Асновы сістэм запальвання аўтамабіляў
Сістэма запальвання — адна з найважнейшых сістэм у аўтамабілях з бензінавым рухавіком (рухавікі Ота). Яе асноўная функцыя — ствараць іскру ў патрэбны момант для ўзгарання паліўна-паветранай сумесі ў камеры згарання. Без належным чынам функцыянуючай сістэмы запальвання рухавік будзе цяжка завесці, магутнасць будзе зніжацца, расход паліва будзе марнатраўным, а выкіды выхлапных газаў павялічацца. У гэтым артыкуле разглядаюцца асновы сістэм запальвання аўтамабіляў, у тым ліку іх функцыі, асноўныя кампаненты, прынцыпы працы, тыпы і распаўсюджаныя сімптомы няспраўнасці.
1. Функцыя сістэмы запальвання
У цэлым, сістэма запальвання мае некалькі асноўных функцый:
1. Павялічце электрычнае напружанне ад крыніцы сілкавання аўтамабіля (12-вольтнай батарэі або магніта) да высокага напружання (дзясяткі тысяч вольт), каб яно магло пераскочыць праз зазор паміж электродамі свечкі запальвання.
2. Адрэгулюйце кут апярэджання запальвання такім чынам, каб іскра з'явілася ў найбольш эфектыўны момант, звычайна бліжэй да канца такту сціску.
3. Размяркоўвае высокае напружанне на кожную свечку запальвання ў адпаведнасці з парадкам запальвання ў кожным цыліндры (у шматцыліндравых рухавіках).
4. Забяспечвае стабільнае згаранне ў розных умовах, такіх як нізкія/высокія абароты, малыя/вялікія нагрузкі, тэмпература рухавіка і змены якасці паліва.
Добрая сістэма запальвання забяспечвае больш поўнае згаранне, больш рэагуючы рухавік, павышае эфектыўнасць і зніжае выкіды.
2. Асноўныя прынцыпы працы сістэмы запальвання
У бензінавым рухавіку паліўна-паветраная сумесь сціскаецца поршнем. Па меры павышэння ціску і тэмпературы сумесі для пачатку згарання патрэбна крыніца энергіі. Тут у гульню ўступае свечка запальвання, якая стварае іскру. Аднак для стварэння магутнай іскры патрабуецца высокае напружанне.
Гэты прынцып пераўтварэння напружання звычайна выкарыстоўвае шпульку запальвання, якая дзейнічае як трансфарматар: нізкае напружанне ў першаснай шпульцы пераўтвараецца ў высокае напружанне ў другаснай шпульцы. Гэта высокае напружанне затым перадаецца на свечку запальвання, пераскоквае зазор паміж электродамі і запальвае паліўную сумесь.
Ключ да паспяховага запальвання крыецца ў двух рэчах:
– Дастатковая энергія іскры (правільнае напружанне і ток).
– Момант запальвання правільны ў залежнасці ад стану рухавіка.
3. Асноўныя кампаненты сістэмы запальвання
Нягледзячы на тое, што канструкцыі адрозніваюцца, асноўныя кампаненты сістэмы запальвання бензіну ўключаюць:
а. Крыніца току (акумулятар/генератар або магнета)
У сучасных аўтамабілях асноўнай крыніцай харчавання звычайна з'яўляецца акумулятар (12 В), які сілкуецца і зараджаецца генератарам. У некаторых матацыклах, асабліва ў старых мадэлях, крыніцай можа быць магнета.
б. Замак запальвання і першасны ланцуг
Замок запальвання падключае і адключае асноўны электрычны ток. Першасны ланцуг — гэта шлях нізкавольтнага току, які паступае да першаснай шпулькі праз кантролер запальвання (плацінавы або электронны модуль).
с. Шпулька запальвання
Шпулька складаецца з:
– Першасная абмотка: атрымлівае ток 12 В (або ад магнета).
– Другасная абмотка: выпрацоўвае высокае напружанне, якое можа складаць ад 10 000 да 40 000 вольт і больш у залежнасці ад сістэмы.
Шпулька працуе, калі першасны ток раптоўна адключаецца (калапс магнітнага поля), так што ў другаснай шпульцы ўзнікае індукцыя высокага напружання.
г. Кантролер/выключальнік першаснага ланцуга
Існуе некалькі тыпаў:
– Плацінавы (кантактны выключальнік): механічны выключальнік у звычайных сістэмах.
– CDI/TCI/ECU: электронны модуль, які рэгулюе, калі падача току адключаецца і колькі часу шпулька «зараджаецца» (час вытрымкі).
е. Дыстрыб'ютар (на некаторых аўтамабільных рухавіках)
У традыцыйных сістэмах на старых аўтамабілях размеркавальнік размяркоўвае высокае напружанне на кожную свечку запальвання ў адпаведнасці з парадкам запальвання. Размеркавальнікі звычайна абсталяваны:
– ротар, вечка і механізм апярэджання запальвання (рэгулятар апярэджання запальвання).
У сучасных аўтамабілях размеркавальнік часта закінуты.
f. Высокавольтны кабель / шпулька-раз'ём (COP)
Высокае напружанне перадаецца праз кабель запальвання. У сучасных сістэмах COP шпулька непасрэдна падключана да свечкі запальвання, што дазваляе здымаць або скарачаць кабель высокага напружання.
г. Свечка запальвання
Свечка запальвання — гэта «вяршыня» сістэмы запальвання. Іскра ўзнікае ў зазоры паміж электродамі. Стан свечкі запальвання (зазор, нагар, знос электродаў) істотна ўплывае на якасць згарання.
4. Тыпы сістэм запальвання
Тэхналагічны прагрэс прывёў да таго, што сістэма запальвання ператварылася з механічнай у электронную з камп'ютэрным кіраваннем.
1) Звычайная сістэма запальвання (плаціна)
У гэтай сістэме выкарыстоўваецца плаціна для перапынення першаснага току шпулькі. Яе перавагі простыя і зразумелыя, але ёсць і недахопы:
– Плаціна зношаная, патрабуе рэгулярнай карэкціроўкі.
– Фазы лёгка мяняюцца з-за зносу кулачка або спружыны.
– Іскра можа слабець на высокіх абаротах (з-за плацінавых «падскокаў»).
Звычайна ёсць кандэнсатар, каб паменшыць іскру на плаціне і паскорыць калапс магнітнага поля, каб павялічыцца другаснае напружанне.
2) Сістэма запальвання CDI (кандэнсатарнае разраднае запальванне)
CDI распаўсюджаныя на матацыклах. Гэтая сістэма назапашвае энергію ў кандэнсатары, а затым хутка перадае яе ў шпульку. Характарыстыкі CDI:
– Больш стабільная іскра на высокіх абаротах.
– Мінімальная колькасць механічных кампанентаў.
– У залежнасці ад канструкцыі можна выкарыстоўваць крыніцы пераменнага (магніта) або пастаяннага (батарэі) току.
CDI падыходзіць для рухавікоў, якія патрабуюць хуткай рэакцыі запальвання, але характар іскры можа быць «карацейшым», чым у індуктыўнай сістэмы.
3) Сістэма запальвання TCI/транзістарная (індуктыўнае запальванне)
Транзістарныя пераўтваральнікі (ТП) шырока выкарыстоўваюцца ў сучасных аўтамабілях, дзе ў якасці перамыкача току першаснай абмоткі выкарыстоўваюцца транзістары. Іх перавагі:
– Больш дакладны кантроль часу знаходжання.
– Добрая энергія іскры пры розных абаротах.
– Больш трывалы і патрабуе мінімальнага абслугоўвання.
4) Інтэграваны блок кіравання рухавіком (ЭБУ сістэмы запальвання)
У сучасных аўтамабілях ЭБУ рэгулюе запальванне на аснове сігналаў ад такіх датчыкаў, як:
– Датчык становішча каленчатага вала (CKP)
– CMP (датчык становішча размеркавальнага вала)
– Датчык становішча дросельнай засланкі (ДПДЗ)
– MAP/MAF (ціск у калектары або расход паветра)
– ЭКТ (тэмпература астуджальнай вадкасці)
– Датчык дэтанацыі (выяўленне дэтанацыі)
ЭБУ можа дынамічна рэгуляваць апярэджванне запальвання для павышэння магутнасці, эфектыўнасці і прадухілення дэтанацыі.
5) Бескамплектавальная сістэма запальвання (DIS) і шпулька запальвання (COP)
DIS выключае размеркавальнік, выкарыстоўваючы альбо падвойныя шпулькі, альбо адну шпульку на цыліндр. Найбольш распаўсюджаная сёння канструкцыя запальвання: кожны цыліндр мае сваю ўласную шпульку непасрэдна на свечцы запальвання, што прыводзіць да:
– Меншыя страты энергіі.
