Система зажигания двигателей

Система зажигания предназначена для воспламенения топливовоздушной смеси в точно установленный момент времени. В двигателях с искровым зажиганием это достигается за счета электрической искры, т.е. электроискрового разряда, создаваемого между электродами свечи зажигания. Надежное зажигание в широком диапазоне режимов работы двигателя является существенным фактором для эффективной работы каталитического нейтрализатора.

Пропуски зажигания приводят к догоранию смеси в каталитическом нейтрализаторе, перегреву и выходу его из строя.

Зажигание рабочей смеси

Система зажигания подает на электроды свечи зажигания высокое напряжение, создающее искру, воспламеняющую рабочую смесь. Энергия искры примерно равна 0,2 мДж, что соответствует уровню зажигания стехиометрической смеси. Более богатым или бедным смесям требуется для воспламенения существенно большая энергия искры. Если достаточная энергия зажигания не может быть получена, то смесь не воспламеняется, т.е. произойдет пропуск зажигания. Избыток энергии, например, получаемый в транзисторной или электронной системе зажигания, стабилизирует процесс распространения пламени. Это ведет к более равномерной работе двигателя и снижению выбросов CH. Увеличение продолжительности искрового разряда, повышенные зазоры между электродами свечи и использование тонких электродов также положительно влияют на равномерность работы двигателя и снижение выбросов CH.

Воспламенение искрой небольшого облака мелкодисперсной смеси может быть достаточным для инициирования всего процесса воспламенения.

После воспламенения этого небольшого объема смеси пламя распространяется по оставшемуся объему рабочей смеси в цилиндре, обеспечивая начало горения топлива. Способность к воспламенению топлива повышается за счет его эффективного распыления и хорошего доступа смеси к электродам свечи, а также за счет увеличения продолжительности искрового разряда и длины самой искры (увеличенный зазор между электродами свечи).

Свеча зажигания определяет длину искры; продолжительность искрового разряда зависит от типа и конструкции системы зажигания, а также от условий, при которых происходит зажигание.

Получение искры

Для возникновения искры напряжение между электродами свечи должно резко возрасти от нуля до напряжения, необходимого для образования дуги. После возникновения искрового разряда напряжение падает до уровня, необходимого для распространения искры; топливо воздушная смесь может воспламениться в любой момент этой фазы. Затем искра исчезает и напряжение падает до нуля.

Хотя интенсивное завихрение рабочей смеси является желательным явлением с точки зрения ее сгорания, оно может погасить искру, приводя к неполному сгоранию смеси. Поэтому энергия, запасенная в катушке зажигания, должна быть достаточной для получения одного или нескольких последовательных искровых разрядов.

Получение высокого напряжения и накопление энергии зажигания

В батарейных системах зажигания используется катушка зажигания, работающая подобно автотрансформатору и аккумулирующая энергию зажигания. При замыкании контактов прерывателя ток поступает на первичную обмотку катушки. Энергия тока переходит затем в энергию магнитного поля до момента размыкания контактов прерывателя. Магнитное поле при этом исчезает, наводя во вторичной обмотке ток высокого напряжения, поступающий на одну из свечей зажигания. Уровень энергии в 60…120 мДж внутри катушки зажигания соответствует регистрируемым значениям напряжения в 25…30 кВ.

Характеристика свечи зажигания по напряжению

1 – напряжение зажигания; 2 – напряжение искрового разряда; t – продолжительность искрового разряда

Резервы высокого напряжения и энергии зажигания должны быть достаточны для того, чтобы компенсировать все электрические потери. Неправильное обслуживание системы зажигания уменьшает эти резервы и ведет к нарушениям в процессах воспламенения и сгорания. При этом возрастают потери мощности в двигателе и увеличивается расход топлива. Кроме того, может произойти нарушение в работе или повреждение каталитического нейтрализатора, значительно затрудниться пуск двигателя (особенно в холодном состоянии).

Системы зажигания, используемые на высокофорсированных двигателях, снабжаются емкостными аккумуляторами энергии (CDI). Эти системы накапливают энергию в электрическом поле конденсатора перед тем, как в специальном трансформаторе она будет преобразована в импульс высокого напряжения и поступит на свечу зажигания.

Есть вопросы? ЗАДАВАЙ!