Батарейная система зажигания
Второй, наиболее распространённой системой является батарейная система зажигания. В этом случае электропитание осуществляется от автомобильной аккумуляторной батареи, а когда двигатель работает — электроэнергию вырабатывает автомобильный генератор, подключенный параллельно аккумулятору.
Это наиболее простая и часто применяемая система зажигания карбюраторного двигателя. Она состоит из:
Система зажигания получает питание от аккумуляторной батареи 10 или генератора, включаемого в схему параллельно батарее (схема подключения генератора и стартера приведена на рисунке).
Система зажигания служит для обеспечения воспламенения горючей смеси в цилиндрах двигателя в нужный момент и изменения момента зажигания (угла опережения зажигания) в зависимости от частоты вращения вала и нагрузки двигателя. В системе батарейного зажигания имеются цепи низкого и высокого напряжения.
В цепь низкого напряжения кроме источников тока входят прерыватель тока низкого напряжения, первичная обмотка катушки зажигания с добавочным сопротивлением и выключатель зажигания.
Цепь высокого напряжения содержит вторичную обмотку индукционной катушки зажигания, распределитель тока высокого напряжения по свечам, провода высокого напряжения и свечи зажигания. Прерыватель и распределитель объединены в одном устройстве — прерывателе-распределителе.
Рис. Схема батарейного зажигания:
а — расположение приборов; б — цепи низкого и высокого напряжения; 1 — свечи зажигания; 2, 15 — помехоподавляющие резисторы; 3, 9 — провода высокого и низкого напряжения соответственно; 4 — прерыватель-распределитель; 5 — конденсатор; 6 — катушка зажигания; 7 — добавочный резистор; 8 — выключатель (замок) зажигания; 10 — аккумуляторная батарея; 11 — реле включения стартера; 12 — стартер; 13 — крышка распределителя; 14 — ротор; 16 — кулачок; 17 — контакты; 18 — рычажок; 19 — клемма прерывателя; 20, 21 — первичная и вторичная обмотки соответственно; ВК,BK—Б — клеммы катушки зажигания; VA — вольтамперметр
При замкнутых контактах 17 и включенном выключателе 8 зажигания в цепи низкого напряжения течет ток силой I1. Из-за значительной индуктивности катушки 6 I1 нарастает до некоторого установившегося значения не мгновенно, а в течение определенного промежутка времени. Быстрому нарастанию силы тока препятствует ЭДС самоиндукции катушки. В момент размыкания контактов сила тока быстро падает до нуля, а созданное им магнитное поле исчезает. В результате исчезновения (уменьшения) магнитного поля во вторичной обмотке индуцируется ЭДС, которая будет тем выше, чем больше скорость уменьшения магнитного потока.
Таким образом, в момент изменения магнитного силового поля ЭДС возникает в витках не только вторичной, но и первичной обмотки 20 катушки зажигания. Это явление называется самоиндукцией. Ток самоиндукции замедляет процесс исчезновения тока в первичной обмотке, что нежелательно, так как в момент размыкания контактов возникает искра, вызывающая их подгорание. В результате снижаются эффективность и надежность системы зажигания. С целью устранения искрообразования параллельно контактам прерывателя подключают конденсатор. В момент размыкания цепи низкого напряжения он заряжается током самоиндукции, а при замыкании контактов разряжается через первичную обмотку.
Добавочный резистор служит для автоматического поддержания постоянной силы тока в первичной обмотке при изменении частоты вращения двигателя. При его пуске катушка зажигания питается от аккумуляторной батареи, напряжение которой понижено вследствие потребления стартером тока большой силы. Пониженное напряжение на катушке зажигания приводит к снижению силы тока I1 и напряжения вторичной обмотки. Для устранения этого явления при пуске двигателя добавочный резистор закорачивается контактами реле включения стартера или тягового реле. Поэтому, несмотря на снижение напряжения аккумуляторной батареи, первичная обмотка катушки зажигания получает необходимое для ее нормальной работы напряжение.
Свеча зажигания служит для воспламенения рабочей смеси в камере сгорания карбюраторного двигателя за счет искрового разряда. Она имеет стержень с центральным электродом, отделенный от «массы» изолятором, и боковой электрод, соединенный через корпус свечи с «массой». Свечи зажигания вворачивают в головку блока цилиндров. Поскольку максимальное давление в цилиндре весьма значительно, под свечи подкладывают уплотнительные шайбы.
Изолятор свечи выполнен из материала (уралит, кристалло-борокорунд и др.), выдерживающего напряжение не менее 30 кВ. Свечи изготавливают с разными тепловыми свойствами. Калильное число характеризует способность свечи работать без «калильного зажигания» смеси, когда последняя воспламеняется не от электрической искры между электродами свечи, а от контакта с раскаленными электродами. Чем выше это число, тем надежнее свеча будет работать в двигателе с высокой степенью сжатия. Калильные числа имеют следующие значения: 8, 11, 14, 17, 20, 23 и 26.
Катушка зажигания предназначена для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения и состоит из стального корпуса, сердечника, собранного из листов трансформаторного железа, изолированных друг от друга и помещенных в картонную трубку. На эту трубку навита сначала вторичная обмотка, состоящая из большого числа (18 000—20 000) витков медной проволоки диаметром около 0,1 мм, а затем через слой изоляционной бумаги — первичная обмотка (содержащая около 300 витков проволоки диаметром 0,7…0,85 мм). Концы первичной обмотки выведены к клеммам крышки. Внутри катушки к первичной обмотке подсоединен один конец вторичной обмотки, а ее другой конец подведен к центральной клемме катушки. Сердечник с обмотками закрепляется в корпусе катушки с помощью изоляторов. Пространство между обмоткой, изоляторами и корпусом залито специальной мастикой, защищающей обмотки от проникновения влаги.
Прерыватель-распределитель предназначен для периодического размыкания цепи низкого напряжения и распределения возникающего во вторичной обмотке тока высокого напряжения по свечам цилиндров двигателя в необходимой последовательности. Прерыватель-распределитель снабжен центробежным и вакуумным регулятором.
Центробежный регулятор служит для изменения угла опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Вакуумный регулятор, предназначенный для изменения угла опережения зажигания в зависимости от нагрузки двигателя, т.е. степени открытия дроссельной заслонки, работает независимо от центробежного регулятора.
Октан-корректор, имеющийся в прерывателе-распределителе, служит для ручной регулировки угла опережения зажигания в зависимости от сорта применяемого топлива (его октанового числа). Октан-корректор позволяет изменять угол опережения зажигания в пределах ± 12° по углу поворота коленчатого вала двигателя. Изменение угла осуществляется при помощи специальных гаек поворотом корпуса прерывателя-распределителя относительно ведущего валика и контролируется по шкале со стрелкой. После регулировки угла устанавливают крепящие болты и регулировочные гайки.
При повороте корпуса прерывателя по часовой стрелке, т.е. в направлении вращения кулачка, угол опережения зажигания уменьшается (что обеспечивает более позднее зажигание). Угол опережения зажигания необходимо уменьшить, если сгорание топлива с малым октановым числом сопровождается детонацией.
Устройство автомобилей
Контактная (батарейная) система зажигания
Система зажигания двигателя с принудительным воспламенением рабочей смеси должна обеспечить увеличение напряжения аккумуляторной батареи или генератора (в зависимости от режима работы двигателя) до величины, необходимой для возникновения электрического разряда между электродами свечи зажигания, и в требуемый момент (момент зажигания) подать это напряжение на соответствующую свечу. Момент зажигания характеризуется углом опережения зажигания, который представляет собой угол поворота коленчатого вала двигателя, отсчитываемый от положения вала в момент подачи искры до положения, когда поршень приходит в верхнюю мёртвую точку (ВМТ).
Применявшиеся ранее и применяемые в настоящее время системы зажигания получают необходимую высоковольтную энергию не непосредственно от аккумуляторной батареи, поскольку для пробоя электрической дугой воздушного зазора между электродами свечи зажигания напряжения 12-вольтовой батареи явно не хватит.
Для возникновения дуги между электродами свечи зажигания требуется напряжение не менее 8000 В, а при многих режимах работы двигателя значительно большее. По этой причине необходимо существенно увеличить напряжение аккумуляторной батареи посредством промежуточного преобразователя и накопителя энергии, который, в зависимости от способа преобразования и аккумулирования энергии, может быть индуктивным или емкостным.
В системах зажигания автомобильных двигателей наиболее широко используются индуктивные накопители электрической энергии, использующие в своей работе явление самоиндукции, возникающее в трансформаторе при прохождении через одну из его обмоток переменного тока.
Возникает вопрос – откуда в бортовой сети автомобиля с неработающим двигателем, может появиться переменный ток? Ведь аккумуляторная батарея – источник постоянного тока.
Для ответа на этот вопрос следует вспомнить – что, по определению, называется переменным электрическим током? Это ток, который с течением времени изменяется по величине и (или) по направлению. Следовательно, если цепь, соединяющую выводы аккумуляторной батареи, периодически выключать и включать, то в периоды нарастания тока и его исчезновения (которые характеризуются определенными временными отрезками) в цепи протекает именно переменный ток, изменяющийся с течением времени по величине (от нуля до 12 вольт и наоборот). А раз в цепи присутствует переменный ток, то посредством явлений индукции и самоиндукции его напряжение можно изменять по величине до требуемого значения.
Именно это свойство переменного тока используется во всех известных системах зажигания. Разница заключается лишь в использовании прерывателей и накопителей электроэнергии различных принципиальных конструкций, способных эффективно отдать накопленную энергию для возникновения дуги между электродами свечи.
Контактная система зажигания использует для своей работы механические прерыватели тока, принцип действия которых основан на включении и отключении контактов посредством механического датчика кулачкового типа, приводимого в действие от распределительного вала ГРМ.
Принцип работы контактной системы зажигания
Батарейное зажигание в том виде, в котором оно появилось на первых автомобилях, долгое время было единственным способом воспламенения рабочей смеси в цилиндрах бензиновых и газовых двигателей.
Рассмотрим принцип действия контактной (классической) системы зажигания, в которую обязательно входят катушка зажигания, прерыватель, распределитель, конденсатор, свечи зажигания, ну и, конечно же, электрические провода – низковольтные и высоковольтные.
Известный закон М. Фарадея о явлении электромагнитной индукции утверждает, что если первичная обмотка трансформатора содержит, например, 10 витков, а вторичная обмотка этого трансформатора – 100 витков (т. е. в десять раз больше), то напряжение на выводах вторичной обмотки при протекании через первичную обмотку переменного тока будет в десять раз больше, чем напряжение в первичной обмотке. И если правильно подобрать соотношение числа витков первичной и вторичной обмоток, напряжение на выходе из катушки будет достаточным для возникновения электрической дуги (искры) между электродами свечи зажигания, поджигающей рабочую смесь в цилиндре двигателя.
Описанное выше свойство трансформатора напряжения лежит в принципиальной основе работы накопителей энергии, используемых в системах зажигания двигателей всех известных типов.
Простейший прерыватель контактной системы зажигания представляет собой устройство, состоящее из вращающегося кулачка, на который опирается подвижный контакт, соединенный с положительным выводом электрической цепи, и неподвижного контакта, соединенного с массой (отрицательным выводом) аккумуляторной батареи.
При вращении кулачка контакты размыкают и замыкают цепь первичной обмотки катушки зажигания, питаемой от аккумуляторной батареи или генератора. При замыкании и размыкании контактов в первичной обмотке катушки зажигания возникает переменный ток, в результате чего во вторичной обмотке индуцируется очень большое напряжение, достигающее нескольких тысяч (и даже десятков тысяч) вольт. Этого напряжения достаточно для пробоя искрового промежутка между электродами свечи зажигания.
В общем случае работу контактной системы зажигания можно разделить на три этапа:
Замыкание контактов прерывателя (первый этап)
В этот период первичная обмотка катушки зажигания (накопителя) подключается к источнику тока (аккумулятору или генераторной установке). Данный этап характеризуется нарастанием первичного тока и, и как следствие этого, накоплением электромагнитной энергии, запасаемой в магнитном поле катушки зажигания.
Процесс нарастания первичного тока (напряжения аккумуляторной батареи), в соответствии со вторым законом Кирхгофа, пропорционален индуктивности первичной цепи, току в первичной цепи и омическому сопротивлению первичной цепи. При этом скорость нарастания первичного тока не зависит от сопротивления первичной цепи.
Очевидно, что количество аккумулируемой в период замкнутого состояния контактов энергии пропорционально величине напряжения и тока в первичной цепи, а также времени замкнутого состояния контактов прерывателя. Время замкнутого состояния контактов зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя и от формы кулачка прерывателя.
Размыкание контактов прерывателя (второй этап)
В какой-то момент времени контакты прерывателя размыкаются, и источник тока отключается от катушки зажигания. Первичный ток исчезает, в результате чего накопленная электромагнитная энергия превращается в электростатическую энергию, вызывающую ЭДС высокого напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания.
Величина тока разрыва при прочих равных условиях зависит от времени замкнутого состояния контактов прерывателя. Это время, в свою очередь, зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя, числа цилиндров двигателя (т. е. профиля кулачка), а также соотношения между углами замкнутого и разомкнутого состояния контактов.
Таким образом, ток разрыва в первичной цепи уменьшается с увеличением частоты вращения коленчатого вала и числа цилиндров двигателя, и увеличивается с увеличением времени замкнутого состояния контактов, которое определяется формой кулачка.
Искровой разряд между электродами свечи зажигания (заключительный, третий этап)
В рабочих условиях при определенном значении напряжения происходит пробой воздушного промежутка (зазора) между электродами свечи зажигания с последующим разрядным процессом в виде электрической дуги, воспламеняющей рабочую смесь в камере сгорания двигателя.
Общее устройство батарейной системы зажигания
Батарейная система зажигания с накоплением энергии включает в себя следующие элементы:
Особенности устройства тиристорной системы зажигания
Конденсаторные (тиристорные) системы зажигания отличаются от рассмотренных выше тем, что для аккумулирования высоковольтной электрической энергии в них используются емкостные накопители – конденсаторы. В отличие от индуктивных (трансформаторных) накопителей емкостные накопители обладают высоким быстродействием. Индукторные накопители подвержены воздействию инерционных факторов, замедляющих процессы накопления энергии в катушке зажигания.
Для высокооборотистых двигателей (например, двигателей спортивных и гоночных автомобилей) это свойство индукторных накопителей неприемлемо по понятным причинам – высоковольтная электроэнергия здесь должна преобразовываться и аккумулироваться очень быстро, и моментально отдаваться для получения искры, поджигающей горючую смесь.
Емкостные накопители лишены инертных недостатков – энергия в конденсаторе накапливается практически мгновенно, и так же быстро отдается в высоковольтную цепь системы зажигания. При этом величина накопленной таким образом энергии совершенно не зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя из-за высокой скорости накопления энергии конденсатором.
Но, как говорится, не бывает добра без худа.
Искровой разряд, возникающий на электродах свечей в конденсаторных системах зажигания, имеет очень короткий период действия, из-за чего не всегда успевает поджечь рабочую смесь должным образом. Результат – неполное сгорание рабочей смеси, снижение КПД и эффективной мощности двигателя, снижение его экологической чистоты. По этой причине контактные системы зажигания с емкостными накопителями (тиристорные, конденсаторные) имеют узкий спектр применения (высокооборотистые двигатели – роторные, роторно-поршневые, поршневые двигатели спортивных автомобилей, мотоциклов и т. п.).
На следующей странице тиристорные системы зажигания описаны более подробно.
Батарейная система зажигания автомобиля
Батарейная система зажигания состоит из катушки зажигания, прерывателя-распределителя, искровых свечей и выключателя зажигания. Система зажигания получает питание от аккумуляторной батареи или генератора. Катушка зажигания, прерыватель-распределитель и свечи соединены между собой проводами высокого напряжения.
При включении выключателя зажигания и замыкании контактов прерывателя в первичной цепи начинает проходить ток.
Катушка зажигания обладает значительной индуктивностью, поэтому сила тока, нарастает до установившегося значения не мгновенно, а спустя определенный период времени, так как быстрому увеличению тока препятствует э. д. с. самоиндукции катушки.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
В момент размыкания контактов прерывателя ток, быстро падает до нуля и созданное им магнитное поле исчезает. При этом в результате изменения (уменьшения) магнитного поля во вторичной обмотке катушки зажигания индуктируется э. д. с.
