Молния для бензина

«Из искры возгорится пламя!» Красивый лозунг. Но не всякий «костер» в цилиндре двигателя легко запалить. Хорошо воспламеняются только те смеси топлива с воздухом, соотношение которых близко к оптимальному – воздуха ровно столько, сколько нужно для сгорания топлива. Если смесь слишком бедная или богатая, воспламенение становится ненадежным или прекращается вовсе, особенно если искра слабая или подается не вовремя. Пример экстремальной ситуации – пуск двигателя в мороз. Его успех или неудача часто зависит от самых «незначительных» нюансов.

ЗА СПИЧКАМИ

Для зажигания нужна энергия. В бортовой сети машины главенствует аккумуляторная батарея, поэтому зажигание называют батарейным. На мотоциклах, мопедах, скутерах можно встретить безбатарейное зажигание от магнето и ему подобных устройств.

Поскольку свечам нужен ток высокого напряжения, любая система имеет минимум одну катушку зажигания (высоковольтный трансформатор), превращающую вольты в киловольты.

Всякому автомобилисту полезно знать, что свеча, у которой внутренний конус изолятора и электроды закоксованы, залиты топливом и т.п., работать не будет. Это азбука! Тому, кто жалуется на капризы свечи, обычно невдомек, что штатная свеча – настоящий индикатор исправности двигателя. Ни с того ни с сего закоптиться, замаслиться или захлебнуться топливом она не может – на то обязательно есть причина. Ищите! Пример – чрезмерный зазор между электродами. Он приводит к росту высокого напряжения на катушке (в пределах ее возможностей) – при таком напряжении пробой на массу часто происходит не в свече, а, например, через состарившуюся изоляцию высоковольтных проводов, катушки, крышки распределителя и т.п. Если ночью взглянуть на работающий двигатель, ветхие места изоляции обозначены на нем синими ореолами разрядов. А температура свечи, работающей с пропусками, ниже – электроды замаслятся.

Кстати, если свечи служат слишком долго, зазоры в них растут сами – от электроэрозии. Регулировать зазоры или менять свечи? Второе надежней, хотя и дороже.

СПЛЯШЕМ ОТ ПЕЧКИ

Искра на свече должна быть не только мощной. Чтобы мотор работал, она обязана появляться в каждом цилиндре в конце такта сжатия, с учетом необходимого угла опережения зажигания (УОЗ). Это обеспечивают разнообразные устройства для синхронизации искрообразования с положением поршней.

Одно из самых старых – классический прерыватель-распределитель. Встретить «дедушку» можно и сегодня – не только на карбюраторных «жигулях», «волгах», «москвичах», но и на почтенного возраста иномарках.

Конструкция предельно проста, многое можно починить самому! Этот плюс в глазах некоторых знатоков главней минусов. Так, контакты прерывателя размыкаются и замыкаются под действием кулачков на валу распределителя, но вал при вращении колеблется – и разброс в величинах УОЗ тем больше, чем сильней износ вала и его подшипников скольжения. По-своему вибрирует и подвижный контакт (молоточек) прерывателя. Контакты обгорают – на них появляются грубые неровности, вносящие свою лепту в ошибку по УОЗ. Их нужно вовремя менять. Опиливать, шлифовать муторно и долго! Люфты в других элементах распределителя тоже создают помехи в работе. Прибор, увы, неточен.

Вал распределителя вращается вдвое медленней коленчатого вала – на каждую свечу подается высокое напряжение один раз за два оборота коленвала, в конце такта сжатия в цилиндре. Конечно, мы говорим о четырехтактном двигателе. В двухтактном искра бьет вдвое чаще. Если у вас есть такой мотоцикл или «квадрик» – не забудьте!

Автомобилист, имеющий дело с прерывателем-распределителем, должен понимать, что ошибки в регулировке опережения зажигания могут ухудшить или вообще сделать невозможной работу двигателя. В лучшем случае двигатель не развивает полной мощности, подергивается. Признак серьезного прокола – выстрелы в глушителе или «чиханье» под капотом. Ну а если мотор молчит, то это в смысле диагностики худший вариант, ведь причиной могут быть вовсе не ошибки с зажиганием. Например, водитель, плененный красотой пустыни Каракумы, забыл заправить бак!

ДОЛОЙ КОНТАКТЫ!

