Меню

Цепь тока высокого напряжения в контактной системе зажигания

Лекция №6-2 Контактная система зажигания

Контактная система батарейного зажигания

Для создания искрового разряда между электродами свечи зажигания необходимо высокое напряжение (15000-30000 В), так как газы, находящиеся в цилиндре, не проводят ток низкого напряжения. На современных автомобильных двигателях применяют однопроводную систему соединения источников тока с потребителями. Вторым проводником электрической энергии служит масса (корпус) – все соединенные между собой металлические части автомобиля.

При однопроводной системе включения приборов электрооборудования уменьшается число проводов, упрощается техническое обслуживание и уменьшается стоимость системы. Отрицательные выводы генератора, аккумуляторной батареи и всех потребителей электроэнергии соединены с массой, а положительные изолированы от нее. В эксплуатации необходимо внимательно следить за состоянием изоляции на проводах и за их креплением, так как нарушение изоляции может привести к возникновению короткого замыкания.

Устройство контактной системы батарейного зажигания:

Устройство контактной системы батарейного зажигания

Схема устройства контактной системы батарейного зажигания :

а) схема ; б) положения ключа выключателя зажигания и стартера ; 1 – рычажок прерывателя ; 2 – подвижный контакт ; 3 – неподвижный контакт ; 4 — кулачок ; 5 – прерыватель низкого напряжения ; 6 — конденсатор ; 7, 14, 23 – провода ; 8 – выключатель зажигания ; 9 – добавочный резистор ; 10 – первичная обмотка ; 11 – вторичная обмотка ; 12 – катушка зажигания ; 13 — магнитопровод ; 15 – выключатель добавочного резистора ; 16 — амперметр ; 17 – аккумуляторная батарея (АКБ) ; 18 – выключатель электродом ; 19 – ротор с электродом ; 20 — распределитель ; 21, 24 – подавительные резисторы ; 25 – свеча зажигания ; 26 – ключ выключателя зажигания.

Контактная система батарейного зажигания состоит из :

  • аккумуляторной батареи 17,
  • катушки зажигания 12,
  • прерывателя 5 низкого напряжения с конденсатором 6,
  • распределителя импульсов высокого напряжения 20,
  • свечей зажигания 25,
  • выключателя зажигания 8,
  • амперметра 16.

Свеча зажигания

Соединение между центральным електродом и контактной головкой состоит из токопроводящего стеклогерметика, для изготовления которого используется материал из керамики высокого качества. В то же время стеклогермет выступает в качестве уплотнения от прорыва газов (даже при высоком давлении). Для подавления помех в свече имеется резистор. Для защиты от загрязнений кончик изолятора подвергают полировке. А соединение выполненное между стальным корпусом и изолятором является газонепроницаемым. Электроды изготавливаются из никелевых сплавов, что обеспечивает стабильную работу при высоких тепловых нагрузках. В отдельных случаях электроды могут изготавливаться из серебра или платины. Резьба на свече имеет резьбу спецификации SAE ( в зависимости от высоковольтного соединения).

Калильное число свечи зажигания характеризует способность противостояния тепловым нагрузкам. Выбор подходящего калильного числа для разных двигателей зависит от теплоты выделяемой при сгорании. И определяется разностью между моментом зажигания и моментом преждевременного воспламенения.

устройство свечи зажигания

Устройство и принцип работы катушки зажигания

Катушка зажигания системы электрооборудования двигателя — это элемент системы зажигания, который предназначен для преобразования низкого напряжения, которое поступает от аккумуляторной батареи (АКБ) или генератора, в высоковольтное напряжение.

Основная функция катушки зажигания — генерация тока высокого напряжения (высоковольтного электрического импульса), который затем подается на свечи зажигания.

Катушку зажигания можно назвать высоковольтным импульсным трансформатором с двумя обмотками. В катушке зажигания имеются обмотки низкого и высокого напряжения. Толстые провода первичной обмотки имеют небольшое количество витков и рассчитаны на ток низкого напряжения, а вторичная обмотка имеет большее количество витков (от 15 до 30 тыс. витков) и изготовлена из тонкого провода. Именно во вторичной обмотке создается ток высокого напряжения от 25 до 35 тыс. вольт. Один конец вторичной обмотки соединен с отрицательной клеммой первичной обмотки, а другой конец – с центральной клеммой на крышке катушки, которая обеспечивает вывод высокого напряжения. Ток высокого напряжения вырабатывается по формуле: индукция в витке умножается на количество витков.

Полученное высокое напряжение от катушки зажигания через высоковольтный кабель подаётся на прерыватель-распределитель (трамблер), который распределяет ток высокого напряжения по свечам зажигания. Высокое напряжение обеспечивает качественную искру между электродами свечи зажигания, что приводит к воспламенению горючей смеси.

Работа катушки в общей схеме системы зажигания

На первичную обмотку катушки зажигания подается постоянный ток от АКБ. Когда поршень приближается к ВМТ, контакты прерывателя (контакты размыкаются кулачком на валу распределителя или с помощью электронных ключей) размыкают цепь первичной обмотки.

В последнее время широкое распространение получили индивидуальные катушки зажигания на каждую свечу (в зависимости от числа цилиндров).

Основные характеристики катушки зажигания:

  • Индуктивность первичной обмотки (возможность накопления энергии);
  • Сопротивление первичной и вторичной обмотки (первичная обмотка – 0,25-0,55 Ом., вторичная обмотка – 2-25 кОм 😉
  • Коэффициент трансформации (во сколько раз катушка зажигания увеличивает напряжение, поданное на первичную обмотку);
  • Энергия искры (зависит от времени за которое сгорает горючая смесь от искры, измеряется в Дж. и составляет 0,05-0,1 Дж.);
  • Напряжение пробоя (характеристика, которая зависит от зазора на электродах свечи);
  • Количество образующихся искр в минуту (в зависимости от числа оборотов двигателя)

Прерыватель-распределитель зажигания — механизм, определяющий момент формирования низковольтных импульсов в системе зажигания, который предназначен для распределения высоковольтного электрического зажигания по цилиндрам карбюраторных и ранних инжекторных двигателей внутреннего сгорания.

Трамблер имеет достаточно большой перечень изнашиваемых деталей. Состояние прерывателя-распределителя влияет на пусковые характеристики и экономичность мотора, динамику автомобиля и токсичность выхлопа.

Прерыватель-распределитель зажигания выполняет две функции:

  1. Прерывает первичную цепь зажигания, чем обеспечивает колебание тока в первичной обмотке катушки, вследствие чего во вторичной обмотке создается высокое напряжение.
  2. Распределяет ток высокого напряжения катушки между свечами зажигания цилиндров. Трамблер оснащен механизмами, которые обеспечивают требуемое изменение угла опережения зажигания в зависимости от режима работы двигателя.

Устройство прерывателя распределителя

Основной узел прерывателя – пара контактов, которые находятся в сжатом состоянии под усилием пластинчатой пружины. Размыкание контактов происходит под действием кулачков на валу трамблера, которые перемещают пластиковую подушку подвижного контакта.

Работа прерывателя во многом зависит от угла замкнутого состояния контактов и момента их размыкания, который определяет угол опережения зажигания, в чем и заключается работа пары контактов.

Угол опережения зажигания изменяется под воздействием вакуумного и центробежного регуляторов в зависимости от оборотов и режима работы двигателя.

Практика показала, что большое внимание следует уделять именно контактам, так как они наиболее подвержены износу, коррозии и загрязнениям, что со временем искажает сигнал на катушку зажигания. Все эти несоответствия могут привести к отсутствию искры на свече.

При износе пластиковой подушки подвижного контакта искра на свече может появляться с запаздыванием, что говорит о изменение зазора между контактами прерывателя. Регулировку зазора между контактами прерывателя следует проводить каждые 10 тыс. км.

Со временем изнашиваются и подшипники подвижного основания контактной группы, а также вала распределителя. В результате зазор между контактами может «плавать». Вследствие этого ухудшаются пусковые характеристики двигателя, обороты холостого хода плавают, двигатель работает под нагрузкой неустойчиво, снижается разгонная динамика автомобиля. На ресурс контактной пары может влиять выход из строя конденсатора, который предназначен для исключения подгорания контактов.

Неисправность конденсатора диагностируется при снижении напряжения во вторичной цепи системы зажигания, как следствие падает мощность искрового разряда между электродами свечей.

Принцип работы контактной системы зажигания

Прерыватель 5 имеет два контакта : неподвижный 3 соединенный с массой и подвижный 2, расположенный на рычажке 1 и соединенный с проводом 7 с первичной обмоткой 10 катушки зажигания. В прерывателе установлен вращающийся валик с кулачком 4, при помощи которого размыкаются контакты. В системе зажигания в качестве источника электрического тока используется генератор переменного тока.

При замыкании контактов прерывателя ток от АКБ проходит по первичной обмотке катушки зажигания, создавая вокруг нее магнитное поле.

Цепь низкого напряжения следующая : положительный вывод АКБ 17 – амперметр 16 – выключатель зажигания 8 добавочный резистор 9 – первичная обмотка 10 — провод 7 – подвижный контакт 2 – неподвижный контакт 3 – масса – выключатель 18 цепи АКБ – отрицательный вывод АКБ.

При размыкании контактов прерывателя обесточивается первичная обмотка катушки зажигания и резко уменьшается магнитное поле. Магнитный поток исчезающего поля пересекает витки вторичной и первичной обмоток, при этом индуктируется электродвижущая сила (ЭДС) высокого напряжения во вторичной и ЭДС самоиндукции в первичной обмотках. Возникающие во вторичной обмотке импульсы высокого напряжения подводятся к свечам зажигания в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Вращающийся ротор 19 своим электродом распределяет импульсы высокого напряжения по электродам крышки распределителя. Частота вращения ротора в 2 раза меньше частоты вращения коленчатого вала и, таким образом, совпадает с частотой вращения кулачка прерывателя.

Положение пластины ротора напротив каждого из электродов крышки распределителя соответствует разомкнутому состоянию контактов прерывателя.

Цепь высокого напряжения : вторичная обмотка11 – провод 14 высокого напряжения – подавительный резистор 21 – электрод ротора 19 – один из электродов крышки распределителя 20 – провод 23 — подавительный резистор 24 – свеча зажигания 25 – центральный электрод свечи – боковой электрод свечи – масса – выключатель 18 цепи АКБ – отрицательный вывод АКБ 17 – положительный вывод АКБ 17 – амперметр 16 — выключатель зажигания 8 – добавочный резистор 9 – первичная обмотка 10 – вторичная обмотка катушки зажигания 12.

В первичной обмотке ток самоиндукции возникает при замыкании контактов прерывателя. Ток самоиндукции замедляет процесс исчезновения тока в первичной обмотке, нежелательно, так как при размыкании контактов увеличивается период искрообразования между ними, снижаются эффективность и надежность системы зажигания. Параллельно контактам прерывателя включен конденсатор 6. В момент размыкания цепи низкого напряжения конденсатор заряжается током самоиндукции, а затем при разомкнутых контактах разряжается через первичную обмотку.

Читайте также:  Комп бьется током причины

Выключатель зажигания 8 необходим для остановки работающего двигателя размыканием первичной обмотки катушки зажигания. Он нужен и для включения зажигания перед пуском двигателя. Ключ 26 выключателя зажигания может занимать четыре положения : 0 – зажигания выключено ; 1 – зажигание включено ; 2 – включены зажигание и стартер ; 3 – подведено питание к радиоприемнику. В положении 0 ключ можно вставить и вынуть из замка зажигания. После пуска двигателя ключ выключателя зажигания переводят в положение 1.

Выключатель 18 цепи АКБ нужен для отключения батареи от массы при выполнении электротехнических работ и для остановки автомобиля на длительное время. Выключатель 18 защищает электрооборудование от короткого замыкания или от пожара при неисправной проводке, а также позволяет отключить батарею от всех потребителей электрической энергии, непосредственно не отсоединяя провода, отходящие от нее. В этом случае остается включенным аварийное освещение – плафон кабины и розетка переносной лампы.

Почему контактная система батарейного зажигания не используется на современных автомобилях?

Постепенно контактную систему батарейного зажигания вытеснили другие системы, такие как контактно транзисторная или бесконтактная системы зажигания.

Этому предшествовало ряд недостатков контактной системы батарейного зажигания :

  • Быстрый износ и обгорание контактов прерывателя ;
  • Увеличение зазора между контактами прерывателя, соответственно увеличение угла опережения зажигания ;
  • Уменьшение тока в цепях низкого и высокого напряжения ;
  • Частые перебои с воспламенением рабочей смеси ;
  • Затрудненный пуск двигателя ;
  • Снижение экономичности и мощности двигателя.

Источник

Цепь тока низкого и высокого напряжения

Цепь тока низкого напряжения

« + » аккумуляторной батареи — амперметр — выключатель зажигания — дополнительные резисторы — первичная обмотка катушки зажигания — переход эмиттер-коллектор транзистора — корпус — « — » аккумуляторной батареи

Сила тока в первичной цепи при открытом транзисторе достигает 8 А при неработающем двигателе и снижается до ЗА при увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя.

При пуске двигателя стартером контакты реле PC включения стартера замыкаются и первичная обмотка катушки зажигания подключается к аккумуляторной батарее, кроме одного резистора (левого по схеме). Происходит увеличение силы тока в первичной цепи, а вместе с этим увеличивается напряжение во вторичной цепи зажигания.

Размыкание контактов прерывателя сопровождается прерыванием тока управления, что вызывает резкое повышение сопротивления транзистора и он, закрываясь, выключает цепь тока первичной цепи зажигания. Благодаря резкому запиранию транзистора во вторичной обмотке катушки индуктируется э. д. с. от 17 до 30 кВ, вызывающая ток высокого напряжения.

Цепь тока высокого напряжения:

вторичная обмотка катушки — распределитель — свеча зажигания — корпус — вторичная обмотка

В первичной обмотке катушки индуктируется э. д. с. самоиндукции до 100 В, вызывающая заряд конденсатора С1, что снижает потерю мощности тока в транзисторе в период его запирания, а следовательно, уменьшает его нагрев.

В дальнейшем при разомкнутых контактах прерывателя конденсатор разряжается через первичную обмотку катушки и в этом контуре создается затухающий колебательный разряд, как и в контактной системе зажигания.

В момент прерывания тока управления в первичной 1 и во вторичной 2 (см. рис.) обмотках импульсного трансформатора индуктируется э. д. с. Импульс э. д. с. вторичной обмотки трансформатора действует на переход эмиттер-база транзистора в направлении, противоположном току управления, из-за чего ускоряется запирание транзистора за время 3—5 мкс, а поэтому ускоряется прерывание тока в первичной обмотке катушки зажигания. Энергия вторичной обмотки трансформатора расходуется на нагрев резистора R.


«Автомобиль категории «В»,
В.М.Кленников, Н.М.Ильин, Ю.В.Буралев

Источник

Контактная система зажигания

date image2015-07-14
views image3518

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Источники электрического тока (аккумуляторная батарея и генератор, подробный разговор о которых будет в разделе «Электрооборудование автомобиля») вырабатывают ток низкого напряжения. Они «выдают» в бортовую электрическую сеть автомобиля 12–14 вольт. Для возникновения искры между электродами свечи на них необходимо подать 18–20 тысяч вольт! Поэтому в системе зажигания имеются две электрические цепи – низкого и высокого напряжения (рис. 21).Контактная система зажигания состоит из(рис. 21):

– прерывателя тока низкого напряжения;

– распределителя тока высокого напряжения;

– центробежного регулятора опережения зажигания;

– вакуумного регулятора опережения зажигания;

– проводов низкого и высокого напряжения;

Катушка зажигания(рис. 21)предназначена для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения. Как и большинство приборов системы зажигания, она располагается в моторном отсеке автомобиля.

