Система зажигания инжекторного двигателя – Система зажигания инжекторного и дизельного двигателя автомобиля: виды (контактная и другие)

Содержание

Система зажигания инжекторного двигателя

Система зажигания служит для воспламенения топлива, что и позволяет ему превращаться в силу, приводящую автомобиль в движение. Искра зажигания должна появиться в правильный момент, быть достаточно длинной, сильной и долговременной. А от работы всей системы зависит мощность мотора, расход топлива и даже содержание вредоносных веществ в выхлопных газах.

Воспламенение топлива

При сжатии в цилиндре топливовоздушной смеси в камере сгорания образуется давление в 20-40 бар, а температура возрастает до 400-600°C. И хотя цифры впечатляют, но, оставаясь в покое, топливо при таких условиях не воспламенится. Для этого необходима искра.

Искра образуется между боковыми и центральным электродами свечи зажигания. Расстояние между ними определяет мощность искры, а она прямо влияет на то, произойдет ли возгорание. При маломощном разряде, топливовоздушная смесь может не воспламениться.

Для того чтобы в свече возникла искра, необходима энергия. В системе зажигания есть катушка, функция которой и заключается в аккумулировании энергии, а затем передаче на свечу ее часть. Напряжение, создаваемое катушкой зажигания, многократно превышает силу разряда, возникающего в свече. Она способна накопить 60-120 мДж энергии и обеспечить напряжение в 25-40 кВ.

Чтобы воспламенение топлива произошло, необходимо сочетание нескольких факторов. Искра должна обладать действительно большой силой заряда. А какой именно, зависит от типа смеси. Так, для стехиометрической это 0,2 мДж, а для «бедной» или «богатой» — 3 мДж. В момент разряда возле свечи должно быть не слишком много и не слишком мало топлива и примешиваемых к нему газов, их количество должно быть оптимальным. Именно эта часть смеси и распространит горение на все остальное топливо.

Необходимые условия

Для качественного сгорания топлива необходимо соблюдение таких условий:

• искра должна сохраняться достаточно долгий промежуток времени;

• топливовоздушная смесь должна быть однородной и распыленной равномерно;

• стехиометрический состав должен быть уравновешен.

Длина самой искры так же немаловажна для процесса горения топлива. Чем она больше, тем лучше. Увеличить ее можно, увеличивая зазор между электродами свечи зажигания. Чтобы выставить это расстояние правильно, необходимо опираться на техническую документацию двигателя.

Угол опережения зажигания (УОЗ)

Момент зажигания — это важный фактор. От воспламенения топливной смеси до ее полного сгорания проходит примерно три миллисекунды. Именно поэтому зажигание должно произойти в определенный момент, так, чтобы смесь полностью сгорела до перехода поршнем верхней мертвой точки (ВМТ). Своевременное зажигание и диктует качественные свойства двигателя: экономию топлива, мощность мотора, вредность паров сгорания.

 

Система зажигания инжекторного двигателя

 

Важно понимать, что при увеличении интенсивности вращения коленвала, скорость движения поршня возрастает, но скорость горения топлива остается прежней. Так возникает ситуация, приводящая к падению давления: когда поршень находится далеко от верхней мертвой точки, объем пространства для горения смеси больше, что и снижает давление. А это, в свою очередь, снижает мощность двигателя.

Если же интенсивность вращения коленвала остается неизменной, но увеличивается нагрузка на мотор, важно, чтобы зажигание происходило позже. Ведь объем топлива в цилиндры при таком режиме поступает больший, а вот количество остаточных газов, смешиваемых с ним, уменьшается. Это ведет к уменьшению времени, необходимого для полного сгорания смеси. Поэтому и искра должна возникать позже.

Для правильной работы системы разряд должен возникать тогда, когда давление, вне зависимости от режима работы двигателя, оптимально. Поэтому воспламенение смеси до того, как поршень окажется в верхней мертвой точке, необходимо, но момент этот не одинаков.

Определяющей здесь является позиция коленчатого вала по отношению к ВТМ: момент зажигания обозначается в градусах до мертвой точки. Этот угол и называется углом опережения зажигания.

Если момент зажигания приближается к ВМТ — он называется поздним, УОЗ становится меньше. Если отдаляется — ранним, УОЗ становится больше. Чем интенсивнее движение коленвала, тем больше должен быть угол опережения зажигания.

Инжекторные системы хороши тем, что сами определяют УОЗ в зависимости от трех основных факторов: режима работы, скорости вращения коленчатого вала и нагрузки на мотор. Анализируя эти показатели, система управления двигателем высчитывает оптимальный УОЗ.

