Система зажигания Ford Focus 1

Система зажигания Ford Focus 1

Система зажигания Ford Focus 1

Элементы системы зажигания:

1. Провод зажигания 2. Катушка зажигания 3. Свечи зажигания

Традиционные катушечные системы зажигания, состоящие из катушки зажигания, распределителя зажигания, конденсатора, пальца распределителя зажигания, контактов прерывателя и высоковольтных проводов зажигания, обеспечивали, при своей относительно ограниченной гибкости, работу бензиновых двигателей старой конструкции: катушка зажигания поставляла способное перебрасываться напряжение, механический распределитель зажигания подавал свечам зажигания искру. В верхнем диапазоне оборотов это происходило при скромной перестановке опережения момента зажигания, но обычно перед достижением поршнем, который в данный момент находился на такте сжатия, верхней мёртвой точки. Другими словами: периферийные узлы двигателя, прежде всего узлы приготовления топливовоздушной смеси и клапанного механизма, в большей или меньшей степени зависели от статической работоспособности системы зажигания. Катушечные системы зажигания распределяли искры с гибкостью коробки спичек.

В эпоху двигателей с электронным управлением это изменилось: за кулисами, совершенно незаметно для неопытного глаза, электронные компоненты создают связи, обеспечивающие зажигание и гибкость (см. главу Двигатели).

Сенсорное управление: система зажигания в Focus представляет собой электронный высокопроизводительный модуль, который преобразует бортовое напряжение 12 В в напряжение зажигания свыше 30 000 В. Напряжение зажигания поступает на свечи зажигания с точностью углового градуса. Работы над электронными системами зажигания должны проводиться с чрезвычайной осторожностью - пики высоких напряжений могут быть опасны для жизни.

Без специального оборудования мало шансов - любительская работа и современные системы зажигания

Для работ своими средствами и амбициозных механиков-любителей это означает: системы зажигания, жёстко интегрированные в управление двигателем, без специального оборудования почти не дают точек приложения "рациональной деятельности любителя". Под капотом Focus  также "правят бал" "чёрные ящики" - проникнуть в их внутреннюю жизнь можно только при наличии знаний эксперта и высокочувствительных тестовых программ.

Во всех бензиновых двигателях Focus момент зажигания рассчитывается отдельно для каждого цилиндра на основе характеристик, имеющихся в памяти блока управления трансмиссией (PCM), а также в зависимости от рабочего состояния двигателя в данный момент.

Всегда в "двойной упаковке" - искра зажигания

По своей конструкции две катушки зажигания всегда подают искры на свечи зажигания в "двойной упаковке": одна искра воспламеняет свежую топливовоздушную смесь в цилиндре, находящемся на такте компрессии, другая искра соскакивает в противолежащем цилиндре во время такта выхлопа. Другими словами: цилиндр 1 и 4, а также цилиндры 3 и 4 всегда получают свою искру одновременно.

Сенсор CKP поставляет основные параметры для каждой искры зажигания

В качестве расчётной базы служит сигнал сенсора угла поворота коленвала (CKP). Его сигнал, предварительно преобразованный в PCM в цифровую форму, управляет первичной обмоткой катушки зажигания. Для этого на короткое время PCM прерывает подачу напряжения на первичную обмотку катушки зажигания. Так возникает высокое напряжение (напряжение зажигания), которое разряжается через провод зажигания на свечах зажигания.

Блок управления трансмиссией (PCM) с различными характеристиками обеспечивает своевременное появление искры зажигания

Правильную координацию появления искры зажигания обеспечивает PCM. В его памяти, помимо прочего, хранятся теоретические основные параметры различных моментов зажигания. Для того чтобы с максимальной эффективностью адаптировать мёртвую теорию к практике, блок управления оценивает актуальную информацию периферийных узлов двигателя. Например, он анализирует сигналы сенсора CKP и - в двигателях Zetec-SE - дополнительно информацию сенсора детонации (KS). Эта актуальная информация должна при каждом повороте коленвала постоянно сравниваться с теоретической информацией на жёстком диске. Чёрный ящик перед каждым отдельным изменением состава рабочей смеси связывается с системой впрыска, лямбда-зондом, датчиком числа оборотов, а также с различными датчиками температуры и измерителем массы воздуха под капотом Focus.

