Главная > Устройство автомобиля > Система зажигания
Двигатель
Система зажигания
Батарейное зажигание
Сжатая рабочая смесь в цилиндрах карбюраторного двигателя воспламеняется искрой, образующейся в свече зажигания. Ток высокого напряжения необходимый для создания искрового разряда, получают от приборов батарейного зажигания или магнето.
Система батарейного зажигания, применяемая на автомобильных карбюраторных двигателях, служит для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения и распределения его по цилиндрам двигателя Приборы батарейного зажигания схематически изображены на рис. 1.
В системе батарейного зажигания имеются две цепи - низкого и высокого напряжений Цепь тока низкого напряжения питается от аккумуляторной батареи или от генератора. В эту цепь последовательно включены включатель 3 зажигания, первичная обмотка 4 катушки зажигания с добавочным резистором, прерыватель 8 и «масса».
Цепь тока высокого напряжения состоит из вторичной обмотки 5 катушки зажигания, распределителя 7, проводов высокого напряжения, свечей 10 зажигания и «массы». Образование тока высокого напряжения основано на принципе взаимоиндукции. При включенном замке зажигания и замкнутых контактах прерывателя электрический ток от аккумуляторной батареи или генератора поступает в первичную обмотку катушки зажигания, образуя вокруг нее магнитное поле.
При размыкании контактами прерывателя цепи низкого напряжения исчезает ток в первичной обмотке катушки зажигания и вместе с ним магнитное поле, окружающее его. Исчезающее магнитное поле пересекает витки вторичной обмотки катушки зажигания и наводит в ней ЭДС. Благодаря большому числу витков во вторичной обмотке напряжение на ее концах достигает 20-24 кВ.
Рис 1. Схема батарейного зажигания:
1 - аккумуляторная батарея, 2 - включатель стартера, 3 - включатель зажигания, 4 -первичная обмотка,
5 - вторичная обмотка, 6 - катушка зажигания, 7 - распределитель, 8 - прерыватель,
9 - конденсатор, 10 - свеча зажигания
От вторичной обмотки катушки зажигания через провод высокого напряжения, распределитель и провода ток высокого напряжения поступает к свечам зажигания, где между электродами происходит искровой разряд, который зажигает рабочую смесь.
Катушка зажигания (рис. 2) состоит из стального корпуса 8, сердечника 4, первичной и вторичной обмоток, карболитовой крышки 2 и добавочного резистора.
Катушка зажигания представляет собой трансформатор, на стальном сердечнике которого намотана вторичная обмотка 5, а поверх нее первичная обмотка 6. Между сердечником и вторичной обмоткой находится изоляционная трубка 7, а между слоями обмоток - изоляционная бумага. Первичная обмотка выполнена из толстого изолированного медного провода диаметром 0,8 мм. Вторичная обмотка состоит из 18-20 тыс. витков тонкого провода диаметром 0,1 мм. Один конец вторичной обмотки соединен с первичной обмоткой, а второй конец выведен на центральный зажим карболитовой крышки. Концы первичной обмотки выведены на зажимы 1 карболитовой крышки.
Рис 2. Катушка зажигания:
1 - выводные зажимы, 2 - крышка, 3 - добавочный резистор, 4 - сердечник, 5 - вторичная обмотка,
6 - первичная обмотка, 7 - изоляционная трубка, 8 - корпус, 9 - фарфоровый изолятор.
К зажимам ВК и ВК-Б подсоединен добавочный резистор 3 из спирали в керамическом изоляторе. Добавочный резистор предохраняет катушку зажигания от перегрева при малой частоте вращения коленчатого вала. В этом случае контакты прерывателя находятся более продолжительное время в замкнутом состоянии и сила тока в первичной цепи возрастает, что приводит к нагреву резистора. В результате сопротивление в первичной цепи увеличивается и в катушку зажигания поступает ток небольшой силы, предохраняя ее от перегрева. При включении стартера резистор закорачивается и пуск двигателя облегчается.
