Как работает катушка зажигания на мотоцикле
Устройство катушки зажигания в мото
Я познакомился с мотоциклом в самом раннем детстве. За прошедшее время знакомился с устройством как отечественных, так и импортных байков. Сегодня я хочу поделиться знаниями о начинке «сердца» системы зажигания, которым является катушка зажигания в мото.
Назначение катушки зажигания
Ее функция состоит в том, что она трансформирует низковольтное генераторное (аккумуляторное) напряжение в высоковольтное. Это происходит за счет того, что на свече зажигания формируется высоковольтный электроимпульс.
Классификация систем зажигания
В мото конструктивно могут использоваться разнообразные системы зажигания, самыми распространенными из которых являются:
При третьем способе искра увеличивается в свече, при первом, наоборот, ослабевает, что, как показывает практика, очень важно для двигателей быстроходных мото.
При Vраб. двигателя мотоцикла, не достигающим 175 см 3 используется система магнето плюс генератор (общая). У гоночных мотоциклов (в отдельных моделях) установлено магнето.
На относительно дешевых мотоциклах широко применяется зажигание от генератора переменного тока. Оно способствует снижению стоимости электрооборудования и дает некоторые преимущества за счет отдельного использования двух вышеназванных приводов.
Звенья и детали катушки
Катушка зажигания мото имеет две обмотки:
Традиционно катушка мотоцикла состоит, как и автомобильная, из двух обмоток, причем первичная обмотка содержит одну-полторы сотни витков утолщенной медной проволоки, в то время, как вторичная содержит несколько тысяч (до 30) витков утонченной медной проволоки.
Усиление магнитного поля достигается за счет расположения обмоток вокруг сердечника. Изоляция катушки может выполняться лаком и специальной лентой.
В мото используются катушки, в которых обмотки могут находиться в металлическом корпусе, а могут быть и не помещены в него. Для первого типа характерно размещение обмоток на сердечнике. У части рассматриваемых объектов вверху обмоток находится вторичный сердечник, представляющий собой пластины-кольца из железа трансформатора. Изолирующим составом заливают обмотки, закрывают крышкой из карболита. С внешней стороны крышки есть две клеммы, с подходом к ним первичной обмотки. Они необходимы для контакта последней с прерывателем и источником питания, а также с вторичной обмоткой для проведения высоковольтного напряжения, поступающего к свече или распределителю.
В мотоциклах отечественного производства при необходимости можно как вариант использовать 6-тивольтовую катушку из автомобиля, но не любую. Так, мой опыт показывает, что на Днепре или Урале нельзя использовать катушку с «Газели» или «Оки», так как у них нет разрядников, из-за чего при использовании их в соответствующих мотоциклах можно угробить данные катушки.
Высоковольтное напряжение не должно вызывать пробоя, поэтому катушка зажигания мото имеет хорошую изоляцию, как наружную, так и междурядную.
В качестве заключения могу дать совет: если купили несколько катушек, то храните их в сухом месте.
Автор сводил для себя в единое целое информацию по электрике, чем и делится
В этих статьях будет кратко рассказано об электрооборудовании мотоцикла
Что и для чего устанавливается, как работает
Автор не претендует на полное раскрытие темы, предоставляется базис
Будут показано и собрано несколько простых электрических схем
Электрооборудование мотоцикла делится на источники и потребители электроэнергии
Источниками являются аккумулятор и генератор
Катушки разных типов не взаимозаменяемые, должны использоваться со блоком управления двигателем
Топливо-воздушная смесь в цилиндре поджигается электрической дугой в
30 кВ, пробегающей между электродами свечи
Сам высоковольтный разряд приходит на свечи через высоковольтные провода с катушек зажигания
Если через первичную обмотку катушки зажигания пропустить ток, сердечник, на котором она намотана, намагнитится
Стоит отключить питание, и исчезающее магнитное поле сердечника индуцирует напряжение во вторичной обмотке катушки
Витков провода в ней в сотни раз больше, чем в первичной, значит, и на выходе уже не десятки, а тысячи вольт
Катушка тиристорного зажигания (CDI, DC-CDI)
Принцип работы:
На статоре генератора имеются две катушки (помимо питающих осветительную сеть)
Первая, когда мимо нее пробегает магнит ротора, вырабатывает электрический ток (около 160 В)
Этот ток заряжает конденсатор
Накопившийся в конденсаторе заряд уходит в первичную обмотку катушки зажигания
Первичная обмотка катушки благодаря эффекту электромагнитной индукции:
1) Возбуждает ток во вторичной обмотке
2) Свеча получает около 20-40 кВ
По пути от заряжающей катушки к конденсатору ток выпрямляется диодом
Маховичный генератор вырабатывает переменное напряжение
Мимо катушки поочередно проходят то север, то юг магнита, ток синхронно меняет свою полярность
Конденсатор накапливает заряд только при подаче постоянного напряжения
Описанная система гениально проста и достаточно надежна
Имеет три вывода:
Клемма с мозгов
Высоковольтный на свечу
Клемма на массу, часто заменяет выходящий из тела катушки сердечник, обязательно прикрутить к раме для контакта
Такая катушка не заряжается
Вместо этого в ее первичную обмотку мозгами дается импульс около 100 вольт
За счет этого уменьшается масса сердечника, количество и толщина витков первичной обмотки
Это позволяет использовать катушку на высокооборотистых моторах, где обычная катушка зарядиться не успеет
Катушка легче, компактнее и меньше потребляет электроэнергии
Система CDI вообще не зависит от сети мотоцикла, может работать без батареи
Искра имеет более высокое напряжение, короткая и тонкая, хорошо пробивает нагар и больший зазор в свечах
Принцип работы:
В этой системе конденсатор заряжается током, поступающим не от собственной катушки генератора, а от АКБ
Что позволяет стабилизировать напряжение и при любых оборотах коленвала поддерживать искру одинаково мощной
Сложнее и дороже в производстве, чем CDI
Напряжение, бортсети (12-14 В), мало для полноценного заряда конденсатора
Поэтому напряжение поднимает инвертор (электронный модуль)
Принцип действия инвертора:
Постоянный ток преобразуется в переменный, затем трансформируется (увеличивается до 300 В)
Снова выпрямляется и только тогда поступает к конденсатору
Более высокое первичное напряжение позволило уменьшить в размерах катушку зажигания
Называют коммутатором зажигания, блоком управления двигателя, мозгами
Одной из задач является изменение угла опережения зажигания в зависимости от оборотов
Тут так-же может быть множество вариантов:
Переключение между ранними и поздним датчиками при превышении порога оборотов
Считывание записанной в память трехмерной карты зажигания в зависимости от внешних факторов
И еще множество вариантов
Блок питается от той же зарядной катушки, данный тип зажигания не зависит от сети, может работать без батареи
Используется на большинстве легких мотоциклах, квадроциклах и т.п.
Хорошо работает на малых и высоких оборотах
На высоких оборотах зарядная катушка вырабатывает слишком высокое напряжение
Отличие от CDI:
Вместо зарядной катушки используется преобразователь (инвертор)
Инвертор преобразует 12 вольт сети в высокочастотный переменный ток повышенного напряжения для заряда конденсатора
Это делает зажигание независимым от оборотов, но без аккумулятора уже никак не обойтись
Ставится в основном на спортивные мотоциклы
Почти все мозги имеют защиту, не дающую завести двигатель с подножкой на передаче, не передаче без сцепления и т.п.
Часто мотоцикл электронно (искусственно) душится мозгами, например на определенных передачах (отсечка оборотов)
Датчик Холла работает на принципе проводимости полупроводника в магнитном поле
К нему подводится питание
Когда датчик попадает в магнитное поле, на сигнальном проводе появляется напряжение близкое к напряжению питания
В остальных случаях напряжение близко к нулю
Обычно датчик имеет свой магнит, поле которого воздействует на датчик посредством вводимой в щель стальной шторкой
Такие датчики ставят на автомобили где нет паразитного магнитного поля
В мотоцикле же рядом с магнитом и катушками генератора он сойдет с ума
Поэтому в мотоцикле стоят более простые индуктивные датчики
Конструкция индуктивного датчика довольно проста
На стальной сердечник намотана катушка, а сердечник может быть с магнитом
Принцип работы:
Если пронести мимо сердечника магнит, либо сталь, если сердечник с магнитом, то в катушке индуцируется ток
Этот ток (импульс, напряжение резко подскакивает с нуля в плюс, затем возвращается на ноль) регистрируется мозгом
Получается два пика, либо множество, но два отличаются амплитудой или периодом
Мозг чаще регистрирует обратный фронт положительного пика
Когда напряжение с максимального значения начинает путь через ноль в минус, как самый точный показатель
Датчик закреплен на картере, мимо него проходит метка
Это может быть магнит на маховике или стальная звездочка на шейке коленвала
В зависимости от мозгов, датчиков может быть несколько, метка может быть одна или несколько
Датчик не требует питания
Кикстартер, электростартер и т.д.
По сути электромотор постоянного тока, чаще всего со смешанным возбуждением (для большего момента)
Внутри имеет обмотку ротора, статора и 2-4 щетки
Наружу выходит изолированный от корпуса плюсовой контакт в виде болта, соединен толстым проводом к реле стартера
Минусовой контакт через корпус стартера идет на массу
В отличии от автомобильного стартера, на мотоциклах отсутствует втягивающее реле
Оно отключает передачу момента на двигатель и подачу тока на сам стартер
Его функцию выполняет обгонная муфта и реле стартера.
Т.к. стартер потребляет огромный ток, любая кнопка и обычные провода к ней сгорят
Для этого стартер через мощное реле подключают напрямую к аккумулятору толстым проводом
На корпус реле довольно часто помещают главный предохранитель
Этот предохранитель питает всю электрику мотоцикла от клеммы идущей от батареи (чтобы не делать две плюсовые клеммы)
В зависимости от электросхемы, варианты подключения:
Две силовые клеммы (обычно в виде болтов) на аккумулятор и на стартер
Минус управляющий на массу (в некоторых случаях через датчик подножки, нейтрали и сцепления)
Плюс управляющий через кнопку стартера и замок зажигания на плюс сети мотоцикла или на контакт реле контроля стартера
Вариантов множество
Реле контроля стартера
Обычно включается через:
датчик нейтрали, подножки и сцепления на массу через диоды и через кнопку киллсвич, кнопку стартера и замок на плюс
Типовой схемы контроля стартера нет, см. схему конкретного мотоцикла
Чаще всего находится рядом с реле стартера
Коробка с тремя или двумя контактами
Когда включается поворотник, замыкается цепь:
(плюс)-(реле-переключатель-левой или правой лампы)-(масса)
Через реле идет ток определенной величины, который реле прерывает с необходимой частотой
Если тока нет, реле выключено
Если он слишком мал (перегорела лампа, светодиоды. ) реле работает с большей частотой
Или зажигает лампы на постоянку
Или не срабатывает вообще
Может сгореть от большого тока
Контрольная лампа поворотов часто включается между плюсами обоих бортов,
Таким образом получая питание с одного борта, массу получает через лампы другого не зажигая их
Лампы в виде стрелок на приборной панели подключаются как поворотники
Обычное реле, встречается в мотоциклах не часто
Состоит из катушки, которая, при подаче на нее тока, притягивает якорь, который замыкает контакты
Схема 4х контактного реле:
Контакты питания реле (85 и 86), на них подают ток для включения реле, с остальными не связаны
Общий контакт (30) или (88)
Нормальноразомкнутый контакт (87), замкнется с общим если включить реле или
Нормальнозамкнутый контакт (87), если есть, замкнут с общим при выключенном реле
Реле стартера и контроля стартера имеют идентичный принцип работы простому реле
Диод
Часть системы безопасности, защиты от дурака
Система из двух диодов, датчика нейтрали, реле подножки, датчика подножки и датчика сцепления
Не дают запустить или глушат двигатель в потенциально опасных ситуациях
Например: двигатель заглохнет если откинуть подножку на любой передаче кроме нейтрали
Без диода лампа нейтрали будет загораться при убранной подножке и выжатом сцеплении.
В таком случае двигатель не заведется, нужно включить нейтраль, либо убрать подножку, либо выжать сцепление
Система очень похожа на индикацию нейтрали, но датчик нормальнозамкнут
Красная лампа питается от бортсети, массу же берет от датчика
Датчик нажимного действия, по-сути кнопка на которую давит масло при работе маслонасоса
В нажатом состоянии датчик разрывает цепь
При включении зажигания загорается лампа, которая гаснет при запуске движка
Если лампа не гаснет при работающем двигателе, значит давления масла не достаточно
Двигатель нужно срочно заглушить и искать неисправность
Фары различаются для правостороннего и левостороннего движения
Существует американская система фар, светотеневая граница которой сильно размыта
Противотуманная фара используется для езды в туман, снег, дождь и т.п.