Величина э. д. с. вторичной обмотки будет тем выше, чем больше скорость исчезновения магнитного потока или, что то же, тока. Однако з. д. с. первичной обмотки з момент размыкания контактов прерывателя поддерживает ток, вследствие чего между контактами возникает искра, вызывающая их подгорание (так называемая электрическая эрозия контактов). Для устранения этого явления параллельно контактам прерывателя подключается конденсатор С.
Характер изменения тока в момент размыкания контактов прерывателя при наличии и отсутствии конденсатора С, показан на рис. 59. На этом же графике представлено изменение напряжения в первичной цепи U, при размыкании контактов прерывателя и проскакивания искры в свече. Э. д. с. вторичной обмотки создает между электродами свечи вторичное напряжение U,. Когда напряжение U2 достигнет величины, достаточной для пробоя воздушного зазора, между электродами свечи возникнет искра, которая подожжет горючую смесь в цилиндрах двигателя.
На рис. 1 изображены кривые изменения вторичного напряжения при отсутствии искрового разряда, когда, например, при работающем двигателе провод высокого напряжения отсоединен от свечи и при пробое воздушного зазора в свечей. Такой характер кривых вторичного напряжения можно увидеть на осциллографе диагностических стендов для проверки систем зажигания. Напряжение, необходимое для пробоя воздушного зазора свечи, так называемое пробивное напряжение, не постоянно и зависит от многих факторов. Основными из них являются: величина зазора между электродами свечи, температура электродов свечи и горючей смеси, давление, форма электродов и их полярность. Поэтому пробивное напряжение во многом зависит от режима работы двигателя. У двигателя, работающего на большой частоте вращения с полной нагрузкой, пробивное напряжение минимальное (4—5 тыс. В), а при пуске холодного двигателя — максимальное (9—12 тыс. В). При пуске двигателя катушка зажигания питается от аккумуляторной батареи, напряжение которой понижено из-за потребления стартером большого тока. Пониженное напряжение на катушке зажигания в момент пуска двигателя приводит к снижению тока, и напряжения U2. Для устранения этого явления в некоторых катушках зажигания применяется добавочный резистор, включенный последовательно с первичной обмоткой катушки зажигания. В этом случае первичная обмотка катушки зажигания рассчитывается на напряжение 7—8 В, а остальное напряжение источника питания гасится в добавочном резисторе. При пуске двигателя добавочный резистор Ra закорачивается контактами, установленными на реле включения стартера (или тяговом реле), и, несмотря на снижение напряжения батареи, первичная обмотка катушки зажигания получает необходимое для ее нормальной работы напряжение.
При увеличении частоты вращения двигателя число прерываний первичной цепи в единицу времени растет, а время замкнутого состояния контактов прерывателя уменьшается.
Это в свою очередь приводит к снижению тока, так как он не успевает за время замкнутого состояния контактов увеличиться до своего установившегося значения.
На рис. 4 показано изменение сопротивления резистора в зависимости от проходящего по нему тока. Так как резистор включен последовательно с первичной обмоткой катушки зажигания, общее сопротивление первичной цепи будет изменяться в зависимости от силы тока в цепи.
При малой частоте вращения коленчатого вала, когда сила тока, успевает достигнуть установившегося значения, вариатор действует эффективно, так как его сопротивление имеет максимальную величину. При большой частоте вращения, когда сила тока, невелика, он ограничивает ее в меньших пределах. Таким образом, резистор (вариатор) несколько уменьшает основной недостаток системы батарейного зажигания — снижение вторичного напряжения U2 с увеличением частоты вращения двигателя.
Момент зажигания рабочей смеси. Сгорание рабочей смеси в цилиндре двигателя происходит не мгновенно, а в течение определенного времени. Мощность, экономичность, нагрев, износ двигателя и токсичность отработавших газов во многом зависят от выбора момента зажигания рабочей смеси. Момент зажигания рабочей смеси определяется по углу поворота коленчатого вала двигателя от момента проскакивания искры до положения, при котором поршень находится в в. м. т. Этот угол называется углом опережения зажигания.
