Контактная система зажигания
Источники электрического тока (аккумуляторная батарея и генератор, подробный разговор о которых будет в разделе «Электрооборудование автомобиля») вырабатывают ток низкого напряжения. Они «выдают» в бортовую электрическую сеть автомобиля 12–14 вольт. Для возникновения искры между электродами свечи на них необходимо подать 18–20 тысяч вольт! Поэтому в системе зажигания имеются две электрические цепи – низкого и высокого напряжения (рис. 21).Контактная система зажигания состоит из(рис. 21):
– прерывателя тока низкого напряжения;
– распределителя тока высокого напряжения;
– центробежного регулятора опережения зажигания;
– вакуумного регулятора опережения зажигания;
– проводов низкого и высокого напряжения;
Катушка зажигания(рис. 21)предназначена для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения. Как и большинство приборов системы зажигания, она располагается в моторном отсеке автомобиля.
а) электрическая цепь низкого напряжения:1 –«масса» автомобиля; 2 – аккумуляторная батарея; 3 – контакты замка зажигания; 4 – катушка зажигания; 5 – первичная обмотка (низкого напряжения); 6 – конденсатор; 7 – подвижный контакт прерывателя; 8 – неподвижный контакт прерывателя; 9 – кулачок прерывателя; 10 – молоточек контактов
б) электрическая цепь высокого напряжения:1 –катушка зажигания; 2 – вторичная обмотка (высокого напряжения); 3 – высоковольтный провод катушки зажигания; 4 – крышка распределителя тока высокого напряжения; 5 – высоковольтные провода свечей зажигания; 6 – свечи зажигания; 7 – распределитель тока высокого напряжения («бегунок»); 8 – резистор; 9 – центральный контакт распределителя; 10 – боковые контакты крышки
Рис. 21. Контактная система зажигания
Принцип работы катушки зажигания очень прост и знаком из школьного курса физики. Когда по обмотке низкого напряжения протекает электрический ток, вокруг нее создается магнитное поле. Если прервать ток в этой обмотке, то исчезающее магнитное поле индуцирует ток уже в другой обмотке (высокого напряжения).
За счет разницы в количестве витков обмоток катушки, из 12-ти вольт мы получаем необходимые нам 20 тысяч вольт! Цифра весьма впечатляющая, но это как раз то напряжение, которое в состоянии пробить воздушное пространство (около миллиметра) между электродами свечи зажигания.
Если кто из вас, испугавшись этой цифры, решил вообще не дотрагиваться до чего-либо электрического в машине, то напрасно.
«Убивает не напряжение, а ток» – известное выражение у электриков, как нельзя лучше подходит к ситуации с электричеством в автомобиле.
В системе зажигания очень малые токи, поэтому, если вы и дотронетесь до проводов или приборов системы, то будет лишь несколько «неприятно», но не более того. Да и произойдет это только, если вы стоите босиком (или в мокрой обуви) на сырой земле или если одна рука на «массе», а другая на тех самых 20000 В.
Прерыватель тока низкого напряжения(контакты прерывателя – рис. 21) нужен для того, чтобы размыкать ток в цепи низкого напряжения. При этом во вторичной обмотке катушки зажигания индуцируется ток высокого напряжения, который затем поступает на центральный контакт распределителя.
Контакты прерывателя находятся под крышкой распределителя зажигания. Пластинчатая пружина подвижного контакта постоянно прижимает его к неподвижному контакту. Размыкаются они лишь на короткий срок, когда набегающий кулачок приводного валика прерывателя-распределителя надавит на молоточек подвижного контакта.
Параллельно контактам включен конденсатор,который необходим для того, чтобы контакты не обгорали в момент размыкания. Во время отрыва подвижного контакта от неподвижного между ними хочет проскочить мощная искра, но конденсатор поглощает в себя большую часть электрического разряда и искрение уменьшается до незначительного.
Но это только половина полезной работы конденсатора. Он еще участвует и в увеличении напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания. Когда контакты прерывателя полностью размыкаются, конденсатор разряжается, создавая обратный ток в цепи низкого напряжения, и тем самым, ускоряет исчезновение магнитного поля. А чем быстрее исчезает это поле, тем больший ток возникает в цепи высокого напряжения.
