужно обратить внимание на требования к напряжению ваших свечей зажигания в высокопроизводительных приложениях. В сочетании с Autolite, мы собрали семь факторов, которые могут повлиять на величину напряжения, необходимого для вашей системы зажигания .

Зазор свечи зажигания

Напряжение должно расти пропорционально размеру зазора свечи зажигания. Важно отметить, что зазор свечи зажигания увеличивается по мере износа электродов, поэтому из-за возраста свечи зажигания может потребоваться более высокое напряжение в зависимости от состояния электрода.

Состояние электрода

Если вы внимательно посмотрите на заземляющий электрод свечи зажигания, вы можете заметить точно заточенные края и даже приподнятый платиновый наконечник. Они научно разработаны для улучшения воспламенения. Со временем эти края будут изнашиваться и станут более закругленными, что потребует большего напряжения для создания надлежащего ядра пламени.

Давление в цилиндре

Требования к напряжению возрастают в зависимости от давления в цилиндре, которое является самым высоким при низкой скорости и высоких нагрузках, таких как ускорение с места.В этих условиях и при работе на высоких оборотах требуется более высокое напряжение, чтобы избежать пропусков зажигания.

Соотношение воздух / топливо

Чем беднее соотношение воздух / топливо - чем меньше бензина на объем воздуха - тем выше требования к напряжению. Поскольку автопроизводители пытаются сделать двигатели более экономичными с меньшими выбросами выхлопных газов, бедное соотношение воздух / топливо является обычным явлением. Но если соотношение воздух / топливо станет слишком бедным, может произойти пропуск зажигания.

Температура воздуха / топлива

Чем ниже общая температура двигателя, тем выше необходимое напряжение.Пропуски зажигания чаще возникают при низких рабочих температурах.

Температура электрода

При повышении температуры электрода необходимое напряжение падает. Поскольку температура электрода повышается при более высоких оборотах двигателя, пропуски зажигания могут происходить быстрее при низких оборотах двигателя.

Влажность

При повышении влажности окружающей среды температура электрода снижается, что требует более высокого напряжения для создания надлежащего ядра пламени.

Автор: Дэвид Фуллер Дэвид Фуллер - управляющий редактор OnAllCylinders.За свою 20-летнюю карьеру в автомобильной промышленности он освещал множество гонок, шоу и отраслевых мероприятий, а также написал статьи для нескольких журналов. Он также сотрудничал с ведущими и отраслевыми изданиями по широкому кругу редакционных проектов. В 2012 году он помог создать компанию OnAllCylinders, где ему нравится освещать все аспекты хот-роддинга и гонок.

Понимание систем зажигания для максимальной производительности

В четырехтактной симфонии, исполняемой в моторном отсеке, когда свеча зажигания не попадает в цель и не зажигает, результаты определенно не гармоничны. Происходит потеря мощности, и топливо проходит через двигатель без извлечения энергии. Все ваши попытки подать больше воздуха и топлива в камеру сгорания приведут к перебоям в зажигании и потере мощности только в том случае, если у вас недостаточно искры для полного, правильного и своевременного воспламенения смеси.

Текст: Майкл Феррара и Арнольд Эухенио // Фото: сотрудники DSPORT

ДСПОРТ Выпуск № 148

Жизнь Искры

Напряжение можно описать как меру силы, необходимой для перемещения электрической энергии по проводнику.В вашей системе зажигания требуется ток высокого напряжения, чтобы позволить электричеству проходить от центрального электрода свечи зажигания через сжатую топливно-воздушную смесь и в боковой электрод через электрическую дугу.

Это предпосылка того, как работают свечи зажигания. При достаточном напряжении между центральным электродом свечи и боковым электродом воздушный зазор (заполненный горючей топливно-воздушной смесью) в вашем двигателе будет ионизироваться. Электрический заряд будет передаваться между ними и в процессе генерировать достаточно тепла для сгорания топливно-воздушной смеси.

Последовательность зажигания от искры… зажечь ядро… к воспламенению топливовоздушной смеси.

Есть три основных фактора, которые определяют, какое напряжение необходимо для ионизации воздуха между зазором свечи; размер зазора, величина давления в цилиндре во время зажигания искры и диаметр центрального электрода. Динамический фактор в этой функции - давление в цилиндре. Если заводская система зажигания не может выдавать напряжение, достаточное для поддержания повышенного давления в цилиндре, результатом является пропуск зажигания или «срыв» искры.

Первый шаг в обеспечении надлежащей работы системы зажигания - убедиться, что ваша свеча зажигания имеет правильный зазор. Производители обычно предоставляют для своих заглушек диапазоны зазора, которые устанавливают оптимальную длину. Хорошим способом максимизировать расстояние зазора было бы увеличивать зазор с шагом 0,005 дюйма, проверяя пропуски зажигания после каждого зазора. При пропуске зажигания уменьшите зазор на 0,005 дюйма, и свеча должна иметь максимальную рабочую длину. Однако при этой настройке свечи следует регулярно проверять, чтобы убедиться, что электроды не разъедают до такой степени, что образуется зазор, больший, чем максимальное значение протестированной настройки.

