Прилади й апарати системи запалювання

Котушка запалювання. Котушка перетворює струм низької напруги в струм високої напруги. Вона являє собою електричний автотрансформатор з розімкнутим магнітним ланцюгом. Промисловість випускає котушки запалювання для контактних і контактно-транзисторних систем запалювання. Усі вони мають приблизно аналогічну конструкцію й різняться лише обмотувальними даними, способом з'єднання вторинної обмотки, конструкцією окремих вузлів і деталей і матеріалом для заповнення внутрішніх порожнин. Порожнини котушок Б1, Б7А і ін. заповнюють спеціальною компаундною масою - рубракасом, а порожнини котушок Б13, Б 102-Б, Б115, Б117 і ін. - трансформаторним маслом. Наповнення поліпшує ізоляцію обмоток і відвід тепла від них на корпус, що підвищує строк їх експлуатації.

На автомобілях ЗІЛ-131, ГАЗ-53А, ГАЗ-66 установлюють масло-наповнену котушку запалювання Б 102-Б, а на легкових автомобілях ВАЗ- катушку запалювання Б115 або Б117.

Котушка запалювання (мал. 2) складається із сердечника 15, набраного з окремих пластин електротехнічної сталі, ізольованих між собою окалиною для зменшення вихрових струмів, що утворюються при пульсації магнітного поля. На сердечник надіта ізоляційна трубка, на якій намотана вторинна обмотка 13. Поверх вторинної обмотки надіта котушка первинної обмотки 12, кінці якої поміщені в ізоляційні трубки 6 і приєднані один кінцем до клеми 4, а іншим - до клеми ВК. Вторинна обмотка 13 одним кінцем з'єднується з кінцем первинної обмотки 12, а іншим - з вихідною клемою 1 через провідник 9 і пружину 3, яка притискається до латунної вставки 19. Первинна обмотка зазвичай має 250-400 витків, а вторинна - 19 - 26 тис. витків. Як первинна, так і вторинна обмотка з ізоляційними шарами просочується сумішшю парафіну з каніфоллю.

Для посилення магнітного потоку, що пронизує вторинну обмотку, поверх обмоток установлюють кільцевий магнітопровід 10. Усі деталі котушки поміщають у сталевий штампований корпус (кожух) 8 і ізолюють від нього ізолятором 14. Кожух закривають карболитовою кришкою 2. Між кришкою й кожухом ставлять гумову прокладку 5.

Усередину котушки заливають трансформаторне масло 11, яке має гарні ізоляційні властивості й краще, чим повітря, відводить тепло, що дозволє побільшати число витків вторинної обмотки й тим самим забезпечити безперебійне запалювання у високооборотних двигунах.

Рис. 2. Котушка запалювання

Послідовно з первинною обмоткою котушки з'єднаний додатковий резистор - варіатор 16, що представляє собою спіраль із м'якого сталевого дроту й поміщений у керамічний ізолятор 17, установлений на скобі 7. Кінці додаткового резистора шинами 18 з'єднуються із клемами ВК і ВК- Б. Варіатор запобігає зниженню напруги у вторинній обмотці при роботі двигуна з більшої частоти обертання колінчатого вала, а також полегшує пуск двигуна стартером. При малій частоті обертання колінчатого вала двигуна контакти переривника замкнені на досить тривалий час і струм у первинному ланцюзі зростає до свого максимального значення. При цьому спіраль варіатора нагрівається, що підвищує опір ланцюга. Цим обмежується струм у первинному ланцюзі, а отже, і нагрівання катушки. При збільшенні частоти обертання колінчатого вала час замкненого стану контактів зменшується й сила струму в первинному ланцюзі не встигає нарости до максимальної. При цьому нагрівання спірали варіатора зменшується, опір її падає й сила струму, що проходить через первинну обмотку, зменшується не так значно. Завдяки цьому напруга, індуктируєме у вторинній обмотці, залишається досить високим і забезпечує безперебійну роботу двигуна. При пуску двигуна стартером сильно знижується напруга на затисках акумуляторної батареї. Одночасно тягове реле стартера закорочує додатковий резистор 18 (мал. 1) і тим самим відшкодовує спадання напруги на кінцях первинної обмотки. У результаті у вторинній обмотці котушки запалювання індуктується напруга, що забезпечує надійний пуск двигуна.

Котушки запалювання Б-117, установлювані на автомобілях сімейства ВАЗ, не мають додаткового опору, що обумовлене наявністю батареї більшої ємності, напруга якої при пуску двигуна знижується незначно.