«Зачем такой длинный разговор о такой маленькой штучке в такой большой машине?» – спросите вы.
Так вот учтите, при выходе конденсатора из строя двигатель работать не будет! Напряжение во вторичной цепи получится недостаточно большим для того, чтобы пробить воздушную преграду между электродами свечи зажигания. Может быть, иногда, слабая искорка и будет проскакивать, но нам нужна достаточно «горячая» и стабильная искра, которая гарантированно воспламенит рабочую смесь и обеспечит нормальный процесс ее сгорания. А для этого, как раз и необходимы те самые «страшные» 20 тысяч вольт, в «приготовлении» которых участвует и конденсатор тоже.
Прерыватель тока низкого напряжения и распределитель высокого напряжения расположены в одном корпусе и имеют привод от коленчатого вала двигателя.
Часто водители называют этот узел коротко – «прерыватель-распределитель» (или еще короче – «трамблер»).
Крышка распределителя и распределитель (ротор) тока высокого напряжения(рис. 21 и 22) предназначены для распределения тока высокого напряжения по свечам цилиндров двигателя.
Рис. 22. Прерыватель-распределитель:1 –диафрагма вакуумного регулятора; 2 – корпус вакуумного регулятора; 3 – тяга; 4 – опорная пластина; 5 – ротор распределителя («бегунок»); 6 – боковой контакт крышки; 7 – центральный контакт крышки; 8 – контактный уголек; 9 – резистор; 10 – наружный контакт пластины ротора; 11 – крышка распределителя; 12 – пластина центробежного регулятора; 13 – кулачок прерывателя; 14 – грузик; 15 – контактная группа; 16 – подвижная пластина прерывателя; 17 – винт крепления контактной группы; 18 – паз для регулировки зазоров в контактах; 19 – конденсатор; 20 – корпус прерывателя-распределителя; 21 – приводной валик; 22 – фильц для смазки кулачка
После того, как в катушке зажигания образовался ток высокого напряжения, он попадает (по высоковольтному проводу) на центральный контакт крышки распределителя, а затем через подпружиненный контактный уголек на пластину ротора.
Во время вращения ротора ток через небольшой воздушный зазор «соскакивает» с его пластины на боковые контакты крышки. Далее, через высоковольтные провода импульс тока высокого напряжения попадает к свечам зажигания.
Боковые контакты крышки распределителя пронумерованы и соединены высоковольтными проводами со свечами цилиндров в строго определенной последовательности.
Таким образом, устанавливается «порядок работы цилиндров»,который выражается рядом цифр.
Как правило, для четырехцилиндровых двигателей применяется порядок работы: 1–3–4–2. Это означает, что после воспламенения рабочей смеси в первом цилиндре, следующий «взрыв» произойдет в третьем, потом в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Такой порядок работы цилиндров установлен для равномерного распределения нагрузки на коленчатый вал двигателя.
Подача высокого напряжения на электроды свечи зажигания должна происходить в конце такта сжатия, когда поршень не доходит до верхней мертвой точки примерно 4–6°, измеряя по углу поворота коленчатого вала. Этот угол называют углом опережения зажигания.
Необходимость опережения момента зажигания горючей смеси обусловлена тем, что поршень движется в цилиндре с огромной скоростью. Если смесь поджечь несколько позже, то расширяющиеся газы не будут успевать делать свою основную работу, то есть давить на поршень в должной степени. Хотя горючая смесь и сгорает в течение 0,001–0,002секунды, поджигать ее надо до подхода поршня к верхней мертвой точке. Тогда в начале и середине рабочего хода поршень будет испытывать необходимое давление газов, а двигатель будет обладать той мощностью, которая требуется для движения автомобиля.
Первоначальный угол опережения зажигания выставляется и корректируется с помощью поворота корпуса прерывателя-распределителя. Тем самым мы выбираем момент размыкания контактов прерывателя, приближая их или, наоборот, удаляя от набегающего кулачка приводного валика прерывателя-распределителя.
