Система зажигания

Как-то в разговоре, сейчас уже не вспомнить по какому случаю, мы спросили одного из них: «Почему может не заводиться или не работать двигатель мотоцикла?» Ответ был примечательным: «Там, мужики, или гореть нечему, или поджигать нечем».

Действительно, если исправный в остальном двигатель упрямо отказывается работать, в этом, скорее всего, повинны или карбюратор, или система зажигания. Оставим сегодня карбюратор в покое. Допустим, что в цилиндр поступает рабочая смесь превосходного качества. Даже в этом случае при «дохлой искре» (выражение все того же гостя) двигатель все равно «не оживить». Поэтому разговор об устройстве различных систем зажигания мотоциклов, их работе, обслуживании и ремонте, нам представляется, пойдет на пользу самым искушенным мотолюбителям.

А поведет этот разговор на страницах журнала специалист НПО «Автоэлектроника», кандидат технических наук А. Алексеев.

Прежде чем говорить об устройстве, необходимо четко уяснить, какие требования предъявляются к системе зажигания и как они ею выполняются.

Рассуждая логически, нетрудно понять, что требований этих всего два. Во-первых, искра в цилиндре двигателя должна быть достаточно мощной, способной воспламенить сжатую рабочую смесь. Во-вторых, она должна возникать в строго определенный момент времени. Представьте себе цилиндр, в котором на ничтожную долю секунды все «замерло» в ожидании Ее Величества Искры. Чуть-чуть раньше или мгновением позже появится Она — двигатель еще или уже не сможет выдать всего, на что он способен.

Остановимся на этих требованиях подробнее.

Качество искры (выделяемая в ней энергия) зависит от величины напряжения, развиваемого системой зажигания. Оно снимается со вторичной обмотки катушки зажигания, и величина его для каждого двигателя должна быть не ниже некоторого уровня, определяемого в основном пробивным напряжением между электродами свечи зажигания.

Пробивное напряжение, в свою очередь, прямо пропорционально зазору в свече зажигания, давлению в цилиндре в момент пробоя искрового промежутка и обратно пропорционально температуре. Давление и температура меняются в зависимости от режима работы двигателя. Как правило, пробивное напряжение имеет наибольшую величину при пуске холодного двигателя из-за низкой температуры в цилиндре. По мере прогрева двигателя пробивное напряжение уменьшается. Кроме того, с ростом частоты вращения коленчатого вала уменьшается время для отвода тепла в стенки камеры сгорания и цилиндра, и средняя температура в цилиндре растет, что приводит к еще большему снижению пробивного напряжения. Последняя зависимость иллюстрируется графиком, представленным на рис. 1.

В процессе работы свечи зажигания происходит электроэрозионный износ ее электродов — зазор между ними увеличивается. Для образования искры к электродам нужно прикладывать все большее и большее напряжение. Если свечу вовремя не заменить на новую или не подрегулировать зазор, может наступить такой момент, когда пробивное напряжение возрастет настолько, что система зажигания будет не в состоянии его обеспечить. Понятно, что в этом случае искра не «проскочит».

Итак, мы выяснили, от чего зависит величина пробивного напряжения. Для надежного воспламенения рабочей смеси напряжение, развиваемое системой зажигания, должно превышать пробивное не менее чем в полтора раза на всех режимах работы двигателя. При этом надо учитывать, что напряжение во вторичной цепи системы зажигания зависит от параметров самой этой цепи. Каких же? В первую очередь от ее емкости и шунтирующей нагрузки.

Рассмотрим и их по порядку. Цепь высокого напряжения включает в себя вторичную обмотку катушки зажигания, высоковольтный провод, свечной наконечник и свечу. Замыкается цепь через «массу» мотоцикла.

Известно, что два проводника, разделенные диэлектриком (например, воздушным промежутком), представляют собой простейший конденсатор, имеющий некоторую емкость. Другими словами, любая электрическая цепь обладает какой-то емкостью. Высоковольтная цепь системы зажигания — не исключение, и каждый ее элемент можно рассматривать как одну обкладку конденсатора. Другой же обкладкой является «масса» мотоцикла. Между ними существует емкость Сп. Но если емкости катушки зажигания С1, свечного наконечника С1, свечи зажигания С4, — величины постоянные, зависящие только от их конструктивного исполнения, то емкость высоковольтного провода С зависит от его длины. Поэтому для снижения общей емкости цепи высоковольтный провод необходимо делать как можно более коротким.

Наличие емкости между элементами высоковольтной цепи и «массой» (на самом-то деле никаких «конденсаторов», конечно, нет условно показано на рис. 2.

Рис. 2. Высоковольтная цепь системы зажигания (пунктиром показаны «паразитные» цепи: 1 — катушка зажигания; 2 — высоковольтный провод; 3 — свечной наконечник; 4 — свеча зажигания.

Вроде бы все понятно и, пожалуй, у читателя могут возникнуть лишь два вопроса: зачем автор забирается в теоретические «дебри» и т почему, собственно, емкость высоковольтной цепи должна быть как можно меньше? Попытаюсь объяснить.

Ток, индуцируемый во вторичной обмотке катушки зажигания, поступает на центральный электрод свечи и после «проскакивания» искры — на «массу» мотоцикла.

Однако на рис. 2 видно, что ток может утекать на «массу», минуя свечу, через емкости C1, С2, C3 и С4. Согласно законам электротехники, чем меньше величины этих емкостей, тем больше их емкостные сопротивления. Значит, меньшими будут утечки тока через них и потери напряжения в цепи. Продолжение.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *