6.3. Система зажигания

Предупреждение

При выполнении работ на электрической системе чтобы не повредить полупроводниковые устройства (диоды и транзисторы) необходимо выполнять следующие требования:

– во время работы двигателя не отсоединяйте аккумулятор, генератор переменного тока или любые электрические разъемы;
– при проведении любых работ снимите отрицательную клемму с аккумулятора;
– при проведении электросварочных работ на автомобиле отключите генератор переменного тока и электронное контрольное устройство;
– не допускайте работу двигателя с отсоединенным от электрической системы генератором;
– не проверяйте работоспособность генератора, замыкая его выходные контакты на массу.

Система зажигания производит воспламенение топливной смеси в цилиндрах двигателя в определенный момент в зависимости от оборотов двигателя и нагрузки. На автомобилях устанавливается много различных типов систем зажигания.

Система зажигания питается от бортовой сети автомобиля. В катушке зажигания напряжение бортовой сети автомобиля преобразуется в высокое напряжение. Высокое напряжение используется для образования искры между электродами свечей зажигания в цилиндрах двигателя в такте сжатия. Цепь низкого напряжения или первичная цепь состоит из электропроводки, которая соединяет аккумулятор, замок зажигания, первичную обмотку катушки зажигания и электронный блок зажигания. Цепь высокого напряжения или вторичная цепь состоит из высоковольтной обмотки катушки зажигания, центрального высоковольтного провода, распределителя зажигания, ротора распределителя, высоковольтных проводов свечей зажигания и свечей зажигания.

Катушка зажигания преобразует прерывистый ток низкого напряжения (+12 В) в ток высокого напряжения для пробоя воздушного зазора между электродами свечей зажигания. Катушка зажигания представляет собой трансформатор с разомкнутым магнитопроводом, который состоит из внутреннего сердечника и наружного кольцевого магнитопровода. Вторичная обмотка, имеющая большое число витков, намотана вокруг сердечника. Первичная обмотка (с меньшим числом витков) намотана поверх вторичной.
Система зажигания работает следующим образом. При подаче напряжения на первичную обмотку катушки зажигания в катушке зажигания возникает магнитное поле. Для включения и выключения напряжения, подаваемого к первичной обмотке катушки зажигания, используется электронный блок.

При выключении напряжения на первичной обмотке катушки зажигания падение напряжения магнитного поля во вторичной обмотке генерирует высокое напряжение, которое через распределитель зажигания подается к свече соответствующего цилиндра. Затем напряжение снова подается к первичной обмотке катушки зажигания, в результате чего магнитное поле увеличивается и цикл повторяется для подачи высокого напряжения к следующей свече зажигания.

Система HEI

В систему HEI входит распределитель зажигания с прерывателем, коммутатор, катушка зажигания и свечи зажигания. · Электронный импульс, необходимый для выключения напряжения, подаваемого к первичной обмотке катушки зажигания формируется магнитным триггером в распределителе зажигания. Зубчатое колесо триггера вращается в постоянном магнитном поле. Величина магнитного поля между выступами статора и зубчатого колеса зависит от воздушного зазора между полюсами. При минимальном воздушном зазоре, когда выступ зубчатого колеса расположен непосредственно перед выступом статора происходит образование импульса. В связи с тем, что магнитное поле между выступами статора и зубчатого колеса постоянно изменяется в электромагнитной обмотке триггера, установленной под зубчатым колесом, генерируется напряжение. Это напряжение усиливается коммутатором и используется для отключения первичной обмотки катушки зажигания. Для каждого цилиндра используется по одному выступу триггера и статора.

Угол опережения зажигания задается распределителем и корректируется центробежным и вакуумным регуляторами. Центробежный регулятор состоит из двух грузиков, которые при увеличении оборотов двигателя под действием центробежной силы расходятся от вала распределителя. Расходясь, грузики поворачивают зубчатое колесо относительно вала распределителя и таким образом корректируется момент зажигания в зависимости от оборотов двигателя. Величина расхождения грузиков определяется усилием возвратных пружин.

