Батарейная система зажигания

В батарейную систему зажигания входят следующие приборы (рис. 58): источники тока (батарея 14 и генератор 12), катушка зажигания 2, прерыватель 8 тока низкого напряжения, распределитель б, искровые зажигательные свечи 10, включатель зажигания 1 и соединительные, провода низкого и высокого напряжения.

Катушка зажигания

Катушка зажигания совместно с прерывателем преобразует ток низкого напряжения в ток высокого напряжения.

Она состоит из сердечника, набранного из отдельных пластин трансформаторной стали, первичной 4 (рис. 58) и вторичной 5 обмоток, стального кожуха и карболитовой крышки. Последовательно с первичной обмоткой включен вариатор 3 (добавочное сопротивление).

В момент размыкания контактами прерывателя первичной цепи во вторичной обмотке катушки индуктируется ток высокого напряжения, который с увеличением оборотов двигателя снижается.

Снижение тока высокого напряжения объясняется следующим: с увеличением числа оборотов вала двигателя контакты прерывателя замыкают первичную цепь на меньший отрезок времени и ток в ней не успевает достичь своего установившегося значения (в момент замыкания контактов ЭДС самоиндукции направлена против основного тока и тормозит его нарастание); поэтому ток в первичной обмотке катушки снижается, а следовательно, уменьшается и напряжение вторичной обмотки.

Вариатор (добавочное сопротивление) несколько улучшает характеристику и увеличивает диапазон оборотов бесперебойной работы системы зажигания. Он выполнен из мягкой стали и в зависимости от температуры меняет свое сопротивление.

Рис. 58. Схема системы зажигания: 1 - включатель зажигания; 2 - катушка зажигания; 3 - вариатор; 4 - первичная обмотка катушки зажигания; 5 - вторичная обмотка катушки зажигания; 6 - распределитель; 7 и 11 - подавительные сопротивления; 8 - прерыватель; 9 - конденсатор; 10 - искровая зажигательная свеча; 12 - генератор; 13 - включатель стартера; 14 - аккумуляторная батарея; 15 - реле-регулятор

При малых оборотах коленчатого вала двигателя, так как контакты прерывателя долгое время остаются замкнутыми, ток в первичной цепи зажигания возрастает и вариатор, сильно нагреваясь, повышает сопротивление цепи. Этим ограничивается величина тока в первичной цепи, а следовательно, и нагрев катушки.

При увеличении числа оборотов коленчатого вала двигатели ток в первичной цепи понижается; следовательно, вариатор нагревается меньше и сопротивление его уменьшается. При этом ток в первичной обмотке катушки зажигания, а следовательно, и напряжение во вторичной обмотке не будут резко снижаться.

При запуске двигателя стартером вариатор через включатель 13 стартера закорачивается; этим достигается уменьшение сопротивления первичной цепи и повышение напряжения во вторичной.

Прерыватель-распределитель

Прерыватель-распределитель замыкает и размыкает первичную цепь и распределяет ток высокого напряжения по искровым зажигательным свечам в соответствии с порядком работы двигателя.

Он состоит из прерывателя, распределителя тока высокого напряжения, центробежного и вакуумного регуляторов опережения зажигания и приспособления для ручной регулировки опережения зажигания (октан-корректора).

Наиболее ответственные детали в прерывателе - контакты и рычажок с пружиной.

Зазор между контактами должен быть 0,35 - 0,45 мм, так как иначе нарушится нормальная работа двигателя. При увеличении зазора уменьшается время, в течение которого контакты замкнуты, а следовательно, уменьшается ток в первичной цепи и напряжение во вторичной. При уменьшении зазора увеличивается искрение между контактами при их размыкании; в результате ток в первичной обмотке убывает медленно и напряжение во вторичной обмотке катушки снижается.

Конденсатор

Конденсатор 9 (рис. 58) повышает напряжение во вторичной обмотке катушки и устраняет искрение между контактами прерывателя при их размыкании. Он включается параллельно контактам прерывателя.

