Глава 3. Система зажигания

Рабочая смесь воспламеняется в камере сгорания автомобильного бензинового двигателя как в период пуска, так и во время его работы посредством электрического разряда между электродами свечи, ввер­нутой в головку цилиндра двигателя. На прогретом двигателе к момен­ту искрообразования рабочая смесь сжата и имеет температуру, близ­кую к температуре самовоспламенения. В этом случае достаточно не­значительной энергии электрического разряда - около 5 мДж.

Однако имеется ряд режимов работы двигателя, когда требуется значительная энергия искры - 30...100 мДж. К таким режимам сле­дует отнести пусковой режим, работу на бедных смесях при частич­ном открытии дросселя, работу на холостом ходу, работу при рез­ких открытиях дросселя.

Электрическая искра вызывает появление в ограниченном объ­еме рабочей смеси первых активных центров, от которых начина­ется развитие химической реакции окисления топлива. Воспламе­нение рабочей смеси является началом бурной реакции окисления топлива, сопровождающейся выделением тепла.

Система зажигания двигателя предназначена для генерации им­пульсов высокого напряжения, вызывающих вспышку рабочей сме­си в камере сгорания двигателя, синхронизации этих импульсов с требуемой фазой двигателя и распределения импульсов зажига­ния по цилиндрам двигателя. От энергии искры в момент зажигания рабочей смеси в значительной степени зависят экономичность и устойчивость работы двигателя, а также токсичность отработав­ших газов.

В настоящее время на автомобильных бензиновых двигателях широко применяют батарейные системы зажигания, которые по­зволяют преобразовать напряжение автомобильной аккумулятор­ной батареи в высокое напряжение, необходимое для возникнове­ния электрического разряда, и в требуемый момент подать это на­пряжение на соответствующую свечу зажигания. Момент зажигания характеризуется углом опережения зажигания, который представ­ляет собой угол поворота коленчатого вала, отсчитываемый от по­ложения вала в момент подачи искры до положения, когда поршень приходит в верхнюю мертвую точку (ВМТ). Известные ныне систе­мы зажигания получают необходимую энергию не непосредственно от аккумуляторной батареи, а от промежуточного накопителя энергии.

Рис. 3.1.

В зависимости от накопителя различают системы с накоплением энергии в индуктивности и емкости.

Батарейная система зажигания (рис. 3.1) состоит из следующих основных элементов:

- источника тока ИТ, функцию которого выполняет аккумулятор­ная батарея;

- выключателя цепи питания ВК, функцию которого выполняет выключатель зажигания;

- датчика синхронизатора Д, который механическим способом связан с коленчатым валом двигателя и определяет угловое поло­жение коленчатого вала;

- регулятора момента зажигания РМЗ, который механическим или электрическим способом управляет моментом подачи искры в зависимости от частоты вращения п или нагрузки двигателя (разрежение в коллекторе);

- источника высокого напряжения ИВН, содержащего накопитель энергии Н и преобразователь П низкого напряжения в высокое;

- силового реле СР, которое представляет собой электромеха­нический ключ (контакты прерывателя) или электронный ключ (мощный транзистор), управляется РМЗ и служит для подключения и отключения ИТ к накопителю ИВН, т. е. управляет процессами накопления и преобразования энергии;

- распределителя импульсов высокого напряжения Р, который механическим, либо электрическим способом распределяет высо­кое напряжение по соответствующим цилиндрам двигателя;

- элементов помехоподавления, функции которых выполня­ют экранированные провода и помехоподавительные резисторы, размещенные либо в распределителе Р, либо в свечных наконеч­никах, либо в высоковольтных проводах в виде распределенного сопротивления;

- свечей зажигания СВ, которые служат для образования искрово­го разряда и зажигания рабочей смеси в камере сгорания двигателя.