В зависимости от режима работы двигателя, условия процесса сгорания рабочей смеси в цилиндрах постоянно меняются. Поэтому для обеспечения оптимальных условий необходимо постоянно менять и указанный выше угол (4–6°). Это обеспечивают центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания.
Центробежный регулятор опережения зажиганияпредназначен для изменения момента возникновения искры между электродами свечей зажигания в зависимости от скорости вращения коленчатого вала двигателя.
При увеличении оборотов коленчатого вала двигателя поршни в цилиндрах увеличивают скорость своего возвратно-поступательного движения. В то же время скорость сгорания рабочей смеси остается практически неизменной. Следовательно, для обеспечения нормального рабочего процесса в цилиндре смесь необходимо поджигать чуть раньше. Для этого искра между электродами свечи должна проскочить раньше, а это возможно лишь в том случае, если контакты прерывателя тоже разомкнутся раньше. Это и должен обеспечить центробежный регулятор опережения зажигания (рис. 23).
а) расположение деталей регулятора:1–кулачок прерывателя; 2 – втулка кулачков; 3 – подвижная пластина; 4 – грузики; 5 – шипы грузиков; 6 – опорная пластина; 7 – приводной валик; 8 – стяжные пружины
Источник
Назначение и устройство прерывателя распределителя
Прерыватель-распределитель зажигания – устройство и работа
Основное назначение прерывателя-распределителя – это индуцирование тока высокого напряжения и его направление уже непосредственно в камеру сгорания бензинового карбюраторного или инжекторного двигателя. Узел, который в народе называют трамблер (от французского trembleur – вибратор, прерыватель), бывает для нескольких систем зажигания (контактной и бесконтактной). Устройство прерывателя-распределителя контактного и бесконтактного отличается лишь основными рабочими элементами, а конструкция одинаковая.
У контактного прерывателя есть контакты, а у бесконтактного их, естественно, нет, стоит либо индуктивная катушка, либо датчик Холла.
Устройство и работа прерывателя-распределителя зависят от того, на каком автомобиле он установлен. На военной технике устанавливались еще и экранированные трамблеры, чтобы машина могла ездить в воде. Прерыватель состоит из корпуса, в коем на втулке вращается вал. Нижняя часть вала имеет либо шлицы, либо поперечный пропил, смещенный в сторону, чтобы прерыватель можно было установить только в определенном положении. Привод распределителя зажигания, как правило, происходит от шестерни распределительного вала или от специального промежуточного вала.
В верхней части вала прерывателя-распределителя находится кулачковая муфта (количество кулачков равно количеству цилиндров двигателя) и центробежная муфта опережения зажигания. В верхней части корпуса расположен подшипник, а на нем диск с вольфрамовыми контактами подвижным и неподвижным. Для уменьшения пригорания параллельно с контактами подключен конденсатор. На вал трамблера вставляется бегунок и накрывается крышкой. Снаружи корпуса (внизу) крепится октан-корректор, а сбоку – вакуумный корректор угла опережения зажигания.
Статья в тему: Съемная тонировка стекол автомобиля – доступ света по желанию
Назначение, устройство и работа прерывателя-распределителя
Назначение, устройство и работа прерывателя-распределителя.
Прерыватель-распределитель необходим для прерывания тока низкого напряжения и распределения тока высокого напряжения по цилиндрам двигателя. Прерыватель-распределитель состоит из корпуса (10), приводного валика (11), подвижного и неподвижного дисков, кулачка (6) и регуляторов опережения зажигания. На подвижном диске (15) размещены изолированный рычажок (5) с подвижным контактом (7) и неподвижный контакт (8) со стойкой. Контакты прерывателя наплавлены тугоплавким металлом-вольфрамом. Подвижный контакт прерывателя прижимается к неподвижному пластинчатой пружиной. Вращающийся кулачок (6) нажимает выступом на изолированный рычажок прерывателя и за один оборот размыкает контакты столько раз, сколько выступов на кулачке. Число выступов на кулачке равно числу цилиндров двигателя. Сверху на корпусе прерывателя установлен распределитель. Он состоит из ротора (4) и крышки (1).Ротор изготовлен из карболита, а сверху в него вмонтирована контактная пластина. Он закреплен на выступе кулачка. На наружной части по окружности выполнены гнёзда с зажимами (2) для проводов высокого напряжения к искровым свечам зажигания. В центре крышки расположено центральное гнездо для крепления центрального провода высокого напряжения от катушки зажигания. Внутри крышки против центрального гнезда помещён угольный контакт (3) с пружиной для соединения провода с пластиной ротора, а против каждого гнезда по окружности расположены боковые контакты.