Детонация

Детонация двигателя — это настолько же нехорошо, как и звучит. Этим термином обозначаются непредсказуемый взрыв, который случается в двигателе в случайный момент времени. Опасен он тем, что может стать причиной полного выхода двигателя из строя.

 

Система зажигания инжекторного двигателя

 

Детонация случается при слишком раннем УОЗ и высокой степени сжатия. Происходит она в результате самопроизвольного возгорания топливовоздушной смеси.

Сила самого взрыва незначительна, но температура и давление возрастают, что и может привести к поломке деталей двигателя. Чаще всего возникают повреждения поршней и прокладки головки блока цилиндров, особенно возле клапанов.

Вероятность возникновения детонации особенно высока при:

• высокой нагрузке на мотор и приближающейся к критической частоте оборотов коленвала;

• разгоне — когда нагрузка на двигатель большая, но обороты малые; такая детонация слышится как серия стуков и металлического звона, её принято считать самым опасным видом детонации, так как рёв мотора способен полностью заглушить звуки взрывов;

• конструктивных дефектах двигателя;

• некачественном топливе.

Работа системы зажигания инжекторного двигателя


Работа системы зажигания инжекторного двигателя

Система зажигания служит для поджигания смеси в определенный период, вследствие чего начинается процесс сгорания. От нормальной работы системы зажигания зависит мощность двигателя, содержание вредных веществ в отработавших газах, а также топливная экономичность.
Процесс воспламенения топливовоздушной смеси
Когда поршень сжимает топливовоздушную смесь, давление в камере сгорания достигает 20-40 бар, а температура смеси 400 — 600°С. Но чтобы смесь загорелась, т.е. произошел бы процесс горения этого недостаточно и нужно на нее воздействовать. Для этого служит искра, которая возникает между центральным и боковым электродами свечи зажигания. Но если искровой заряд будет маломощным, то возгорание может и не произойти.

система зажигания инжектораЧтобы смесь поджигалась нужен очень мощный разряд. К примеру, для стехиометрической смеси он составляет 0.2 мДж, а для ‘бедной’ или ‘богатой’ смеси он должен быть равным 3.0 мДж. Необходимо, чтобы около искры находилось оптимальное количество топливовоздушной смеси. Именно это количество и поджигает всю оставшуюся смесь в цилиндре, а дальше начинается процесс сгорания топлива.

В системе зажигания автомобиля присутствует катушка зажигания, которая накапливает энергию и передает ее на свечу зажигания для возникновения напряжения. Особенность катушки зажигания состоит в том, что напряжение, которая она создает, намного превышает величину пробоя в зазоре свечи зажигания. Катушки зажигания способны накапливать энергию в районе 60 — 120 мДж и обеспечивают напряжение равное 25 — 40 кВ.

Условия для качественного горения топлива:

  • Достаточная продолжительность искрового разряда,
  • Оптимальное распыление топливовоздушной смеси,
  • Однородность топливовоздушной смеси,
  • Стехиометрический состав топливовоздушной смеси.

На процесс горения также влияет величина искрового разряда между электродами свечи зажигания. Увеличение зазора способствует увеличению длины искры, что приводит к более лучшему процессу сгорания топлива. Величину зазора в свечи зажигания
надо выставлять согласно данным производителя мотора.
Угол опережения зажигания (УОЗ). Что это такое?
угол опережения зажигания
Три миллисекунды — именно столько проходит между моментом начала воспламенения смеси и ее полным сгоранием.
При повышении частоты вращения коленвала время сгорания остается постоянным, но средняя скорость перемещения поршня возрастает. Это ведет к тому, что когда поршень отходит от ВМТ, сгорание смеси произойдет в большем объеме и давление газов на поршень уменьшиться. Из-за этого упадет мощность двигателя.

Кроме того, при одной и той же частоте вращения коленвала с увеличением нагрузки на двигатель момент воспламенения должен наступать позже. Это объясняется тем, что увеличивается количество горючей смеси, поступающей в цилиндры, и одновременно уменьшается количество примешиваемых к ней остаточных отработавших газов, вследствие чего повышается скорость сгорания. Искра должна возникнуть в тот момент, когда давление сгорания при разных рабочих режимах будет наиболее оптимальным.

Это вызывает необходимость воспламенять рабочую смесь с опережением (до прихода поршня к ВМТ) с таким расчетом, чтобы смесь полностью сгорела к моменту перехода поршнем ВМТ.

Момент зажигания принято определять по положению коленчатого вала относительно ВМТ и обозначать его в градусах до ВМТ. Этот угол называют углом опережения зажигания (УОЗ). Сдвиг момента зажигания в сторону ВМТ считается поздним (УОЗ уменьшается), а сдвиг от ВМТ — ранним (УОЗ увеличивается). Чем выше частота вращения коленвала, тем более ранним должен быть угол опережения зажигания.


Момент зажигания является важным показателем в работе двигателя. От него зависит экономичность мотора, максимальная мощность и содержание вредных веществ в выхлопных газах.

В инжекторных моторах система самостоятельно рассчитывает угол опережения зажигания в зависимости от работы мотора в определенный период. Угол опережения зажигания определяется на основании скорости вращения коленвала, режима работы мотора и нагрузки на двигатель. На основании этих данных система управления двигателем подбирает оптимальный УОЗ.

Детонация двигателя. Что это такое?
Детонация — это непредсказуемые взрыв в моторе, который происходит в неположенное время и может загубить двигатель. Детонация возникает при высокой степени сжатия двигателя и носит опасный характер для мотора. Детонация бывает из-за самопроизвольного сгорания топливовоздушной смеси в камере сгорания.как происходит детонация двигателя
Детонация свидетельствует о том, что момент зажигания очень ранний. Вследствие могут пострадать детали двигателя из-за повышенной температуры и давления паров. В первую очередь страдают поршни, прокладка головки цилиндров и головка в зоне клапанов. Детонация может приводить к ремонту двигателя.

Детонация мотора можно возникать:

  • При большой нагрузки на двигатель и повышенных (близким к критическим) оборотов коленчатого вала.
  • При разгоне. Она слышна как металлический звон и стуки в двигателе (‘стучат пальчики’). Она бывает при повышенной нагрузке, но при малых оборотах мотора. Именно она считается как самая опасная детонация, т.к. ее вовсе не слышно из-за повышенного шума мотора на больших оборотах.
  • Из-за конструкции двигателя, а также от плохого топлива.

Основы работы системы зажигания инжекторных двигателей

Большинство автолюбителей знает, что основной движущей силой, вызывающей работу двигателя автомобиля, является энергия, которая образовывается в процессе сгорания топлива внутри цилиндров силового агрегата.

Система зажигания является именно тем источником, который вызывает воспламенение горючего. От качества и своевременности возгорания смеси зависит бесперебойность и экономичность работы мотора.

Каким образом загорается топливная смесь?

Каждый поршень оказывает мощное давление на смесь, поступившую в камеру сгорания, дополненное определенным количеством воздуха. Во время этого процесса его величина достигает 40 бар. В результате резкого уменьшения рабочего объема камеры сгорания горючая смесь сильно разогревается (до 500-600 градусов), однако для её возгорания такая температура недостаточна.

Чтобы стимулировать воспламенение внутри цилиндров, посредством свечей зажигания проводится мощный искровой разряд, поджигающий топливо. Сила искры должна быть достаточной для осуществления возгорания. Маломощный пробой воспламенить смесь не способен.

За накопление энергии, передаваемой к свечам, отвечает специальная электромагнитная катушка. Главной её особенностью является тот факт, что сила напряжения, создаваемого в ней, значительно выше размера электрического пробоя в свечном зазоре. Катушке по силам выработать энергию в 100-120 мДж, необходимую для обеспечения общего напряжения в 30-40 кВ.

Основными условиями качественного возгорания смеси в цилиндрах являются:

— Необходимая для воспламенения длительность искры;

— Равномерное распределение топливной смеси;

— Однородность горючего состава.

Что называют величиной угла опережения зажигания.

 

Процесс прогорания топливной смеси поистине молниеносный. Полный цикл от начала воспламенения до полного прогорания занимает всего 3 мс. Чем выше частота, с которой коленчатый вал осуществляет вращение, тем выше скорость движения поршней. Однако время сгорания топлива в камере остается постоянной величиной. Этот факт становится причиной того, что при отхождении поршня от верхнего положения, объем сгораемого топлива увеличится, однако образовавшееся в результате этого давление на поршень будет невысоким. Это чревато существенной потерей мощности силового агрегата.

 

В связи с этим процесс сгорания должен происходить с небольшим запозданием. Искровой разряд необходим тогда, когда сила давления, образовавшаяся в различных условиях работы агрегата, будет оптимально высокой. Таким образом, смесь необходимо поджечь чуть раньше, чтобы она успела полностью прогореть до момента вхождения соответствующего поршня в верхнюю мертвую точку.

 

Момент, во время которого свеча дает воспламеняющий разряд, определяется по месту нахождения коленвала относительно его ВМТ. Он измеряется в градусах относительно крайнего вертикального положения. Данная величина названа углом опережения зажигания. В то время, когда момент сдвинут в сторону верхней точки, зажигание называется поздним. В случае сдвига в противоположную сторону – ранним. Чем больше скорость работы коленчатого вала, тем более ранним должна быть угол опережения.

 

Важность точного воспламенения смеси объясняется тем, что оно прямым образом влияет на мощность двигателя, его КПД, экономичность, а также количество вредных компонентов выхлопных газов.

Современные моторы имеют электронное управление зажиганием. Это значит, что система сама производит необходимые расчеты момента воспламенения смеси, и на основе них подбирает оптимальную величину угла опережения.

Детонация силового агрегата.

Детонация – явление для мотора чрезвычайно опасное. По сути, это взрыв небольшой силы, возникающий в неконтролируемый момент времени. Детонации, как правило, образуются при высокой степени сжатия агрегата и несут собой серьезную опасность.

Главная причина детонации – самопроизвольное возгорание топлива внутри цилиндра. Это следствие чрезвычайно раннего угла зажигания. Во время таких взрывов значительно возрастает нагрузка на поршневую зону, прокладку ГБЦ и клапана, возникающая вследствие повышенного уровня внутренней температуры и парового давления.

Когда же чаще всего происходит детонация?

В основном, её возникновение связано с несколькими рабочими режимами:

— Во время работы агрегата на высоких оборотах. Обычно это такой режим, при котором нагрузка на мотор значительно повышена, а значение частоты вращения коленвала близко к критическим показателям.

— При осуществлении разгона. В это время детонация проявляется в виде металлического звона и едва уловимых стуков внутри мотора.

— При неверной настройке двигателя и/или некачественном топливе

Что в итоге?

Резюмируя, скажем, что важность правильной работы системы зажигания трудно переоценить. Именно она определяет качество функционирования двигателя автомашины, его мощности и экономичности, а также пресекает возникновение в процессе его деятельности такого губительного явления как детонация. Точность выставления параметров угла опережения способствует оптимальным рабочим параметрам ДВС, полностью исключающим неконтролируемое воспламенение горючего внутри него.

Подробнее в видео ⇓

Похожие статьи:

Система зажигания инжекторного двигателя. Что такое УОЗ и детонация?

Система зажигания служит для поджигания смеси в определенный период, вследствие чего начинается процесс сгорания. От её работы зависит мощность двигателя, содержание вредных веществ в отработавших газах и топливная экономичность.

Процесс воспламенения топливовоздушной смеси
Когда поршень сжимает топливовоздушную смесь, давление в камере сгорания достигает 20-40 бар, а температура смеси 400 — 600°С. Но чтобы смесь загорелась, т.е. произошел бы процесс горения этого недостаточно и нужно на нее воздействовать. Для этого служит искра, которая возникает между центральным и боковым электродами свечи зажигания. Но если искровой заряд будет маломощным, то возгорание может и не произойти.

Чтобы смесь поджигалась нужен очень мощный разряд. К примеру, для стехиометрической смеси он составляет 0.2 мДж, а для «бедной» или «богатой» смеси он должен быть равным 3.0 мДж. Необходимо, чтобы около искры находилось оптимальное количество топливовоздушной смеси. Именно это количество и поджигает всю оставшуюся смесь в цилиндре, а дальше начинается процесс сгорания топлива.

В системе зажигания автомобиля присутствует катушка зажигания, которая накапливает энергию и передает ее на свечу зажигания для возникновения напряжения. Особенность катушки зажигания состоит в том, что напряжение, которая она создает, намного превышает величину пробоя в зазоре свечи зажигания. Катушки зажигания способны накапливать энергию в районе 60 — 120 мДж и обеспечивают напряжение равное 25 — 40 кВ.

Условия для качественного горения топлива:

  • Достаточная продолжительность искрового разряда;
  • Оптимальное распыление топливовоздушной смеси;
  • Однородность топливовоздушной смеси;
  • Стехиометрический состав топливовоздушной смеси.
На процесс горения также влияет величина искрового разряда между электродами свечи зажигания. Увеличение зазора способствует увеличению длины искры, что приводит к более лучшему процессу сгорания топлива. Величину зазора в свечи зажигания надо выставлять согласно данным производителя мотора.
Угол опережения зажигания (УОЗ). Что это такое?

Три миллисекунды — именно столько проходит между моментом начала воспламенения смеси и ее полным сгоранием.
При повышении частоты вращения коленвала время сгорания остается постоянным, но средняя скорость перемещения поршня возрастает. Это ведет к тому, что когда поршень отходит от ВМТ, сгорание смеси произойдет в большем объеме и давление газов на поршень уменьшиться. Из-за этого упадет мощность двигателя.

Кроме того, при одной частоте вращения коленвала с увеличением нагрузки на двигатель момент воспламенения должен наступать позже. Это объясняется тем, что увеличивается количество горючей смеси, поступающей в цилиндры, и одновременно уменьшается количество примешиваемых к ней остаточных отработавших газов, вследствие чего повышается скорость сгорания. Искра должна возникнуть в тот момент, когда давление сгорания при разных рабочих режимах будет наиболее оптимальным.

