Будова, технічне обслуговування та ремонт системи запалювання автомобіля. Діагностика системи запалювання

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дипломна робота

Будова, технічне обслуговування та ремонт системи запалювання автомобіля. Діагностика системи запалювання

ЛЬВІВ 2018



Перелік умовних позначень, символів, скорочень,термінів

Т.О. - технічне обслуговування.

С.О. - сезонне обслуговування.

Щ.О. - щорічне обслуговування.

ДВЗ - двигун внутрішнього згорання

ЕБК - електронний блок керування

ЕОА - електронне обладнання автомобіля

КГ - контрольна група

ПК - пристрій керування (контролер)



Вступ

Електрообладнання сучасного автомобіля - це складний комплекс електричних машин і апаратів, електронних пристроїв управління, датчиків і виконавчих механізмів, контрольних і світлових приладів, вимикачів і перемикачів, запобіжників і комутаційних пристроїв.

Перелік і кількість виробів електронного і електричного обладнання автомобілів постійно збільшується, їх функції поширюються. На заміну застарілого обладнання приходить нове, більш складніше по конструкції і схемним вирішенням виробів і систем, які потребують нових знань при їх експлуатації.

З часом автомобілі постійно доповнювались новими агрегатами і до нас дійшли у тому вигляді, якими ми їх бачимо на дорогах нашої країни. В наш час на автомобілях використовуються двигуни внутрішнього згорання - дизельні , карбюраторні і інжекторні. Деякі автомобілі переведені на газ . Також конструктори з цілого світу випробовують автомобілі з електродвигунами, які екологічно чисті і економічні, але не мають достатнього пробігу без дозаправки (пробіг від 80 до 120 км).

Основні завдання автотранспорту - це вирішення проблем перевезення вантажів та пасажирів, забезпечення населення промисловим і продовольчим товарами.

До автомобілів всіх марок пред'являють вимоги: економічність, екологічність, комфортабельність, низька собівартість, безпека при експлуатуванні і т.п.

Шляхи вдосконалення експлуатаційних властивостей автомобіля - це перехід від двигунів карбюраторних та дизельних на газові, а в майбутньому і на електричні двигуни.

Головні вимоги до професії автослюсара - це добре знати свою справу, поважно відноситися до своїх співпрацівників і клієнтів.

Головне завдання це добросовісне відношення до праці, якісне технічне обслуговування автомобіля.

Автомобіль не повинен мати змін в конструкції, яка затверджена підприємством яке виготовляє цей автомобіль.

Для ефективного випробовування автотранспорту необхідно підвищити застосовування діагностичного і ремонтного устаткування.

Одне з найвищих питань в світі автомобілебудування є економія паливо - мастильних матеріалів, а також велике питання ставиться для захисту навколишнього середовища.

діагностування запалювання автомобіль



1. Опис конструкції

1.1 Характеристика приладу і аналіз роботи механізму, системи і вузлів

Система запалювання - це сукупність усіх приладів і пристроїв, що забезпечують появу іскри в момент, що відповідає порядку і режиму роботи двигуна. Ця система є частиною загальної системи електроустаткування. Перші двигуни ( наприклад, двигун Даймлера) в якості системи запалення мали гартівну голівку, тобто займання робочої суміші здійснювалося у кінці такту стискування від сильно нагрітої камери, що сполучається з камерою згорання. Перед запуском гартівну голівку потрібно було розігріти, далі її температура підтримувалася згоранням палива. Нині таке займання мають частина мікродвигунів внутрішнього згорання, які використовуються в різних моделях (авіа-, авто-, судномоделі і тому подібне).

По-справжньому на бензинових двигунах прижилася іскрова система запалення, тобто система, відмінною ознакою якої є займання суміші електричним розрядом, що пробиває повітряний проміжок свічки запалення. Було створено велику кількість систем запалення. Усі основні типи таких систем можна зустріти і нині.

Найбільш поширені системи запалення, це такі, живлення яких здійснюється від системи електропостачання автомобіля (акумуляторної батареї або генератора, залежно від режиму роботи двигуна).

Системи запалювання можна класифікувати на контактну, контактно-транзисторну, безконтактну. Контактну систему часто називають батарейною системою запалення, хоча в основному вона живиться від генератора. Системи запалення можна також розділити залежно від того, в якому елементі системи накопичується енергія, яка потім перетвориться в іскровий розряд між електродами свічки. По цій ознаці усі системи ділять на два типи: з накопиченням енергії в магнітному полі (у індуктивності) і з накопиченням енергії в електричному полі (ємності).

Система запалювання повинна забезпечувати надійне іскроутворення, при числі іскор в 1 хвилину до 20.000.

Робота системи запалювання при всіх режимах роботи двигуна має бути надійною протягом терміну служби двигуна. Усі елементи системи запалення, повинні витримувати прискорення і вібрації. Прискорення можуть досягати 10-15g, частота вібрації 50 Гц.

Однією з важливих експлуатаційних вимог до системи запалення є збереження її початкових характеристик протягом терміну служби двигуна при мінімальному догляді двигуна.

Вказаним вище вимогам контактна система запалювання не цілком відповідає, тому стали застосовуватися контактно-транзисторні і безконтактні системи запалення.

Мал. 1 Контактно-транзисторна система запалення



Мал.2 Безконтактна система запалення

Мал.3. Електрона система запалення

Будь-яку систему запалення характеризують наступні основні параметри:

·коефіцієнт запасу по вторинній напрузі;

·параметри іскрового розряду;

·швидкість наростання вторинної напруги;

·кут випередження запалення.

Контактно-транзисторна система запалення почала з'являтися на автомобілях в 60-х роках. При збільшенні міри стискування, використанні бідніших робочих сумішей, зі збільшенням частоти обертання колінчастих валів і числа циліндрів контактна система запалення вже зі своїм завданням не справлялася.

Класична система запалення стала гальмом подальшого розвитку бензинових двигунів. З'явилася необхідність застосування транзисторних (електронних) систем запалення.

Транзистор - електроперетворюючий напівпровідниковий прилад, що служить для перетворення електричних величин (що зокрема використовується для посилення потужності).