Диаметр центрального электрода свечи зажигания также влияет на величину напряжения, необходимого для получения соответствующей искры. Обычно электроды большого диаметра используются для продления срока службы свечи зажигания, но эти большие диаметры требуют более высокого напряжения для зажигания. Некоторые свечи зажигания изготавливаются из дорогих металлов и сплавов, таких как платина, никель, золото, палладий и иридий для обеспечения долговечности. Эти материалы лучше противостоят плавлению и / или эрозии, сохраняя постоянный диаметр центрального электрода и позволяя дольше проводить сервисные замены свечей.Ожидаемый постоянный диаметр позволяет производителю свечи использовать центральный электрод меньшего размера, что позволяет снизить напряжение, необходимое для зажигания искры. Однако использование этих материалов увеличивает стоимость каждой вилки. Кроме того, следует соблюдать инструкции производителя по поводу зазоров.

Сравнения сплавов (Ir) (Pt) (Ni) (Au) (Ag)
Точка плавления (F) 4449 3216 2647 1945 1760
Прочность (Kpsi) 159 20 97 19 19
Электрическое сопротивление 2.09 4,17 2,69 0,9 0,63
Твердость 240 40 160 25 26

Величина давления в цилиндре также определяет, какое напряжение необходимо для правильного зажигания искры. Чем выше давление в цилиндре, тем труднее электрическому току проходить через топливно-воздушную смесь между электродами свечи зажигания, что соответственно повышает требования к напряжению.Почти каждая модификация вашего двигателя во имя мощности создает все более высокое давление в цилиндрах, что постепенно усложняет вашей системе зажигания подачу напряжения, достаточного для индукции ионизации. В двигателях с принудительной индукцией давление в цилиндрах может быть в два-четыре раза выше, чем в двигателях без наддува - имейте это в виду при планировании модернизации системы зажигания при переходе от N / A к принудительной индукции.

Наконец, когда соотношение воздух / топливо становится беднее, напряжение, необходимое для образования искры, становится еще выше.Если система зажигания автомобиля не может обеспечить напряжение, необходимое для зажигания обедненной топливно-воздушной смеси должным образом, возможно, вам придется обогатить топливную смесь сверх оптимального соотношения, что не позволит вам достичь оптимальной мощности вашего двигателя и тратить топливо в процессе. В ваших силах и ваших интересах изменить факторы, влияющие на другие параметры, поскольку снижение общей выходной мощности не является жизнеспособным вариантом.

Лаборатория автомобильной электроники Clemson: свечи зажигания

Свечи зажигания

Базовое описание

Свеча зажигания - это электрическое устройство, которое вставляется в головку цилиндра двигатель внутреннего сгорания и воспламеняет смесь сжатого воздуха и топлива с помощью электрической искры.Свечи зажигания обеспечивают небольшой промежуток в цепи, через которую проходит электрическая дуга высокого напряжения, как маленькая молния. Воздух обычно выходит из строя, образуя дугу при напряжении около 30 000 вольт. на сантиметр. Рабочее напряжение свечи зажигания обычно варьируется от 40 000 до 100 000 вольт. Еще одна важная задача свечи зажигания - отвод тепла от камеры сгорания. Свечи зажигания не выделяют тепло, но они работают как теплообменник, вытягивая нежелательное тепло. энергия отводится от камеры сгорания и рассеивается в системе охлаждения двигателя.

Свечи зажигания

содержат изолированный центральный электрод на одной стороне зазора. С другой стороны - металлический палец, который соединяется с блоком двигателя. В свечах зажигания используются керамические вставьте, чтобы изолировать центральный электрод от блока цилиндров везде, кроме зазора. Керамика является довольно плохим проводником тепла и нагревается во время работы. Это тепло помогает сжечь отложения с электрода.

Есть два распространенных типа свечей зажигания. Как видно на рисунке слева, горячая замена сконструирована с керамической вставкой с большей площадью поверхности. подвергается воздействию дымовых газов, что снижает передачу тепла от керамики.Это позволяет ему нагреться и, таким образом, сжечь больше отложений. Холодные свечи имеют меньшую поверхность, открытую для дымовых газов. В результате они быстрее рассеивают тепло и работают холоднее. Некоторые автомобили с высокопроизводительными двигателями естественным образом выделяют больше тепла. и требуют более холодных вилок. Важно придерживаться правильного типа вилки для автомобиля. Если свеча зажигания станет слишком горячей, топливо может воспламениться. до того, как загорится искра.

Высокое напряжение, которое приводит в действие свечу зажигания в большинстве автомобилей, генерируется катушкой зажигания или магнето. Ток, протекающий в катушке, внезапно прерывается при размыкании переключателя. Высокая скорость изменения тока в катушке создает высокое напряжение на катушке. Небольшие двигатели (например, газонокосилки, цепные пилы и т. Д.) Могут накапливать электрическую энергию искры в конденсаторе вместо катушки.

Federal Mogul представила замену свечи зажигания, которая генерирует высокочастотные дуги высокого напряжения вместо одиночной искры.Технология аналогична катушке Тесла.

