Доопрацювання системи запалювання авто для кращого пуску двигуна

1. Принцип роботи системи запалювання автомобіля
2. Величина високої напруги в момент запуску двигуна автомобіля
3. Доопрацювання схеми запалювання
4. Конструкція і деталі
5. Порядок запуску двигуна автомобіля при морозі

Наши партнеры ArtmMisto

Найвідповідальнішим моментом при експлуатації автомобіля є пуск двигуна. Особливо актуальне це питання в зимову пору року, коли на вулиці стоять великі морози. Всі мастильні матеріали, в тому числі і масло в картері двигуна внутрішнього згоряння, втрачають в'язкість, і створюють надмірне додаткову механічну навантаження на стартер.

Рекомендацій по вирішення цієї проблеми в Інтернеті представлено безліч, від підігріву масла в картері двигуна додатковим нагрівачем, до впорскування в циліндри двигуна перед пуском легкозаймистих речовин. Удосконалюються комутатори системи запалювання, роблять багато іскровий режим запалювання, оптимізують взаємне розташування і форму електродів свічок.

Але все це не дає максимального ефекту з однієї простої причини, під час пуску двигуна напруга бортовий мережі автомобіля падає до 9,5 V і відповідно значно падає величина високої напруги на виході котушки запалювання. Запропонована доопрацювання системи запалювання дозволяє усунути цей недолік.

Принцип роботи системи запалювання автомобіля

Розглянемо частину схеми електрообладнання автомобіля, складову систему запалювання. Від акумулятора напруга позитивної полярності, через запобіжник надходить на контакти замка запалювання і реле запалювання.

Коли ключ із замка запалювання автомобіля виймуть, всі контакти в замку запалювання розімкнуті, і напруга на систему запалювання не подається. Якщо ключ вставити в замок запалювання і повернути його за годинниковою стрілкою на один сектор, контакти в замку запалювання замкнуться і напруга надійде на обмотку реле запалювання, по обмотці потече струм, створить магнітне поле, яке притягне якір реле.

Контакти реле замкнуться, напруга живлення надійде на низьковольтну обмотку котушки запалювання і через неї на колектор транзистора VT комутатора. Поки вал двигуна не обертається, на базу транзистора не надходять відкривають імпульси управління, і він закритий, струм далі не тече. У застосовуваних в даний час схемах запалювання автомобілів, елементів накреслених синім кольором (діод VD1 і конденсатор С1) немає.

Для пуску двигуна необхідно повернути ключ у замку запалювання за годинниковою стрілкою ще на один сектор. Стартер почне обертатися і на комутатор з датчика обертання надійдуть керуючі імпульси. Транзистор VT на час 1-2,5 мс відкриється і через низьковольтну обмотку котушки запалювання піде струм. Сердечник котушки почне намагнічуватися, і створить в високовольтної обмотці котушки запалювання висока напруга. Величина напруги буде залежати від співвідношення кількості витків в котушках.

Для надійної роботи двигуна система запалювання повинна створювати високу напругу з запасом, величиною не менше 25 кВ. Напруга, при якому відбувається пробій (утворюється іскра) між електродами в свічці становить 14-17 кВ. Таким чином, повинен забезпечується запас по високій напрузі близько 7 кВ, що гарантує стабільну іскру в свічках при будь-яких умовах запуску двигуна.

Величина високої напруги
в момент запуску двигуна автомобіля

При роботі двигуна, за рахунок роботи генератора, напруга в бортовій мережі автомобіля зазвичай становить 14,1 ± 0,2 В. На первинну обмотку котушки запалювання, за вирахуванням падіння напруги (1,2 В) на транзисторі VT, надходять імпульси величиною 14,1 В-1,2 У = 12, 9 В. у цьому режимі величина імпульсів на вторинній обмотці котушки запалювання для утворення іскри в свічках становить 27 кВ.

У момент пуску двигуна напруга на висновках зарядженого акумулятора може знижуватися до 9,5 В, якщо акумулятор заряджений не повністю, то напруга може бути і менше. Тоді з урахуванням падіння напруги на транзисторі VT, величина напруги на первинній обмотці котушки складе 9,5 В-1,2 У = 8,3 В, це на 35% менше, ніж напруга при працюючому двигуні. При цьому величина високої напруги теж зменшиться на 35% і складе 17 кВ. Нова свічка створює іскру при напрузі 12-17 кВ. Якщо встановлені свічки з напругою пробою 17 кВ, то в такому випадку іскроутворення може бути нестабільним. Розрахунки показали, що навіть для нового автомобіля з вузлами і деталями системи запалювання, що знаходяться в справному стані, запасу по високій напрузі може і не бути.

Що ж тоді говорити про систему запалювання автомобіля, що знаходиться в експлуатації не один рік. Відбувається старіння ізоляції свічок і вигоряння її електродів. У високовольтних дротах та котушці запалювання теж відбувається старіння ізоляції, що призводить до додаткових втрат. Кілька років експлуатований акумулятор теж вносить свою лепту. Шлях струму від акумулятора до котушки запалювання проходить по дротах через контакти запобіжника, реле запалювання, з'єднувальні колодки і клеми. На них теж відбувається падіння напруги.

На додаток для стійкого виникнення іскри в зазорі свічки при сильно охолодженої повітряно бензинової суміші потрібно подавати на неї більш високу напругу. Таким чином, запуск двигуна старого автомобіля з першої спроби при великих морозах існуюча схема запалювання забезпечити з гарантією не може. Наступні спроби запуску двигуна можуть повністю розрядити акумулятор, з чим більшості автолюбителів доводилося стикатися.

Доопрацювання схеми запалювання

З проблемою запуску двигуна в дні з сильними морозами я зіткнувся давно, коли їздив на автомобілі «Ока». Так як двигун у «Оки» двох циліндровий, то запустити його, через наявність мертвої точки, набагато складніше, ніж чотирьох циліндровий. Міняв датчик холу, комутатор, котушку запалювання, високовольтні дроти, свічки, але досягти впевненого запуску двигуна в морози так і не вийшло.

Проаналізувавши електричну схему запалювання, прийшов до висновку, що якщо підключити електролітичний конденсатор до висновку котушки запалювання, на який подається +12 В, то всі погані контакти, через які подається живить на котушку напруга навпаки, буду грати позитивну роль, так як будуть зменшувати розряд конденсатора. Спочатку я встановив тільки конденсатор С1, не хотілося різати дроти для впайкі діода VD. Пуск двигуна значно покращився. Після установки діода, який не дозволяє розряджатися конденсатору в електропроводку автомобіля під час пуску двигуна, «Ока» стала з першого разу, на подив багатьох, заводиться навіть при 25 градусному морозі.

Працює схема наступним чином. Коли вставляється ключ запалювання і повертається до першого фіксованого положення, конденсатор С1 через діод VD швидко зарядиться від акумуляторної батареї з урахуванням падіння напруги на діоді близько 1,2 В, до напруги 11,5 В. При пуску двигуна, на котушку запалювання буде подано не напруга з акумулятора величиною 9,5 у, а напруга з зарядженого конденсатора 11,5 В. Таким чином висока напруга впаде нема на 35%, а всього на 20% і висока напруга складе не менше 23 кВ, що цілком достатньо для впевненого виникнення в свічках іскри.

Ефективність роботи схеми можна ще поліпшити, якщо поставити додатково автомобільне реле, підключити його обмотку паралельно реле пуску стартера, а пару нормально замкнутих контактів паралельно діоду. Тоді, коли стартер буде вимкнений, напруга з акумулятора на котушку запалювання буде подаватися, минаючи діод. Якщо в реле стартера є вільна пара нормально замкнутих контактів, то можна використовувати їх і не встановлювати додаткове реле. Замикання за допомогою реле висновків діода ще підвищить висока напруга на виході котушки запалювання на кілька кіловольт.

Конструкція і деталі

Діод VD1 підійде будь-якого типу, розрахований на струм не менше 8 А і зворотне напруга не менше 25 В. Ще краще застосувати діод Шотткі, наприклад 90SQ045 (45 В, 9 А). Тоді необхідність в установці додаткового реле відпаде, тому що падіння на діоді Шотткі складе всього 0,2 В, що і без установки додаткового реле збільшить висока напруга на кілька кіловольт. Такі діоди використовують в низьковольтному випрямлячі блоків живлення комп'ютерів .

Електролітичний конденсатор підійде будь-якого типу, розрахований на напругу не менше 25 В і ємністю не менше 20000 мкф. Конденсатор повинен бути розрахований на роботу в широкому діапазоні температур, мінус 30-65 градусів Цельсія. Найкраще підходить конструкція конденсатора з висновками, розрахованими на гвинтове підключення. Я встановлював конденсатор як на фото.

Якщо немає відповідного за ємності конденсатора, то можна підключити паралельно, дотримуючись полярності, кілька конденсаторів меншої ємності. При паралельному з'єднанні плюсові висновки конденсаторів з'єднуються з позитивними, а мінусові з мінусовими. Загальна ємність тоді складе суму всіх з'єднаних паралельно конденсаторів.

Наприклад, є 4 конденсатора ємністю 4700 мкФ, з'єднавши їх паралельно, отримаємо конденсатор ємністю 18800 мкФ.

Що стосується реле, то можна застосувати будь-яке автомобільне реле, що має нормально замкнуті контакти.

Конденсатор бажано встановити в безпосередній близькості з котушкою запалювання, але, для запобігання його перегріву, на максимально можливому віддаленні від двигуна. Місце встановлення повинно не допускати попадання вологи на висновки конденсатора під час руху автомобіля. Запропонувати готове рішення по розміщенню діода і конденсатора складно, так як кожна марка автомобіля має оригінальну конструкцію, і місце установки деталей доводиться вибирати індивідуально.

Замість конденсатора можна застосувати кислотний акумулятор невеликої ємності, наприклад від UPS комп'ютера. Це ще більш кращий варіант, ніж установка конденсатора. Додатковий акумулятор буде при роботі двигуна постійно підзаряджатися і завдяки тому, що система запалювання буде живитися від двох акумуляторів, додатковий акумулятор завжди буде повністю заряджений. При пуску двигуна на систему запалювання буде завжди подаватися напруга живлення більше 12 В.

Порядок запуску двигуна автомобіля при морозі

Для безвідмовного запуску двигуна автомобіль перед настанням холодів повинен бути підготовлений до зимової експлуатації. Необхідно залити масло в двигун і коробку передач, призначене для роботи при низьких температурах. Необхідно в обов'язковому порядку замінити свічки і фільтри, масляний, повітряний і бензиновий. І звичайно найголовніше це технічний стан акумулятора. Навіть якщо акумулятор новий, його обов'язково потрібно зарядити від зовнішнього зарядного пристрою . Якщо всі ці вимоги завчасно виконані, то з пуском двигуна в холодну пору року проблем не буде.

Двигун автомобіля рекомендується запускати в наступному порядку:

• Необхідно вставити ключ в замок запалювання, повернути за годинниковою стрілкою на один сектор і переконатися, що всі споживачі електричного струму відключені. Хоча вони при роботі стартера повинні відключатися автоматично, але, тим не менше, краще їх відключити, щоб не створювати додаткове навантаження на двигун в перший момент після його пуску.
• Для приведення холодного акумулятора в бойовий стан, його потрібно прогріти, включивши на 20-30 секунд фори або габаритні вогні.
• Якщо коробка не автоматична, то обов'язково вичавити педаль зчеплення до упору. При цьому буде відключена від двигуна коробка передач, що істотно знизить навантаження на стартер.
  4. Включити запалювання на пів секунди, щоб вал двигуна зрушився з мертвої точки, і масло змастив поверхні тертя двигуна.
• Повторно включаємо запалювання на час не більше 3 секунд. Якщо двигун не запустився, необхідно почекати до повторного запуску не менше 15 секунд. За цей час підігрітий ще за рахунок невдалого пуску двигуна акумулятор набереться сили. Якщо за 5-6 спроб з паузами двигун запустити не вдалося і при цьому акумулятор не сів, значить, або потрапила в механізми вода замерзла і необхідно відігріти автомобіль, помістивши його в теплий гараж. Або виникла несправність і необхідно звертатися в сервіс.
• Якщо двигун автомобіля запустився, то необхідно плавно відпустити педаль зчеплення. Після прогріву машина готова до поїздки.