Контактная система зажигания в автомобиле

Принцип работы контактной системы зажигания

На самых первых автомобилях с бензиновыми моторами устанавливалась батарейная система зажигания, в основе работы которой лежит эффект индукции. Впоследствии она стала классической, а с развитием инженерной мысли были доработаны некоторые ее компоненты, благодаря чему появилась на свет контактно-транзисторная система зажигания, которая устанавливалась на многие автомобили по всему миру, в том числе и некоторые модели отечественного производства (ВАЗ 2101-2107, «Москвич 2140»).

Работа системы зажигания данного типа происходит таким образом. При включенном зажигании и разомкнутом состоянии контактов прерывателя транзистор оказывается закрытым, и поэтому электрический ток в системе отсутствует. При замкнутых контактах прерывателя в цепи появляется ток, а во время его прохождения по переходу базой- эмиттер происходит резкое падение сопротивления перехода коллектор-эмиттер, что влечет за собой открытие транзистора, и включение рабочего тока с низковольтным напряжением в первичной цепи.

Протекание тока вызывает появление сильного магнитного потока вокруг витков первичной обмотки катушки зажигания и трансформаторных обмоток. Когда же контакты прерывателя переходят в разомкнутое состояние, происходит разрыв цепи тока управления и одновременный рост до нескольких сотен ом сопротивления перехода участка коллектор-эмиттер, что, в свою очередь, приводит к выключению рабочего тока в первичной цепи зажигания. В это же самое время во вторичной обмотке катушки происходит наведение электродвижущей силы и в цепи высоковольтного напряжения начинает течь импульсный ток, который и образует искру в свече зажигания.

Подробнее рассмотрим некоторые составные компоненты контактно-транзисторной системы зажигания.

Механический прерыватель и механический распределитель

Механический прерыватель ответственен за разрыв и замыкание цепи течения низковольтного тока в первичной обмотке катушки зажигания. Как правило, данный конструктивный элемент системы зажигания размещается в одном пластмассовом корпусе с механическим распределителем.

В обиходе механический прерыватель и механический распределитель, которые объединены в одно устройство, называют трамблером. Выполнение функции механического прерывателя обеспечивается пластинчатой пружиной подвижного контакта, с помощью которой он находится в постоянном прижатии к неподвижному контакту. Их размыкание происходит на очень краткий промежуток времени, когда набегает кулачок приводного валика трамблера и надавливает на молоточек, являющийся частью подвижного контакта.

Во избежание перегорания контактов во время размыкания цепи прерывателем в цепь первичной обмотки включен конденсатор. Он оттягивает на себя значительную долю электрического разряда, и поэтому вместо мощной искры между подвижным и неподвижными контактами возникает всего лишь слабое искрение. Конденсатор также создает обратный ток, когда контакты находятся в разомкнутом состоянии, что приводит к ускоренному исчезновению магнитного поля вокруг витков первичной обмотки. Это вызывает увеличение тока в высоковольтной цепи напряжения.

Высоковольтные провода

Первоочередным назначением высоковольтных проводов в любой системе зажигания является передача электрического тока высокого напряжения от катушки зажигания к свечам.

Большинство современных высоковольтных проводов состоят из непосредственно самой токопроводящей жилы, а также контактов из металла, колпачков и защитной изоляции. Материал изготовления жил может быть самым разным. Наиболее распространенной является медная жила, но встречаются также жилы из неметаллических соединений (хлопчатобумажной ткани, стекловолокна) с обвивкой из металла и неметаллические жилы (полимерные), имеющие высокое распределенное сопротивление.

Изоляционное покрытие высоковольтных проводов не только препятствует утечкам электрического тока, но и предоставляет защиту токопроводящим жилам от негативного воздействия подкапотной агрессивной среды (повышенной влажности, паров горюче-смазочных материалов и прочих испарений, высокой температуры).

Материалы, из которых изготавливается защитная изоляция, тоже довольны разнообразны. Среди них встречаются силикон, полихлорвинил, каучуковые соединения, капрон, тканевые материалы, хлопок. Металлические контакты высоковольтных проводов призваны обеспечить надежное соединение токопроводящих жил с соответствующими гнездами, выводами и контактами катушки и свечей зажигания. Для увеличения их срока службы, а также предотвращения появления коррозии, которая может серьезно снизить токопроводимость всей цепи, при их изготовлении используются соединения цветных металлов.

Защитные колпачки предотвращают попадание влаги и продуктов испарения в местах соединения контактов высоковольтной проводки с выводами катушки зажигания и контактами механического распределителя и свечей. Они бывают самых разных форм и конфигураций, а материалом их изготовления, чаще всего, выступает силикон.

Центробежный регулятор опережения зажигания

За изменение момента появления искры на свечах в контактно-транзисторной системе зажигания отвечает специальное устройство – центробежный регулятор опережения зажигания. Сам момент возникновения искры напрямую зависит от скорости вращения коленвала работающего мотора. Состоит центробежный регулятор из следующих деталей:

• кулачка прерывателя;
• подвижной пластины;
• кулачковой втулки;
• грузиков и их шипов;
• приводного валика;
• опорной пластины;
• стяжных пружин.

