Контактная система зажигания.

Сжатая рабочая смесь в цилиндре двигателя зажигается электрическим разрядом — искрой, образующейся между электродами свечи зажигания.

Для образования электрического разряда в условиях сжа­той рабочей смеси необходимо напряжение не менее 12— 16 кВ.

Преобразование тока низкого напряжения в ток высоко­го напряжения и распределение его по цилиндрам двигателя осуществляется приборами батарейного зажигания. Систе­ма батарейного зажигания состоит из источников тока низ­кого напряжения, катушки зажигания, прерывателя распре­делителя, конденсатора, свечей зажигания, включателя за­жигания и проводов низкого и высокого напряжений (рис. 4). В системе батарейного зажигания имеется две цепи — низкого и высокого напряжения.

Рис. 4. Схема батарейного зажигания

Цепь низкого напряжения питается от аккумуляторной батареи или генератора. В эту цепь кроме источников тока последовательно включены включатель зажигания, первич­ная обмотка катушки зажигания с добавочным резистором и прерыватель.

Цепь высокого напряжения состоит из вторичной обмот­ки катушки зажигания, распределителя, проводов высокого напряжения, свечей зажигания.

Образование тока высокого напряжения в катушке за­жигания основано на принципе взаимоиндукции. При вклю­ченном выключателе зажигания и сомкнутых контактах пре­рывателя ток от аккумуляторной батареи или генератора поступает на первичную обмотку катушки зажигания, вслед­ствие чего вокруг нее образуется магнитное поле. При размыкании контактов прерывателя ток в первичной обмотке катушки зажигания и магнитный поток вокруг нее исчеза­ют. Исчезающий магнитный поток пересекает витки вто­ричной и первичной обмоток катушки зажигания и в каж­дом из них возникает небольшая ЭДС. Благодаря большо­му числу витков вторичной обмотки, последовательно со­единенных между собой, общее напряжение на ее концах. Достигает 20...24 кВ.

От катушки зажигания через провод высокого напряже­ния, распределитель и провода ток высокого напряжения поступает к свечам зажигания, в результате чего между элек­тродами свечей возникает искровой разряд, зажигающий рабочую смесь.

ЭДС самоиндукции, возникающая в первичной обмотке катушки зажигания, достигает 200...300 В, что вызывает за­медление исчезновения магнитного потока и появление са­мой искры между контактами прерывателя. Для предотвра­щения этого явления параллельно контактам прерывателя установлен конденсатор.

Катушка зажигания служит для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения (с 12 В до 20-24 кВ). Она состоит из следующих основных частей (рис. 5): сердечника, первичной обмотки из 250...400 вит­ков толстого изолированного медного провода диаметром

0, 8 мм, картонной трубки, вторичной обмотки из 19...25 тыс. витков тонкого провода диаметром 0, 1 мм, железного кор­пуса с магнитопроводами, карболитовой крышки, клемм и добавочного резистора.

Рис. 7. Конденсатор

Вторичная обмотка расположена под первичной и отделена от нее слоем изоляции. Концы пер­вичной обмотки выведены на клеммы карболитовой крыш­ки. Один конец вторичной обмотки соединен с первичной обмоткой, а второй выведен на центральную клемму карбо­литовой крышки.

Сердечник изготовляют из отдельных изолированных друг от друга полосок трансформаторной стали, чтобы умень­шить образование вихревых токов. Нижний конец сердечни­ка установлен в фарфоровый изолятор. Внутри катушка за­жигания заполнена трансформаторным маслом.

Добавочный резистор состоит из спирали, керамических гнезд и двух шин. Сопротивление колеблется от 0, 7 до 20 Ом. Один конец резистора соединен шиной с клеммой ВК, а дру­гой — с ВКБ.

При малой частоте вращения коленчатого вала двигате­ля контакты прерывателя продолжительное время находят­ся в замкнутом состоянии, сила тока в первичной цепи воз­растает, резистор нагревается, увеличивается сопротивление в цепи, в катушку зажигания поступает ток небольшой силы, этим она предохраняется от перегрева.

Когда частота вращения коленчатого вала двигателя увеличивается, время сомкнутого состояния контактов умень­шается, сила тока в первичной цепи уменьшается, нагрев и сопротивление добавочного резистора уменьшаются, что препятствует понижению напряжения во вторичной цепи.