Это вызывает необходимость воспламенять рабочую смесь с опережением (до прихода поршня к ВМТ) с таким расчетом, чтобы смесь полностью сгорела к моменту перехода поршнем ВМТ.


Момент зажигания принято определять по положению коленчатого вала относительно ВМТ и обозначать его в градусах до ВМТ. Этот угол называют углом опережения зажигания (УОЗ). Сдвиг момента зажигания в сторону ВМТ считается поздним (УОЗ уменьшается), а сдвиг от ВМТ — ранним (УОЗ увеличивается). Чем выше частота вращения коленвала, тем более ранним должен быть угол опережения зажигания.

Момент зажигания является важным показателем в работе двигателя. От него зависит экономичность мотора, максимальная мощность и содержание вредных веществ в выхлопных газах.


В инжекторных моторах система самостоятельно рассчитывает угол опережения зажигания в зависимости от работы мотора в определенный период. Угол опережения зажигания определяется на основании скорости вращения коленвала, режима работы мотора и нагрузки на двигатель. На основании этих данных система управления двигателем подбирает оптимальный УОЗ.
Что такое детонация двигателя?
Детонация — это непредсказуемые взрыв в моторе, который происходит в неположенное время и может загубить двигатель. Детонация возникает при высокой степени сжатия двигателя и носит опасный характер для мотора. Детонация бывает из-за самопроизвольного сгорания топливовоздушной смеси в камере сгорания. Детонация свидетельствует о том, что момент зажигания очень ранний. Вследствие могут пострадать детали двигателя из-за повышенной температуры и давления паров. В первую очередь страдают поршни, прокладка головки цилиндров и головка в зоне клапанов. Детонация может приводить к ремонту двигателя.

Детонация мотора можно возникать:

  • При большой нагрузки на двигатель и повышенных (близким к критическим) оборотов коленчатого вала.
  • При разгоне. Она слышна как металлический звон и стуки в двигателе («стучат пальчики»). Она бывает при повышенной нагрузке, но при малых оборотах мотора. Именно она считается как самая опасная детонация, т.к. ее вовсе не слышно из-за повышенного шума мотора на больших оборотах.
  • Из-за конструкции двигателя, а также от плохого топлива.

Электронная система зажигания инжекторного двигателя


Электронная система зажигания инжекторного двигателя

Чтобы воспламенить топливовоздушную смесь, в нужный момент в цилиндр должна быть подана электрическая искра. Эту задачу выполняет электронная система зажигания.
Устройство электронной системы зажигания
В электронной системе зажигания инжектора используется принцип статического распределения высокого напряжения, то есть в системе отсутствуют подвижные детали. На инжекторных авто высокое напряжение с катушки зажигания подается в два цилиндра, поршни которых в данный момент движутся к верхней мертвой точке. В одном из цилиндров происходит такт сжатия смеси, во втором — такт выпуска.

Такой принцип распределения высокого напряжения называется ‘методом холостой искры’. На современных инжекторных двигателях устанавливают индивидуальные катушки зажигания на каждый из цилиндров.

Управление углом опережения зажигания

В электронных системах зажигания моментом искрообразования управляет контроллер. Определив значение оборотов коленвала в данный момент и нагрузку на двигатель, контроллер рассчитывает базовый угол опережения зажигания. Далее этот угол может быть скорректирован (например, уменьшен, если обнаружена детонация). Рассчитав окончательное значение угла опережения зажигания, контроллер выдает управляющий сигнал на модуль зажигания в момент, когда поршень, движущийся к ВМТ, займет требуемое положение.

Состав системы зажигания инжекторного двигателя
система зажигания инжекторного двигателяВ электронной системе зажигания можно выделить следующие детали:
  1. Контроллер,
  2. Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ),
  3. Шкив с зубчатым венцом,
  4. Модуль зажигания,
  5. Высоковольтные провода,
  6. Свечи зажигания.
Модуль зажигания

модуль зажигания инжекторного двигателяМодуль зажигания включает в себя две катушки зажигания и два высоковольтных ключа-коммутатора.

Катушка зажигания служит для накопления энергии, достаточной для воспламенения топливовоздушной смеси, в ее вторичной цепи формируется высокое напряжение, которое далее подается на свечи зажигания. Катушка зажигания состоит из двух индуктивно связанных обмоток (первичной и вторичной).