При размыкании контактов прерывателя в первичной обмотке индуктируется ток самоиндукции, который направлен в сторону основного тока. Ток самоиндукции, ЭДС которого равна 300 - 350 в, вызывает искрение между контактами и тем самым задерживает исчезновение первичного тока и магнитного поля, созданного этим током. При наличии же конденсатора токи самоиндукции при размыкании контактов устремляются в обкладки конденсатора и заряжают его.

После заряда конденсатор начинает разряжаться через первичную обмотку в направлении, обратном основному току. Этот импульс тока и ускоряет исчезновение магнитного поля катушки, вследствие чего напряжение во вторичной обмотке увеличивается.

Емкость автомобильных конденсаторов должна быть 0,19 - 0,25 микрофарады. Если емкость конденсатора велика, он заряжается долго, медленно разряжается и напряжение во вторичной обмотке снижается. Если емкость конденсатора недостаточна, то между контактами прерывателя наблюдается искрение и напряжение во вторичной обмотке также не достигнет полной величины.

Искровые зажигательные свечи

Искровые зажигательные свечи предназначены для зажигания рабочей смеси в цилиндрах двигателя при помощи искрового разряда между электродами свечи. На современных двигателях устанавливаются свечи неразборной конструкции.

Свечи в процессе работы подвергаются высокому давлению, переменному нагреву и находятся под воздействием высокого напряжения.

Наиболее ответственная деталь свечи - изолятор, который должен обладать высокой механической и электрической прочностью.

Для нормальной работы свечи температура нижней части ее изолятора (юбочки) должна быть 400 - 500°. Эта температура называется температурой самоочищения свечи. Если температура будет ниже, то свеча покроется нагаром вследствие неполного сгорания попадающего на свечу масла. В случае повышения температуры до 800° возникнет калильное зажигание, т. е. воспламенение рабочей смеси от соприкосновения с накаленным изолятором.

Нормальная температура юбочки изолятора будет в том случае, если отводимое свечой тепло будет соответствовать количеству подводимого тепла.

Теплоотдача свечи зависит от длины юбочки изолятора: чем она короче, тем теплоотдача больше, и наоборот, чем юбочка длиннее, тем теплоотдача происходит медленнее. Свечи с короткой юбочкой изолятора называют "холодными", а свечи с длинной юбочкой - "горячими". "Холодные" свечи следует применять на двигателях с высоким тепловым режимом, а "горячие" - на двигателях с низким тепловым режимом.

Маркировка искровых зажигательных свечей определяется ГОСТ 2043 - 54 и обозначает: первая буква - диаметр резьбы ввертной части корпуса (М-18 мм, А-14 мм и Т-10 мм); следующие за ней цифры - длину нижней конической части (юбочки) изолятора в миллиметрах; буква, следующая за цифра-Ми, -материал изолятора (Г -глинозем, У - уралит, К - кристаллокорунд). Например, М12У - это свеча, имеющая нарезную часть диаметром 18 мм, юбочку длиной 12 мм и изолятор из уралита; А14К - свеча, имеющая нарезную часть диаметром 14 мм, юбочку длиной 14 мм и изолятор из кристаллокорунда.

Длина ввертной части корпуса определяется ГОСТ: для диаметра 10 мм - 7 мм, для диаметра 14 мм - 11 мм и для диаметра 18 мм - 12 и 20 мм.

Регулирование опережения зажигания

Рабочая смесь в цилиндрах двигателя сгорает не мгновенно, а в течение некоторого времени. Поэтому для получения максимальной мощности и экономичности двигателя подавать искру в его цилиндры следует до прихода поршня в в. м. т., т. е. с некоторым опережением.

Угол опережения зажигания зависит от числа оборотов двигателя. С увеличением числа оборотов вала двигателя угол опережения надо увеличивать, так как время, приходящееся на каждый такт рабочего процесса, уменьшается, а период задержки воспламенения смеси почти не изменяется. При уменьшении числа оборотов вала двигателя угол опережения зажигания необходимо уменьшать.