На рис. 5 показано изменение давления в цилиндре двигателя в зависимости от угла опережения зажигания. При раннем зажигании резко возрастает давление в цилиндре, препятствующее движению поршня. Это ведет к снижению мощности и экономичности двигателя и увеличению токсичности, а также его перегреву и появлению детонационных стуков (зубцы на кривой). Также ухудшается приемистость и наблюдается неустойчивая работа двигателя в режиме холостого хода.
При позднем зажигании горение смеси происходит при движении поршня после в.м.т. Давление газов не сможет достигнуть необходимой величины, мощность и экономичность двигателя снизятся. Наблюдается перегрев двигателя, так как температура выхлопных газов повышается. Оптимальное протекание процесса сгорания смеси в цилиндре двигателя происходит в том случае, когда угол опережения зажигания соответствует кривой.
Из этого следует, что угол опережения зажигания должен регулироваться автоматически с учетом скоростного и нагрузочного режимов двигателя.
Время, отведенное в рабочем цикле двигателя на сгорание рабочей смеси (время движения поршня в районе в. м. т.), с увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя уменьшается, а скорость сгорания смеси изменяется очень мало. Поэтому с увеличением частоты вращения необходимо увеличивать угол опережения зажигания. При постоянной частоте вращения коленчатого вала и увеличении нагрузки двигателя уменьшается количество остаточных газов в рабочей смеси, скорость сгорания рабочей смеси увеличивается, что требует уменьшения угла опережения зажигания.
Батарейная система зажигания автомобиля
Батарейная система зажигания
В батарейную систему зажигания входят следующие приборы (рис. 58): источники тока (батарея 14 и генератор 12), катушка зажигания 2, прерыватель 8 тока низкого напряжения, распределитель б, искровые зажигательные свечи 10, включатель зажигания 1 и соединительные, провода низкого и высокого напряжения.
Катушка зажигания
Катушка зажигания совместно с прерывателем преобразует ток низкого напряжения в ток высокого напряжения.
Она состоит из сердечника, набранного из отдельных пластин трансформаторной стали, первичной 4 (рис. 58) и вторичной 5 обмоток, стального кожуха и карболитовой крышки. Последовательно с первичной обмоткой включен вариатор 3 (добавочное сопротивление).
В момент размыкания контактами прерывателя первичной цепи во вторичной обмотке катушки индуктируется ток высокого напряжения, который с увеличением оборотов двигателя снижается.
Снижение тока высокого напряжения объясняется следующим: с увеличением числа оборотов вала двигателя контакты прерывателя замыкают первичную цепь на меньший отрезок времени и ток в ней не успевает достичь своего установившегося значения (в момент замыкания контактов ЭДС самоиндукции направлена против основного тока и тормозит его нарастание); поэтому ток в первичной обмотке катушки снижается, а следовательно, уменьшается и напряжение вторичной обмотки.
Вариатор (добавочное сопротивление) несколько улучшает характеристику и увеличивает диапазон оборотов бесперебойной работы системы зажигания. Он выполнен из мягкой стали и в зависимости от температуры меняет свое сопротивление.
При малых оборотах коленчатого вала двигателя, так как контакты прерывателя долгое время остаются замкнутыми, ток в первичной цепи зажигания возрастает и вариатор, сильно нагреваясь, повышает сопротивление цепи. Этим ограничивается величина тока в первичной цепи, а следовательно, и нагрев катушки.
При увеличении числа оборотов коленчатого вала двигатели ток в первичной цепи понижается; следовательно, вариатор нагревается меньше и сопротивление его уменьшается. При этом ток в первичной обмотке катушки зажигания, а следовательно, и напряжение во вторичной обмотке не будут резко снижаться.
При запуске двигателя стартером вариатор через включатель 13 стартера закорачивается; этим достигается уменьшение сопротивления первичной цепи и повышение напряжения во вторичной.
Прерыватель-распределитель
Прерыватель-распределитель замыкает и размыкает первичную цепь и распределяет ток высокого напряжения по искровым зажигательным свечам в соответствии с порядком работы двигателя.
Он состоит из прерывателя, распределителя тока высокого напряжения, центробежного и вакуумного регуляторов опережения зажигания и приспособления для ручной регулировки опережения зажигания (октан-корректора).
Конденсатор
Конденсатор 9 (рис. 58) повышает напряжение во вторичной обмотке катушки и устраняет искрение между контактами прерывателя при их размыкании. Он включается параллельно контактам прерывателя.
После заряда конденсатор начинает разряжаться через первичную обмотку в направлении, обратном основному току. Этот импульс тока и ускоряет исчезновение магнитного поля катушки, вследствие чего напряжение во вторичной обмотке увеличивается.
Искровые зажигательные свечи
Искровые зажигательные свечи предназначены для зажигания рабочей смеси в цилиндрах двигателя при помощи искрового разряда между электродами свечи. На современных двигателях устанавливаются свечи неразборной конструкции.
Свечи в процессе работы подвергаются высокому давлению, переменному нагреву и находятся под воздействием высокого напряжения.
Нормальная температура юбочки изолятора будет в том случае, если отводимое свечой тепло будет соответствовать количеству подводимого тепла.
Регулирование опережения зажигания
Рабочая смесь в цилиндрах двигателя сгорает не мгновенно, а в течение некоторого времени. Поэтому для получения максимальной мощности и экономичности двигателя подавать искру в его цилиндры следует до прихода поршня в в. м. т., т. е. с некоторым опережением.
Угол опережения зажигания зависит от числа оборотов двигателя. С увеличением числа оборотов вала двигателя угол опережения надо увеличивать, так как время, приходящееся на каждый такт рабочего процесса, уменьшается, а период задержки воспламенения смеси почти не изменяется. При уменьшении числа оборотов вала двигателя угол опережения зажигания необходимо уменьшать.
Автоматически угол опережения зажигания в зависимости от числа оборотов регулируется центробежным регулятором. При увеличении числа оборотов грузики 3 и 9 (рис. 59), установленные на штифтах 4 и 11, под действием центробежных сил раздвигаются и через траверсу 8, в прорези которой входят пальцы 2 и 10 грузиков, поворачивают втулку 6 с кулачком 7 по направлению вращения кулачка; размыкание контактов при этом происходит раньше, т. е. угол опережения увеличивается.
При уменьшении числа оборотов грузики под действием пружин 1 и 5 возвращаются в исходное положение, поворачивая втулку с кулачком в сторону, противоположную вращению кулачка; угол опережения уменьшается.
Кроме того, угол опережения зажигания зависит от нагрузки на двигатель (степени открытия дроссельной заслонки).
С уменьшением открытия дроссельной заслонки ухудшаются наполнение цилиндров и очистка их от отработавших газов; рабочая смесь больше разбавляется остаточными газами и скорость ее сгорания уменьшается; следовательно, угол опережения необходимо увеличить.
При открытии дроссельной заслонки угол опережения необхо-димо уменьшить.
При прикрытии дроссельной заслонки (уменьшение нагрузки) разрежение в полости крышки увеличивается; диафрагма прогибается, сжимая пружину, и через тягу 6 поворачивает диск 8 прерывателя в сторону, противоположную вращению кулачка 9; угол опережения зажигания при этом увеличивается.
Наоборот, при открытии дроссельной заслонки разрежение в полости крышки 5 уменьшается и диафрагма под действием пружины прогибается в противоположную сторону; угол опережения зажигания уменьшается.
Установка зажигания
— установить поршень первого цилиндра в в. м. т. в конце такта сжатия;
— отсоединить трубку от вакуумного регулятора опережения зажигания;
— вращением гаек установить шкалу октан-корректора на нулевое деление;
— повернуть корпус прерывателя-распределителя против направления вращения валика до начала размыкания контактов прерывателя; для более точного определения момента начала размыкания контактов пользуются переносной или подкапотной лампой, подключая ее параллельно контактам прерывателя; при пользовании подкапотной лампой провод ее присоединить к изолированной клемме прерывателя и включить зажигание; в момент начала размыкания контактов прерывателя лампа загорится;
— закрепить корпус, присоединить трубку вакуумного регулятора, поставить на место ротор, крышку распределителя и присоединить провода высокого напряжения к свечам в порядке работы двигателя.
