10.4. Катушка зажигания

Для возникновения искры напряжение между электродами свечи должно резко возрасти от 0 до 30 000 В. Однако напряжение аккумуляторной батареи составляет 12 В, поэтому это низкое напряжение преобразуется катушкой зажигания в импульсы высокого напряжения.

Основной принцип зажигания состоит в том, что ток аккумуляторной батареи протекает через первичную обмотку катушки зажигания, выполненную из нескольких витков (примерно 100) толстого медного провода. Воздействие электрического тока создает сильное магнитное поле вокруг железного сердечника в катушке зажигания, т.е. энергия тока переходит в энергию магнитного поля.

При приближении поршня к ВМТ в такте сжатия, когда топливная смесь должна поджигаться, электрический ток прерывается к катушке зажигания.

При прерывании электрического тока магнитное поле исчезает, наводя во вторичной обмотке катушки зажигания, выполненной из большого количества витков тонкого провода (сечение около 0,1 мм²), ток высокого напряжения.

Соединенный шлангом с всасывающим патрубком он передает блоку управления информацию о разрежении во всасывающем патрубке. Датчик выполнен в виде чувствительного к давлению кристаллического чипа. Изменениями своего электрического сопротивления он реагирует на разрежение в данный момент. Из этих показателей, а также информации о частоте вращения коленчатого вала в данный момент блок управления определяет текущее рабочее состояние двигателя.

Датчик детонации.

Процесс сгорания топлива в цилиндрах двигателя контролируется блоком управления двигателем на основании информации, полученной от датчика детонации. Детонационное сгорание топлива происходит при слишком раннем зажигании и работе двигателя на топливе с низким октановым числом. Детонация происходит тогда, когда скорость распространения пламени в камере сгорания приближается к скорости звука, в основном ближе к концу процесса сгорания, и остаточные газы достаточно сжаты и имеют высокую температуру. Детонация характеризуется очень высоким импульсным давлением, которое приводит к перегреву двигателя, повреждению поршня, головки цилиндров и вкладышей подшипников коленчатого вала.

Датчик детонации реагирует на возникающие при детонации высокочастотные колебания блока цилиндров и трансформирует их в электрические сигналы, поступающие в блок управления. Эта информация затем сравнивается с сигналами, полученными во время сгорания топлива без детонации. При возникновении детонации момент зажигания смещается в сторону запаздывания, пока процесс сгорания не происходит нормально.

Датчик частоты вращения коленчатого вала.

Рис. 9.2. Расположение индуктивного датчика импульсов, передающего блоку управления информацию о частоте вращения и положении коленчатого вала: 1 – индуктивный датчик; 2 – пластины ротора

В индуктивном датчике имеются катушка из обмотки провода и магнит. В качестве сопряженной детали используется ротор, состоящий из пластин определенного размера (рис. 9.2). Каждый раз, когда пластина ротора проходит около датчика импульсов, изменяется магнитное поле, в результате чего в обмотке катушки индуцируется импульсное напряжение. На основании количества импульсов блок управления рассчитывает частоту вращения коленчатого вала двигателя.

Для вычисления момента зажигания блоку управления необходима информация о положении коленчатого вала. Для этого на роторе для цилиндров 1 и 4 перед верхней мертвой точкой каждого цилиндра имеются две более длинные пластины. При прохождении участка ротора с удлиненными пластинами он на короткий момент не индуцирует напряжение. По кратковременному отсутствию импульсов напряжения блок управления определяет положение коленчатого вала двигателя для цилиндров 1 и 4.

Этот ток высокого напряжения системы зажигания непосредственно подводится к свече зажигания, между электродами которой образуется искровой разряд. Топливная смесь загорается и давит на поршень, который через шатун проворачивает коленчатый вал двигателя. Электрическая цепь снова включается, и цикл повторяется.

Модели начиная с 96-й серии оснащены электронной системой зажигания с двумя катушками зажигания. При каждом управляющем импульсе тока, подаваемого блоком управления, катушка зажигания подает импульс сразу на две свечи зажигания. Один искровой разряд воспламеняет топливную смесь в конце такта сжатия, а второй – происходит на такте выхлопа, где искра зажигания не оказывает никакого влияния на работу двигателя и поэтому потрачена впустую. После дальнейшего поворота коленчатого вала катушка зажигания снова подает импульс зажигания сразу на две свечи, но на этот раз, где раньше искровой разряд происходил в цилиндре на такте выхлопа, происходит окончание такта сжатия и топливная смесь воспламеняется, и наоборот. Импульсы зажигания обеспечивают следующую последовательность работы цилиндров 1–3–4–2 (Endura-E: 1–2–4–3).

Источник искры.

Рис. 9.3. Расположение фиксаторов крепления разъемов высоковольтных проводов

Электронный блок зажигания имеет мало общего с обычной катушкой зажигания. Датчики, транзисторы и диоды распределяют в блоке управления искры зажигания по отдельным цилиндрам. В двигателях Zetec-SE катушка зажигания расположена под обивкой двигателя. чтобы отсоединить высоковольтный провод зажигания, необходимо сжать выступы фиксаторов на электрических разъемах (рис. 9.3).