Внутри корпуса катушки установлен магнитопровод из трансформаторной стали. Сердечник также выполнен из полосок трансформаторной стали, а его нижний конец установлен в фарфоровый изолятор 9. Пространство между обмотками и корпусом катушки заполнено трансформаторным маслом.
Прерыватель-распределитель (рис. 3) необходим для прерывания тока низкого напряжения и распределения тока высокого напряжения по цилиндрам двигателя Он состоит из двух составных частей: распределителя и прерывателя (рис. 3,а, б).
В прерыватель входит корпус 10, приводной валик 11, подвижный и неподвижный диски, кулачок 6 и регуляторы опережения зажигания. На подвижном диске 16 размещены изолированный рычажок 5 с подвижным контактом 7 и неподвижный контакт 8 со стойкой. Контакты прерывателя наплавлены тугоплавким металлом - вольфрамом. Подвижный контакт прерывателя прижимается к неподвижному пластинчатой пружиной.
Рис 3. Прерыватель-распределитель:
а - распределитель, б - прерыватель, в - центробежный регулятор;
1 - крышка, 2 - зажим, 3 - центробежный контакт, 4 - ротор, 5 - рычажок, 6 - кулачок,
7 - подвижный контакт прерывателя, 8 - неподвижный контакт, 9 - пластина кулачка, 10 - корпус,
11 - валик, 12 - регулировочные гайки, 13 - пластины октан-корректора, 14 - масленка, 15 - пружина,
16 - подвижный диск, 17 - вакуумный регулятор опережения зажигания, 18 - диафрагма, 19 - грузик.
Вращающийся кулачок 6 нажимает выступом на изолированный рычажок прерывателя и за один оборот размыкает контакты столько раз, сколько выступов на кулачке. Число выступов на кулачке равно числу цилиндров двигателя.
Кулачок соединен с приводным валиком 11 прерывателя через центробежный регулятор (рис. 3, в). Валик прерывателя приводится в действие от распределительного вала. Центробежный регулятор имеет грузики 19, на выступах которых размещается пластина 9 с косыми прорезями. С увеличением частоты вращения коленчатого вала грузики регулятора расходятся и штифты грузиков, перемещаясь в прорезях пластины, поворачивают ее и соединенный с ней кулачок в сторону вращения ведущего валика. В результате кулачок раньше размыкает контакты прерывателя и угол опережения зажигания увеличивается.
В зависимости от условий работы должен быть выбран оптимальный угол опережения зажигания, который влияет на тепловой режим, мощность и экономичность двигателя.
На автомобилях в прерывателе-распределителе кроме центробежного установлен вакуумный регулятор. Он служит для изменения угла опережения зажигания в зависимости от нагрузки двигателя. Полость вакуумного регулятора 17, в которой находится пружина 15, соединена трубкой со смесительной камерой карбюратора над дроссельной заслонкой, полость с другой стороны сообщается с атмосферой. К диафрагме 18 прикреплена тяга, которая связана с подвижным диском 16 прерывателя.
При уменьшении нагрузки двигателя дроссельная заслонка прикрывается и под действием разрежения, передаваемого по трубке от карбюратора, диафрагма 18 перемещается с тягой влево (на рисунке) и поворачивает подвижную пластину прерывателя навстречу вращению кулачка. Угол опережения зажигания при этом увеличивается. С возрастанием нагрузки дроссельная заслонка открывается, разрежение в трубке падает и под действием пружины 15 диафрагма перемещает тягу с подвижным диском в обратную сторону, уменьшая угол опережения зажигания.
Октан-корректор служит для изменения угла опережения зажигания вручную в зависимости от октанового числа топлива. Им изменяют угол опережения зажигания в пределах +12° по углу поворота коленчатого вала. Чтобы изменить угол опережения зажигания, отпускают болт, крепящий пластины 13, и вращением регулировочных гаек 12 поворачивают корпус прерывателя-распределителя в необходимую сторону, после чего закрепляют крепящий болт. Одно деление шкалы октан-корректора соответствует изменению угла опережения зажигания на 2°.
Таким образом, в прерывателе-распределителе действуют независимо три устройства по изменению угла опережения зажигания: центробежный регулятор поворачивает кулачок, вакуумный регулятор - подвижный диск прерывателя, октан-корректор - корпус.
Сверху на корпусе прерывателя установлен распределитель (рис. 3, а). Он состоит из ротора 4 и крышки 1. Ротор изготовлен из карболита, а сверху в него вмонтирована контактная пластина. Он закреплен на выступе кулачка. Крышка распределителя тоже изготовлена из карболита. На ее наружной части по окружности выполнены гнезда с зажимами 2 (по числу цилиндров) для проводов высокого напряжения к свечам зажигания. В центре крышки расположено центральное гнездо для крепления центрального провода высокого напряжения от катушки зажигания. Внутри крышки против центрального гнезда помещен угольный контакт 3 с пружиной для соединения провода с пластиной ротора, а против каждого гнезда по окружности расположены боковые контакты.
Ротор распределителя, вращаясь вместе с кулачком, соединяет центральный контакт поочередно с боковыми, подавая ток высокого напряжения в свечи зажигания.
Ток самоиндукции, возникающий в цепи низкого напряжения при разрыве контактов прерывателя, вызывает интенсивное искрение, разрушение контактов. Чтобы предотвратить вредное действие ЭДС самоиндукции, параллельно контактам прерывателя включают конденсатор, который заряжается в момент появления ЭДС самоиндукции. Разряжаясь в обратном направлении, он приводит к быстрому исчезновению тока в первичной цепи, а следовательно, и магнитного поля благодаря чему напряжение во вторичной цепи повышается.
Конденсатор представляет собой цилиндрический металлический корпус, внутри которого размещены свернутые рулоном две алюминиевые ленты, изолированные друг от друга парафинированной конденсатной бумагой. Одна из лент присоединена проводом к изолированному контакту прерывателя, а другая - к «массе».
Рис 4. Свеча зажигания:
1 - наконечник, 2 - изолятор, 3 - завальцованная кромка, 4 - уплотняющие прокладки, 5 - корпус,
6 - прокладка корпуса, 7 - резьбовая часть корпуса, 8 - центральный электрод, 9 - боковой электрод.
Свеча зажигания (рис. 4) служит для образования искрового зазора в котором образуется электрическая искра Свеча состоит из корпуса 5, центрального электрода с изолятором 2 и бокового электрода приваренного к корпусу свечи. В свечи расположена нарезная часть, которой она ввертывается в отверстие головки цилиндров. В верхней части корпус свечи имеет грани под ключ.
На цилиндрической части корпуса свечи нанесена маркировка, условно обозначающая диаметр нарезной части, длину нижней части изолятора и его материал. Диаметр нарезной части обозначается буквой М или А, где М - соответствует резьбе на корпусе М18х1,65, буква А - резьбе М14х1,25. Цифры указывают на длину теплового конуса изолятора в миллилитрах. Следующая за цифрами буква обозначает материал изолятора, например: У - уралит, Б - боркорунд. Последняя буква указывает на способ герметизации по центральному электроду, например: С - стеклогерметик.
Большое значение для работы свечи зажигания имеет зазор между центральным и боковым электродами. Нормальный зазор между электродами свечи 0,7-0,9 мм. Его регулируют, осторожно подгибая боковой электрод Ежедневно свечу необходимо очищать снаружи. В случае загрязнения изнутри ее следует промыть в бензине.
Включатель зажигания предназначен для включения и выключения потребителей электрического тока. Он состоит из двух частей: замка с ключом и электрического включателя. Ключ замка имеет три положения: зажигание выключено (ключ расположен вертикально), зажигание включено (поворот ключа по часовой стрелке), включено зажигание и стартер (поворот ключа по часовой стрелке до отказа). Вместе с зажиганием включаются контрольные приборы.