У контактно-транзисторній системі запалення, через контакти переривника проходять імпульси струму (-0,5А), до первинного ланцюга котушки запалення контакти переривника не відносяться. Не потрібний при контактно-транзисторній системі запалення і конденсатор для гасіння іскри при розмиканні контактів, оскільки сила струму, що проходить через них, невелика.

Якщо при контактній системі запалення зачищати контакти необхідно, через 10 тис. км, а термін їх служби складає 30-40 тис. км, то при контактно-транзисторній системі запалення контакти переривника не вимагають зачистки до 100 тис. км.

У контактно-транзисторній системі запалення з'явився прилад, що називається комутатором, який, отримуючи від контактів переривника імпульси (команди), перетворює їх в імпульси струму в первинній обмотці котушки запалення. Розмикання і замикання первинного ланцюга здійснюється замиканням і відмиканням вихідного транзистора комутатора.

Контактно-транзисторна система запалення є першим кроком від контактної системи запалення до електронних систем запалення.

Принциповими недоліками контактно-транзисторних систем запалення є:

·розрегулювання проміжку контактів переривального механізму в процесі експлуатації і, як наслідок, зміна періоду накопичення енергії, зміщення кута випередження запалення, необхідність періодичного контролю проміжку і його регулювання;

·чутливість контактного механізму до забруднення поверхні контактів внаслідок окислення і замаслення;

·інерційність контактного механізму і обмеження частоти обертання валу двигуна, із-за виникнення вібрації контактів, резонансних явища.

Заміна переривального механізму безконтактним датчиком, що несе інформацію про кутове положення колінчастого валу і частоту його обертання, привела до появи безконтактної системи запалення.

Безконтактно - транзисторну систему запалення стали застосовувати з 80-х років. Якщо в контактній системі запалення переривник безпосередньо розмикає первинний ланцюг, в контактно-транзисторній системі запалення - ланцюг управління, то у безконтактно-транзисторній системі запалення і управління стає безконтактним. У цих системах транзисторний комутатор, що перериває ланцюг первинної обмотки котушки запалення, спрацьовує під впливом електричного імпульсу, що створюється безконтактним датчиком.

1.2 Призначення, будова, робота приладу і вузлів системи

Система запалювання призначена для запалення робочої суміші в циліндрах бензинових двигунів. Основними вимогами до системи запалювання автомобіля Мерседес є :

1. Забезпечення іскри в потрібному циліндрі ( що перебуває в такті стиску) відповідно до порядку роботи циліндрів.

2. Своєчасність моменту запалювання. Іскра повинна відбуватися в певний момент (момент запалювання) відповідно до оптимального при поточних умовах роботи двигуна кутом випередження запалювання, що залежить, насамперед, від обертів двигуна й навантаження на двигун.

3. Достатня енергія іскри. Кількість енергії, необхідної для надійного запалення робочої суміші, залежить від складу, щільності й температури робочої суміші.

4. Загальною умовою для системи запалювання є її надійність (забезпечення безперервності іскроутворювання).

Несправність системи запалювання викликає неполадки як при запуску, так і при роботі двигуна:

- труднощі або неможливість запуску двигуна;

- нерівномірність роботи двигуна - "троїння" або припинення роботи двигуна - при пропусках іскроутворювання в одному або декількох циліндрах;

- детонація, пов'язана з невірним моментом запалювання й зухвала дуже швидке зношування двигуна;

- порушення роботи інших електронних систем за рахунок високого рівня електромагнітних перешкод та ін.

Існує безліч типів систем запалювання, що відрізняються й пристроєм і принципами дії. В основному системи запалювання розрізняються по:

- системі визначення моменту запалювання.

- системі розподілу високовольтної енергії по циліндрах.

При аналізі роботи систем запалювання досліджуються основні параметри іскроутворювання, зміст яких практично не відрізняється в різних системах запалювання :

- кут замкнутого стану контактів (КЗСК, Dwell angle) - кут, на який устигає повернутися колінчатий вал від моменту початку накопичення енергії (конкретно в контактній системі - моменту замикання контактів переривника. в інших системах - моменту спрацьовування силового транзисторного ключа).

До моменту виникнення іскри (конкретно в контактній системі - моменту розмикання контактів переривника). Хоча в буквальному значенні даний термін можна застосувати тільки до контактної системи - він умовно застосовується для систем запалювання будь-яких типів.

- кут випередження запалювання (КВЗ, Advance angle) - кут, на який устигає повернутися колінчатий вал від моменту виникнення іскри до моменту досягнення відповідним циліндром верхньої мертвої точки (ВМТ). Одне з основних завдань системи запалювання будь-якого типу - забезпечення оптимального кута випередження запалювання (фактично - оптимального моменту запалювання). Оптимально підпалювати суміш до підходу поршня до верхньої мертвої крапки в такті стиску - щоб після досягнення поршнем ВМТ гази встигли набрати максимальний тиск і зробити максимальну корисну роботу на такті робочого ходу. Також будь-яка система запалювання забезпечує взаємозв'язок кута випередження запалювання з обертами двигуна й навантаженням на двигун.

При збільшенні обертів, швидкість руху поршнів збільшується, при цьому час згоряння суміші практично не змінюється - тому момент запалювання повинен наступати трохи раніше - відповідно при збільшенні обертів, УОЗ треба збільшувати.

На одній і тій же частоті обертання колінчатого вала двигуна, положення дросельної заслінки (педалі газу) може бути різним. Це означає, що в циліндрах буде утворюватися суміш різного складу. А швидкість згоряння робочої суміші саме й залежить від її складу. При повністю відкритій дросельній заслінці (педаль газу "у підлозі") суміш згоряє швидше й підпалювати її потрібно пізніше - відповідно при збільшенні навантаження на двигун, КВЗ треба зменшувати. І навпаки, коли дросельна заслінка прикрита, швидкість згоряння робочої суміші падає, тому кут випередження запалювання повинен бути збільшений.

- напруга пробою - напруга у вторинному ланцюзі в момент утворення іскри - фактично - максимальна напруга у вторинному ланцюзі.

- напруга горіння - сталу-умовно-стала напруга у вторинному ланцюзі протягом періоду горіння іскри.

- час горіння - тривалість періоду горіння іскри.

Джерело живлення для системи запалювання

Джерело живлення для системи запалювання - бортова мережа автомобіля і її джерела живлення - акумуляторна батарея (АКБ) і генератор .

