Лабораторная работа №2. Тема: Система зажигания.

Тема: Система зажигания.

Цель: разобраться с назначением, устройством и работой узлов и аппаратов системы зажигания; научиться строить электрические схемы систем зажигания отечественных автомобилей; знать, определять и устранять характерные неисправности системы зажигания.

Рисунок 1 – Схема контактной системы зажигания автомобиля ВАЗ – 2121.

Основные неполадки системы зажигания:

Окисление или загрязнение клемм, обрыв проводки, пробой или изношенность изоляторов проводки.

Выход из строя элементов системы зажигания:

- катушка зажигания;

- прерыватель-распределитель;

- дополнительный резистор;

- комутатор.

Пробой изолятора свечи зажигания, образование нагара на свечах зажигания, что может привести к их замыканию.

Контрольные вопросы:

1. Система зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах бензиновых двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Катушка зажигания. Катушка зажигания предназначена для формирования высоковольтного напряжения с целью воспламенения топливо-воздушной смеси в цилиндрах двигателя.

В настоящее время применяются два вида катушек - с разомкнутым и замкнутым магнитопроводом. Они могут выполняться по трансформаторной и автотрансформаторной схемам соединения обмоток. В автотрансформаторной схеме уменьшается число выводов и в создании высокого напряжения участвует и первичная катушка, включенная последовательно со вторичной. Трансформаторная связь обычно применяется в катушках электронных систем зажигания во избежание опасных воздействий всплесков напряжения при разряде на электронные элементы.

Распределитель зажигания. Распределители зажигания управляют моментом искрообразования и распределением искры по цилиндрам. В зависимости от того, выполнен ли механизм искрообразования контактным или бесконтактным, распределители делятся на прерыватели-распределители и датчики-распределители.

Прерыватели-распределители имеют устоявшуюся конструкцию и отличаются, в основном, элементами подсоединения к двигателю и числом выводов, зависящим от числа цилиндров двигателя. Они объединяют в один узел контактный прерыватель тока в первичной цепи катушки зажигания, центробежный и вакуумный регуляторы угла опережения зажигания и высоковольтный распределитель. Кулачок прерывательного механизма имеет число выступов по числу цилиндров двигателя. Высоковольтный распределитель содержит пластмассовый ротор с центральным электродом и боковые электроды, установленные в пластмассовой крышке. Ротор закреплен на валу, связанном с подвижной пластиной регулятора опережения зажигания. Импульсы высокого напряжения поступают на центральный электрод от катушки зажигания через подпружиненный угольный электрод и помехоподавительный резистор (1-6 кОм), закрепленный в углублении ротора. При вращении ротора импульсы высокого напряжения передаются от центрального электрода через зазор к боковым электродам, а от них через высоковольтные провода к свечам. Провода к боковым электродам подсоединяютсявсоответствии с порядком работы цилиндров. На корпусе распределителя закреплен конденсатор, включенный параллельно контактам прерывателя для уменьшения их искрения.

Датчики-распределители отличаются в основном тем, что у них контактный прерыватель замещен бесконтактным датчиком {микропереключателем). В бесконтактном датчике магнитоэлектрического типа число пар полюсов соответствует числу цилиндров двигателя, в датчике Холла этому числу соответствует число прорезей вращающегося магнитного экрана. Центробежный регулятор угла опережения зажигания в магнитоэлектрическом датчике поворачивает втулку с расположенным на ней ротором датчика, в датчике Холла поворачивается муфта с закрепленным на ней магнитным экраном (шторкой). Вакуумные автоматы поворачивают пластину крепления микропереключателя. Октан-корректор имеет шкалу со знаками “+” и “-” для увеличения и уменьшения угла опережения и риски, соответствующие изменению угла опережения зажигания. В последних конструкциях датчиков-распределителей, например, переднеприводных автомобилей ВАЗ, с целью повышения точности установки момента искрообразования привод распределителя осуществляется непосредственно от распределительного вала двигателя, при этом распределитель крепится на головку блока цилиндров двигателя.

Свечи зажигания. Свеча зажигания должна обеспечивать гарантированное воспламенение рабочей смеси в цилиндрах двигателя при подаче на нее высокого напряжения. Расположение свечи в головке блока цилиндров и частично в камере сгорания создает чрезвычайно напряженные условия ее работы. Корпус свечи представляет собой полую резьбовую конструкцию с головкой под шестигранный ключ. Внутри корпуса располагается керамический изолятор, выполненный из уралита, боркорунда, синоксаля, хелумина или других материалов, обладающих высокой температурной, электрической и механической стойкостью. Изолятор должен выдерживать напряжение не менее 30 кВ при максимальной температуре.

Внутри изолятора закреплен центральный электрод и контактный стержень. Центральный электрод изготавливается из хромотитановой стали 13Х25Т или хромоникелевого сплава Х20Н80. В свечах с расширенным температурным диапазоном (“термоэластик”) центральный электрод выполняется из меди, серебра или платины с термостойким покрытием рабочей части.

Герметизация центрального электрода и контактного стержня производится специальной токопроводящей стекломассой.