Зажигание устанавливают по первому цилиндру, когда поршень находится в конце такта сжатия. Для определения такта сжатия вместо свечи зажигания первого цилиндра устанавливают бумажную пробку. При медленном вращении коленчатого вала пробка выталкивается или обнаруживается шипение сжимаемого воздуха. После этого поршень первого цилиндра устанавливают в положение оптимального угла опережения зажигания, рекомендуемое изготовителем.
Затем проверяют зазор между контактами прерывателя и в случае необходимости регулируют его перемещением неподвижного контакта. Определяют момент начала размыкания контактов прерывателя и устанавливают прерыватель-распределитель на место. Стрелку октан-корректора устанавливают на 0. После этого закрепляют корпус прерывателя. Боковой контакт, против которого установлен ротор, соединяют со свечой первого цилиндра. Остальные контактные гнезда распределителя соединяют со свечами зажигания согласно порядку работы двигателя.
Правильность установки зажигания можно проверить на ходу автомобиля. Для этого необходимо прогреть двигатель и, двигаясь на прямой передаче со скоростью 25-30 км/ч (6,9-8,3 м/с), быстро выжать до отказа педаль управления дроссельными заслонками. При правильной установке зажигания слышны слабые и прерывистые детонационные стуки, исчезающие после разгона. При позднем зажигании детонационных стуков не слышно, при раннем зажигании стуки будут значительными. Угол опережения зажигания корректируют с помощью октан-корректора на обмотку реле Б, включенную на «массу» через контакты реле В. Реле Б срабатывает, контакты его замыкаются и через них подается питание на тяговое реле А стартера Стартер 17 включается и вращает коленчатый вал двигателя.
С увеличением частоты вращения коленчатого вала возрастает напряжение, подводимое от генератора к выпрямителю реле Б. Когда напряжение генератора составит 8-9 В, реле блокировки В срабатывает, размыкая контакты. При этом обесточивается реле Б, его контакты под действием пружины размыкаются и отключают стартер.
Во время работы двигателя при любой частоте вращения коленчатого вала контакты реле блокировки В разомкнуты, поэтому включить стартер работающего двигателя нельзя.
Поскольку стартер потребляет много электрической энергии, его включают на короткое время (5-15 с), чтобы не разрядить аккумуляторную батарею. Если в течение этого времени двигатель не заведется, стартер выключают и повторяют пуск через 30-40 с. Этот промежуток необходим для восстановления работоспособности аккумуляторной батареи. Если после двух-трех включений стартера двигатель не запустится, следует найти и устранить неисправность.
Неисправности стартеров.
Характерные неисправности стартеров следующие: стартер не включается, якорь стартера не проворачивает коленчатый вал, при включении стартера слышен сильный скрежет зубьев.
Если стартер не включается в работу, нужно включить фары или лампу плафона в кабине и наблюдать, как изменяется при этом накал Если он не изменится, значит в цепи стартера нет тока Ток может не поступать вследствие обрыва в цепи, подгорания подвижного контактного диска и зажимов реле стартера, загрязнения коллектора, износа щеток, ослабления пружин щеткодержателей.
Щелчок, слышимый в момент включения стартера, свидетельствует об исправности реле стартера и пускового реле. Причина частых щелчков и ударов шестерни о венец маховика - обрыв в удерживающей обмотке реле стартера. При этом якорь реле втягивается только втягивающей обмоткой без участия удерживающей.
Если стартер включился, а коленчатый вал двигателя вращается медленно или совсем не вращается, причиной этого может быть разряженность аккумуляторных батарей, окисление зажимов, подгорание коллектора, износ и зависание щеток.
Сильный скрежет зубьев при включении стартера наблюдается при износе или забоинах зубьев пусковой шестерни или венца маховика.
- в начало -