Вимикач запалювання.

Роз'єднує джерело живлення системи запалення, і безпосередньо елементи цієї системи, такі як; пристрій керування накопиченням енергії , накопичувач енергії , розподілювач запалення , свічки запалення , тощо .

Пристрій керування накопиченням енергії.

Пристрій керування накопиченням енергії - визначає момент початку накопичення енергії й момент "скидання" енергії на свічу (момент запалювання). Залежно від пристрою системи запалювання на конкретному авто може представляти із себе різні пристрої які розглянемо нижче.

Механічний переривник, безпосередньо керуючий накопичувачем енергії

Механічний переривник, безпосередньо керуючий накопичувачем енергії (первинним ланцюгом котушки запалювання). Даний компонент потрібний для того, щоб замикати й розмикати живлення первинної обмотки котушки запалювання. Контакти переривника перебувають під кришкою розподільника запалювання. Пластинчаста пружина рухливого контакту постійно притискає його до нерухомого контакту. Розмикаються вони лише на короткий строк, що коли набігає кулачок приводного валика переривника-розподільника надавить на молоточок рухливого контакту.

Паралельно контактам включений конденсатор (condenser). Він необхідний для того, щоб контакти не обгоряли в момент розмикання. Під час відриву рухливого контакту від нерухомого, між ними хоче проскочити потужна іскра, але конденсатор поглинає в себе більшу частину електричного розряду й іскріння зменшується до незначного. Але це тільки половина корисної роботи конденсатора - коли контакти переривника повністю розмикаються, конденсатор розряджається, створюючи зворотний струм у ланцюзі низької напруги, і тим самим, прискорює зникнення магнітного поля. А чим швидше зникає це поле, тим більший струм виникає в ланцюзі високої напруги. При виході конденсатора з ладу двигун нормально працювати не буде - напруга у вторинному ланцюзі вийде недостатньо більшим для стабільного іскроутворювання.

Переривник розташовується в одному корпусі з розподільником високої напруги - тому розподільник запалювання в такій системі називають переривником-розподільником. Така система запалювання називається класичною системою запалювання.

Це найбільш стара з існуючих систем - фактично вона є одноліткою самого автомобіля. За кордоном такі системи припинили серійно встановлювати в основному до кінця 1980-х років, у нас такі системи на "класику" установлюються дотепер. Коротко принцип роботи виглядає в такий спосіб - живлення від бортової мережі подається на первинну обмотку котушки запалювання через механічний переривник.

Переривник пов'язаний з колінчатим валом, що забезпечує замикання й розмикання його контактів у потрібний момент.

При замиканні контактів починається зарядка первинної обмотки котушки, при розмиканні первинна обмотка розряджається, але у вторинній обмотці наводитися струм високої напруги, що, через розподільник, також пов'язаний з колінчатим валом, надходить на потрібну свічу.

Також у цій системі присутні механізми коректування випередження запалювання - відцентровий і вакуумний регулятори.

Відцентровий регулятор випередження запалювання, (мал. 4), призначений для зміни моменту виникнення іскри між електродами свіч запалювання, залежно від швидкості обертання колінчатого вала двигуна.

Відцентровий регулятор випередження запалювання перебуває в корпусі переривника-розподільника. Він складається із двох плоских металевих грузиків, кожний з яких одним зі своїх кінців закріплений на опорній пластині, жорстко з'єднаної із приводним валиком. Шипи грузиків входять у прорізі рухливої пластини, на якій закріплена втулка кулачків переривника. Пластина із втулкою мають можливість провертатися на невеликий кут щодо приводного валика переривника-розподільника. У міру збільшення числа обертів колінчатого вала двигуна, збільшується й частота обертання валика переривника-розподільника. Грузики, підкоряючись відцентровій силі, розходяться в сторони, і зрушують втулку кулачків переривника "у відрив" від приводного валика. Тобто кулачок, що набігає, повертається на деякий кут по ходу обертання назустріч молоточку контактів. Відповідно контакти розмикаються раніше, кут випередження запалювання збільшується.

Мал. 4. Пристрій і схема роботи відцентрового регулятора кута випередження запалювання: а - розташування деталей регулятора: 1 - кулачок переривника, 2 - втулка кулачків, 3 - рухлива пластина,4 - грузики, 5 шипи грузиків,6 - опорна пластина, 7 - приводний валик, 8 - стяжні пружини б - верхній мал. - грузики разом, нижній мал. - грузики розійшлися

При зменшенні швидкості обертання приводного валика, відцентрова сила зменшуються й, під впливом пружин, грузики вертаються на місце - кут випередження запалювання зменшується.

Вакуумний регулятор випередження запалювання (мал.4.) призначений для зміни моменту виникнення іскри між електродами свіч запалювання, залежно від навантаження на двигун.

Вакуумний регулятор кріпиться до корпуса переривника - розподільника. Корпус регулятора розділений діафрагмою на два обсяги. Один з них пов'язаний з атмосферою, а іншої, через сполучну трубку, з порожниною під дросельною заслінкою. За допомогою тяги, діафрагма регулятора з'єднана з рухливою пластиною, на якій розташовуються контакти переривника. При збільшенні кута відкриття дросельної заслінки (збільшення навантаження на двигун) розрядження під нею зменшується. Тоді, під впливом пружини, діафрагма через тягу зрушує на невеликий кут пластину разом з контактами убік від кулачка, що набігає, переривника. Контакти будуть розмикатися пізніше - кут випередження запалювання зменшиться. І навпаки - кут збільшується, коли ви зменшуєте газ, тобто, прикриваєте дросельну заслінку. Розрядження під нею збільшується, передається до діафрагми й вона, переборюючи опір пружини, тягне на себе пластину з контактами.

Це означає, що кулачок переривника раніше зустрінеться з молоточком контактів і розімкне їх. Тим самим ми збільшили кут випередження запалювання для погано палаючої робочої суміші.

Механічний переривник із транзисторним комутатором

У цьому випадку механічний переривник управляє тільки транзисторним комутатором, що, у свою чергу, управляє накопичувачем енергії.