Производителей
AC Delco, г. Автолит, Беру, Бош, Чемпион, Денсо, E-3, Federal Mogul, Моторкрафт, Мультиспарк, NGK, Нинбо Эссо, Нология, Pulstar, Сино, Валео
Для получения дополнительной информации
[1] Свеча зажигания, Википедия.
[2] Как работают автомобильные системы зажигания, Карим Найс, HowStuffWorks.com, 23 января 2001 г.
[3] Свечи зажигания, AA1Car.
[4] Свечи зажигания Bosch Iridium, YouTube, 11 июля 2011 г.
[5] Усовершенствованная система зажигания Corona (ACIS) Federal-Mogul ..., Green Car Congress, 14 сентября 2011 г.

Village Science: магнето и свечи зажигания

Почти каждый на Аляске так или иначе застревал, потому что «плохих свечей.”Свечи зажигания настолько важны, что самолеты в каждом цилиндре по две свечи зажигания, каждая из которых питается от отдельного магнето.

Каждый двигатель, работающий на бензине, имеет свечи зажигания, независимо от того, это четырехколесный автомобиль, бензопила или старинная бензиновая мойка машина. В дизельном двигателе компрессия настолько велика, что тепло вызванное сжатием воспламеняет топливо.

Здоровые свечи зажигания могут иметь значение, когда вы едете домой или пешком, домой на лодке или дрейфовать.

Стандарты

А 6, 9, 15
В 3
Д 1, 3

Концепции

Формы энергии
Площадь

Как работают свечи зажигания

простое объяснение:

  • Магнит генерирует электрический ток в первичной обмотке.
  • Вторичная катушка увеличивает напряжение этого тока. (Напряжение как давление, которое стоит за электричеством, когда оно распространяется через провод. Высокое напряжение похоже на высокое давление. Низкое напряжение похоже на низкое давление.)
  • Свеча зажигания зажигает искру, воспламеняя топливо.
  • Топливо горит.
  • Газы расширяются, приводя в движение поршень.
  • Работа сделана.

Производство электроэнергии в магнето

На вращающемся маховике находится постоянный магнит. Когда это вращается мимо первичной обмотки проволоки, генерируется ток, который проходит вниз по проводу под давлением к вторичной обмотке. Энергия движения превращается в электрическую энергию.

К сожалению, на данный момент, даже если есть достаточно электронов, путешествующих вниз по проводу, они не находятся под достаточно высоким напряжением1, чтобы вызвать свеча зажигания к искре.

Электроны от магнето проходят через вторичную обмотку. Из вторичной катушки выходит меньше электронов, но они выходят наружу. с большим напряжением (давлением). Эти электроны попадают в искру вилка как раз вовремя, чтобы зажечь топливно-воздушную смесь. Напряжение входящий во вторичную обмотку может быть всего 50 вольт, до 15000 вольт,

Искра воспламеняет смесь топлива и воздуха

В цилиндре поршень только что подошел к его верху. Инсульт.Все капли воздуха и бензина сжаты. очень близко друг к другу, чтобы гореть более эффективно.

Зап! Свеча зажигания искры. Первые капли бензина воспламеняется от тепла искры. Они зажигают рядом стоящих, и в цепной реакции они воспламеняют соседних. В расширяющиеся газы, возникающие в результате сильного воспламенения бензина опустите поршень вниз.

Слишком раннее зажигание. Если свеча зажигания воспламеняет топливо до того, как поршень достигает верхней точки хода, поршень будет вынужден назад, вызывая большую нагрузку на двигатель.

Идеальное время. На самом деле свеча зажигания воспламеняет топливо а несколько градусов до ВМТ (верхней мертвой точки). Это занимает долю секунду, чтобы зажечь топливо. За это очень короткое время поршень находится в ВМТ, и происходит очень эффективное зажигание, сжигающее топливо полностью вниз по цилиндру.

Слишком поздно зажигание. Если свеча зажигания воспламеняет топливо после поршень находится вверху, сгорание будет запаздывать и все топливо будет не сгореть, пока поршень не достигнет дна. Несгоревшее топливо будет вытолкнут из цилиндра.

Различные виды топлива (судовой газ, авиационный газ, 100/130) горят при разных тарифы. Вот почему при смене топлива необходимо изменить время.Для некоторых видов топлива требуется больше предварительной искры, чем для других. Это похоже на разница между пистолетным и винтовочным порохом в огнестрельном оружии. Некоторые порошки горят быстрее других.

слишком рано

правильный

слишком поздно

Высокое напряжение

Воздух не является хорошим проводником электричества.В атмосфере, искра напряжением 12000 вольт может перепрыгнуть через промежуток 0,025 дюйма. Под давлением, как и в цилиндре, искре труднее перепрыгнуть зазор. Давление внутри цилиндра двухтактного двигателя, как у бензопилы, подвесной двигатель и простой снегоход примерно в семь раз больше, чем наша атмосфера.

Свеча зажигания, которая может искрить на открытом воздухе, может не давать искры. вообще в баллоне.Мне потребовалось три дня, чтобы научиться этому, поскольку я провернул и провернул на мотоцикле.

Сила искры проявляется в цвете. Красный или желтый искра слабая и вероятно не будет искры в цилиндре. Синий или белая искра сильная и имеет достаточное напряжение, чтобы пробиться через зазор свечи зажигания даже под давлением внутри цилиндра.

Причины, по которым свечи зажигания не зажигают топливо

Есть две основные причины, по которым свеча зажигания плохо зажигается. если напряжение присутствует для хорошей искры.

  • Зазор установлен неправильно.
  • На свече есть нагар, закорачивающий ее.