Вакуумный регулятор, закрепленный на корпусе распределителя зажигания, состоит из блока диафрагмы. К одной стороне диафрагмы подается через шланг разрежение от карбюратора. Другая сторона диафрагмы связана тягой с распределителем зажигания. Под действием разрежения диафрагма изгибается и через тягу поворачивает опорную пластину против направления вращения вала распределителя и в результате этого корректируется угол опережения зажигания в зависимости от нагрузки двигателя.

Система MSTS-i

Система MSTS-i имеет распределитель зажигания с датчиком Холла (или датчик скорости вращения и положения коленчатого вала на моделях Х16 SZ), датчика абсолютного давления во впускном коллекторе, датчика температуры масла, коммутатора, катушки зажигания и свечей зажигания.

Эффект Холла заключается в возникно вении поперечного электрического поля в пластинке полупроводника с током при действии на нее магнитного поля. Датчик состоит из постоянного магнита, пластины полупроводника и интегральной микросхемы. Между пластинкой и магнитом имеется зазор. В зазоре датчика находится стальной экран с четырьмя прорезями. Когда через зазор проходит прорезь экрана, то на пластинку полупроводника действует магнитное поле и с нее снимается разность потенциалов. Если же в зазоре находится тело экрана, то магнитные силовые линии замыкаются через экран и на пластинку не действуют. В этом случае разность потенциалов на пластинке не возникает. Интегральная микросхема, встроенная в датчик, преобразует разность потенциалов, создающуюся на пластинке в отрицательные импульсы напряжения определенной величины на выходе датчика. При вращении вала распределителя зажигания бесконтактный датчик выдает импульсы напряжения на коммута тор. В свою очередь коммутатор преобразует их в импульсы тока первичной обмотки катушки зажигания.

На моделях 1,8 л для выключения напряжения, подаваемого к катушке зажигания, используется импульс датчика скорости и положения коленчатого вала, который активизируется зубчатым ротором на коленчатом вале. Зубчатый ротор имеет 35 зубьев, расположенных на одинаковом расстоянии и отсутствующий 36-й зуб. Место, где отсутствует зуб, используется датчиком для определения верхней мертвой точки коленчатого вала.

Данные о нагрузке на двигатель поступают на модуль MSTS-i от датчика давления, который соединен с карбюратором вакуумной трубкой. Также в модуль MSTS-i поступает дополнительная информация от датчика температуры масла. На основании информации от датчиков модуль MSTS-i определяет требуемый угол опережения зажигания.

Система Multec с MSTS-i

Электронная система зажигания без механических элементов имеет в своем составе электронное контрольное устройство (ECU) зажигания, расположенное в углублении для ног водителя. Система зажигания состоит из распределителя зажигания, приводимого в действие от левого конца распределительного вали и содержащего усилитель сигнала, переключатель октанового числа топлива, свечи зажигания, высоковольтные провода и катушку зажигания.

Блок ECU управляет системой зажигания и системой впрыска топлива и по сути, является системой управления двигателем. Для определения угла опережения зажигания блок ECU получает информа цию от датчика коленчатого вала (о частоте вращения и положении коленчатого вала), от датчика температуры охлаждающей жидкости и от датчика абсолютного давления во впускном коллекторе (о нагрузке на двигатель). Кроме того, блок ECU получает дополнительную информацию об установленном октановом числе топлива и блока управления автоматической коробкой передач (для плавного переключения передач уменьшается угол опережения зажигания при переключении).

Блок ECU использует входы от различных датчиков, чтобы вычислить требуемую установку угла опережения зажигания и время накопления энергии на катушке зажигания.

Система зажигания обладает высокой чувствительностью, поэтому даже на оборотах холостого хода может незначитель но изменяться угол опережения зажигания. Система зажигания, устанавливаемая на моделях C18 SZ аналогична описанной, за исключением того, что усилитель сигналов выполнен в виде отдельного блока. Обороты и положение коленчатого вала двигателя блок ECU определяет с помощью датчика, закрепленной с правой передней стороны блока цилиндров. Датчик активизируется специальным зубчатым ротором с 58-ю зубьями, установленным на коленчатом вале. Место на роторе, где отсутствует один зуб, используется датчиком для определения верхней мертвой точки коленчатого вала.