Така конструкція має істотну перевагу перед переривником без транзисторного комутатора - воно полягає в тім, що тут контактний переривник має більшу надійність за рахунок того, що в цій системі через нього протікає істотно менший струм (відповідно практично виключається пригоряння контактів переривника під час розмикання).

Відповідно й конденсатор, підключений паралельно контактам переривника став не потрібним. В іншому система повністю аналогічна класичній системі. Обидві описані системи запалювання з механічним переривником мають загальну назву - контактні системи запалювання.

Керування первинною обмоткою котушки запалювання в системі з механічним переривником і транзисторним комутатором.

Транзисторний комутатор з безконтактним датчиком

Генератором імпульсів (індуктивного типу, типу Холу або оптичного типу) і перетворювачем його сигналів.

У цьому випадку замість механічного переривника використається датчик - генератор імпульсів з перетворювачем сигналів, що управляє тільки транзисторним комутатором, що, у свою чергу, управляє накопичувачем енергії. У системах запалювання із транзисторним комутатором використаються датчики трьох типів.

1. Датчик Холу (така модифікація системи називається TI-h,) містить пластинку кремнію, до двох бічних граней якої прикладене невелика напруга. Якщо пластинку помістити в магнітне поле, то на двох інших гранях пластинки також з'явиться напруга В цьому складається ефект Холу.

Зміна магнітного поля викличе зміна напруги Холу, яку можна використати для керування комутатором. Магнітне поле, створюване постійним магнітом, може перериватися лопатами обтюратора, що обертається на валу розподільника запалювання. Через кремнієву пластинку пропускається струм приблизно 30 млА, тоді як напруга Холу становить близько 2 мВ, збільшуючись із ростом температури. Пластинка звичайно становить одне ціле з інтегральною схемою, що здійснює посилення й формування сигналу.

При відкритому зазорі між постійним магнітом і датчиком Холу пластинка видає напругу. Якщо зазор перекривається лопатою обтюратора, магнітне поле замикається через лопату й не попадає на пластинку Холу. Напруга при цьому падає.

Сигнал із граней пластинки попадає в підсилювач і формувач імпульсів, після чого він може управляти комутатором (включенням і вимикання котушки).

2. Індуктивний датчик (така модифікація системи називається TI-i, - містить у собі постійний електромагніт з обмоткою й зубчастий диск . При обертанні диска магнітне поле замикається або через зуб, або через западину.

Магнітний потік, що проходить через обмотку, то збільшується, то зменшується, у результаті чого в обмотці індукується ЭДС змінного знака. Сигнали датчика проходять через формувач імпульсів і далі надходять у комутатор для керування первинною обмоткою котушки запалювання. При збільшенні швидкості зросте частота імпульсів, а також сама вихідна напруга датчика - із часток вольта до сотні вольтів.

Мал.5 Індуктивний датчик, модифікація системи TI-i

Оптичний датчик (така модифікація системи називається TI-o) - представляє із себе сегментований диск, закріплений на валу розподільника, що перекриває інфрачервоний промінь, спрямований на фототранзистор. Протягом проміжку часу, поки фототранзистор освітлений, через первинну обмотку котушки й струм.. Коли диск перекриває промінь, датчик посилає в комутатор імпульс, що перериває струм у котушці й у такий спосіб генерує іскру. Існує кілька різновидів такого роду пристроїв: запуск іскри може відбуватися як при відкритті так і навпаки, при закритті світлового джерела. Звичайно такі генератори задають постійний кут включеного стану котушки, але якість запалювання від цього не страждає, оскільки на це не робить впливу динаміка рухливого контакту й він залишається завжди постійний, незалежно від швидкості.



Мал.6 Оптичний датчик, модифікація системи TI-o

Датчик-генератор імпульсів, як правило, конструктивно розташовується усередині розподільника запалювання (конструкція самого розподільника від контактної системи не відрізняється) - тому вузол у цілому називають "датчик-розподільник".

Комутатор управляє замиканням первинного ланцюга котушки запалювання на масу. При цьому комутатор не просто розриває первинний ланцюг по сигналі з імпульсного датчика - комутатор повинен забезпечити попередню зарядку котушки необхідною енергією. Тобто, до керуючого імпульсу з датчика, комутатор повинен угадати, коли потрібно замкнути котушку на землю, для того щоб неї зарядити. Причому, він повинен це зробити так, щоб час заряду котушки було приблизно постійним (досягався максимум накопиченої енергії, але не допускався перезаряд котушки). Для цього комутатор обчислює період імпульсів прихожих з датчика. І залежно від цього періоду, обчислює час початку замикання котушки на землю. Інакше кажучи, чим вище оберти двигуна, тим раніше комутатор буде починати замикати котушку на землю, але час замкнутого стану буде однаковим.

Одна з модифікацій цієї системи з механічним розподільником і котушкою запалювання, що окремо коштує від розподільника й комутатора одержала устояну назву "безконтактна система запалювання (БСЗ)".

Природно, існує безліч модифікацій даної системи - із застосуванням інших типів датчиків, із застосуванням декількох датчиків та ін.

Мікропроцесорний блок керування запалюванням

Мікропроцесорний блок керування запалюванням (або блок керування двигуном з підсистемою керування запалюванням) - з датчиками й комутатором. Системи запалювання, у яких застосовується такий варіант керування запалюванням мають загальну назву мікропроцесорні системи запалювання, рис. 1.10. У цьому випадку блок керування одержує інформацію про роботу двигуна (оберти, положення колінчатого вала, положення розподільного вала, навантаження на двигун, температура охолодної рідини та ін.) від датчиків і за результатами алгоритмічної обробки цих даних управляють комутатором, що, у свою чергу, управляє накопичувачем енергії. Регулювання випередження запалювання реалізовані програмно в блоці керування.

Комутатори в мікропроцесорних системах запалювання також називаються "підпалювач" (igniter).

Електронний блок керування (ЕБК, ECU, PCM) - саме він виконує в системі головну роль. Його робота складається в зборі інформації від датчиків (для керування запалюванням основними датчиками є датчик положення колінчатого вала, датчик положення розподільного вала, датчик детонації, датчик кута відкриття дросельної заслінки), розрахунку оптимального моменту запалювання й часу зарядки котушки й конкретне керування через комутатор первинним ланцюгом котушки. На сучасних автомобілях блок керування системою запалювання об'єднаний із блоком керування упорскуванням палива.

