Системы зажигания используются тепловыми двигателями для инициирования сгорания путем воспламенения топливно-воздушной смеси. В версиях двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием (например, бензиновых двигателях) система зажигания создает искру для воспламенения топливно-воздушной смеси непосредственно перед каждым тактом сгорания . Газотурбинные двигатели и ракетные двигатели обычно используют систему зажигания только во время запуска.
Дизельные двигатели используют воспламенение от сжатия для воспламенения топливно-воздушной смеси с использованием тепла сжатия и, следовательно, не используют систему зажигания. Обычно они имеют свечи накаливания , которые предварительно нагревают камеру сгорания , чтобы облегчить запуск в холодную погоду.
Ранние автомобили использовали системы зажигания с магнето и катушкой-тремблером , которые были заменены системами на основе распределителя (впервые примененными в 1912 году). Электронные системы зажигания (впервые примененные в 1968 году) стали обычным явлением к концу 20-го века, а версии этих систем с катушкой на свече стали широко распространены с 1990-х годов.
Магнето зажигания (также называемое магнето высокого напряжения ) — это старый тип системы зажигания, используемый в двигателях с искровым зажиганием (например, бензиновых двигателях). Он использует магнето и трансформатор для создания импульсов высокого напряжения для свечей зажигания. Старый термин «high-tension» означает «высокое напряжение».
Используемые во многих автомобилях в начале 20-го века, магнето зажигания были в значительной степени заменены системами зажигания с индукционной катушкой. Использование магнето зажигания в настоящее время ограничивается в основном двигателями без батареи, например, в газонокосилках и бензопилах. Он также используется в современных поршневых самолетах [ необходима цитата ] (даже если присутствует батарея), чтобы избежать зависимости двигателя от электрической системы.
Поскольку батареи стали более распространенными в автомобилях (из-за возросшего использования электростартеров), магнето-системы были заменены системами, использующими индукционную катушку . В Benz Patent-Motorwagen 1886 года и Ford Model T 1908 года использовалась система зажигания с катушкой-трамблером , в которой трамблер прерывал ток через катушку и вызывал быструю серию искр при каждом срабатывании. Катушка-трамблер включалась в соответствующий момент цикла двигателя. В Model T четырехцилиндровый двигатель имел катушку-трамблер для каждого цилиндра. [1]
Улучшенная система зажигания была изобретена Чарльзом Кеттерингом в компании Delco в США и внедрена в автомобилях Cadillac 1912 года. [2] Система зажигания Кеттеринга состояла из одной катушки зажигания, точек прерывания, конденсатора ( для предотвращения искрения точек при разрыве) и распределителя (для направления электричества от катушки зажигания к нужному цилиндру). [3] [4] [5] Система Кеттеринга стала основной системой зажигания на многие годы в автомобильной промышленности [6] благодаря своей низкой стоимости и относительной простоте. [ необходима цитата ]
Первое электронное зажигание ( типа с холодным катодом ) было испытано в 1948 году компанией Delco-Remy , [7] в то время как Lucas представил транзисторное зажигание в 1955 году, которое использовалось в двигателях BRM и Coventry Climax Formula One в 1962 году. [7] В том же году на вторичном рынке начали предлагать EI, причем были доступны как AutoLite Electric Transistor 201, так и Tung-Sol EI-4 (тиратронный емкостный разряд). [8] Pontiac стал первым автопроизводителем, предложившим опциональную EI, Delcotronic с магнитным импульсным запуском без прерывателя, на некоторых моделях 1963 года; она также была доступна на некоторых Corvette . [8] Первое коммерчески доступное полностью твердотельное (SCR) емкостное зажигание было произведено компанией Hyland Electronics в Канаде также в 1963 году. Ford установил разработанную FORD систему без прерывателя на Lotus 25 , представленные в Индианаполисе в следующем году, провел испытания парка в 1964 году и начал предлагать опциональную электронную систему зажигания на некоторых моделях в 1965 году. Эта электронная система использовалась на GT40, рекламируемых Shelby American и Holman and Moody. Роберт С. Хогл, Ford Motor Company, представил «Систему зажигания и электрооборудования Mark II-GT», публикация № 670068, на Конгрессе SAE в Детройте, штат Мичиган, с 9 по 13 января 1967 года. Начиная с 1958 года, Эрл В. Мейер из Chrysler работал над электронной системой зажигания, продолжая работу до 1961 года и в результате чего электронная система зажигания была использована на автомобилях компании NASCAR hemi в 1963 и 1964 годах. [8]