Коммутатор служит для включения и выключения тока в первичной обмотке катушки зажигания. Контроллер рассчитывает необходимое время включенного состояния в зависимости от текущих оборотов коленвала и напряжения бортсети и подает на коммутатор управляющий сигнал. В течение времени включенного состояния (времени накопления) ток в первичной обмотке катушки зажигания возрастает до заданного оптимального значения, при котором величина запасаемой энергии достигает максимума. Если время накопления слишком велико, то катушка зажигания будет работать с насыщением, что приведет к ее перегреву и снижению КПД.

Высоковольтные провода зажигания

С помощью высоковольтных проводов высокое напряжение с катушки зажигания подается на свечи зажигания. Высоковольтный провод представляет собой токопроводящую жилу в силиконовой изоляции, на концах которой и находятся высоковольтные контактные наконечники. Высоковольтный провод обладает сопротивлением 6—15 кОм. Это делается специально для снижения уровня электромагнитных помех, которые возникают в момент искрообразования.

Подробнее про ВВ-провода в статье Высоковольтные провода зажигания для авто.

Свечи зажигания

Свеча зажиганияСвеча зажигания: 1 — контакт, 2 — изолятор, 3 — корпус, 4 — электропроводное стекло, 5 — уплотнение, 6 — центральный электрод, 7 — боковой электрод

Свечи зажигания служат для воспламенения топливовоздушной смеси. При увеличении напряжения вторичной цепи до величины пробоя искровой промежуток между центральным и боковым электродами свечи зажигания становится токопроводящим, запасенная энергия катушки зажигания преобразуется в искру, воспламеняющую топливовоздушную смесь.

Величина напряжения пробоя искрового промежутка зависит от зазора между электродами, от геометрии электродов, от давления в камере сгорания и от коэффициента избытка воздуха смеси в момент воспламенения. С ростом давления в камере сгорания напряжение пробоя увеличивается.

Важными параметрами свечей зажигания являются калильное число и длина искрового промежутка. Подробнее про калильное число в статье Что такое калильное число. Холодные и горячие свечи зажигания.

Длина искрового промежутка влияет на качество сгорания топливовоздушной смеси. Чем больше искровой промежуток, тем увереннее происходит ее воспламенение. Но максимальное значение межэлектродного расстояния ограничивается максимально допустимым значением вторичного напряжения катушки зажигания, скоростью нарастания вторичного напряжения, которое, в свою очередь, определяется конструктивными особенностями катушки зажигания, высоковольтных проводов и свечей зажигания.

Датчик положения коленвала (ДПКВ)

Чтобы обеспечить оптимальное управление двигателем, контроллер системы управления должен всегда знать точное положение поршней в цилиндрах двигателя относительно ВМТ. Для этой цели шкив привода генератора дополнили зубчатым венцом. Расчетное количество зубьев на венце 60, при этом два из них отсутствуют. Угловое расстояние между зубьями составляет 6°.

В паре с зубчатым шкивом работает ДПКВ. Воздушный зазор между ДПКВ и зубчатым венцом составляет 0,7—1,1 мм.

С началом прокрутки двигателя контроллер анализирует сигнал ДПКВ, пытаясь выделить два пропущенных зуба на венце шкива (после пропущенных идет первый зуб). Как только это происходит, становится возможным расчет угла опережения зажигания, расчет фаз впрыска топлива и управление модулем зажигания и форсунками. Сигнал ДПКВ используется также для расчетов скорости вращения коленвала и его ускорения.

Подробнее о системы зажигания инжектора в статье как работает система зажигания.

Автомобильный портал

Работа системы зажигания инжекторного двигателя

Из теории двигателя внутреннего сгорания мы знаем, что при сгорании топливовоздушной смеси образуется много газов, которые свой силой давят на поршень и в результате чего совершается полезная работа. Система зажигания служит для поджигания смеси в определенный период, вследствие чего начинается процесс сгорания. От нормальной работы системы зажигания зависит мощность двигателя, содержание вредных веществ в отработавших газах, а также топливная экономичность.
Как происходит процесс воспламенения топливовоздушной смеси?
Когда поршень сжимает топливовоздушную смесь, давление в камере сгорания достигает 20-40 бар, а температура смеси достигает 400 — 600°С. Но чтобы смесь загорелась, т.е. произошел бы процесс горения этого недостаточно и нужно на нее каким-то образом воздействовать. Для этого служит искра, которая возникает между центральным и боковым электродами свечи зажигания. Но если искровой заряд будет маломощным, то возгорание может и не произойти.

Поэтому чтобы смесь поджигалась нужен очень мощный разряд. К примеру, для стехиометрической смеси он составляет 0.2 мДж, а для «бедной» или «богатой» смеси он уже должен быть равным 3.0 мДж. Также необходимо, чтобы около искры находилось оптимальное количество топливовоздушной смеси. Именно это количество и поджигает всю оставшуюся смесь в цилиндре, а дальше начинается процесс сгорания топлива.

