Для чего нужен конденсатор зажигания автомобиля

Конденсатор трамблера, зачем нужен?

На трамблере (распределителе зажигания) «классических» автомобилей ВАЗ с контактной системой зажигания устанавливается конденсатор.

Разберемся, что это такое, зачем он нужен и как работает. В качестве примера используем конденсатор, установленный на трамблер автомобилей ВАЗ 2104, 2105, 2107 с контактной системой зажигания карбюраторного двигателя.

Что такое конденсатор?

Конденсатор это устройство, позволяющее накапливать, а затем отдавать электрический заряд.

Своего рода маленькая аккумуляторная батарея. Состоит из двух электродов разделенных диэлектриком. Если на него подать электрический ток, то он начнет скапливаться на электродах конденсатора. Основное свойство конденсатора- это емкость.

В трамблере он подключен параллельно контактам прерывателя.

Зачем нужен конденсатор в контактной системе зажигания?

Если коротко — для повышения напряжения выдаваемого катушкой на свечи зажигания.

Подробнее о работе конденсатора. Как известно контактная система зажигания работает за счет принудительного размыкания контактов прерывателя в трамблере. Каждое размыкание — это прерывание электрического тока, протекающего через первичную обмотку катушки зажигания. После чего магнитное поле в катушке зажигания резко сокращается и пересекая витки вторичной и первичной обмоток индуктирует ЭДС порядка 14000-24000 В. Что выливается в мощную искру на свечах. Двигатель при этом работает ровно, хорошо тянет, свечи коричневые. Чем быстрее сокращение магнитного поля тем выше ЭДС и сильнее искра и лучше работа двигателя.

Но тут возникают проблемы, так как индуктируемая в первичной обмотке ЭДС (ЭДС самоиндукции) пытается поддержать исчезающий электрический ток и замедляет сокращение магнитного поля. Напряжение снижается, искра становится недостаточно мощной. Двигатель вдруг «затроил» или вообще заглох. В качестве бонуса ЭДС самоиндукции вызывает сильное искрение между контактами прерывателя, что ускоряет их износ.

Чтобы не допустить такие негативные явления, в электрическую цепь включен конденсатор (установленный на трамблере). В начальный момент размыкания контактов ток самоиндукции заряжает конденсатор, что уменьшает прохождение тока между контактами прерывателя и снижает искрение между ними. Затем конденсатор разряжается через первичную обмотку катушки зажигания, причем ток разряда направлен против тока самоиндукции, благодаря чему исчезновение магнитного поля в катушке происходит быстрее и она выдает ток высокого напряжения в высоковольтную цепь. Работа двигателя восстанавливается до нормы. Если бы не было конденсатора, то катушка выдавала бы всего 4000-5000 В.

Большое значение имеет емкость конденсатора. При слишком большой емкости искрение между контактами прерывателя будет незначительным, но увеличится время заряда и разряда конденсатора, что уменьшит ЭДС индуктируемую во вторичной обмотке. При малой емкости конденсатора искрение будет больше, но ЭДС так же уменьшится так ток его разряда будет низкий и не сможет противодействовать замедлению исчезновения магнитного поля в катушке зажигания. В результате снижение напряжения в высоковольтной цепи системы зажигания и слабая искра.

Неисправности конденсатора трамблера ВАЗ 2101, 2102, 2103, 2106, 2121

Основной неисправностью конденсатора в контактной системе зажигания является его «пробой» на «массу». При этом двигатель автомобиля может не запуститься вовсе или будет запускаться и глохнуть, либо внезапно заглохнет во время движения. Характерными внешними признаками неисправности являются: сильное искрение между контактами прерывателя при пуске двигателя и очень слабая искра или полное ее отсутствие.

Конденсатор можно проверить и в случае обнаружения неисправности заменить новым.

Примечания и дополнения

— Параметры работы конденсатора автомобилей ВАЗ 2105, 2107: емкость конденсатора замеряется в диапазоне частоты 50 – 1000 Гц и находится в пределах 0,20-0,25 мкФ, сопротивление изоляции при температуре (100±2)ºС и напряжении постоянного тока 100 В должно быть более 1 МОм/мкФ.

Источник статьи: http://twokarburators.ru/kondensator-tramblera-vaz/

Как выбрать автомобильный конденсатор

Что такое автомобильный конденсатор и зачем он нужен?

Под автомобильным конденсатором сегодня принято понимать электролитический конденсатор, подключенный к автомобильному усилителю звука (или непосредственно к магнитоле) параллельно питающим проводам. Но зачем он нужен?

Для защиты от сетевых помех конденсаторы используются часто.