Бесконтактная система синхронизации с датчиком Холла отслеживает УОЗ намного точней. Чувствительный к вибрации прерыватель аннулирован – и ошибка в УОЗ, связанная с люфтом вала распределителя, стала малоощутима.

Но распределитель зажигания расположен так, что о положении коленвала «узнает», как по испорченному телефону, роль которого выполняет цепь (или ремень) ГРМ, привод маслонасоса и так далее. Как учесть износ деталей, зазоры между ними? Путь длинный, ошибки накапливаются.

Давайте избавимся от них! Нет распределителя – нет и его проблем. Идея давно реализована. На передней цапфе коленвала укреплен диск с зубцами, отсчитывая которые датчик положения коленвала (ДПКВ) выдает сигнал электронному блоку – и тот точно вычисляет положения поршней. Для привязки к ВМТ (например, первого и четвертого цилиндров в моторах ВАЗ) в определенном месте диска, с учетом установки ДПКВ, парочку зубьев удалили. Диск с зубцами объединили со шкивом, ведь приводить генератор или другое навесное оборудование мотор по-прежнему должен.

На многих двигателях с подобными системами регулировка зажигания упразднена. Искрой на свечах заведует контроллер электронной системы управления двигателем (ЭСУД), который выдает команды на катушки при оптимальных значениях УОЗ для каждого режима. При этом блок все время «контролирует себя» по сигналу датчика детонации, поддерживая УОЗ около предельных значений.

Известны и другие системы зажигания – например, на некоторых машинах ВАЗ восьмого семейства пытались внедрять микропроцессорную систему зажигания, в которой не было механической раздачи высокого напряжения по цилиндрам. Один индукционный датчик считывал зубцы маховика, другой определял момент ВМТ по выступу на этом маховике. Информацию с датчиков обсчитывал электронный блок. Использовались две двухискровые катушки зажигания, управлявшиеся, как на ВАЗ-2110 (одна – на свечи 1 и 4, другая – на свечи 2 и 3), и двухканальный коммутатор. Система не прижилась из-за проблем с карбюратором.

Другие элементы наиболее распространенных систем зажигания показаны на снимках.

Компоненты «кулачковой» системы зажигания 4-цилиндрового двигателя. При пуске через замок 4 питание поступает на систему зажигания и стартер. Рядом прерыватель-распределитель 1. Главный узел прерывателя – контактная группа 5. Если в системе одна катушка зажигания, то на многоцилиндровом двигателе подобный распределитель необходим. На центральный вход подается высокое напряжение с катушки 2. По окружности крышки распределителя столько выходов, сколько цилиндров. Раздачей им высокого напряжения заведует бегунок 7 наверху вала распределителя. От этих выходов напряжение подается по проводам 3 на свечи. При изменении режима работы двигателя угол опережения зажигания должен меняться, за это отвечают центробежный и вакуумный регуляторы УОЗ. Они поворачивают прерыватель относительно вала «вперед» по вращению или «назад», меняя УОЗ. (С ростом оборотов или уменьшением нагрузки УОЗ увеличивают, но по разным законам.) У каждой фирмы свой порядок работы цилиндров двигателя. Например, на ФИАТе, от которого пошли моторы ВАЗа, порядок 1-3-4-2. Но у многих рядных 4-цилиндровых моторов порядок работы 1-2-4-3. Например, на немецком «Фольксвагене», наших «волгах», «москвичах». У 6-цилиндровых рядных моторов часто встречается последовательность 1-5-3-6-2-4, а у V-образных «американцев» бывает даже 1-2-3-4-5-6.

У показанной на фото катушки три низковольтных контакта. Это для того, чтобы она питалась напрямую при пуске двигателя, а затем – через дополнительный резистор. Параметры катушки подобраны так, что питание через резистор обеспечивает достаточную мощность искры, при пуске же ее делают еще мощнее. Такая «идеология» держалась довольно долго, но сам резистор нередко подводил! Это знакомо владельцам «волг», «запорожцев», «москвичей», старых иномарок и т.д.

Контакты прерывателя – слабое место. Показанной на снимке монетой 6 бывалые люди очищали контакты, возвращая их к жизни.

