Военная Энциклопедия - историко-архивный военно-патриотический портал
военная техникастатьи по устройству ВАТ


Устройство и работа приборов системы зажигания

Катушка зажигания предназначена для преобразования тока низ­кого напряжения в ток высокого напряжения. В системе зажигания ав­томобиля ЗИЛ-131 установлена катушка марки Б118, экранированная, герметическая, закреплена на щите кабины. Катушки зажигания современных автомобилей имеют одинаковое устройство и внешний вид, но отличаются обмоточными данными, способом крепления концов обмоток и наличием или отсутствием дополнительного сопротивления; по этим причинам они не взаимозаменяемые.

схема катушки зажигания

Рис. 71. Катушка зажигания: а - разрез; б - электрическая схема; 1 - штуцер клеммы высокого напряжения; 2 - крышка; 3 - клемма высокого напряжения; 4-контактная пружина; 5 - клемма низкого напряжения; 6 - уплотнительная прокладка; 7 - кожух; 8 - вторичная обмотка; 9 - контактная пластина клеммы высокого напряжения; 10 - кронштейн для крепления; 11- магнитопровод; 12 - изолирующая прокладка; 13 - изолятор; 14 - первичная: обмотка; 15 - сердечник; А - масло

Основными частями катушки зажигания являются: корпус 7 (рис. 71), крышка 2 с выводами, изолятор 13, сердечник 15, магнитопровод 11, первичная обмотка 14, вторичная обмотка 8. Сердечник набран из пластин электротехнической стали, изолированных между собой окалиной для уменьшения вихревых токов, на сердечник одета изоляторная трубка, на которую намотана вторичная обмотка, один конец этой обмотки присоединен к корпусу (массе автомобиля), а второй - к клемме высокого напряжения. Поверх вторичной обмотки надета катушка первичной обмотки, ее концы выведены на крышку и прикреплены к клеммам «ВК» и «Р». Первичная обмотка имеет 250 витков, вторичная обмотка - около 40 тыс. витков, обе обмотки пропитаны смесью парафина с канифолью, для усиления магнитного потока, пронизывающего вторичную обмотку, поверх обмоток установлен кольцевой магнитопровод 11.

Все детали, катушки размещены в стальном штампованном корпусе и изолированы от него снизу фарфоровым изолятором 13, сверху корпус закрывается карболитовой крышкой через резиновую прокладку. Внутренняя полость катушки заполнена трансформаторным маслом, обладающим  изоляционными свойствами и хорошо проводящим теплоту от обмоток на корпус.

Катушка зажигания работает по принципу трансформатора. При прохождении импульса тока низкого напряжения через первичную обмотку в катушке создается магнитный поток, пронизывающий витки вторичной обмотки, в которых наводится высокое напряжение.

Распределитель зажигания служит для управления работой тран­зисторного коммутатора, распределения тока высокой напряжения по свечам в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя, а также для изменения угла опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. В системе зажигания двигателя ЗИЛ-131 установлен экранированный, герметизированный, бесконтактный распределитель Р351. Валик распределителя приводится во вращение от распределительного вала двигателя.

схема распределителя зажигания Р 351

Рис. 72. Распределитель зажигания Р 351: а - общий вид; б - статор датчика; в - ротор и центробежный регулятор датчика; 1 - рычаг установки зажигания; 2 - масленка; 3 -валик; 4 - вывод низкого напряжения; 5 - контактный уголок; 6 - пружина уголка; 7 - вывод высоковольтного провода к катушке зажигания; 8 - крышка экрана; 9 - экран; 10 - крышка распределителя; 11 - ротор-распределитель; 12 -втулка; 13 - статор в сборе: 14 -корпус распределителя; 15 - метка установки зажигания: 16 -регулировочные гайки октан-корректора; 17 - центробежный регулятор в сборе; 18 - концы обмотки; 19 - колодка; 20, 22 - пластины статора 21 - обмотка; 23 - полюсные наконечники ротора; 24 - магнит; 25 -шпонка; 26 - поводковая пластина регулятора; 27 - грузики регуля­тора.

Основными частями распределителя (рис.72) являются: корпус 14, катушка 10, экран 9 с крышкой 6, валик 3, датчик импульсов, центробежный регулятор 17, октан-корректор.