В дождь, снег, туман, ближний свет фар отражается от частиц воды и льда, заставляя их светиться ослепляя водителя
Положение усугубляется при включении дальнего, возникает белое полотно, которое скрывает собой дорогу
Особенность данной фары в очень четкой светотеневой границе и мощном световом потоке в верхней части светового пятна
Туман не подходит вплотную к земле, между дорогой и туманом есть прослойка чистого воздуха, в которую бьет луч
Для этого их располагают ниже основной оптики, мощный пучок света хорошо освещает дорогу и обочину
Благодаря четкой границе, фара не засвечивает туман, снег и дождь, не слепя водителя
Галогенная лампа
Та-же нить накала, в колбу добавлен галоген, пары которого не дают материалу нити испаряться
Тем самым продлевается жизнь лампе и увеличивается температура и светоотдача
Из-за высокой температуры, лампа очень чувствительна к прозрачности оптической системы
Брать лампу пальцами нельзя, на колбе остаются жирные отпечатки, которые пригорают и, в этом месте лампа прогорит
Либо перегреется и сгорит спираль из-за плохого отвода лучистого тепла через колбу
То же самое относится к грязному, затертому стеклу и мутному отражателю.
Газоразрядная металлогалогенная лампа (Ксенон)
Источником света является плазма электрической дуги
Для розжига лампы нужно время (пока не испарится ртуть и прочие прелести) и высокое напряжение
После розжига горение происходит при более низком напряжении, которое, однако, в разы выше бортового
Поэтом для такой лампы нужен пуско-регулирующий аппарат, он же блок розжига
Категорически не любит грязь, эффективнее галогенной, имеет и кучу недостатков температуры, времени розжига, цены
Светодиодная LED
Источником света является излучение p-n перехода при протекании через него тока
LED H4
Наиболее интересные экземпляры со светодиодами, повторяющими размер и расположение нити накаливания в лампе
Современные модели уже светят достойно
Качество сильно зависит от производителей светодиодов
Часто не лезет в фару из-за системы охлаждения
Иногда требуется отдельно ставить блок питания
LED фара
Не лампа, а целый оптический элемент
Имеет свою оптическую систему, заточенную под конкретные диоды, чаще всего линзованные
Дорого стоят, форм-фактор для стандартных круглых 7ми и 5ти дюймовых фар
Замечены проблемы при езеде в туман (китайские изделия)
Эффективность и срок службы диода многократно превышает все остальные типы
Для каждого типа фар предусмотрен свой тип лампы
Не удивляйтесь что воткнув в оптику для ламп накаливания мощный ксенон, вы будете слепить даже самолеты
При этом дорога станет даже темнее, а потом фара расплавится
Не нужно ставить стоваттные галогенки вместо 55, отражатель потемнеет
Так же не стоит лепить доп фары куда попало, генератор и проводка рассчитаны на определенную нагрузку
Фары необходимо мыть и периодически регулировать
Видео к этой серии статей будет так-же досупно на моем YouTube канале:
https://www.youtube.com/channel/UCqNeM37xS-FqYlqZZ3ytBXw
Система зажигания
Системы зажигания служат для воспламенения горючей смеси в цилиндре в конце такта сжатия. Во всех мотоциклетных двигателях топливовоздушная смесь воспламеняется за счет электрической искры, возникающей между электродами свечи зажигания при напряжении 15–30 тыс. В.
Существуют системы зажигания контактного и бесконтактного типов, они могут работать как с аккумуляторной батареей, так и без нее.
Контактные системы зажигания. До конца 80-х годов прошлого века на бензиновых ДВС применяли так называемую батарейную систему зажигания, в которую входят контактный прерыватель, катушка зажигания и свечи зажигания.
Схема батарейной системы зажигания:
1 — аккумуляторная батарея;
2 — замок зажигания;
3 — катушка зажигания;
4 — первичная обмотка;
5 — вторичная (высоковольтная) обмотка;
6 — свеча зажигания;
7 — вращающийся кулачок;
8 — контакты прерывателя;
Контактный прерыватель, состоящий из подвижного и неподвижного контактов, задает момент образования искры.