Разрыв

Если зазор на свече зажигания слишком мал, значит недостаточно искра, контактирующая с топливовоздушной смесью. Результат будет медленным скорость ожога. Звучит неважно, но когда есть 100 воспламенений в секунду, важно время.

Если зазор на свече зажигания слишком большой, напряжение может не быть достаточно сильный, чтобы пробить искру через большой зазор. Сопротивление слишком здорово.

При правильном зазоре свечи зажигается максимально сильная искра. подвергается воздействию самой большой поверхности топливно-воздушной смеси.

Углерод на штекере

Углерод образуется, когда топливо не сгорает полностью.Углерод хороший проводник электричества. Щетки на электродвигателях сделаны из углерода, потому что он хорошо проводит электричество.

Если есть нагар со стороны центральной стойки в искре пробка пойдет по самому легкому пути, пройдя через углерод, не искры через разрыв, как мы желаем.

Грязный свеча зажигания

Поиск и устранение неисправностей

Когда двигатель не запускается, свечи зажигания часто рассказывают историю.

  • Если свечи золотисто-коричневого цвета, значит, они хорошо горели при правильной температуре.
  • Если свечи пропитаны газом, топливо присутствует, но было не загорелся, есть проблемы с искрой.
  • Если свечи сухие, топлива для воспламенения нет, что указывает проблемы с топливом.
  • Если штекеры черные, может быть несколько причин:
    • Топливная смесь слишком богатая, или
    • Искра слишком слабая, чтобы вызвать полное сгорание.
    • Неправильный тип масла для двухтактных двигателей может быть причиной проблемы. Когда снегоходы впервые стали популярными в конце шестидесятых и в начале семидесятых у нас были ужасные проблемы, потому что мы использовали моторное масло для подвесных двигателей. Он не полностью сгорел в более холодные зимние температуры.
    • Слишком много масла в топливной смеси (двухтактные двигатели). Некоторый двигатели требуют смеси 20: 1, другие 50: 1, а третьи 100: 1.Хотя слишком много масла вызовет проблемы с углеродом в двигатель, недостаточное количество масла его разрушит! Намного лучше ошиблись, добавив слишком много масла.
    • Свечи слишком «холодные» для двигателя. Горячее свечи во время работы нагреваются. Чем холоднее свечи, тем холоднее во время операции. Если свеча черная, возможно, двигателю нужно более горячая свеча, которая будет удерживать больше тепла для сжигания углерода.Если вилка опалена до белого цвета, значит, она слишком горячая и оператор следует использовать более холодную вилку, которая отводит больше тепла. Этот очень важно для двигателей с воздушным охлаждением. Запускаем снегоходы при перепаде температур более 80 °. Машина резко изменена способность удерживать и отводить тепло в тех условиях.

Если свеча не сохраняет достаточно тепла, она нагревается.Если это сохраняет слишком много тепла, цилиндр может перегреться и загореться отверстие в поршне. В теплых условиях необходимо использовать более холодные вилки. погода, и более горячая вилка в более холодную погоду.

Если на пробках есть белые пятна, это может указывать на воду. в топливе.

Если свеча черная с нагаром и не горит, это может быть нагревается докрасна в печи Coleman или пропановой печи, чтобы сжечь углерод выключенный.Это сделает вилку пригодной для использования в течение короткого времени. Некоторые люди пескоструйные пробки для удаления нагара. Это удаляет углерод, но оставляет шероховатую поверхность, которая быстро собирает больше углерода.

Что могло снизить напряжение на свече зажигания?

  • Грязная или изношенная катушка магнето
  • Неправильное расстояние между магнитом на маховике и катушка магнето
  • Обрыв или грязь соединений проводов
    • от магнето до вторичной обмотки,
    • от вторичной обмотки до свечи зажигания, или
    • с катушки на землю.
  • Замыкание вторичной обмотки внутри.
  • Свеча зажигания грязная или треснутая.

Во всех бензиновых двигателях используются свечи зажигания. Система, генерирующая Искра очень проста и использует простые электрические принципы. Немного внимания и понимания предотвратят или решат всю жизнь механических проблем.

