Система зажигания


Общие сведения 

Система зажигания предназначена для воспламенения топливовоздушной смеси в каждом цилиндре в точно установленный момент времени. В бензиновых двигателях это достигается за счет электрической искры (электрического разряда), создаваемой между электродами свечи зажигания.

Надежная работа зажигания во всем диапазоне работы двигателя — существенный фактор эффективной работы каталитического нейтрализатора.

Воспламенение искрой небольшого облака мелкодисперсной топливовоздушной смеси достаточно для активации всего процесса воспламенения.

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

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, при этом происходит воспламенение топливовоздушной смеси.

Для получения энергии искрообразования используется катушка зажигания, работающая по принципу автотрансформатора и аккумулирующая энергию зажигания. При подаче тока на первичную обмотку катушки зажигания энергия тока переходит в энергию магнитного поля до момента прекращения подачи тока, магнитное поле при этом резко уменьшается, наводя во вторичной обмотке катушки зажигания ток высокого напряжения, поступающий по проводам на две свечи зажигания.

Между начальным моментом зажигания смеси и ее полным сгоранием проходит примерно 2 мс. Поэтому образование искры должно происходить раньше, чем поршень достигнет ВМТ, что обеспечивает оптимальное сгорание во всем диапазоне значений частоты вращения двигателя. Момент зажигания определяется в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, нагрузки, конструктивных особенностей двигателя, качества топлива и условий работы в текущий момент (пуск, холостой ход, положение дроссельной заслонки и т.п.).

Свеча зажигания служит для передачи тока высокого напряжения, выработанного в катушке зажигания, к электродам в камере сгорания, в результате чего происходит искровой разряд для зажигания топливовоздушной смеси.

Распределение и угол опережения зажигания контролируется электронной системой управления двигателем. Информация об угле опережения зажигания для рабочих условий двигателя предварительно программируется в памяти блока управления двигателем.

Режимы работы двигателя (частота вращения коленчатого вала, режим прогрева и т.д.) определяются различными датчиками. На основании сигналов датчиков и информации об угле опережения зажигания блок управления двигателем подает сигналы для прерывания тока в первичной цепи катушки зажигания, во вторичной обмотке катушки зажигания индуцируется ток высокого напряжения, поступающий по проводам на две свечи зажигания.


Проверка неисправностей

Проверка неисправностей двигателя, вызванных неисправностью системы зажигания, возможные причины и методы их устранения приведены в табл. 2.12.


Таблица 2.12

Проверка неисправностей двигателей,  возможные причины и методы их устранения

Неисправность

Причина

Метод устранения

Двигатель не пускается или

пускается с трудом

(коленчатый вал вращается)

Неисправна катушка зажигания

Неисправен провод высокого напряжения

Неисправны свечи зажигания

Неисправна система иммобилайзера

Разъединены или неисправны провода

системы зажигания

Замените



То же


>>


Отрегулируйте.

Проверьте и при необходимости

замените

Неустойчивая работа

двигателя на холостом ходу или двигатель глохнет

Неисправны свечи зажигания

Неисправны провода системы зажигания

Неисправна катушка зажигания

Неисправен провод высокого напряжения

Замените



То же


>>


>>

Неравномерная работа

двигателя/слабое ускорение

Неисправны свечи зажигания

Неисправны провода системы зажигания


>>


>>

Увеличенный расход топлива

Неисправны свечи зажигания


>>


Катушки зажигания

Снятие

1. Снимите предохранитель системы зажигания (плавкая вставка F на 30 А).

2. Отверните болты и снимите крышку головки блока цилиндров.

3. Отсоедините контактные разъемы и провод высокого напряжения свечи зажигания.


Рис. 2.119. Расположение болтов и гаек крепления катушки зажигания на двигателе DOHC: 1 – гайки, 16,7–25 Н·м; 2 – болт, 16,7–25 Н·м



4. Отверните болты и гайки крепления катушки зажигания и снимите катушку зажигания (рис. 2.119).

Проверка

1. Проверку сопротивления обмоток катушек зажигания необходимо проводить на холодном двигателе, так как на горячем двигателе сопротивление будет больше.

2. Измерьте сопротивление первичной обмотки между контактами «1» и «2» контактного разъема С11-2 (обмотки цилиндров №1 и №4) катушки зажигания, а также между контактами «1» и «2» контактного разъема С11-1 (обмотки цилиндров №2 и №3).

Номинальное сопротивление (0,5±0,05) кОм.

3. Измерьте сопротивление вторичной обмотки между клеммами высокого напряжения для цилиндров №1 и №4, а также для цилиндров №2 и №3.

Номинальное сопротивление (12,1±1,8) Ом.


        ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

При измерении сопротивления вторичной обмотки убедитесь в том, что вы отсоединили контактный разъем катушки зажигания.