Система DIS

На всех двигателях Х16 SZ и на двигателях С20 XE DOHC с 1993 года вместо распределителя и катушки зажигания используется модуль DIS. На двигателе Х16 SZ модуль DIS расположен на крышке головки блока цилиндров в том месте, где должен был бы устанавливаться распределитель. На двигателях С20 ХЕ к головке блока цилиндров вместо обычного распределителя зажигания прикреплен датчик положения распределительного вала. Модуль DIS распложен на кронштейне и крепится к головке блока цилиндров со стороны распределительного вала, управляющего впускными клапанами.

Модуль DIS состоит из двух катушек зажигания. Каждая катушка зажигания фактически состоит из двух отдельных высоковольтных обмоток, которые подают искру в два цилиндра каждая (одна - в цилиндры 1 и 4, а другая - в цилиндры 2 и 3). Импульс зажигания подается сразу на две свечи зажигания для каждого цилиндра двигателя, один - на такте сжатия, один - на такте выхлопа. Искра зажигания на такте выхлопа не влияет на работу двигателя и поэтому потрачена впустую. Блок ECU использует входы от различных датчиков, чтобы вычислить требуемую установку угла опережения зажигания и время накопления энергии на катушке зажигания.

Система Motronic M4.1 и М1.5

Эти системы управляют зажиганием и впрыском топлива.

Блок ECU системы Motronic получает информацию от датчика скорости/положения коленчатого вала, от датчика температуры охлаждающей жидкости, устанав ливаемого в кожухе термостата, от датчика положения дроссельной заслонки, от измерителя воздушного потока, а на моделях с катализатором - от датчика кислорода.

На основании информации от датчиков блок ECU управляет топливным насосом, топливными форсунками, оборотами холостого хода и вычисляет требуемую установку угла опережения зажигания и время накопления энергии на катушке зажигания. Эта система обеспечивает оптимальное управление двигателем на всех эксплуатационных режимах, уменьшая расход топлива и улучшая динамические характеристики автомобиля при уменьше нии выбросов вредных веществ в атмосферу.

Система Motronic М2.5 и М2.8

Эта система подобна описанной для моделей с двигателями SOHC со следующи ми отличиями.

Вместе с датчиком скорости/положения коленчатого вала используется распределитель зажигания с датчиком Холла.

В системе используется также отдельный коммутатор, который устанавливается на кронштейне катушки зажигания.

Блок ECU получает дополнительную информацию от датчика детонации, установленного на блоке цилиндров. При появлении детонации блок ECU уменьшает угол опережения зажигания и предотвра щает повреждение двигателя.

Система Simtec 56.1

В системе зажигания Simtec отсутствуют механические узлы.

Блок управления двигателем имеет систему электронного управления зажиганием, которая называется микропроцессорной системой зажигания с индуктивным управлением или MSTS-i. Блок управления расположен под панелью отделки с правой стороны в углублении для ног водителя.

Вместо обычной катушки зажигания используется сдвоенная катушка зажигания, которая управляется блоком управления.

На основании датчиков распределительного вала и индуктивного датчика коленчатого вала определяется верхняя мертвая точка, угол поворота коленчатого вала и обороты двигателя. На основании сигналов от датчиков блок управления определяет момент зажигания и момент впрыска топлива.

На основании информации от ленточного датчика массы потока воздуха блок ECU определяет количество топлива для впрыска в двигатель.

Датчик температуры поступающего в двигатель воздуха (NTS) установлен в главном воздушном патрубке между воздушным фильтром и измерителем потока воздуха.

Система управления двигателем также управляет клапаном канистры с углем. Вентиляция топливного бака контролируется датчиком кислорода и корректируется блоком управления.

Также блок управления получает информацию от датчика детонации. В связи с тем, что при появлении детонации в цилиндрах двигателя датчик детонации уменьшает угол опережения зажигания, не требуется установка октанового числа топлива.