1. Фильтрация помех питающей сети. Конденсаторы в качестве простейшего, но, в то же время, довольно эффективного фильтра помех питающей сети используются давно – их наверняка замечал каждый, кому случалось заглядывать внутрь электронных устройств. Конденсатор заряжается напряжением питающей сети и при резком падении напряжения возмещает просадку, возвращая в сеть накопленный заряд. Обычно качественные автомобильные усилители имеют собственную защиту от просадок напряжения, но если вы слышите из динамиков посторонние звуки при включении элементов автоэлектрики (вентилятора, дворников, фар и пр.), конденсатор может помочь. И еще – вне зависимости от того, где в автомобильной сети установлен конденсатор, он будет поддерживать напряжение всей сети, а не только усилителя. Поэтому, если при работе аудиосистемы у вас мерцают фары, то после установки конденсатора мерцать они перестанут (будут гореть вполнакала). Другое дело, что сильные (до мерцания фар) просадки при работе аудиосистемы явно сигнализируют о нехватке мощности генератора и АКБ. Эту проблему установка конденсатора не решит – он является не источником, а потребителем энергии, и в случае нехватки питания проблему скорее усугубит.

2. Поддержка питания магнитолы при пиковых нагрузках, например, при проигрывании басов. Здесь возможны два варианта:

2.1. На аудиосистему приходит недостаточно мощности. Причины могут быть разные: севшая батарея, слабый генератор, провода питания недостаточной толщины и пр.

Как это выглядит в теории.

В этом случае при установке конденсатора (вплотную к усилителю), теоретически, можно получить некоторый прирост громкости звука без искажений – при условии, что чрезмерные нагрузки будут кратковременны (не более долей секунд) и перемежаться не меньшими по продолжительности периодами уменьшенной нагрузки (чтобы конденсатор мог восстановить заряд).

И как чаще всего бывает на практике.

Но реальная музыка таким требованиям соответствовать не может – басы в композициях редко звучат меньше нескольких секунд. Поэтому практически никакого заметного эффекта не будет – вряд ли можно назвать улучшением качества звука то, что динамик начнет хрипеть на треть секунды позже обычного.

2.2. Мощности достаточно, но аккумулятор не успевает «отдать» требуемый ток. Как известно, при появлении потребителя, ток разряда АКБ устанавливается не мгновенно; и время его установки зависит от характеристик аккумулятора — в первую очередь от внутреннего сопротивления (если точнее, то от реактивной составляющей внутреннего сопротивления). И если внутреннее сопротивление АКБ велико, то при резком возрастании нагрузки требуемый ток она даст с некоторой задержкой, небольшой, но искажения звука в этот момент уже могут быть заметны.

Схема подключения конденсатора к цепи питания усилителя.

Действительно, в этом случае установка конденсатора может оказаться приемлемой альтернативой замене аккумулятора. Полностью проблему это не решит, но фронты басов, к примеру, может сгладить.

Это — не конденсатор.

В последнее время на полках автомагазинов появились «конденсаторы», отличающиеся огромной (до сотен и даже тысяч Фарад) емкостью, но при этом имеющие скромные размеры и весьма привлекательную цену. Это не конденсаторы, это – ионисторы. Смысла в их подключении к усилителю немного – да, они имеют заявленную емкость, но от конденсаторов ионисторы отличаются высоким внутренним сопротивлением (ESR), низким максимальным током разряда и низкой скоростью установки отдаваемого тока. Существуют ионисторы с низким ESR, близкие по характеристикам к конденсаторам, но они намного дороже.

Характеристики автомобильных конденсаторов.

Емкость– основной параметр конденсатора. Встречающееся порой требование, что емкость конденсатора (в Фарадах) должна быть равна мощности аудиосистемы в киловаттах, вызывает недоумение у всякого, знакомого с электроникой. Чем больше емкость конденсатора, тем дольше он сможет поддерживать «просадку» питающей сети. Для фильтрации помех 0,5 Ф хватит с большим избытком. Для поддержки питания магнитолы при пиковых нагрузках требуемая емкость зависит от характера этих нагрузок – для одних и 0,5 Ф будет достаточно, для других – и 10 не хватит. Можно остановиться на следующем алгоритме подбора: приобрести модель с небольшой (0,5 Ф) емкостью, но обязательно с вольтметроми индикатором заряда. Во время работы аудиосистемы следить за индикатором заряда и показаниями вольтметра – если на максимальной громкости аудиосистемы индикатор заряда тускнеет, но не гаснет, а напряжение не падает ниже минимального, то конденсатор со своей работой справляется.

Схема подключения дополнительного конденсатора.

