Главная | Карта сайта | ДВС | Статьи

Система зажигания и пуска ДВС

ГРМ

Устройство и работа системы зажигания
При повороте ключа в выключателе зажигания в крайнее правое положение ротор выключателя замыкает пластину зажима, и ток от положительной клеммы аккумуляторной батареи идет по цепи низкого напряжения - контакта тягового реле стартера амперметр - зажим AM выключателя зажигания - ротор - пластина - зажим реле стартера - корпус - минусовая клемма аккумуляторной батареи. При прохождении тока по обмоткам тягового реле магнитопровод намагничивается и якорь 22 втягивается, перемещая установленный на штоке контактный диск 21 в направлении замыкания контактов 79 и пружинящей контактной пластины 20 зажима КЗ тягового реле стартера. Через замкнувшиеся контакты 19 и диск 21 ток поступает к стартеру, который приводит в действие системы и механизмы ДВС. Через контакты 19 и 20 и диск 21 ток подводится к зажиму ВК катушки зажигания 14, минуя дополнительный резистор 18. Далее ток проходит по цепи: первичная обмотка катушки 13 — зажим И прерывателя — рычажок 10 — замкнутые контакты 8 и 7 прерывателя — корпус прерывателя — минусовая клемма аккумуляторной батареи. При прохождении тока по первичной обмотке катушки зажигания вокруг нее создается магнитное поле. Вращающийся кулачок прерывателя 6 размыкает контакты 7 и напряжение в первичной обмотке падает, и ее магнитное поле уменьшается. Уменьшающийся магнитный поток пересекает множество витков вторичной обмотки 12 и индуктирует в ней ЭДС.
Из катушки зажигания ток высокого напряжения движется по цепи: центральный привод высокого напряжения — подавительный резистор 5 — контакт крышки распределителя — электрод 4 ротора распределителя - искровой промежуток — боковой электрод крышки 3 — провод высокого напряжения — подавительный резистор 2 свечи — корпус свечи зажигания 1 — минусовая клемма аккумуляторной батареи. Далее аккумуляторная батарея — зажим 19 тягового реле — амперметр — зажим AM — ротор 16 — пластина 17 зажим КС выключателя зажигания — зажим ВКБ — добавочный резистор 18 — зажим ВК — первичная обмотка 13 — вторичная обмотка катушки зажигания.
При размыкании контактов прерывателя в первичном обмотке катушки зажигания возникает ток самоиндукции, который замедляет исчезновение тока в первичной обмотке, что приводит к искрению между контактами прерывателя, вызывает их окисление (нагар) и разрушение. Следует отметить, что замедленное падение напряжения в первичной обмотке препятствует резкому спаду магнитного потока, в результате во вторичной обмотке индуктируется ЭДС, не превышающая 4—6 кВ. Для устранения таких отрицательных явлений параллельно контактам прерывателя подключают конденсатор 9.
ГРМ После пуска двигателя стартер отключается, контакты 19-21 размыкаются. Ток в первичную обмотку катушки зажигания поступает через контакт 11, зажим КЗ замка и дополнительный резистор 18. Дополнительный резистор в зависимости от времени замкнутого состояния контактов прерывателя автоматически регулирует сопротивление первичной обмотки катушки зажигания и силу тока в ней. Тоже происходит при включении стартера, который потребляет ток большой силы, поэтому сила тока в первичной обмотке, а следовательно, и мощность искры снижаются, затрудняя пуск двигателя. Поэтому в момент пуска включатель стартера (контакты 19-21) блокируют резистор 18 и ток в первичную обмотку катушки поступает, минуя его.
Система зажигания сравнительно проста по устройству, но имеет ряд существенных недостатков. Так, при повышении частоты вращения и числа цилиндров двигателя снижается время замкнутого состояния контактов и следовательно, высокое напряжение вторичной цепи. Это ограничивает возрастание степени сжатия и работу двигателей на обедненной смеси, вызывает перебои воспламенения рабочей смеси, снижает их мощность и экономичность. Кроме того, первичный ток большой силы вызывает быстрое обгорание и изнашивание контактов прерывателя, поэтому возникает необходимость в периодической замене (через 30—40 тыс. км) контактов, а также в корректировке угла опережения зажигания.
Для устранения отмеченных недостатков на двигателях автомобилей ЗИЛ-130, TA3-53A и других моделей применяется контактно-транзисторная система зажигания (рис. 27). Транзистор 23 обеспечивает прохождение тока (0,8 А) через контакты) и прерывателя, что способствует повышению их долговечности и дает возможность осуществить управление поступлением рабочего тока большей силы в первичную обмотку 4 катушки 5, вследствие чего в ней индуктируется ЭДС высокого напряжения (17—30 кВ). При включении выключателя зажигания ток от аккумуляторной батареи 17 идет по цепи управления транзистором 23: два добавочных резистора 14 — зажим К транзисторного коммутатора 1 — первичная обмотка 4 катушки 5 зажигания — зажим транзисторного коммутатора 1. Затем ток разветвляется на три параллельные цепи — вторичную обмотку импульсного трансформатора 22, резистор 2 и эмиттер — базу транзистора (Э-Б) 23. Из трех цепей ток поступает в первичную обмотку импульсного трансформатора 22, затем на зажим, замкнутые контакты 11 и 12 прерывателя и через "массу" возвращается в аккумуляторную батарею. При включении стартера контакты 16 тягового реле шунтируют один из резисторов 14, что позволяет повысить силу тока в первичной об-
мотке и напряжение во вторичной цепи при пуске ДВС. В зависимости от частоты вращения кулачка прерывателя 13 и времени замкнутого состояния контактов 11 и 12 прерывателя сила тока управления составляет 0,8-0,3 А. При прохождении тока управления через переход (Э-Б) 23 резко снижается сопротивление переходов эмиттер — коллектор и транзистор открывается, включая цепь низкого напряжения первичной цепи зажигания, которая состоит из аккумуляторной батареи 17, включателя 18 зажигания добавочного резистора 14, первичной обмотки 4 катушки 5 зажигания, электродов Э, Б, К транзистора — зажима М транзисторного коммутатора, корпуса и отрицательного зажима аккумуляторной батареи.
ГРМ В зависимости от частоты вращения сила тока изменяется от 8 до 3 А. Рабочий ток вызывает намагничивание сердечника катушки. При размыкании контактов прерывателя ток управления прерывается, что вызывает повышение сопротивления перехода Э-Б транзистора. Транзистор закрывается и выключает цепь рабочего тока первичной цепи зажигания. Резко уменьшающийся рабочий" ток приводит" к резкому спаданию магнитного потока сердечника катушки, поэтому во вторичной обмотке б индуктируется ЭДС высокого напряжения.
В момент прерывания тока управления во вторичной обмотке 22 импульсного трансформатора индуктируется ЭДС взаимоиндукции, импульс которой противоположно направлен резко уменьшающемуся рабочему току. Поэтому происходит более быстрое запирание транзистора, которое приводит к ускорению разрыва первичной цепи, т. е. к более резкому спаду магнитного потока и индуктированию ЭДС высокого напряжения
(17-30 кВ). Из катушки 5 зажигания ток высокого напряжения через ротор 9, крышку 8 распределителя 10 поступает на свечи зажигания 7. Блок защиты транзистора (диод 20, стабилитрон 19, резисторы 2 и 3-? конденсаторы 15 и 21) предохраняют транзистор от пробоя при повышении ЭДС самоиндукции в первичной обмотке катушки зажигания более 100 В, что может произойти при разрыве цепи высокого напряжения (отъединение высоковольтного провода от прерывателя или свечи, обрыв вторичной обмотки ит. п.).
Повышение высокого напряжения не менее чем на 25% по сравнению с напряжением обычной системы зажигания позволяет увеличить зазор между электродами свечей с 0,7-0,9 до 1,0-1,2 мм. При этом возрастают энергия искрового разряда и длина искры, что облегчает пуск двигателя, улучшает условия сгорания обедненных смесей, повышает приемистость и экономичность двигателя.

Устройство приборов систем зажигания
Прерыватель-распределитель (рис. 28). Он состоит из чугунного корпуса 13, внутри которого установлен приводной валик 12, соединенный через центробежный регулятор с кулачком 5 прерывателя. В нижней части корпуса установлена площадка 7, состоящая из двух дисков, соединенных шарикоподшипником. На поворотном диске закреплены контакты прерывателя. Подвижный контакт с рычагом и молоточком установлен на штыре диска и изолирован от корпуса. К неподвижному контакту подвижный контакт поджимается пластинчатой пружиной. Через клемму к подвижному контакту подводится ток от первичной обмотки катушки зажигания. Неподвижный контакт расположен на серповидной пластине, которая с помощью эксцентрика может перемещаться относительно подвижного контакта, что позволяет осуществить регулировку зазора между контактами в разомкнутом состоянии. Пластина фиксируется винтом 26. Параллельно контактам прерывателя подключен конденсатор емкостью 0,17-0,36 мкФ.
Распределитель тока высокого напряжения. Он состоит из карболитового ротора 4 с латунной пластиной 3, закрепленного на хвостовой части кулачка с лыской 17, карболитовой крышки 2 с контактными гнездами для проводов высокого напряжения и боковыми контактами. Центральное гнездо соединено с токоразносной пластиной ротора с помощью самоподвижного угольного контакта 1.
Крышка распределителя закреплена двумя пружинными зажимами 6.
Центробежный регулятор опережения зажигания (см. рис. 28). Он дает возможность изменить угол опережения зажигания рабочей смеси в зависимости от частоты вращения двигателя. Регулятор состоит из напрессованной на валик 12 пластины и шарнирно установленных на ее осях грузиков 19 со стяжными пружинами 21. Штифты 20 грузиков входят в косые пазы траверсы 18, соединенной с кулачком 5. При повышении частоты вращения силы инерции грузиков возрастают и разводят их преодолевая усилие пружин. Расходящиеся грузики штифтами 20 поворачивают траверсу с кулачками по направлению вращения валика, что обусловливает более быстрое размыкание контактов и зажигание рабочей смеси. При снижении частоты вращения происходит сближение грузиков. Угол опережения зажигания уменьшается.
Вакуумный регулятор угла опережения зажигания (см. рис. 28). Он состоит из корпуса 16, разделенного мембраной 23. С одной стороны мембрана 23 связана тягой 24 с верхним поворотным диском, на котором установлены контакты прерывателя. При увеличении мощности двигателя горючая смесь обогащается, скорость сгорания смеси возрастает. Чтобы смесь сгорала к моменту, когда поршень достигнет ВМТ, воспламенять смесь необходимо позже, т. е. угол опережения зажигания следует уменьшить. Поэтому при возрастании открытия дроссельной заслонки карбюратора разрежение в трубке и перед мембраной 23 соответственно падает, мембрана с помощью пружины 22 прогибается в сторону прерывателя-распределителя; при этом тяга 24 поворачивает диск с контактами в сторону вращения кулачка. Вследствие этого происходит некоторое запаздывание размыкания контактов прерывателя, угол опережения зажигания уменьшается. По мере закрытия дроссельной заслонки разрежение перед мембраной возрастает, под действием атмосферного давления мембрана прогибается, сжимая пружину. Тяга обусловливает поворот диска с контактами прерывателя навстречу вращающемуся кулачку и вызывает увеличение угла опережения зажигания.
Октан-корректор (см. рис. 28). Это приспособление предназначено для установки угла опережения зажигания. Его нижняя пластина 9 со шкалой жестко крепится к блоку двигателя прижимным винтом, а верхняя пластина 10 - к корпусу прерывателя винтом 11. Прорезь в пластине 10 для винта 11 позволяет поворачивать корпус распределителя относительно валика с кулачком, что приводит к изменению момента размыкания контактов прерывателя и зажигания. Поворот корпуса прерывателя осуществляют путем вращения гаек 8.
Стартеры. Основной способ пуска двигателей — с помощью электрического стартера. Стартер (рис. 29) состоит из электрического двигателя, механизма привода зубчатого венца маховика и механизма управления.
При включении стартера ток от аккумуляторной батареи поступает во втягивающую 9 и удерживающую 8 обмотки тягового реле 6. Под действием магнитного поля обмоток якорь 11 втягивается в сердечник реле и посредством пластины 12 поворачивает рычаг привода 13, который с помощью барабана 20 и поводка 18 перемещает шестерню 17 по резьбе вала 16 до упорного кольца 15. Привод отрегулирован таким образом, что только после зацепления шестерни 17 и венца маховика в конце хода якоря 11 контактный диск 5 замкнет клеммы 4; при этом ток от аккумуляторной батареи поступает к электродвигателю стартера. Контактный диск 5 упруго закреплен на штоке 10 (подпружинен); шток проходит через направляющую втулку 7. В начальный момент вращения якоря 3 и вала 16 барабан 20 привода перемещается посредством спирального паза по нижнему пальцу рычага привода 13 вследствие трения ступицы барабана о резьбу вала и отходит от шестерни 17. После пуска двигателя шестерня 77 вращается зубчатым венцом маховика с частотой вращения, значительно превышающей частоту вращения вала 6 якоря, поэтому, навинчиваясь на вал, она выходит из зацепления с венцом маховика. Удар шестерни при ее возврате воспринимается буферной пружиной 79.
При выключении стартера обмотки тягового реле 6 обесточиваются, якорь 77 выходит из сердечника, контакты 4 и 5 размыкаются и отключают аккумуляторную батарею от электродвигателя. Рассмотренный привод способен передавать большие крутящие моменты, и поэтому применяется в стартерах (типа СТ-103) дизелей ЯМЗ.
В стартерах двигателей КамАЗ (СТ-142) применен привод шестерни с храповым механизмом свободного хода. Механизмы привода шестерни стартеров карбюраторных двигателей (СТ-130) имеют роликовые муфты свободного хода. Стартеры карбюраторных двигателей питаются от аккумуляторных батарей напряжением 12 В, а дизелей с большими пусковыми мощностями - напряжением 24 В.
Основные сборочно-регулировочные операции
При выполнении сборочно-регулировочных операций необходимо обеспечить чистоту и надежность соединений контактов. Не допускается использование проводников с поврежденной изоляцией, свечей зажигания и крышек распределителей с трещинами. При замасливании свечей зажигания и защитных наконечников, крышек и роторов распределителей, контактов прерывателей их необходимо протереть чистым бензином. Необходимо проверить надежность соединений (см. рис. 29) крышек коллектора 1, статора 2 и приводной шестерни 14, а также крепление стартера на двигателе.
Момент включения стартера регулируется так, чтобы контактный диск замыкал зажимы тягового реле при определенном зазоре между торцом шестерни и упорным кольцом. Регулировку выполняют изменением длины тяги якоря реле и рычага включения.

Выполняемые работы
Выполнить по указанию преподавателя работу по установке (замене) свечей зажигания.
Порядок установки (замены) свечей зажигания
1. Вывинтить свечу торцовым свечным ключом и снять ее вместе с прокладкой. Надежный сервисный центр урал в Краснодаре: качественный ремонт и любые запчасти.
2. При наличии нагара положить свечи в бензин (ацетон). Через 20— 25 мин очистить нагар стальной щеткой, снова промыть и обдуть свечи сжатым воздухом.
3.         Проверить зазор между электродами (круглым щупом 0,7-0,9 мм), отрегулировать его подгибанием бокового электрода.
4.         Чтобы не было срыва резьбы в свечном отверстии головки, вложить свечу в ключ, а затем вместе с ключом вставить свечу с прокладкой в отверстие для свечи.
5.         Ввернуть свечу рукой и окончательно затянуть ее ключом
Составление отчета
По результатам практического занятия составить отчет в соответствии с указаниями, данными во введении, и ответить на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы
1.         Объясните устройство батарейной системы зажигания и покажите на двигателе (автомобиле) ее элементы.
2.         Каковы особенности работы и устройства контактно-транзисторной системы зажигания?
3.         Каковы основные устройства прерывателя-распределителя? Покажите их на модели разреза.
4.         Объясните и покажите на моделях разрезов различия стартеров карбюраторных двигателей и дизелей.
5.         Каковы основные характеристики системы зажигания и стартера двигателя базовой модели?