Система CD-65 компании Prest-O-Lite , работавшая на основе емкостного разряда (CD), появилась в 1965 году и имела «беспрецедентную гарантию на 50 000 миль». [8] (Это отличается от системы Prest-O-Lite без CD, представленной на продуктах AMC в 1972 году и ставшей стандартным оборудованием для моделей 1975 года.) [8] Аналогичное устройство CD было доступно от компании Delco в 1966 году, [7] которое было опциональным для автомобилей Oldsmobile , Pontiac и GMC в модельном году 1967 года. [8] Также в 1967 году Motorola дебютировала со своей системой CD без прерывателя. [8] Самым известным электронным зажиганием на вторичном рынке, дебютировавшим в 1965 году, было зажигание с емкостным разрядом Delta Mark 10, которое продавалось в сборе или в виде комплекта.
Fiat Dino был первым серийным автомобилем, который в 1968 году стал серийно оснащаться электронной системой зажигания, за ним в 1971 году последовал Jaguar XJ Series 1 [9] , в 1973 году — Chrysler (после испытаний в 1971 году), а в 1975 году — Ford и GM. [8]
В 1967 году компания Prest-O-Lite выпустила усилитель зажигания «Black Box», предназначенный для снятия нагрузки с точек прерывания распределителя при высоких оборотах, который использовался компаниями Dodge и Plymouth на их заводских гоночных автомобилях Super Stock Coronet и Belvedere . [8] Этот усилитель был установлен на внутренней стороне брандмауэра автомобиля и имел воздуховод, который обеспечивал подачу наружного воздуха для охлаждения блока. [ необходима цитата ] Остальная часть системы (распределитель и свечи зажигания) осталась такой же, как и в механической системе. Отсутствие движущихся частей по сравнению с механической системой обеспечивает большую надежность и более длительные интервалы обслуживания.
Вариация зажигания с катушкой на свече подразумевает, что каждая катушка управляет двумя свечами на цилиндрах, которые сдвинуты по фазе на 360 градусов (и, следовательно, достигают верхней мертвой точки (ВМТ) одновременно); в четырехтактном двигателе это означает, что одна свеча будет искрить в конце такта выпуска, в то время как другая зажигается в обычное время, так называемая схема « пустой искры », которая не имеет недостатков, кроме более быстрой эрозии свечи зажигания; парные цилиндры составляют 1/4 и 2/3 в четырехцилиндровых схемах, 1/4, 6/3, 2/5 в шестицилиндровых двигателях и 6/7, 4/1, 8/3 и 2/5 в двигателях V8. [10] Другие системы отказываются от распределителя в качестве устройства синхронизации и используют магнитный датчик угла поворота коленчатого вала, установленный на коленчатом валу, чтобы инициировать зажигание в надлежащее время.
В современных автомобильных двигателях используется блок управления двигателем (ЭБУ), представляющий собой единое устройство, управляющее различными функциями двигателя, включая систему зажигания и впрыск топлива . [11] [12] Это отличает его от более ранних двигателей, в которых впрыск топлива и зажигание работали как отдельные системы.
Газотурбинные двигатели (включая реактивные двигатели) используют зажигание с разрядом конденсатора , [ необходима ссылка ] однако система зажигания используется только при запуске или когда гаснет пламя камеры сгорания .
Система зажигания в ракетном двигателе имеет решающее значение для предотвращения жесткого старта или взрыва . Ракеты часто используют пиротехнические устройства , которые помещают пламя на поверхность инжекторной пластины, или, в качестве альтернативы, гиперголические топлива, которые воспламеняются самопроизвольно при контакте друг с другом. [ необходима цитата ]