Рис. 59. Центробежный регулятор: 1 и 5 - пружины грузиков; 2 и 10 - пальцы грузиков; 3 и 9 - грузики; 4 и 11 - штифты; 6 - втулка; 7 - кулачок; 8 - траверса

Автоматически угол опережения зажигания в зависимости от числа оборотов регулируется центробежным регулятором. При увеличении числа оборотов грузики 3 и 9 (рис. 59), установленные на штифтах 4 и 11, под действием центробежных сил раздвигаются и через траверсу 8, в прорези которой входят пальцы 2 и 10 грузиков, поворачивают втулку 6 с кулачком 7 по направлению вращения кулачка; размыкание контактов при этом происходит раньше, т. е. угол опережения увеличивается.

При уменьшении числа оборотов грузики под действием пружин 1 и 5 возвращаются в исходное положение, поворачивая втулку с кулачком в сторону, противоположную вращению кулачка; угол опережения уменьшается.

Кроме того, угол опережения зажигания зависит от нагрузки на двигатель (степени открытия дроссельной заслонки).

С уменьшением открытия дроссельной заслонки ухудшаются наполнение цилиндров и очистка их от отработавших газов; рабочая смесь больше разбавляется остаточными газами и скорость ее сгорания уменьшается; следовательно, угол опережения необходимо увеличить.

При открытии дроссельной заслонки угол опережения необхо-димо уменьшить.

Угол опережения зажигания в зависимости от нагрузки автоматически регулируется вакуумным регулятором, который состоит из корпуса 1 (рис. 60) с крышкой 5, диафрагмы 2, соединенной тягой 6 с подвижным диском 8 прерывателя, и пружины 4. Полость крышки соединена со смесительной камерой 3 карбюратора, а полость корпуса - с атмосферой. Подвижной диск прерывателя установлен на шарикоподшипнике.

Рис. 60. Вакуумный регулятор: 1 - корпус регулятора; 2 - диафрагма; 3 - смесительная камера карбюратора; 4 - пружина; 5 - крышка; 6 - тяга; 7 - октан-корректор; 8 - подвижной диск прерывателя; 9 - кулачок

При прикрытии дроссельной заслонки (уменьшение нагрузки) разрежение в полости крышки увеличивается; диафрагма прогибается, сжимая пружину, и через тягу 6 поворачивает диск 8 прерывателя в сторону, противоположную вращению кулачка 9; угол опережения зажигания при этом увеличивается.

Наоборот, при открытии дроссельной заслонки разрежение в полости крышки 5 уменьшается и диафрагма под действием пружины прогибается в противоположную сторону; угол опережения зажигания уменьшается.

Для установки зажигания в зависимости от сорта горючего прерыватели-распределители снабжены октан-корректором 7. С увеличением октанового числа горючего угол опережения следует увеличивать, а с уменьшением октанового числа - уменьшать.

Установка зажигания

Зажигание устанавливается в такой последовательности: - проверить и в случае необходимости отрегулировать зазор между контактами прерывателя;

- установить поршень первого цилиндра в в. м. т. в конце такта сжатия;

- отсоединить трубку от вакуумного регулятора опережения зажигания;

- вращением гаек установить шкалу октан-корректора на нулевое деление;

- повернуть корпус прерывателя-распределителя против направления вращения валика до начала размыкания контактов прерывателя; для более точного определения момента начала размыкания контактов пользуются переносной или подкапотной лампой, подключая ее параллельно контактам прерывателя; при пользовании подкапотной лампой провод ее присоединить к изолированной клемме прерывателя и включить зажигание; в момент начала размыкания контактов прерывателя лампа загорится;

- закрепить корпус, присоединить трубку вакуумного регулятора, поставить на место ротор, крышку распределителя и присоединить провода высокого напряжения к свечам в порядке работы двигателя.

Чтобы проверить установку зажигания, надо при движении автомобиля на прямой передаче на ровном участке дороги со скоростью 20 - 25 км/час (для легковых автомобилей - 30 - 40 км/час) резко нажать до отказа на педаль управления дроссельной заслонкой. Если зажигание установлено правильно, то при увеличении скорости грузового автомобиля до 50 км/час (для легкового - до 80 км/час) работа двигателя должна сопровождаться легким кратковременным детонационным стуком. Если в двигателе при этом прослушиваются сильные дробные металлические стуки, то, вращая гайки октан-корректора, уменьшить угол опережения зажигания; при полном отсутствии стуков угол опережения зажигания увеличить.

Обслуживание системы зажигания

При ежедневном обслуживании удалить пыль и грязь с приборов и проводов и проверить надежность их крепления. При техническом обслуживании № 1 следует:

- проверить состояние контактов прерывателя и зазор между ними; загрязненные контакты промыть бензином и протереть; при сильном окислении зачистить контакты плоским надфилем и удалить металлическую пыль продувкой сжатым воздухом;

- смазать валик прерывателя-распределителя, повернув крышку колпачковой масленки на один - два оборота;

- залить одну каплю масла, применяемого для двигателя, в ось рычажка прерывателя, три - четыре капли во втулку кулачка и одну - две капли в фильц кулачка.

При техническом обслуживании № 2 выполнить работы, проводимые при техническом обслуживании № 1, и, кроме того:

- проверить состояние искровых зажигательных свечей; при необходимости удалить нагар и отрегулировать зазор между электродами; зазор проверяется круглым щупом и регулируется подгибанием бокового электрода; проверить свечу под давлением на бесперебойное искрообразование на приборе проверки и о'чистки свечей;

- снять прерыватель-распределитель и слить конденсат из полости вакуумного регулятора;

- проверить натяжение пружины рычажка прерывателя; оно должно равняться 400 - 600 г;

- проверить состояние электродов токораспределителя и в случае их окисления зачистить стеклянной бумагой;

- проверить систему зажигания и отдельные ее приборы универсальным прибором для проверки электрооборудования (рис.56).

Работу системы зажигания в целом проверяют по интенсивности и бесперебойности искрообразования. Для проверки подключить прибор согласно схеме, приведенной на рис. 61, а, и установить искровой промежуток на приборе 7 мм. Запустить двигатель и подсоединить провод ВН прибора поочередно ко всем свечам двигателя; при нажатой кнопке вибратора через разрядник должна проскакивать искра. Если искрообразование неинтенсивное или с перебоями, значит, в системе зажигания имеются неисправности и необходимо проверить отдельные ее элементы.

Для проверки состояния контактов прерывателя прибор подключают согласно схеме, приведенной на рис. 61,6. Проворачивая вал двигателя, замкнуть контакты прерывателя и нажатием кнопки включить вольтметр на предел 0 - 3 в. Показания вольтметра должны находиться в пределах красной полосы у нуля шкалы. В противном случае контакты надо зачистить и отрегулировать или заменить.

Для проверки зазора между контактами по углу замкнутого состояния контактов подключить прибор, как показано на рис. 61, в, и с помощью потенциометра установить стрелку указателя угла замкнутого состояния на линию "Установка стрелки". Запустить двигатель и проверить на различных оборотах показания прибора, которые должны соответствовать: для четырехцилиндровых двигателей -42 - 46°; для шестицилиндровых -35 - 39°; для восьми-цилиндровь х - 27 - 33°.

Если угол замкнутого состояния больше нормы, зазор между контактами следует увеличить, и наоборот.

Для проверки состояния конденсатора подключить прибор, как показано на рис. 61, г, и, нажав на кнопку вибратора, следить за неоновой лампой. Исправный конденсатор вызывает вспышки неоновой лампы с промежутками 8 - 10 сек; конденсатор, имеющий небольшую утечку, - с промежутками 3 - 5 сек. Неисправный конденсатор вызывает непрерывное свечение; такой конденсатор следует заменить.

Рис. 61. Схема включения прибора при проверке системы зажигания: а - проверка работы системы зажигания в целом; б - проверка состояния контактов прерывателя; в - проверка угла замкнутого, состояния контактов; г - проверка состояния конденсатора; д - проверка катушки зажигания

Для проверки катушки зажигания, отъединив от нее все провода низкого и высокого напряжения, подключить прибор, как показано на рис. 61, д; установить на разряднике искровой промежуток 7 мм и нажать на кнопку вибратора; при этом должно наблюдаться бесперебойное искрообразование. Если имеют место перебои, катушка неисправна.

При отсутствии прибора проверить исправность системы зажигания и определить неисправный прибор или участок цепи можно простейшими способами.

Например, если двигатель не запускается, то прежде всего проверить, подводится ли ток к искровым зажигательным свечам. Для этого снять провод со свечи и поднести его наконечник к массе на расстояние 6 - 7 мм; затем включить зажигание и провернуть коленчатый вал двигателя, наблюдая за проскакиванием искры. Если искра отсутствует, снять центральный провод с крышки распределителя и также поднести к массе, вращая при этом коленчатый вал.

Отсутствие искры указывает на неисправность в цепи зажигания.

Для обнаружения неисправности включить зажигание и медленно вращать вал двигателя, наблюдая за показаниями амперметра. При этом возможны три варианта:

1. Стрелка амперметра стоит на нулевом делении и не колеблется, значит, в первичной цепи имеется обрыв или плохой контакт.

Место обрыва отыскивают переносной лампочкой, для чего один ее провод присоединяют к массе, а другой - к клемме прерывателя (при этом контакты прерывателя должны быть разомкнуты, а зажигание включено). Если лампочка загорается, то обрыв внутри прерывателя, а если не загорается - обрыв следует искать в направлении к источнику тока. Для этого переносить провод лампочки с клеммы прерывателя поочередно на клеммы (рис. 58) Р, ВК, ВК-Б катушки зажигания, клеммы включателя зажигания, амперметра. Загорание лампочки при касании ее провода к одной из клемм говорит о том, что на участке перед данной клеммой имеется обрыв.

Допустим, лампочка при касании к клеммам Р и ВК катушки зажигания не горит, а при касании к клемме ВК-Б загорается; значит, обрыв в вариаторе.

2. Стрелка амперметра показывает разряд (3 - 4 а) и не колеблется; значит, замыкание в первичной цепи на массу.

Для обнаружения места замыкания разомкнуть контакты прерывателя и отъединить провод от его клеммы. Если при этом стрелка амперметра встанет на нулевое деление, значит, замыкание в прерывателе или пробит конденсатор. Если же стрелка амперметра будет по-прежнему показывать разряд, замыкание следует искать в проводе между прерывателем и катушкой зажигания или в проводе, идущем от клеммы ВК к включателю стартера.

3. Стрелка амперметра колеблется; значит, первичная цепь исправна, неисправность во вторичной цепи или в конденсаторе.

При этом следует очистить ротор и крышку распределителя от влаги и грязи и тщательно проверить их, так как влага и незаметные трещины вызывают замыкание тока высокого напряжения на массу.

Основные неисправности системы зажигания

Уменьшение помех радиоприему на автомобиле

Искрение между электродами свечей, между ротором и электродами крышки распределителя, между контактами прерывателя, а также в других приборах электрооборудования создают помехи радиоприему.

Для устранения помех радиоприему применяют:

1. Включение подавительных сопротивлений 7 и 11 (рис. 58) в провода высокого напряжения. Это уменьшает колебательные разряды и заглушает высокочастотные колебания.

2. Экранировку системы электрооборудования; она заключается в покрытии всех токоведущих и изолированных частей (проводов, клемм, выводов, изоляторов свечей и т. п.) металлической оболочкой. Электромагнитные волны, попадая на экран, индуктируют в нем вихревые токи; в результате энергия этих волн расходуется на нагрев, вследствие чего волны ослабевают и не создают помех.

3. Блокировку искрящих контактов конденсаторами большой емкости (0,5 - 1 микрофарада), включая их параллельно искрящим контактам (контактам реле-регуляторов, щеткам генератора и т. п.). Они сильно увеличивают емкость колебательных контуров, и колебательные разряды становятся невозможными.

4. Включение радиофильтров, состоящих из конденсатора (емкости) и дросселя (индуктивности). Дроссель представляет собой большое сопротивление для высокочастотных помех. Для постоянного же тока сопротивление дросселя незначительно.