Коротко розглянемо основні датчики мікропроцесорної системи керування запалюванням:

- Датчики положення колінчатого й розподільного вала. Ці датчики необхідні ЕБК для визначення поточних обертів двигуна, а також поточного положення розподільного вала (для ідентифікації циліндра, що перебуває в такті стиску). У різних модифікаціях електронних систем керування використається різний набір датчиків для рішення цих завдань. При цьому також використаються датчики різних типів - але найбільше часто індуктивні датчики й датчики Холу.

- Датчик детонації - установлюється на блоці двигуна. Під час роботи двигуна датчик генерує сигнал із частотою й амплітудою, що залежить від частоти й амплітуди вібрації двигуна. При виникненні детонації електронний блок коректує кут випередження запалювання.

- Датчик кута відкриття дросельної заслінки - визначає навантаження на двигун.

Комутатор ("підпалювач", igniter) - це транзисторні ключі, які залежно від сигналу з ЕБК включають або відключають живлення первинної обмотки котушки (котушок) запалювання. Залежно від пристрою конкретної системи запалювання комутатор може бути як один, так їх може бути й трохи (якщо в системі запалювання використається кілька котушок). Існує кілька типів систем з різним розташуванням ключів:

- ключі об'єднані в один блок з ЕБК.

- ключі стоять окремо для кожної котушки й не об'єднані ні з ЕБК, ні з котушками.

- ключі об'єднані в окремий блок, але стоять окремо й від ЕБК й від котушок.

- ключі об'єднані з котушками відповідних циліндрів (особливо характерно для системи COP - див. далі).

Мікропроцесорна система керування запалюванням може застосовуватися практично з будь-якими модифікаціями систем накопичення й розподіли енергії. На сьогодні існує безліч модифікацій цих систем. Цифрові блоки керування (контролери) являють собою невеликі, різні по складності обчислювачі, порядок роботи яких задається спеціальним алгоритмом. Програмне забезпечення (ПЗ) контролерів складають так звані «прошивки» - програми де закладено параметри та алгоритми роботи двигуна в залежності від умов експлуатації.

Найбільш поширені на ринку України є електроні системи керування двигуном (ЕСКД) різних модифікацій представлені фірмами General Motors (GM), BOSCH, а для автомобілів котрі виготовляються на території колишнього СРСР, а також для обладнання автокласики використовуються системи ЯНВАРЬ російської розробки. Необхідно добавити, що блоки ЕСКД поставлені на автомобіль стандартно можна перепрограмовувати під конкретні потреби замовника.

Накопичувач енергії

Накопичувачі енергії, використовувані в системах запалювання діляться на дві групи:

1) з накопиченням енергії в індуктивності - котушка або котушки запалювання;

2) з накопиченням енергії в ємності - конденсаторі.

Розглянемо ці групи докладніше.

Накопичення енергії в індуктивності

З накопиченням енергії в індуктивності - це котушка або котушки запалювання(розм. бобіна, англ. ignition coil, inductor). У цьому випадку енергія накопичується в первинній обмотці котушки запалювання й при розмиканні первинного ланцюга у вторинному ланцюзі індукується висока напруга, що подається на свічі. Це найпоширеніша система.

Найпростіша котушка запалювання має три клеми:

- на першу подається живлення (+ 12 У) від вимикача запалювання. Ця клема з'єднана з первинною обмоткою котушки.

- на другу комутирується маса автомобіля через ланцюги керування накопиченням енергії. У класичній системі запалювання ця клема з'єднана з масою через контактний переривник запалювання. У момент прокручування розподільника запалювання, коли бігунок перебуває між контактами струмознімача розподільника, відбувається замикання переривника на землю, через первинну обмотку котушки починає текти струм - іде накопичення енергії в котушці. У момент проходу бігунка розподільника над струмознімачем свічі, контакт переривника й, відповідно, ланцюг первинної обмотки котушки розмикається. При цьому у вторинній обмотці й високовольтному виході котушки індиктується струм високої напруги (до 25 кВ), а в первинній обмотці струм самоіндукції (не менш 250 У). У більше сучасних системах первинний ланцюг котушки управляється транзисторними комутаторами, які, у свою чергу, управляються або безпосередньо безконтактними датчиками положення розподільного вала, або мікропроцесорними блоками керування.

- третя клема - високовольтний вихід котушки, з'єднаний із вторинною обмоткою. Із цієї клеми високовольтна напруга в системі запалювання з однією котушкою надходить у розподільник запалювання; у системах запалювання з декількома котушками - безпосередньо на свічі запалювання (через високовольтні проводи або без них).

В одному з популярних, особливо на японських і американських автомобілях, типі системи запалювання котушка запалювання поєднується в одному корпусі з розподільником запалювання (іноді також і з комутатором і датчиками положення колінчатого й розподільного вала). Системи запалювання такого типу одержали назви "котушка в розподільнику" (CID - Coil In Distributor), "котушка в кришці розподільника" (CIC - Coil in Cap) і "система запалювання високої енергії" (HEI - High Energy Ignition). Центральне проводи, що з'єднує котушку запалювання з розподільником у цій системі недоступний. Як правило, така система встановлюється вже на автомобілі з мікропроцесорною системою керування.

Залежно від застосовуваної на конкретному авто системи розподілу високовольтної енергії на автомобілі можуть установлюватися не одна, а кілька котушок запалювання, а також котушки запалювання складної конструкції (наприклад, з подвійною первинною обмоткою та ін.).

Накопичення енергії в ємності

З накопиченням енергії в ємності - конденсаторі. У цьому випадку енергія накопичується в конденсаторі, а в необхідний момент проходить через котушку запалювання як через трансформатор. У вторинному ланцюзі також індукується висока напруга, що подається на свічі. Такий пристрій накопичувача енергії одержало абревіатуру CDI - Capacitor Discharge Ignition ("запалювання від розряду конденсатора") або конденсаторне запалювання або тиристорне запалювання (за назвою радиоэлемента виконуючої функції комутації). На автомобілях ця система використається, але не широко (дуже широко ця система застосовується на мотоциклах, гідроциклах, скутерах та ін.). Відмітною перевагою даної системи є те, що енергія іскри не залежить від обертів двигуна та ін.