Обслуживание системы зажигания
При ежедневном обслуживании удалить пыль и грязь с приборов и проводов и проверить надежность их крепления. При техническом обслуживании № 1 следует:
— проверить состояние контактов прерывателя и зазор между ними; загрязненные контакты промыть бензином и протереть; при сильном окислении зачистить контакты плоским надфилем и удалить металлическую пыль продувкой сжатым воздухом;
При техническом обслуживании № 2 выполнить работы, проводимые при техническом обслуживании № 1, и, кроме того:
— проверить состояние искровых зажигательных свечей; при необходимости удалить нагар и отрегулировать зазор между электродами; зазор проверяется круглым щупом и регулируется подгибанием бокового электрода; проверить свечу под давлением на бесперебойное искрообразование на приборе проверки и о’чистки свечей;
— снять прерыватель-распределитель и слить конденсат из полости вакуумного регулятора;
— проверить состояние электродов токораспределителя и в случае их окисления зачистить стеклянной бумагой;
— проверить систему зажигания и отдельные ее приборы универсальным прибором для проверки электрооборудования (рис.56).
Работу системы зажигания в целом проверяют по интенсивности и бесперебойности искрообразования. Для проверки подключить прибор согласно схеме, приведенной на рис. 61, а, и установить искровой промежуток на приборе 7 мм. Запустить двигатель и подсоединить провод ВН прибора поочередно ко всем свечам двигателя; при нажатой кнопке вибратора через разрядник должна проскакивать искра. Если искрообразование неинтенсивное или с перебоями, значит, в системе зажигания имеются неисправности и необходимо проверить отдельные ее элементы.
Если угол замкнутого состояния больше нормы, зазор между контактами следует увеличить, и наоборот.
Для проверки катушки зажигания, отъединив от нее все провода низкого и высокого напряжения, подключить прибор, как показано на рис. 61, д; установить на разряднике искровой промежуток 7 мм и нажать на кнопку вибратора; при этом должно наблюдаться бесперебойное искрообразование. Если имеют место перебои, катушка неисправна.
При отсутствии прибора проверить исправность системы зажигания и определить неисправный прибор или участок цепи можно простейшими способами.
Отсутствие искры указывает на неисправность в цепи зажигания.
Для обнаружения неисправности включить зажигание и медленно вращать вал двигателя, наблюдая за показаниями амперметра. При этом возможны три варианта:
1. Стрелка амперметра стоит на нулевом делении и не колеблется, значит, в первичной цепи имеется обрыв или плохой контакт.
Допустим, лампочка при касании к клеммам Р и ВК катушки зажигания не горит, а при касании к клемме ВК-Б загорается; значит, обрыв в вариаторе.
Для обнаружения места замыкания разомкнуть контакты прерывателя и отъединить провод от его клеммы. Если при этом стрелка амперметра встанет на нулевое деление, значит, замыкание в прерывателе или пробит конденсатор. Если же стрелка амперметра будет по-прежнему показывать разряд, замыкание следует искать в проводе между прерывателем и катушкой зажигания или в проводе, идущем от клеммы ВК к включателю стартера.
3. Стрелка амперметра колеблется; значит, первичная цепь исправна, неисправность во вторичной цепи или в конденсаторе.
При этом следует очистить ротор и крышку распределителя от влаги и грязи и тщательно проверить их, так как влага и незаметные трещины вызывают замыкание тока высокого напряжения на массу.
Основные неисправности системы зажигания
Уменьшение помех радиоприему на автомобиле
Искрение между электродами свечей, между ротором и электродами крышки распределителя, между контактами прерывателя, а также в других приборах электрооборудования создают помехи радиоприему.
Для устранения помех радиоприему применяют:
1. Включение подавительных сопротивлений 7 и 11 (рис. 58) в провода высокого напряжения. Это уменьшает колебательные разряды и заглушает высокочастотные колебания.
2. Экранировку системы электрооборудования; она заключается в покрытии всех токоведущих и изолированных частей (проводов, клемм, выводов, изоляторов свечей и т. п.) металлической оболочкой. Электромагнитные волны, попадая на экран, индуктируют в нем вихревые токи; в результате энергия этих волн расходуется на нагрев, вследствие чего волны ослабевают и не создают помех.
4. Включение радиофильтров, состоящих из конденсатора (емкости) и дросселя (индуктивности). Дроссель представляет собой большое сопротивление для высокочастотных помех. Для постоянного же тока сопротивление дросселя незначительно.