Система запалювання, кут випередження, трамблер, котушка запалювання
Мета системи запалювання є створення іскри, яка запалює паливо-повітряну суміш в циліндрі двигуна. Це повинно бути зроблено в потрібну мить і зі швидкістю до декількох тисяч разів на хвилину, для кожного циліндра в двигуні. Якщо виникнення іскри відхилиться лише на малу частку секунди, двигун буде погано працювати чи не працювати взагалі.
Система запалювання посилає надзвичайно високе напруження до свічки на кожному циліндрі, під час коли поршень знаходиться у верхній мертвій точці, такту стиснення. Між центральним і бічним електродами свічки запалювання є зазор, в якому проскакує висока напруга. Ось тут і виникає іскра.
Давайте подивимося, як це робиться.
Система запалювання вирішує два завдання. По-перше, вона повинна створювати досить висока напруга (20 000 +), щоб виникла дуга через зазор свічки запалювання, таким чином, створюючи іскру досить сильну, щоб запалити паливо повітряну суміш. По-друге, вона повинна контролювати терміни, щоб іскра виникала в найпотрібніший момент і відправити її на потрібний циліндр.
Всі автомобілі працюють на постійному струмі, або від постійного струму. Це означає, що струм рухається в одному напрямку, від позитивної клеми акумулятора до мінусової клеми акумулятора. У випадку з автомобілем, мінусова клема акумулятора пов'язана кабелем безпосередньо до кузова і блоку двигуна. Кузов і будь-які металеві компоненти знаходяться в контакті з ним, називається Земля. Це означає, що схема, яку необхідно відправити назад в поточну мінусову сторону батареї може бути підключена до будь-якої металевої частини автомобіля.
Тепер повернемося до системи запалювання. Основний принцип електричної системи запалювання не змінилася за більш ніж 75 років. Що змінилося, так це метод, за допомогою якого іскра створюється і як вона розподіляється.
В даний час існують три різні типи системи запалювання. У механічної системі запалювання використовувалася механічна і електрична частини, і не використовувалася електроніка. При розумінні механічної системи, буде легше зрозуміти нові електронні та комп'ютерні системи запалювання, так що не пропустіть її. Електронна система запалювання розпочала свій шлях у виробництві автомобілів на початку 70-х і стала популярною, тому що забезпечує кращий контроль і підвищила надійність системи. Нарешті, система розподілу запалювання з комп'ютерним управлінням стала доступна в середині 80-х. Ця система не містить рухомих частин, тому надійність була значно поліпшена. Більшість з цих систем не вимагає обслуговування, крім заміни свічок запалювання.
Давайте детально розглянемо кожну систему і подивимося, як вони працюють.
Механічна система запалювання.
Розподільник (трамблер) центр механічної системи запалювання і вирішує два завдання. По-перше, він відповідає за запуск котушки запалювання для створення іскри в певний момент. По-друге, трамблер відповідає за напрямок, щоб іскра виникла в потрібному циліндрі (саме тому його називають розподільник.)
Коли Ви вставляєте ключ в замок запалювання і повертаєте ключ в положення запуск, ви посилаєте ток від батареї, через провід, безпосередньо до позитивної (+) стороні котушки запалювання. Усередині котушки серія мідних обмоток, які намотані навколо котушки і виходять з негативною (-) боку котушки. Звідти, провідник приймає ток до трамблера і підключеному до спеціальної кнопки включення / вимикання, званих точками. Коли точки закриті, струм йде безпосередньо на землю. При протіканні струму із замка запалювання, через обмотки котушки, на землю, він утворює сильне магнітне поле всередині котушки.
Точки складаються з нерухомої точки контакту, який кріпиться до пластини всередині трамблера, і рухливий контактний встановлений на кінці подпружиненного важеля Рухливі точки розходяться 4,6 або 8 разів за повний оборот (в залежності від числа циліндрів в двигуні) обертового вала всередині трамблера. Вал трамблера обертається в такт двигуна, робить один повний оберт на кожні два оберти двигуна. Коли вал обертається, кулачок штовхає контакти, щоб відкрити і закрити їх. Кожен раз, коли контакти відкриті, потік струму переривається через котушку, тим самим руйнується магнітне поле і вивільняється висока напруга через вторинні обмотки котушки. Це перенапруження виходить з верхньої частини котушки і через високовольтні дроти котушки.
Тепер у нас є напруга, необхідне для іскри свічки запалювання, але ми все ще повинні направити його на правильний циліндр. Центральний провід йде від котушки безпосередньо в центр кришки трамблера. Під кришкою знаходиться ротор, який встановлюється на верхній частині валу, що обертається. Ротор (бігунок) має металеву смугу на вершині, яка знаходиться в постійному контакті з центром кришки трамблера. Він отримує високу імпульсну напругу від котушки і відправляє його на іншому кінці ротора, який обертається поперемінно контактуючи з кожним терміналом свічки запалювання всередині кришки. Обертаючись на валу ротор посилає напруга на потрібний дріт свічки запалювання, який в свою чергу, відправляє його на свічки запалювання. Напруга надходить на свічки запалювання на центральний електрод, потім проскакує через зазор на кінчику свічки запалювання, створюючи іскру відповідну для займання паливно-повітряної суміші всередині цього циліндра.
