Реферат: Система запалювання автомобіля

Робоча суміш у циліндрах карбюраторного двигуна запалюється електричною іскрою, що проскакує між електродами свічки запалю­вання. Повітряний проміжок між електродами свічки має великий електричний опір, тому між ними треба створити високу напругу, щоб виник іскровий розряд. Іскрові розряди мають з'являтися при певному положенні поршнів та клапанів у циліндрах і чергуватися відповідно до встановленого порядку роботи двигуна. Ці вимоги за­безпечуються системою запалювання, що складається з джерел струму (акумуляторна батарея та генератор), котушки запа­ювання 7, переривника 9, розподільника 11, конденсатора 10, сві­чок запалювання 13, вмикача (замка) запалювання 5, проводів висо­кої 12 і низької 3 напруг.

Котушка запалювання слугує для перетворення струму низької напруги (надходить від акумуляторної батареї або генератора) на струм високої напруги. Це підвищувальний трансформатор, первин­ною обмоткою якого проходить переривчастий струм низької напру­ги, а такий самий струм високої напруги виробляється у вторинній обмотці.

Коло низької напруги проходить від позитивного затискача акумуляторної батареї (генератора) через вмикач запалювання, до­датковий резистор, первинну обмотку котушки запалювання й кон­такти переривника на масу автомобіля, а потім на мінусовий за­тискач акумуляторної батареї, після якого замикається на її позитив­ний затискач.

До кола високої напруги входять вторинна обмотка котуш­ки запалювання, розподільник і свічки запалювання, з'єднувальні проводи високої напруги. Котушка складається з осердя 3 з надітою на нього ізольованою втулкою 8, на яку намотуються вто­ринна 4 й поверх неї первинна 5 обмотки, ізолятора 7, карболітевої кришки 2 із затискачами та корпусу з магнітопроводом 6. Зовні на корпусі котушки встановлюють резистор 1, що є додатковим опором (двигуни «Москвич», МеМЗ, ГАЗ-24), який умикається послідовно в коло первинної обмотки і зменшує її нагрівання під час роботи дви­гуна з малою частотою обертання колінчастого вала. На автомобілі ВАЗ котушка запалювання не має додаткового опору.

Коли в первинній обмотці проходить струм низької напруги, осердя намагнічується й навколо обох його обмоток створюється сильне магнітне поле. Після розмикання контактів переривника струм у первинній обмотці припиняється, створене ним магнітне по­ле зникає, перетинаючи витки вторинної обмотки, в якій наводиться ЕРС індукції. Значення цієї ЕРС пропорційне швидкості зміни маг­нітного потоку, що пронизує обмотки котушки. Завдяки великій кількості витків у вторинній обмотці й високій швидкості зникання магнітного поля напруга на вторинній обмотці досягає 20...24 тис. В.

Водночас магнітні силові лінії перетинають витки первинної обмотки в якій індукується ЕРС самоіндукції до 300 В, а також осердя, в якому з'являються вихрові струми, що спричиняють його нагрівання. Для зменшення нагрівання осердя виконують з окремих тонких сталевих пластин, ізольованих одна від одної окалиною.

Коли двигун працює з малою частотою обертання колінчастого вала, тривалість перебування контактів переривника в замкненому стані більша, й струм у первинному колі встигає досягти свого максимуму. В результаті ввімкнений в це коло резистор нагрівається, його опір збільшується, загальний опір первинного кола зростає, а отже сила струму в ньому зменшується, що знижує нагрівання ко­тушки запалювання.

Коли частота обертання колінчастого вала збільшується, тривалість перебування контактів переривника в замкненому стані зменшується, й сила струму в первинній обмотці не встигає досягти максимального значення; тому температура додаткового резистора вияв­ляється меншою, загальний опір первинного кола знижується, внаслідок чого струм у цьому колі трохи підсилюється.

Під час пуску двигуна стартером за допомогою тягового реле до­датковий резистор закорочується, й у первинну обмотку надходить струм більшої сили. Це забезпечує збільшення магнітного потоку й дає змогу дістати вищу напругу у вторинному колі, чим полегшуєть­ся пуск двигуна.

Електрорушійна сила самоіндукції, що наводиться в первинній обмотці котушки запалювання, при розмиканні контактів перерив­ника спричиняє іскріння між ними й намагається підтримати струм у первинному колі, перешкоджаючи швидкому зникненню магніт­ного поля. Внаслідок цього у вторинній обмотці може індукуватися недостатня ЕРС.

Для захисту контактів переривника та збільшення ЕРС у вторин­ній обмотці котушки запалювання паралельно контактам умикаєть­ся конденсатор, який на початку розмикання їх заряджається, завдя­ки чому зменшується іскріння між ними. Після повного розмикання контактів конденсатор розряджається через первинну обмотку ко­тушки запалювання, створюючи в ній імпульс струму зворотного на­пряму. Внаслідок цього прискорюється знищення магнітного поля, що створюється первинною обмоткою, й істотно підвищується ЕРС, яка індукується у вторинній обмотці котушки.

Розподільник запалювання слугує для періодичного розмикання кола низької напруги та розподілу струму високої напруги по свічках запалювання відповідно до порядку роботи двигуна. Він складається з об'єднаних у спільному корпусі переривника струму низької на­пруги й розподільника струму високої напруги.

У розподільнику запалювання Р-118 (автомобіль «Москвич-2140») переривник складається з чавунного корпусу 20, всере­дині якого розміщено приводний валик, з'єднаний через відцентро­вий регулятор з кулачком 10, нерухомого опорного диска та рухомо­го диска 9. Зовні на корпусі закріплено вакуумний регулятор випе­редження запалювання 8 і конденсатор 16. На рухомому диску встановлено: нерухомий контакт 17, з'єднаний з «масою»; рухомий контакт, ізольований від «маси» й з'єднаний провідником з ізольованим затискачем низької напруги 75; фільц 18 для змащування кулач­ка. Нерухомий контакт установлено на спеціальній площадці, яку закріплено на диску гвинтом. Площадка разом із гвинтом може переміщатися ексцентриком, що дає змогу регулювати зазор між контактами. Рухомий контакт за допомогою пластинчастої пружини притискається до нерухомого. Коли валик обертається, кулачок своїми виступами періодично відтискає рухомий контакт, перери­ваючи коло струму низької напруги. Замикаються контакти пластин­частою пружиною. Нормальний зазор між контактами переривника, що перебувають у повністю розімкненому стані, має становити 0,35... 0,45 мм. Кількість виступів на кулачку відповідає кількості циліндрів, а частота обертання валика вдвоє менша від частоти обер­тання колінчастого вала. До корпусу переривника кріпиться вакуум, ний регулятор випередження запалювання 8, діафрагму якого зв'язано з рухомим диском 9.

Розподільник складається з ротора з розносною пластиною 11 карболітової кришки 12 з вивідними бічними затискачами 13 та центральним 14 із контактним вугликом і заглушувальним резисто­ром, що зменшує перешкоди радіоприйманню. Всередині ротора є зріз, за допомогою якого він фіксується в певному положенні на ку­лачку й обертається разом із ним. У гніздо центрального затискача розподільника вставляють провід високої напруги, що йде від ко­тушки запалювання. Від бічних вивідних затискачів проводи приєднуються до свічок запалювання в порядку роботи двигуна в напрямі обертання ротора. Струм високої напруги, що індукується у вторин­ній обмотці котушки запалювання, подається через контактний вуг­лик на пластину ротора, а потім крізь повітряний зазор (0,4... 0,8 мм) — на бічний вивідний затискач і проводом високої напруги — на свічку запалювання. При наступному розмиканні контактів ротор повер­неться, а розносна пластина розташується проти чергового бічного затискача. Аналогічну будову мають розподільники запалювання Р-114Б (автомобіль ЗАЗ-968М) та Р-119Б (автомобіль ГАЗ-24).

На автомобілях ВАЗ установлено розподільник запалювання Р-125 (рис.1), що має вакуумний 4 й відцентровий регулятори. Опорну пластину 7з рухомими тягарцями регулятора встановлено на шліцах верхнього кінця приводного валика під ротором 8. Останній прикріплено до пластин кулачка 16 переривника двома гвинтами. Контакти розташовано на рухомому диску. Для регулювання зазору між ними стояк із нерухомим контактом можна переміщувати за до­помогою викрутки, яку встановлюють у спеціальний паз 20, після ослаблення двох гвинтів 19. Тяга б з'єднує вакуумний регулятор з ру­хомим диском переривника.

Потреба встановлювати в розподільнику прилади, які автомати1 -но регулюють момент запалювання робочої суміші, пояснюється ось чим. Робоча суміш у циліндрах двигуна згоряє дуже швидко (протя­гом 1/500...1/1000 с). Зі збільшенням частоти обертання колінчастого вала швидкість згоряння майже не змінюється, а середня швидкість руху поршня істотно зростає, й за час згоряння суміші поршень встигає набагато відійти від ВМТ. Тому згоряння суміші відбудеться в більшому об'ємі, тиск газів на поршень зменшиться, й двигун не розвиватиме повної потужності.

Це зумовлює необхідність зі збільшенням частоти обертання ко­лінчастого вала запалювати робочу суміш з випередженням (до під­ходу поршня у ВМТ) з таким розрахунком, щоб суміш повністю зго­ріла до моменту переходу поршнем ВМТ (при найменшому об'ємі); тобто робити запалювання більш раннім. Чим вища частота обертан­ня колінчастого вала, тим більшим має бути випередження запалю­вання.

Крім того, за однієї й тієї самої частоти обертання колінчастого вала випередження запалювання має зменшуватися з відкриванням дросельних заслінок і збільшуватися, коли вони закриваються. Це пояснюється тим, що при відкриванні дросельних заслінок збіль­шується кількість пальної суміші, яка надходить у циліндри, й вод­ночас зменшується кількість домішуваних до неї залишкових газів, унаслідок чого підвищується швидкість згоряння робочої суміші. Коли дросельні заслінки закриваються, навпаки, кількість пальної суміші зменшується, а кількість залишкових газів у циліндрах збіль­шується, внаслідок чого швидкість згоряння знижується.