Здавалка
Главная | Обратная связь

Контактная система зажигания



В контактной системе зажигания (рис. 1.5 а) коммутация в первичной цепи зажигания осуществляется механическим кулачковым прерывателем. Кулачок прерывателя связан с коленчатым валом двигателя через зубчатую или зубчато-ременную передачу, причем частота вращения вала кулачка вдвое меньше частоты вращения вала двигателя. Основными элементами контактной системы зажигания являются катушка зажигания и прерыватель-распределитель.

 

Рис. 1.5-а Принципиальная электрическая схема классической батарейной системы зажигания. 1. Аккумуляторная батарея; 2. Замок зажигания; 3. Прерыватель; 4. Катушка зажигания; 5. Добавочный резистор (вариатор) с замыкателем; 6. Распределитель; 7. Свечи зажигания.

 

Пунктирными линиями обозначены параметры нагрузки вторичной цепи: С2 - распределенная емкость вторичной цепи; Rш - шунтирующее сопротивление, обусловленное нагарообразованием на свече.

Конструктивно прерыватель тока 3 объединен с высоковольтным распределителем 6 в единый прибор - распределитель зажигания, на корпусе которого обычно установлен и искрогасительный конденсатор С1.

Рис. 1.5-б Классическая (контактная) батарейная система зажигания

 

Рис. 1.6 Катушка зажигания. 1. Изолятор; 2. Корпус; 3. Изоляционная бумага обмоток; 4. Первичная обмотка; 5. Вторичная обмотка; 7. Клемма вывода первичной обмотки (обозначения «1», «–», «К»); 8. Контактный винт; 9. Центральная клемма для провода высокого напряжения; 10. Крышка; 11. Клемма подвода питания (обозначения «+Б», «Б», «+», «15»); 12. Контактная пружина; 15. Скоба крепления; 16. Наружный магнитопровод; 17. Сердечник.

 

В контактной системе зажигания применяется катушка с разомкнутым магнитопроводом (рис. 1.6), выполненная по автотрансформаторной схеме соединения обмоток. В автотрансформаторной схеме уменьшается число выводов, и в создании высокого напряжения участвует также первичная катушка, включенная последовательно со вторичной.

Сердечник катушки набран из листов электротехнической стали. Вторичная обмотка, намотанная на изоляционную втулку, располагается на сердечнике. Число витков этой обмотки составляет 16...40 тысяч, диаметр провода 0,06...0,09 мм. Поверх вторичной обмотки через изоляционную прокладку располагается первичная обмотка, что способствует лучшему ее охлаждению. Обмотка имеет 260...330 витков провода диаметром 0,5.. .0,9 мм. Начало вторичной обмотки соединено с пружиной и латунной вставкой, являющейся высоковольтным выводом. На низковольтные выводы подводятся совместное соединение вторичной и первичной обмоток и вывод первичной обмотки.

Обмотки с сердечником помещены в корпус, от которого сердечник изолирован керамическим изолятором. Рядом с корпусом располагается витой наружный магнитопровод, увеличивающий индуктивность катушки. Между кожухом катушки и крышкой, выполненной из высоковольтной пластмассы, проложена герметизирующая прокладка. Внутренняя полость катушки заполнена трансформаторным маслом.

 

Рис. 1.7 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.

Прерыватель-распределитель осуществляет коммутацию в первичной цепи системы зажигания, установку угла опережения зажигания в зависимости от частоты вращения и нагрузки двигателя, а также распределение высокого напряжения по цилиндрам двигателя. Прерывательный механизм в контактной системе зажигания весьма прост по устройству и представляет собой пару контактов — подвижного, закрепленного на рычажке, и неподвижного. Кулачок прерывателя воздействует на подвижный контакт, замыкая или разрывая первичную цепь.

Прерыватель-распределитель (рис.1.7) объединяет в одно устройство прерыватель и распределительный механизм, который подводит вывод вторичной обмотки катушки зажигания через центральный электрод (уголек) к ротору распределителя (бегунку), установленному на одном валу с кулачком прерывателя.

При вращении бегунка высокое напряжение последовательно через воздушный промежуток (приблизительно 0,7 мм), электроды распределителя и высоковольтные провода подается на свечи. Момент прохождения бегунка мимо электрода распределителя синхронизирован с моментом размыкания контактов прерывателя.

Обеспечение наиболее полного сгорания рабочей смеси достигается своевременной подачей сигнала на воспламенение, т.е. установкой оптимального угла опережения зажигания в зависимости от режима работы двигателя. От угла опережения зажигания в значительной мере зависят мощность и нагрев двигателя, расход топлива и токсичность отработавших газов.

Угол опережения зажигания определяется по углу поворота коленчатого вала двигателя от момента возникновения искры до положения поршня в верхней мертвой точке (ВМТ).

Если угол опережения зажигания больше оптимального, то зажигание раннее, давление в камере сгорания достигает максимума до ВМТ и оказывает противодействующее влияние на поршень. Раннее зажигание может явиться причиной возникновения детонации. Если угол опережения зажигания меньше оптимального, то зажигание позднее, двигатель перегревается.

Для автоматического приведения момента зажигания к оптимальному применяются центробежный и вакуумный регуляторы, а также октан-корректор, конструктивно входящие в прерыватель-распределитель.

 

Свечи зажигания

Назначение свечи — воспламенение рабочей смеси в цилиндрах двигателя при подаче на нее высокого напряжения. Поскольку элементы свечи контактируют с камерой сгорания, она работает в чрезвычайно тяжелых условиях.

При работе двигателя температура в его камере сгорания колеблется от 70 до 2500°С, максимальное давление достигает 5...6 МПа, напряжение на свече — 20 кВ. Все это накладывает отпечаток на конструкцию свечи (рис.1.8).

Корпус свечи — это полая металлическая резьбовая конструкция с головкой под шестигранный ключ. Внутри корпуса размещен керамический изолятор, выполненный из уралита, боркорунда, синоксаля, хелумина или других материалов, выдерживающих высокие температуры, обладающих электрической и механической стойкостью.

 

Рис. 1.8 Конструкция искровой свечи зажигания. 1. Контактная головка; 2. Изолятор; 3. Корпус; 4. Уплотнительное кольцо; 5. Центральный электрод; 6. Боковой электрод.

 

Внутри изолятора закреплен центральный электрод и выводной стержень. Центральный электрод изготавливается из хромотитановой или хромоникелевой стали.

К корпусу свечи приварен боковой электрод из никельмарганцевого или хромоникелевого сплава. Увеличение числа боковых электродов способствует снижению устойчивой частоты вращения двигателя. Между центральным и боковым электродом устанавливается зазор 0,5...1,2 мм. Чем больше зазор, тем больше воспламеняющая способность искры, но при этом от системы зажигания требуется более высокое напряжение. Уплотнительная прокладка обеспечивает герметизацию цилиндра.

Важнейшей характеристикой свечи является калильное число, по которому оценивают ее тепловые свойства. Свеча нормально работает при температуре теплового конуса изолятора 400...900°С. При температуре ниже 400°С на ней образуется нагар, вызывающий перебои в работе двигателя. При температуре свыше 920°С возникает калильное зажигание — самовоспламенение топливной смеси от нагретого конуса свечи. Калильное число определяют на специальном одноцилиндровом эталонном двигателе, степень сжатия которого изменяют до возникновения калильного зажигания. Среднее индикаторное давление, соответствующее возникновению калильного зажигания, и выражает собой калильное число, которое должно соответствовать ряду: 8; 11; 14; 17; 20; 23; 26.

В настоящее время еще не создана экономически обоснованная и технологически выполнимая в массовом производстве свеча, которая была бы способна работать на любом двигателе, поддерживая рабочую температуру в допустимых температурных пределах. Для обеспечения этого условия на двигателях, отличающихся тепловой напряженностью, свечи изготавливают с различными тепловыми характеристиками. Тепловая характеристика свечи - это зависимость температуры теплового конуса изолятора или центрального электрода от режима работы двигателя.

Различие в тепловых характеристиках свечей достигают в основном за счет изменения длины теплового конуса изолятора (рис. 1.9 б).

Рис. 1.9 а Различие свечей по тепловым характеристикам: а - тепловые характеристики свечей: 1 - "горячей" свечи (не соответствующей данному двигателю по верхнему пределу); 2 - свечи, соответствующей данному двигателю по тепловой характеристике; 3 - "холодной" свечи (не соответствующей данному двигателю по нижнему пределу); 4 - верхний температурный предел; 5 - нижний температурный предел; А - точка разрушения;

 

Рис. 1.9 б - свечи с различными тепловыми характеристиками: 1 - "горячая" свеча с более длинным тепловым конусом; 2 - нормальная свеча с оптимальной для данного двигателя длиной теплового конуса; 3 - "холодная" свеча с более коротким тепловым конусом (теми же цифрами на рис. 1.9 а обозначены соответствующие диапазоны работоспособности данных свечей).

 

Рис. 1.9 в Свеча с биметаллическим центральным электродом (показан стрелкой)

 

Удлинение теплового конуса изолятора приводит к увеличению подвода тепла в свечу и к росту ее рабочей температуры. Максимальное значение температуры не может превышать 850 - 900 °С, так как при этом возникает калильное зажигание. Эта величина является верхним температурным пределом работоспособности свечи.

В настоящее время многими производителями освоено производство свечей с составными, биметаллическими центральными электродами. По внешнему виду они ничем не отличаются от обычных - центральный электрод вроде бы также выполнен из хромоникелевого сплава. Но внутри - медь, теплопроводность которой заметно выше. Это позволяет улучшить процесс самоочистки от нагара и повысить защиту от перегрева. Диапазон рабочих температур у них значительно расширен, поэтому они получили название «термоэластик».

«Термоэластичные» свечи способны достигать нижнего температурного предела тепловой характеристики при наименьшей эффективной мощности, развиваемой двигателем.

Кроме того, применение биметаллических электродов снижает термонагруженность свечи, благодаря чему значительно увеличивается срок службы.

Маркировка отечественных свечей содержит расширенную информацию об их конструкции и свойствах.

· Первая буква определяет размеры резьбы: А— М14х1,25; М — М18х1,5;

· Вторая буква характеризует особенности конструкции свечи: К — с коническим уплотнением без прокладки, М — малогабаритная;

· Следующая цифра указывает калильное число;

· Стоящие после цифры буквы Д или Н обозначают длину резьбовой части (19 или 11 мм), при отсутствии буквы длина равна 12 мм;

· Буква В обозначает, что тепловой конус изолятора выступает за торец корпуса (см. рис. 1.9 г),

· Т — герметизацию центрального электрода термоцементом;

· Р — встроенный резистор;

· М — биметаллический центральный электрод.

Рис. 1.9 г Свечи с выступанием и без выступания теплового конуса изолятора за торец корпуса: 1 - свеча А17ДВ -1 с выступающим за торец корпуса тепловым конусом изолятора; 2 - свеча А20Д без выступания за торец корпуса теплового конуса изолятора






©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.