Система розподілу запалювання.

На автомобілях застосовуються два типи систем розподілу - системи з механічним розподільником і системи статичного розподілу.

Системи з механічним розподільником енергії

Розподільник запалювання, трамблер(англ. distributor. ROV - Rotierende hochspannungsVerteilung) - розподіляє високу напругу по свічах циліндрів двигуна. На контактних системах запалювання, як правило, об'єднаний з переривником, на безконтактних - з датчиком імпульсів, на більше сучасні або відсутній, або об'єднаний з котушкою запалювання, комутатором і датчиками (системи HEI, CID, CIC).

Після того, як у котушці запалювання утворився струм високої напруги, він попадає (по високовольтному проведенню) на центральний контакт кришки розподільника, а потім через підпружиненний контактне вугіллячко на пластину ротора. Під час обертання ротора струм "зіскакує" з його пластини, через невеликий повітряний зазор, на бічні контакти кришки. Далі, через високовольтні проводи, імпульс струму високої напруги попадає до свіч запалювання. Бічні контакти кришки розподільника пронумеровані й з'єднані (високовольтними проводами) зі свічами циліндрів у строго певній послідовності. Таким чином, установлюється "порядок роботи циліндрів", що виражається рядом цифр. Як правило, для чотирициліндрових двигунів, застосовується послідовність: 1 - 3 - 4 - 2. Це означає, що після запалення робочої суміші в першому циліндрі, що випливає "вибух" відбудеться в третьому, потім у четвертому й, нарешті, у другому циліндрі.

Такий порядок роботи циліндрів установлений для рівномірного розподілу на грузики на колінчатий вал двигуна.

За допомогою повороту корпуса переривника-розподільника виставляється й коректується первісний кут випередження запалювання (кут до корекції відцентровим і вакуумним регуляторами).

Системи зі статичним розподілом енергії

У процесі розробки нових систем запалювання одним з головних завдань було відмовитися від усіх найбільш ненадійних компонентів системи не тільки від контактного переривника, але й від механічного розподільника запалювання. Від контактного переривника вдалося відмовитися шляхом впровадження мікропроцесорних систем керування (див. вище). Від розподільника вдалося відмовитися розробкою так званих систем запалювання зі статичним розподілом енергії або статичних систем запалювання (статичним - тому що в цих системах відсутні рухомі частини, наявні в розподільнику). Тому що розподільник у цих системах відсутній, ці системи також мають загальне позначення DLI (DistributorLess Ignition), DIS (DistributorLess Ignition System) ("система без розподільника"), DI (Direct Ignition), DIS ("система прямого запалювання", "безпосереднє запалювання").

Примітка. Різні автори використають різну термінологію, в даній роботі, щоб уникнути зайвої плутанини, пропонується зупинитися на такому варіанті: DLI - ставиться до усіх систем без високовольтного розподільника; DI - ставиться тільки до систем з індивідуальними котушками (DI = COP + EFS); DIS - ставиться тільки до системи синхронного запалювання із двовихидними котушками (DIS = DFS). Такий підхід, може бути, і не зовсім правильний, але вживається найбільше часто.

Із впровадженням цих систем довелося вносити істотні зміни й у конструкцію котушки запалювання (використати двох- і чотирьохвиводні котушки) і/або використати системи з декількома котушками запалювання. Всі системи запалювання без розподільника діляться на два блоки - системи незалежного запалювання з індивідуальними котушками запалювання на кожний циліндр двигуна (EFS і COP системи) і системи синхронного запалювання, де одна котушка обслуговує, як правило, два циліндри (DFS-системи).

1. Систему EFS ( Einzel Funken Spule) називають системою незалежного запалювання, тому що в ній (на відміну від систем синхронного запалювання) кожна котушка й управляється незалежно й дає іскру тільки для одного циліндра. У цій системі кожна свіча має свою індивідуальну котушку запалювання. Крім відсутності в системі механічних частин, що рухаються, додатковою перевагою є те, що при виході й будуючи котушки перестане працювати тільки один "її" циліндр, а система в цілому збереже працездатність.

Як уже говорилося при розгляді мікропроцесорних систем керування запалюванням, комутатор у таких системах може являти собою один блок для всіх котушок запалювання, окремі блоки (кілька комутаторів) для кожної котушки запалювання, а, крім того, він може бути як інтегрований з електронним блоком керування, так і може встановлюватися окремо. Котушки запалювання також можуть стояти як окремо, так і єдиним блоком (але в кожному разі вони стоять окремо від ЕБК), а крім того, можуть бути об'єднані з комутаторами.

Однієї з найбільш популярних різновидів EFS-систем є так звана COP система (Coil on Plug - "котушка на свічі") - у цій системі котушка запалювання ставиться прямо на свічу. Таким чином, стало можливим повністю позбудеться ще від одного не цілком надійного компонента системи запалювання - від високовольтних проводів.

2. Система статичного синхронного запалювання із двохвиводними котушками запалювання (одна котушка на дві свічі) - DFS (нім. Doppel Funken Spule) система. Крім систем, з індивідуальними котушками, використаються й системи, де одна котушка забезпечує високовольтний розряд на двох свічах одночасно. При цьому виходить, що в одному із циліндрів, що перебуває в такті стиску, котушка дає "робочу іскру", а в сполученому з ним, що перебуває в такті випуску дає "холосту іскру" (тому така система часто називається системою запалювання з холостою іскрою - "wasted spark"). Наприклад, в 6-циліндровому V-образному двигуні на циліндрах 1 і 4 поршні займають те саме положення (обоє перебувають у верхній і нижній мертвій крапці одночасно) і рухаються в унісон, але перебувають на різних тактах. Коли циліндр 1 перебуває на компресійному ходу, циліндр 4 - на такті випуску, і навпаки.

Висока напруга, вироблювана у вторинній обмотці, подається прямо на кожну свічу запалювання.

В одній зі свіч запалювання іскра проходить від центрального електрода до бічного електрода, а в іншій свічі іскра проходить від бічного до центрального електрода.

