Системы зажигания двигателей внутреннего сгорания

Системы зажигания в двигателях внутреннего сгорания вызывают химические реакции между топливом и воздухом в цилиндрах с помощью формирования искры. Система зажигания для много-цилиндровых двигателях внутреннего сгорания имеет три основные функции: (1) создание достаточно мощной искры для начала горения топливно-воздушной смеси внутри цилиндра, (2) управление зажиганием так, чтобы поджигать топливно-воздушную смесь в момент когда давление в цилиндре достигает своего максимального значения, когда поршень достигает вершины своего хода сжатия, (3) выбор для поджигания нужного цилиндра.

Индуктивные системы зажигания бывают трех типов: вакуум-механические, с электронным формирователем искры и полностью электронные. Их объеденяет наличие индуктивной катушки зажигания, а различает способ возбуждения катушки. До момента формирования искры электрическая энергия накапливается в первичной обмотке индуктивной катушки. Ток первичной обмотки включается и выключается модулем по сигналу синхронизации. В момент выключения тока создается искра. Точные время (момент создания) определено многими факторами, например такими как состав топливно-воздушной смеси, обороты двигателя в минуту (RPM), температура, давление в цилиндре, режимом работы системы рециркуляции выхлопных газов, риск детонации и в целом конструкцией двигателя.

Катушка зажигания накапливает электрическую энергию во время протекания тока через первичную обмотку (dwell период) и действует как трансформатор в момент прерывания первичного тока, преобразуя низкое напряжение запасенной сильноточной энергии в высоковольтную слаботочную энергию вторичной обмотки. Распределитель выбирает для поджига свечу зажигания путем позиционирования ротора напротив контакта подключенного к одной из свечей зажигания. Контакт зависит от выбранного порядка зажигания, который в свою очередь зависит от конструкции двигателя. Механический распределитель вращается со скоростью равной половине скорости вращения двигателя.

Когда высокое напряжение (10-30 кВ) создается во вторичной обмотке катушки зажигания , искра "перепрыгивает" с ротора на контак крышкой распределителя, создавая цепь от высоковольтного выхода катушки зажигания по высоковольтному проводу к свече зажигания. Каждый цилиндр обычно имеет одну свечу зажигания. (Высокоэффективные двигатели могут быть оснащены двумя свечами зажигания на цилиндр и двумя полноценными системами зажигания.) Напряжение передается на контакты (электроды) свечи, между которыми происходит электрический разряд. Энергия и температура этого разряда должна быть достаточной для надежного воспламенения топливно-воздушной смеси при всех рабочих условиях состава смеси, температуры и давления.

Существуют и другие системы зажигания. Емкостная система зажигания (энергия накопленная в конденсаторе с помощью тиристорного переключателя подается на первичную обмотку катушки), магнето (состоит из вращающегося магнита и катушки зажигания), безраспределительные системы зажигания (отсутствуют механический распределитель, катушка зажигания имеет один, два или четыре выхода. Для двух цилиндрового двигателя искра одновременно создается в двух цилиндрах — в одном на такте сжатия, в другом на такте выпуска).

В дизельных двигателях или с воспламенением от сжатия, применяется безыскровое воспламенение, которое происходит почти сразу после впрыска топлива в цилиндр из-за высокой температуры воздуха в ​​цилиндре. Высокие температуры — результат высокой степени сжатия дизельных двигателей. Момент зажигания определяют механические или электронные системы впрыска дизельного топлива.