Мероприятия

  1. Соберите как можно больше свечей зажигания разных типов. в деревне.Сколько разных видов вы найдете? Сколько разные фирмы представлены заглушками? Какие отличия вы заметили среди них? Сколько разных видов двигателей представляют ли эти заглушки?
  2. Сравните длину штекеров, длину в пределах цилиндр, длину резьбы и диаметры. Почему как вы думаете, есть такие отличия? Вы можете найти вилки золотисто-коричневые, некоторые черные, а некоторые слишком горячие? (Вы не можете, так как золотые и белые могут все еще находиться в машинах.)
  3. Чем отличаются идентификационные номера горячих а холодные свечи от того же производителя? Если ты не можешь сказать посмотрев, руководство покажет разницу.
  4. Найдите старые маховики. Проверьте магниты на прочность. Они сильные или слабые магниты?
  5. Купите старую и новую свечу зажигания одинакового типа. Поставить вилку провод двигателя (проще всего бензопилы) на каждую вилку.Держи основание заглушки напротив цилиндра двигателя и кривошип двигатель закончился. Вы видите разницу в цвете искры? в новой и старой вилке? (Трудно разглядеть искру в ярком расположение.)
  6. Найдите свечу, которая не загорится указанным выше способом, потому что углерода и грязи. Тщательно очистите центральную стойку шпилькой, или другой тонкий предмет.Можете ли вы очистить его достаточно хорошо, чтобы дать горячий синяя или белая искра?
  7. Закройте зазор на старой пробке и проверьте ее на цилиндре. Изменился ли цвет искры при уменьшении зазора?
  8. Найдите рекомендуемый зазор свечи зажигания для трех или четырех различных двигатели. Рекомендуемый пробел должен быть в руководстве к машине. Выберите двигатели с высокой и с низкой степенью сжатия.Почему вы думаете есть ли отличия в рекомендуемых зазорах?
  9. Узнайте о свечах зажигания для пескоструйной обработки. Спросите, как долго пескоструйная обработка вилка останется чистой и почему.
  10. Поместите конец загрязненной свечи зажигания в пламя пропана. или плита Коулмана, пока она не станет докрасна. Осторожно дайте остыть. Проверьте искру до и после этого. Какую разницу вы видите в искре? Как вы думаете, почему это так?
  11. Найдите катушку, которую люди считают плохой.Есть что-нибудь видимое чтобы указать, что он не работает?
  12. На работающем двигателе потянуть за провод идущий от магнето к катушке. Удерживая провод, прижмите руку к цилиндр и потяните за шнур стартера. Положите этот провод обратно и вытащить провод от свечи зажигания. Поднимите ручку отвертки вверх крышку свечи зажигания и снова прижмите руку к цилиндру.Снова потяните шнур стартера. Делайте это медленно! Вы чувствуете разницу? в напряжении? (Вы должны!) Это будет неудобно, но не должно больно, если не потянешь очень быстро.
  13. Спросите в деревне, знает ли кто-нибудь разницу между генератором и генератором переменного тока. В чем разница?
  14. Нарисуйте цилиндр, время которого слишком опережает время. Нарисуй того, чей время слишком медленное.Посмотрите руководство пользователя четырехтактного двигатель и найдите, сколько градусов до верхней мертвой точки (ВМТ) время должно быть установлено.

Ответ учащегося

  1. Сделайте простой чертеж частей искровой системы подвесной мотор от магнето до свечи зажигания.
  2. Где в двигателе вырабатывается электричество?
  3. Где напряжение повышено?
  4. Что делает свеча зажигания в двигателе?
  5. Нарисуйте и пометьте три цилиндра, один срабатывает слишком рано, один срабатывает слишком поздно, и еще одна стрельба в нужное время.
  6. Объясните, почему искра может перепрыгнуть через зазор на открытом воздухе, а не в цилиндре.
  7. Какие цвета обозначают самые горячие искры?
  8. Какие цвета обозначают самые слабые искры?
  9. Какие две вещи могут помешать свече зажигания нормально загораться?
  10. Перечислите пять вещей, которые могут сделать свечу зажигания черной углерод?
  11. Нарисуйте рисунок, показывающий, как грязная свеча позволяет искре шлифовать, не перепрыгивая через пропасть.
  12. Свечи какого типа следует использовать в двигателе с воздушным охлаждением при холодная погода? Почему?
  13. Почему подвесной двигатель может использовать один тип вилки для всех время, а для снегохода нужны разные розетки в разное время года?
  14. Перечислите пять факторов, которые могут вызвать напряжение в свече зажигания. быть слабым.

Математика

  1. Напряжение, создаваемое магнето, составляет 50 вольт.Катушка увеличивается это до 15000 вольт. Если магнето зафиксировано так, что теперь оно генерирует 75 вольт. Сколько вольт будет выдавать катушка?

