Призначення та класифікація системи запалювання

Призначенням системи запалювання є займання робочого заряду паливоповітряної суміші в потрібний момент у циліндрах двигуна внутрішнього згоряння, що працює на легкому паливі. В якості такого палива можуть використовуватися різні види бензинів, легких спиртів (етанолу або метанолу), зріджених або стиснутих горючих природних газів. Момент початку займання робочого заряду повинен забезпечувати досягнення режиму роботи двигуна, що забезпечує отримання більш високих потужнісних показників при якмога менших показниках споживання палива та забруднення навколишнього середовища. Для цього момент займання повинен автоматично коригуватися по ряду факторів: 

• швидкості обертання колінчастого валу;

• моменту, що протидіє обертанню колінчастого валу ("навантаженню на двигун");

• температурному режиму двигуна, тощо.

Існуючі системи електричного запалювання можна класифікувати за низкою ознак.

До систем запалювання пред'являють наступні вимоги:

• напруга у вторинному ланцюзі має бути достатньою для пробою іскрового проміжку свічки, забезпечуючи при цьому безперебійне іскроутворення (не менше 16 кВ при пуску холодного та 12 кВ при роботі прогрітого двигуна);

• іскра, що утворюється між електродами свічки, повинна мати достатню енергію і тривалість для займання робочої суміші (залежить від її складу, щільності і температури);

• момент запалювання має бути суворо визначеним та відповідати режиму роботи двигуна;

• робота всіх елементів системи запалювання має бути надійною за високих температур і механічних навантажень;

• низький рівень радіоперешкод під час роботи системи.

Виходячи з цих вимог, будь-яка система запалювання характеризується такими основними параметрами:

Час накопичення енергії котушкою (кут замкнутого стану контактів) – час від моменту початку накопичення енергії (в контактній системі - моменту замикання контактів переривача; в інших системах - моменту спрацьовування силового транзистора) до моменту виникнення іскри (моменту розмикання контактів переривача чи відсічення струму транзистором). Ця величина характеризує величину енергії, що накопичується котушкою.

Напруга пробою - напруга у вторинному ланцюзі в момент утворення іскри, фактично, максимальна напруга у вторинному ланцюзі. Системи запалювання розраховуються з урахуванням коефіцієнта запасу по вторинній напрузі, це означає, що напруга, яка максимально розвивається котушкою, завжди перевищує напругу пробою в найгірших умовах роботи двигуна і може досягати 30 кВ.

Напруга горіння – напруга горіння електричної дуги, що встановилася у вторинному ланцюзі після пробою електродного зазору. Ця величина значно менша за напругу пробою і становить одиниці кВ.

Час горіння – тривалість горіння електричної дуги. Підпалювання паливної суміші відбувається при горінні дуги, тому визначення її характеристик дає дуже важливу інформацію щодо оцінки справності системи.

Кут випередження запалювання - кут, на який встигає повернутися колінчастий вал від моменту виникнення іскри до моменту досягнення поршнем відповідного циліндра верхньої мертвої точки (ВМТ). Оптимально підпалювати суміш до підходу поршня до верхньої мертвої точки в такті стиснення, щоб після досягнення поршнем ВМТ гази встигли набрати максимальний тиск і зробити максимальну корисну роботу на такті робочого ходу.

Будь-яка система запалювання чітко ділиться на дві частини:

• низьковольтний (первинний) ланцюг - включає первинну обмотку котушки запалювання і безпосередньо пов'язані з нею ланцюги переривача, комутатора та інших компонентів залежно від будови конкретної системи.

• високовольтний (вторинний) ланцюг - включає вторинну обмотку котушки запалювання, систему розподілу високовольтної енергії, високовольтні дроти, свічки.

Джерело живлення – акумуляторна батаррея (АКБ) або генератор.

Перетворювач напруги - перетворює постійну напругу бортової мережі автомобіля на високовольтний імпульс.

Пристрій управління накопиченням енергії - визначає момент початку накопичення енергії та момент запалювання.

Розподільник запалювання - комутує котушку запалювання з однією зі свічок відповідно до порядку роботи циліндрів.

Свічки запалювання - необхідні для утворення іскрового розряду та запалювання паливної суміші в камері згоряння двигуна. Свічки встановлюються у головці циліндра. Коли імпульс високої напруги подається на свічку, між її електродами проскакує іскра, яка запалює робочу суміш. Як правило, встановлюється по одній свічці на циліндр. Однак бувають і складніші системи з двома свічками на циліндр.