Устройство аппаратов системы зажигания

Катушка зажигания. Для преобразования тока низкого напря­жения в ток высокого напряжения, обеспечивающий пробой ис­крового промежутка в свечах зажигания, служит катушка зажига­ния. Современные катушки зажигания, вне зависимости от их типа, в основном имеют аналогичное устройство и отличаются обмо­точными данными, схемой соединения обмоток, наличием до­полнительных устройств, конструкцией отдельных узлов и уста­новочными размерами. Наряду с этим, после отказа или ремонта катушек зажигания их следует строго отбирать по типам и уста­навливать только на те модели автомобилей, для которых они раз­рабатывались. Катушка зажигания состоит из цельнотянутого стального кожуха 2 (рис. 11.3), карболитовой крышки Д сердеч­ника 4с первичной 8 и вторичной б обмотками, фарфорового изоля­тора Я пружины 15 и магнитопровода 3, образующего совместно с сердечником магнитную цепь.

Сердечник 4 набран из пластин электротехнической стали тол­щиной 0,5 мм, изолированных одна от другой окалиной для уменьшения вихревых токов, что способствует более быстрому изменению магнитного потока в момент прерывания тока в первич­ной цепи. Сердечник заключен в трубку 5 из электротехнического картона, на которую намотана вторичная обмотка б, имеющая большое число витков (18000 —41000), из медного провода диа­метром 0,Об...0,1 мм.

Для улучшения изоляции слои витков вторичной обмотки от­делены один от другого конденсаторной бумагой. На последний ряд вторичной обмотки накладывают изоляцию 7 из лакоткани и кабельной бумаги, затем наматывает первичную обмотку 8из про­волоки диаметром 0,72... 1,35 мм (200—350 витков). Межслойную изоляцию первичной обмотки делают из кабельной бумаги, а по­следний слой покрывают той же бумагой, но в несколько рядов, после чего на катушку устанавливают магнитопровод 3₉ состоя-

Рис. 11.3. Катушка зажигания:

1 — контактная пластина; 2 — кожух; 3 — магшпопровод; 4 — сердечник; 5,14 — трубки из диэлектрика; 6 — вторичная обмотка; 7 — изоляция из лакоткани; 8 — первичная обмотка; 9 — изолятор катушки; 10 — изолятор резистора; // — рези­стор; 12 — уплотнитсяьное кольцо; 13 — крышка; 15 — пружина; /I — латунная вставка; /7, 19, 20 — боковые клеммы; /I — центральная клемма; 2/ — шинки резистора; ВК — высоковольтная клемма для шинки резистора

ший из двух полуцилиндров, изготовленных из трансформатор* ной стали.

Сердечник 4 от кожуха 2 изолируется с помощью фарфорового изолятора 9 и карболитовой крышки 13, уплотненной резиновым кольцом /2. С помощью контактной пластины 7, пружины 15 и латунной вставки 16 сердечник соединяется с центральной клем­мой 18 высокого напряжения. Контактное сопряжение указанных деталей дополнительно изолируется трубкой 14 из диэлектрика. Во внутреннюю полость катушки заливают трансформаторное масло, что улучшает изоляцию и охлаждение обмоток.

В зависимости от типа каггушки зажигания на карболитовой крышке 13 располагают две или три клеммы низкого и одну высоко­го напряжения. На катушке зажигания Б114-Б и Б116 соответствен­но для контактно-транзисторной и бесконтактно-транзисторной систем зажигания имеются две боковые клеммы, одна с марки­ровкой К, другая без маркировки. Эти клеммы подключают к со-

ответствуюшим клеммам транзисторного коммутатора (см. рис. 11.2) через блок резисторов. В бесконтактной экранированной системе зажигания «Искра» автомобилей ЗИЛ-131Н и ЗИЛ-431917 уста­навливается герметизированная катушка зажигания Б118 с двумя выводами ВК и Р. В отличие от других катушек зажигания один конец ее вторичной обмотки соединен внутри с корпусом катуш­ки. Катушка зажигания работает совместно с датчиком-распреде- лителем 4902.3706, транзисторным коммутатором ТК200-01 и до­бавочным резистором СЭ326. На катушках зажигания Б115, Б117 н других для классической системы зажигания имеются три боко­вые клеммы /7,19и 20(см. рис. 11.3). К клеммам /7и /Р подведены концы первичной обмотки. Вторичная обмотка одним концом со­единяется с первичной, а другой выведен на центральную клем­му 18 высокого напряжения. Между клеммами 17 и 20 включен проволочный добавочный резистор //, установленный в керами­ческом изоляторе 10,: Величина сопротивления резистора колеб­лется в пределах 0,9...8 Ом. Клеммы 18и 19не маркируют, а клеммы /7 и 20; к которым присоединяется резистор 2/, маркируют соот­ветственно ВК и ВК-Б.