Если же индикатор периодически гаснет на небольшое время (до 1-2 с), а напряжение падает, то потребуется добавить в цепь еще один конденсатор параллельно к уже установленному. Если же индикатор гаснет на продолжительное время, это значит, что аудиосистеме не хватает мощности, и установкой конденсаторов эту проблему не решить.

ESR(Equivalent Series Resistance – Эквивалентное Последовательное Сопротивление) – параметр, определяющий максимальный ток разряда. Устанавливаемые в автомобильную аудиосистему конденсаторы должны иметь ESR не более 10 мОм. В принципе, под это требование подойдет любой электролитический конденсатор, но это не значит, что этот параметр можно игнорировать – по нему можно однозначно выяснить, ионистор перед вами или конденсатор. Особенно важно обратить внимание на ESR при выборе компактного конденсатора очень высокой (в десятки и сотни Фарад) емкости. И следует отнестись к нему с большим подозрением, если для него производителем ESR не указан.

Небесполезной опцией будет наличие вольтметрана корпусе конденсатора – он позволит визуально контролировать напряжение на усилителе, отмечать просадки, их величину и продолжительность. На основании наблюдений за вольтметром и индикатором заряда можно делать выводы о достаточной эффективности конденсатора или о необходимости установки дополнительного конденсатора большей емкости.

Нелишне будет выяснить, есть ли у конденсатора зарядное устройство (зарядная схема), ограничивающая зарядный ток. Из-за низкого внутреннего сопротивления конденсатор во время зарядки берет ток, практический равный току короткого замыкания – это может повредить контакты цепи питания и расположенные «по дороге» электронные компоненты. Если зарядной схемы у конденсатора нет, первую его зарядку следует производить через нагрузку – например, через 12-вольтовую лампочку, подключив её последовательно к конденсатору.

Источник статьи: http://club.dns-shop.ru/blog/t-272-drugie-avtotovaryi/16969-kak-vyibrat-avtomobilnyii-kondensator/

Высоковольтная конденсаторная система зажигания

Двигатель не удается запустить

1. В проводах, соединяющих датчик-распределитель зажигания и коммутатор, произошел обрыв;
2. Вышел из строя контактный датчик;
3. Произошел разрыв в проводах, соединяющих коммутатор с катушкой или выключателем зажигания;
4. Вышел из строя коммутатор;
5. Неисправен выключатель зажигания;
6. Наконечники проводов высокого напряжения окислились или неплотно сидят в гнездах;
7. Сильное загрязнение проводов или нарушение их изоляции;
8. Контактный уголек изношен, поврежден или зависает в крышке датчика-распределителя зажигания;
9. Через трещины или прогары, образовавшиеся в крышке или роторе датчика-распределителя зажигания, а также нагар или влагу, скопившуюся на внутренней поверхности крышки, происходит утечка тока;
10. В роторе датчика-распределителя зажигания перегорел резистор;
11. Повреждение катушки зажигания;
12. Замасливание свечей зажигания или изменение зазора между ними;
13. На изоляторе свечи появилась трещина;
14. Провода высокого напряжения неправильно присоединены к выводам крышки датчика-распределителя;
15. Неправильно установлен элемент зажигания.

Недостатки классической контактной системы зажигания

Среди недостатков классических систем зажигания можно выделить то, что через контактную группу прерывателя проходит большой по величине ток. Следовательно, происходит очень быстрый износ этого элемента. Также происходит искрение высоковольтных контактов непосредственного корпуса распределителя зажигания. На других системах такое не наблюдается.

Все это в сумме значительно снижает ресурс, а самое главное – надежность всей конструкции. Что касается надежности, то она зависит от многих составляющих. В частности, на нее влияет энергия искры, вторичное напряжение, форма и длина ее. А так же время, в течение которого происходит горение искры. Энергию можно вычислить, если знать три параметра:

• напряжение;
• силу тока;
• время пробоя.

Но надежность можно определить по напряжению. В том случае, если в цилиндрах двигателя нормальные условия для горения, топливовоздушная смесь воспламеняется от искры, которая имеет энергию всего 10 мДж.

Двигатель работает с перебоями на всех оборотах

1. Повреждение проводов в системе зажигания, ослабление их крепления или окисление наконечников;
2. Изношенность электродов или замасливание свечей зажигания;
3. Образование нагара;
4. В крышке датчика-распределителя поврежден или изношен контактный уголек;
5. Сильно подгорел центральный контакт ротора датчика-распределителя;
6. В роторе или крышке датчика-распределителя образовались трещины, прогары или скопилась грязь;
7. Неисправность коммутатора: на первичной обмотке катушки зажигания изменилась форма импульсов.