Ротор распределителя, вращаясь вместе с кулачком, соединяет центральный контакт поочередно с боковыми, подавая ток высокого напряжения в искровые свечи зажигания.
Кулачок (6) прерывателя соединён с приводным валиком (11) через центробежный регулятор. Валик приводится в действие от распределительного вала. Центробежный регулятор снабжён грузиками (19), на выступах которых размещается пластина (9) с косыми прорезями. С увеличением частоты вращения коленчатого вала, грузики регулятора расходятся, штифты грузиков перемещаясь в прорезях пластины, поворачивают её и соединённый с ней кулачок в сторону вращения ведущего валика. В результате кулачок размыкает контакты прерывателя, и угол опережения зажигания увеличивается.
В зависимости от условий работы должен быть выбран оптимальный угол опережения зажигания, который влияет на тепловой режим, мощность и экономичность двигателя. В прерывателе-распределителе, кроме центробежного, установлен вакуумный регулятор. Он служит для изменения угла опережения зажигания в зависимости от нагрузки двигателя. Для изменения угла опережения зажигания вручную в зависимости от октанового числа топлива предназначен октан-корректор (8). Им изменяют угол зажигания в пределах ± 12? по углу поворота коленчатого вала. Таким образом, в прерывателе-распределителе действуют независимо три устройства по изменению угла опережения зажигания: центробежный регулятор поворачивает кулачок, вакуумный регулятор – подвижный диск прерывателя и октан-корректор – корпус.
2.2 Технические условия на сборку прерывателя-распределителя.
Все трущиеся поверхности перед сборкой должны быть смазаны смазкой. Грузики центробежного регулятора должны свободно проворачиваться на своих осях. На оси и кронштейны пружин грузиков центробежного регулятора должны быть надеты две пружины. Характеристики пружин приведены в таблице 1.
Биение шейки валика под втулку кулачка относительно шейки под втулку в корпусе не должно превышать 0,03 мм. Перед завёртыванием винта крепления втулки кулачка резьба должна быть смазана натуральной олифой. Под головку винта должна быть положена пружинная шайба. Продольный люфт втулки не должен превышать 0,75…1,0 мм. Вращение шарикового подшипника должно быть свободным, без заеданий. Люфт наружной обоймы относительно внутренней допускается не более 0,05мм. Шариковый подшипник должен быть заполнен смазкой. Фильц должен быть изготовлен из фетра и пропитан машинным маслом. Количество смазки в фильце должно быть в пределах
0,18…0,22 г. Ось рычага прерывателя-распределителя не должна иметь качки в месте крепления к пластине. Рычаг прерывателя-распределителя не должен иметь качки на оси. Подбором текстолитовых шайб должно быть обеспечено совпадение осей контактов с точность до 0,25 мм. Контакты прерывателя должны иметь гладкие шлифованные поверхности, параллельные между собой. Толщина слоя вольфрама контактов должна быть не менее 0,5 мм. Длина гибкого проводника «на массу» должна обеспечивать свободный ход пластины без натяжения. Длина проводника должна составлять 93…97 мм (расстояние между центрами отверстий наконечников). В кольцевую канавку крышки распределителя должна быть установлена на клею пробковая прокладка. Конденсатор должен иметь ёмкость 0,15…,25 мкФ. Допускаются незначительные вмятины корпуса конденсатора, не вызывающие нарушения герметичности и повреждения диэлектрика. Штуцер вакуумного регулятора должен быть плотно затянут, и иметь уплотнительную шайбу. Валик прерывателя-распределителя должен свободно вращаться во втулках корпуса. Перед установкой в корпус валик должен быть смазан консистентной смазкой. Этой же смазкой должна быть заполнена маслёнка прерывателя-распределителя. Соединительный проводник одним концом должен быть соединён с изолированной пластиной прерывателя-распределителя, а другим – с выводной изолированной клеммой на корпусе.
В наибольшей мере технического обслуживания требует контактная система зажигания. При ТО рекомендуется проверить крепление прерывателя-распределителя, осмотреть и очистить сухой тряпкой от грязи, пыли и масла. Также стоит проверить, есть ли трещины и следы выгорания на его элементах, состояние контактов прерывателя, и при необходимости отрегулировать зазор между ними и протереть контакты мягкой ветошью, смоченной в бензине или спирте
Принцип работы прерывателя-распределителя в двух словах
Принцип работы прерывателя-распределителя не сложный. Контакты размыкаются, и в первичной обмотке зажигания появляется магнитное поле, которое необходимо для образования высоковольтного тока. Он с катушки возвращается на крышку распределителя, в которой есть контакт, касающийся бегунка. Он распределяет ток по контактам крышки и дальше по проводам на свечи зажигания. Прерыватель может прийти в негодность по «старости», из-за попадания влаги внутрь или впоследствии механических повреждений.
Со временем в автомобиле все детали и механизмы изнашиваются, и рассматриваемая конструкция также грешит этим. Например, самая обычная выработка во втулке корпуса уже приведет к неустойчивой работе машины, поскольку вал прерывателя будет болтаться. Во время мойки автомобиля или когда вы попали в большую лужу, на прерыватель может попасть влага, и если он не защищен, то работать перестанет. В случае с механическим повреждением все просто: кто-то что-то уронил, чем-то случайно ударил и повредил механизм.
Что значит «прерыватель-распределитель зажигания»
Прерыватель-распределитель зажигания — механизм, определяющий момент формирования высоковольтных импульсов в системе зажигания и используется для распределения электрического зажигания по цилиндрам карбюраторных и инжекторных бензиновых двигателей внутреннего сгорания .
Дизельные , компрессионные , калильные , а также двигатели с калильной головкой имеют иной принцип воспламенения топливо-воздушной смеси и прерыватель-распределитель им не нужен.
В классическом виде устройство включает в себя прерыватель тока низкого напряжения, распределитель тока высокого напряжения, центробежный , вакуумный регуляторы опережения зажигания и октан-корректор.
- Контакты прерывателя в определённый момент размыкаются, разрывая первичную цепь обмотки катушки зажигания , что вызывает индуцирование тока высокого напряжения в её вторичной обмотке. Параллельно контактам подключен конденсатор для уменьшения искрения.
- Вакуумный регулятор изменяет угол опережения зажигания в зависимости от нагрузки на двигатель, которая пропорциональна разрежению за дроссельной заслонкой . Вакуумный регулятор соединён с задроссельным пространством трубкой.
- Центробежный регулятор изменяет угол опережения зажигания соответственно изменению частоты вращения коленчатого вала .
- Октан-корректор, установленный на корпусе прерывателя, позволяет вручную корректировать угол опережения зажигания.
- Высоковольтное напряжение от вторичной обмотки катушки зажигания по высоковольтному проводу поступает к центральному контакту крышки распределителя.
- Через контактный уголёк
- При прохождении вращающегося бегунка мимо боковых электрических контактов ток высокого напряжения подаётся по высоковольтным проводам к свечам зажигания соответствующих цилиндров. Токоразносная пластина механически не касается боковых контактов крышки, через зазор проскакивает искра.
В более современной бесконтактной системе зажигания механический прерыватель отсутствует. Он заменён устройством формирования задающих импульсов на эффекте Холла для формирования искры блоком управления зажиганием . Также могут применяться оптические или магнитные датчики, например комплект зажигания «Сонар».
Некоторые инжекторные двигатели с распределителем зажигания не содержат центробежного и вакуумного регулятора коррекции угла опережения зажигания. В них эта функция возложена на электронный блок управления двигателем. В современных же инжекторных двигателях распределитель не применяется вовсе: он заменён одной или несколькими управляемыми катушками зажигания , или катушками непосредственно на каждой свече зажигания .
Например, на автомобилях «Ока» установлен датчик Холла и двухискровая катушка зажигания, распределитель отсутствует.
Источник