Установка

Установка проводится в последовательности, обратной снятию.


Технические характеристики катушек зажигания

Параметр

Карбюраторный

двигатель

Двигатель с одним

распределительным

валом (SOHC)

Двигатель с двумя

распределительными

валами (DOHC)

Тип

Литая двойная катушка зажигания

Литая двойная катушка зажигания

Литая двойная

катушка зажигания

Сопротивление первичной обмотки, кОм

1,2±0,12

0,5±0,05

0,5±0,05

Сопротивление вторичной обмотки, Ом

13,7±2,1

12,8±1,8

12,8±1,8


Проверка свечей зажигания

1. Вручную снимите наконечники провода высокого напряжения со свечей зажигания.


        ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Не снимайте наконечники, взявшись за провод высокого напряжения, так как он может быть поврежден.


Характеристики свечей зажигания

Тип

NGK BKR5ES_11, Champion

Межэлектродный зазор, мм

1,0-1,1


2. Свечным ключом выверните свечи зажигания с головки блока цилиндров. Выворачивание свечей зажигания проводите в той же последовательности, в которой пронумерованы цилиндры. Если для выворачивания свечи необходимо приложить чрезмерное усилие, не выворачивайте свечу, так как можно повредить резьбу в головке блока цилиндров. Прогрейте двигатель, свечи должны легко вывернуться.

3. Проверьте все свечи зажигания на наличие следующих повреждений:


Рис. 2.120. Места возможных повреждений свечи зажигания: 1 – состояние изолятора; 2 – износ электрода; 3 – отложения нагара и состояние фарфорового изолятора; 4 – повреждения прокладки



– поломка изолятора 1 (рис. 2.120);


        ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Следите за тем, чтобы в цилиндры через отверстия для свечей зажигания не попала грязь.


– износ электрода 2;

– отложения нагара 3;

– повреждение или непригодность прокладки 4;

– состояние фарфорового изолятора на кончике свечи зажигания 3.

4. Проверьте межэлектродный зазор свечи зажигания.

5. Вверните свечу зажигания и затяните ее требуемым моментом. При установке не вворачивайте холодные свечи зажигания в горячую головку блока цилиндров, так как в дальнейшем их невозможно будет вывернуть.

Для облегчения вворачивания и выворачивания свечи зажигания нанесите на ее резьбу тонкий слой графита мягкого карандаша или пластичный смазочный материал на основе меди. Если использовать моторное масло, свеча пригорит к головке блока цилиндров и ее невозможно будет вывернуть.

Момент затяжки свечи зажигания – 20–30 Н·м.

Межэлектродный зазор  свечей зажигания

Межэлектродный зазор свечей зажигания имеет большое значение, так как при слишком большом и при слишком маленьком зазоре изменяется размер искры, что снижает эффективность работы двигателя. Зазор всегда должен соответствовать техническим требованиям.

При сгорании топливовоздушной смеси электроды свечи незначительно обгорают. Этому также способствует искровой разряд, который выбивает частички металла с электродов, вследствие чего межэлектродный зазор увеличивается с увеличением продолжительности эксплуатации свечей зажигания.


Рис. 2.121. Межэлектродный зазор (а) свечи зажигания



Для пробоя слишком большого межэлектродного зазора требуется более высокое напряжение. Это может привести к пропускам зажигания или двигатель вообще невозможно будет пустить. Поэтому необходимо своевременно проверять и при необходимости корректировать зазор (рис. 2.121).

Проверка зазора осуществляется проволочным шаблоном или щупом, а его корректировка — подгибанием бокового электрода. Зазор должен находиться в пределах 1,0–1,1 мм.

Диагностика состояния  двигателя по внешнему  виду свечей зажигания

По внешнему виду свечей зажигания в какой-то мере можно судить о состоянии двигателя, отклонениях в его работе от оптимальных параметров. Проверку необходимо проводить после основательного прогрева двигателя автомобиля на скоростной автомобильной магистрали. Проверка после поездки на короткое расстояние может привести к ошибочным результатам. Во время проверки необходимо внимательно осмотреть верхнюю часть теплового конуса изолятора с центральным электродом и боковой электрод.

Светло-серый или коричневый цвет конуса изолятора свидетельствует о том, что система впрыска топлива и система зажигания работают нормально, обеспечивая экономичную работу двигателя.

Большие отложения указывают на то, что используется топливо или моторное масло, не соответствующее предписанному. По возможности замените марку моторного топлива и масла.

Большие отложения сажи свидетельствуют о том, что двигатель часто используется для поездок на короткие расстояния и не прогревается до нормальной рабочей температуры, топливо не достигает необходимой температуры сгорания, при которой повышается содержание оксида углерода.