Читать далее — Основные неисправности электронной бесконтактной системы зажигания — часть 1.

Другие статьи по теме:

• Основные неисправности аккумулятора
• Основные неисправности сцепления — часть 1
• Основные неисправности генератора
• Основные неисправности контактной системы зажигания — часть 1
• Основные неисправности сцепления — часть 2
• Основные неисправности электронной бесконтактной системы зажигания — часть 2
• Основные неисправности контактной системы зажигания — часть 2
• Основные неисправности заднего ведущего моста — часть 1
• Основные неисправности подвески и рулевого управления — часть 1
• Основные неисправности системы освещения — часть 1

Усиление искры

Чтоб усилить искру на свечах нужно:

1. медные высоковольтные провода,
2. набор ключей,
3. усилитель искры,
4. комплект для установки бесконтактного зажигания.

В большинстве современных свечей используются специальные резисторы, которые должны снижать помехи электромагнитного поля. Если установить свечи без резисторов, то количество высвободившейся энергии увеличится на 50%. Поменяйте все высоковольтные провода на медные. За счет уменьшения сопротивления системы энергия на свечах зажигания увеличится. Увеличьте межэлектродное расстояние и испытайте свечу в специальной барокамере под давлением. Выберите наибольший промежуток, при котором наблюдается стабильная искра при давлении 10 кг/см². В этом случае продолжительность искры остается такой же, как и была, а ее энергия, а значит и мощность увеличивается. Но при этом повышается нагрузка на высоковольтные провода, поэтому их качество должно быть высоким. Это позволит увеличить энергию искры приблизительно в полтора-два раза.

Для увеличения энергии применяется специальный усилитель искры, который монтируется непосредственно на свечу. Этот прибор состоит из конденсатора и двух соединений, одно из которых крепится на свечу, другое на высоковольтный провод. При работе устройства наблюдается некоторое запаздывание при разряде свечи, за счет зарядки конденсатора. При этом амплитуда тока значительно возрастает, а вместе с ней и температура искры при разряде.

Если на автомобиле установлена контактная (на данный момент устаревшая) система зажигания, замените ее бесконтактной. Приобретите стандартный комплект, состоящий из катушки высокого напряжения, датчика Холла, коммутатора и набора проводов. Установите под капотом высоковольтную катушку, замените «бегунок» датчиком Холла, и установите высоковольтные провода. Учитывайте метки моментов зажигания на коленвале. Поменяйте свечи зажигания на новые и соедините все элементы проводами по схеме. Выставьте угол опережения зажигания.

