Подвижной состав

 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  затруднится пуск двигателя (особенно в холодном состоянии).

  Системы зажигания, используемые на высокофорсированных  двигателях, снабжаются емкостными аккумуляторами энергии (GDI). 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.

 Момент  зажигания и регулировка  его установки

 Между начальным  моментом зажигания рабочей смеси  и ее полным сгоранием проходит приблизительно 2 мс. Поэтому образование искры  должно происходить несколько ранее, чем поршень достигнет ВМТ, что  позволит получить оптимальное сгорание при всех условиях работы двигателя. Выбранный момент зажигания должен обеспечивать: максимальную мощность двигателя; малый расход топлива; отсутствие детонации; минимальную токсичность.

 Так как  невозможно одновременно удовлетворить  всем этим требованиям, оптимальный  момент зажигания определяется в  соответствии с широкой гаммой факторов. Наиболее важные из них - частота вращения коленчатого вала двигателя, нагрузка, конструктивные особенности двигателя, качество ^топлива и условия работы в данный момент (запуск, холостой ход, величина открытия дросселя и т.п.). Механизм, обеспечивающий установку момента зажигания, должен быть чувствителен к ^изменениям частоты вращения коленчатого вала двигателя и степени разрежения во впускном коллекторе.

 Эти две  стратегии регулирования могут  реализовываться как по отдельности, так и одновременно.

 При полной нагрузке педаль газа нажимается до упора  и дроссельная заслонка открывается  полностью. Увеличение частоты вращения коленчатого вала сопровождается ростом угла опережения зажигания, что поддерживает процесс сгорания на уровне, необходимом  для получения оптимальных характеристик. Обеднение рабочей смеси в  режиме неполной нагрузки затрудняет процесс зажигания. Так как на воспламенение смеси в этом случае потребуется больше времени, то момент зажигания должен происходить раньше. При открытии дроссельной заслонки разрежение сначала возрастает, но при приближении дроссельной  заслонки к положению полного  открытия, начинает падать.

  На диаграмме  показаны кривые изменения давления в камере сгорания четырехтактного  двигателя при правильной и неправильной установках моментов зажигания. Даже в  случае первоначальной правильной установки  момента зажигания при отсутствии должного контроля со временем она  может сбиться. Если при этом произойдет смещение момента зажигания в сторону более позднего зажигания, то результатом явится повышенный расход топлива, в то время как чрезмерное опережение зажигания приведет к выходу из строя свечей зажигания, а в крайних случаях, и самого двигателя. Уровень токсичности отработавших газов при этом также возрастет.

 Зажигание и токсичность

  Из-за того, что процесс  сгорания непосредственно влияет на токсичность, можно сказать, что  установка момента зажигания  также оказывает на нее значительное влияние. Так как потенциальными критериями для оптимизации являются различные (а иногда и взаимно  противоречащие друг другу) факторы, такие  как топливная экономичность, динамика автомобиля и т.д., добиться идеальной  регулировки момента опережения зажигания для получения минимальной  токсичности отработавших газов  удается не всегда.

 Катушка зажигания

 Катушка зажигания выполняет функции  устройства для накопления энергии  и трансформатора. Катушка, на которую  поступает напряжение постоянного  тока от электросети автомобиля, обеспечивает выработку импульсов зажигания  для свечей зажигания в виде необходимого высокого напряжения разрядного тока. Удельное сопротивление первичной  обмотки и индуктивность определяют количество энергии, запасаемой в магнитном  поле катушки зажигания. Вторичная  обмотка катушки должна иметь  такие характеристики, которые позволяют  получить требуемые пиковое напряжение, силу тока и продолжительность самого разряда.

 Контакты  прерывателя, используемые в системе  батарейного зажигания с катушкой (система CI), могут обеспечивать только прерывание тока силой приблизительно до 5 А. Системы зажигания TCI, ESA и DLI могут работать практически на токе любой силы. В системе CI используются дополнительные сопротивления (они служат в качестве шунта, отключаемого для увеличения тока во время холодного пуска двигателя). В системах электронного зажигания в их использовании нет необходимости, так как посредством электронной схемы момент срабатывания катушки зажигания можно определить на основе напряжения аккумуляторной батареи и частоты вращения коленчатого вала, что обеспечивает получение максимальной энергии зажигания.

 Каждая  катушка зажигания должна быстро заряжаться для последующей выдачи напряжения и энергии, что особенно важно при высоких частотах вращения коленчатого вала двигателя. Важными  приоритетами в этом случае являются малая индуктивность первичной  обмотки и, в ряде случаев, повышенный прерываемый ток.

 Конструкция и работа катушки  зажигания Катушки зажигания с битумной или масляной изоляцией в металлическом корпусе все больше заменяются катушками ^с заполнителями на основе эпоксидной ^смолы. Эти катушки обеспечивают большую свободу в выборе геометрических размеров (могут иметь меньшие размеры), типов и числа электрических клемм, а также лучше сопротивляются вибрациям и имеют малую массу. Первичная обмотка катушки, являющаяся основным источником теплоты, располагается как можно ближе к сердечнику в целях получения лучшей теплопередачи и экономии меди.

 Синтетические материалы, применяемые в катушке  зажигания, обеспечивают получение  хорошего сцепления между всеми  высоковольтными компонентами и  заливаемой эпоксидной смолой.

 Равномерное распределение нагрузки между изолирующими элементами вместе с высоким диэлектрическим  сопротивлением позволяет получить компактные размеры катушки с  размещением изолирующих слоев  фольги и бумаги между проволочными слоями. При этом собственная емкость  обмотки также уменьшается.

 Катушки зажигания на одну и две свечи  применяются как альтернатива общепринятым системам с распределителем зажигания; эти катушки используются в системах без распределителя зажигания.

 Когда катушка  работает на одну свечу зажигания, изменяющийся ток в первичной обмотке позволяет  получить импульс зажигания на отдельной  свече в точно установленный  момент времени. Дополнительные разрядники или высоковольтные диоды применяются  для предотвращения положительных  высоковольтных импульсов тока (1...2 кВ), которые могут привести к  преждевременному искровому разряду.

 На катушке, обслуживающей две свечи зажигания, вторичная обмотка электрически изолирована от первичной обмотки. Каждый из двух выводов высокого напряжения соединен со свечой зажигания для  выработки электродуговых разрядов на обеих свечах при отсечке тока в первичной обмотке. Как в  случае обычного распределения высокого напряжения по отдельным свечам зажигания, данная система обычно не требует  применения специальных мер для  предотвращения появления разряда во время выключения зажигания.

 Подсоединение и установка таких катушек  зажигания облегчается за счет комбинации нескольких катушек и размещения их в одном общем корпусе. Однако и при этом отдельные катушки  продолжают работать как независимые  приборы. Сочетание катушек зажигания  и задающих каскадов дает возможность  использовать укороченные проводники, ведущие к первичной обмотке (т.е. обеспечивается небольшое падение  напряжения).