Напруга, необхідна для утворення іскри, визначається іскровим проміжком і тиском стиску. Якщо іскровий проміжок між свічами обох циліндрів дорівнює, для розряду необхідна напруга, пропорційна тиску в циліндрі. Вироблювана висока напруга розділяється відповідно до відносного тиску циліндрів. Циліндр на ходу стиску вимагає й використає більший розряд напруги, чим на ходу випуску. Це відбувається тому, що циліндр на ходу випуску перебуває приблизно під атмосферним тиском, тому витрата енергії набагато нижче.



Мал.7 Шлях напруги і напрямки «робочої» та «холостої» іскри в системі DFS

У порівнянні із системою запалювання з розподільником, загальна витрата енергії в системі без розподільника практично такий же. У системі запалювання без розподільника втрата енергії від іскрового проміжку між ротором розподільника й клемою ковпачка заміняється втратою енергії на холосту іскру в циліндрі на ходу випуску.

Котушки запалювання в системі DFS можуть установлюватися як окремо від свіч і зв'язуватися з ними високовольтними проводами (як у системі EFS), так і прямо на свічах(як у системі COP, але в цьому випадку високовольтні проводи однаково використаються для передачі розряду на свічі суміжних циліндрів - умовно таку систему можна назвати "DFS-COP").

Також у цій системі комутатори можуть бути об'єднані з відповідними котушками - як на приклад у Mitsubishi Outlander.



Мал.8 Схема системи "DFS-COP" застосована на Mitsubishi Outlander

Високовольтні проводи.

Високовольтні проводи - з'єднують накопичувач енергії c розподільником або свічами й розподільник зі свічами. У системах запалювання COP відсутні.

Свічі запалювання.

Свічі запалювання (spark plug) - необхідні для утворення іскрового розряду й запалювання робочої суміші в камері згоряння двигуна. Свічі встановлюються в головці циліндра. Коли імпульс струму високої напруги попадає на свічу запалювання, між її електродами проскакує іскра - саме вона запалює робочу суміш.

Як правило, установлюється по одній свічі на циліндр. Однак, бувають і більше складні системи із двома свічами на циліндр, причому не завжди свічі спрацьовують одночасно (наприклад, на новітньому Honda Civic Hybrid використається система DSI - Dual Sequential Ignition - при малих обертах дві свічі одного циліндра спрацьовують послідовно - спочатку та з них, що ближче до впускного клапана, а потім друга - щоб паливоповітряна суміш згоряла швидше й повніше). Та і самі свічки на такі прості, сучасні свічки дуже різноманітні за конструкцією. Окрім звичайний одноелектродних зараз існують двох, трьох, або навіть чотирьох електродні свічки, окрім того є плазмові свічки та ін..

Розподіл системи запалення.

Будь-яка система запалювання чітко ділитися на дві частини:

Низьковольтну (первинну, англ. primary) ланцюг - включає первинну обмотку котушки запалювання й безпосередньо пов'язані з нею ланцюга (переривника, комутатора й інших компонентів залежно від пристрою конкретної системи).

Високовольтну (вторинну, англ. secondary) ланцюг - включає вторинну обмотку котушки запалювання, систему розподілу високовольтної енергії, високовольтні проводи, свічі.

З огляду на всі можливі модифікації й комбінації наведених вище елементів, на автомобілях використаються не менш 15-20 різновидів систем запалювання. Всі вони докладно розглянуті в спеціалізованій літературі й інформаційних базах по конкретних марках і моделям автомобілів.



2. Технологічна частина

2.1 Технологічна карта

Замок запалювання є основним елементом системи запуску двигуна. Але і він схильний до різного роду пошкоджень, особливо, якщо це стосується автомобілів імпортного виробництва. У цій статті ми розглянемо, як влаштований і функціонує замок запалювання на прикладі автомобіля MERSEDES.. Також ми поговоримо про його несправності та способи їх усунення.

Конструктивні особливості пристрою.

У конструкцію замку запалювання «десятки» входять:

сам замок (личинка);

ключ;

запірний пристрій;

контактна група.

Личинка з ключем служать для запобігання несанкціонованого доступу до системи запалювання. Вони працюють за тим же принципом, що звичайний дверний замок. Ми вставляємо ключ певної конфігурації в свердловину і отримуємо доступ до запуску двигуна. Крім цього, при першому повороті ключа ми розблокуємо кермо, вимикаючи механічний запірний механізм. Головне пристрій, до якого ми отримуємо доступ, вставивши ключ в замок запалювання - контактна група . За її допомогою електрика від акумуляторної батареї подається на стартер і котушку.

Де знаходиться замок запалювання

У автомобіля MERSEDES, як і у більшості сучасних автомобілів, вузол запуску двигуна розташований на рульовій колонці. Замок запалювання, контактна група і запірний пристрій приховані під пластиковим кожухом. Все, що ми можемо побачити - це сама сверцевина для ключа, що знаходиться з правого боку колонки. Для того щоб в темний час доби, водій міг без праці її відшукати, зовні замок має підсвічування. Вона активується при включенні габаритних вогнів.

Як працює замок запалювання.

Коли ключ виймуть із замку, запірний механізм активований. Підпружинений штир входить у спеціальний отвір рульового вала, фіксуючи його в одному положенні. Для того щоб його розблокувати, потрібно вставити ключ в серцевину і повернути його в перше положення.

При цьому замикаються певні контакти, подаючи напругу на основні електроприлади. Стартер в цьому положенні знеструмлений. Коли ми переводимо на другу позицію замок запалювання, контактна група подає напругу на пристрій запуску двигуна. Стартер починає обертатися, приводячи в рух колінвал силового агрегату. Ось таким нехитрим чином працює вузол включення запалювання.

Що може статися з замком запалювання

Несправностей у розглянутого пристрою не так вже й багато. Може вийти з ладу сам замок запалювання, контактна група або запірний механізм. Для кожної поломки характерні свої ознаки. Якщо ви, вставляючи ключ в сверцевину, помітили, що він входить туди туго, або серцевина не провертається (провертається не повністю), швидше за все, сам замок прийшов в непридатність. У разі, якщо не відбувається розблокування рульового вала в першому положенні, несправність слід шукати в запірному механізмі. Ну, а коли замок справно працює, але запалювання не включається, або включається, а стартер не функціонує - проблема явно в контактній групі. Спробуємо розібратися з кожної з проблем.

Замок і блокіратор.