Лучший спортивный автомобиль 2011 года Феррари Италия 458

Устройство для увеличения плазменного объема искры в свече зажигания относится к области двигателестроения, в частности к искровым способам воспламенения топливной смеси. Устройство содержит последовательный LC-контур, образованный конденсатором и индуктивностью и подключенный непосредственно параллельно искровому промежутку свечи зажигания. Собственная частота LC-контура лежит в диапазоне от 1 до 5 МГц и параметры контура выбираются такими, что при его замыкании через пробитый искровой промежуток затухающие колебания в нем поддерживают горение искры в течение времени порядка 2-3 с. Высоковольтный провод от системы зажигания подключается к точке соединения свечи с LC-контуром через демпфирующий дроссель. Устройство служит для увеличения плазменной оболочки вокруг стриммера искры, не увеличивая существенно энергию разряда. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к искровым способам воспламенения топливной смеси. Ближайшими аналогами предлагаемого устройства могут быть система, предложенная в авторском свидетельстве , и отечественная система зажигания «Электроника 3М-К» . Схема, описанная в , имеет ряд существенных недостатков. Изготовление магнитного накопителя на прямоугольном магнитопроводе является сложной технической задачей (несколько десятков витков коаксиального кабеля выдерживающего 20 кВ). Размеры такого устройства будут весьма велики. Кроме того, накопление энергии и концентрация ее в течение 10-100 нс в момент искрообразования приводит к резкому увеличению эрозии электродов свечи. В системах зажигания подобных отечественной «Электроника 3М-К» или «Искра-5» используется многоискровый режим воспламенения топливной смеси. Однако в силу высокой индуктивности рассеяния катушки зажигания интервал между импульсами высокого напряжения трудно сделать менее 0,5 мс, т.е. следующие за первой искры будут воздействовать на топливную смесь не в оптимальный момент времени (верхняя мертвая точка). Исходя из вышесказанного понятно, что одновременное улучшение условий воспламенения топлива и снижение степени детонации в момент поджига, а также уменьшение эрозии электродов свечи требует принципиального изменения физических параметров искры. Необходимо увеличить объем плазменной оболочки вокруг стриммера искры, причем желательно сделать это не увеличивая существенно энергию разряда. В качестве прототипа выбрали немецкий патент 1962 г. . В этом патенте параллельно высоковольтной обмотке катушки зажигания подключен трехзвенный Г-образный LC-контур, выполняющий роль накопительного элемента. При образовании искрового канала энергия накопления на конденсаторах отдается в искру. Т. к. спектр частот в данном контуре лежит ниже 100 кГц, а время существования стриммера в искре не превышает 500 нс, то мы имеем режим, близкий к многократному искрообразованию. Хотя параметры такой искры близки к оптимальным, техническая реализация данного устройства встречает ряд трудностей. Во-первых, даже на современной элементной базе, индуктивности и емкости таких номиналов как приводятся в патенте, на напряжение 20-50 кВ, будут весьма крупными. Во-вторых в современных системах зажигания высоковольтные провода, соединяющие катушку зажигания с распределителем и распределитель со свечой зажигания, имеют сопротивление 3-8 кОм. Это делает предполагаемую систему неэффективной, т.к. сопротивление, демпфируя LC-контур, приводит к быстрому затуханию колебаний. Сопротивление искрового канала равно приближенно 20 Ом, т.е. энергия запасенная в конденсаторах рассеивается в основном в проводах. Чтобы обойти все эти трудности в схеме располагают последовательный LC-контур непосредственно около свечи, избавляясь тем самым от влияния высокоомных проводов. Предлагаемое устройство изображено на фиг. 1. Здесь КЗ-катушка зажигания, П р — высокоомный (1-5 кОм) провод, Р — распределитель, C 1 и С 2 — свечи зажигания. Индуктивность L представляет собой катушку из 30 витков. В качестве сердечника катушки используется стержень из радиоферрита марки М400 или М600, диаметром 8-10 мм и длиной порядка 45 мм. Между ферритом и обмоткой необходим зазор не менее 1 мм. Такая конструкция обеспечивает высокую индуктивность и добротность при токах до 100 A, импульсах напряжения в 10-12 кВ, в диапазоне частот до 5 МГц. Поскольку время остывания плазменного канала в искре не превышает 500 нс, для режима непрерывного горения необходимо чтобы собственная частота LC-контура была выше 1 МГц. С предполагаемой конструкцией индуктивности емкость С получается порядка 100-500 пФ. С таким номиналом емкости LC-контур получается весьма компактным, что позволяет разместить его в непосредственной близости у свечи зажигания, и даже крепить его непосредственно на высоковольтный провод. Схема работает следующим образом. При появлении высоковольтного импульса на вторичной обмотке катушки зажигания, фиг. 1, конденсатор C заряжается до напряжения пробоя свечи. Т. к. емкость мала, суммарный фазовый сдвиг, равный (где R — сопротивление высоковольтных проводов плюс внутреннее сопротивление катушки зажигания), невелик, порядка 10 s. При таком фазовом сдвиге коррекция угла опережения системы зажигания не нужна. В момент пробоя образуется плазменный канал сопротивлением 20 Ом, т.е. L и С замыкаются параллельно друг другу и образуют высокодобротный LC-контур. Высоковольтный провод от катушки зажигания при этом оказывается закороченным на землю и не оказывает влияния на колебания в контуре. Свободные колебания в контуре продолжаются в течении 2-3 s, и все это время плазменный канал искры остается горячим и способен инициировать воспламенение топливной смеси. При этом пиковый ток в искре увеличен по сравнению с обычной схемой не более чем в 3-4 раза, что не приводит к увеличению эрозии электродов свечи, а средний ток остается на прежнем уровне и может быть снижен введением демпфирующего дросселя Др (фиг. 2). Таким образом, увеличив время горения искры в 8-10 раз, мы увеличим плазменный объем в 3-4 раза, а за счет высокочастотного разогрева увеличим плотность плазмы, ее ионизирующее и тепловое действие. При использовании демпфирующего дросселя процесс образования стриммера в искре не приводит к образованию сильной ударной волны, поэтому детонация топлива уменьшается. Этот дроссель представляет собой четыре ферритовых кольца К 18х8х5 марки М2000НМ, надетых на высоковольтный провод непосредственно перед LC-контуром. Рекомендуется использовать этот дроссель в системах зажигания, где высоковольтный провод не содержит высокоомного сопротивления. Литература

Источник статьи: http://iga-motor.ru/avtomobili/rol-kondensatora-v-sisteme-zazhiganiya-2.html