% PDF-1.4 % 18 0 obj> эндобдж xref 18 160 0000000016 00000 н. 0000003933 00000 н. 0000003496 00000 н. 0000004013 00000 н. 0000004192 00000 п. 0000005888 00000 н. 0000005964 00000 н. 0000006187 00000 п. 0000006416 00000 н. 0000006458 00000 п. 0000006500 00000 н. 0000006542 00000 н. 0000006584 00000 н. 0000006626 00000 н. 0000006668 00000 н. 0000006710 00000 н. 0000006752 00000 н. 0000006794 00000 н. 0000006836 00000 н. 0000006878 00000 н. 0000006920 00000 н. 0000006962 00000 н. 0000007004 00000 н. 0000007046 00000 н. 0000007089 00000 н. 0000007536 00000 н. 0000007938 00000 п. 0000008638 00000 п. 0000009178 00000 н. 0000009636 00000 н. 0000010183 00000 п. 0000010217 00000 п. 0000010375 00000 п. 0000010614 00000 п. 0000011108 00000 п. 0000011920 00000 п. 0000012859 00000 п. 0000013777 00000 п. 0000016446 00000 п. 0000016538 00000 п. 0000016612 00000 п. 0000016683 00000 п. 0000016751 00000 п. 0000016825 00000 п. 0000016902 00000 п. 0000016976 00000 п. 0000017047 00000 п. 0000017112 00000 п. 0000017183 00000 п. 0000017248 00000 п. 0000017313 00000 п. 0000017381 00000 п. 0000017458 00000 п. 0000017535 00000 п. 0000017600 00000 п. 0000024698 00000 п. 0000024865 00000 п. 0000025032 00000 п. 0000025209 00000 п. 0000025383 00000 п. 0000025559 00000 п. 0000025705 00000 п. 0000025876 00000 п. 0000026076 00000 п. 0000026264 00000 п. 0000026461 00000 п. 0000026658 00000 п. 0000026856 00000 п. 0000027060 00000 п. 0000027255 00000 п. 0000027455 00000 п. 0000027651 00000 п. 0000027854 00000 п. 0000027987 00000 п. 0000028123 00000 п. 0000028263 00000 п. 0000028459 00000 п. 0000028605 00000 п. 0000028748 00000 п. 0000028952 00000 п. 0000029107 00000 п. 0000029259 00000 н. 0000029468 00000 н. 0000029627 00000 н. 0000029826 00000 п. 0000029989 00000 н. 0000030155 00000 п. 0000030367 00000 п. 0000030536 00000 п. 0000030708 00000 п. 0000030914 00000 п. 0000031089 00000 п. 0000031267 00000 п. 0000031445 00000 п. 0000031652 00000 п. 0000031849 00000 п. 0000032058 00000 п. 0000032251 00000 п. 0000032417 00000 п. 0000032597 00000 п. 0000032777 00000 п. 0000032958 00000 п. 0000033139 00000 п. 0000033332 00000 п. 0000033520 00000 п. 0000033717 00000 п. 0000033867 00000 п. 0000034073 00000 п. 0000034223 00000 п. 0000034418 00000 п. 0000034568 00000 п. 0000034770 00000 п. 0000034973 00000 п. 0000035123 00000 п. 0000035318 00000 п. 0000035468 00000 п. 0000035675 00000 п. 0000035882 00000 п. 0000036032 00000 п. 0000036243 00000 п. 0000036451 00000 п. 0000036633 00000 п. 0000036835 00000 п. 0000037022 00000 п. 0000037216 00000 п. 0000037400 00000 п. 0000037553 00000 п. 0000037734 00000 п. 0000037900 00000 п. 0000038053 00000 п. 0000038216 00000 п. 0000038399 00000 п. 0000038577 00000 п. 0000038743 00000 п. 0000038920 00000 п. 0000039103 00000 п. 0000039277 00000 п. 0000039455 00000 п. 0000039630 00000 н. 0000039813 00000 п. 0000040001 00000 п. 0000040200 00000 н. 0000040414 00000 п. 0000040624 00000 п. 0000040838 00000 п. 0000041034 00000 п. 0000041248 00000 п. 0000041452 00000 п. 0000041651 00000 п. 0000041855 00000 п. 0000042054 00000 п. 0000042252 00000 п. 0000042456 00000 п. 0000042654 00000 п. 0000042854 00000 п. 0000043043 00000 п. 0000043231 00000 п. 0000043429 00000 п. 0000043615 00000 п. 0000043802 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 20 0 obj> поток xb``f`AXc_ \ 4T zOȆ8V: B! (GB1 / K @ g90] € i + c! IJK4 "SX4 #? 50? Prlpj | R (ĕ # 5 @ чK! @ - 67D Բ j (8rp + 87i640Fq74LbrP

Свеча зажигания

)

Погрузка

Свеча зажигания в теории довольно проста.Он воспламеняет топливовоздушную смесь в цилиндре двигателя за счет образования искры между центральным электродом и заземляющим электродом. Электричество должно быть под очень высоким напряжением, чтобы пройти через зазор и создать хорошую искру. Напряжение на свече зажигания может быть от 40 000 до 100 000 вольт. А бензиновый двигатель без свечи зажигания бесполезен.Существует много разных свечей зажигания, и все они справятся со своей задачей, но чем больше вы платите, тем лучше свеча. Однако все свечи зажигания имеют одинаковую базовую конструкцию и конструкцию.

Разъем выполнен в виде соединения SAE или с резьбой 4 мм. Это то место, где вы подключаете кабель зажигания, идущий от катушки высокого напряжения или стержневой катушки. Подключенное здесь высокое напряжение должно передаваться на другой конец свечи зажигания.

Катушка высокого напряжения - это устройство, которое генерирует высокое напряжение, необходимое для создания искры.Это простое устройство - по сути, высоковольтный трансформатор, состоящий из двух катушек провода. Одна катушка с проволокой называется первичной катушкой. Вокруг него намотана вторичная обмотка. Вторичная обмотка обычно имеет в сотни раз больше витков провода, чем первичная обмотка.
Ток течет от батареи через первичную обмотку катушки. Ток первичной катушки может быть внезапно прерван точками прерывания или твердотельным устройством в электронном зажигании.
Если вы думаете, что катушка похожа на электромагнит, вы правы - но это еще и индуктор. Ключ к работе катушки - это то, что происходит, когда цепь внезапно разрывается из-за точек.
Магнитное поле первичной катушки быстро разрушается. Вторичная катушка охвачена мощным изменяющимся магнитным полем. Это поле индуцирует ток в катушках - ток очень высокого напряжения (до 100 000 вольт) из-за количества катушек во вторичной обмотке.Вторичная катушка подает это напряжение на распределитель через очень хорошо изолированный высоковольтный провод и специальный защищенный соединитель.