Белый цвет конуса изолятора обусловлен тем, что угол опережения зажигания слишком большой (раннее зажигание), что возможно при нарушениях корректировки угла опережения зажигания и функционировании датчика детонации.

Оплавление центрального и бокового электродов может быть вызвано тем, что калильное число свечи зажигания не соответствует требуемому, нарушены функции регулировки угла опережения зажигания и датчика детонации или режим работы системы охлаждения.

Разрушение верхней части конуса изолятора свидетельствует о том, что топливовоздушная смесь сгорает с детонацией из-за нарушения функций регулировки угла опережения зажигания, датчика детонации, нарушения режима работы системы охлаждения или из-за обеднения топливовоздушной смеси, вызванного возможным подсосом воздуха.

Налет желтого цвета на верхней части конуса изолятора появляется при выгорании присадок, добавленных к топливу или моторному маслу, которые плавятся при работе двигателя с максимальными нагрузками, образуя токопроводящий слой, в результате чего могут появиться пропуски зажигания. После большого числа поездок на короткие расстояния не рекомендуется сразу эксплуатировать двигатель с максимальной мощностью.

Слой масла на конусе изолятора и электродах может быть вызван износом поршневых колец, направляющих втулок клапанов или маслоотражательных колпачков.

Если внешний вид свечей зажигания не свидетельствует о нарушениях в работе двигателя, но работа двигателя нарушена, возможно, неисправны свечи зажигания. Невидимые глазом трещины в изоляторе при пуске холодного двигателя могут заполняться топливом, что отводит искру. Кроме того, под давлением может быть нарушено искрообразование, несмотря на то что на открытом воздухе свеча работает нормально.

Проверка вторичного напряжения системы зажигания

1. Отсоедините провод высокого напряжения от свечи зажигания и выверните свечу.

Подсоедините провод высокого напряжения к вывернутой свече зажигания и закрепите ее на двигателе таким образом, чтобы не нарушился контакт между металлическим корпусом свечи и двигателем от вибраций при проворачивании стартером коленчатого вала двигателя. Лучше всего закрепить свечу отрезком толстого неизолированного провода за ее резьбовую часть.

2. Попросите помощника провернуть стартером коленчатый вал двигателя.

3. Если в межэлектродном зазоре свечи зажигания образуются искры, значит, ток во вторичной цепи системы зажигания есть и, по всей вероятности, система зажигания исправна.

4. Однако в системе зажигания могут быть неисправности (например, неисправность датчика или неправильное вычисление момента зажигания блоком управления), которые невозможно определить этим методом.

5. Если в межэлектродном зазоре свечи зажигания не образуются искры, необходимо полностью проверить систему зажигания.


Проверка проводов  высокого напряжения

Провода высокого напряжения, соединяющие катушку зажигания со свечами зажигания, обычно не создают проблем для нормальной работы системы зажигания, так как они очень надежны в процессе эксплуатации. Тем не менее высокие вторичные напряжения электронной системы зажигания предъявляют высокие требования к качеству изоляции проводов, так как изоляция должна обеспечивать защиту провода от воздействия влаги и соли. При наличии помех радиоприема необходимо проверить состояние проводов и надежность их подсоединения.

1. Клеммы проводов не должны быть окислены и должны надежно контактировать с наконечниками свечей зажигания.

2. Если искра через изоляцию провода проскакивает на «массу», в моторном отсеке слышен характерный звук электрического разряда.

3. В темное время суток искровые разряды очень хорошо видны.


        ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Сопротивление проводов высокого напряжения не должно превышать 10 000 Ом на длине 0,305 м, в противном случае замените провод.


Причиной этого может быть налет слоя соли на изоляцию провода или потертости изоляции.

4. Поврежденные провода необходимо немедленно заменить.

5. Чтобы обнаружить неочевидные повреждения, перегните провод в подозрительном месте.

6. Измерьте сопротивление проводов и убедитесь, что оно соответствует значениям, приведенным в табл. 2.13 и 2.14.


Таблица 2.13

Сопротивление и длина проводов высокого  напряжения (двигатели SOHC)

Параметр

Номер цилиндра

1

2

3

4

Длина, мм

605

545

450

370

Сопротивление (BOUGI), Ом

2,71-4,07

2,44-3,66

2,02-3,02

1,66-2,49

Сопротивление (R 16 AIPS), Ом

6,05-12,71

5,45-11,45

4,50-9,45

3,70-7,77


Таблица 2.14

Сопротивление и длина проводов высокого  напряжения (двигатели DOHC)

Параметр

Номер цилиндра

1

2

3

4

Длина, мм

560

440

360

310

Сопротивление (BOUGI), Ом

2,51-3,76

1,97-2,96

1,61-2,42

1,39-2,08

Сопротивление (R 16 AIPS), Ом

5,60-11,76

4,40-9,24

3,60-7,65

3,10-6,51