а) электрическая цепь низкого напряжения:1 «масса» автомобиля; 2 – аккумуляторная батарея; 3 – контакты замка зажигания; 4 – катушка зажигания; 5 – первичная обмотка (низкого напряжения); 6 – конденсатор; 7 – подвижный контакт прерывателя; 8 – неподвижный контакт прерывателя; 9 – кулачок прерывателя; 10 – молоточек контактов

б) электрическая цепь высокого напряжения:1 катушка зажигания; 2 – вторичная обмотка (высокого напряжения); 3 – высоковольтный провод катушки зажигания; 4 – крышка распределителя тока высокого напряжения; 5 – высоковольтные провода свечей зажигания; 6 – свечи зажигания; 7 – распределитель тока высокого напряжения («бегунок»); 8 – резистор; 9 – центральный контакт распределителя; 10 – боковые контакты крышки

Рис. 21. Контактная система зажигания

Принцип работы катушки зажигания очень прост и знаком из школьного курса физики. Когда по обмотке низкого напряжения протекает электрический ток, вокруг нее создается магнитное поле. Если прервать ток в этой обмотке, то исчезающее магнитное поле индуцирует ток уже в другой обмотке (высокого напряжения).

За счет разницы в количестве витков обмоток катушки, из 12-ти вольт мы получаем необходимые нам 20 тысяч вольт! Цифра весьма впечатляющая, но это как раз то напряжение, которое в состоянии пробить воздушное пространство (около миллиметра) между электродами свечи зажигания.

Если кто из вас, испугавшись этой цифры, решил вообще не дотрагиваться до чего-либо электрического в машине, то напрасно.

«Убивает не напряжение, а ток» – известное выражение у электриков, как нельзя лучше подходит к ситуации с электричеством в автомобиле.

В системе зажигания очень малые токи, поэтому, если вы и дотронетесь до проводов или приборов системы, то будет лишь несколько «неприятно», но не более того. Да и произойдет это только, если вы стоите босиком (или в мокрой обуви) на сырой земле или если одна рука на «массе», а другая на тех самых 20000 В.

Прерыватель тока низкого напряжения(контакты прерывателя – рис. 21) нужен для того, чтобы размыкать ток в цепи низкого напряжения. При этом во вторичной обмотке катушки зажигания индуцируется ток высокого напряжения, который затем поступает на центральный контакт распределителя.

Контакты прерывателя находятся под крышкой распределителя зажигания. Пластинчатая пружина подвижного контакта постоянно прижимает его к неподвижному контакту. Размыкаются они лишь на короткий срок, когда набегающий кулачок приводного валика прерывателя-распределителя надавит на молоточек подвижного контакта.

Параллельно контактам включен конденсатор,который необходим для того, чтобы контакты не обгорали в момент размыкания. Во время отрыва подвижного контакта от неподвижного между ними хочет проскочить мощная искра, но конденсатор поглощает в себя большую часть электрического разряда и искрение уменьшается до незначительного.

Но это только половина полезной работы конденсатора. Он еще участвует и в увеличении напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания. Когда контакты прерывателя полностью размыкаются, конденсатор разряжается, создавая обратный ток в цепи низкого напряжения, и тем самым, ускоряет исчезновение магнитного поля. А чем быстрее исчезает это поле, тем больший ток возникает в цепи высокого напряжения.

«Зачем такой длинный разговор о такой маленькой штучке в такой большой машине?» – спросите вы.

Так вот учтите, при выходе конденсатора из строя двигатель работать не будет! Напряжение во вторичной цепи получится недостаточно большим для того, чтобы пробить воздушную преграду между электродами свечи зажигания. Может быть, иногда, слабая искорка и будет проскакивать, но нам нужна достаточно «горячая» и стабильная искра, которая гарантированно воспламенит рабочую смесь и обеспечит нормальный процесс ее сгорания. А для этого, как раз и необходимы те самые «страшные» 20 тысяч вольт, в «приготовлении» которых участвует и конденсатор тоже.

Прерыватель тока низкого напряжения и распределитель высокого напряжения расположены в одном корпусе и имеют привод от коленчатого вала двигателя.

Часто водители называют этот узел коротко – «прерыватель-распределитель» (или еще короче – «трамблер»).

Крышка распределителя и распределитель (ротор) тока высокого напряжения(рис. 21 и 22) предназначены для распределения тока высокого напряжения по свечам цилиндров двигателя.

Рис. 22. Прерыватель-распределитель:1 диафрагма вакуумного регулятора; 2 – корпус вакуумного регулятора; 3 – тяга; 4 – опорная пластина; 5 – ротор распределителя («бегунок»); 6 – боковой контакт крышки; 7 – центральный контакт крышки; 8 – контактный уголек; 9 – резистор; 10 – наружный контакт пластины ротора; 11 – крышка распределителя; 12 – пластина центробежного регулятора; 13 – кулачок прерывателя; 14 – грузик; 15 – контактная группа; 16 – подвижная пластина прерывателя; 17 – винт крепления контактной группы; 18 – паз для регулировки зазоров в контактах; 19 – конденсатор; 20 – корпус прерывателя-распределителя; 21 – приводной валик; 22 – фильц для смазки кулачка

Читайте также:  Ученые изучающие действия тока

После того, как в катушке зажигания образовался ток высокого напряжения, он попадает (по высоковольтному проводу) на центральный контакт крышки распределителя, а затем через подпружиненный контактный уголек на пластину ротора.

Во время вращения ротора ток через небольшой воздушный зазор «соскакивает» с его пластины на боковые контакты крышки. Далее, через высоковольтные провода импульс тока высокого напряжения попадает к свечам зажигания.

Боковые контакты крышки распределителя пронумерованы и соединены высоковольтными проводами со свечами цилиндров в строго определенной последовательности.

Таким образом, устанавливается «порядок работы цилиндров»,который выражается рядом цифр.

Как правило, для четырехцилиндровых двигателей применяется порядок работы: 1–3–4–2. Это означает, что после воспламенения рабочей смеси в первом цилиндре, следующий «взрыв» произойдет в третьем, потом в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Такой порядок работы цилиндров установлен для равномерного распределения нагрузки на коленчатый вал двигателя.

Подача высокого напряжения на электроды свечи зажигания должна происходить в конце такта сжатия, когда поршень не доходит до верхней мертвой точки примерно 4–6°, измеряя по углу поворота коленчатого вала. Этот угол называют углом опережения зажигания.

Необходимость опережения момента зажигания горючей смеси обусловлена тем, что поршень движется в цилиндре с огромной скоростью. Если смесь поджечь несколько позже, то расширяющиеся газы не будут успевать делать свою основную работу, то есть давить на поршень в должной степени. Хотя горючая смесь и сгорает в течение 0,001–0,002секунды, поджигать ее надо до подхода поршня к верхней мертвой точке. Тогда в начале и середине рабочего хода поршень будет испытывать необходимое давление газов, а двигатель будет обладать той мощностью, которая требуется для движения автомобиля.

Первоначальный угол опережения зажигания выставляется и корректируется с помощью поворота корпуса прерывателя-распределителя. Тем самым мы выбираем момент размыкания контактов прерывателя, приближая их или, наоборот, удаляя от набегающего кулачка приводного валика прерывателя-распределителя.

В зависимости от режима работы двигателя, условия процесса сгорания рабочей смеси в цилиндрах постоянно меняются. Поэтому для обеспечения оптимальных условий необходимо постоянно менять и указанный выше угол (4–6°). Это обеспечивают центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания.

Центробежный регулятор опережения зажиганияпредназначен для изменения момента возникновения искры между электродами свечей зажигания в зависимости от скорости вращения коленчатого вала двигателя.

При увеличении оборотов коленчатого вала двигателя поршни в цилиндрах увеличивают скорость своего возвратно-поступательного движения. В то же время скорость сгорания рабочей смеси остается практически неизменной. Следовательно, для обеспечения нормального рабочего процесса в цилиндре смесь необходимо поджигать чуть раньше. Для этого искра между электродами свечи должна проскочить раньше, а это возможно лишь в том случае, если контакты прерывателя тоже разомкнутся раньше. Это и должен обеспечить центробежный регулятор опережения зажигания (рис. 23).

а) расположение деталей регулятора:1кулачок прерывателя; 2 – втулка кулачков; 3 – подвижная пластина; 4 – грузики; 5 – шипы грузиков; 6 – опорная пластина; 7 – приводной валик; 8 – стяжные пружины

Источник



Работа системы зажигания (путь тока)

Система Зажигания.

Назначение– обеспечивает воспламенение рабочей смеси электрической искрой возникающей между электродами свечи. Для того чтобы пробить искровой промежуток между электродами свечи необходимо высокое напряжение до 24 ÷ 30 тысяч вольт.

Принцип работы системы зажигания (рис. 1). При замкнутых контактах 3 в цепи низкого напряжения ток идёт так: «+» АБ →первичная обмотка 1 катушки зажигания → контакты 3 → масса автомобиля → «-» АБ. Ток, проходя по первичной обмотке, создаёт магнитное поле, при размыкании контактов ток и поле исчезают, пересекая витки вторичной обмотки (с большим количеством витков) и в ней возникает ток высокого напряжения. Концы вторичной обмотки соединены с центральным электродом свечи и боковым (массовым). Созданное напряжение между электродами свечи пробивает искровой зазор и возникает искра которая воспламеняет горючую смесь. При исчезновении магнитного поля в первичной обмотке пересекаются и её собственные витки, создавая ток самоиндукции, который подаётся на контакты 3, они искрят, → подгорают, → нагар становится изолятором. Чтобы контакты не искрили, параллельно им включен конденсатор 4 поглощающий ток самоиндукции. Смыкание и размыкание контактов обеспечивает вращающийся кулачек.

Типы системы зажигания:

Классическая (рис. 2)имеет:

— Катушку зажигания, которая преобразует ток низкого напряжения 12 вольт (АБ или генератора) в ток высокого напряжения до 24000 вольт.

— Прерыватель – распределитель представляет общий узел. Прерыватель смыкает и размыкает контакты, имеет центробежный регулятор изменяющий угол опережения зажигания в зависимости от оборотов двигателя, вакуумный регулятор изменяющий угол опережения зажигания в зависимости от нагрузки (состава горючей смеси), октан-корректор для ручного регулирования угла опережения зажигания. Прерыватель в цепи низкого напряжения. Распределитель распределяет ток высокого напряжения, возникающий во вторичной обмотке катушке по свечам.

— Добавочный резистор (Rd) в цепи первичной обмотки предохраняет ее от перегорания при малых оборотах двигателя.

-Свечи зажигания – создают искру в цилиндрах двигателя и воспламеняют горючую смесь.

— Провода высокого и низкого напряжения соединяют узлы системы зажигания.

Контактно – транзисторная (рис.3 а) с увеличением оборотов двигателя уменьшилось время замкнутого состояния контактов → уменьшилась сила тока в первичной цепи → упало напряжение во вторичной цепи. Эти же закономерности наблюдается при увеличении числа цилиндров. Особенность этой системы в том, что в цепь первичной обмотки включен транзистор, а через контакты только цепь управления им. Ток управления

в 10 раз меньше тока проходящего через первичную обмотку, контакты не искрят, конденсатор не нужен. Контакты замкнуты → транзистор открыт → по первичной обмотке идёт ток → контакты разомкнулись → транзистор закрылся → ток в первичной обмотке исчез → магнитное поле пересекло вторичную обмотку → в свече искра. Транзистор резче размыкает первичную цепь → поле исчезает быстрее → напряжение во вторичной цепи выше (до 30000 В) → искрообразование надежней. При этом контакты служат надежней и дольше.

Бесконтактная транзисторная (рис. 3 б) — позволила получить стабильное искрообразование при высоких оборотах. Нет контактов поэтому с увеличением пробега автомобиля система работает без изменения. Основная особенность в том, что вместо прерывателя – распределителя ставится датчик – распределитель в котором вместо контактов и кулачка вращающийся ротор (постоянный магнит.) Когда зуб ротора совпадает со средней линией обмотки в ней возникает ток, который подается на базу транзистора, открывая его. Зуб удаляется, ток исчезает. Сколько зубьев, столько раз за один оборот ротора возникает искра (по числу цилиндров).

Устройство узлов.

Свечи зажигания (рис. 4) – на современных карбюраторных двигателях применяются неразборные свечи, отличающиеся размерами, формой, материалом, изоляторов, способом крепления изолятора в корпусе свечи, конструкцией и материалом электродов. Герметичность резьбового соединения обеспечивается прокладкой 7. Теплоотводная шайба 8 отводит тепло от изолятора и герметизирует корпус свечи. Для бесперебойной работы свечи нижний (тепловой) конус изолятора должен иметь температуру 500 ÷ 600°С, при этом масло сгорает, не образуя нагара, при более высокой температуре возникает калильное зажигание. У разных двигателей температура в камере сгорания разная, поэтому свечи требуются с различной теплоотдачей, которая характеризуется длинной теплового конуса изолятора. В марке свечи указывается калильное число: 8, 11 .. ..17, .. .. . 26. Чем больше калильное число, тем меньше длина конуса, больше теплоотдача. Свечи с малым калильным числом называются «горячими» с большим – «холодными». «Горячие» свечи применяют для тихоходных двигателей, с малой степенью сжатия Маркировка свечей (рис. 5) расшифровывается так: А 17 ДВ – диаметр резьбы 14 мм, калильное число 17, длина резьбы 19 мм, с выступанием теплового конуса за корпус.

Для специальных цепей, в случае необходимости наиболее полного подавления радиопомех или обеспечения работы свечи в условиях сильного загрязнения, применяются экранированные и герметизированные свечи (рис . 6).

Контакт провода со свечой при этом обеспечивается с помощью контактного устройств 4, а защита от попадания влаги – с помощью резинового уплотнения 3. Иногда в цепь центрального электрода встраивают подавительное сопротивление 500 …10 000 Ом.

Материал центрального электрода должен обладать высокой коррозионной и эрозионной стойкостью, жаростойкостью и хорошей теплопроводностью. Центральные электроды изготавливаются из хромотитановой стали 13Х25Т, а у некоторых типов свечей – из нихрома Х20Н80, боковые электроды – из никель-марганцевого сплава (например, Нмц-5). Корпус свечи и контактную головку изготавливают из конструкционных сталей.

Катушка зажигания (рис. 7)преобразует ток низкого напряжения источников (12В) в ток высокого напряжения (24 000 ÷ 30 000 В). Устройство Б-116 РНС 22 – имеет сердечник, на него намотана вторичная обмотка с большим количеством витков ( 17 000 ÷ 26 000), а поверх первичная обмотка (250 ÷ 300 витков), фарфоровый изолятор, карболитовая крышка с выводами, кожух с магнитопроводом. Полость катушки заполнена трансформаторным маслом для улучшения изоляции и уменьшения нагрева.

Катушка 27.3705 является аппаратом зажигания, способным развить во вторичной обмотке напряжение 35 … 40 кВ при работе на открытую цепь. Вследствие этого она имеет усиленную высоковольтную изоляцию. Высоковольтная крышка 1 катушки зажигания выполнена из искродугостойкого материала ПБТ. Особенностью конструкции является относительно низкое значение сопротивления первичной обмотки ( R=0,45 Ом ), что позволяет в достаточной мере стабилизировать выходные характеристики системы зажигания при минимальном значении питающего напряжения (6 В). Например, двухвыводная катушка зажигания 29.3705, применяемая в составе микропроцессорной системы управления двигателем на автомобиле ВАЗ-21083 (рис. 8 б), выполнена по специальной технологии, включающей пропитку обмоток эпоксидными компонентами и последующую опрессовку обмоток морозостойким полипропиленом, образующим собственно корпус катушки.

Читайте также:  Формул для нахождения индукционного тока

Отечественной промышленностью освоен выпуск двухвыводной катушки зажигания 3009.3705 (R1=0,52 Ом, R2=6,3 кОм) с замкнутыммагнитопроводом (рис. 8в). Вторичная обмотка катушки наматывается на многосекционный каркас, выполненный из пластмассы. Внутри каркаса размещается первичная обмотка. Обе обмотки устанавливаются в пластмассовый корпус и заливаются компаундом. Такая же технология применяется и при производстве новых одновыводных катушек зажигания с замкнутой магнитной системой (рис. 8 г), которые планируется использовать в электронных системах зажигания.

Добавочный резистор(рис. 9) предохраняет первичную обмотку катушки от перегорания при малых оборотах двигателя когда замкнутое состояние контактов увеличено. Его спирали включены последовательно в цепь первичной обмотки и при нагреве увеличивают сопротивление, ток в цепи падает → нагрев уменьшается. В момент запуска двигателя одну из обмоток закорачивает реле стартера. У катушек зажигания работающих в классической схеме добавочный резистор закреплен на катушке. Выводы маркируются «ВК-Б», «ВК» и «К». У транзисторной сопротивление между «+» и «С» — 0,7/ом «С» и «К» — 0,52ОМ. Резистор имеет отдельный корпус.

Прерыватель-распределитель(классическая и контактно-транзисторная системы зажигания). Прерыватель размыкает и смыкает цепь низкого напряжения( первичную обмотку катушки), распределитель распределяет ток высокого напряжения вторичной обмотки по свечам. Имеется прерывательный механизм, центробежный и вакуумный регулятор, октан – корректор, конденсатор(только у классической схемы) распределительное устройство.

-Прерывательный механизм работает так (рис. 10): при вращении кулачка стойка подвижного контакта(изолированного) скользит по кулачку и заходя на ребро, размыкает контакты, сходит на грань кулачка-контакты смыкаются. Количество граней по числу цилиндров.

-Центробежный регулятор изменяет угол опережения зажигания в зависимости от оборотов двигателя (рис11а). На валу привода находится планка свободно, штифты грузиков входят в прорези планки, кулачек прерывателя и планка с прорезями жестко соединены. При увеличение оборото грузики расходятся преодолевая сопротивление пружины → их штифты скользят в прорезях от центра → поворачивают пластину(так как прорези наклонены) с кулачком относительно вала привода(а следовательно и коленчатого вала) в сторону вращения → контакты разомкнутся раньше → угол опережения увеличится → зажигание будет раньше и наоборот. Может быть и другая конструкция центробежного регулятора(рис. 11б более поздняя). При увеличении оборотов грузики расходятся и поверхностью А давят на пластину кулачка, поворачивая его в сторону вращения.

-Вакуумный регулятор изменяет угол опережения зажигания в зависимости от нагрузки, т.е. состава горючей смеси. Беднее смесь, зажигание раньше, угол опережения больше. Работает так (рис. 12): при уменьшении нагрузки дроссельная заслонка карбюратора прикрывается → разряжение за ней увеличивается и передается под диафрагму регулятора → диафрагма прогибается → через тягу поворачивает пластину с контактами на встречу кулачку → контакты размыкаются раньше → угол опережения больше → зажигание раньше.

-Октан-корректор позволяет водителю вручную изменять угол опережения в зависимости от качества топлива (рис. 13). Ослабив болты (3) крепления пластин, вращением регулировочных гаек поворачивают корпус прерывателя ( следовательно, и контакты) относительно кулачка в пределах овальных прорезях на пластинках, контроль изменения угла опережения ведут по шкале, т.е. к «+» или «-».

-Распределитель – распределяет ток высокого напряжения по свечам (рис.14). Состоит из ротора и крышки. Ротор крепится на выступе кулачка, имеет контактную пластину (у некоторых пластин имеется резистор подавления помех радиоприему). Ротор и крышка карболитовые. У крышки гнезда для центрального провода от катушки и для проводов к свечам. Внутри против каждого гнезда боковые контакты, а в центре угольный контакт с пружиной для соединения с пластиной ротора. В момент разрыва контактов прерывателя пластина находится напротив одного из боковых контактов → и в этот момент появляется искра в свече.

Датчик-распределитель(рис. 15) применяется в бесконтактной транзисторной системе зажигания. Разница в том, что вместо прерывательного механизма встроен магнитоэлектрический генераторный датчик в обмотке которого импульсно создается ток(сколько цилиндров, столько импульсов за оборот). Импульсы тока подают на базу транзистора открывая его. Прерывание тока первичной обмотки (управление транзистором) может быть обеспечено датчиком холла (рис. 16). Когда через зазор проходит лопасть ротора магнитный поток замыкается в ней, индукция на микросхеме равно 0. Когда через зазор идет окно ротора магнитная индукция на микросхеме максимальна сигнал идет на вывод 7 → базу транзистора, он открывается, по первичной обмотке проходит ток. Искра возникает когда лопасть находится напротив микросхемы, тока в ней нет, транзистор закрылся, ток в первичной обмотке исчез, а во вторичной возник высокого напряжения.

Коммутатор(рис. 17) – представляет собой трехкаскадное транзисторное реле. Импульсы от датчика – распределителя поступают через клемму Д и управляют через 2 транзистора выходным транзистором, выключенным в цепь первичной обмотки(клемма КЗ). В коммутаторе имеется защита от неправильного включения, сетевого перенапряжения при действие которого выходной транзистор закрывается, пока не будет устранена причина, зажигание отсутствует.

Выключатель зажигания и стартера(замок)имеет корпус, контактную часть. Стопорное кольцо, выступ для установки выключателя, запорной стержень(противоугонный) (рис. 18). Клеммы могут помечаться цифрами, буквами. На схемах может быть раскрыта схема коммутации (соединения) или не раскрыта

(рис. 18б,в). Схема коммутации замка 2101.3704. ключ имеет 4 положения:

«0» — все электрические цепи отключены

«I» — включены цепи зажигания, обмотки возбуждения генератора, КИП, сигнализации

«II» — включено зажигание и стартер

«III» — двигатель выключен, рулевой вал заперт
Провода высокого напряженияимеют сердечник на который намотана спираль из провода с высоким омическим сопротивлением для снижения радиопомех. Некоторые провода имеют наконечники с помехоподавительными резисторами 4000 ÷ 8000 Ом.

Работа системы зажигания (путь тока)

Ваз 2106 – классическая (рис. 19)

— в цепи низкого напряжения: АБ → клемма генератора «30» → замок зажигания → первичная обмотка катушки → прерыватель (изолированный контакт → массовый) → масса → масса АБ (или генератора).

— в цепи высокого напряжения: вторичная обмотка катушки → центральное гнездо крышки распределителя → угольный электрод → контактная пластина → боковые контакты крышки → провод высокого напряжения → центральный электрод свечи → боковой электрод → масса.

Ваз 2108 (рис. 20) (транзисторная – бесконтактная)

— в цепи низкого напряжения: АБ → клемма «30» генератора → ш8-5 → ш1-6 → замок 30/1 → 15/1 → ш1-3 → ш8-4 → катушка зажигания → первичная обмотка → транзисторный коммутатор (клемма 1) → выходной транзистор → масса. Датчик – распределитель подает импульс для открытия выходного транзистора к клемма 3, 5, 6. Питание транзистора идет от катушки зажигания к клемме ТК-4. При контактной – транзисторной системе зажигания от катушки зажигания к клемме ТК-К3, от прерывателя – распределителя к клемме ТК-Д, питание ТК к «+»

— в цепи высокого напряжения так же как в предыдущем случае.
Техническое обслуживание и определение исправности узлов системы зажигания.

Свечи зажигания.

Исправность свечи можно проверить отключением их поочередно при работающем двигателе. Если при снятом проводе двигатель заработает хуже то свеча исправна, при отсоединение провода от неисправной свечи работа двигателя не изменится.

рыхлый, сухой, бархатисто – черный – двигатель работает на богатой смеси;

свеча закопченная и сырая – говорит об износе поршневой;

сере – белый налет, выжженные язвы с оплавлением – нарушение герметичности свечи, бедная смесь, калильное зажигание, нарушено охлаждение двигателя.

Удалить нагар – опустить на 20 30 минут в бензин и очистить металлической кисточкой. После чистки свечу протереть тряпочкой смоченной в бензине и высушить.

Зазор при эксплуатации увеличивается и идет перегрузка катушки (зазор 0,7 – 0,8 мм.) и перерасход топлива. Проверять зазор круглым щупом (рис. 21, 22) регулировать отгибанием бокового электрода.

Примечание.

— Как бы хорошо свечи не работали но через 30 000 км пробега их надо менять, особенно зимой.

— Очищенные свечи применять только летом, так как микро царапины на изоляторах ухудшают их работу.

Катушки зажигания.

— Техническое обслуживание: очистить от грязи, пыли, закрепить катушку и провода к выводам.

— Неисправность: сколы и трещины крышки – заменить; прогар крышки из – за недосыла проводов – заменить; межветковоезамыкание – проверить сопротивление (например, Б-116 сопротивление первичной обмотки 0,43 Ом, а у вторичной 13 000 Ом, сопротивление изоляции 50 Ом.) Обмотки перегорают из – за перегрузки когда зазор в свечах более 1,3 мм, при проверке на искру зазор не более 7 – 10 мм (так проверять опасно).

Дополнительного резистора:если неисправен или ненадежно закреплен, то при запуске стартером двигатель «схватывает», при отпущенном ключе глохнет (при пуске стартером одна спираль и замок зажигания исключены, питание первичной обмотки катушки идет от дополнительного реле стартера, только когда он включен). Чтобы двигатель заработал надо замкнуть выводы «+» и «С» дополнительным проводником → доехать, не работая на малых оборотах → заменить резистор иначе выйдет из строя катушка.

Источник