В системе зажигания автомобиля присутствует катушка зажигания, которая накапливает энергию и передает ее на свечу зажигания для возникновения напряжения. Особенность катушки зажигания состоит в том, что напряжение, которая она создает, намного превышает величину пробоя в зазоре свечи зажигания. Катушки зажигания способны накапливать энергию в районе 60 — 120 мДж и обеспечивают напряжение равное 25 — 40 кВ.

Условия для качественного горения топлива:

  • Достаточная продолжительность искрового разряда;
  • Оптимальное распыление топливовоздушной смеси;
  • Однородность топливовоздушной смеси;
  • Стехиометрический состав топливовоздушной смеси.

На процесс горения влияет также величина искрового разряда между электродами свечи зажигания. Увеличение зазора способствует увеличению длины искры, что приводит к более лучшему процессу сгорания топлива. Величину зазора в свечи зажигания надо выставлять согласно данным производителя мотора.
Угол опережения зажигания (УОЗ). Что это такое?
Три миллисекунды — именно столько проходит между моментом начала воспламенения смеси и ее полным сгоранием.

При повышении частоты вращения коленвала время сгорания остается постоянным, но средняя скорость перемещения поршня возрастает. Это ведет к тому, что когда поршень отходит от ВМТ, сгорание смеси произойдет в большем объеме и давление газов на поршень уменьшиться. Из-за этого упадет мощность двигателя.

Кроме того, при одной и той же частоте вращения коленчатого вала с увеличением нагрузки на двигатель момент воспламенения должен наступать позже. Это объясняется тем, что увеличивается количество горючей смеси, поступающей в цилиндры, и одновременно уменьшается количество примешиваемых к ней остаточных отработавших газов, вследствие чего повышается скорость сгорания. Искра должна возникнуть в тот момент, когда давление сгорания при разных рабочих режимах будет наиболее оптимальным.

Это вызывает необходимость воспламенять рабочую смесь с опережением (до прихода поршня к ВМТ) с таким расчетом, чтобы смесь полностью сгорела к моменту перехода поршнем ВМТ.

Момент зажигания принято определять по положению коленчатого вала относительно ВМТ и обозначать его в градусах до ВМТ. Этот угол называют углом опережения зажигания (УОЗ). Сдвиг момента зажигания в сторону ВМТ считается поздним (УОЗ уменьшается), а сдвиг от ВМТ — ранним (УОЗ увеличивается). Чем выше частота вращения коленвала, тем более ранним должен быть угол опережения зажигания.


Момент зажигания является наиболее важным показателем в работе двигателя. Ведь от него зависят такие параметры как экономичность мотора, максимальная мощность, а также содержание вредных веществ в выхлопных газах.

В инжекторных моторах система самостоятельно рассчитывает угол опережения зажигания в зависимости от работы мотора в определенный период. Угол опережения зажигания определяется на основании скорости вращения коленвала, режима работы мотора и нагрузки на двигатель. На основании этих данных и трехмерной функции, система управления двигателем (СУД) подбирает оптимальный УОЗ.

Детонация двигателя. Что это такое?

Простыми словами, детонация — это непредсказуемые взрыв в моторе, который происходит в неположенное время и может загубить двигатель. Детонация возникает при высокой степени сжатия двигателя и носит очень опасный характер для мотора. Детонация бывает из-за самопроизвольного сгорания топливовоздушной смеси в камере сгорания.


Детонация свидетельствует о том, что момент зажигания очень ранний. Вследствие детонационного горения топлива могут пострадать детали двигателя из-за повышенной температуры и давления паров. В первую очередь страдают поршни, прокладка головки цилиндров и головка в зоне клапанов. Детонация может приводить к капитальному ремонту двигателя.

Детонация мотора можно возникать:

  • Детонация при высоких оборотах двигателя. Она возникает при большой нагрузки на двигатель и повышенных (близким к критическим) оборотов коленчатого вала.
  • Детонация, возникающая при разгоне. Она слышна как металлический звон и стуки в двигателе («стучат пальчики»). Она бывает при повышенной нагрузке, но при малых оборотах мотора. Именно она считается как самая опасная детонация, т.к. ее вовсе не слышно из-за повышенного шума мотора на повышенных оборотах.
  • Детонация может возникнуть из-за конструкции двигателя, а также от плохого топлива.

Поделиться с друзьями:

Статьи по теме:

Система зажигания инжекторного двигателя. Что такое УОЗ и детонация?

Система зажигания служит для поджигания смеси в определенный период, вследствие чего начинается процесс сгорания. От её работы зависит мощность двигателя, содержание вредных веществ в отработавших газах и топливная экономичность.