Контактный прерыватель («Иж-Юпитер-5»)
1 — верхнее основание (левый цилиндр);
2 — токоподводящая пружина;
3 — подвижный контакт (молоточек) цепи зажигания левого цилиндра;
4 — текстолитовая подушка молоточка;
5 — неподвижный контакт (наковальня);
6 — нижнее основание (правый цилиндр);
7 — эксцентрик регулировки зазора между контактами;
8 — винт фиксации регулировки зазора;
9 — контактная группа цепи зажигания правого цилиндра;
10 — смазочный фильц;
12 — паз регулировки опережения зажигания левого цилиндра;
13 — паз регулировки опережения зажигания правого цилиндра
Подвижный контакт размещен на изолированном от корпуса рычажке (молоточке), который приводится в движение кулачком, вращающимся синхронно с коленчатым валом двигателя. В двухтактных двигателях искра должна возникать один раз за один оборот коленчатого вала, поэтому прерыватель системы зажигания размещают непосредственно на цапфе коленчатого вала. В четырехтактных двигателях воспламенение смеси происходит один раз за два оборота, поэтому прерыватель размещают на конце распределительного вала, вращающегося в два раза медленнее коленчатого.
Неподвижный контакт закреплен на основании (наковальне), соединенном с «массой». В заданный момент кулачок своим выступом поднимает подвижный контакт, разрывая тем самым цепь первичной обмотки катушки зажигания. В этот момент из-за быстрого изменения напряженности магнитного поля во вторичной обмотке катушки наводится (индуцируется) ток высокого напряжения. Конденсатор, включенный параллельно контактам, уменьшает искрообразование на них и, следовательно, обгорание контактов.
В двухцилиндровых двухтактных двигателях каждый цилиндр имеет свою цепь зажигания. В двухцилиндровых четырехтактных двигателях один кулачок обслуживает двухискровую катушку зажигания. В них искра проскакивает во время одного цикла в каждом цилиндре дважды: около ВМТ — в установленный момент искрообразования и около НМТ — во время такта выпуска, когда она не влияет на рабочий процесс. В некоторых четырехтактных двигателях с двумя и более цилиндрами используют распределитель зажигания автомобильного типа с одной катушкой.
Схема батарейной системы зажигания с двухискровой катушкой зажигания («Урал», «Днепр»)
1 — аккумуляторная батарея;
2 — замок зажигания;
3 — двухискровая катушка зажигания;
4 — первичная обмотка;
5 — вторичная (высоковольтная) обмотка;
7 — контакты прерывателя;
9 — свечи зажигания
Катушка зажигания представляет собой трансформатор. Она преобразует ток низкого напряжения, поступающий к ее первичной обмотке от аккумуляторной батареи (или альтернатора, работающего без аккумулятора), в ток высокого напряжения во вторичной обмотке, который направляется по высоковольтному проводу к свече.
б — внешний вид у мотоцикла «Сова»;
г — мотоцикла «Урал» (двухискровая);
2 — первичная обмотка;
3 — вторичная обмотка;
4 — контакт провода высокого напряжения;
5 — провод высокого напряжения;
6 — контакты первичной обмотки
Обмотки катушки зажигания наматываются на сердечник из пластин трансформаторного железа. Первичная обмотка имеет несколько сотен витков толстого провода, а вторичная 15–20 тыс. витков тонкого провода. Корпус катушки неразборный, ремонту она не подлежит.
Свеча зажигания — неразборная; состоит из стального корпуса с резьбовой частью с одной стороны для вворачивания в головку цилиндра и стержня для соединения с колпачком высоковольтного провода с другой. Этот стержень, являющийся центральным электродом свечи, изолирован от ее корпуса. Свеча имеет в той части, которая входит в камеру сгорания, один или несколько боковых электродов. Между ними и центральным электродом устанавливается определенный зазор (обычно 0,5–1,0 мм), в котором образуется искра. Свечи различаются по размеру резьбовой части и калильному числу. Диаметр резьбы свечи у двухтактных двигателей — 14 мм; у четырехтактных, из-за ограниченности пространства камеры сгорания в многоклапанных головках, он меньше — 12 или 10 мм. Длина резьбовой части свечи должна точно соответствовать высоте отверстия в головке.