– Больш дакладнае кіраванне запальваннем для кожнага цыліндру.
– Прасцейшае абслугоўванне, бо менш кампанентаў перамяшчаецца.
5. Апярэджанне і апярэджанне запальвання
Апярэджанне запальвання — гэта момант узнікнення іскры адносна становішча поршня. Звычайна іскра ўзнікае перад верхняй мёртвай кропкай (ВМК) такту сціску, якая называецца ВМК (перад верхняй мёртвай кропкай). Чаму перад ВМК? Паколькі для развіцця згарання патрабуецца час, пікавы ціск, як чакаецца, узнікне неўзабаве пасля таго, як поршань пройдзе ВМК, каб дасягнуць найбольш эфектыўнай цягі.
Пры высокіх абаротах рухавіка даступны час скарачаецца. Такім чынам, для падтрымання аптымальнага згарання апярэджанне запальвання павінна быць зроблена больш апярэджаным. У традыцыйных сістэмах выкарыстоўваецца механічны апярэджвальнік (цэнтрабежны/вакуумны), у той час як сучасныя сістэмы абапіраюцца на ЭБУ.
Калі час занадта позна:
– Рухавік можа «стукаць» (дэтанацыя/дэтанацыя), магутнасць нестабільная, існуе рызыка пашкоджання поршня.
Калі гэта занадта далёка назад:
– Слабая магутнасць, марнатраўства паліва, падвышаная тэмпература выхлапных газаў.
6. Сімптомы пашкоджання сістэмы запальвання
Некаторыя распаўсюджаныя прыкметы праблем з запальваннем:
1. Рухавік цяжка заводзіцца: не працуе свечка запальвання, слабая шпулька, разраджаны акумулятар, праблемны датчык павароту коленчатага вала.
2. Прапуск запальвання або прапускі запальвання: брудныя свечкі запальвання, уцечкі правадоў свечак запальвання, трэшчыны ў шпульках, фарсункі/паліва таксама могуць справакаваць гэта, але неабходна праверыць запальванне.
3. Зніжэнне магутнасці: збой у часе, шпулька слабая, свечкі запальвання не адпавядаюць патрабаванням.
4. Марнатраўнае спажыванне паліва: няпоўнае згаранне, слабая іскра, няправільны момант запальвання.
5. Гарыць індыкатар рухавіка (сучасныя аўтамабілі): дыягнастычныя коды няспраўнасці, звязаныя з прапускамі запальвання (напрыклад, P0300-P0304), могуць паказваць на праблему з запальваннем або падачай паліва.
7. Асноўнае тэхнічнае абслугоўванне сістэмы запальвання
Каб забяспечыць даўгавечнасць і аптымальную працу сістэмы запальвання, выконвайце наступнае тэхнічнае абслугоўванне:
– Правярайце і замяняйце свечкі запальвання ў адпаведнасці з інтэрваламі вытворцы. Пераканайцеся, што зазор паміж свечкамі запальвання адпавядае стандарту.
– Праверце правады і шпульку свечак запальвання: звярніце ўвагу на наяўнасць расколін, уцечак або карозіі ў раздымах.
– Пераканайцеся, што напружанне акумулятара добрае, а сістэма зарадкі нармальная.
– Выкарыстоўвайце паліва з рэкамендаваным актанавым лікам, каб ЭБУ не запавольваў час з-за дэтанацыі.
– У звычайных сістэмах: перыядычна рэгулюйце плаціну і фазы, а таксама правярайце кандэнсатар і размеркавальнік.
Закрыццё
Сістэма запальвання аўтамабіля пераўтварае нізкавольтную электрычную энергію ў высокавольтную, каб у патрэбны момант стварыць іскру на свечцы запальвання. Ключавыя кампаненты, такія як шпулька, кантролер току (Platinum/CDI/TCI/ECU) і свечкі запальвання, працуюць разам, каб стварыць эфектыўнае і стабільнае згаранне. Разуменне асноў сістэмы запальвання дапамагае карыстальнікам і тэхнікам дыягнаставаць праблемы з рухавіком, выконваць рэгулярнае тэхнічнае абслугоўванне і падтрымліваць аптымальную працу аўтамабіля.
Калі хочаце, я магу зрабіць больш канкрэтную версію артыкула для матацыклаў (CDI/TCI) або сучасных аўтамабіляў (датчыкі COP, ECU, CKP/CMP) з дыяграмамі працоўных працэсаў і прыкладамі няспраўнасцяў.