Процесс воспламенения топливовоздушной смеси

Когда , давление в камере сгорания достигает 20-40 бар, а температура смеси 400 — 600°С. Но чтобы смесь загорелась, т.е. произошел бы процесс горения этого недостаточно и нужно на нее воздействовать. Для этого служит искра, которая возникает между центральным и боковым электродами свечи зажигания. Но если искровой заряд будет маломощным, то возгорание может и не произойти.

Чтобы смесь поджигалась нужен очень мощный разряд. К примеру, для стехиометрической смеси он составляет 0.2 мДж, а для «бедной» или «богатой» смеси он должен быть равным 3.0 мДж. Необходимо, чтобы около искры находилось оптимальное количество топливовоздушной смеси. Именно это количество и поджигает всю оставшуюся смесь в цилиндре, а дальше начинается процесс сгорания топлива.

В присутствует катушка зажигания, которая накапливает энергию и передает ее на свечу зажигания для возникновения напряжения. Особенность катушки зажигания состоит в том, что напряжение, которая она создает, намного превышает величину пробоя в зазоре свечи зажигания. Катушки зажигания способны накапливать энергию в районе 60 — 120 мДж и обеспечивают напряжение равное 25 — 40 кВ.

Условия для качественного горения топлива:

  • Достаточная продолжительность искрового разряда;
  • Оптимальное распыление топливовоздушной смеси;
  • Однородность топливовоздушной смеси;
  • Стехиометрический состав топливовоздушной смеси.

На процесс горения также влияет величина искрового разряда между электродами свечи зажигания. Увеличение зазора способствует увеличению длины искры, что приводит к более лучшему процессу сгорания топлива. Величину надо выставлять согласно данным производителя мотора.

Угол опережения зажигания (УОЗ). Что это такое?

Три миллисекунды — именно столько проходит между моментом начала воспламенения смеси и ее полным сгоранием.

При повышении частоты вращения коленвала время сгорания остается постоянным, но средняя скорость перемещения поршня возрастает. Это ведет к тому, что когда поршень отходит от ВМТ, сгорание смеси произойдет в большем объеме и давление газов на поршень уменьшиться. Из-за этого упадет мощность двигателя.

Кроме того, при одной и той же частоте вращения коленвала с увеличением нагрузки на двигатель момент воспламенения должен наступать позже. Это объясняется тем, что увеличивается количество горючей смеси, поступающей в цилиндры, и одновременно уменьшается количество примешиваемых к ней остаточных отработавших газов, вследствие чего повышается скорость сгорания. Искра должна возникнуть в тот момент, когда давление сгорания при разных рабочих режимах будет наиболее оптимальным.

Это вызывает необходимость воспламенять рабочую смесь с опережением (до прихода поршня к ВМТ) с таким расчетом, чтобы смесь полностью сгорела к моменту перехода поршнем ВМТ.

Момент зажигания принято определять по положению коленчатого вала относительно ВМТ и обозначать его в градусах до ВМТ. Этот угол называют углом опережения зажигания (УОЗ). Сдвиг момента зажигания в сторону ВМТ считается поздним (УОЗ уменьшается), а сдвиг от ВМТ — ранним (УОЗ увеличивается). Чем выше частота вращения коленвала, тем более ранним должен быть угол опережения зажигания.

Момент зажигания является важным показателем в работе двигателя. От него зависит экономичность мотора, максимальная мощность и содержание вредных веществ в выхлопных газах.

В инжекторных моторах система самостоятельно рассчитывает угол опережения зажигания в зависимости от работы мотора в определенный период. Угол опережения зажигания определяется на основании скорости вращения коленвала, режима работы мотора и нагрузки на двигатель. На основании этих данных система управления двигателем подбирает оптимальный УОЗ.

Детонация двигателя. Что это такое?

Детонация — это непредсказуемые взрыв в моторе, который происходит в неположенное время и может загубить двигатель. Детонация возникает при высокой и носит опасный характер для мотора. Детонация бывает из-за самопроизвольного сгорания топливовоздушной смеси в камере сгорания.

Детонация свидетельствует о том, что момент зажигания очень ранний. Вследствие могут пострадать детали двигателя из-за повышенной температуры и давления паров. В первую очередь страдают поршни, прокладка головки цилиндров и головка в зоне клапанов. Детонация может приводить к .

Детонация мотора можно возникать:

  • При большой нагрузки на двигатель и повышенных (близким к критическим) оборотов коленчатого вала.
  • При разгоне. Она слышна как металлический звон и («стучат пальчики»). Она бывает при повышенной нагрузке, но при малых оборотах мотора. Именно она считается как самая опасная детонация, т.к. ее вовсе не слышно из-за повышенного шума мотора на больших оборотах.
  • Из-за конструкции двигателя, а также от .

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о