Устройство (а) и маркировка (б) искровой свечи зажигания, правильные и недопустимые способы ее установки (в)
1 — контактная гайка (может отсутствовать);
2 — оребрение изолятора;
3 — контактный стержень;
4 — керамический изолятор;
5 — металлический корпус;
6 — пробка стеклогерметика;
7 — уплотнительное кольцо;
8 — теплоотводящая шайба;
9 — центральный электрод;
10 — тепловой конус изолятора;
11 — рабочая камера;
12 — боковой электрод «массы»;
I — правильная установка;
II — нет уплотнительного кольца;
III — два уплотнительных кольца;
IV — резьбовая часть коротка;
V — резьбовая часть длинна
Калильное число характеризует способность свечи выдерживать тот или иной тепловой режим. Свечи с большим калильным числом называют «холодными», они применяются в форсированных двигателях. Благодаря особенностям конструкции, такие свечи мало нагреваются, интенсивно отводят тепло. В противоположность им, свечи с малым калильным числом называют «горячими». Каждому типу двигателя и режиму работы завод-изготовитель предписывает применение строго определенного типа свечей. На российских мотоциклах применяются свечи марок: А17В («Иж-Юпитер-5»), А23-1 («Сова», «Иж-Планета-5»), А14В («Урал»).
Схема тепловых потоков через «горячую» (а) и «холодную» (б) свечу
Через наконечник свечи (колпачок) импульсы высокого напряжения передаются от катушки зажигания на свечи. Кроме того, в наконечнике для снижения уровня радиопомех, излучаемых системой зажигания, установлен проволочный резистор, а корпус закрыт металлическим экраном. Нередко для защиты от радиопомех специальный резистор вставляют в корпус самой свечи — в этом случае в ее маркировке присутствует буква «R».
2 — гнездо с пружинным замком, в которое вставляется резьбовой наконечник свечи;
4 — высоковольтный провод;
5 — металлический экран
Существенный недостаток батарейной системы зажигания заключается в подгорании контактов, поскольку через них проходит ток высокого напряжения (до 5 А). Этого недостатка лишены контактно-транзисторные системы зажигания («ТАС»), устанавливавшиеся на некоторые зарубежные модели. В них контакты формируют только управляющий импульс тока низкого напряжения, поступающий к транзисторному коммутатору.
Бесконтактные системы зажигания. На современных мотоциклах контактные батарейные системы зажигания полностью вытеснены бесконтактными системами зажигания (БСЗ). Они более надежны и позволяют достигать высоких частот вращения коленчатого вала двигателя. Кроме того, БСЗ не нуждаются в обслуживании и периодической регулировке момента зажигания. Различают конденсаторные (тиристорные — CDI) и транзисторные (TI) системы, в которых применяют импульсные генераторы (датчики) разных видов: индуктивного типа (магнитоэлектрические) и использующие эффект Холла.
а — с индуктивным датчиком («Урал-Соло Классик»); б — с датчиком Холла («Урал-Волк»); в — схема магнитного потока, взаимодействующего с датчиком Холла; 1 — индуктивный датчик 2 — ротор с двумя постоянными магнитами; 3 — коммутатор; 4 — вращающийся экран датчика Холла; 5 — датчик Холла; 6 — основание со встроенным коммутатором; 7 — пазы для регулировки опережения зажигания
Индуктивный датчик представляет собой отдельную обмотку, схожую с обмоткой генератора. Конструкция такого датчика проста, и он не требует питания, однако вырабатываемое им напряжение управляющего импульса зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя; кроме того, форма импульса может быть искажена воздействием магнитного поля других обмоток генератора.
Датчик Холла состоит из чувствительного элемента и расположенного на небольшом расстоянии неподвижного постоянного магнита, между которыми создается магнитное поле. В пространстве между чувствительным элементом и магнитом вращается металлический экран с прорезью. Прорезь беспрепятственно пропускает магнитный поток, и на выходе элемента появляется ЭДС; сам же поток экран прерывает. Обычно датчик Холла совмещен с микросхемой, стабилизирующей напряжение его питания и усиливающей выходной сигнал. В многоцилиндровых двигателях экран имеет несколько прорезей по числу цилиндров (или их пар, если применены двухискровые катушки зажигания). Датчики Холла достаточно надежны, миниатюрны, потребляют малое количество энергии, а самое главное их достоинство — малая чувствительность к помехам от других обмоток генератора. Их недостатки — необходимость питания чувствительного элемента постоянным током и некоторая сложность в установке.
Сигнал от датчика любого типа поступает в электронный блок управления — коммутатор, который подает импульс на катушку зажигания.