Элементы системы зажигания, встречающейся на части «жигулей» и «нив». У катушки 2 (Б117А) нет дополнительного резистора. Для очистки контактов 5 прерывателя-распределителя 1 тоже годилась монетка 6! Замок зажигания 4 – старый знакомый, но капризен! Чтобы защитить его контакты от обгорания, на ВАЗ-2104, ВАЗ-2105, ВАЗ-2107 с 1986 года стали применять разгрузочное реле 8. Бегунок 7 характерен для «жигулей» – между центральным и боковым контактами помехоподавительный резистор. Увы, он нередко подводил... Подгорит – мотор работает плохо, мучает владельца. Сгорит совсем – мотор остановится. Правда, выход есть: плюнув на радиопомехи, заменить резистор кусочком проволоки, металлической фольги и т.п.

На этом фото показаны и элементы бесконтактного зажигания с датчиком Холла 10 и электронным коммутатором 9, такими оснащали некоторую часть «классики» ВАЗа после 1988 года.

На переднеприводных ВАЗах восьмого семейства распределитель с датчиком Холла и электронный коммутатор утвер-дились окончательно. Катушка зажигания более высокой энергии получила обозначение 27.3705.

У показанных выше систем были и другие слабости: трескались пластмассовые детали распределителя, выкрашивался центральный контакт – «уголек», пересыхали высоковольтные провода, высоким напряжением пробивало бегунки, датчики Холла... Как видите, просто – не всегда хорошо!

Появление автомобилей с электронным впрыском подтолкнуло к дальнейшему развитию систем зажигания. Контроллер 1 ЭСУД в своих вычислениях учитывает показания ДПКВ 5. Последний отслеживает вращение коленвала по зубчатому венцу шкива 6, в котором есть пробел в два зубца – начало отсчета процессов искрообразования и впрыска. Контроллер подает управляющий сигнал либо на модуль зажигания 3, либо на сдвоенную катушку зажигания 2 – соответствующие ЭСУД разные. Ток по высоковольтным проводам 4 идет на свечи двух пар цилиндров, поршни которых приближаются к ВМТ, – в рядных 4-цилиндровых моторах ВАЗ это пары 1-4 и 2-3. Катушки в модуле двухвыводные – одновременно с рабочей искрой в первом цилиндре будет холостая в четвертом, затем роли меняются. То же происходит и с цилиндрами 2 и 3.

С надежной, в общем-то, системой у АВТОВАЗа были неприятности. Хотя контроллеры (большей частью фирмы «Бош») весьма неплохи, датчики и исполнительные элементы порой подводят. Например, модуль зажигания установлен перед двигателем и бомбардируется грязью и водой, пролетевшими сквозь сито радиатора. Приходят в негодность и высоковольтные провода: если в них появляется обрыв, то растет и высокое напряжение, грозя пробоем в модуле.

Печально знаменит дефект первых серийных машин: шкив 6 из двух деталей, «сваренных» слоем демпфирующей резины, расклеивался – и мотор умолкал. Как быть, случись это в пути? Такой вопрос мы предлагали в конкурсе знатоков. Рекомендуем еще раз прочитать ответ на него в ЗР, 2003, № 4. Кстати, в качестве альтернативы магазины все еще предлагают цельный шкив, без демпфера.

Современный вариант системы зажигания применен, например, на 16-клапанном двигателе ВАЗ-21124 1,6 л. Высоковольтных проводов нет; каждая свеча обслуживается собственной катушкой зажигания 3, которая надевается прямо на свечу, плотно садясь в «колодец» крышки газораспределительного механизма. Она неплохо защищена от грязи, воды, но мойка двигателя под давлением может прикончить узел.

Командует работой таких катушек новый контроллер 2 Bosch – вариант M 7.9.7. Здесь четыре коммутатора в самом контроллере – по одному на катушку. Датчик фазы на двигателе определяет положение распредвала – чтобы контроллер точно знал, в какой цилиндр впрыснуть топливо (это называется фазированным впрыском) и подать искру. Датчик фазы работает совместно с датчиком положения коленвала, и если откажет, то контроллер перейдет на нефазированный режим – попарно-параллельно включаются форсунки, парами 1-4 и 2-3 срабатывают катушки, как в обычной системе с модулем зажигания.

Остальные элементы вам уже знакомы – это шкив 1, датчик положения коленвала 6, замок зажигания 5, разгрузочное реле 4.

Кстати, автомобилист-умелец может применить такую передовую систему и на старом автомобиле, даже на карбюраторном. Например, она отлично зарекомендовала себя на далеко не новом ВАЗ-2108 автора статьи. Как говорится, было бы желание!..