Данное устройство обычно располагается в корпусе трамблера. Два плоских металлических грузика одной из своих сторон закреплены на опорной пластине, которая жестко соединена с приводным валиком. Шипы же грузиков зацеплены за прорези в подвижной пластине, на которую крепится втулка кулачков прерывателя. Подвижная пластина, как и втулка, могут проворачиваться по отношению к приводному валику трамблера. Во время работы мотора с увеличением скорости вращения коленвала происходит и увеличение скорости вращения этого самого валика. Грузики же под воздействием возникающих центробежных сил разъезжаются в стороны, сдвигая тем самым кулачковую втулку прерывателя от приводного валика. Получается, что набегающий кулачок отворачивается на некоторый угол по ходу вращения навстречу контактному молоточку.

Таким образом, происходит размыкание контактов и увеличение угла опережения зажигания. Соответственно, при снижении числа оборотов коленвала уменьшается и действие центробежных сил, поэтому грузики возвращаются на свое место, что влечет за собой уменьшение угла опережения зажигания.

Вакуумный регулятор опережения зажигания

За изменение момента появления искры в зависимости от величины нагрузки на мотор автомобиля отвечает другое устройство – вакуумный регулятор опережения зажигания. Он обычно крепится к корпусу трамблера с внешней стороны. Внутри корпус этого устройства разделен диафрагмой на две полости, одна из них имеет контакт с атмосферой, а вторая при помощи соединительной трубки соединена с полостью под заслонкой дросселя. Посредством специальной тяги диафрагма вакуумного распределителя соединяется с подвижной пластиной, на которой расположены контакты механического прерывателя.

При увеличении угла открытия заслонки дросселя увеличивается (это свидетельствует об увеличении нагрузки на мотор автомобиля), происходит уменьшение разряжения под ней. Это приводит к тому, что диафрагма отодвигает на некоторый угол пластину с контактами на ней от набегающего кулачка механического прерывателя. То есть размыкание контактов произойдет позже, и произойдет уменьшение угла опережения зажигания. При уменьшении же нагрузки на двигатель увеличится угол, значит, встреча молоточка контактов и кулачка прерывателя произойдет раньше.

Диагностика и регулировка КСЗ

Некоторое число неполадок контактной системы зажигания можно диагностировать своими силами без привлечения специалистов со стороны.

Например, если автомашина не заводится либо резко заглохла на ходу, то необходимо произвести следующие действия. Вытащить центральный провод из трамблера, и держа его на расстоянии 5-7 от корпуса автомобиля, попросить помощника повращать стартером 4-5 секунд. При исправной работе контактов прерывателя и конденсатора должна появиться бесперебойная искра, если этого не наблюдается, то следует проверить вышеуказанные детали.

С этой целью нужно привести контакты в разомкнутое состояние путем поворачивания коленвала специальным Г-образным ключом. Зазор между контактами должен равняться 0,35-0,45 мм, а при надавливании сбоку не должен ощущаться люфт подшипника. Наличие следов обгорания на контактах свидетельствует о езде на авто со слишком небольшим зазором между ними. При диагностировании таких признаков нужно произвести замену контактов на новые. Сбои в работе двигателя на повышенных оборотах и рывки во время движения могут быть признаками прогорания крышки катушки зажигания или обгорания резистора бегунка. В обоих случаях эти детали придется поменять.

Регулировка контактной системы зажигания своими силами предполагает наличие специального прибора – стробоскопа. Однако он имеет довольно высокую стоимость, поэтому предлагаем воспользоваться альтернативным методом. Рассмотреть его можно на примере автомашины ВАЗ 2107.

При помощи ключа «на 13» требуется ослабить гайку на трамблере, снять с него крышку, один из проводов контрольной лампочки подсоединить к катушке зажигания, а второй – к корпусу автомобиля («массе»), крышку вернуть на место. Включить зажигание и прокручивать корпус трамблера по часовой до момента угасания контрольной лампочки, затем медленно повернуть ротор механического распределителя против часовой до размыкания контактов, и в тот же момент лампочка должна вновь зажечься.

В таком положении требуется произвести затяжку гайки на трамблере. Еще один совет: после регулировки зажигания таким способом надо отметить положение корпуса трамблера яркой краской, чтобы в следующий раз не повторять всю процедуру сначала.

Ремонт и полная замена контактной системы зажигания – приблизительная стоимость в России и СНГ

Контактно-транзисторная система зажигания является довольно распространенной на территории постсоветских государств, поэтому найти автомастерскую, которая оказывает услуги по диагностике и ремонту такого типа зажигания не составит особого труда. Конечная стоимость ремонта, как и всегда в случае с починкой автомобиля, будет зависеть от конкретных обстоятельств, но на сегодняшний момент стартовый уровень цен на некоторые операции, связанные с устранением неисправностей контактной системы зажигания, примерно таков:

• замена комплекта свечей – от 200 рублей;
• замена катушки – от 250 рублей;
• замена высоковольтной проводки – от 200 рублей;
• регулировка угла зажигания – от 150 рублей;
• диагностика с применением мотор-тестера – от 700 рублей;
• частичная или полная замена всех компонентов контактной системы зажигания – от 350 рублей до 5 000 рублей.

В среднюю стоимость работ, указанных у нас, не включена цена заменяемых деталей и компонентов.