Опис, яке ви тільки що прочитали є спрощеною версією, але повинні бути корисні для візуалізації процесу, ми пропустили кілька речей, які складають цей тип системи запалювання. Наприклад, ми не говорили про конденсаторі, який підключений до контактів, і ми не говоримо про систему раннього запалювання. Давайте подивимося на кожен розділ і вивчимо його більш детально.
Замок запалювання.
Існують дві окремі схеми, які йдуть від замка запалювання на котушку. Один контур проходить через резистор для того, щоб зняти близько 15%, напруга щоб захистити контакти від передчасного зносу. Інша схема посилає повне напруга батареї до котушки. Єдиний раз, коли ця схема використовується, під час запуску. Так як стартер споживає значну кількість енергії, щоб здійснити пуск двигуна, додаткову напругу необхідно для живлення котушки. Тому, коли ключ повернуть в подпружиненное положення запуску, використовується повне напруга батареї. Як тільки двигун завівся, водій відпускає ключ в робоче положення, і направляє струм через резистор до первинної обмотці котушки.
Розподільник запалювання (трамблер).
при знятті
Контакти вимагають періодичного регулювання, щоб двигун працював ефективніше. Це відбувається тому, що тертя кулачка і контакту зношує поверхню зіткнення і з плином часу змінюється зазор між контактами. Є спосіб, щоб виміряти зазор, щоб побачити чи потребують контакти в регулюванні. Він полягає у вимірюванні зазору між відкритими контактами.
Регулювання виробляють при непрацюючому двигуні і знятою кришкою трамблера. Слід послабити нерухомий контакт і перемістити її трохи, потім виміряти зазор, за допомогою щупа, і затягнути його в потрібному положенні.
Котушка запалювання.
Котушка зажи ганія нічого більш, ніж електричний трансформатор. Вона містить первинні і вторинні обмотки. Первинна обмотка містить від 100 до 150 витків важких мідних проводів. Цей провід повинен бути ізольований, щоб напругу не стрибало з циклу в цикл (коротке замикання). Якби це сталося, вона не зможе створити первинне магнітне поле, яке потрібно. Первинна дротова схема проходить в котушці через позитивний висновок, цикли навколо первинної обмотки, і виходить через негативний висновок.
Схема вторинної обмотки містить від 15000 до 30000 витків тонкого мідного дроту, які також повинні бути ізольовані один від одного. Вторинна обмотка сидить всередині первинної обмотки. Для подальшого підвищення магнітного поля котушки навколо обмотки обгорнута м'яким залізом. Щоб протистояти жарі, котушка заповнена маслом.
Котушка запалювання є серцем системи запалювання. Через котушку створюється сильне магнітне поле.
Кут випередження запалювання.
Іскра виникає в той момент, коли контакти розмикаються, за допомогою кулачка, що обертається в трамблере.
Точна установка контактів важлива для двигуна для правильної роботи. Необхідно змінювати час виникнення іскри, в залежності від оборотів і навантаження двигуна. Якщо ми зможемо рухати майданчик, на якій розташовані контакти, ми змогли б змінити час виникнення іскри відповідно до потреб двигуна.
Навіщо нам потрібно раннє запалення, коли двигун збільшує оберти?
Коли виникає іскра на свічці запалювання в камері згоряння, вона запалює все паливо і суміші на кінчику свічки запалювання. Паливо, яке оточує свічку, запалюється. Це паливо продовжує розширюватися на певній швидкості, яка завжди однаково, незалежно від оборотів двигуна. Воно не штовхає поршень вниз, поки воно заповнює камеру згоряння і не має виходу. Так що, чим швидше двигун обертається, то раніше повинна виникнути ікра, для отримання максимальної потужності.
Існують два механізми, які дозволяють змінити кут випередження запалювання: відцентрові і вакуумні.
Відцентрові система зміни кута випередження по відношенню до оборотів двигуна, використовує пару пружних противаг, які, під дією відцентрової сили, змінюють положення кулачка на валу трамблера. Коли вал обертається швидше, витягуються противаги, долаючи силу пружини, змінюючи положення верхнього вала, по відношенні до нижнього, в результаті чого отримуємо раннє запалення.
Вакуумні механізми працюють, змінюючи положення контактів по відношенню до корпусу трамблера. Двигун виробляє вакуум під час його роботи з закритим дроселем. Іншими словами, ваша нога не на педалі газу. У цій ситуації, надходить мало палива і повітря в камеру згоряння.
Вакуумні механізми використовують діафрагми підключення до вакуумної лінії, які рухають майданчик, на якій розташовані контакти. Коли дросельна заслінка відкрита, вакуум діє на діафрагму, яка в свою чергу пересуває майданчик з контактами, таким чином отримуємо раннє запалення.
Провід запалювання.