Электронный коммутатор мотоциклов «Сова», «Курьер», «Минск»
В системах CDI энергия искрообразования накапливается в конденсаторе, который заряжается от бортовой сети или от специальных обмоток генератора. Управляемый диод (тиристор) не пропускает ток на «массу» до тех пор, пока на его ключ не будет подан положительный сигнал определенной силы и формы от датчика. В момент искрообразования магнит, расположенный в корпусе ротора, проходит мимо обмотки датчика и возбуждает в ней электрический ток. Этот ток, поступая на ключ тиристора, открывает его, и конденсатор мгновенно разряжается на «массу» через тиристор. В результате через первичную обмотку катушки зажигания проходит короткий и сильный электрический импульс — как в случае размыкания контактов в батарейной системе зажигания.
Упрощенная схема электронной бесконтактной системы зажигания CDI (а) и принцип работы тиристора (б):
1 — обмотка датчика; 2 — постоянный магнит ротора; 3 — обмотка зажигания; 4 — конденсатор; 5 — первичная обмотка катушки зажигания;
6 — вторичная обмотка катушки зажигания; 7 — свеча зажигания; 8 — тиристор; 9 — ключ тиристора; 10 — помехоподавительный диод
Системы CDI обеспечивают мощную, но относительно кратковременную искру. Такая схема предпочтительнее на двухтактных двигателях, для которых характерна работа на более богатых (а значит, легче «поджигаемых») смесях. В четырехтактных двигателях для надежного воспламенения бедных смесей требуется более «продолжительная» искра, которую создает система TI.
Все чаще на современных мотоциклах с многоцилиндровыми четырехтактными двигателями применяют цифровые микропроцессорные БСЗ как с механическим распределителем зажигания (ESA), или одной катушкой зажигания, обслуживающей два цилиндра, так и полностью электронные (DLI) с индивидуальными (на каждой свече) катушками зажигания. Для их управления двигатель оснащают рядом датчиков: частоты вращения и положения коленчатого вала (метки ВМТ), положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости и воздуха, содержания кислорода («лямбда-зонд»). Нередко цифровая БСЗ объединена с системой впрыска топлива («Motronic» мотоциклов БМВ).
Для нормальной работы двигателя, независимо от типа системы зажигания, важны правильная установка угла опережения зажигания, а также соответствие тепловой характеристики свечи типу двигателя и режимам его работы. Искра должна образоваться между электродами свечи не точно в ВМТ, а чуть раньше, поскольку воспламенение горючей смеси происходит с запаздыванием. Поэтому каждому типу двигателя и даже режиму его работы соответствует оптимальный угол опережения зажигания (в мм или градусах поворота коленчатого вала до ВМТ). При более раннем зажигании в двигателе возникает детонация (взрывное горение), приводящая к поломкам деталей цилиндро-поршневой группы. Позднее зажигание вызывает перегрев деталей двигателя и падение его мощности.
В четырехтактных двигателях корректировка угла опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала осуществляется автоматическими регуляторами: центробежным или электронным в системах с БСЗ.
Центробежный регулятор состоит из двух пластин, на одной из которых закреплен кулачок, размыкающий контакты батарейной системы зажигания, а на другой — оси специальных грузов. Вторая пластина вращается вместе с валом, а грузы своими пальцами входят в пазы первой пластины. При увеличении частоты вращения вала грузы расходятся, преодолевая усилие пружин, и поворачивают на заданный угол (до 15°) пластину с кулачком. Из российских мотоциклов центробежный регулятор изменения угла опережения зажигания имеют мотоциклы «Урал» с контактной системой зажигания.
Центробежный регулятор опережения зажигания ПМ-302А батарейной системы зажигания («Урал», «Днепр»)
1 — корпус; 2 — конденсатор; 3 — контакты прерывателя; 4 — крышка; 5 — пластина регулятора с грузиками; 6 — пружина; 7 — пластина с кулачком; 8 — ушко с пазом для регулировки опережения зажигания
Подобные устройства имеют и электронные системы зажигания современных двухтактных двигателей («Иж-Планета-5» с генератором маховичного типа).
Основные неисправности системы зажигания — отсутствие или недостаточная сила искры, а также неправильно установленный момент зажигания. Для устранения проверяют всю цепь — от источника напряжения и контактной пары (датчика) до катушки зажигания, высоковольтного провода и свечи.