Принцип работы системы зажигания: Как работает система зажигания?

Электронная система зажигания

Электронная система зажигания

В электронной системе зажигания, которая является одной из важнейших составляющих современного автомобиля, ток высокого напряжения создается и распределяется благодаря электронным устройствам. Электронная система имеет множество явных преимуществ, а также позволяет легче запускать двигатель в зимнее время.

Электронная система зажигания представляет собой систему, в которой ток высокого напряжения создается и распределяется за счет электронных устройств. Электронная система зажигания современных автомобилей, осуществляющая управление системами впрыска и зажигания, является важной составляющей системы управления двигателем. На авто самых последних моделей эта же система отвечает за работу впускной и выпускной систем, а также за работу системы охлаждения.

На сегодняшний день на рынке представлены такие системы зажигания, как Bosch, Simos, Motronic, Magneti-Marelli, каждая из которых конструктивно отличается от остальных. В общем же можно сказать, что электронные системы зажигания подразделяются на системы прямого зажигания и системы с распределителем. Последние работают от механического распределителя, который осуществляет подачу тока высокого напряжения на определенную свечу. Если речь идет о системах прямого зажигания, то подача тока в них происходит прямо с катушки зажигания.

Устройство электронной системы зажигания

Любая электронная система зажигания имеет в своем составе такие компоненты, как источник питания, входные датчики и выключатель зажигания, электронный блок управления, воспламенитель, катушку и свечи зажигания. На некоторых системах также имеются провода высокого напряжения.

Входные датчики отвечают за фиксацию текущих параметров работы двигателя, преобразуя их в электрические сигналы. Номенклатура датчиков может незначительно отличаться в зависимости от модели автомобиля.

Электронный блок управления обрабатывает сигналы, поступающие от входных датчиков, воздействуя, в свою очередь, на воспламенитель. Воспламенитель, основой которого является транзистор, — это своеобразная электронная плата, которая включает/выключает зажигание. Когда транзистор открыт, ток идет по первичной обмотке катушки. Если же транзистор закрыт, осуществляется его отсечка, а ток наводится по вторичной обмотке катушки.

Электронная система зажигания может иметь различные катушки: одну общую, индивидуальные или сдвоенные. Общие катушки используются в системах, которые имеют распределитель. Непосредственно на свечу устанавливают индивидуальные катушки, поэтому высоковольтные провода в такой системе не используются.

Сдвоенные катушки применяют в прямых системах зажигания. Если двигатель имеет четыре цилиндра, на 1-ом и 4-ом, а также на 2-ом и 3-ем цилиндрах устанавливают по одной катушке, каждая из которых отвечает за создание тока на двух выводах, именно поэтому искры зажигания одновременно появляются в двух цилиндрах. В одном воспламеняется топливно-воздушная смесь, в другом воспламенение идет вхолостую.

1 — контроллер;
2 — электромагнитный клапан ЭПХХ;
3 — датчик-винт;
4 — датчик температуры охлаждающей жидкости;
5, 6 — индуктивные датчики начала отсчета и угловых импульсов;
7 — катушки зажигания;
8 — свечи зажигания;
9 — выключатель зажигания;
10 — аккумуляторная батарея;
11 — блок предохранителей и реле

Принцип работы

Электронный блок управления реагирует на сигналы датчиков, вычисляя оптимальные параметры для функционирования системы. В первую очередь блок управления воздействует на воспламенитель, подающий напряжение на катушку зажигания, в первичной обмотке которой начинает протекать ток.

Когда напряжение прерывается, ток индуцируется во вторичной обмотке катушки. Прямо с катушки или же по высоковольтным проводам ток отправляется к определенной свече зажигания, в которой образуется искра, воспламеняющая топливно-воздушную смесь.

Если изменяется скорость вращения коленчатого вала, датчик, отвечающий за частоту его вращения, а также датчик, регулирующий положение распределительного вала, отправляют сигналы непосредственно в электронный блок управления, изменяющий угол опережения зажигания.

Если нагрузка на двигатель увеличивается, углом опережения зажигания управляет датчик расхода воздуха. Важную дополнительную информацию о воспламенении и сгорании топливно-воздушной смеси позволяет получить датчик детонации.

Преимущества электронных систем зажигания

Электронные системы зажигания имеют множество преимуществ:

— возможность применения на любых типах карбюраторных двигателей;

— увеличение вторичного напряжения в 1,3-1,5 раза, которое может составлять 20-30 кВ при любом режиме работы двигателя;
— длительный срок службы контактов прерывателя, который может достигать 150 тыс. км и более;
— между электродами свечей зажигания наблюдается увеличенный зазор, достигающий 1-1,2 мм;
— в зимнее время двигатель легче запускается;
— экономия времени при проведении профилактических и регулировочных работ.

Среди недостатков электронных систем зажигания в первую очередь выделяется сложность и высокая стоимость системы, но все недостатки компенсируются вышеперечисленными преимуществами.

Другие статьи

#Бачок ГЦС

Бачок ГЦС: надежная работа гидропривода сцепления

14.10.2020 | Статьи о запасных частях

Многие современные автомобили, особенно грузовые, оснащаются гидравлическим приводом выключения сцепления. Достаточный запас жидкости для работы главного цилиндра сцепления хранится в специальном бачке. Все о бачках ГЦС, их типах и конструкции, а также о выборе и замене этих деталей читайте в статье.

Системы зажигания. Виды систем зажигания

Для принудительного воспламенения топливовоздушной смеси, поступившей в цилиндр бензинового двигателя, используется энергия искры высоковольтного электрического разряда, возникающего между электродами свечи зажигания. Системы зажигания предназначены для того, чтобы увеличить напряжение автомобильной аккумуляторной батареи до величины, необходимой для возникновения электрического разряда и, в требуемый момент, подать это напряжение на соответствующую свечу зажигания. Сведём основные системы в таблицу и опишем работу таких систем.

Обозначение		Описание
Отечественное	Зарубежное
ксз	KSZ	Классическая контактная с прерывателем-распределителем
ктсз	HKZk, JFU4	Электронная с накоплением энергии в системе и контактным датч.
БТСЗ	HKZi, TSZ-2	Бесконтактная транзисторная с индукционным датчиком
БТСЗ	HKZh, EZK,TZ28H	Бесконтактная транзисторная с накоплением энергии в ёмкости с датчиком Холла
КТСЗ	TSZk	Контактная транзисторная с накоплением энергии в индуктивн.
БТСЗ	TSZi	Бесконтактная транзисторная с накоплением энергии в индуктивности с индукционным датчиком
БТСЗ	TSZh	Бесконтактная транзисторная с накоплением энергии в индуктивности с датчиком Холла
МСУД	VSZ, EZL	Электронная система зажигания статического типа

Подробно рассмотрим работу только использующихся в настоящее время систем зажигания.

В первой блок-схеме отдельно выделен Блок Управления Зажиганием (БУЗ). Раскроем этот прямоугольник и приведём несколько структурных схем построения систем зажигания.

В таких системах датчиком первичных импульсов (датчик вращения) являются контакты механического прерывателя, расположенного в распределителе зажигания(трамблёра), который механически связан коленвалом двигателя через шестерни. Один оборот вала трамблёра осуществляется за два оборота коленвала двигателя. Электрический разряд создаётся при помощи механического прерывателя, приводимого в действие двигателем. Для получения высокого напряжения применяется катушка зажигания. В зависимости от способа размыкания первичной цепи катушки зажигания, по которой проходит большой ток, различают классической батарейное зажигание, транзисторное зажигание и тиристорно-конденсаторное зажигание. В таких системах роль силового реле выполняют контакты прерывателя, транзистор или тиристор.

Рис. Схема контактной системы зажигания: 1 — свечи зажигания, 2 — прерыватель-распределитель, 3 — выступ кулачка, 4 — упор, 5 — аккум. батарея, 6 — генератор, 7 — выключатель зажигания, 8 — катушка зажигания, 9 — конденсатор.

На приведённом выше рисунке показана схема самой простой контактной системы зажигания (КСЗ). Устройство катушки зажигания рассмотрим отдельно, а сейчас напомним, что катушка — это трансформатор с двумя обмотками намотанными на специальный сердечник. Вначале намотана вторичная обмотка тонким проводом и большим количеством витков, а сверху на неё намотана первичная обмотка толстым проводом и небольшим количеством витков. При замыкании контактов первичный ток постепенно нарастает и достигает максимального значения, определяемого напряжением аккумуляторной батареи и омическим сопротивлением первичной обмотки. Нарастающий ток первичной обмотки встречает сопротивление э.д.с. самоиндукции, направленное встречно напряжению аккумуляторной батареи.

Когда контакты замкнуты, по первичной обмотке протекает ток и создает в ней магнитное поле, которое пересекает и вторичную обмотку и в ней индуцируется ток высокого напряжения. В момент размыкания контактов прерывателя как в первичной, так и во вторичной обмотках индуцируется э.д.с. самоиндукции. Согласно закону индукции вторичное напряжение тем больше, чем быстрее исчезает магнитный поток, созданный током первичной обмотки, чем больше отношение чисел витков и чем больше первичный ток в момент разрыва.

Для повышения вторичного напряжения и уменьшения обгорания контактов прерывателя параллельно контактам включают конденсатор.

Ниже представлены осциллограммы электрических сигналов в цепях зажигания.

Рис. Осциллограммы электрических сигналов в цепях зажигания: 1 — первичный ток, 6 — контакты прерывателя разомкнуты, 7 — контакты замкнуты.

При некотором значении вторичного напряжения между электродами свечи зажигания возникает электрический разряд. Из-за возрастания тока во вторичной цепи вторичное напряжение резко падает до, так называемого, напряжения дуги, которое поддерживает дуговой разряд. Напряжение дуги остается почти постоянным до тех пор, пока запас энергии не станет меньше некоторой минимальной величины. Средняя продолжительность батарейного зажигания составляет 1,4 мс. Обычно этого достаточно для воспламенения топливовоздушной смеси. После этого дуга исчезает, а остаточная энергия расходуется на поддержание затухающих колебаний напряжения и тока. Продолжительность дугового разряда зависит от величины запасённой энерги, состава смеси, частоты вращения коленвала, степени сжатия и пр. При увеличении частоты вращения коленвала время замкнутого состояния контактов прерывателя уменьшается и первичный ток не успевает нарасти до максимальной величины. Из-за этого уменьшается запас энергии, накопленной в магнитной системе катушки зажигания и понижается вторичное напряжение.

Отрицательные свойства систем зажигания с механическими контактами проявляются при очень малых и высоких частотах вращения коленвала. При малых частотах вращения между контактами прерывателя возникает дуговой разряд, поглощающий часть энергии, а при высоких частотах вращения вторичное напряжение уменьшается из-за «дребезга» контактов прерывателя. «Дребезг» возникает когда при замыкании контактов подвижный контакт ударяется о неподвижный с энергией, определяемой массой и скоростью подвижного контакта, а затем после незначительной упругой деформации соприкасающихся поверхностей отскакивает, разрывая уже замкнутую цепь. После размыкания, подвижный контакт под действием пружины, снова ударяется о неподвижный контакт Из-за такого «дребезга» контактов уменьшается действительное время замкнутого состояния и, соответственно, энергия зажигания и величина вторичного напряжения.

Контактные системы зажигания перестали справляться со своими функциями при увеличении оборотов двигателей, числа цилиндров, использовании более бедных рабочих смесей. Появилась необходимость применения электронных систем зажигания. Формирование момента ценообразования может осуществляться как обычной контактной группой (КТСЗ), так и с использованием специальных датчиков(бесконтактные системы).

Рис. Схема контактно-транзисторной системы зажигания: 1 — свечи зажигания, 2 — распределитель зажигания, 3 — коммутатор, 4 — катушка зажигания, К — коллектор, Э — эмиттер, Б — база, R — резистор.

Рассмотрим функциональную схему контактнотранзисторной системы зажигания. На рисунке, приведённом рядом показан фрагмент такой схемы. Механические контакты переключают только управляющий ток базы транзистора, который значительно меньше первичного тока, протекающего между эмиттером и коллектором. Для защиты полупроводникового устройства, названного коммутатором, приходилось уменьшать величину э.д.с. самоиндукции в первичной цепи путём снижения индуктивности первичной обмотки. Индуктивность первичной обмотки уменьшается быстрее, чем сё сопротивление. Уменьшается э.д.с. самоиндукции и меньше препятствует увеличению первичного тока.

Из-за уменьшения индуктивности первичной обмотки и величины э.д.с. самоиндукции для получения неизменного вторичного напряжения увеличивают и коэффициент трансформации катушки зажигания.

Изменение скорости нарастания и максимальной величины первичного тока в классической и транзисторной системах зажигания представлено наследующем графике.

Рис. График: 1 — транзисторное зажигание, 2 — катушечное зажигание, 3 — момент размыкания

Поскольку контакты прерывателя находятся под напряжением только аккумуляторной батареи, то образующаяся при размыкании незначительная дуга позволяет обойтись без конденсатора. Контакты подвержены механическому износу и сохраняется возможность «дребезга».

Отличие электронных систем зажигания состоит в том, что коммутирование и разрыв тока в первичной обмотке катушки зажигания осуществляется не замыканием и размыканием контактов, а открыванием(проводящее состояние) и запиранием (отсечкой) мощного выходного транзистора. Это позволяет увеличить значение тока разрыва до 8 — 10 А, что позволяет в несколько раз увеличить энергию, запасаемую катушкой зажигания. Бесконтактные системы зажигания используют для подачи сигнала различные типы датчиков. Ниже приведём блок-схемы построения систем зажигания.

В приведенных выше системах зажигания коммутатор находится внутри ЭБУ двигателем.

Приведённые выше схемы систем управления зажиганием применяют многокатушечное построение. Катушки могут быть индивидуальными, вставленными в свечной туннель(СОР) с коммутатором встроенным в ЭБУ двигателем. Иногда одна встроенная в свечной туннель катушка обслуживает два цилиндра (к другой свече идёт ВВ провод). Встречаются системы, в которых коммутатор интегрирован в единый МОДУЛЬ ЗАЖИГАНИЯ, причём такой модуль может быть индивидуальным на цилиндр или отдельным блоком обслуживающим все цилиндры. Встречаются системы у которых на свечи одевается единый модуль, объединяющий в себе систему зажигания и датчики вращения и детонации (СААБ, МЕРСЕДЕС). У каждой системы есть свой достоинства и недостатки и только производитель решает какую систему или симбиоз разных систем применить и создать головную боль диагностам и пользователям автомобилей.

Опишем кратко только основные типы датчиков:

• индукционный (генераторного типа)
• датчик Холла (на одноимённом эффекте)
• оптический датчик

Функциональная схема системы зажигания, построенная на использовании индукционного датчика показана рядом.

Рис. Схема системы зажигания с использованием индукционного датчика: 1 — свечи зажигания, 2 — датчик-распределитель, 3 — коммутатор, 4 — катушка зажигания.

Индукционный датчик представляет собой однофоазный генератор переменного тока с ротором на постоянных магнитах, число которых равно числу цилиндров. Мощность выходного сигнала датчика мала, поэтому выходные сигналы предварительно формируются и усиливаются. Обычно такие датчики устанавливаются в распределителе зажигания. В настоящее время такие датчики не применяются.

Часто применяемым датчиком частоты вращения или положения является датчик на эффекте Холла. Рядом приведён фрагмент электросхемы системы зажигания, использующей такой датчик.

Рис. Схема системы зажигания с использованием датчика на эффекте Холла: 1 — свечи зажигания, 2 — датчик Холла, 3 — коммутатор, 4 — распределитель зажигания, 5 — катушка зажигания.

Принцип действия такого датчика основан на изменении выходного сигнала в результате прерывания магнитного потока (экранирование), воздействующего на чувствительный элемент Холла (электросхема с питающим напряжением 5 или 12 В). Расположен обычно в распределителе зажигания, но может быть установлен и в других местах (маркерный диск коленвала или распредвала).

Распространенными являются и оптические датчики (особенно на а\м производства Японии). Принцип действия оптических датчиков основан на периодическом прерывании светового потока, излучаемого светодиодом. Маркерный диск с отверстиями механически связан с механизмом ГРМ. Отверстия на диске проходят мимо излучателя и поток света попадает на фотодиод. После усиления напряжения фотодиода получается напряжение импульсной формы — обычно прямоугольные импульсы.

Разрабатывалась и ранее использовалась тиристорная система зажигания. Энергия для искрового разряда в тиристорных системах накапливается в конденсаторе, а в качестве силового реле применялся тиристор. Катушка зажигания в этих системах не накапливает энергию, а лишь преобразует напряжение. Тиристорные системы применялись на мощных и высокооборотных двигателях. Скорость нарастания вторичного напряжения в тиристорной системе примерное 10 раз больше, чем в классической или транзисторной системах зажигания, поэтому пробой искрового промежутка свечи надёжно обеспечивается даже при загрязненных и покрытых нагаром изоляторах свечи. Сравнивать различные системы зажигания можно по различным характеристикам:

• зависимость вторичного напряжения от частоты вращения коленвала двигателя;
• продолжительность электрического разряда;
• расход мощности;
• надёжность схемы;
• потребность в обслуживании;
• чувствительность к шунтированию искрового промежутка свечи.

На рядом приведённом графике показано изменение вторичного напряжения U2 в зависимости от частоты следования разрядов f для различных систем зажигания.

При тиристорной системе зажигания вторичное напряжение можно считать постоянным во всём диапазоне частот вращения, а наибольшее снижение вторичного напряжения наблюдается в классической системе зажигания. При сравнении потребляемой мощности различными системами, можно констатировать, что электронные системы потребляют значительно большую мощность, чем классическая система. В классической и транзисторной системах зажигания продолжительность электрического разряда почти одинакова (около 1 мс) и является достаточной, а при конденсаторной (тиристорно-транзисторной) очень мала и составляет около 300 мкс.

Рис. Тирристорная система зажигания — график

Наименее чувствительна к шунтированию искрового промежутка свечи тиристорная (конденсаторная) система благодаря быстрому нарастанию вторичного напряжения.

В современных системах управления система зажигания не выделяется, а является частью единой системы управления двигателем. В таких системах используются индивидуальные или парные (работающие на два цилиндра одновременно) катушки зажигания, позволяющие создавать искровой разряд в цилиндре в конкретный вычисленный момент времени. При расчёте момента ценообразования учитывается температура двигателя, состав отработанных газов, скорость движения и другие параметры двигателя, а также учитывается информация полученная по сетевой шине от других электронных блоков управления. Одновременно с моментом искрообразования ЭБУ двигателем управляет моментом открытия впускных и выпускных клапанов, положением дроссельной заслонки, моментом и длительностью впрыска топлива и другими параметрами.

В заключении общего описания принципов построения систем зажигания отметим, что во всех системах используются катушки зажигания для формирования высоковольтного напряжения на электродах свечи зажигания. Более подробно описание процессов, проходящих в ЭБУ зажиганием, коммутаторах, катушках зажигания и формы осциллограмм будут приведены при описании конкретных элементов систем управления. У каждой системы есть свои преимущества и недостатки, поэтому различные разработчики и производители для конкретных систем управления и конкретных двигателей применяют те или иные системы зажигания. Иногда это синтез различных систем.

Система зажигания автомобиля: предназначения, устройство, принцип работы

Система зажигания авто предопределена для создания искрового разряда, распределения его по свечам зажигания и все это в подходящий момент работы мотора. В определенных моделях авто импульсы системы поступают на блок управления с помощью погружного топливного насоса. В дизельных моторах зажигание случается во время впрыска топливной смеси при такте сжатия.

Система зажигания бывает трех типов:

• Контактная. Появление импульсов осуществляется в тот миг, когда контакты находятся в стадии разрыва.
• Бесконтактная. Появлению импульсов способствует коммутатор (генератор импульсов).

• Микропроцессорная. Механизм представляет собой электронный прибор, управляющий моментом воспламенения искры, а также и другими системами транспортного средства.

В двухтактных силовых агрегатах, для работы которых не нужен внешний источник питания, устанавливают системы от магнето. Магнето – это самостоятельное устройство, которое объединяет источник тока и катушку зажигания.

Все эти системы используют единый принцип для своей работы, а отличаются лишь методом образования управляющего импульса.

Строение системы зажигания:

1. Источник питания. Во время запуска двигателя машины источником питания служит аккумулятор, а во время его эксплуатации – генератор авто.
2. Замок зажигания – приспособление, благодаря которому осуществляется передача напряжения. Выключатель (замок зажигания) есть механический либо электрический.
3. Накопитель энергии. Это устройство, главная роль которого в накоплении и преобразовании энергии в достаточном количестве для образования разряда меж электродами свечки зажигания. В устройстве современных автомобилей применяются такие накопители: емкостные, индуктивные. Первый вид накопителя представлен в виде емкости, использующей высокое напряжение для накапливания заряда, который в виде энергии поступает в определенное время на свечку. Второй вид накопителя, то есть накопитель индуктивный имеет вид катушки зажигания. Сначала первичная обмотка подсоединяется к плюсовому полюсу, а через прибор разрыва – к минусовому. Работающее устройство разрыва способствует появлению напряжения самоиндукции в обмотке. Относительно вторичной обмотки, то в ней появляется напряжение в количестве достаточном для того чтобы пробить воздушный зазор свечки.
4. Свечки зажигания. Каждая свеча – это приспособление в виде изолятора из фарфора, накрученного на металлическую резьбу и имеющего два электрода, расположенные в интервале от 0,15 до 0,25 мм один от другого. Первым электродом является центральный проводник, а вторым – резьба металлическая.

5. Система распределения зажигания. Предназначение системы – снабжение в необходимое мгновение энергией свечки зажигания. Она состоит из: распределителя (коммутатора), а также блока управления.

Распределитель зажигания  – это приспособление, распределяющее высокое напряжение по электропроводам, подсоединенным к свечкам цилиндра. Этот процесс может иметь статическую или механическую природу. Статический распределитель не имеет в своей конструкции вращающихся деталей. В этом случае катушка зажигания прикрепляется прямо к свечке, а управление процессом осуществляется не чем иным как блоком управления зажиганием. Силовой агрегат, имеющий четыре цилиндра, будет иметь в своей конструкции и 4 катушки. Высоковольтные провода в этой системе не применяются. Что касается механического распределителя зажигания, то это устройство представлено в виде вала, запуск которого осуществляется при запуске двигателя, а распространение напряжения по проводам осуществляется с помощью специального «бегунка».

Коммутатор – это электронное приспособление, которое применяется для создания импульсов, приводящих в действие автотрансформатор (катушку).

Блок управления системой зажигания существует в виде микропроцессорного механизма, который устанавливает тот момент, когда нужно подать импульс в катушку. При этом учитываются показатели лямбда-зондов, коленвала, распредвала, температурные показатели.

Особенность функционирования

Система зажигания классическая функционирует следующим образом. Кулачки, активировавшиеся с помощью обращения вала привода трамблера, создают «разрыв», передаваемый на первичную обмотку авторансформатора заряд в размере 12 вольт. После исчезновения напряжения в обмотке образовывается ЭДС самоиндукции, а в обмотке вторичной зарождается напряжение в размере около 30 тысяч вольт. Далее высокое напряжение появляется в распределителе, а потом расходится на свечки в том количестве, которое требуется во время периода работы силового агрегата. В этом случае такого напряжения вполне достаточно для того чтобы пробить искровым зарядом зазор воздуха между электродами свечек зажигания.

Для полного перегорания топлива необходим процесс опережения зажигания. Учитывая то, что топливная смесь перегорает не сразу, ее нужно зажечь немного заранее. Миг подачи искры должен быть четко отрегулирован, ведь в случае несвоевременного зажигания может иметь место потеря мощности двигателя, повышенная детонация.

Система зажигания — принцип работы и виды систем зажигания Лада Калина / Lada Kalina (ВАЗ 1118, 117, 1119)

Данная статья описательная и универсальна для всех марок автомобилей

В состав системы зажигания входят узлы и соединительные провода, необходимые для формирования и подачи высокого напряжения на свечи зажигания в заданной последовательности.

ПРИНЦИП РАБОТЫ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ

В состав системы зажигания входят узлы и провода, необходимые для формирования высокого напряжения (до 40 000 В и выше). Во всех системах зажигания на плюсовой вывод катушки зажигания подается напряжение бортовой сети, а ее минусовой вывод через коммутатор подключается на «массу» автомобиля. Когда минусовой вывод катушки зажигания подключен на «массу», через первичную, низковольтную обмотку катушки зажигания течет ток, возбуждающий магнитное поле. При разрыве цепи магнитное поле исчезает, индуцируя во вторичной (высоковольтной) обмотке катушки зажигания высоковольтный импульс. В системах зажигания классической схемы замыкание и размыкание контакта катушки зажигания на «массу» осуществляется механическим прерывателем. В электронных системах зажигания это делает электронный модуль по сигналу магнитоэлектрического датчика, или триггера.

Катушки зажигания

Катушка зажигания — это «сердце» любой системы зажигания. В этой катушке создается высоковольтный импульс за счет электромагнитной индукции. Многие конструкции катушек зажигания состоят из двух отдельных, но электрически соединенных друг с другом, медных обмоток. Другие представляют собой классические трансформаторы — в них первичная и вторичная обмотки полностью изолированы друг от друга (рис. 5.1).

Сердечник (магнитопровод) катушки зажигания набирается из пластин трансформаторного железа (тонких листов магнитомягкого железа). Сердечник увеличивает индуктивную связь между катушками. На наборном сердечнике намотана обмотка, состоящая приблизительно из 20 ООО витков тонкого провода (калибра, примерно, 42-AWG). Эта обмотка

Рис. 5.1. Конструкция катушки зажигания с масляным охлаждением. Обратите внимание на то, что первичная и вторичная обмотки электрически соединены друг с другом. Полярность выводов катушки определяется направлением ее намотки

называется вторичной (повышающей) обмоткой катушки зажигания. Поверх нее намотана обмотка, состоящая приблизительно из 150 витков толстого провода (калибра, примерно, 21-AWG). Эта обмотка называется первичной обмоткой катушки зажигания. Во многих конструкциях катушек зажигания эти обмотки окружены тонким металлическим экраном, изолированы электроизоляционной бумагой и помещены в металлический корпус. Корпус катушки зажигания обычно заполняется трансформаторным маслом с целью лучшего охлаждения. В HEI-системах зажигания компании GM (high-energy ignition — система зажигания с искрой повышенной мощности) используются так называемые Е-катушки, которые по конструкции представляют собой катушку зажигания, намотанную на наборном железном сердечнике Е-образной формы и залитую эпоксидной смолой. Охлаждение Е-катушки — воздушное (рис. 5.2 и 5.3).

Рис. 5.2. Пример Е-катушки зажигания с эпоксидной заливкой и воздушным охлаждением

Как в катушке зажигания создается напряжение 40 киловольт

Напряжение на плюсовой контакт первичной обмотки катушки зажигания поступает с плюсовой клеммы аккумуляторной батареи через замкнутые контакты замка зажигания. Минусовой контакт первичной обмотки замывается на «массу» через электронный модуль управления зажиганием.

Когда эта цепь замкнута, через первичную обмотку катушки зажигания течет ток величиной, примерно, от 3 А до 8 А. Этот ток создает в катушке зажигания мощное магнитное поле. Когда контакт первичной обмотки катушки зажигания на «массу» разрывается, магнитное поле резко убывает, наводя во вторичной обмотке катушки высоковольтный импульс — напряжением от 20 000 В до 40 000 В и током небольшой (от 20 мА до 80 мА) силы. Этот высоковольтный импульс через контакты распределителя зажигания поступает по высоковольтным проводам на свечи зажигания. Чтобы проскочила искра, катушка зажигания должна «зарядиться» от низковольтной первичной сети и снова разрядиться.

 

Рис. 5.4. Схема типичной системы зажигания с электронным прерывателем, в которой используется добавочное сопротивление и механический распределитель зажигания. С целью защиты катушки зажигания от перегрева на пониженных оборотах двигателя во многих электронных системах зажигания вместо добавочного сопротивления используются специальные электронные схемы, которые работают в составе электронного модуля управления зажиганием

Схема, управляющая током первичной обмотки катушки зажигания — подключающая ее к источнику питания и отключающая ее от него, называется первичной цепью системы зажигания. Схема, обеспечивающая формирование и распределение высокого напряжения, создаваемого в высоковольтной обмотке катушки зажигания, называется вторичной цепью системы зажигания (рис. 5.4 и 5.5).

Рис. 5.5. Пример типичной катушки зажигания НЕ1-системы зажигания компании General Motors, установленной в крышке распределителя. При замене катушки зажигания и/или распределителя зажигания обязательно проверьте, чтобы клемма массы была переставлена со старой крышки распределителя на новую. Отсутствие надлежащего контакта с массой может привести к повреждению катушки зажигания. В HEI-системах зажигания используются два варианта катушек зажигания. Первый вариант отличается тем, что выводы первичной обмотки имеют изоляцию красного и белого цвета — он показан на фотографии. Во втором варианте катушка включена в обратной полярности, изоляция выводов — красного и желтого цвета

Работа первичной цепи

Для формирования импульса высокого напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания необходимо замкнуть и разомкнуть цепь первичной обмотки. Замыкание и размыкание первичной цепи зажигания осуществляется силовым транзистором (электронным прерывателем), установленным в электронном модуле управления зажиганием, управление которым, в свою очередь, осуществляется по сигналам различных датчиков:

• Магнитоэлектрический датчик положения ротора распределителя зажигания (импульсный генератор). Этот датчик, установленный в корпусе распределителя зажигания, создает сигнал переменного напряжения, по которому производится переключение транзисторного прерывателя в модуле управления зажиганием (рис. 5.6 и 5.7).

Рис. 5.6. Принцип работы магнитоэлектрического датчика (генератора импульсов). На приведенном внизу рисунке показана типичная осциллограмма выходного напряжения этого магнитоэлектрического датчика. Импульсный сигнал с выхода датчика поступает в электронный модуль управления зажиганием, который разрывает контакт первичной обмотки на «массу» в тот момент, когда напряжение импульса достигает максимума и начинает снижаться (это происходит в тот момент, когда зубец стального зубчатого диска начинает удаляться от катушки датчика)

Рис. 5.7. Импульсный сигнал, поступающий с выхода магнитоэлектрического датчика, управляет работой электронного модуля, который замыкает вывод первичной обмотки катушки зажигания на «массу» и размыкает его, генерируя высоковольтный импульс во вторичной цепи

• Датчик Холла. Установленные в корпусе распределителя зажигания или рядом с коленчатым валом интегральные датчики Холла формируют прямоугольный импульсный сигнал. Импульсный сигнал с выхода датчика, содержащий информацию о положении поршней и скорости вращения двигателя, поступает в модуль управления зажиганием и бортовой компьютер (рис. 5.8 и 5.9).

Рис. 5.8. В интегральном датчике Холла используются металлические дисковые обтюраторы, шунтирующие силовые линии магнитного поля, экранируя от него датчик Холла, изготовленный по микроэлектронной технологии вместе со схемой усиления. Все интегральные датчики Холла формируют прямоугольные импульсы, обеспечивающие очень точную синхронизацию работы модуля управления зажиганием

Рис. 5.9. Зубец обтюратора на вращающемся роторе проходит в зазоре между интегральным датчиком Холла и постоянным магнитом

• Магнитоэлектрические датчики углового положения коленчатого вала. В этих датчиках сигнал формируется за счет изменения напряженности магнитного поля, окружающего катушку датчика. Этот сигнал, содержащий информацию о положении поршней и скорости вращения двигателя, поступает в модуль управления зажиганием и бортовой компьютер (рис. 5.10).

Рис. 5.10. Датчик переменного магнитного сопротивления (VRS) представляет собой катушку индуктивности, намотанную на постоянном магните. Зубцы магнитного обтюратора, закрепленного на коленчатом валу (или распределительном валу), проходя мимо катушки датчика, вызывают изменение напряженности магнитного поля, окружающего ее. Когда выступ обтюратора приближается к катушке, напряженность магнитного поля возрастает, потому что в металле концентрация силовых линий магнитного поля выше, чем в воздухе

• Оптические датчики. Эти датчики бортовой компьютерной системы управления двигателем изготавливаются на основе светодиода и фототранзистора. Вращающийся диск с прорезями (обтюратор) модулирует поток излучения светодиода, в результате чего на выходе фотоприемника появляется импульсный сигнал. В оптических датчиках (обычно устанавливаемых в корпусе распределителя зажигания), как правило, предусматривается два ряда прорезей, что обеспечивает формирование отдельных сигналов для опознавания цилиндров (сигнал низкого разрешения) и прецизионного измерения угла поворота ротора распределителя зажигания (сигнал высокого разрешения) (рис. 5.11).

Рис. 5.11. Оптический датчик-распределитель на шестицилиндровом V-образном двигателе Nissan объемом 3 литра со снятым оптическим экраном (а). Перед установкой ротора датчик закрывают оптическим экраном (6)

Бесконтактные системы зажигания

В системе зажигания с непосредственным подключением катушки зажигания к свечам зажигания — называемой также бесконтактной системой зажигания (DIS) или просто электронной системой зажигания (IE) — распределитель зажигания отсутствует. В этой системе зажигания оба вывода катушки подключены каждый к своему цилиндру, причем цилиндры выбраны так, что их рабочие циклы находятся в про-тивофазе друг с другом (рис. 5.12). Это означает, что искра возникает одновременно в обеих свечах зажигания! Когда в одном из цилиндров (например, №6) идет такт сжатия, в другом цилиндре (№3) — в то же самое время — идет такт выпуска отработанных газов.

Рис. 5.12. В бесконтактной системе зажигания искра возникает одновременно в двух цилиндрах — рабочем, в котором идет такт сжатия, и парном, или оппозитном, в котором в это же самое время идет такт выпуска отработанных газов. В типичном двигателе для возникновения холостой искры в цилиндре, в котором идет такт выпуска, обычно достаточно напряжения от 2 до 3 кВ. Остальная энергия, накопленная катушкой зажигания, расходуется в том цилиндре, в котором идет такт сжатия (типичное напряжение составляет от 8 до 12 кВ)

Оптический датчик-распределитель не любит внешней засветки

Принцип работы оптического датчика-распределителя системы зажигания заключается в импульсном освещении фототранзистора датчика излучением, создаваемом свето-диодом. В конструкции оптического датчика-распределителя зажигания, как правило, между ротором распределителя зажигания и кольцевым оптическим обтюратором, модулирующим поток излучения светодиода, устанавливается оптический экран. Искра, проскакивающая между контактом ротора и контактами высоковольтных проводов в крышке распределителя зажигания в процессе работы распределителя, создает паразитную засветку. Оптический экран защищает оптический датчик от внешней засветки, создаваемой искрением контактов распределителя зажигания.

Если выполняя техническое обслуживание, вы забудете установить оптический экран на место, оптический сигнал датчика из-за внешней засветки будет ослаблен, что может привести к нарушению нормальной работы двигателя. Такую неисправность трудно выявить из-за отсутствия внешних признаков. Не забывайте, что в оптическом датчике-распре-делителе между кольцевым оптическим обтюратором и ротором обязательно должен стоять оптический экран.

Искра, возникающая в такте выпуска, называется холостой искрой, потому что она не выполняет полезной работы, а обеспечивает только замыкание на «массу» вывода вторичной обмотки катушки зажигания. Напряжение, необходимое для пробоя разрядного промежутка свечи зажигания цилиндра №3 (в такте выпуска), находится в пределах всего лишь от 2 кВ до 3 кВ и обеспечивает соединение на землю вторичной цепи зажигания. Остальная энергия, накопленная катушкой зажигания, расходуется в том цилиндре, в котором идет такт сжатия. В каждой паре свечей зажигания одна свеча включена в прямой полярности, а другая — в обратной полярности. Обратная полярность включения не сильно отражается на ресурсе свечи. Но выход из строя одного из высоковольтных проводов или одной из свеч зажигания может привести к неработоспособности сразу двух цилиндров.

ПРИМЕЧАНИЕ

В системе зажигания с механическим распределителем зажигания существуют два разрыва во вторичной цепи зажигания: первый — между контактами ротора и клеммами, установленными в крышке распределителя (находится под атмосферным давлением), и второй — разрядный промежуток между электродами свечи зажигания (находится под повышенным давлением в такте сжатия). В бесконтактной системе зажигания во вторичной цепи также имеются два промежутка: один — разрядный промежуток между электродами свечи зажигания цилиндра, в котором идет такт сжатия, и второй — разрядный промежуток между электродами свечи зажигания цилиндра, в котором идет такт выпуска.

Для управления работой бесконтактной системы зажигания необходим датчик (обычно датчик углового положения коленчатого вала), по сигналу которого осуществляется синхронизация электронного коммутатора высоковольтного напряжения (рис. 5.13).

Рис. 5.13. Функциональная схема типичной бесконтактной (EDIS) системы зажигания четырехцилиндрового двигателя, которой оснащаются автомобили компании Ford. Датчик угла поворота коленчатого вала, называемый датчиком переменного магнитного сопротивления (VRS), передает информацию об угловом положении коленчатого вала и скорости его вращения в модуль управления зажиганием (EDIS). В бортовой компьютер передается преобразованный сигнал — сигнал PIP, по которому осуществляется слежение за синхронизацией системы зажигания. По сигналу PIP компьютер рассчитывает временные параметры синхронизации системы зажигания и передает в модуль управления зажиганием EDIS команду о том, когда подавать высокое напряжение на свечу зажигания. Этот сигнал управления называется командой установки угла опережения зажигания — сигнал SAW

Скорректировать угол опережения зажигания путем перемещения датчика углового положения коленчатого вала невозможно, поскольку он делается нерегулируемым.

 СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ ТИПА «КАТУШКА НА СВЕЧЕ»

В системе зажигания типа «катушка на свече» для каждой свечи зажигания предусмотрена отдельная катушка зажигания (рис. 5.14). В системе зажигания с отдельными для каждой свечи катушками зажигания отсутствуют высоковольтные провода, которые часто являются источниками электромагнитных помех, нарушающих работу бортовой компьютерной системы управления. Бортовой компьютер замыкает минусовой вывод каждой катушки в надлежащий момент.

Рис. 5.14. Система зажигания типа «катушка на свече»

контактная система зажигания, схема контактной системы зажигания

Контактная система зажигания служит для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах бензинового двигателя внутреннего сгорания. Она должна обеспечивать полное сгорание топливовоздушной смеси в цилиндрах.

Контактная система зажигания устройство.

Контактная система зажигания состоит из  катушки зажигания, трамблёра, свечей зажигания и высоковольтных проводов.

Контактная система зажигания принцип работы.

Генератором высоковольтных импульсов является катушка зажигания, которая работает по принципу повышающего трансформатора. Она соединена с контактами прерывателя. При замкнутом состоянии его контактов, по первичной катушке протекает ток, создавая магнитное поле, силовые линии которого пронизывают вторичную обмотку.

После размыкания контактов магнитное поле пропадает, что приводит к появлению тока индукции во вторичной обмотке, равному 16 -18 кВ. В первичной катушке в этот момент образуется ток самоиндукции, равный примерно 300В, направленный в противоположную сторону от прерываемого тока.

Контактная система зажигания отчего зависит вторичное напряжение

Наличие и сила вторичного напряжения зависит от силы и скорости уменьшения тока самоиндукции в первичной обмотке. Именно ток, возникающий в первичной цепи катушки вызывает, искрение и подгорание контактов прерывателя. Для уменьшения этого эффекта, параллельно контакта подключается конденсатор, который заряжается в момент разрыва контактов и разряжается при появлении тока самоиндукции, ускоряя процесс его угасания.

Конденсатор подбирается для системы зажигания индивидуально для каждого типа двигателя. Его ёмкость обычно находятся в диапазоне 0,17 – 0,35мкФ и любое отклонение приводит к снижению вторичного напряжения.

Для воспламенения рабочей смеси достаточно вторичное напряжения равного 8 – 12 к В. Так как при распределении высокого напряжения и при протекании его по проводам и свечам существуют потери, то для надёжной работы системы вторичное напряжение должно быть 16 – 25 к В. Кроме того повышенное напряжение необходимо для воспламенения бедной смеси при неисправности топливной системы.

Ещё на вторичное напряжение влияет время замкнутого и разомкнутого состояния контактов. Эти величины зависят от профиля кулачка прерывателя и величины зазора и подбираются, как и конденсаторы индивидуально для каждого типа двигателя.

Во время эксплуатации при изменении зазора или износе кулачка происходит снижение вторичного напряжения. При уменьшении зазора и как следствие увеличении угла замкнутого состояния контактов, увеличивается искрение и подгорание контактов прерывателя, а так же медленно исчезает ток самоиндукции.

При увеличенном зазоре уменьшается угол замкнутого состояния, что приводит к снижению силы тока первичной обмотке, хотя и уменьшает искрение на контактах.

Вторичное напряжение по высоковольтному проводу передаётся на центральный вывод распределителя зажигания. Ротор (бегунок) распределителя соединён с валом прерывателя через центробежный регулятор опережения зажигания и при вращении соединяет центральный вывод с боковыми электродами, которые соединены со свечами. Центральный вывод распределителя соединён с бегунком через угольный электрод, ток с которого стекает с его бокового контакта на боковые электроды крышки, а с них по высоковольтным проводам к свечам зажигания.

Для снижения потерь тока между бегунком и боковыми электродами зазор между ними всего несколько микрон, поэтому в процессе эксплуатации не стоит скоблить и зачищать боковые контакты, что значительно увеличит зазор и снижение вторичного напряжения.

Контактная система зажигания недостатки.

Контактная система зажигания имеет ряд недостатков. Самый большой из них подгорание контактов, для предотвращение которого необходимо снижение тока первичной обмотки катушки. По этой причине при контактной системе зажигания имеется ограничение вторичного напряжения. Кроме этого при повышении числа оборотов происходит снижение вторичного напряжения, так как снижается время замкнутого состояния контактов. По этой же причине снижается вторичное напряжение при увеличении числа цилиндров. В процессе развития эти недостатки устранялись в других системах, контактно-транзисторной и бесконтактной.

admin 11/02/2012 «Если Вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста выделите это место мышкой и нажмите CTRL+ENTER» «Если статья была Вам полезна, поделитесь ссылкой на неё в соцсетях»

Устройство, принцип действия системы зажигания реферат по транспорту

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГЛАВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ АДМИНИСТРАЦИИ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ ПИСЬМЕННАЯ ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ РАБОТА СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: АВТОМЕХАНИК ТЕМА: Устройство, принцип действия системы зажигания ВЫПОЛНИЛ: Сидоркин М. Н. ПРОВЕРИЛ: Попов Н. И. п. ЧУНСКИЙ ПУ – 31 2002 г. РОЛЬ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА Автомобиль служит для быстрого перемещения грузов и пассажиров по различным типам дорог и местности. Автомобильный транспорт играет важнейшую роль во всех сторонах жизни страны. Без автомобиля невозможно представить работу не одного промышленного предприятия, государственного учреждения строительной организации, воинской части. Значительное количество грузовых и пассажирских перевозок на долю этого транспорта. Легковой автомобиль широко вошёл в быт трудящихся нашей страны, стал средством передвижения, отдыха, туризма. Великое значение автомобиля в Вооружённых Силах. Боевая и повседневная деятельность войск непрерывно связана с использованием автомобильной техники. От её наличия и состояния зависит подвижность маневренность частей, выполнение боевой задачи. Таким образом автомобиль стал неотъемлемым элементом в сложной деятельности Вооруженных Сил и народного хозяйства. Хорошо знать и грамотно эксплуатировать автомобильную технику- долг и почётная обязанность водителей. СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ Система зажигания служит для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя в строго определённые моменты. Воспламенение смеси может быть осуществлено батарейной системой зажигания или от магнето. По способу прерывания тока первичной цепи батарейные системы зажигания подразделяются на контактные, контактно- транзисторные и бесконтактные транзисторные. По исполнению системы зажигания бывают экранированный (ЗИЛ — 131) и неэкранированные (ЗИЛ — 130). Экранируют систему зажигания с целью подавления радиопомех, которые возникают во время работы системы зажигания. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ КОНТАКТНОЙ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ водными клеммами, фарфоровый изолятор 13. Свободное пространство внутри катушки зажигания заполнено трансформаторным маслом, что улучшает изоляцию обмоток и отвод тепла от них на корпус. Первичная и вторичная обмотка выполнены из медного провода диаметром соответственно 1,25 мм и 0.06 мм. Один конец вторичной обмотки соединён с корпусом, а второй – с клеммой 3 высокого напряжения. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ЗАЖИГАНИЯ Распределитель зажигания Р13Д содержит следующие основные детали и узлы: корпус, приводной вал. Прерыватель тока низкого напряжения, распределитель тока высокого напряжения. 13 распределитель зажигания монтируется центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания и октан корректор. В чугунном корпусе в подшипнике из бронзы вращается вал привода кулачка прерывателя, ротора распределителя и центробежного регулятора опережения зажигания. На корпусе имеется маслёнка, изолированная клемма и защёлки. Хвостик вала смещён относи тельно оси вала с целью установки распределителя только в определённом положении. К прерывателю тока низкого напряжения относится: кулачок, неподвижная пластинка и подвижная, стойка неподвижного контакта, рычаг с подушкой, контакты эксцентрик регулировки зазора в контактах. Вращающийся кулачок прерывателя своими выступами набегает на подушку рычага и, отжимает его от неподвижного контакта размыкает первичную цепь. Когда выступ кулачка сходит с подушки рычага, контакты снов замыкаются под действием пластинчатой пружины. Число граней кулачка равно числу цилиндров двигателя. За два оборота коленвала двигателя кулачок совершает один оборот. Шариковый подшипник обеспечивает лёгкость перемещения подвижной пластины под действием вакуумного регулятора. Регулировочным эксцентриком обеспечивает зазор между контактами прерывателя в пределах 0,3-0,4 мм. Зазор более 0,4 мм вызывает перебой в работе двигателя при больших оборотах коленвала, а зазор менее 0,3 вызывает перебой в работе двигателя, при малых оборотах коленвала затруднён пуск двигателя. К распределителю тока высокого напряжения относится: ротор с токорозносной пластиной, крышка распределителя с клеммами для проводов и с угольным электродом для снижения радиопомех. Крышка фиксируется в определенном положение с помощью выступа на ней и паза на корпусе распределителя. ОПЕРЕЖЕНИЯ ЗАЖИГАНИЯ Для получения наибольшей мощности и экономичности двигателя необходимо подавать искру в цилиндр в такой момент, чтобы максимальное давление от сгорания смеси достигалось при нахождении поршня в положения 10-200 после Вмт. Величина оптимального угла опережения зажигания зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя, нагрузки на двигатель, октанового числа топлива и конструктивных особенностей двигателя. Для учёта этих факторов в распределителе зажигания имеются центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания, а также октан корректор. Центробежный регулятор служит для автоматического изменения угла опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Чем больше частота вращения коленвала, тем больше должно быть опережения зажигания и наоборот. Центробежный регулятор помещён внутри корпуса распределителя и включает пластину с грузиками, две пружины и пластину кулачка. неустойчивости и неравномерной работе двигателя, уменьшению его мощности и остановки двигателя при повышенной нагрузки. 2. Катушка зажигания: замыкание первичной обмотки на массу и замыкание вторичной обмотки на первичную замыкание дополнительного резистора на массу, перегорание дополнительного резистора и трещин в крышках и изолятора. 3. Прерыватель распределителя: обгорание или замасливание контактов прерывателя и нарушение нормального зазора между ними, заедание грузиков и ослабление пружин центробежного регулятора, нарушение герметичности вакуумного регулятора, появление трещин в крышке и роторе распределителя и обрыв гибких проводов, соединяющих неподвижный диск с подвижным и рычагом подвижного контакта с зажимом низкого напряжения. Обгорание или замасливание контактов прерывателя вызывает резкое увеличение сопротивление между ними, (в см) из-за чего уменьшается ток в первичной обмотки катушки и снижения мощности искры в свече. Нарушение зазора между контактами прерывателя приводит к ухудшению искрообразования между электродами свечей, и к перебоям в работе двигателя. 4. Контакторы: пробой изоляции, обрыв соединительного провода и плохой контакт между конденсатором и зажимом прерывателя или массой. Неисправность конденсатора вызывает сильное искрение между контактами прерывателя. Техническое обслуживание приборов зажигания при ТО-1 необходимо очистить поверхность приборов зажигания от пыли и грязи, проверить крепление проводов, затяжку всех разъёмов, а также протереть крышку распределителя неэкранированной системы зажигания снаружи и изнутри чистой тряпкой, смоченной в бензине. При ТО-2 надо смазать все точки распределителя зажигания. Смазку производят маслом двигателя. Для смазки вала привода необходимо ввернуть крышку маслёнки на 1-2 оборота; проверить состояния свечей зажигания, при необходимости отчистить их от нагара, проверить с помощью специального щупа зазор между электродами свечи. Через одно ТО-2 следует проверить и отрегулировать зазор между контактами прерывателя при СО необходимости снять распределитель зажигания, разобрать и осмотреть все его элементы, очистить от пыли и грязи, собрать и проверить его работу на стенде. Заполнить смазкой колпачковую масленку. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ НА АВТОТРАНСПРТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ Во всех производственных помещениях необходимо выполнить следующие противопожарные требования: курить только в специально отведённые места, не пользоваться открытым огнём; хранить топливо и керосин в конистрах, не превышающих сменную потребность; не хранить порожную тару из-под топлива и смазочных материалов; проводить туалетную уборку в конце каждой смены; разлитое масло и топливо убирать с помощью песка; собирать использованные обтирочный материалы складывать их в металлический ящик с крышками и по окончанию смены выносить в специально отведённые для этого места. Для оповещения о пожаре служат телефон и пожарная сигнализация. Эффективным и наиболее распространённым средством тушения пожара является вода, однако в некоторых случаях использовать её нельзя. При невозможности тушения водой горячею поверхность засыпают песком, накрывают асбестовым одеялом, используют пенные либо углекислотные огнетушители. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. «Устройство автомобилей» Ю. И. Боровских, Ю. В. Буралёв, К. А. Морозов. 2. «Устройство и эксплуатация автомобилей» В. П. Полосков, П. М. Лещёв, В. Н. Хартанович. 3. «Устройство и техническое обслуживание грузовых автомобилей» В. Н. Карагодин, С. К. Шестопалов 4. «Двигатели внутреннего сгорание. Автомобили, тракторы и их эксплуатация» Г. П. Панкратов.

Лекция общего устройства и принципа работы системы зажигания

Общие устройства и принципы работы бесконтактной и микропроцессорной системы зажигания

 

индуктивности для создания напряжения, при котором, при определённых условиях, на электродах свечей зажигания произойдёт искровой разряд с образованием дугового разряда, продолжительностью до 3 мс. Распределение высоковольтных импульсов по свечам осуществляется без высоковольтного распределителя и чаще всего с использованием индивидуальных и двухвыводных катушек зажигания (для двигателей с чётным числом цилиндров). Такой способ называют статическим распределением.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

РАСПОЛОЖЕНИЕ

Под капотом на крыле или на разделительной панели между двигателем и салоном автомобиля. Иногда непосредственно на двигателе (для двухвыводных катушек). Индивидуальные катушки (СОР) — в свечных шахтах.

бесконтактная система зажигания принцип работы

Бесконтактная система зажигания является конструктивным продолжение контактно-транзисторной системы зажигания. В данной системе зажигания контактный прерыватель заменен бесконтактным датчиком. Бесконтактная система зажигания стандартно устанавливается на ряде моделей отечественных автомобилей, а также может устанавливаться самостоятельно вместо контактной системы зажигания.

Применение бесконтактной системы зажигания позволяет повысить мощность двигателя, снизить расход топлива и выбросы вредных веществ за счет более высокого напряжения разряда (30000В) и соответственно более качественного сгорания топливно-воздушной смеси.

Конструктивно бесконтактная система объединяет ряд элементов, среди которых источник питания, выключатель зажигания, датчик импульсов, транзисторный коммутатор, катушка зажигания, распределитель и конечно свечи зажигания. Распределитель соединен со свечами и катушкой зажигания с помощью проводов высокого напряжения.

В целом устройство бесконтактной системы зажигания аналогично контактной системе зажигания, за исключением датчика импульсов и транзисторного коммутатора.

Датчик импульсов предназначен для создания электрических импульсов низкого напряжения. Различают датчики импульсов следующих типов: Холла, индуктивный и оптический.

Наибольшее применение в бесконтактной системе зажигания нашел датчик импульсов использующий эффект Холла (возникновение поперечного напряжения в пластине проводника с током под действием магнитного поля). Датчик Холла состоит из постоянного магнита, полупроводниковой пластины с микросхемой и стального экрана с прорезями (обтюратора).

Прорезь в стальном экране пропускает магнитное поле и в полупроводниковой пластине возникает напряжение. Стальной экран не пропускает магнитное поле, и напряжение на полупроводниковой пластине не возникает. Чередование прорезей в стальном экране создает импульсы низкого напряжения.

Датчик импульсов конструктивно объединен с распределителем и образуют одно устройство – датчик-распределитель. Датчик-распределитель внешне подобен прерывателю-распределителю и имеет аналогичный привод от коленчатого вала двигателя.

Транзисторный коммутатор служит для прерывания тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания в соответствии с сигналами датчика импульсов. Прерывание тока осуществляется за счет отпирания и запирания выходного транзистора.

Принцип работы бесконтактной системы зажигания

При вращении коленчатого вала двигателя датчик-распределитель формирует импульсы напряжения и передает их на транзисторный коммутатор. Коммутатор создает импульсы тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания. В момент прерывания тока индуцируется ток высокого напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания. Ток высокого напряжения подается на центральный контакт распределителя. В соответствии с порядком работы цилиндров двигателя ток высокого напряжения подается по проводам высокого напряжения на свечи зажигания. Свечи зажигания осуществляют воспламенение топливно-воздушной смеси.

При увеличении оборотов коленчатого вала регулирование угла опережения зажигания осуществляется центробежным регулятором опережения зажигания.

При изменении нагрузки на двигатель регулирование угла опережения зажигания производит вакуумный регулятор опережения зажигания.

Как работает система зажигания

Назначение зажигание система должна генерировать очень высокий вольт возраст от машины 12 вольт аккумулятор , и посылать его по очереди на каждую свечу зажигания, зажигая топливно-воздушную смесь в двигатель с камеры сгорания .

катушка компонент, который производит это высокое напряжение. Это электромагнитное устройство, преобразующее низкое напряжение (LT) Текущий от батареи к току высокого напряжения (HT) каждый раз, когда распределитель контакты размыкателя открыты.

Распределительный блок состоит из металлической емкости с центральным валом, который обычно приводится в движение непосредственно от распредвал или, иногда, коленчатый вал .

В чаше находятся точки размыкания контактов, рычаг ротора и устройство для изменения момент зажигания . Он также несет крышка распределителя .

Крышка распределителя изготовлена ​​из непроводящего пластика, и ток подается на ее центральную часть. электрод проводом HT от центра катушки.

Внутри колпачка есть несколько электродов, часто называемых сегментами, к которым подключаются выводы свечи зажигания, по одному на цилиндр .

Рычаг ротора устанавливается на верхней части центрального вала и соединяется с центральным электродом с помощью металлической пружины или подпружиненный щетка в верхней части крышки распределителя.

Ток входит в колпачок через центральный электрод, проходит к центру плеча ротора через щетку и распределяется по каждой заглушке при вращении плеча ротора.

Когда плечо ротора приближается к сегменту, контактный выключатель размыкается, и ток HT проходит через плечо ротора к соответствующему проводу свечи зажигания.

Контакты-прерыватели установлены внутри распределителя. Они действуют как выключатель , синхронно с двигателем, который отключает и снова подключает 12-вольтный низковольтный (LT) схема к катушке.

Точки открываются кулачками на центральном валу и снова закрываются пружинным рычагом на подвижном контакте.

При закрытых точках ток LT течет от батареи к первичные обмотки в катушке, а затем на землю через точки.

Когда точки открываются, магнитное поле в первичной обмотке схлопывается, и ток высокого напряжения (HT) индуцируется в вторичные обмотки .

Этот ток передается на свечи зажигания через крышку распределителя.

На четырехцилиндровом двигателе четыре кулачка. При каждом полном обороте вала точки открываются четыре раза. Шестицилиндровые двигатели имеют шесть кулачков и шесть электродов в крышке.

Положение точек и корпуса распределителя по отношению к центральному валу можно отрегулировать вручную.

Это изменяет время Искра для получения точной настройки (см. Как работает синхронизация двигателя ).

Дальнейшие изменения происходят автоматически, поскольку частота вращения двигателя изменяется в зависимости от открытия дроссельной заслонки.

В некоторых современных системах зажигания микроэлектроника обеспечивает оптимальную установку опережения зажигания для всех оборотов двигателя и условий его нагрузки (см. Как работает синхронизация двигателя ).

Свечи зажигания вкручиваются в горение камеры в крышка цилиндра .

Ток

HT проходит от каждого сегмента крышки распределителя вниз по выводам вилки к крышкам вилки.

Затем он проходит вниз по центральному электроду, который изолирован по всей его длине, к передней части вилки.

Боковой электрод, подключенный к корпусу вилки, выступает чуть ниже центрального, при этом зазор между ними обычно устанавливается от 0,025 дюйма (0,6 мм) до 0,035 дюйма (0,9 мм).

Система зажигания от батареи Принцип работы и объяснение частей

В настоящее время система зажигания от батареи встречается редко, кроме того, система зажигания старого типа также считается менее эффективной.

Но широко применяемая сейчас электронная система зажигания является результатом разработки аккумуляторной системы зажигания.Таким образом, мы также должны узнать, как работает система зажигания от аккумуляторной батареи, потому что она является основой системы зажигания автомобилей в нынешнюю эпоху.

Если вы ищете полное объяснение системы зажигания батареи, вам повезло, потому что в этой статье мы обсудим ее подробно, но легко понять.

Определение системы зажигания аккумулятора

Система зажигания от батареи — это система зажигания, которая использует батареи в качестве основной энергии. Мы знаем, что функция системы зажигания заключается в том, чтобы запускать сгорание внутри двигателя, для этого система должна подавать искру.

Искры возникают в результате изменения электрической энергии, поэтому свеча зажигания фактически возникает из-за электричества в батарее.

Тогда как аккумулятор на 12 В постоянного тока может вызвать искру на свече зажигания?

Проще говоря, эта искра возникает из-за очень высокого напряжения на свече зажигания. В электричестве высокого напряжения мощность также очень высока, так что мы можем видеть искрящиеся электроны на зазоре свечи зажигания, который составляет всего 0,8 мм.

Более подробная информация будет объяснена ниже.

Детали и функции системы зажигания от аккумуляторной батареи

В систему зажигания от аккумуляторной батареи входят, среди прочего, несколько основных компонентов;

Аккумулятор, это источник энергии для системы зажигания.
Выключатель зажигания, для включения или выключения системы зажигания вручную (с помощью ключа зажигания).
Катушка зажигания — это повышающий трансформатор для увеличения напряжения аккумулятора.
Контактный выключатель — это механизм, отсекающий первичную обмотку катушки зажигания, так что напряжение на вторичной обмотке может значительно возрасти.
Конденсатор, электронный компонент для предотвращения образования искр в автоматическом выключателе.
Распределитель, используемый для разделения вторичной обмотки от катушки зажигания на каждую свечу зажигания, вы можете увидеть распределитель только на автомобильном двигателе (более чем 1-цилиндровый двигатель)
Свеча зажигания — это привод, который может преобразовывать электрическую энергию высокого напряжения в искры.
Высоковольтный провод, в системе зажигания есть два типа проводов, а именно стандартный кабель (12 В) и высоковольтный кабель с большим диаметром, чтобы проводить электричество с напряжением до 20 кВ.

Принцип работы аккумуляторной системы зажигания

Чтобы понять, как работает аккумуляторная система зажигания, вам необходимо понять две основные части. А именно;

Катушка зажигания и контактный выключатель.

Как объяснялось выше, катушка зажигания представляет собой повышающий трансформатор, который может увеличивать напряжение.Но конструкция катушки зажигания не похожа на трансформатор в целом.

Здесь первичная обмотка расположена снаружи, а вторичная обмотка расположена внутри первичной обмотки.

Тогда как катушка зажигания может поднять напряжение с 12 вольт до 20 кВ?

Ответ: из-за магнитного поля вторичная обмотка имеет большее количество витков, поэтому выходное напряжение больше входного. Но почему до 20 кВ?

Это потому, что магнитное поле первичной обмотки не статично, а движется снаружи внутрь, чтобы переместить магнитное поле первичной обмотки, ток в первичной обмотке должен быть внезапно отключен.

Когда ток все еще течет в первичной обмотке, снаружи катушки зажигания формируется магнитное поле. Когда ток в первичной обмотке прекращается, ранее сформированное магнитное поле перемещается внутрь к вторичной обмотке, прежде чем окончательно исчезнет.

Индукция внезапно увеличит напряжение вторичной обмотки, так что оно может быть преобразовано в искры.

Здесь срабатывает контактный выключатель, он служит для отключения первичного тока в соответствии с синхронизацией зажигания.

Разобравшись, как работает катушка зажигания, вы можете увидеть схему ниже.

На приведенной выше схеме есть две схемы

1. Первичная схема

Как объяснено выше, эта первичная схема служит для возбуждения катушки зажигания. Эта схема, если записать, начинается от АКБ — выключатель зажигания — первичная обмотка катушки зажигания — прерыватель контактов — конденсатор — масса.

2. Вторичная схема

Вторичная схема — это последовательная передача электричества высокого напряжения на свечи зажигания для создания искр.

Это от АКБ — выключатель зажигания — вторичная обмотка катушки зажигания — распределитель — свеча зажигания — масса.

Как контактный выключатель может отключать первичный ток в соответствии с синхронизацией зажигания двигателя?

Речь идет только о механизме, мы знаем, что есть клапанный механизм, в котором клапаны двигателя всегда открываются и закрываются в нужное время. Это потому, что есть соединение между коленчатым валом и распределительным валом.

Механизм размыкателя контактов состоит из кулачкового размыкателя и рычага размыкателя.

Кулачковый выключатель соединен с распределительным валом, который также косвенно связан с коленчатым валом. Когда кулачок касается рычага выключателя, точка контакта поднимается, и это приводит к отключению первичного тока.

Между тем, когда кулачок сдвигается, точка контакта снова присоединяется, так что первичный ток снова подключается.

Кулачок разработан таким образом, чтобы всегда касаться рычага прерывателя, когда поршень находится в ВМТ на этапе сгорания. Так что индукция также возникает только в момент зажигания.

Обороты двигателя прямо пропорциональны интервалу зажигания, потому что чем выше частота вращения двигателя, тем быстрее вращается кулачковый выключатель, и это приводит к более быстрому интервалу впуска.

Основы авто, 12-е издание стр. 201

Copyright Goodheart-Willcox Co., Inc. 201 Глава 10 Системы зажигания Цели Изучив эту главу, вы сможете: ✓ Объяснять, почему необходимо увеличить напряжение аккумулятора в системе зажигания. ✓ Опишите первичный контур системы зажигания.✓ Опишите вторичную цепь системы зажигания. ✓ Обобщите основные функции и принципы работы компонентов системы зажигания. ✓ Объясните, как работают различные типы электронных систем зажигания без распределителя. ✓ Объясните понятие угла опережения зажигания. В главах 4, 5 и 6 часто упоминается использование искры для воспламенения топливовоздушной смеси. В этой главе вы получите четкое и краткое описание различных узлов системы зажигания.Обсуждаются теория, конструкция и конструкция деталей. Вы также узнаете, как они объединяются для создания, управления и распределения искры. Перед тем, как начать эту главу, убедитесь, что вы знакомы с материалом главы 8 «Основы электрической системы». Это даст вам базовое введение в электричество и электронику. Такие знания необходимы для понимания систем зажигания. Необходимо высокое напряжение. Для перепрыгивания через искровой промежуток свечи зажигания требуются тысячи вольт.Однако электрическая система транспортного средства вырабатывает максимум около 14,5 вольт и может упасть ниже 12 вольт при запуске двигателя. Поскольку этого напряжения недостаточно для скачка на электродах свечи зажигания, необходим способ повышения напряжения. В современных автомобилях необходимое напряжение на свечах зажигания может превышать 100 000 вольт. Это означает, что исходные 12–14,5 вольт увеличиваются во много раз. Система зажигания разделена на две отдельные цепи: первичный контур и вторичный контур.С середины 1970-х годов во всех системах зажигания автомобилей использовались электронные компоненты для создания и измерения времени искры. Эти системы называются электронными системами зажигания. Компоненты, используемые в первичных и вторичных цепях различных типов электронных систем зажигания, показаны на Рисунке 10-1. Сначала будет рассмотрен первичный контур. Первичная цепь Первичная цепь состоит из батареи, переключателя зажигания, резистора (старые распределительные системы), модуля управления зажиганием и первичных обмоток катушки зажигания.Эти части будут покрыты в том порядке, в котором через них проходит электричество. Напряжение первичной цепи низкое, в пределах 12–14,5 вольт. Проводка в этой схеме покрыта тонким слоем изоляции для предотвращения коротких замыканий. Батарея Чтобы лучше понять работу первичных цепей системы зажигания, мы начнем с батареи и проследим прохождение электричества через систему. Аккумулятор является источником электроэнергии, необходимой для работы системы зажигания.Он накапливает и производит электричество за счет химического воздействия. Когда аккумулятор заряжается, он преобразует электричество в химическую энергию. Когда батарея разряжается (вырабатывает ток), она преобразует химическую энергию в электричество.

Система зажигания без распределителя (автомобиль)

16,5.

Безраспределительное зажигание

16.5.1.

Принцип работы

Система зажигания без распределителя зажигания, широко используемая Ford, включает в себя все функции электронных систем опережения зажигания, за исключением того, что вместо распределителя HT используется специальный тип катушки зажигания.Система обычно используется только на четырех- или шестицилиндровых двигателях, поскольку система управления становится очень сложной для большего количества цилиндров. Работает по принципу потерянной искры. Распределение искры достигается с помощью двух двухсторонних катушек, поочередно запускаемых ЭБУ. Момент зажигания определяется датчиком частоты вращения и положения коленчатого вала, а также путем корректировки нагрузки и других поправок. Когда одна из катушек срабатывает, искра попадает в два цилиндра двигателя: 1 и 4 или 2 и 3.Искра, подаваемая в цилиндр на такте сжатия, воспламеняет смесь как обычно. В то время как искра в другом цилиндре не вызывает никакого эффекта, так как этот цилиндр только завершает свой такт выпуска. Из-за низкой компрессии и наличия выхлопных газов в цилиндре с пропавшей искрой напряжение всего около 3 кВ необходимо для того, чтобы искра преодолела промежуток. Это похоже на напряжение ограничения более обычного плеча ротора. Это не влияет на искру, возникающую в цилиндре сжатия.
Можно отметить, что искра в одном из цилиндров перескакивает от заземляющего электрода к центру свечи зажигания, а в других — от центрального электрода.Это потому, что энергия, доступная от современных систем постоянного энергоснабжения, производит искру подходящего качества в любом направлении. Однако недостатком является то, что свечи зажигания могут изнашиваться быстрее с этой системой.
16.5.2.

Компоненты системы

Система зажигания без распределителя состоит из трех основных компонентов, таких как электронный модуль, датчик положения коленчатого вала и катушка зажигания без распределителя. Во многих системах используется датчик абсолютного давления в коллекторе, встроенный в модуль.Модуль работает почти так же, как электронная система опережения зажигания.
Датчик положения коленчатого вала работает аналогично описанному в предыдущем разделе. Это также датчик сопротивления, расположенный напротив передней части маховика или против реактивного колеса сразу за передним шкивом коленчатого вала. В зубном ряду используется 36-1 зуб, которые расположены с интервалом в 10 градусов, с зазором для 36-го зуба. Отсутствующий зуб находится под углом 90 градусов перед ВМТ для цилиндров 1 и 4.Это исходное положение расположено на фиксированное количество градусов перед ВМТ для расчета момента времени или точки зажигания как фиксированного угла после исходной метки.
Катушка зажигания без распределителя (рис. 16.56) имеет обмотку низкого напряжения, на центральную клемму которой подается напряжение аккумуляторной батареи. Затем соответствующая половина обмотки подключается к земле в модуле. Обмотки высокого напряжения являются отдельными и относятся к цилиндрам 1 и 4 или 2 и 3. На рисунке 16.57 показана типичная катушка зажигания Ford без распределителя.В Citroen 2 CV уже много лет используется двухсторонняя катушка зажигания вместе с контактными выключателями.

Рис. 16.56. Катушка зажигания без распределителя как часть полной системы.

Рис. 16.57. Катушки зажигания без распределителя. A. 2-Искровая катушка. B. Катушка искры 2 x 2.
C. Искровая катушка 3 x 2 (Bosch).

16.5.3.

Диагностика неисправностей

Система зажигания без распределителя отличается высокой надежностью, в частности, потому, что в ней нет движущихся частей.При замене свечей зажигания следует придерживаться стандартного графика обслуживания производителя (часто после 19 200 км эксплуатации). При попытке исследовать диаграммы HT-осциллографа из-за отсутствия главного провода могут возникнуть некоторые проблемы. Этого можно избежать, используя специальный адаптер и по очереди перемещая чувствительный зажим на каждый провод.
Омметр можно использовать для проверки катушки зажигания без распределителя. Сопротивление каждой первичной обмотки должно составлять 0,5 Ом, а вторичной обмотки — от 11 до 16 кОм.Катушка создает напряжение холостого хода более 37 кВ. Провода вилки имеют встроенные фиксаторы для предотвращения попадания воды и проблем с вибрацией. Максимальное сопротивление выводов HT составляет 30 кОм на вывод. За исключением корректировки октанового числа на некоторых моделях, с этой системой невозможно регулирование обслуживания. Эта регулировка включает соединение двух выводов на модуле
для нормальной работы или заземление одного или другого вывода для переключения на другое топливо. Следует соблюдать фактическую процедуру, указанную производителем для каждой конкретной модели.

Рис. 16.58. Поперечное сечение катушки прямого зажигания (Bosch) (1 относится к ступени переключения).

Обычные системы зажигания (автомобили)

16.2.

Обычные системы зажигания

Система скачкообразной искры, используемая сегодня в двигателе внутреннего сгорания, постепенно развивалась через этапы нагрева проволоки, искрового тремблера обрыва, причем каждая ступень
демонстрирует явное улучшение по сравнению с предыдущей версией.Две системы генератора с искровым зажиганием, которые используются сегодня, — это аккумуляторная катушка и магнето, последний предназначен в основном для небольших двигателей, используемых на мотоциклах и газонокосилках.
16.2.1.

Система зажигания с катушкой

В 1908 году система зажигания с индукционной батареей была представлена ​​C.F. Kettering of Delco, но только в середине 1920-х годов она смогла получить коммерческий статус в качестве преемника магнето. До того времени очень немногие автомобили использовали аккумулятор, поэтому магнето было обычным явлением, представляя собой автономный генератор зажигания.С появлением электрического освещения становится необходимым использование батарей. Из-за этого, а также из-за сложности запуска двигателя с магнитным зажиганием была введена индуктивная система аккумуляторной батареи, обычно известная как катушечное зажигание.

Обычные цепи катушечного зажигания.

Схема, показанная на рис. 16.1, предназначена для катушечной системы зажигания с основными компонентами. Сердцем системы является катушка зажигания, которая преобразует низковольтное (LT) питание 12 В, подаваемое аккумулятором, в высокое (HT) с напряжением, необходимым для образования искры на свече зажигания.

Рис. 16.1. Катушечная система зажигания.
Катушка имеет первичную и вторичную обмотки, образующие две полные цепи, составляющие полную систему. Первичная цепь LT питается от батареи, а вторичная цепь HT включает в себя распределитель и свечи зажигания. Конец вторичной обмотки в катушке заземляется, что достигается подключением обмотки либо к клемме катушки LT (обычно отрицательной), либо к дополнительной клемме катушки, которая соединена внешним кабелем с землей.Последняя конфигурация катушки называется изолированной возвратной (IR) катушкой, чтобы отличать ее от типа с общим заземлением (ER), и она необходима на автомобиле, использующем инфракрасную систему.
Контактный выключатель прерывает первичный постоянный ток, чтобы индуцировать высокое напряжение во вторичной обмотке в момент, когда требуется искра. Чтобы получить точную синхронизацию искры, разрыв в первичной цепи должен быть внезапным, и во избежание возникновения дуги на этой критической стадии конденсатор устанавливается «поперек» контактного выключателя.
Работа катушечной системы зажигания основана на принципах взаимной индукции и действия трансформатора. Когда и переключатель зажигания, и контактный прерыватель замкнуты, через первичную обмотку катушки протекает ток силой около 3 А, создавая сильный магнитный поток вокруг обмотки
. Контактный выключатель размыкается в нужный момент кулачком, приводимым в действие со скоростью распределительного вала двигателя, то есть половиной скорости вращения коленчатого вала. Этот разрыв первичной цепи вызывает внезапный коллапс магнитного потока в катушке и индуцирует ЭДС во вторичной обмотке, которая имеет примерно в 60 раз больше витков, чем первичная обмотка.Действие трансформатора в сочетании с эффектом самоиндуцированного напряжения в первичной обмотке увеличивает напряжение до уровня, необходимого для образования искры на свече. Однако с увеличением вторичного напряжения пропорционально уменьшается ток.
Вторичная обмотка подключена к отрицательному выводу катушки LT, благодаря чему первичная и вторичная обмотки расположены последовательно. Это соединение называется подключением автотрансформатора, которое добавляет самоиндуцированную ЭДС в первичной обмотке к взаимно индуцированной ЭДС во вторичной обмотке, обеспечивая более высокий выходной сигнал.
В одноцилиндровом двигателе для передачи высокотемпературного тока непосредственно на свечу зажигания используется хорошо изолированный провод. Но в многоцилиндровом двигателе необходим распределитель, чтобы распределять ток HT на соответствующую свечу зажигания. Распределитель представляет собой поворотный переключатель HT, состоящий из распределителя и ротора, вращающегося со скоростью распределительного вала. Выводы вилки соединены с латунными электродами в крышке, поддерживающими порядок зажигания цилиндров. Вывод из башни змеевика контактирует с угольной щеткой, которая трется о латунный нож, являющийся частью плеча ротора.Механизм автоматического продвижения, установленный рядом с выключателем контактора, изменяет синхронизацию искры в соответствии с частотой вращения двигателя и нагрузкой. Он изменяет синхронизацию зажигания, перемещая кулачок и опорную пластину, на которой установлен прерыватель контактов. Блок, называемый распределителем зажигания, включает в себя распределитель, прерыватель контактов и механизм автоматического продвижения.
16.2.2.

Компоненты катушки зажигания.

Катушка зажигания (рис.16.2) называется генератором импульсов, поскольку он обеспечивает выход HT только тогда, когда требуется искра. Катушка содержит в центре многослойный железный сердечник, вокруг которого намотана вторичная обмотка из примерно 20 000 витков тонкой эмалированной проволоки диаметром 0,06 мм. Поверх этой обмотки размещена первичная обмотка, отделенная от нее слоями лакированной бумаги. Для системы на 12 В первичная обмотка состоит примерно из 350 витков эмалированного провода диаметром 0,5 мм. Лакированная бумага помещается между каждым слоем проволоки для улучшения изоляции.
Для локализации магнитного потока внутри алюминиевого корпуса помещается металлическая оболочка с прорезями, а узел обмотки отделен от корпуса фарфоровой изолирующей опорой и пластиковой герметичной крышкой. Выводы LT в крышке подключены к концам
первичной обмотки. Вторичная обмотка подключена к башне катушки, которая размещена удаленно от выводов LT. Это сводит к минимуму риск выброса высокотемпературного тока на землю или прослеживания его по крышке в присутствии влаги.

Рис. 16.2. Конструкция катушки.
Вспышка возникает, когда напряжение, необходимое для перехода тока HT к земле за пределами цилиндра, ниже, чем напряжение, необходимое для образования искры в цилиндре. Отслеживание происходит, когда ток HT идет альтернативным путем к земле по поверхности изолятора вместо искры на свече. Следы обжигают поверхность и оставляют осадок, который действует как проводник. Поверхности изолятора должны быть непористыми, чтобы избежать трекинга.
Обычно обмотки катушек погружены в масло. Это улучшает изоляцию, преодолевает эффект короны (слабое свечение света вокруг катушки) и уменьшает проблемы с влажностью. Также наличие масла улучшает охлаждение первичной обмотки.

Рис. 16.3. Контактный выключатель в сборе.

Контактный выключатель.

Контактный выключатель представляет собой кулачковый выключатель, который подает сигнал, когда для свечи зажигания требуется импульс HT. Поскольку кулачок вращается с половинной скоростью вращения коленчатого вала, все цилиндры срабатывают за один оборот кулачка.Для 4-тактного двигателя количество кулачков на кулачке такое же, как и количество цилиндров. Компоновка контактного прерывателя в сборе для 4-цилиндрового 4-тактного двигателя показана на рис. 16.3. Два контакта, или точки, изготовлены из сплава вольфрама и стали, чтобы противостоять действию электрического горения. Один из контактов прикреплен к опорной плите, а другие прикреплен к пластиковому блоку, который трется о кулачковой поверхности. Полосовая пружина из нержавеющей стали плотно прижимает пятку блока к кулачку, удерживает контакты замкнутыми, когда пятка свободна от выступа кулачка, а также действует как проводник для прохождения тока.
Кулачок на рисунке расположен в точке, где контакты только что размыкаются, что соответствует моменту возникновения искры. Дальнейшее вращение кулачка расширяет контакты, делая зазор наибольшим; типичный зазор составляет 0,38 мм, который можно проверить с помощью щупа. Изменение контактного зазора изменяет время зажигания. Меньший зазор приводит к тому, что кулачок позже ударяется о пятку контакта, поэтому искра задерживается.
После долгой службы прерывателя контактов было замечено, что металл с одного контакта испарился и переместился на другой контакт, как показано на рис.16.4. Кратер обычно возникает на положительной стороне, которая меняется на противоположную при использовании конденсатора меньшего размера. Электрическое горение приводит к черному окрашиванию контактной поверхности, образуя оксид, устойчивый к току. Когда контакты достигают этой стадии, они требуют замены.
Для преодоления воронки и проблем горения используются различные методы. В одном методе используется контакт на положительной стороне, при этом в центре формируется зацепка. Другой способ использует скользящий контакт (рис. 16.5), где оперативное перемещение опорной плиты делает меньший контакт для перемещения по другому контакту.Это протирочное действие имеет очищающий эффект. Такая конструкция уменьшает точечную коррозию контакта и увеличивает срок его службы до 40 000 км.

Рис. 16.4. Язвы и нагромождения контактов.

Рис. 16.5. Контактный выключатель скользящего типа.

Жить.

Угол, образованный в течение периода «закрыто-открыто», называется фазовым углом или углом зажигания и выражается как 360 / (количество цилиндров). Следовательно, для 4-цилиндрового двигателя этот угол составляет 90 градусов (рис.16.6), 6-цилиндровый двигатель имеет угол 60 градусов, а 8-цилиндровый 45 градусов.
Угол задержки (или угол кулачка) — это угол, перемещаемый кулачком в течение периода закрытия контакта. Измеритель выдержки используется для более точного измерения угла, поскольку этот метод снимает показания во время работы двигателя. Для получения правильного угла задержки размер контактного зазора (в мм) должен находиться в указанных пределах. Однако при ношении блока
это не работает. Увеличение контактного зазора уменьшает угол задержки, что на аналогичную величину увеличивает опережение зажигания.Например, при уменьшении угла остановки с 54 до 51 градус зажигание увеличивается на 3 градуса. Типичный угол остановки для 4-цилиндрового двигателя составляет 54 ± 5 ​​градусов, то есть 49-59 градусов. Угол дуэли зависит от типа распределителя и количества цилиндров двигателя. Влияние задержки на момент зажигания требует, чтобы задержка на каждом выступе кулачка была одинаковой, в противном случае из-за изменения времени между цилиндрами двигатель работает хаотично. Задержка также указывается как задержка в процентах, где угол задержки связан с фазовым углом и рассчитывается как:
Задержка в процентах = (угол задержки / фазовый угол) x 100
Угол задержки в 54 градуса для 4-цилиндрового двигателя имеет процент задержки (54/90 x 100 =) 60%.Это означает, что контакты замыкаются на 60% и размыкаются на 40% во время фазы, в которой возникает искра для одного цилиндра. Контактный зазор и задержка взаимосвязаны. Чем больше зазор, тем раньше контакты размыкаются, тем самым сокращая время ожидания. Следовательно, изменение угла выдержки изменяет синхронизацию зажигания. При изменении угла задержки с 54 до 59 градусов искра возникает на 5 градусов позже.

Конденсатор.

Конденсатор минимизирует образование дуги и, следовательно, ускоряет схлопывание магнитного потока.При вращении кулачка при отключенном конденсаторе на контактах возникает сильная дуга. Если контакты разомкнуты, в первичной цепи генерируется наведенная ЭДС более 400 В, что вызывает скачок искры через контакты при их первоначальном разъединении. Из-за прохождения этого индуцированного тока в форме искры через контакты вместо внезапного падения происходит постепенное падение первичного тока. Эта дуга влияет на скорость схлопывания магнитного потока
и быстро разрушает поверхность контактов.
Конденсатор действует как буферное устройство в цепи зажигания. Конденсатор обеспечивает альтернативный путь для импульсного тока, когда контакты только что разъединились. Вместо того, чтобы прыгать через небольшой контактный зазор, ток течет в конденсатор, заряжая его. Через долю секунды конденсатор разряжается, но к этому времени контактный зазор становится слишком широким, чтобы искра могла перепрыгнуть через него.
Конденсатор подключается параллельно выключателю и размещается рядом с выключателем, чтобы минимизировать индуктивность и сопротивление провода.Цилиндрического типа

Рис. 16.6. Угол пребывания.

Рис. 16.7. Конденсатор. Конденсатор
обычно используется с катушечной системой зажигания (рис. 16.7) и имеет типичную емкость около 0,2 мкФ. В нем используются два свернутых листа металлизированной бумаги, отделенные друг от друга диэлектрическим изолятором. Один лист присоединяется к заземленному контейнеру из алюминиевого сплава, а другой — к изолированному выводу, прикрепленному к «хвостовику».

Автоматический механизм продвижения.

Точная синхронизация искры обеспечивает максимальную мощность и экономичность. Неправильная синхронизация искры по отношению к положению поршня приводит к таким проблемам, как перегрев, появление трещин, повреждение поршня и загрязнение выхлопных газов. Чтобы преодолеть эти проблемы, синхронизация зажигания должна обеспечивать максимальное давление в цилиндре примерно через 12 градусов после ВМТ. Между возникновением искры и достижением максимального давления в цилиндре проходит определенное время. Для конкретного двигателя это время зависит от соотношения воздух-топливо и давления сжатия, которое, однако, регулируется открытием дроссельной заслонки.
Выбор времени для искры, соответствующей скорости. Даже если есть возможность синхронизировать искру, чтобы дать необходимое давление в нужный момент, учитывая только давление и качество смеси, но это время подходит только для одной конкретной скорости. На более высокой скорости коленчатый вал перемещается на больший угол во время горения, поэтому искра должна возникать раньше, а это означает, что зажигание необходимо опережать.
Для требования опережения зажигания двигателя на рис. 16.8A время горения равно 0.004 секунды, и, следовательно, при 1000 об / мин момент зажигания составляет 10 градусов до ВМТ, а максимальное давление составляет 12 градусов после ВМТ. После этой скорости общий период горения составляет 22 градуса. На рисунке 16.8B показано время зажигания для скорости 2000 об / мин. Если предположить, что время горения постоянное и составляет 0,004 секунды, угол поворота коленчатого вала и опережения зажигания будет следующим:

Скорость	Угол при прожиге	Переход от ВМТ
(об / мин)	(градусы)	(градусы)
1000	22	10
2000	44	32
3000	66	54

На практике время горения не остается постоянным, и с учетом изменений требование опережения зажигания показано на рис.16.8C.
Один из типов механизма центробежного продвижения, чувствительного к скорости, представлен на рис. 16.9. Основной принцип работы одинаков для всех остальных типов строительства. Подвижного контакта тип устройства, показанного на фигуре использует два грузиков, шарнирно прикреплен к опорной плите, которая приводится в движение распределительного вала. Профилированная поверхность на ведущей стороне каждого грузика воздействует на кулачок, на котором закреплен кулачок контактного выключателя. Этот кулачок опирается только на приводной шпиндель и приводится в движение грузиками.Две пружины растяжения расположены между опорной пластиной и кулачковой пластины, которые удерживают кулачковую пластину плотно прижатыми к грузиков. Сила пружин контролирует движение грузиков относительно центробежной силы, развиваемой при заданной скорости.

Рис. 16.8. Опережение зажигания. А. 1000 об. / Мин. Б. 2000 об. / Мин. C. Требование опережения зажигания.

Рис. 16.9. Чувствительный к скорости центробежный механизм продвижения.
Как балансиры двигаться наружу с увеличением числа оборотов двигателя, кулачок пластина также перемещается вперед по отношению к опорной пластине в результате чего кулачок, чтобы открыть пункты ранее.Это действие обеспечивает прогрессивное продвижение, соответствующее увеличению скорости, до тех пор, пока не будет достигнут полный ход наилегчайшего веса. Изменение либо силы пружины, либо контура грузика изменяет угол опережения для заданной скорости. На рисунке 16.10 представлена ​​взаимосвязь между продвижением и скоростью. Для типичного механического механизма подачи максимальное продвижение составляет около 46 градусов коленчатого вала.
В некоторых механизмах подачи используются пружины разной прочности, как показано на рис. 16.11. Сильная пружина провисает на своей стойке, тогда как более слабая пружина находится под напряжением.Более слабая пружина препятствует перемещению грузиков наружу только при частоте вращения двигателя около 1000 об / мин. При скорости выше
обе пружины работают вместе. Этот тип конструкции обеспечивает большую скорость продвижения до 1000 об / мин и меньшую скорость продвижения сверх этой скорости.

Рис. 16.10. Типичное продвижение обеспечивается центробежным механизмом продвижения.

Рис. 16.11. Центробежный блок продвижения с пружинами разной силы.
Выбор момента зажигания для соответствия нагрузке.Для повышения экономичности некоторые карбюраторы подают в двигатель слегка слабую смесь при работе с малой нагрузкой, когда автомобиль движется по крейсерскому режиму1. Чтобы компенсировать медленное горение слабой смеси, требуется дополнительное продвижение искры. Понижение давления во впускном коллекторе зависит от нагрузки на двигатель. При небольшой нагрузке депрессия высокая, а при большой нагрузке — очень низкая, так что давление чуть ниже атмосферного. Следовательно, депрессия в коллекторе используется механизмом опережения и карбюратором для определения состояния крейсерского режима.Депрессия в коллекторе или общий термин «вакуум» (но технически неверный) управляет подпружиненной диафрагмой для управления синхронизацией искры.
Типичный вакуумный опорный узел, способный обеспечить опережение коленчатого вала примерно на 13 градусов, показан на рис. 16.12. Мембранная камера этого агрегата установлена ​​сбоку от распределительного устройства и соединена с впускным коллектором резиновым шлангом. Небольшое отверстие на невакуумной стороне диафрагмы выходит в атмосферу.Диафрагма соединена с опорной плитой контакт выключателя через связь. Для продвижения искры опорная пластина перемещается в направлении, противоположном вращению кулачка, так что пятка контактного выключателя перемещается к выступу кулачка.

Рис. 16.12. Контроль вакуума.
Блок опережения вакуума не должен обеспечивать опережение при работе двигателя на холостом ходу, даже если разрежение в коллекторе очень велико. Для этого к карбюратору подсоединяется вакуумная трубка рядом с дроссельной заслонкой.На холостом ходу дроссельная заслонка почти закрыта, поэтому разрежение в коллекторе не может воздействовать на блок опережения (рис. 16.13).

Рис. 16.13. Присоединение вакуумной трубы. A. Крейсерское состояние (легкая нагрузка). B. Медленное рабочее состояние.
При малых открытиях дроссельной заслонки максимальное давление действует на диафрагму, вызывая разницу давлений на диафрагме, которая перемещает ее, преодолевая сопротивление пружины, и ускоряет зажигание. При других отверстиях дроссельной заслонки уменьшенное разрежение обеспечивает опережение в соответствии с условиями цилиндра.На крейсерской скорости внезапное открытие дроссельной заслонки немедленно разрушает депрессию коллектора. Это желательно, потому что подача вакуума замедляет зажигание и противодействует тенденции двигателя к розовому цвету в этих условиях большой нагрузки. На рис. 16.14 показано продвижение, обеспечиваемое устройством подачи вакуума. Клапан задержки / поддержания искры и блок с двумя диафрагмами — это два дополнения из многих, введенных в базовую систему опережения вакуума для соответствия нормам по выбросам выхлопных газов.

Рис. 16.14. Типичное продвижение, обеспечиваемое устройством подачи вакуума.

Клапан задержки / поддержания искры.

Этот клапан двойного назначения может быть установлен одним из двух способов в зависимости от конкретного двигателя. На рисунке 16.15 схематически показаны односторонний клапан и перепускное отверстие для выпуска воздуха. Блок установлен в резиновой трубке между блоком опережения вакуума и карбюратором.
Когда труба A, показанная на схеме, присоединяется к карбюратору, устройство работает как клапан задержки искры, который улучшает управляемость и снижает выбросы за счет задержки полного опережения зажигания до стабилизации топливовоздушной смеси.На некоторых автомобилях

Рис. 16.15. Клапан задержки искры. Устройство
называется системой контроля искры. Когда труба B подсоединена к карбюратору, устройство действует как искроустойчивый клапан, который поддерживает опережение вакуума в течение короткого времени после нажатия на дроссельную заслонку. Хотя клапан мало влияет на работу прогретого двигателя, он обеспечивает значительное улучшение управляемости при холодном двигателе. Таким образом, клапан приспособлен для работы желаемым образом.

Регулятор вакуума с двойной диафрагмой.

Эта система управления обеспечивает уменьшение выбросов выхлопных газов, поскольку она вызывает дополнительное замедление во время замедления двигателя с закрытой дроссельной заслонкой, а также на холостом ходу. Выбросы на холостом ходу улучшаются, если дроссельная заслонка открывается шире, чем обычно, а затем двойная диафрагма замедляет зажигание, чтобы компенсировать увеличение скорости. Устройство (рис. 16.16A) использует вторую диафрагму для управления упором, который ограничивает замедленное движение первой диафрагмы.Давление в коллекторе используется для определения состояния холостого хода, и для этого резиновая трубка соединяет точку, расположенную далеко от дроссельной заслонки карбюратора в коллекторе, со второй камерой диафрагмы.
При работе двигателя на холостом ходу высокое разрежение, действующее на вторую диафрагму, перемещает верхнюю часть влево (рис. 16.16B). В этом положении разрежение коллектора не действует на основную диафрагму, и, следовательно, первичная возвратная пружина удерживает первичную диафрагму напротив подвижного упора, который настроен для получения дополнительного замедления искры.На рисунке 16.16C показано положение диафрагмы, показывающее открытие дроссельной заслонки более чем на четверть. В этом положении основная диафрагма обеспечивает максимальное продвижение.

Рис. 16.16. Регулировка вакуума диафрагмы Duel. А. Система управления. Б. Двигатель на холостом ходу.
C. Частичная нагрузка. D. Полная нагрузка.
На рис. 16.16D показан дроссель в полностью открытом состоянии, и в обеих камерах действует небольшое разрежение, когда обе диафрагмы находятся в возвращенном положении. Сильная вторичная пружина толкает подвижный упор вправо.Если это положение сохраняется, первичная диафрагма опережает искру по сравнению с синхронизацией холостого хода. Однако система центробежного опережения обеспечивает основное управление при высоких оборотах двигателя.

Ротор и крышка распределителя.

Когда цилиндр настроен на зажигание, свечи зажигания многоцилиндрового двигателя подключаются к вторичной обмотке катушки. Распределитель выполняет эту работу через вращающийся рычаг ротора, который передает импульс HT на соответствующие фиксированные электроды в крышке.Когда конец рычага ротора оказывается рядом с электродом крышки, через небольшой воздушный зазор возникает искра, вызванная высоким напряжением. Для передачи тока к свечам зажигания каждый электрод подключается к кабелю с высокой изоляцией.
Вид сверху компоновки распределителя показан на рис. 16.17. Плечо ротора запрессовано в выступ, образованный на кулачке выключателя контактов. Положительный привод достигается на половине частоты вращения коленчатого вала за счет зацепления выступа ротора с прорезью в ведущей втулке. Подпружиненная угольная щетка или ленточная пружина, прикрепленная к рычагу ротора, обеспечивает электрический контакт между центральным выводом со шкворнем и латунным лезвием.
В некоторых конструкциях лопастей ротора электродный конец лопасти выступает в сторону следующего электрода в направлении вращения. Такое расположение снижает риск вращения двигателя
задним ходом. Если коленчатый вал начинает двигаться назад, ротор подает ток высокой температуры на свечу цилиндра, поршень которого находится в области НМТ, а не в положении зажигания.
Колпачок распределителя изготовлен из хрупкого антислеживающего фенольного материала, залитого вокруг неподвижных электродов и кабельных соединений.Колпачок обычно фиксируется с помощью пружинных зажимов с быстрым действием, предотвращающих попадание пыли и воды. Поскольку при искрообразовании образуются коррозионные газы, оксид азота и озон, для предотвращения повреждения металлических поверхностей газами предусмотрена какая-либо форма вентиляции или защиты.

Распределитель зажигания.

В распределителе (рис. 16.18A) размещены прерыватель контактов, механический механизм и механизмы подачи вакуума, а также собственно распределитель HT.Вал поддерживается двумя подшипниками из спеченного железа, а привод от распределительного вала на половинной скорости коленчатого вала передается косозубой шестерней или смещенным кулачком (рис. 16.18B). Распределитель крепится к двигателю с помощью пластины и зажима, прижимного болта или фланца корпуса. Распределитель имеет приспособление для частичного вращения своего корпуса для регулировки момента, а вращение против направления вращения способствует опережению зажигания.

Рис. 16.17. Распределитель на виде в плане.

Фиг.16.18. Дистрибьютор и диски. А. Дистрибьютор. Б. Приводы.

Трос высоковольтный.

В прошлом многожильный медный кабель с резиновым покрытием обычно использовался в качестве кабеля HT. В последнее время вместо резины используется ПВХ, так как он обеспечивает лучшую защиту от масла и воды, но менее эффективен, чем резина, для работы при высоких температурах. Какой бы материал ни использовался, необходимо предотвратить короткое замыкание высокотемпературного тока на землю.
Каждый вывод не должен находиться рядом со всеми низковольтными кабелями и другими выводами HT, чтобы предотвратить проблемы из-за взаимной индукции.Любой путь утечки снижает напряжение, подаваемое на свечу зажигания, что может вызвать затруднения при холодном пуске. Также влага может создавать проблемы, если выводы пористые или когда вода контактирует с катушкой, крышкой распределителя или свечами зажигания. В этих случаях силикон, нанесенный аэрозолем, распыляется для рассеивания влаги, а также для защиты от влаги.
Радиочастотная энергия, вырабатываемая металлическим HT-кабелем системы зажигания, вызывает серьезные помехи для теле- и радиоприемников, даже если они расположены на значительном расстоянии от транспортного средства: законодательство ограничивает эти помехи, и это устраняется путем увеличения электрическое сопротивление цепи HT за счет уменьшения емкостного тока, который разряжается каждый раз при срабатывании вилки.Такое высокое сопротивление достигается за счет использования специального кабеля подавления для всех выводов HT. Этот специальный кабель содержит сердечник из пропитанного графитом, скрученный и тканый вискозу или шелк, который изолирован покрытием из ПВХ или неопрена. Специальные разъемы соединяют неметаллическую жилу кабеля с клеммой компонента. Сопротивление типичного кабеля составляет около 13000 — 26000 Ом на метр. Сопротивление кабеля поддерживается в рекомендуемых пределах, чтобы исключить его влияние на работу двигателя.Также за счет ограничения тока разряда снижается вероятность возгорания электрода распределителя и свечи зажигания.

Балластный резистор.

Балластный резистор, установленный в первичной цепи, улучшает холодный пуск и снижает колебания выходной мощности катушки в зависимости от скорости.

Балластный резистор холодного пуска.

Падение p.d. аккумулятора, которое происходит, когда двигатель запускается холодным утром, снижает напряжение катушки ниже того, которое необходимо для образования искры на свече.Низкое напряжение, приложенное к катушке во время работы пускового двигателя, ощущается несколькими способами. В одном случае двигатель не запускается при работающем стартовом двигателе, но он легко запускается при отбойном пуске. Точно так же некоторые двигатели не запускаются до тех пор, пока не будет отпущен переключатель стартера, когда импульс коленчатого вала дает достаточное движение для запуска двигателя. Однако в настоящее время такие ситуации встречаются нечасто. По прошествии примерно 5 секунд выходное напряжение многих батарей значительно падает.С другой стороны, если выключатель стартера отпустить через короткое время и не задействовать повторно в течение нескольких секунд, тогда у аккумулятора есть шанс восстановиться.
Многие проблемы холодного пуска удалось решить с помощью балластного резистора или резистивного кабеля между батареей и катушкой зажигания. На рис. 16.19 балластный резистор 2 Ом последовательно соединен с замком зажигания и катушкой на 7,5 В. При токе в цепи 2,25 А падение напряжения на резисторе составляет 4,5 В. Благодаря разработке катушки, соответствующей напряжению используемого балластного резистора, вторичный выход поддерживается в пределах, требуемых двигателем.
Холодный запуск двигателя дополнительно улучшен за счет использования дополнительного кабеля, параллельного балластному резистору. Концы этого кабеля подключаются к дополнительной клемме на переключателе электромагнитного клапана стартера и катушке зажигания. При работе стартера на катушку соленоида поступает ток, который проходит в обход балластного резистора, так что на катушку подается полное напряжение батареи, даже если в это время оно может составлять всего 10 В.

Рис. 16.19. Балластный резистор холодного пуска.

Рис. 16.20. Время роста для первого контура.

Балластный резистор управления выходом.

Для достижения максимального значения первичного тока после замыкания контактного выключателя требуется сравнительно больше времени. На рисунке 16.20 показано время нарастания для типичной катушки зажигания. В этом случае требуется время около 0,01 секунды, прежде чем будет достигнут максимальный первичный ток.
Когда контактный выключатель замыкается, начинается ток, который продолжает нарастать в течение периода ожидания.Хотя требуется, чтобы угол задержки оставался постоянным с увеличением скорости, время задержки
в секундах сокращается. Когда время выдержки для этой катушки составляет менее 0,01 секунды, первичный ток больше не может достигать своего максимума; в результате мощность катушки постепенно падает с увеличением скорости выше этой точки.
На рисунке 16.21 показано изменение времени простоя для 4- и 6-цилиндровых двигателей. Как только время выдержки для конкретной скорости и двигателя получено из этого графика, можно определить первичный ток на этой скорости, используя рис.16.20. Эти графики показывают, что с увеличением скорости двигатель с 6 или более цилиндрами постепенно падает на выходе катушки. Балластный резистор управления выходом, если он установлен последовательно с первичной цепью, компенсирует это изменение выхода.
Из-за высокого температурного коэффициента резистора с металлической проволокой, горячее сопротивление примерно в три раза больше, чем холодное сопротивление. Поскольку температура резистора зависит от тока, проходящего через него, длительное время выдержки приводит к тому, что резистор перегревается, когда двигатель работает на низкой скорости.В результате средний ток в первичной обмотке уменьшается, так что катушка работает холоднее, а также уменьшается искровая эрозия из-за высокого напряжения. Кроме того, нормальное падение первичного тока при увеличении частоты вращения двигателя позволяет балластному резистору охлаждаться. Это вызывает уменьшение его значения сопротивления и, как результат, увеличивает первичный ток, чтобы компенсировать падение из-за скорости. Балластный резистор этого типа имеет холодное сопротивление около 0,25 Ом. Резистор может быть установлен как внутри катушки, так и снаружи в цепи.

Катушка зажигания с низкой индуктивностью

.

Самоиндукция катушки ограничивает рост тока в первичной обмотке катушки. По мере постепенного увеличения первичного тока самоиндукция в обмотке создает обратную ЭДС, которая препятствует любому изменению тока. Это противодействие росту тока также увеличивается с увеличением числа витков на первичной обмотке.
Двигатели с большим количеством цилиндров, особенно 8-цилиндровые, нуждаются в змеевике, способном производить более быстрый рост, чем у обычного змеевика.Поэтому в этих двигателях используется катушка с высокой выходной мощностью, называемая катушкой с низкой индуктивностью. Поскольку первичная обмотка катушки с низкой индуктивностью имеет меньше витков, длина провода короче, из-за чего ток примерно в три раза больше протекает при остановке двигателя. Следовательно, эрозионный износ обычного выключателя контактов высок. В результате большой ток и, следовательно, катушка с низкой индуктивностью часто используется в транзисторных системах выключателя.

Двухконтактный выключатель.

Компактные отбойные молотки Twin используются для сокращения времени простоя, связанного с работой 8-цилиндровых двигателей на высоких оборотах.Эта система сокращает время отключения первичного контура.

СКОРОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ. Об / мин
Рис. 16.21. Изменение времени пребывания.
, потому что он обеспечивает один набор контактов для замыкания цепи сразу после возникновения искры.
На рисунке 16.22 показано устройство сдвоенных контактов, в котором группа контактов A подключается параллельно группе контактов B. Таким образом, цепь прерывается только тогда, когда оба контакта размыкаются одновременно. Как только группа контактов A размыкается, чтобы вызвать искру на свече, другая группа замыкается, чтобы нарастить первичный ток.Двухконтактное устройство устарело из-за введения транзисторной системы.
16.2.3.

Магнит зажигания

Магнито — это автономное устройство, способное генерировать собственное электричество и повышать напряжение, чтобы обеспечить искру на свече в нужное время. Он не использует батарею. Выходное напряжение улучшается с увеличением частоты вращения двигателя. Это два преимущества магнето перед катушечной системой зажигания. Основным недостатком этой системы является ее низкая производительность при проворачивании коленчатого вала, из-за чего катушечная система зажигания стала универсальной для автомобилей.Однако магнето все еще используется в небольших двигателях, таких как мотоциклы, косилки и т. Д.

Вращающийся магнит Магнит.

Небольшие двигатели включают этот тип магнето из-за наличия постоянных магнитов с улучшенными магнитными материалами. Магнето маховика использует магнит, отлитый в маховик из цветного металла, и классифицируется как тип вращающегося магнита, основная конструкция которого показана на рис. 16.23. В этой конструкции якорь из ламинированного мягкого железа содержит обмотки катушки и является неподвижным.Кулачок, сформированный на ступице маховика, приводит в действие размыкатель контактов.
При вращении магнита с маховиком через якорь проходит переменный магнитный поток. Поскольку первичная обмотка намотана на этот якорь, ток индуцируется в катушке каждый раз, когда происходит изменение магнитного потока. Движение магнита через всю арматуру обеспечивает полное изменение направления потока, что приводит к возникновению переменного тока, достигающего пика каждый раз, когда происходит изменение направления потока.
После генерации собственного первичного тока магнето преобразует низкое напряжение в напряжение, достаточное для образования искры на свече.Для этого схема (рис. 16.24) содержит контактный выключатель и две обмотки, первичную и вторичную, соединенные между собой так же, как в цепи зажигания с катушкой, но без батареи. Конденсатор в цепи ускоряет схлопывание магнитного потока за счет уменьшения дуги на контактах. Контактный выключатель остается замкнутым во время нарастания первичного тока до максимума. Контактный выключатель размыкается непосредственно перед тем, как первичная обмотка начинает падать, чтобы нарастать в другом направлении.Это прерывание взаимно индуцирует высокое напряжение во вторичной обмотке, которая соединена со свечой зажигания.

Рис. 16.22. Двухконтактные выключатели.

Рис. 16.23. Вращающийся магнит магнето.
Многие магнето содержат искровой разрядник для защиты изоляции катушки магнето, когда либо отсоединяется вывод вилки, либо размыкается цепь HT.

Рис. 16.24. Схема магнето.

Принципы работы системы зажигания магнето поршневого двигателя самолета

В магнето, особом типе генератора переменного тока с приводом от двигателя, в качестве источника энергии используется постоянный магнит.Благодаря использованию постоянного магнита (основное магнитное поле), катушки с проводом (сосредоточенные отрезки проводника) и относительного движения магнитного поля в проводе генерируется ток. Сначала магнето вырабатывает электроэнергию за счет вращения двигателя постоянного магнита и протекания тока в обмотках катушки. Когда ток течет через обмотки катушки, он создает собственное магнитное поле, окружающее обмотки катушки. В нужное время этот ток останавливается, магнитное поле схлопывается во втором наборе обмоток катушки, и генерируется высокое напряжение.Это напряжение, используемое для образования дуги в промежутке свечи зажигания. В обоих случаях для выработки высокого напряжения, которое заставляет искру прыгать через зазор свечи зажигания в каждом цилиндре, необходимы три основных элемента, необходимых для выработки электроэнергии. Работа магнето синхронизирована с двигателем, так что искра возникает только тогда, когда поршень находится на правильном ходе при определенном количестве градусов коленчатого вала перед положением поршня в верхней мертвой точке.

Теория работы высоковольтной магнитной системы

Магнито-система высокого напряжения может быть разделена для целей обсуждения на три отдельные цепи: магнитную, первичную электрическую и вторичную электрические цепи.

Магнитная цепь

Магнитная цепь состоит из постоянного многополюсного вращающегося магнита, сердечника из мягкого железа и полюсных наконечников. [Рис. 1] Магнит соединен с двигателем самолета и вращается в зазоре между двумя полюсными наконечниками, создавая магнитные силовые линии (поток), необходимые для создания электрического напряжения. Полюса магнита расположены с чередующейся полярностью, так что поток может выходить из северного полюса через сердечник катушки и обратно к южному полюсу магнита.Когда магнит находится в положении, показанном на Рисунке 1A, количество магнитных силовых линий, проходящих через сердечник катушки, является максимальным, потому что два магнитно противоположных полюса идеально выровнены с полюсными наконечниками.

Рис. 1. Магнитный поток в трех положениях вращающегося магнита

Это положение вращающегося магнита называется положением полного регистра и создает максимальное количество магнитных силовых линий, поток потока по часовой стрелке через магнитную цепь и слева направо через сердечник катушки.Когда магнит перемещается из положения полного регистра, величина магнитного потока, проходящего через сердечник катушки, начинает уменьшаться. Это происходит из-за того, что полюса магнита удаляются от полюсных наконечников, позволяя некоторым линиям магнитного потока проходить по более короткому пути через концы полюсных наконечников.

По мере того, как магнит перемещается дальше от положения полного регистра, через концы полюсных наконечников закорачивается больше линий магнитного потока. Наконец, в нейтральном положении 45 ° от положения полного регистра все магнитные линии закорочены, и поток через сердечник катушки не протекает.[Рисунок 1B] По мере того, как магнит перемещается из полного регистра в нейтральное положение, количество магнитных линий через сердечник катушки уменьшается таким же образом, как и постепенное схлопывание потока в магнитном поле обычного электромагнита.

Нейтральное положение магнита — это когда один из полюсов магнита находится по центру между полюсными наконечниками магнитной цепи. Когда магнит перемещается по часовой стрелке из этого положения, магнитные линии, которые были закорочены через концы полюсных башмаков, снова начинают протекать через сердечник катушки.Но на этот раз магнитные линии проходят через сердечник катушки в противоположном направлении. [Рис. 1C] Поток магнитного потока меняется на противоположный, когда магнит перемещается из нейтрального положения, потому что северный полюс вращающегося постоянного магнита находится напротив правого полюсного наконечника, а не левого. [Рисунок 1A]

Когда магнит снова перемещается на 90 °, достигается другое положение полного регистра с максимальным потоком потока в противоположном направлении. Ход магнита на 90 ° показан на рисунке 2, где кривая показывает, как плотность потока в сердечнике катушки без первичной катушки вокруг сердечника изменяется при вращении магнита.

Рис. 2. Изменение плотности магнитного потока при вращении магнита

На рисунке 2 показано, что когда магнит перемещается из положения полного регистра 0 °, поток уменьшается и достигает нулевого значения, когда он перемещается в нейтральное положение 45 °. Пока магнит движется через нейтральное положение, поток потока меняется на противоположный и начинает увеличиваться, как показано кривой под горизонтальной линией. В положении 90 ° достигается другое положение максимального магнитного потока.Таким образом, для одного оборота на 360 ° четырехполюсного магнита есть четыре положения максимального магнитного потока, четыре положения нулевого потока и четыре реверсирования потока.

Это обсуждение магнитной цепи демонстрирует, как вращающийся магнит влияет на сердечник катушки. Он подвергается воздействию увеличивающегося и уменьшающегося магнитного поля и изменения полярности на каждые 90 ° хода магнита.

Когда катушка с проволокой как часть первичной электрической цепи магнето наматывается вокруг сердечника катушки, на нее также влияет переменное магнитное поле.

Первичная электрическая цепь

Первичная электрическая цепь состоит из набора точек контакта выключателя, конденсатора и изолированной катушки. [Рис. 3] Катушка состоит из нескольких витков толстого медного провода, один конец которого заземлен на сердечник катушки, а другой конец — на незаземленную сторону точек прерывателя. [Рис. 3] Первичная цепь замыкается только тогда, когда незаземленная точка выключателя контактирует с заземленной точкой выключателя. Третий блок в цепи, конденсатор (конденсатор), подключается параллельно с точками выключателя.Конденсатор предотвращает возникновение дуги в точках размыкания цепи и ускоряет разрушение магнитного поля вокруг первичной катушки.

Рисунок 3. Первичная электрическая цепь высоковольтного магнето

Первичный выключатель замыкается примерно в положении полного регистра. Когда точки прерывания замкнуты, первичная электрическая цепь замыкается, и вращающийся магнит индуцирует ток в первичной цепи.Этот поток тока генерирует собственное магнитное поле, направленное в таком направлении, что препятствует любому изменению магнитного потока контура постоянного магнита.

В то время как индуцированный ток протекает в первичной цепи, он препятствует любому уменьшению магнитного потока в сердечнике. Это соответствует закону Ленца, который гласит: «Индуцированный ток всегда течет в таком направлении, что его магнетизм противодействует движению или вызвавшему его изменению». Таким образом, ток, протекающий в первичной цепи, удерживает поток в сердечнике на высоком значении в одном направлении до тех пор, пока вращающийся магнит не успеет повернуться через нейтральное положение до точки на несколько градусов дальше нейтрали.Это положение называется положением E-зазора (E означает эффективность).

Когда магнитный ротор находится в положении E-зазора, а первичная катушка удерживает магнитное поле магнитной цепи с противоположной полярностью, очень высокая скорость изменения магнитного потока может быть получена путем размыкания точек первичного прерывателя. Открытие точек прерывания останавливает прохождение тока в первичной цепи и позволяет магнитному ротору быстро изменять направление поля через сердечник катушки. Это внезапное изменение направления потока вызывает высокую скорость изменения магнитного потока в сердечнике, который пересекает вторичную катушку магнето (намотанную и изолированную от первичной катушки), вызывая импульс высоковольтного электричества во вторичной обмотке, необходимый для зажигания свеча зажигания.По мере того как ротор продолжает вращаться приблизительно до положения полного регистра, точки первичного прерывателя снова замыкаются, и цикл повторяется для зажигания следующей свечи зажигания в порядке зажигания. Теперь можно более подробно рассмотреть последовательность событий, чтобы объяснить, как возникает состояние экстремального магнитного напряжения.

С точками прерывания, кулачком и конденсатором, подключенными в цепь, как показано на рисунке 4, действие, которое происходит при вращении магнитного ротора, изображено кривой графика на рисунке 5.Вверху (A) рисунка 5 показана исходная кривая статического потока магнитов. Под кривой статического потока показана последовательность размыкания и замыкания точек магнитного выключателя. Обратите внимание, что открытие и закрытие точек выключателя синхронизируется кулачком выключателя. Точки закрываются, когда через сердечник катушки проходит максимальное количество магнитного потока, и открываются в положении после нейтрали. Поскольку на кулачке имеется четыре выступа, точки прерывателя замыкаются и размыкаются одинаково для каждого из четырех нейтральных положений магнита ротора.Также примерно равны интервалы открытия и закрытия точки.

Рис. 4. Компоненты цепи магнето высокого напряжения

Рис. 5. Кривые магнитного потока

Начиная с положения максимального магнитного потока, обозначенного 0 ° в верхней части рисунка 5, происходит последовательность событий, описанных в следующих параграфах.

Когда магнитный ротор поворачивается в нейтральное положение, величина магнитного потока, проходящего через сердечник, начинает уменьшаться. [Рис. 5D] Это изменение магнитных потоков индуцирует ток в первичной обмотке. [Рис. 5C] Этот индуцированный ток создает собственное магнитное поле, которое противодействует изменению потоковых связей, вызывающих ток. В отсутствие тока, протекающего в первичной катушке, поток в сердечнике катушки уменьшается до нуля, когда магнитный ротор поворачивается в нейтральное положение и начинает увеличиваться в противоположном направлении (пунктирная кривая статического потока на рисунке 5D).Но электромагнитное действие первичного тока предотвращает изменение потока и временно удерживает поле вместо того, чтобы позволить ему измениться (результирующая линия потока на рисунке 5D).

В результате процесса удержания в магнитной цепи возникает очень высокое напряжение к тому моменту, когда магнитный ротор достигает положения, при котором точки размыкания вот-вот откроются. При размыкании точки прерывателя работают вместе с конденсатором, прерывая ток в первичной обмотке, вызывая чрезвычайно быстрое изменение потоковых связей.Высокое напряжение вторичной обмотки проходит через зазор в свече зажигания, воспламеняя топливно-воздушную смесь в цилиндре двигателя. Каждая искра фактически состоит из одного пикового разряда, после которого происходит серия небольших колебаний.

Они продолжаются до тех пор, пока напряжение не станет слишком низким для поддержания разряда. Ток течет во вторичной обмотке в течение времени, необходимого для полного разряда искры. К моменту замыкания контактов энергия или напряжение в магнитной цепи полностью рассеиваются для образования следующей искры.Узлы прерывателя, используемые в системах магнитного зажигания высокого напряжения, автоматически размыкают и замыкают первичный контур в нужное время в зависимости от положения поршня в цилиндре, в который подается искра зажигания. Прерывание первичного тока достигается через пару точек контакта прерывателя, сделанных из сплава, который сопротивляется точечной коррозии и горению.

Большинство точек прерывания, используемых в системах зажигания самолетов, относятся к бесшарнирному типу, в которых одна из точек прерывания является подвижной, а другая — неподвижной.[Рис. 6] Подвижная точка прерывателя, прикрепленная к пластинчатой ​​пружине, изолирована от корпуса магнето и соединена с первичной обмоткой. [Рис. 6] Стационарная точка прерывателя заземлена на корпус магнето для замыкания первичной цепи, когда точки замкнуты, и может быть отрегулирована так, чтобы точки могли размыкаться в нужное время.

Рисунок 6. Бесшпиндельный выключатель в сборе и кулачок

Другой частью узла прерывателя является толкатель кулачка, который подпружинен против кулачка металлической пластинчатой ​​пружиной.Кулачковый толкатель представляет собой блок Micarta или аналогичный материал, который движется по кулачку и движется вверх, чтобы оттеснить подвижный контакт прерывателя от неподвижного контакта прерывателя каждый раз, когда выступ кулачка проходит под толкателем. На нижней стороне металлической рессоры расположена войлочная масленка для смазки и предотвращения коррозии кулачка.

Кулачок включения прерывателя может приводиться в движение непосредственно валом ротора магнето или через зубчатую передачу от вала ротора. В большинстве больших радиальных двигателей используется компенсированный кулачок, предназначенный для работы с конкретным двигателем и имеющий по одному выступу для каждого цилиндра, который запускается магнето.Лепестки кулачков шлифуются на станке с неравными интервалами, чтобы компенсировать эллиптическую траекторию шарнирных шатунов. Этот путь вызывает изменение положения верхней мертвой точки поршней от цилиндра к цилиндру в отношении вращения коленчатого вала. Компенсированный 14-лепестковый кулачок вместе с двух-, четырех- и восьмилепестковым некомпенсированным кулачком показан на Рисунке 7.

Рис. 7. Типовые узлы выключателя

Неравномерный интервал компенсированных кулачков кулачка, хотя и обеспечивает одинаковое относительное положение поршня для воспламенения, вызывает небольшое изменение положения электронного зазора вращающегося магнита и, таким образом, небольшое изменение высоковольтных импульсов, генерируемых электродвигателем. магнето.Поскольку расстояние между каждым выступом адаптировано к конкретному цилиндру конкретного двигателя, компенсированные кулачки отмечены, чтобы показать серию двигателя, расположение главных стержней, выступ, используемый для синхронизации магнето, направление вращения кулачка и спецификация E-зазора в градусах относительно нейтрали вращения магнита. В дополнение к этим отметкам на лицевой стороне кулачка прорезается ступенька, которая при совмещении с отметками на корпусе магнето помещает вращающийся магнит в положение E-зазора для синхронизирующего цилиндра.Поскольку точки прерывателя должны начать открываться, когда вращающийся магнит перемещается в положение E-зазора, совмещение ступеньки на кулачке с метками на корпусе обеспечивает быстрый и простой метод определения точного положения E-зазора для проверки и регулировки. точки прерывания.

Вторичная электрическая цепь

Вторичный контур содержит вторичные обмотки катушки, ротор распределителя, крышку распределителя, провод зажигания и свечу зажигания. Вторичная обмотка состоит из обмотки, содержащей примерно 13 000 витков тонкого изолированного провода; один конец которого электрически заземлен к первичной катушке или сердечнику катушки, а другой конец подключен к ротору распределителя.Первичная и вторичная обмотки заключены в непроводящий материал. Затем весь узел крепится к полюсным наконечникам винтами и зажимами.

Когда первичная цепь замкнута, ток, протекающий через первичную катушку, создает магнитные силовые линии, которые пересекают вторичные обмотки, создавая электродвижущую силу. Когда ток в первичной цепи прекращается, магнитное поле, окружающее первичные обмотки, схлопывается, в результате чего вторичные обмотки перерезаются силовыми линиями.Сила напряжения, индуцированного во вторичных обмотках, когда все остальные факторы постоянны, определяется количеством витков провода. Поскольку у большинства высоковольтных магнето есть много тысяч витков провода во вторичной обмотке катушки, во вторичной цепи генерируется очень высокое напряжение, часто достигающее 20 000 вольт. Наведенное во вторичной катушке высокое напряжение направляется к распределителю, который состоит из двух частей: вращающейся и неподвижной. Вращающаяся часть называется ротором распределителя, а неподвижная часть — блоком распределителя.Вращающаяся часть, которая может принимать форму диска, барабана или пальца, изготовлена ​​из непроводящего материала со встроенным проводником. Стационарная часть состоит из блока, также сделанного из непроводящего материала, который содержит клеммы и клеммные колодки, в которые крепится проводка провода зажигания, соединяющая распределитель со свечой зажигания. Это высокое напряжение используется для перепрыгивания через воздушный зазор электродов свечи зажигания в цилиндре для воспламенения топливно-воздушной смеси.

Когда магнит перемещается в положение E-зазора для No.1 цилиндр и точки прерывания просто разделяются или открываются, ротор распределителя совмещается с электродом № 1 в блоке распределителя. Вторичное напряжение, индуцируемое при размыкании точек прерывателя, попадает в ротор, где образует небольшой воздушный зазор с электродом № 1 в блоке.

Поскольку распределитель вращается с половинной частотой вращения коленчатого вала на всех четырехтактных двигателях, распределительный блок имеет столько же электродов, сколько цилиндров двигателя, или столько же электродов, сколько цилиндров, обслуживаемых магнето.Электроды расположены по окружности вокруг распределительного блока, так что по мере вращения ротора цепь замыкается на другой цилиндр и свечу зажигания каждый раз, когда происходит совмещение между пальцем ротора и электродом в распределительном блоке. Электроды распределительного блока пронумерованы последовательно в направлении движения ротора распределителя. [Рисунок 8]

Рис. 8. Связь между номерами клемм распределителя и номерами цилиндров

Номера распределителей представляют собой порядок зажигания магнето, а не номера цилиндров двигателя.Электрод-распределитель с маркировкой «1» подключается к свече зажигания в цилиндре №1; электрод-распределитель с пометкой «2» ко второму зажигающемуся цилиндру; распределительный электрод с пометкой «3» к третьему цилиндру, который будет поджигаться, и так далее.

На рисунке 8 палец ротора распределителя совмещен с электродом распределителя, обозначенным «3», который запускает цилиндр № 5 девятицилиндрового радиального двигателя. Поскольку порядок зажигания девятицилиндрового радиального двигателя составляет 1-3-5-7-9-2-4-6-8, третий электрод в порядке зажигания магнето обслуживает электрод №5 цилиндр.

Магнето и вентиляция распределителя

Поскольку узлы магнето и распределителя подвергаются резким перепадам температуры, при их проектировании учитываются проблемы конденсации и влаги. Влага в любом виде — хороший проводник электричества. При поглощении непроводящим материалом в магнето, таким как распределительные блоки, распределительные пальцы и корпуса катушек, он может создать паразитный электрический проводящий путь. Ток высокого напряжения, который обычно проходит через воздушные зазоры распределителя, может мигать через влажную изолирующую поверхность на землю, или ток высокого напряжения может быть неправильно направлен на какую-то свечу зажигания, отличную от той, которая должна быть зажжена.Это состояние называется пробоем и обычно приводит к пропускам зажигания в цилиндре. Это может вызвать серьезное состояние двигателя, называемое преждевременным зажиганием, которое может привести к его повреждению. По этой причине змеевики, конденсаторы, распределители и роторы распределителей покрыты воском, так что влага на таких блоках выделяется отдельными каплями и не образует замкнутый контур для перекрытия.

Пробой может привести к слежению за углеродом, которое проявляется в виде тонкой карандашной линии на устройстве, поперек которой происходит пробой. Углеродный след возникает в результате сжигания электрической искрой частиц грязи, содержащих углеводородные материалы.Вода в углеводородном материале испаряется во время пробоя, оставляя углерод, который образует проводящий путь для тока. Когда влаги больше нет, искра продолжает идти по углеродистой дорожке к земле. Это предотвращает попадание искры на свечу зажигания, поэтому цилиндр не загорается.

Магнето не может быть герметично закрыто, чтобы предотвратить попадание влаги в устройство, потому что магнито подвержено изменениям давления и температуры на высоте. Таким образом, адекватный дренаж и надлежащая вентиляция снижают склонность к перекрытию и слежению за углеродом.Хорошая магнито-циркуляция также обеспечивает унос агрессивных газов, образующихся в результате нормального образования дуги через воздушный зазор распределителя, таких как озон. В некоторых установках герметизация внутренних компонентов магнето и других различных частей системы зажигания является существенной для поддержания более высокого абсолютного давления внутри магнето и устранения пробоя из-за полета на большой высоте. Этот тип магнето используется в двигателях с турбонаддувом, которые работают на больших высотах. Вероятность возникновения пробоев на большой высоте выше из-за более низкого давления воздуха, что облегчает прохождение электричества через воздушные промежутки.Путем создания давления внутри магнето поддерживается нормальное давление воздуха, а электричество или искра удерживаются в соответствующих областях магнето, даже если окружающее давление очень низкое.

Даже в находящемся под давлением магнето воздух может проходить через корпус магнето и выходить из него. За счет подачи большего количества воздуха и выпуска небольшого количества воздуха для вентиляции магнето остается под давлением. Независимо от используемого метода вентиляции, воздухоотводчики или клапаны не должны иметь препятствий.Кроме того, воздух, циркулирующий через компоненты системы зажигания, должен быть свободен от масла, поскольку даже незначительное количество масла на деталях зажигания приводит к перекрытию и отслеживанию нагара.

Жгут зажигания

Провод зажигания направляет электрическую энергию от магнето к свече зажигания. Жгут проводов зажигания содержит изолированный провод для каждого цилиндра, который магнето обслуживает в двигателе. [Рис. 9] Один конец каждого провода подсоединяется к блоку распределителя магнето, а другой конец подсоединяется к соответствующей свече зажигания.Жгуты проводов зажигания служат двойной цели. Он обеспечивает проводящий путь для высокого напряжения к свече зажигания. Он также служит экраном для рассеянных магнитных полей, которые окружают провода, поскольку они на мгновение переносят ток высокого напряжения. Проводя эти магнитные силовые линии к земле, жгут проводов зажигания снижает электрические помехи для радио самолета и другого электрически чувствительного оборудования.

Рисунок 9.Жгут зажигания высокого напряжения

Магнито — это устройство, излучающее высокочастотное излучение (радиоволны) во время его работы. Волновые колебания, создаваемые в магнето, неконтролируемы, охватывают широкий диапазон частот и должны быть экранированы. Если бы провода магнето и зажигания не были экранированы, они образовали бы антенны и улавливали бы случайные частоты от системы зажигания. Свинцовая защита представляет собой оплетку из медной сетки, которая окружает поводок по всей длине.Свинцовая защита предотвращает излучение энергии в окружающую среду.

Емкость — это способность сохранять электростатический заряд между двумя проводящими пластинами, разделенными диэлектриком. Свинцовая изоляция называется диэлектриком, что означает, что она может накапливать электрическую энергию в виде электростатического заряда. Примером накопления электростатической энергии в диэлектрике является статическое электричество, накопленное в пластиковом гребне для волос. Когда вокруг провода зажигания помещается экран, емкость увеличивается за счет сближения двух пластин.Электрически провод зажигания действует как конденсатор и имеет способность поглощать и накапливать электрическую энергию. Магнето должно производить достаточно энергии, чтобы зарядить емкость, вызванную проводом зажигания, и иметь достаточно энергии, чтобы зажечь свечу.
Емкость выводов зажигания увеличивает электрическую энергию, необходимую для образования искры в зазоре свечи. Для зажигания вилки с экранированным проводом требуется больший первичный ток магнето. Эта емкостная энергия разряжается в виде пламени через зазор свечи после каждого зажигания свечи.Путем изменения полярности во время обслуживания путем поворота свечей в новые места износ свечей выравнивается на электродах. В самом центре провода зажигания находится высоковольтный носитель, окруженный силиконовым изоляционным материалом, который окружен металлической сеткой или экраном, покрытым тонким покрытием из силиконовой резины, которое предотвращает повреждение двигателя из-за тепла, вибрации или погодных условий.

Вид в разрезе типичного провода зажигания показан на рисунке 10. Провода зажигания должны быть проложены и закреплены правильно, чтобы избежать горячих точек на выхлопе и точек вибрации, когда провода проложены от магнето к отдельным цилиндрам.Провода зажигания обычно являются всепогодными, жестко соединены с распределителем магнето и прикреплены к свече зажигания с помощью резьбы. Клемма свечи зажигания с экранированным проводом зажигания доступна для любых погодных условий с диаметром цилиндра 3/4 дюйма и цилиндрической гайкой зажигания диаметром 5/8 дюйма. [Рис. 11] Для заглушки 5/8–24 нужен ключ 3/4 на ходовой гайке, а для заглушки 3/4–20 — гаечный ключ 7/8 на ходовой гайке. В конструкции 3/4 дюйма, предназначенной для любых погодных условий, используется клеммное уплотнение, обеспечивающее лучшую изоляцию клеммной колодки.Это рекомендуется, поскольку вывод свечи зажигания полностью защищен от влаги.

Рис. 10. Провод зажигания

Рис. 11. Конец свечи зажигания Конец свечи зажигания

Жгут проводов зажигания более старого типа для радиальных двигателей представляет собой коллектор, предназначенный для размещения вокруг картера двигателя с гибкими удлинителями, оканчивающимися на каждой свече зажигания.Типичный высоковольтный жгут зажигания показан на Рисунке 12. Многие старые однорядные системы зажигания самолетов с радиальным двигателем используют систему двойного магнето, в которой правый магнито подает электрическую искру для передних свечей в каждом цилиндре, а левый. магнето зажигает задние свечи.

Рис. 12. Жгут проводов зажигания девятицилиндрового двигателя, устанавливаемый на аксессуарах

Выключатели зажигания

Все блоки в системе зажигания самолета управляются выключателем зажигания.Тип используемого переключателя зависит от количества двигателей на самолете и типа используемых магнето. Однако все переключатели включают и выключают систему примерно одинаково. Выключатель зажигания отличается по крайней мере в одном отношении от всех других типов выключателей: когда выключатель зажигания находится в выключенном положении, цепь замыкается через выключатель на массу. В других электрических переключателях выключенное положение обычно размыкает или размыкает цепь.

Выключатель зажигания имеет одну клемму, подключенную к первичной электрической цепи между катушкой и точками контакта выключателя.Другой вывод переключателя подключен к наземной конструкции самолета. Как показано на Рисунке 13, замкнуть первичный контур можно двумя способами:

1. Через замкнутый прерыватель указывает на массу и
2. Через замкнутый ключ зажигания на массу

Рис. 13. Типовой выключатель зажигания в выключенном положении

На рис. 13 показано, что первичный ток не прерывается при размыкании контактов выключателя, поскольку еще есть путь к заземлению через замкнутый или выключенный переключатель зажигания.Поскольку первичный ток не прекращается при размыкании контактных точек, не может быть внезапного коллапса магнитного поля первичной катушки и во вторичной катушке индуцируется высокое напряжение, вызывающее зажигание свечи зажигания.

Когда магнит вращается за положение электрического зазора (E-зазора), происходит постепенный пробой поля первичного магнитного потока. Но этот пробой происходит так медленно, что индуцированное напряжение становится слишком низким для зажигания свечи зажигания. Таким образом, когда ключ зажигания находится в выключенном положении с замкнутым переключателем, точки контакта так же полностью закорочены, как если бы они были удалены из цепи, и магнето не работает.

Когда переключатель зажигания помещается в положение «включено», выключатель разомкнут, прерывание первичного тока и быстрое схлопывание магнитного поля первичной катушки снова контролируются или запускаются размыканием точек контакта выключателя. [Рис. 14] Когда переключатель зажигания находится в положении «включено», переключатель абсолютно не влияет на первичный контур.

Рис. 14. Типовой выключатель зажигания в положении «включено»

Выключатель зажигания / стартера или выключатель магнето управляет включением и выключением магнето, а также может подключать соленоид стартера для включения стартера.Когда пусковой вибратор, коробка, излучающая пульсирующий постоянный ток (DC), используется на двигателе, переключатель зажигания / стартера используется для управления вибратором и точками замедления. Эта система подробно описывается далее в этой главе. Некоторые переключатели зажигания и стартера имеют функцию включения зажигания во время цикла запуска. Эта система позволяет дополнительному топливу распыляться во впускной канал цилиндра во время цикла запуска.

Одинарная и двойная система высокого напряжения Magnetos

Магнето системы высокого напряжения, используемое в авиационных двигателях, представляет собой магнето одинарного или двойного типа.Конструкция с одним магнето включает в себя распределитель в корпусе с узлом выключателя магнето, вращающимся магнитом и катушкой. [Рис. 15] Двойной магнето включает два магнето, размещенных в одном корпусе. Один вращающийся магнит и кулачок являются общими для двух наборов прерывателей и катушек. В магнето смонтированы два отдельных распределительных устройства. [Рисунок 16]

Рис. 15. Вырез магнето

Рисунок 16.Двойной магнето с двумя распределителями

Магнитные системы крепления

Фланцевые магнето прикреплены к двигателю фланцем вокруг ведомого конца вращающегося вала магнето. [Рисунок 17] Удлиненные прорези на монтажном фланце позволяют регулировку в ограниченном диапазоне, чтобы помочь синхронизировать магнито с двигателем. Некоторые магнето крепятся за фланец и используют зажимы с каждой стороны, чтобы прикрепить магнето к двигателю. Эта конструкция также позволяет регулировать время.Установленные на основании магнето используются только на очень старых или старинных авиационных двигателях.

Рис. 17. Монтажный фланец магнето

Магнитная система низкого напряжения

Системы зажигания высокого напряжения претерпели множество доработок и улучшений в конструкции. Это включает в себя новые электронные системы, которые управляют не только зажиганием цилиндров. Высокое напряжение создает определенные проблемы с передачей высокого напряжения от магнето внутри и снаружи к свечам зажигания.В первые годы было трудно обеспечить изоляторы, которые могли бы удерживать высокое напряжение, особенно на больших высотах, когда давление воздуха было снижено. Еще одно требование к высоковольтным системам заключалось в том, чтобы всепогодные и радиооборудованные самолеты имели провода зажигания, закрытые экраном для предотвращения радиопомех из-за высокого напряжения. Многие самолеты были с турбонаддувом и эксплуатировались на повышенных высотах. Низкое давление на этих высотах могло бы позволить высоковольтной утечке еще больше.Для решения этих проблем были разработаны системы зажигания низкого напряжения.

Электронно система низкого напряжения отличается от системы высокого напряжения. В системе низкого напряжения низкое напряжение генерируется в магнето и течет к первичной обмотке катушки трансформатора, расположенной рядом со свечой зажигания. Там напряжение повышается до высокого под действием трансформатора и подводится к свече зажигания по очень коротким высоковольтным проводам. [Рисунок 18]

Рисунок 18.Упрощенная схема низковольтной системы зажигания

Система низкого напряжения практически исключает перекрытие как в распределителе, так и в жгуте проводов, поскольку воздушные зазоры внутри распределителя были устранены за счет использования распределителя щеточного типа, а высокое напряжение присутствует только в коротких проводах между трансформатором и искрой. затыкать.

Хотя определенная степень утечки электрического тока характерна для всех систем зажигания, она более выражена на радиоэкранированных установках, поскольку металлический кабелепровод находится под потенциалом земли и находится близко к проводам зажигания по всей их длине.Однако в системах низкого напряжения эта утечка значительно снижается, поскольку ток по большей части системы передается с потенциалом низкого напряжения. Хотя провода между катушками трансформатора и свечами зажигания низковольтной системы зажигания короткие, они являются высоковольтными проводниками высокого напряжения и подвержены тем же сбоям, что и в высоковольтных системах. Системы зажигания низкого напряжения имеют ограниченное применение в современных самолетах из-за превосходных материалов и защиты, доступных для создания выводов зажигания высокого напряжения, и дополнительной стоимости катушки для каждой свечи зажигания с системой низкого напряжения.

СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ

ignition: Аккумуляторные системы зажигания | Infoplease

Система зажигания от аккумуляторной батареи имеет 6- или 12-вольтовую батарею, заряжаемую двигателем-генератором для подачи электроэнергии, катушку зажигания для повышения напряжения, устройство для прерывания тока от катушки, распределитель для постоянного тока в правильный цилиндр и свеча зажигания, выступающая в каждый цилиндр. Ток идет от батареи через первичную обмотку катушки, через прерыватель и обратно в батарею.

В старых автомобилях прерывание первичного тока создавалось точками прерывания, переключателем с вольфрамовыми контактами для предотвращения эрозии. Приводной на половину скорости двигателя, кулачок прерывателя, вращающийся объект с лопастной поверхностью (по одному выступу на каждый цилиндр), открывал и закрывал точки. Когда точки прерывания были замкнуты, ток протекал через первичную обмотку катушки зажигания. В электронных системах зажигания, представленных в начале 1960-х годов, устройство прерывания представляет собой реактор, распределитель магнитных импульсов, который вырабатывает синхронизированные электрические сигналы, которые усиливаются для управления током в первичной обмотке катушки зажигания.Такие системы обычно сокращают обслуживание зажигания и повышают эффективность двигателя.

Первичная обмотка состоит из проволоки, намотанной на железный сердечник. Поверх этого распределителя находится вторичная обмотка, состоящая из множества витков более тонкого провода. Ток, протекающий через первичную обмотку, создает магнитное поле. Когда кулачок выключателя размыкает точки выключателя или реактор подает сигнал, цепь разрывается, и ток прекращается. Магнитное поле схлопывается, вызывая во вторичной обмотке гораздо более высокое напряжение, которое подводится к распределителю.Внутри распределителя движущийся палец вращается с половиной оборотов двигателя. При вращении он касается контактов, каждый из которых идет к разному цилиндру. Вращение рассчитано так, что, когда палец касается контакта конкретного цилиндра, во вторичной обмотке катушки зажигания только что индуцировалось высокое напряжение, и поршень почти достиг вершины такта сжатия. Таким образом, на зазор свечи зажигания подается высокое напряжение.

Свеча зажигания состоит из центрального электрода, вставленного в изолирующую керамику.Снаружи находится металлический кожух с резьбой, который ввинчивается в отверстие в верхней части цилиндра. Заземляющий электрод выходит из корпуса над концом центрального электрода.