Резистор повышает работоспособность катушки зажигания и облегчает пуск двигателя стартером. При малой частоте вращения коленчатого вала двигателя контакты прерывателя находятся сравнительно продолжительное время в замкнутом состоянии, по­этому сила тока в первичной обмотке имеет достаточно высокое значение, резистор нагревается и его сопротивление становится большим (5...6 Ом), вследствие чего уменьшается сила тока и возможность перегрева катушки зажигания. С увеличением час­тоты вращения коленчатого вала время замкнутого состояния контактов сокращается, сила тока уменьшается, резистор осты­вает и его сопротивление понижается. При пуске двигателя стар­тером резистор шунтируется, и ток поступает в первичную об­мотку катушки зажигания, минуя резистор. Поэтому, несмотря на падение напряжения аккумуляторной батареи в момент вклю­чения стартера, сила тока в первичной обмотке катушки зажи­гания и напряжение во вторичной обмотке сохраняют заданные величины.

В контактно-транзисторной системе зажигания смонтирован добавочный блок //резисторов СЭ107 (см. рис.11.2), который со­стоит из двух резисторов. Один из них (поз. 3) постоянно включен в цепь первичной обмотки катушки зажигания Б114-Б, а другой (поз. 4) во время пуска двигателя закорачивается через переход­ной мост клеммы ВК замыканием контактов 1 при включении стартера. Таким образом, компенсируется уменьшение напряже­ния аккумуляторной батареи при питании стартера.

Распределитель зажигания. Для периодического прерывания цепи низкого напряжения и подвода тока высокого напряжения к свечам зажигания в соответствии с порядком работы двигателя служат прерыватель и распределитель, объединенные в один при­бор, который обычно называют распределителем зажигания. Кон­структивно в распределитель зажигания входят центробежный и вакуумный регуляторы, а также октан-корректор, которые обес­печивают корректировку момента зажигания при изменяющихся режимах работы двигателя и в зависимости от октанового числа бензина. Прерыватели-распределители, применяемые в контакт­но-транзисторной и бесконтактной системах зажигания, не име­ют искрогасящего конденсатора.

Широкое распространение получили распределители зажигания 46.3706, работающие с контактно-транзисторными системами за­жигания, установленными на карбюраторных двигателях автомо­билей семейства ЗИЛ.

Распределитель зажигания 46.3706 (рис. 11.4) имеет корпус //, в котором установлены распределитель с прерывателем, привод­ной валик /, инерционный 10 и вакуумный /2 регуляторы, а также

Рис. 11.4. Распределитель зажигания 46.3706: / — приводной валик; 2 — неподвижная пластина; 3 — подвижной диск; 4 — ротор; 5 — крышка с клеммами; б — центральный электрод; 7 — боковые элек­троды; 8 — уголек центрального электрода; 9 — зашел ка крышки; /0, 12 — регуляторы соответственно инерционный и вакуумный; II — корпус; 13 — тяга; 14 — октан-корректор; 15 — эксцентрик; 16 — серповидная пластина; 17 — пластинчатая пружина; 18 — штырь; 19 — рычажок; 20 — текстолитовая колод­ка; 21, 22 — подвижной и неподвижный контакты; 23 — масленка (фияьи); 24 — клемма; 25 — кулачок

 

октан-корректор 14. Приводной валик 7 вращается в двух медно- графитовых втулках, установленных в корпусе. На верхнем конце валика установлена втулка с восьмигранным кулачком 25, кого-? рый смазывается при помощи масленки (филыха) 23.

Прерыватель, размещенный в средней части корпуса, устроен следующим образом. На неподвижной пластине 2 на шарико­подшипнике установлен подвижной диск 3, который может по* ворачиваться вокруг оси кулачка 25тягой 13 вакуумного регулятора. На штыре /<? подвижного диска крепится серповидная пластина 16, на стойке которой расположен неподвижный контакт 22. На этом же штыре помещен изолированный от корпуса рычажок 19 с по­движным контактом 27. На рычажок воздействует пластинчатая пружина 77, вследствие чего контакты стремятся быть постоянно замкнутыми.

Рычажок и подвижной контакт соединены с клеммой 24, к которой присоединяется провод от клеммы первичной обмотки катушки зажигания. При вращении приводного валика 7 контак­ты размыкаются кулачком 25, набегающим своими выступами на текстолитовую колодку 20 подвижного рычажка. Число граней кулачка равно числу цилиндров двигателя, а его частота враще­ния равна частоте вращения распределительного вала. Допусти­мый зазор между контактами прерывателя должен быть в преде­лах 0,35...0,43 мм. Зазор регулируют с помощью эксцентрика 75, который поворачивает серповидную пластину 16 вокруг штыря 18, изменяя тем самым зазор между контактами.

К распределителю тока высокого напряжения относятся кар- болитовая крышка 5 с клеммами для проводов и ротор 4 с токо- разносной пластиной. Крышка крепится к корпусу 77 прерывате­ля защелками Р, а ротор надевается на торец приводного валика и вращается вместе с ним. В гнездо центрального электрода 6 встав­лен провод высокого напряжения, соединяющий через уголек 8 токоразносную пластину ротора 4 с вторичной обмоткой катуш­ки зажигания. В гнезда боковых электродов 7усгановлены провода от свечей зажигания.

В момент размыкания контактов ток высокого напряжения от катушки зажигания поступает к свече через центральный элект­род, угольный контакт, токоразносную пластину ротора, боко­вой электрод и провод свечи зажигания.

Датчтд-распредглштсли 19*3706 ■ 243706. Датчики бесконтакт­но-транзисторной системы зажигания служат для управления тран­зисторным коммутатором, а также для распределения импульсов тока высокого напряжения по свечам и для автоматического регу­лирования момента зажигания в зависимости от частоты враще­ния коленчатого вала и нагрузки двигателя.

Датчик-распределитель 19.3706 устанавливается на четырехцилин­дровых двигателях ЗМЗ-4061, -4063 автомобиля ГАЭ-3302 «ГАЗель»

Рис. 11.5. Датчик-распределитель 24.3706:

 

а — конструкция; 6 — основные части; / — пластина октан-корректора; 2 — корпус; 3 — колпачковая масленка; 4 — вывод; 5 — вакуумный регулятор; 6 - крышка распределителя; 7 — подвижный уголек; & Р — электроды; 10 — токо- разносный бегунок; // — «тулка; статор; /І— опора: /< /б — подшипник! качения;/5 — центробежный регулятор; /7— валик; 18 — подшипник скольже­ния; 19 — шип привода; 20 — метки; 21 — ротор; 22» 24 — фигурные пластини; 2? — обмотка; 25. 27 — полюсные обоймы; 26 — постоянный магнит и ею модификациях, а датчик распределитель 24.3706 устанавли­вается на восьмицилиндровом двигателе ЗМЗ-511 грузового авто­мобиля ГАЗ-3307. В качестве примера рассмотрим датчик-распре­делитель 24.3706 (рис. 11.5). Он включает в себя магнитоэлектри­ческий датчик со статором 12 и ротором 2/, центробежный регу­лятор 15, вакуумный регулятор 5. В нижней части корпуса 2 уста­новлена пластина 1 октан-корректора, служащая для ручной ре­гулировки момента зажигания и крепления датчика-распредсли- теля на двигателе.

Ротор 21 датчика представляет собой многополюсный коль­цевой постоянный магнит 26 с прижатыми к нему с обеих сто­рон восьмиполюсными обоймами 25 и 27, которые жестко зак­реплены на втулке 11. На верхнюю часть втулки установлен токо- разносный бегунок 10 высоковольтного распределителя, а в ниж­ней части втулки имеется паз, который соединяется с выступом другой втулки, жестко закрепленной на поводковой пластине ротора.

Статор /2 датчика имеет обмотку 23, которая заключена в обой­му, образованную фигурными пластинами 22 и 24, соединенными между собой заклепками. При этом в промежутке между зубцами одной пластины входят зубцы другой, образуя систему магнито- провода. Статор имеет один изолированный вывод 4 на корпусе, соединенный с транзистором коммутатора, а второй конец обмот­ки связан с корпусом («масса»). Статор 12 с помощью опор 13 закреплен на подвижной пластине, жестко соединенной с внут­ренней обоймой подшипника 14, а его наружная обойма относи­тельно корпуса 2 закреплена неподвижно. Тяга вакуумного регу­лятора 5 шарнирно соединяется с подвижной пластиной, обеспе­чивая поворот статора относительно ротора.

К распределителю тока высокого напряжения относится кар- болитовая крышка 6 с девятью выводами. В центральном выводе с внутренней стороны установлен подвижный уголек 7 с активным сопротивлением 8... 15 кОм, что способствует подавлению радио­помех. Уголек обеспечивает контакт между центральным выводом и электродом Ртокоразносного бегунка 10. С электродов £ высокое напряжение поступает на восемь выводов по окружности крышки, которые обеспечивают соединение проводов высокого напряже­ния со свечами зажигания.

Привод датчика-распределителя производится через шип 19, который закреплен на валике 17. В корпусе установлена колпачковая масленка 3 для смазывания подшипника 18, валика /7и упорного подшипника качения 16. Для установки начального угла опереже­ния зажигания на статоре и роторе датчика нанесены метки 20. В отличие от классических систем зажигания в бесконтактной си­стеме контролируют не начало размыкания контактов, а момент искрообразования в свече зажигания. Указанные метки должны
совпадать при положении коленчатого вала, соответствующем моменту появления искры в первом цилиндре двигателя.

Свечи зажигявая. Для создания искрового разряда в камерах сгорания бензиновых и газовых двигателей служит свеча зажига­ния. От ее конструкции, а также правильного подбора в значи­тельной мерс зависит надежность работы системы зажигания и двигателя.

Свеча (рис. 11.6, а) состоит из корпуса 4 с боковым электродом центрального электрода 7 с токопроводящим стекло- или тер- могсрметиком Л изолятора 2 с тепловым конусом 9 и герметизи­рующей прокладкой 5. Свеча зажигания устанавливается в головке блока с помощью резьбы на нижней части корпуса, который уп­лотняется с помощью прокладки б. Провод высокого напряжения присоединяется к свече контактной гайкой /. Он может быть снаб­жен наконечником с установленным в нем помсхоподавляющим резистором для устранения радиопомех.

10%-*-

10%

200'С

300 X

400'С

850 *С 100%

Рис. 11.6. Свечи зажигания:

а — горячая; б — холодная; * — температура нагрева различных мест изолятора; / — контактная гайка; 2 — изолятор; 3 — термогерметик; 4 — корпус; 5, б — герметизирующие прокладки; 7 — центральный электрод; 8 — боковой элект­род; 9 — тепловой конус; А — длина теплового конуса

Основной характеристикой тепловых качеств свечей зажига­ния является калильное число, которое определяется на специаль­ной установке, обеспечивающей калильное зажигание рабочей смеси от посторонних источников — перегретых частей свечи,

клапанов, поршня. Калильное зажигание возникает при темпера­туре в пределах 875... 925 *С, что вызывает детонацию топлива, перегрев двигателя и снижение его мощности. Установлен следу­ющий ряд калильных чисел: 8, И, 14, 17, 20, 23, 26. Чем меньше калильное число, тем больше склонность свечи к калильному за­жиганию.

О калильном числе можно судить по длине Л теплового конуса 9 свечи зажигания. Свечи с удлиненным конусом обладают мень­шим калильным числом, так как имеют малую теплопередачу от изолятора к корпусу, поэтому их называют горячими. Свечи с ко­ротким конусом (рис. 11.6, б) имеют большее калильное число, так как лучше отводят теплоту от изолятора, т. е. обладают лучшей теплоотдачей, поэтому их называют холодными. Чем холоднее све­ча, тем выше ее калильное число.

В тепловом балансе свечи (рис. 11.6, в) основная доля теплоты приходится на воспламенение рабочей смеси (20...25 %) и на на­грев теплового конуса 9 (30...35%), температура которого при оптимальном тепловом зазоре между электродами свечи 0,6...0,9 мм может достигать 650 ^#С. Остальная теплота расходуется на нагрев корпуса, изолятора, центрального электрода, температура кото­рых лежит в пределах 200...400'С.

Маркировка свечей. Все свечи отечественного производства имеют неразборную конструкцию с метрической резьбой на вверты­ваемой части корпуса. В условном обозначении свечей принята буквенно-цифровая маркировка, например А11НТ, А20ДВ, М8Т. В такой маркировке первая буква А соответствует резьбе М14 х 1,25 или буква М — резьбе М18* 1,5; одна или две цифры за первой буквой указывают калильное число (11, 20, 8), а буквы, следую­щие за цифрами — длину резьбовой части корпуса: Н «11 мм; Д - 19 мм; В — при наличии выступания теплового конуса изоля­тора за торец корпуса; Т — герметизация термоцементом соеди­нения изолятор—центральный электрод.