К корпусу свечи приварен боковой электрод из никельмарганцевого или хромоникелевого сплава. Некоторые фирмы, например, Bosch, применяют до четырех боковых электродов в свече. Увеличение числа боковых электродов способствует снижений устойчивой частоты вращения коленчатого вала двигателя за счет более разветвленной и стабильной искры. Между центральным и боковым электродами устанавливается зазор 0, 5-1, 2 мм. Чем больше зазор, тем больше воспламеняющая способность искры, но при этом от системы зажигания требуется более высокое напряжение. Зимой рекомендуется использовать минимальные зазоры или даже уменьшать их на 0, 1-0, 2 мм.

Высоковольтные провода. Высоковольтные провода подразделяются на обычные с металлическим центральным проводником и специальные с распределенными параметрами, обеспечивающие подавление радиопомех. Провода с медной жилой ПВВ, ПВРВ, ППОВ и ПВЗС имеют изоляцию из поливинилхлорида, резины и полиэтилена, поверх которой у проводов ПВРВ, ППОВ и ПВЗС надета оболочка повышенной бензомаслостойкости. Эти провода обладают низким сопротивлением центральной жилы (18-19)*10^-3 Ом/м, рассчитаны на максимальное рабочее напряжение 15-25 кВ и могут применяться только в комплекте с помехоподавительными резисторами.

Датчик положения коленчатого вала двигателя предназначен для синхронизации электронного управления электромеханизмами двигателя с работой его механизма газораспределения, и обеспечивают формирование импульсных сигналов для циклового, тактного и углового управления впрыском топлива и зажиганием двигателя.

Датчик положения коленчатого вала, работает в паре с диском синхронизации (синхродиском) и обеспечивает выдачу угловых импульсов синхронизации от (60–2) зубьев диска, то есть размечает оборот коленчатого вала на угловые отметки. Угловая длительность одного зуба, включая интервал до следующего, составляет 6 градусов положения коленвала.

Синхродиск имеет вырез размером в два полных зуба. Начало 20-го (после выреза) зуба синхродиска совпадает с верхней мертвой точкой первого или четвертого цилиндров.

Отказ датчика положения коленчатого вала приводит к полному отказу системы управления двигателем.

Чувствительный элемент датчика включает намагниченный сердечник и обмотку из медного провода на изолированной катушке.

Принцип работы датчика заключается в наведении ЭДС переменного тока синусоидальной формы в обмотке при прохождении стального зубца синхродиска мимо торца датчика. В центре зуба (его задний срез) нулевая амплитуда сигнала датчика—фаза изменения полярности сигнала.

Конструктивно датчик состоит из следующих элементов:

цилиндрический пластмассовый или алюминиевый корпус с чувствительным элементом;

основание датчика с фланцем и отверстием крепления;

кабель связи в экранированный оболочке длиной 360 мм;

трехконтактная вилка соединителя, опрессованная на кабеле.

3. На напряжение во вторичной обмотке катушки влияют:

- параметры первичной и вторичной цепей:

величина тока разрыва;

индуктивность первичной обмотки;

коэффициент трансформации;

емкость конденсатора в первичной цепи;

емкость вторичной цепи;

- нагар на изоляторе свечи.

4. Порядок регулирования угла опережения зажигания (электронные системы зажигания):

- поставить коробку передач в нейтральное положение и вывернуть все свечи зажигания;

- поместить большой палец (пробку) поверх отверстия для свечи первого цилиндра и проворачивайте двигатель с помощью пусковой рукоятки до тех пор, пока не почувствуется давление на палец. Это значит, что поршень первого цилиндра достиг ВМТ в такте сжатия;

- продолжать проворачивать двигатель до тех пор, пока метка на шкиве коленчатого вала не встанет точно напротив указателя;

- теперь снять крышку распределителя и проверить, чтобы бегунок распределителя был совмещен с контактом для высоковольтного провода первого цилиндра в крышке распределителя. Если это не так, снять распределитель и повернуть бегунок в нужное положение. Удерживая бегунок в этом положении, вставить распределитель;

- установить шкалу октан-корретора на нулевое деление и затянуть болт;

- ослабить болт крепления шкалы октан-корректора к корпусу датчика-распределителя, медленно повернуть корпус до совмещения метки на роторе со стрелкой на статоре.

5. Электронные системы зажигания обеспечивают следующие преимущества:

-универсальность применения на всех типах карбюраторных двигателей;

-значительное (в 1, 3-1, 5 раза) увеличение вторичного напряжения, достигающего 20-30 кВ при всех режимах работы двигателя;

-меньшую чувствительность к шунтирующим нагрузкам R ш и С2 вторичной цепи;

-большой срок службы контактов прерывателя, достигающий 150-200 тыс. км и более;

-более полное сгорание топлива на малых и больших оборотах, экономию горючего до 2-3%;

-увеличенный зазор (до 1-1, 2 мм) между электродами свечей зажигания;

-облегченный запуск двигателя в зимних условиях;

-значительную экономию времени на профилактические и регулировочные работы.

Недостатками же электронных систем зажигания являются:

-большая сложность системы;

-большая мощность, потребляемая от источника (для транзисторной системы);

-повышенная чувствительность к замасливанию контактов прерывателя.

Последний недостаток присущ только конденсаторной (тиристорной) системе зажигания, потому что ток, протекающий через контакты прерывателя, имеет незначительную величину (0, 12-0, 15 А) и поэтому они не обладают свойством самоочищения, как, например, в батарейной системе зажигания. Этот недостаток легко устраним, если умеренно смазывать фильц кулачка прерывателя.