Катушка высокого напряжения на автомобиле Формулы 1 отличается от катушки на дорожных автомобилях, где одна катушка на 4 свечи зажигания или хотя бы одна катушка на несколько свечей зажигания. В Формуле 1 одна катушка высокого напряжения обслуживает только одну свечу зажигания. Корпус из углеродного волокна с четырьмя зубцами запрессовывается на каждую свечу зажигания и соединяется с электронным интерфейсом CAN-шины с блоком ECU.

Свеча зажигания должна иметь изолированный проход для того, чтобы это высокое напряжение спускалось вниз к электроду, где оно могло перепрыгнуть через зазор и оттуда пройти в блок цилиндров и заземлить. Свеча зажигания также должна выдерживать экстремальное нагревание и давление внутри цилиндра и должна быть спроектирована так, чтобы на свече не накапливались отложения топливных присадок.Свечи зажигания используют керамический изолятор для изоляции высокого напряжения от электрода, гарантируя, что искра возникает только на кончике электрода, а не где-либо еще на свече. Керамика выполняет двойную функцию, помогая сжигать отложения топлива. Керамика - довольно плохой проводник тепла, поэтому материал во время работы сильно нагревается. Это тепло помогает сжечь отложения с электрода.Волнообразные барьеры для тока утечки на внешней стороне изолятора предотвращают утечку напряжения на массу автомобиля. При этом они увеличивают пройденный путь и увеличивают электрическое сопротивление.
Внутренние уплотнения создают газонепроницаемое соединение между изолятором и металлическим корпусом. Для этого между двумя дополнительными уплотнительными кольцами помещается кольцо из талька. Во время производства свечи зажигания она ломается, обеспечивая оптимальное уплотнение.

Размеры свечей зажигания различаются, но базовая свеча, используемая в текущих серийных автомобилях, имеет длину около 85 миллиметров и максимальный диаметр примерно от 15 до 20 миллиметров.Нижняя треть длины вилки прикрыта гильзой из стальной резьбы, сверху есть металлическая шпилька и белый керамический изолятор. Если вы разрежете заглушку пополам по длине, вы увидите внутренний металлический стержень, который простирается сверху до точки рядом с нижней частью стальной резьбы. Иногда этот стержень отделяется глушителем помех. Чтобы обеспечить электромагнитную совместимость (ЭМС) и, следовательно, безотказную работу бортовой электроники, внутри свечи зажигания используется расплав стекла для подавления помех.Оттуда высокое напряжение поступает на средний электрод. Этот электрод стандартной свечи зажигания состоит в основном из никелевого сплава и медного сердечника, что улучшает отвод тепла. С конца этого электрода искра должна перескочить на заземляющий электрод.

Небольшой кусок металла, который выглядит как крючок, выходит из нижней части резьбы и приближается к нижнему концу внутреннего металлического стержня, но не касается его. Это пространство называется «зазором», и именно в нем возникают искры, воспламеняющие топливно-воздушную смесь в цилиндре.Между прочим, металлические поверхности по обе стороны от зазора являются «электродами», а крючок обычно называют «заземляющим электродом». Таким образом, искра, вызванная высоковольтной катушкой, перескакивает с центрального стержня на заземляющий электрод.


В свечах зажигания часто упускают из виду их номинальную температуру или диапазон нагрева. Термин «диапазон нагрева» относится к относительной температуре кончика свечи зажигания при ее работе. Классификация «горячий» и «холодный» часто вызывает путаницу, поскольку «горячая» свеча зажигания обычно используется в «холодном» (маломощном) двигателе и наоборот.Этот термин фактически относится к тепловым характеристикам самой свечи, в частности ее способности отводить тепло в систему охлаждения. Разница между «горячей» и «холодной» свечой зажигания заключается в форме керамического наконечника. Автопроизводитель подбирает подходящую температурную вилку для каждой машины. Холодная свеча может очень быстро избавиться от тепла, и ее следует использовать в двигателях, которые работают на горячих и обедненных смесях. Горячая свеча требует больше времени для охлаждения и должна использоваться в двигателях с более низкой степенью сжатия, где необходимо сохранять тепло для предотвращения накопления побочных продуктов сгорания.Некоторые автомобили с мощными двигателями естественным образом выделяют больше тепла, поэтому им нужны более холодные свечи. Если свеча зажигания станет слишком горячей, она может воспламенить топливо до того, как загорится искра; поэтому важно выбрать вилку, подходящую для вашего автомобиля.

Современный двигатель Формулы-1 - невероятная вещь, со спецификацией, которая заставляет такого любителя автомобилей, как меня, тошнить. Основы невероятны. Из всего лишь 2,4 литра и 8 цилиндров - без турбонаддува или наддува, увеличивающего мощность, - двигатель F1 выдает около 800 лошадиных сил.Это достигается за счет невероятных 18000 оборотов в минуту, что более чем вдвое больше, чем у «довольного» двигателя Honda S2000. После изменения правил 2014 года двигатель V6 объемом 1,6 литра снова выдает более 800 лошадиных сил при 15000 об / мин с помощью ERS.
Чтобы поршни и шатуны не разлетались при таких оборотах, поршень F1 перемещается всего на 40 миллиметров. Диаметр отверстия составляет примерно 90 миллиметров (так называемый суперквадратный канал).