При включении стартера резистор закорачивается и пуск двигателя облегчается.

Прерыватель-распределитель. Образование тока высо­кого напряжения и распределение его по цилиндрам двига­теля для своевременного воспламенения рабочей смеси дол­жно соответствовать порядку работы цилиндров.

Чтобы индуктировать ток высокого напряжения во вто­ричной обмотке катушки зажигания, необходимо периоди­чески размыкать первичную цепь батарейного зажигания, что

и выполняет прерыватель. Для распределения тока высоко­го напряжения по цилиндрам соответственно порядку рабо­ты двигателя служит распределитель. Оба эти прибора объе­динены в один — прерыватель-распределитель.

Прерыватель (рис. 6) установлен на двигателе и при­водится в действие от распределительного вала. Основными частями прерывателя являются корпус, приводной вал. Под­вижный диск (на котором размещены изолированный рыча­жок с контактом и неподвижная стойка с контактом), непод­вижный диск, центробежный и вакуумный регуляторы опе­режения, октан-корректор и кулачок с выступами по числу цилиндров. Кулачок соединен с приводным валиком через центробежный регулятор. Контакты прерывателя наплавле­ны тугоплавким металлом — вольфрамом. Рычажок преры­вателя закреплен на диске шарнирно и своим контактом при­жимается к неподвижному контакту пружиной. Вращающий­ся приводной валик кулачками нажимает на текстолитовый выступ рычажка прерывателя и за один оборот разомкнет, а пружина сомкнет контакты столько раз, сколько имеется выступов на кулачке.

Размыкание первичной цепи катушки зажигания вызы­вает исчезновение магнитного потока, пересекающего не только витки вторичной обмотки, а и первичной, вследствие чего в них индуктируется ток самоиндукции напряжением 200...300 В. Этот ток, замедляя исчезновение тока в первич­ной цепи, приводит к уменьшению ЭДС во вторичной цепи. Ток самоиндукции также приводит к интенсивному искре­нию между контактами прерывателя и их разрушению. Что­бы предотвратить вредное воздействие ЭДС самоиндукции, применяют конденсатор. Конденсапюр включен параллель­но контактам прерывателя и в момент проявления ЭДС са­моиндукции заряжается, не допуская искрения на контак­тах. Кроме того, заряженный конденсатор, разряжаясь в обратном направлении, приводит к быстрому исчезновению тока в первичной цепи, а следовательно, и магнитного потока, благодаря чему напряжение во вторичной цепи повыша­ется. Конденсатор (рис. 7) состоит из лакированной бума­ги, на которую нанесен тонкий слой цинка и олова. Эта бу­мага является обкладкой конденсатора и свернута в рулон. К торцам рулона припаивается по одному гибкому провод­нику. Рулон обернут кабельной бумагой и пропитан маслом. Крепится конденсатор на корпусе снаружи или на подвиж­ном диске прерывателя.

Емкость конденсатора 0, 17...0, 2 мкФ. Конденсаторы из металлизированной бумаги обладают способностью самовос­станавливаться при пробое диэлектрика за счет заполнения отверстия маслом.

Большое влияние на работу батарейного зажигания ока­зывает зазор между контактами прерывателя. Нормальная работа батарейного зажигания будет при зазоре между кон­тактами прерывателя в пределах 0, 35...0, 45 мм.

Если зазор будет большим, то время замкнутого состо­яния контактов уменьшится и сила тока в первичной об­мотке катушки зажигания не успеет возрасти до требуемо­го значения и, как следствие этого, ЭДС вторичной цепи не будет достаточной. Кроме того, при большой частоте вращения коленчатого вала будут возникать перебои в ра­боте двигателя. При малом зазоре происходит сильное искрение между контактами, их обгорание и, как следствие, перебои на всех режимах работы двигателя. Зазор между контактами преры­вателя регулируют перемещением пластины со стойкой не­подвижного контакта и при помощи эксцентрика, отвернув предварительно стопорный винт (рис. 8). После регули­ровки стопорный винт нужно завернуть. Замеряют зазор при полностью разомкнутых контактах пластинчатым щупом.

Распределитель установлен сверху на корпусе прерыва­теля и состоит из ротора и крышки (рис. 9, а). Ротор изго­товлен в виде грибка из карболита, сверху в него вмонтиро­вана контактная пластина. Крепится ротор на выступе ку­лачка. Крышка распределителя изготовлена также из карбо­лита. На наружной ее части по окружности выполнены гнез­да по числу цилиндров, в которые вставляются провода, присоединяемые к свечам зажигания. В крышке размещено центральное гнездо для крепления провода высокого напряже­ния от катушки зажигания. Внутри, против каждого гнезда, расположены боковые контакты, а в центре — угольный кон­такт с пружиной для соединения центрального гнезда с пла­стиной ротора.

Крепится крышка на корпусе прерывателя двумя пру­жинными защелками. Ротор, вращающийся вместе с кулач­ком, соединяет поочередно центральный контакт с боковы­ми контактами, замыкая цепь высокого напряжения через свечи тех цилиндров, где в данный момент должно проис­ходить воспламенение рабочей смеси.

Свечи зажигания. Электрический разряд — искра — об­разуется в цилиндре между электродами свечи зажигания. Свеча (рис. 9, б) состоит из центрального электрода с изо­лятором (сердечник свечи) и стального корпуса, в котором он крепится. Корпус имеет нарезную ввернутую часть, кото­рой свеча ввернута в нарезное отверстие головки цилиндров двигателя, в нижней части корпуса имеется один боковой электрод. В верхней части корпус свечи зажигания имеет грани под ключ. Центральный электрод с изолятором завальцован в корпусе свечи. Для уплотнения между кромка­ми корпуса и буртиком изолятора проложены уплотняющие прокладки. На центральном электроде сверху установлен наконечник для крепления провода высокого напряжения.

Для обеспечения нормальных условий работы свечи за­жигания необходимо, чтобы температура нижней части изо­лятора была в пределах 500...600°С, при которой сгорает нагар и очищается свеча.

Тепловая характеристика свечи зажигания зависит от длины нижней части изолятора и условий его охлаждения. Чрезмерный нагрев свечи приводит к калильному зажига­нию и разрушению изолятора, а переохлаждение — к забрызгиванию электродов свечи маслом и нагару.

Выбирают свечи зажигания для двигателя но их обозна­чениям, где указаны диаметр нарезной части, длина нижней части изолятора и материал

изолятора. Диаметр нарезной части обознается буквами М и А, где М соответствует диа­метру 18 мм и А — 14 мм. Цифрой обозначено калильное число. Длина резьбовой части обозначается буквами Н —11 мм, Д - 19 мм. Если буквы нет, то длина ввернутой части равна 12 мм. Буква «В» обозначает, что выступает ниж­няя часть изолятора, а «Т» — что герметизация изолятора выполнена термоцементом.

На двигателях автомобилей ГАЗ-53-12 и ЗИЛ-130 уста­навливают свечи А11, где буква А обозначает, что диаметр резьбы 14 мм, цифра 11 указывает калильное число, длина ввертной части корпуса — 12 мм. Большое влияние на рабо­ту свечи зажигания оказывает зазор между центральным и боковым электродами. Заводы рекомендуют зазоры 0, 85... 1, 00 мм. Уменьшение зазора против нормы вызывает обильное нагарообразовакие на электродах свечи зажигания и перебои в ее работе. При большем зазоре из-за повышения сопротивления ухудшаются условия искрообразования, от­чего также будут возникать перебои в работе двигателя. Ре­гулируют зазор подгибанием бокового электрода, а его раз­мер проверяют круглым щупом (рис. 9, в). Центральный электрод подгибать нельзя, так как разрушается керамичес­кая изоляция и свеча зажигания отказывает в работе.

Выключатель зажигания. Включение и выключение при­боров батарейного зажигания и других потребителей элект­рического тока осуществляется при помощи выключателя зажигания. Он состоит из двух частей: замка с ключом и электрического выключателя. Замок состоит из корпуса, цилиндра, пружины и поводка. В задней части корпуса зам­ка расположен выключатель, состоящий из контактной пла­стины с тремя выступами и панели с тремя контактными винтами.

В автомобилях ЗИЛ-130 и ГАЗ-53-12 ключ имеет три положения: первое (головка ключа расположена вертикаль­но) — зажигание выключено; второе (поворот ключа по ча­совой стрелке) — зажигание включено; третье (поворот ключа до отказа) — включены зажигание и стартер. Во всех случа­ях вместе с зажиганием включаются контрольно-измеритель­ные приборы.