Виявивши проблему в роботі замка або блокуючого механізму, краще не експериментувати. Навіть якщо вам і вдасться їх відремонтувати, проблема обов'язково заявить про себе пізніше.

Краще купити механізм в зборі і замінити його. Тим більше, що коштує він не так вже дорого. Витративши суму, ви на кілька років точно забудете про проблеми з замком запалювання.

Як перевірити групу контактів

Первинну діагностику групи контактів можна виконати без демонтажних робіт. Для цього потрібно омметр або мультиметр.

Алгоритм перевірки наступний:

Знеструмлюємо бортову мережу автомобіля, знявши мінусову клему з акумулятора.

Знаходимо роз'єм замка . Роз'єднюємо його. Контактна група замка запалювання має 8 виходів: 4 верхніх і 4 нижніх.

Повертаємо ключ в перше положення і проводимо заміри опору між контактами 30 і 15. Воно повинне бути нульовим.

Встановлюємо ключ в друге положення і вимірюємо опір між контактами 30 і 15 а після між 30 і 50. У справного пристрою опір повинно дорівнювати нулю. Якщо ж прилад видає інші показники, вам належить ремонт або заміна контактної групи замку запалювання. Як бачите, діагностика цього сайту не становить особливих труднощів. Йдемо далі.

Як демонтувати замок запалювання

Якщо вийшли з ладу замок запалювання, контактна група , або зламався блокіратор, подальша перевірка пристрою може бути здійснена тільки після його демонтажу. Для того щоб зняти вузол, знадобляться наступні інструменти:

ключ на «10»;

викрутка з хрестоподібної битою;

молоток;

зубило.

Порядок дій такий:

Відкручуємо ключем на 10 гайку затиску мінусової клеми акумулятора. Знімаємо клему.

Хрестової викруткою відкручуємо 5 гвинтів кріплення пластикового кожуха рульової колонки. Знімаємо обидві половинки захисту. На рульовій колонці ви побачите сам замок запалювання в зборі. Він кріпиться до валу за допомогою двох хомутів, з'єднаних між собою болтами без капелюшків. Не лякайтеся, це зроблено для того, щоб уберегти машину від угону.

За допомогою зубила і молотка акуратно збиваємо ці болти (метал, з якого вони зроблені, досить м'який).

Від'єднуємо від замку роз'єм з проводами. Ось, в принципі, і все. Тепер замок готовий для подальшої діагностики і ремонту.

Як зняти контактну групу замку запалювання.

Демонтаж замку - це тільки пів справи. Тепер потрібно зняти контактну групу. Зробити це зовсім нескладно. Для цієї процедури потрібно тонка викрутка. З її допомогою необхідно відігнути дві пластикові засувки, які кріплять групу контактів до металевого корпусу замка. Після цього її можна сміливо від'єднувати. Для того щоб зробити ремонт контактної групи замку запалювання її необхідно розібрати. Тут також стане в нагоді тонка викрутка. Беремо її і відгинаємо дві засувки з обох сторін кришки. Коли кришка буде знята, огляньте стан контактів. Якщо вони трохи пригоріли або окислилися, можливо, це і є причина несправності. Контакти зачищають дрібною наждачною шкуркою. Ні в якому разі не використовуйте для цих цілей ніж або напилок. Так вузол можна вивести з ладу. Якщо ж виводи пластин знаходяться в дуже поганому стані, пристрій краще замінити.

Заміна контактної групи замка запалювання також не вимагає ніяких додаткових навичок. Досить просто приєднати її до корпусу пристрою і затиснути фіксатори. Далі приєднуємо роз'єм з проводами і встановлюємо замок на рульову колонку. Але тут є один нюанс. Для установки вам будуть потрібні нові болти (4 шт). Придбати їх можна в будь-якому автомагазині. Болти затягуються до того моменту, поки їх капелюшки самі не обломлятся. Після цього можна встановлювати кожух на рульову колонку.

Не забудьте про реле.

Трапляється і так, що замок справний, але запалювання не включається, а стартер взагалі не реагує на поворот ключа. В цьому випадку слід перевірити реле. Воно так і називається - реле запалювання. Цей пристрій служить для захисту контактів замка від пригорання під час включення електрообладнання.

Реле запалювання розташоване в додатковому монтажному блоці автомобіля. Щоб дістатися до нього, необхідно зняти пластикову панель центральній консолі зліва від пасажирського сидіння. Там знаходяться три реле і три запобіжника. Потрібний нам пристрій зазвичай знаходиться праворуч. Щоб перевірити реле, поставте на його місце одне з сусідніх пристроїв, включіть запалення і спробуйте запустити стартер. Якщо він почав крутити замінити несправний пристрій.

2.2 Схема технологічного процесу ТО і ремонту

Основним засобом зменшення інтенсивності зношування деталей і механізмів і запобігання несправностей автомобіля, тобто підтримки його в належному технічному стані, є своєчасне й високоякісне виконання технічного обслуговування.

Під технічним обслуговуванням розуміють сукупність операцій (збирально-мийні, кріпильні, регулювальні, мастильні й ін.), ціль яких - попередити виникнення несправностей (підвищити надійність) і зменшити зношування деталей (підвищити довговічність), а послідовно, тривалий час підтримувати автомобіль у стані постійної технічної справності й готовності до роботи.

Навіть при дотриманні всіх перерахованих вище заходів зношування деталей автомобіля може привести до несправностей і до необхідності відновлення його працездатності або ремонту. Отже, під ремонтом розуміється сукупність технічних впливів, спрямованих на відновлення технічного стану автомобіля (його агрегатів і механізмів), що втратив обслуговування й ремонту автомобілів. Основний документ, відповідно до якого виробляється ТО (технічне обслуговування) й ремонт на автопідприємствах - положення про ТО й ремонт ПС автомобільного транспорту. Відповідно до цього документа, ТО виробляється планово запобігливо, через певний пробіг .

Технічне обслуговування - це комплекс операцій, які спрямовані на підтримання автомобіля в справному та працездатному стані і проводяться в процесі експлуатації автомобіля.

Мета технічного обслуговування і ремонту - підтримування дорожніх транспортних засобів у технічно справному стані та належному зовнішньому вигляді, забезпечення надійності, економічності, безпеки руху та екологічної безпеки.