Невозможно понять особенности современных двигателей Формулы 1, потому что это хорошо охраняемые секреты в каждой команде.Тем не менее, поклонники
F1 - любопытные существа, и мне было интересно, какие интересные технические детали заключены в обычно не такой привлекательной свече зажигания.
Очевидно, свечи зажигания F1 не так уж и секретны, потому что глобальный директор по технологиям зажигания Federal-Mogul Ричард Келлер открыто говорит об этом предмете и исследованиях. Федерал-Могул является владельцем Чемпиона.

Свечи зажигания, слева направо - F1, велосипед GP, Ford Focus

Базовая вилка Champion Formula 1, которая использовалась в 1990-х годах, была аналогична по длине обычной вилке, описанной выше, но была вдвое меньше диаметра.Затем в 1999 году одна из команд сказала МакМюррею, что из-за того места, где находилась свеча зажигания, это была самая тяжелая часть автомобиля (эта свеча весила всего 25,9 грамма), потому что она была расположена очень высоко над двигателем. Если Champion не сможет уменьшать вес вилки на 20 процентов каждый год, пока команда не скажет им остановиться, Champion выбывает из игры.
Вилка Champion, полученная в ответ, меньше твоего мизинца. Его длина всего 35 миллиметров, а диаметр резьбы - 7.6 миллиметров, или примерно половина диаметра обычной вилки. Также требуется специальный инструмент для установки, чтобы отверстие для свечи зажигания в головке блока цилиндров можно было сделать как можно меньше. Пустое пространство в камере сгорания F1 - это бесценно, потому что любое пространство, занимаемое свечой зажигания, оставляет меньше места для клапанов, и, как мы все знаем, чем больше клапаны, тем больше воздушный поток и тем выше потенциальная выходная мощность. Вилка весит 10,7 грамма.


Помимо небольшого размера, еще одной интересной особенностью вилки F1 является отсутствие выступающего крючка на дне.Потому что для одного просто нет места. Обычный заземленный J-образный электрод не имеет шансов выжить в двигателе F1, он может быть раздавлен поршнем или просто расшатан из-за сильной вибрации. Когда поршень F1 находится в верхней части своего хода, он почти касается головки блока цилиндров. Объем камеры сгорания в основном состоит из утопленных в верхних частях поршней деталей, которые служат для размещения клапанов. Без этого крючка заземляющий электрод будет просто нижним краем резьбы.Эта конструкция известна как свеча зажигания с поверхностным зазором. Свеча зажигания с поверхностным зазором - это свеча зажигания, предназначенная для образования искр вдоль поверхности изолятора на стороне зажигания. Этот тип свечи зажигания также подразделяется на тип с полуповерхностным разрядом и тип с поверхностным разрядом. Эта свеча зажигания имеет меньший изолятор, подвергающийся воздействию тепла, поэтому она легко загрязняется. Для борьбы с грязью используется система разряда конденсаторов, которая быстро достигает необходимого напряжения для образования искр.Он используется в двигателях с высокими характеристиками, таких как двигатели Формулы 1.

Свеча зажигания с поверхностным зазором - это свеча зажигания, предназначенная для образования искр вдоль поверхности изолятора на стороне зажигания. Больше 50,000 вольт… при 20,000 об / мин


Чтобы получить представление о точности компонентов двигателя F1, когда Champion строит свечи зажигания F1, длина меняется от свечи к свече.Это известно как производственный допуск; для вилок F1 разница от самой длинной вилки к самой короткой составляет всего 0,05 миллиметра, или примерно столько же, сколько толщина волос. Если свеча зажигания находится на длинной стороне, поршень может ударить по ней, поэтому бригады вырезают выемку в поршне или подкладывают свечи зажигания шайбами.
В течение года Champion производит около 10 000 таких специальных единиц, и они недешевы. В то время как мы с вами можем заплатить два доллара за свечу зажигания, команда Формулы 1 тратит от 35 до 50 долларов каждая, или целых 500 долларов на двигатель.
Все мы знаем старую гоночную поговорку: «Скорость стоит денег. Как быстро вы хотите ехать?»

Свечи зажигания с поверхностным разрядом Denso используемые в двигателях F1

Основными поставщиками для команд Формулы 1 являются компания Champion из США, итальянская компания Magneti Mareli и японские компании NGK и Denso.
Свечи зажигания NGK впервые приняли вызов Формулы-1 вместе с Honda в 1964 году и одержали свою первую победу в следующем году.
В начале второго золотого века Honda Formula One эффективность свечей зажигания NGK в двигателях Honda была признана, и вскоре эти свечи стали устанавливаться во многих других двигателях Formula One. В 1998 году автомобиль с двигателем Mercedes, оснащенный свечами зажигания NGK, позволил NGK одержать 100-ю победу в Формуле-1, а в 2007 году автомобили, оснащенные свечами зажигания NGK, одержали победы во всех 17 гонках, в результате чего общее количество побед достигло 200.
В 2011 году NGK поставила свечи зажигания двум производителям двигателей, Mercedes и Ferrari.Свечи зажигания NGK установлены в двигателях 12 автомобилей этих производителей, принадлежащих в общей сложности 6 командам

5.9 Системы зажигания:
5.9.1 Зажигание разрешено только с помощью одной катушки зажигания и одной свечи зажигания на цилиндр.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *