Система зажигания. 
Основы технической эксплуатации и обслуживания электрического и электромеханического оборудования

Сжатая рабочая смесь в карбюраторном и газовом двигателях воспламеняется от искрового разряда между электродами свечи зажигания.

Для образования электрического разряда необходимо напряжение.

20…24 кВ.

Преобразование тока низкого напряжения в ток высокого напряжения и распределение его по цилиндрам двигателя обеспечивается приборами батарейного зажигания или от магнето.

Батарейное зажигание применяется на автомобильных двигателях, а зажигание от магнето — на двигателях мотоблоков и малогабаритных тракторах с карбюраторным двигателем.

Система батарейного зажигания состоит из двух цепейнизкого и высокого напряжений.

Схема батарейного зажигания показана на рис. 46. Цепь тока низкого напряжения питается от аккумуляторной батареи или от генератора. В эту цепь последовательно включены включатель стартера 2, включатель зажигания 3, первичная обмотка 4 (270…300 витков медного провода диаметром 0,8 мм) катушки зажигания 6 с добавочным резистором, прерыватель 8 с конденсатором 9 и масса.

Цепь тока высокого напряжения состоит из вторичной обмотки 5 катушки зажигания, распределителя 7, проводов высокого напряжения 11, свечей зажигания 10 и массы.

Образование тока высокого напряжения основано на принципе взаимоиндукции.

При включенном замке зажигания и замкнутых контактах прерывателя 8 электрический ток от аккумуляторной батареи 1 или генератора поступает в первичную обмотку 4 катушки зажигания 6, образуя вокруг неё магнитное поле.

При размыкании контактами прерывателя цепи низкого напряжения исчезает ток в первичной обмотке 4 катушки зажигания и вместе с ним магнитное поле (ЭДС самоиндукции), окружающее его.

Исчезающее магнитное поле пересекает витки вторичной обмотки 5 (18…20 тыс. витков медного провода диаметром 0,1 мм) катушки зажигания и наводит в ней ЭДС.

Благодаря большому числу витков во вторичной обмотке напряжение на её концах достигает 20… 24 кВ.

о—? о-*;

Рис. 46. Схема батарейного зажигания:

1 — аккумуляторная батарея; 2 — включатель стартера; 3 — включатель зажигания; 4 — первичная обмотка; 5 — вторичная обмотка; 6 — катушка зажигания; 7 — распределитель; 8 — прерыватель; 9 — конденсатор; 10 — свеча зажигания; 11 — провод высокого напряжения От вторичной обмотки 5 катушки зажигания через провод высокого напряжения 11, распределитель 7 и провода ток высокого напряжения поступает к свечам зажигания 10, где между электродами происходит искровой разряд, который зажигает рабочую смесь.

Затем вновь происходит замыкание контактов прерывателя и в системе зажигания проходит ток низкого напряжения.

ЭДС самоиндукции замедляет процесс исчезновения тока в первичной обмотке и приводит к искрению между контактами прерывателя 8, их окислению и разрушению.

Для уменьшения воздействия ЭДС самоиндукции параллельно контактам прерывателя включен конденсатор 9, который в период размыкания контактов заряжается током самоиндукции (300 В), а затем, разряжаясь в обратном направлении, ускоряет исчезновение тока в цепи низкого напряжения, а следовательно, и магнитного поля, поэтому увеличивается ЭДС вторичной обмотки и контакты прерывателя предохраняются от обгорания.

Катушка зажигания состоит из стального корпуса, сердечника, первичной 4 и вторичной 5 обмоток, карболитовой крышки и добавочного резистора.

Катушка зажигания представляет собой трансформатор, на стальном сердечнике которого намотана вторичная обмотка 5, а поверх неё первичная обмотка 4.

Между сердечником и вторичной обмоткой находится изоляционная трубка, а между слоями обмоток — изоляционная бумага.

Первичная обмотка имеет 270… 300 витков и выполнена из изолированного медного провода диаметром 0,8 мм.

Вторичная обмотка состоит из 18… 20 тыс. витков тонкого провода диаметром 0,1 мм.

Один конец вторичной обмотки соединён с первичной обмоткой, а второй конец выведен на центральную клемму высокого напряжения карболитовой крышки.

Внутри корпуса катушки установлен магнитопровод из трансформаторной стали.

Сердечник также выполнен из полосок трансформаторной стали, а его нижний конец установлен в фарфоровый изолятор.

Пространство между обмотками и корпусом катушки заполнено трансформаторным маслом.

Прерыватель-распределитель служит для прерывания тока низкого напряжения и распределения тока высокого напряжения по цилиндрам двигателя.

Он состоит из прерывателя тока низкого и распределителя тока высокого напряжения, центробежного и вакуумного регуляторов, октанколлектора.

Прерыватель управляет цепью тока низкого напряжения. Он состоит из вращаемого кулачка и нормально замкнутых контактов (подвижного и неподвижного), установленных на поворотном диске.

Количество выступов на кулачке соответствует количеству цилиндров двигателя.

Рычажок 5 с подвижным контактом и пластинчатая пружина крепятся на текстолитовой поворотной подушечке и изолируются от «массы», а пластина неподвижного контакта устанавливается на оси рычажка, поворачивается эксцентриком в определенное положение и крепится винтом, обеспечивая надежное соединение контакта с «массой».

Распределитель тока высокого напряжения равномерно подключает катушку к искровым свечам зажигания.

Он состоит из карболитовой крышки, которая крепится в определённом положении к корпусу, и ротора (бегунка) 4, надеваемого на хвостовик кулачка прерывателя. Контакт центральной клеммы с боковыми контактами раздаточных клемм обеспечивается графитовым стержнем с пружиной.

Распределители большинства автомобилей конструктивно аналогичны. Отличаются они числом выступов кулачка прерывателя и раздаточных клемм, направлением и максимальной частотой вращения, характеристиками центробежного и вакуумного регуляторов, ёмкостью конденсатора или его отсутствием (переносом в транзисторный коммутатор), конструктивным оформлением и размерами.

Центробежный регулятор автоматически изменяет угол опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя, т. е. от его нагрузки.

Вакуумный регулятор автоматически изменяет угол опережения зажигания в зависимости от разрежения в смесительной камере карбюратора.

Октан-корректор используют для изменения постоянной составляющей угла опережения зажигания, поворачивая вручную корпус распределителя вместе с вакуумным регулятором относительно кулачка прерывателя.

Свеча зажигания служит для образования искрового зазора, в котором образуется электрическая искра.

Свеча состоит из изолятора 1 (рис.47) в сборе с контактным стержнем 2 и центральным электродом 7 и корпуса 4 с боковым электродом 8.

1 — изолятор; 2 — контактный стержень; 3 — токопроводящий стеклогермстик; 4 — корпус; 5 — прокладка; 6 — уплотнительное кольцо; 7 — центральный электрод; 8 — боковой электрод; 9 — тепловой конус; 10 — гайка для присоединения провода высокого напряжения Центральный электрод и контактный стержень герметизированы в изоляторе токопроводящим стеклогерметиком 3.

Между изолятором и корпусом 4 помещены теплоотводящие прокладки 5 из отожжённой меди.

Верхняя часть корпуса 4 свальцована на буртик изолятора, а на нижней части имеется резьба для ввертывания в отверстие головки блока цилиндров.

Герметизация соединения обеспечивается при помощи уплотнительного кольца 6.

Провод высокого напряжения от распределителя вставляется в гайку 10, навернутую на контактный стержень 2.

Для предотвращения воспламенения смеси от соприкосновения с накалёнными деталями раньше, чем нужно, служит тепловой конус 9.

Включатель зажигания предназначен для включения и выключения потребителей электрического тока.

Он состоит из двух частей: замка с ключом и электрического включателя.

Замок состоит из корпуса, цилиндра, пружины и поводка. В задней части корпуса расположен включатель, состоящий из контактной пластины с тремя выступами и панели с тремя контактными винтами.

В зависимости от модели автомобиля и приборов, включаемых включателем, ключ замка может иметь три или четыре положения.

В автомобилях ЗИЛ-130 и ГАЗ-53 А ключ имеет три положения: зажигание выключено; зажигание включено; включено зажигание и стартёр.

Во всех случаях вместе с зажиганием включаются контрольноизмерительные приборы.

Система зажигания от магнето, применяемое на мотоблоках, малогабаритных карбюраторных тракторах, а также на пусковых карбюраторных двигателях тракторов представляет собой прибор, совмещающий функции источника тока, трансформатора, преобразователя и распределителя тока. На различных конструкциях применяются контактные и бесконтактные магнето, но все они работают по единой принципиальной схеме.

Магнето мотоблока (рис. 48) встроено в маховик 1 двигателя и имеет магниты 2, прерыватель с неподвижным 10 и подвижным 15 контактами, трансформатор, кулачок 13 для размыкания контактов прерывателя и конденсатор 16.

Постоянные магниты установлены на ободе маховика и вращаются вместе с ним. Трансформатор имеет две обмотки — первичную 4 с числом.

150…200 витков и вторичную 7 с числом 11… 13 тысяч витков. Обмотки намотаны на сердечник 5, который опирается на стойки 3, укреплённые на основании. Основание выполнено из алюминия и крепится к картеру двигателя. Подвижный контакт 15 прерывателя прижимается к неподвижному 10 пружиной 12, а отводится кулачком 13. Для остановки двигателя имеется кнопка выключателя зажигания 11.

Работа магнето заключается в следующем.

При повороте маховика двигателя происходит вращение постоянных магнитов 2, обеспечивающих наведение в металлическом сердечнике 5 и стойках 3 переменного магнитного потока, который наводит в обмотках 4 и 7 электродвижущие силы (ЭДС). При этом, когда контакты 10 и 15 замкнуты (молоточек 14 соприкасается со скосом кулачка13) во вторичной обмотке за счёт большого количества витков ЭДС составляет — 1 кВ. Однако, этого напряжения недостаточно, чтобы вызвать электрическую искру на.

Рис. 48. Схема зажигания двигателей мотоблоков:

• 1 — маховик двигателя; 2 — магнит; 3 — стойка; 4 — первичная обмотка; 5 — сердечник;
• 6 — искровой промежуток; 7 — вторичная обмотка; 8 — свеча зажигания; 9 — провод высокого напряжения; 10 — неподвижный контакт прерывателя; 11 — выключатель зажигания; 12 — пружина; 13 — кулачок; 14 — молоточек; 15 — подвижный контакт прерывателя; 16 конденсатор

свече зажигания 8. При дальнейшем повороте кулачка его выступ нажимает на молоточек и подвижной контакт 15 отходит от неподвижного 10 и происходит разрыв контактов. При разрыве контактов прерывателя ток в первичной обмотке 4 резко уменьшается и возникающая при этом ЭДС самоиндукции напряжением 300…400 В обеспечивает наведение во вторичной обмотке 7 ЭДС напряжением ~ 20 000 В (20 кВ). Такого напряжения достаточно для создания электрической искры в свече зажигания 8 и воспламенение сжатой горючей смеси. Когда выступ кулачка сходит с молоточка контакты соединяются и процесс повторяется до следующего разрыва контактов.

Наличие конденсатора 16, включённого параллельно контактам прерывателя, при их размыкании уменьшает искрение между контактами и увеличивает скорость убывания магнитного потока первичной обмотки, что ведёт к увеличению ЭДС во вторичной обмотке.

Для устранения пробоя вторичной обмотки при неисправности электрической цепи высокого напряжения в магнето имеется искровой промежуток 6, по которому ток, минуя свечу зажигания, пойдёт на массу.