Переривник-Розподільник. Цей прилад перериває в необхідний момент ланцюг струму низької напруги й розподіляє струм високої напруги по свічах відповідно до порядку роботи циліндрів двигуна, а також змінює кут випередження запалювання залежно від частоти обертання колінчатого вала й навантаження двигуна. Переривник- Розподільник складається з переривника струму низької напруги, розподільника високої напруги, відцентрового й вакуумного регуляторів випередження запалювання, октан-коректора й корпуса. Паралельно контактам преривника приєднаний конденсатор. Залежно від числа цилиндрів двигуна переривники-розподільники виготовляють чотирьох-, шести- і восьмиіскровими, а залежно від напрямку робочого обертання - лівого й правого обертань. Розглянемо обладнання на приклади шестиіскрового переривника-розподільника (мал. 3). Обладнання інших переривників- розподільників подібно. У корпусі 25 (мал. 3, а) запресовано дві мідно-графітові втулки 31, що служать підшипниками валика 29 приводу кулачкової муфти 8 переривника, ротора 10 розподільника й відцентрового регулятора. Валик 29 одержує обертання від валика масляного насоса. Переривник змонтовано на рухливому диску 4, який установлено на шарикопідшипнику 2, запресованому в отвір нерухливого диска 3, прикріпленого до корпуса 25. Диски 4 і 3 зв'язані між собою гнучким мідним проводом 5 для підвищення надійності з'єднання рухливого диска з "масою". Рухомий контакт 18 на текстолітовій колодці 17 установлений на осі, закріпленої на рухливому диску 4, і ізольований від "маси". Під дією пластинчастої пружини 16 рухомий контакт преривника притиснутий до нерухливого 19, закріпленому на кронштейні й з'єднаному з "масою". Контакти виготовлені з вольфраму. Кронштейн разом з нерухливим контактом може бути повернутий гвинтом 37 (мал. 3, б) ексцентрика, за допомогою якого регулюють зазор між контактами (0,35-0,45 мм). Зазор перевіряють плоским щупом і регулюють при повному розриві контактів. Після регулювання закріплюють стопорним гвинтом 38. Рухомий контакт 18 (мал. 3, а) через пружину 16 і проведення 5 з'єднано з ізольованою клемою 7 корпуса, до якої приєднується проводи низької напруги від бічної клеми катушки запалювання. Для змащення граней кулачкової муфти 8 і верхнього кінця валика є повстяні фітілі 9 і 6, a для змащення втулок 31 – колпачкова маслюка 28. Паралельно контактам переривника включений конденсатор 34. Одна з його обкладок з'єднана з "масою", а інша - із клемою 7 преривника-росподюлювача.

Конденсатор (мал. 4, а) складається з корпуса 7, у який поміщений рулон 4,

Рис. 3 Переривник-Розподільник:

а-загальне обладнання; б - вид зверху без кришки й ротора; в - режими роботи вакуумного регулятора; г - октан-коректор; д - відцентровий регулятор

Рис. 4. Конденсатор: а - обладнання; б - обкладки конденсат ора; в - умовну позначку

що складається із двох обкладок 9 з олова й цинку, нанесених тонким шаром на аркуші паперу 8. Шар металів обкладок 9 нанесений не по всій ширині аркушів паперу 8. На торці рулону 4 напиляний припій, до якого припаяні гнучкі проведення ніки 2 і 5. Рулон 4 обгорнутий кабельним папером 6. Провідник 5 пропущений через отвори в корпусі 7 і припаяний до нього. Провідник 2 від іншої обкладки припаяний до латунного виводу в текстолітовій шайбі 1. Шайби 1 і 3 забезпечують герметичність корпуса. Вільне пространство в корпусі заповнене трансформаторним маслом. Конденсатори з металізованого паперу мають здатність самовідновлюватися. При пробої паперу обкладок електрична іскра випаровує тонкий шар металу, нанесеного на папір, і поблизу місця пробою папір очищається від металу. Отвір пробою заповнюється маслом, і працездатність конденсатора відновлюється. Ємність конденсатора повинна перебувати в межах 0,17-0,25 мкФ. При меншій ємності між контактами переривника з'являється сильне іскріння, при більшій знижується напруга у вторинній обмотці котушки запалювання.

Розподільник складається з ротора 10 (мал. 3, а) і кришки 11, укріпленої пружинними засувками 15 на корпусі 25. До карболітового ротору 10 розподільника приклепана латунна розносна пластина. Ротор установлений на верхній частині кулачкової муфти 8, що має лиску (зріз) для правильного взаємного розташування ротора й виступів кулачка.