Крышка корпуса изготовлена, из карболита и крепится к корпусу тремя винтами. В ней имеются гнезда, куда оставлены изготовления из латуни центральный и боковые электроды (контакты) для соединения с проводами высокого напряжения. Доступ к этим контактам возможен при снятой крышке 10 экрана, а для доступа к ротору-распределителю 11 необходимо снимать экран 9, закрепленный тремя винтами к корпусу распределителя. Валик 3 вращается в конусе на двух втулках, которые смазываются через масленку 2, сверху на валик установлена втулка 12.

Датчик импульсов предназначен для управления работой транзисторного коммутатора. Этот датчик магнитоэлектрический, состоит статора и ротора. К статору относятся две пластины 20 и 22 и обмотка 21. Пластины статора закреплены в корпусе распределителя. Ротор датчика образует постоянный магнит 24 и два полюсных наконечника 23. Детали ротора при помощи шпонки 25 закреплены на втулке12.

Датчик импульсов работает по принципу генератора переменного тока. При вращении ротора в обмотке статора наводятся импульсы переменного напряжения, которые и подаются к транзисторному ком­мутатору.

Центробежный регулятор служит для автоматического изменения угла опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Углом опережения зажигания называется угол, на который поворачивается коленчатый вал двигателя с момента подачи искры в цилиндр до прихода поршня в ВМТ. В зависимости от режима работы двигателя оптимальный угол опережения зажигания изменяется в широких пределах и составляет 5…50°.

При позднем воспламенении рабочей смеси в камере сгорания (малом угле опережения зажигания) двигатель перегревается, ухудшается его экономичность, снижается мощность. При слишком раннем воспламенении смеси (большем угле опережения зажигания) значительное давление в. цилиндре развивается до прихода поршня в ВМТ, что приводит к снижению мощности двигателя, ускоренному износу кривошипно-шатунного механизма, появлению стуков при работе двигателя.

Величина оптимального угла опережения зажигания зависит от конструктивных особенностей двигателя, частоты вращения коленчатого вала, октанового числа топлива. Центробежный регулятор и учитывает меняющуюся частоту вращения коленчатого вала двигателя.

Центробежный регулятор состоит из двух грузиков 27 с пружинами и шрифтами, поводковой пластины 26, втулки 12. Грузики 27 расположены  на пластине, закрепленной на валике регулятора, и могут поворачиваться относительно осей, установленных в опорной пластине. Поводковая пластин 26 своими прорезями надевается на штифты грузиков и соединяется со втулкой 12, которая при помощи шпонки 25 соединены с кольцевым магнитом 24 датчиков импульсов.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя центробежная сила грузиков возрастает, они расходятся и своими штифтами поворачивают поводковую пластину 26, втулку 12 и магнит 24 в сторону вращения валика-регулятора. Поворот магнита 24 приводит к более раннему образованию управляющего сигнала датчиком импульсов, следовательно, к более раннему появлению искры на свечах зажигания, т.е. к увеличению угла опережения зажигания.

При уменьшении частоты вращения коленчатого вала центробежная сила грузиков уменьшается, пружины сближают грузики, втулка с магнитом поворачивается против, вращения валима регулятора, и угол опережения зажигания уменьшается.

Ротор-распределитель служит для распределения тока высокого напряжения от центрального по боковым электродам крышки. Ротор и крышка образуют распределительные устройства прибора.

Ротор изготовлен из карболита, к нему приклепана латунная разносная пластина, к которой пружиной пожимается угольный контакт 5, установленный в центральном гнезде крышки, этот контакт представляет собой подавительный резистор и служит для уменьшения помех радиоприему. Ротор установлен в верхней части втулки 12, имеющей лыску для правильного расположения ротора. Между пластинами ротора и боковыми электродами крышки должен быть зазор 0,2...0,8мм.

Ток высокого напряжения от катушки зажигания поступает по пр. воду высокого напряжения к центральному электроду, через угольный контакт передается разносной пластине ротора и далее при вращении ротора передается боковым электродом крышки, которые проводами высокого напряжения соединены со свечами зажигания в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя.

Октан-корректор служит для ручной корректировки угла опереже­ния зажигания в зависимости от октанового числа топлива. Октан-корректор расположен внизу конуса регулятора и состоит из двух пластин, винта и двух регулировочных гаек 16. Пластина, имеющая шкалу, прикреплена к блоку цилиндров, а пластина с указателем к корпусу; регулировочными гайками можно повернуть корпус и переменить пластину с указателем на пластине, имеющей шкалу. При перемещении платины на одно деление шкалы корпус регулятора поворачивается на 2° что соответствует изменению угла опережения залегания на 4°. При повороте корпуса по часовой стрелке угол опережения зажигания уменьшается. Октан-корректором можно изменять угол опережения зажигания в пределах +12°. Герметизация распределителя. обеспечивается постановкой резиновых колец в выводы проводов низкого и высокого   напряжения и канавку посадочного хвостовика корпуса.

Для вентиляции внутренней полости корпуса распределителя к нему подсоединяются через конические штуцеры два гибких шланга. Вентиляция распределителя осуществляется воздухом, очищенным воздушным фильтром.

схема бесконтактно-транзисторной системы зажигания

Рис. 73. Схема бесконтактно-транзисторной системы зажигания: 1 - аккумуляторная батарея; 2 - выключатель зажигания; 3 - добавочный резистор; 4 - транзисторный коммутатор; 5 - катушка зажигания; 6 - свеча; 7 - распределитель зажигания.

Транзисторный коммутатор предназначен для коммутации (размы­кания и замыкания) цепи низкого напряжения системы зажигания в соответствии с поступающими к нему сигналами, коммутатор собран на кремниевых транзисторах. Он имеет четыре экранированных штепсельных разъема и один клемный зажим. К разъемам ВК (рис 73.) подсоединяются провода от замка зажигания и клеммы ВК катушки зажигания, к разъему Д, провод от датчика импульсов, к разъему КЗ - от клеммы Р катушки зажигания, через клемный зажим коммутатор соединяется с «массой» автомобиля.

схема устройства аварийного вибратора

Рис. 74. Аварийный вибратор: 1 - контакты; 2 - якорь; 3 - сердечник; 4 - обмотка; 5 - пружина; 6 - конденсатор, 4 - изолирующая втулка; 3, 14 - терморезистор; 6 - каркас; 7 -экранирующий цилиндр; 5 - мостик; 9 - ось; 10, 15, 16, 17-катушки; 11 - постоянный магнит; 12-стяжной винт; 13 - подпятник; 18 - термокомпенсационный резистор; 19 - термобиметаллическая пластина; 20 - изолятор; 21 - выводной зажим; 22, 23 - контакты; 24 - шайба; 25 - корпус.

На рис 73 схема транзисторного коммутатора 4 представлена в упрощенном виде для понимания принципа его действия.

При включении зажигания и неработающем двигателе транзистор Т1 закрыт, так как на его базу не подается потенциал отдатчиков импульсов. К базе транзистора Т2 через резистор R2 и диод Д2 подводится положительный потенциал от аккумуляторной батареи, этот транзистор закрыт и через него проходит ток цепи низкого напряжения: вывод «+» аккумуляторной батареи   1-выключатель зажигания 2 -добавочный резистор 3- две клеммы ВК -обмотка низкого напряжения катушки зажигания 5- диод ДЗ - транзистор Т2- клемма М-вывод «-» аккумуляторной батареи. Сила тока в цепи при неработающем двигателе составляет около 6А.

При вращении коленчатого вала двигателя от датчика импульсов поступают положительные сигналы напряжения на базу транзистора Т1. В момент поступления сигнала транзистор Т1 открывается. Это значит, что теперь ток от замка зажигания через резистор Р2 и транзистор Т1 проходит на корпус коммутатора (массу), минуя диод Д2, и поступает на базу транзистора Т2. Последний закрывается и прерывает ток в цепи низкого напряжения, при этом во вторичной обмотке катушки зажигания возникает электродвижущая сила высокого напряжения. За два Оборота коленчатого вала (один оборот ротора датчика импульсов) на базу транзистора Т1 подается восемь положительных импульсов, вызывающих столько же раз закрытие транзистора Т1 и прерывание тока в первичной обмотке катушки зажигания.

В реальной схеме коммутатора роль транзистора Т2 выполняют ни­сколько транзисторов, что обеспечивает высокий коэффициент усиление сигнала. Стабилитрон Д4 защищает транзистор Т2 от пробоя током самоиндукции первичной обмотки катушки двигателя. Срабатывает он от электродвижущей силы самоиндукции свыше 180В. Стабилитрон Д5 защи­щает коммутатор от чрезмерного напряжения в сети автомобиля (при неработающем регуляторе напряжения). При напряжении свыше 16В происходит пробой стабилитрона Д5 и на базу транзистора Т1 подается положительный потенциал, что приводит к закрытию транзистора Т2 и выключению системы зажигания, уменьшению частоты вращения коленчатого вала двигателя. Тем самым генератор не имеет возможности развивать напряжение более 16В. Цепь, состоящая из резистора R3 и конденсатора С2 обеспечивает надежде искрообразование при прокручивании коленчатого вала рукояткой с малой скоростью. Эта же цепь обеспечивает и выключения цепей зажигания и стартер, поэтому он называется комбинированным. На автомобиле ЗиЛ-131 применен выключатель марки ВК-350 он установлен на переднем щите кабины.

Выключатель зажигания объединен вместе с замком и работает толь­ко в том случае, если в цилиндр замка вставлен индивидуально подобран­ный ключ. Ключ имеет три положения: нейтральное - все выключено, пер­вое положение (поворот направо по часовой стрелке) - включена система зажигания и контрольно-измерительные приборы, второе положение - до­полнительно с аккумуляторной батареей соединяется реле включения стар­тера. Второе положение ключа нефиксируемое.

Свечи зажигания (рис75) преобразуют импульсы высокого напряжения в искровой разряд.

На двигателе ЗиЛ-131 установлены неразборные, гермети­зированные экранированные свечи марки СН307. Такая маркировка не яв­ляется стандартной, а введена заводом для обозначения свечей, применяемых на этом автомобиле.

схема устройства свечи зажигания

Рис. 75. Свеча зажигания: 1 - уплотнительная втулка; 2 - керамическая втулка; 3 - вкладыш; 4 - свеча; 3 - контактное устройство;   - экранирующий шланг.

Свеча зажигания состоит из стального корпуса с резьбой и боковым электродом и изолятора с центральным электродом. Величина зазора между электродами 0,5...0,65 мм. Резьба верхней части корпуса М14х1,25. Свеча СН307 сверху закрыта экраном, к которому с помощью накидной гайки подсоединяется экранирующий шланг провода высокого напряжения. Место соединения уплотняется резиновой втулкой 1. Контакт провода высокого напряжения с центральным электродом свечи осуществляется через керамический вкладыш 3 со встроенным в него сопротивлением от 1000 до 7000 Ом и контактное устройство 5, размещенное в керамической втулке 2.

Свечи работают в сложных условиях. Оптимальная температура нижней части изолятора свечи должна быть 500...6000 С.При меньшей температуре возможно отложение нагара на изоляторе свечи и утечка тока высокого напряжения. При более высокой температуре интенсивно подгорают контакты. При этом возможно также калильное зажигание, когда рабочая смесь воспламеняется не от искры в нужный момент, а от нагретого изолятора свечи. Калильное зажигание недопустимо. Поэтому на автомобиле нужно применять только те свечи, которые рекомендованы заводом-изготовителем, и следить за величиной зазора между электродами свечи. При появлении перебоев в системе зажигания надо проверять величину этого зазора и в случае необходимости устанавливать его нормальную величину.

Фильтр 1 (см. рис 70) и конденсатор 6 предназначены для снижения радиопомех от системы зажигания автомобиля.

Резкое изменения силы тока в этой системе, искрение являются причиной возникновения высокочастотных электромагнитных волн, кото­рые создают помехи и нарушают работу радио и телевизионных аппаратов, установленных на автомобиле и вблизи него. Применение экранированного электрооборудования, установка Специальных фильтров радиопомех и конденсаторов обеспечивает ведение радиоприема без помех.

Провод высокого напряжения марки ПВС7 имеет двухслойную изоляцию и жилу из семи стальных нержавеющих проволочек. Провода заключены в экранирующие герметичные шланги. Установка провода высокого напряжения в гнездо крышки катушки зажигания имеет большое значение для нормальной работы системы зажигания. Провод должен быть введен до упора, исключая появление искрения между наконечником провода и выводом крышки.

Провод низкого напряжения марки ПГВА 1,5 мм2 имеет экранирующую оплетку.

Метки:

© Военная Энциклопедия. Карта сайта. При полном или частичном копировании материалов прямая индексируемая ссылка на сайт «военная-энциклопедия.рф» обязательна. .
Яндекс.Метрика