Оптимальный момент зажигания в зависимости от нагрузки

Топливовоздушная смесь сгорает в камерах сгорания с разной скоростью в зависимости от состояния нагрузки (холостого хода, частичной, полной нагрузки) и качества свежего воздуха. Чтобы тем не менее максимально использовать энергию топлива, чёрный ящик изменяет момент зажигания в соответствии с состоянием нагрузки для каждого отдельного цилиндра. Лучшим вариантом является тот, когда свежий газ воспламеняется в момент максимальной компрессии. В четырёхтактном двигателе это тот момент, когда поршень хочет перейти от подъёма хода сжатия в обратное движение рабочего такта.

Система зажигания Ford Focus 1

Сенсорное управление: система зажигания в Focus представляет собой электронный высокопроизводительный модуль, который преобразует бортовое напряжение 12 В в напряжение зажигания свыше 30 000 В. Напряжение зажигания поступает на свечи зажигания с точностью углового градуса в последовательности 1-3-4-2 по проводу зажигания и разъёму свечей зажигания.

Смещение по времени - зажигание и сгорание

Впрочем, момент зажигания находится не точно в верхней мёртвой точке (ВМТ), так как, чтобы воспламениться, смеси требуется около трёх тысяч долей секунды. В связи с этим искра зажигания получает зелёный свет ещё во время движения поршня вверх. Напротив, максимальное давление сжатия наступает тогда, когда поршень как раз перешагивает ВМТ. Так как для воспламенения топливовоздушной смеси всегда требуется одно и то же время, момент зажигания по мере увеличения частоты вращения двигателя всё больше смещается от ВМТ в сторону опережения.

Технический словарь - Невидимые помощники (общие сведения)

  • Датчик давления: соединён шлангом с выпускным коллектором, поставляет в блок управления информацию о пониженном давлении во впускном трубопроводе. Сенсор представляет собой чувствительный к давлению кристаллический чип, он изменяет своё электрическое сопротивление в соответствии с пониженным давлением в данный момент. На основании этой разности, а также информации о числе оборотов в данный момент блок управления распознаёт актуальное рабочее состояние.
  • Сенсор детонации: работает на базе пьезокерамики, т.е. материала, который давно заменил в зажигалках кремень. Пьезокерамика преобразует механическую энергию, например растяжение или давление, в электрическое напряжение. Достаточно малейшей дисгармонии, например неконтролируемой вибрации блока двигателя при "детонационном сгорании", чтобы активизировать датчик. Он чувствует колебания и сообщает о них в бортовой компьютер. В результате этого момент зажигания соответствующего цилиндра сразу корректируется (примерно на -5°). Остальные цилиндры продолжают работать по-прежнему до тех пор, пока сенсор не обнаружит сбои в их окружении и не сообщит о них. Сразу после этого момент зажигания изменяется, исходя из номинального момента зажигания и в течение одного рабочего такта до тех пор в направлении запаздывания, пока процесс сгорания не нормализуется. Максимальный диапазон смещения составляет -15°.
  • Датчик числа оборотов: индукционный датчик, который посредством блока управления включает и выключает ток к обеим катушкам зажигания. В датчике интегрированы магнит и катушка. Управление берут на себя специальные импульсные перемычки на маховике двигателя:: всегда, когда перемычка проходит мимо датчика, электромагнитное поле в постоянных магнитах меняется -  - тогда катушка генерирует напряжение. Для того чтобы определить положение коленвала как приемлемый сигнал ВМТ, на маховике для первого и последнего цилиндра перед каждой их ВМТ в качестве базовой отметки сделаны пропуски двух импульсных перемычек. Блок управления обрабатывает эти сигналы напряжения в качестве источника информации о числе оборотов двигателя.

Система зажигания Ford Focus 1

1 - датчик; 2 - секционные поля.