Провід запалювання йдуть від кришки трамблера до свічок запалювання в певному порядку. Це називається «запалювання» і є частиною конструкції двигуна. Кожна свічка запалювання повинна спрацювати в кінці такту стиснення. Кожен циліндр має такт стиснення в різний час, тому важливо, щоб окремий провід свічки запалювання передавав напруга на потрібний циліндр.
Наприклад порядок роботи циліндрів на двигуні V8 становить 1, 8, 4, 3, 6, 5, 7, 2. Циліндри пронумеровані від передньої до задньої з циліндром № 1 на передній лівій частині двигуна. Так циліндрів на лівій стороні двигуна з номерами 1, 3, 5, 7, а в правій частині з номерами 2, 4, 6, 8. На деяких двигунах, права сторона становить 1, 2, 3, 4, а на лівій стороні 5 , 6, 7, 8. Керівництво по ремонту вкаже вам правильний порядок роботи циліндрів двигуна.
Свічки запалювання.
Остання ланка, в ланцюжку системи запалювання, свічки.
Сучасні свічки запалювання виконують своє завдання протягом дуже тривалого періоду і не вимагають обслуговування. Ці електричні чудеса бувають різних конфігурацій і теплових діапазонів, для правильної роботи в даному двигуні.
Тепловий діапазон свічок запалювання диктує, чи буде температура достатня, щоб спалити будь залишок, який збирається на кінчику свічки, але не гарячою, щоб не викликати раннє запалення в двигуні. Раннє запалення виникає, коли свічки запалювання сильно нагріються і запалюють паливо-повітряну суміш передчасно, до виникнення іскри. Більшість свічок запалювання містять резистор для придушення радіоперешкод. Зазор на свічках запалювання має також важливе значення і повинні бути встановлені до того як свічки запалювання встановлені в двигун. Якщо зазор занадто великий, може не виникнути іскра. Якщо зазор занадто малий, іскра може виявитися недостатньою, щоб запалити бідну паливно-повітряну суміш, яка також призводить до перебоїв.
Електронна система запалювання.
(З 1970-х років до наших днів)
У цьому розділі будуть описані основні відмінності між ранньої механічною системою і новішими електронними системами. Якщо ви не знайомі, як працює система запалювання в загальному, я настійно рекомендую, щоб ви спочатку прочитали попередній розділ механічної системи запалювання.
В електронній системі запалювання, контакти і конденсатор були замінені електронікою. У цих системах є кілька способів, які використовуються для заміни контактів і конденсатора, щоб викликати розряд котушки. Один із способів, використовується металеве колесо із зубами, як правило, по одному для кожного циліндра. Це називається якорем. Магнітний імпульс, коли зуб проходить, посилає сигнал на блок управління на котушку запалювання.
Інша система, використовує датчик холу і ротор з прорізами, щоб послати сигнал електронікою, що прийшов час для запуску котушки. Ці системи, як і раніше використовують механізм випередження запалювання і трамблер.
Перевага цієї системи, крім того, що вона не потребує обслуговування, є те, що модуль управління може працювати набагато вище первинної напруги, ніж механічні контакти. Так що котушка може створювати набагато кращу іскру, порядку 50 000 вольт замість 20 тисяч вольт на механічній системі. У цій системі йде тільки один провід від замка запалювання на котушку, первинний резистор більше не потрібен.
На деяких автомобілях, модуль управління встановлений всередині трамблера, замість контактів. На інших конструкціях, модуль управління встановлений за межами трамблера з зовнішньої проводкою.
Більш висока напруга, дозволяють використовувати більш широкий зазор на свічках запалювання. Більш потужна іскра забезпечує займання біднішою суміші, що дозволило поліпшити паливну економічність.
Ранні електронні системи були обмежені і не мали обчислювальних потужностей, так що випередження регулювалося за допомогою відцентрових і вакуумних механізмів.
На більш пізніх системах, всередині трамблера порожньо і всі процеси здійснюються за допомогою датчика, який відстежує положення зубчастого колеса на колінчастому валу або распредвала. Ці пристрої називаються датчиками положення колінчастого валу або датчиками положення розподільного валу. У цих системах, робота трамблера полягає виключно для розподілу іскри на потрібний циліндр за допомогою кришки трамблера і ротора. Комп'ютер обробляє кут випередження, необхідний для безперебійної роботи двигуна.
Електронна система розподілу запалювання.
(З 1980-х років до наших днів).
Нові системи, походять від механічної системи (трамблера). Електронна система розподілу запалювання повністю неподв
Провід свічки запалювання виходить з кожного боку окремих котушок і йде до відповідних свічки запалювання. Одна свічка запалювання працює на такті стиснення, для займання паливно-повітряної суміші, в той час як інші свічки запалювання, на такті випуску не діють. На деяких автомобілях, є окремі котушки для кожного циліндра, встановлені безпосередньо на свічку запалювання. Така конструкція повністю виключає дроти високої напруги, для ще більшої надійності. Більшість з цих систем використовують свічки, які призначені для великого пробігу, що скорочує витрати на обслуговування.