Правильне положення кришки щодо корпуса забезпечує штифт на корпусі, що входить у паз кришки.

У кришці вмонтовані виготовлені з латуні центральний 14 і бічні 12 електроди (контакти). Знизу в отвір центрального електрода вставлена пружина, прижимаюча вугільний контакт 13 до розносної пластини ротора. Вугільний контакт являє собою подавлюваючий резистор (8-14 кОм) і служить для зменшення перешкод радіоприйманню. На внутрішній поверхні кришки 11 розподільника є ребра, що перешкоджають витоку струму високої напруги на інші електроди. Між пластиною ротора й бічними електродами 12 повинен бути зазор 0,2-0,8 мм. Сверху в отвори центрального 14 і бокових 12 електродів вставлені пружинящі наконечники проводів високої напруги. Для згоряння робочої суміші необхідно трохи тисячних часток секунди. Тому суміш воспламеняють до приходу поршня у в.м.т. з деяким випередженням. Кут, на величину якого кривошип колінчатого вала не доходить до в.м.т. при запаленні робочої суміші в камері згоряння, називається кутом випередження запалювання. Кут випередження запалювання, що забезпечує на заданому режимі роботи двигуна найбільшу потужність і найменшу удільну витрату палива, називається оптимальным. Оптимальний кут випередження запалювання для різних двигунів коливається від 28 до 45°. Його величина залежить від частоти обертання колінчатого вала, навантаження, сорту застосовуваного палива й інших факторів. Так, наприклад, чим більше частота обертання колінчатого вала, тем менше часу приходиться на згоряння робочої суміші й тим більше оптимальний кут виреження запалювання.

У міру збільшення навантаження двигуна дросельні заслінки карбюратора відкривають на більший кут. При цьому збільшується кількість горючої суміші, що надходить у циліндри, і зменшується відносний зміст у робочій суміші залишкових газів, що знижують швидкість горіння, і робоча суміш сгорає швидше, тому кут випереження запалювання треба зменшити. При переході до малих навантажень дросельні заслінки прикривають, що зменшує кількість горючої суміші, що надходить у циліндри, і підвищує відносний зміст у робочій суміші залишкових газів, робоча суміш згоряє повільніше й тому кут випередження запалювання слід побільшати.

Кут випередження запалювання залежно від режиму роботи двигуна змінюється автоматично. Спочатку він установлюється вручну. Установка відповідного кута випередження запалювання проводиться автоматично відцентровим регулятором випередження запалювання, а регулювання цього кута здійснюється ваккумным регулятором.

Відцентровий регулятор випередження запалювання змінює кут випередження запалювання залежно від частоти обертання колінчатого вала.

На рифлену частину валика 29 (мал. 3, а, д) напресована пластина 27, на яку на осях установлені грузики 26 відцентрового регулятора випередження запалювання. Кулачкова муфта 8 має число граней, рівне числу циліндрів двигуна, і може повертатися щодо осі валика 29 на деякий кут. Кріплення муфти до траверси 1 здійснюється гвинтом 30. У міру збільшення частоти обертання валика 29 грузики 26 регулятора під дією відцентрових сил розходяться, долаючи опір пружин 32. Штифти грузиков повертають траверсу 1 і кулачкову муфту 8 по напрямкові обертання валика переривника-розподільника. Виступи кулачка раніше набігають на рухомий контакт і розмикають контакти переривника, що збільшує кут випередження запалювання. При зниженні частоти обертання колінчатого вала двигуна кут випередження запалювання зменшується, тому що через зменшення відцентрових сил грузики сходяться під дією пружин 32.

Вакуумний регулятор випередження запалювання змінює кут випередження запалювання залежно від навантаження двигуна.

Вакуумний регулятор, прикріплений до корпуса 25 переривника, складається з камери 20, діафрагми 24 з тягою 21 і пружиною 23. Робота вакуумного регулятора показана (мал. 3, в). При зменшенні навантаження двигуна розрідження за дросельною заслінкою, що прикривається, зростає й по трубці, з'єднаній зі штуцером 22, передається у вакуумний регулятор. Під дією розрідження діафрагма 24, долаючи опір пружини 23, прогинається вправо. Тяга 21 повертає рухомий диск 4 проти напрямку обертання валика 29 розподільника. Виступи кулачка раніше набігають на рухомий контакт і розмикають контакти переривника, що збільшує кут випередження запалювання. У міру збільшення навантаження двигуна розрідження за дросельною заслінкою, що відкривається, і у вакуумному регуляторі падає, пружина 23 прогинає діафрагму 24 уліво, а тяга 21 повертає диск 4 по напрямкові обертання валика 29. Контакти переривника розмикаються пізніше, що зменшує кут випередження запалювання.

При перекладі двигуна на паливо з більшим або меншим октановим числом кут випередження запалювання регулюють октан-коректором. Для роботи двигуна на паливі з меншим октановым числом кут випередження замикання зменшують, а для роботи на паливі з більшим октановым числом збільшують.

Октан-коректор розташовується знизу корпуса 25 (мал. 3, а, г) переривника й складається з нижньої 35, середньої 33 і верхньої 39 пластин. Середня пластина 33 має овальний отвір для гвинта 36, що кріпить її до нижньої пластини 35, і кронштейн 45 з регулювальним гвинтом 43. Нижня пластина 35 має шкалу й кронштейн 41 для упору регулювальних гайок 42 і 44 у кронштейн 45. Верхня пластина 39 кріпиться до корпуса 25 переривника, а гвинтом 40 - до середньої пластини 33.

Кут випередження запалювання змінюють поворотом корпуса переривника-розподільника за допомогою гайок 42 і 44 октан-коректора й перевіряють за допомогою шкали й стрілки.

Реальний кут випередження запалювання складається з кута початкової установки й кутів, установлюваних октан-коректором, відцентровим і вакуумним регуляторами. Зміна зазору в контактах переривника приводить до, зменшенню або збільшенню кута випередження запалювання. Тому перед установкою моменту запалювання на двигуні, а також при перевірці й регулюванню відцентрового й вакуумного регуляторів необхідно попередньо перевірити зазор між контактами переривника й установити його відповідно до рекомендацій заводу-виготовлювача.

Свічі запалювання. Свіча створює іскровий розряд, воспламеняющий стислу в циліндрах двигуна робочу суміш. Вона складається зі сталевого корпуса з різьбленням і бічним електродом. У корпус завальцьований ізолятор із центральним електродом. Ізолятор виготовляють із ураліту, борокорунда або інших матеріалів. Ці керамічні ізолятори мають високу механічну міцність і ізоляційною стійкістю при високих температурах. Електрод свічі й центральний стрижень, що має накатку, виконані з нікель-марганцевої або хромонікелевої сталі. Накатка 6 забезпечує міцне з'єднання з струмопроводящим стеклогерметиком. Зазор між електродами рівний 0,6-0,8 мм. У процесі роботи двигуна зазор збільшується в середньому на 0,015 мм на 1 тис. км пробігу автомобіля. Між корпусом і ізолятором установлена ущільнюваюча металева прокладка, яка забезпечує герметичність з'єднання. Герметичне кріплення свічі в голівці блоку забезпечує металлоасбестова прокладка з м'якого металу. Проведення високої напруги із вмонтованим резистором кріпиться до стрижня центрального електрода за допомогою пластмасового наконечника.

Свічі працюють у дуже тяжких умовах, піддаючись дії високої напруги (до 25 кВ), високого тиску газів (до 4 Мпа) і зміні температури від 40 до 2500 °С.

Щоб забезпечити безперебійну роботу свічі, нижня частина теплового конуса ізолятора повинна мати температуру в межах 500 - 600 °С. При такій температурі згоряє нагар, що відкладається на тепловому конусі ізолятора, тобто відбувається самоочищення свічі. При меншому нагріванні електроди свічі будуть покриватися нагаром. Свіча в цьому випадку буде працювати с перебоями, тому що через нагар відбувається витік струму високої напруги. При занадто високій температурі ізолятора й центрального електрода (більш 800 °С) виникає калильне запалювання, коли робоча суміш запалюється від соприкосання з напруженим конусом ізолятора й центрального електрода до появи іскри між електродами свічі. У результаті відбувається занадто раннє запалення робочої суміші. Ознакою значного перегріву свічі служить білий колір нижньої частини центрального електрода й ізолятора.

Характеристикою теплових якостей свіч запалювання є калійне число, яке визначається на спеціальній установці по виникненню калильного запалювання робочої суміші.

Свічі нерозбірної конструкції, що випускаються вітчизняною промисловістю, розроблені для конкретних типів автомобілів і мають маркування А11НТ, А17ДВ, М8Т. У цих маркуваннях перша буква означає діаметр різьблення вкрученої частини корпуса: А- М14х1,25 або М- Ml8x1,5; другі одна або дві цифри вказують калильное число, яке може бути 8, 11, 14, 17, 20, 23 і 26; букви, що випливають за цифрами, визначають довжину вкрученої частини корпуса: Н- Н-11 мм, Д - 19 мм (довжина 12 мм не позначається); У - выступание теплового конуса ізолятора за межі торця конуса; X - герметизація з'єднання ізолятор - центральний електрод термоцементом. Крім цього, у маркуваннях можуть бути зазначені виконання свіч (наприклад, В - помірний клімат, Т - тропічний і т. буд.).

По довжині нижньої частини ізолятора можна судити про теплову характеристику свічі, по якій підбирають свічі до двигуна. Чим коротше виступающаяча частина ізолятора, тем краще відвід тепла на корпус і тим "холодніше" свічі, і, навпаки, чим довше нижня частина ізолятора, тем свіча "гаряче", тому що тепло в таких свіч приділяється по більш довгому шляхові.

"Гарячі" свічі з довгим тепловим конусом ізолятора призначені для двигунів з невеликим ступенем стиску й помірним тепловим режимом. Більш "холодні" свічі з укороченим тепловим конусом ізолятора встановлюють на двигунах з підвищеним ступенем стиску й напруженим тепловим режимом. На двигунах вантажних автомобілів ЗІЛ і ГАЗ установлюють свічі АН, а на сімействах легкових автомобілів ВАЗ і АЗЛК- відповідно А17ДВ і А20Д1.

Вимикач запалювання. Цей прилад призначений для включення й вимикання приладів запалювання й з'єднання із джерелами струму контрольно-вимірювальних приладів, електродвигунів склоочисника й вентилятора обдува вітрового скла, радіоприймача й реле включення стартера (у момент пуску двигуна). Розглянемо обладнання вимикача запалювання для вантажних автомобілів і автобусів.

У корпусі вимикача, відлитому із цинкового сплаву, поміщені вимикач і замок. Основними деталями вимикача є пластмасова кришка з контактами AM, КЗ, СТ і ПР, латунна контактна пластина, укріплена за допомогою трьох виступів на карболітовому диску, і повідець, у проріз якого входить виступ циліндра замка. Повідець вимикача, а отже, і пов'язана з ним контактна пластина можуть бути наведені в обертання лише після того, як у циліндрі замка буде вставлений індивідуально підігнаний ключ, зубці якого, увійшовши в отвори латунних пластинок, виведуть їх із прорізів корпуса. У положенні 0 (усе виключене) над контактом AM (амперметр), з'єднаним через амперметр із джерелом струму, перебуває виріз контактної пластини, отже, три інші контакти вимикача не підключені до джерел струму. При повороті ключа за годинниковою стрілкою в положення I з контактом AM через пластину з'єднуються контакти КЗ (котушка запалювання) і ПР (приймач). Крім того, із джерелом струму з'єднуються контрольно-вимірювальні прилади, тому що вони підключені до контакту КЗ. Для пуску двигуна за допомогою стартера необхідно повернути ключ за годинниковою стрілкою до відмови в положення II. При цьому пластина збігає з контакту ПР і набігає на контакт СТ (стартер); із джерелами струму з'єднані прилади запалювання й реле включення стартера.

При включенні радіоприймача на стоянці ключ повертають до відмови проти годинникової стрілки в положення III.Пластина з'єднує з контактом AM тільки контакт ПР. Щоб зменшити перешкоди радіо- і телеприйманню, на сучасних автомобілях установлюють різні обладнання. Іскріння між електродами свіч, ротором і електродами кришки розподільника, контактами переривника, а також в інших приладах електроустаткування викликає високочастотні електромагнітні коливання, які створюють перешкоди радіо- і телеприйманню. Найбільш сильні перешкоди створює система запалювання.

Для усунення перешкод застосовують: включення подавлюючих резисторів (7-14 тис. Ом) у проводи високої напруги. Це зменшує коливальні розряди й заглушає високочастотні коливання;

екраніровку системи електроустаткування, яка полягає в покритті всіх струмоведучих і ізольованих частин металевою оболонкою. Електромагнітні хвилі, потрапляючи на екран, индуктируют у ньому вихрові струми, у результаті чого енергія цих хвиль витрачається на нагрівання, вони слабшають і не создають перешкод;

блокування контактів, що іскрять, конденсаторами великої ємності (0,5-1 мкФ), включаючи їх контактам, що паралельно іскрять. Вони сильно збільшують ємність коливальних контурів і коливальні розряди стають неможливими. Перешкоди радіо- і телеприйманню можна зменшувати й іншими способами.

Поиск по сайту: