Классическая система зажигания

Основными элементами классической системы зажигания (рис. 3.4) являются: источник тока (аккумуляторная батарея); катушка зажи­гания 1, свечи б и прерыватель-распределитель, объединяющий в себе регуляторы угла опережения зажигания, прерыватель и механический распределитель импульсов высокого напряжения. Кулачок 4 прерыва­теля, количество граней которого равно числу цилиндров, и бегунок 5 распределителя закреплены на общем валу, который вращается с часто­той, вдвое меньшей, чем частота вращения коленчатого вала. Это объяс­няется тем, что в каждом цилиндре необходимо воспламенить топливо один раз за два оборота коленчатого вала. Кулачок 4 при вращении воздействует на рычажок 3 прерывателя, размыкая и замыкая контак­ты 2. Параллельно контактам включен конденсатор С, предотвра­щающий образование электрической дуги между контактами при их размыкании. Бегунок 5 распределителя проходит по неподвижным электродам распределителя, количество которых равно количеству ци­линдров двигателя. Каждый электрод соединен проводом с соответ­ствующей свечой.

Рис. 3.4. Схема классической системы зажигания:

1 - катушка зажигания; 2 - контакты; 3 - рычажок; 4 - кулачок;

5 — бегунок; 6 — свечи

Катушка зажигания 1 представляет собой трансформатор, имею­щий две обмотки: первичную и вторичную. Один вывод у них об­щий, соединенный с подвижным контактом прерывателя. Второй вывод вторичной обмотки соединен с бегунком распределителя, а второй вывод первичной обмотки через добавочный резистор R_u (не во всех системах зажигания) соединен с «+» аккумуляторной ба­тареи. Добавочный резистор R_д предназначен для ограничения тока в первичной обмотке катушки зажигания до и после пуска двига­теля. При пуске двигателя напряжение батареи сильно уменьшается из-за включения стартера. Поэтому при включении стартера с по­мощью специальных контактов резистор R_a шунтируется. Это обес­печивает на время пуска необходимый ток в первичной обмотке не­смотря на понижение напряжения батареи.

При включении зажигания и замкнутых контактах прерывателя в цепи первичной обмотки катушки зажигания появляется ток. Ко­гда в одном из цилиндров заканчивается такт сжатия рабочей смеси, кулачок своей гранью размыкает контакты прерывателя. В резуль­тате этого ток в первичной обмотке резко уменьшается до нулевого значения. Это вызывает появление в первичной обмотке ЭДС само­индукции, практически равной напряжению U на выводах этой обмотки (рис. 3.5). Во вторичной обмотке индуцируется напряже­ние U =15-20 кВ. В результате между электродами свечи происхо­дит электрический разряд.

Рис. 3.5. Характеристики электрических сигналов в первичной и вторичной цепях системы зажигания

Катушки зажигания

По конструкции магнитной цепи катушки зажигания разделяются на два типа: с разомкнутой и замкнутой цепями. В катушках с разомк­нутой магнитной цепью магнитный поток большую часть пути прохо­дит по воздуху. В катушках с замкнутой магнитной цепью основную часть пути магнитный поток проходит по стальному магаитопроводу и только несколько десятых долей миллиметра - по воздуху. Достоинст­вом катушек с замкнутой магнитной цепью является малый расход ме­ди, их недостатком - большой расход стали. Достоинством катушек с разомкнутой магнитной цепью является малый расход стали, а недос­татком — большой расход меди.

Все катушки отечественного производства выполняются с наруж­ной первичной обмоткой. Это обеспечивает эффективное охлажде­ние и снижение массы провода вторичной обмотки.

Крышка типовой катушки зажигания имеет четыре выходных клеммы: центральную высоковольтную и три низковольтных — безы­мянную, «ВК» и «ВК-Б». Один конец вторичной обмотки выводится к центральной высоковольтной клемме, которая соединяется с цен­тральным электродом распределителя. Другой конец вторичной об­мотки и соединенный с ним конец первичной обмотки подведены к бе­зымянной клемме на крышке. Эта клемма соединяется с клеммой «Р» прерывателя-распределителя (контактом прерывателя). Второй конец первичной обмотки соединен с клеммой «ВК», к которой присоединен одноименный вывод добавочного резистора (в катушках, работающих без добавочного резистора, клемма, соединенная со вторым выводом вторичной обмотки, обозначается по-другому, например в катушке Б117 - <<+Б». Она соединяется с положительным выводом аккумуля­торной батареи). Добавочный резистор может крепиться как на самой катушке, так и отдельно от нее. Клемма «ВК-Б» соединяется со вто­рым выводом добавочного резистора и с положительным выводом ак­кумуляторной батареи.

По числу высоковольтных выводов катушки зажигания могут быть одновыводными, двухвыводными и четырехвыводными. Тра­диционные катушки зажигания являются одновыводными. В двухвыводных катушках зажигания каждый из выводов вторичной об­мотки соединяется с соответствующей свечой зажигания (см. рис. 3.22). В четырехвыводных катушках зажигания каждый из выводов вторичной обмотки соединяется с двумя соответствующими свечами зажигания через диоды (см. рис. 3.23).

Искровые свечи зажигания

Искровые свечи зажигания предназначены для воспламенения рабочей смеси в цилиндре двигателя электрической искрой на элек­тродах свечи.

Наибольшее распространение получили свечи с воздушным искро­вым промежутком (рис. 3.6), что объясняется их удовлетворительными рабочими характеристиками и технологичностью. В последнее время в специальных двигателях (роторно-поршневых и газотурбинных) при­меняют комбинированные свечи, где искровой разряд, проходит частично по воздуху, а частично - по поверхности изолятора.

Рис. 3.6. Свеча зажигания открытого типа:

1 - контактная гайка; 2 - стальной стержень; 3 - керамический изолятор;

4 - металлический корпус; 5 - центральный электрод;

6 - боковой электрод; 7 — уплотнительная прокладка;

8 - теплоотводящая шайба; 9 - токопроводящий герметик

Современные свечи зажигания представляют собой неразборную конструкцию, в которой изоляция электродов друг от друга осу­ществляется керамическим изолятором 3 (см. рис. 3.6). Металлический корпус 4 с приваренным к нему боковым электродом 6 имеет в нижней части резьбу для ввертывания свечи в отверстие головки двигателя. Герметичность резьбового соединения обеспечивается уплотнительной прокладкой 7. В корпусе 4 путем завальцовки его верхнего края закреплен керамический изолятор 3 с центральным электродом 5. Вывод этого электрода наружу осуществляется через токопроводящий герметик 9 и стальной стержень 2. Теплоотводящая шайба 8, кроме отвода тепла от изолятора, герметизирует корпус свечи.