батарейне запалювання
Робоча суміш у карбюраторному двигуні запалюється від електричної іскри, яка виникає між електродами свічки запалювання. Іскровий проміжок в свічці запалювання, який дорівнює 0,5-0,8 мм, являє собою частину електричного кола зі значним опором для струму. Це опір підвищується зі збільшенням тиску газів в циліндрі, для його подолання необхідно напруга 12-20 кВ. При появі іскри опір між електродами знижується і підвищується температура іскри, яка перетворюється в дугу у вигляді іскрового розряду. Іскра запалює невелику частину горючої суміші у електродів свічки, потім фронт полум'я поширюється по всій камері згоряння.
При батарейному запалюванні струм високої напруги виходить в індукційній котушці запалювання трансформацією постійного струму, що надходить в неї через переривник з джерела струму. Схема батарейній системи запалювання показана на рис. 163. В цю систему входять джерела струму (акумуляторна батарея 8 і генератор 1), котушка запалювання 3, переривник 2, розподільник 4, свічки запалювання 5, дроти високої і низької напруги. На схемі також показані стартер 9, вимикач стартера 10 і реле-регулятор 11. Частина проводів замінюється провідником, так званої «масою», якою зазвичай служить металевий корпус двигуна.
Струм низької напруги, що створюється акумуляторною батареєю 8, проходить через переривник 2 в первинну обмотку котушки запалювання 3 і потім по масі повертається до акумуляторної батареї. У котушці запалювання струм низької напруги перетвориться в струм високої напруги. За допомогою розподільника 4 і проводів високої напруги струм з вторинної обмотки котушки запалювання передається на свічки запалювання двигуна відповідно до його порядком роботи.
Мал. 163. Схема батарейній системи запалювання: 1 - генератор, 2 - переривник, 3 5 і 6 - котушка, свічка а замок запалювання, 4 - розподільник, 7 - амперметр, 8 - акумуляторна батарея, 9 - стартер, 10 - вимикач стартера, 11 - реле регулятор
Джерелом струму на більшості двигунів внутрішнього згоряння є генератор 1 постійного струму і акумуляторна батарея 8. Від батареї струм в систему запалювання подається під час пуску двигуна та при його роботі з малою частотою обертання колінчастого вала. При середній і номінальній частоті обертання колінчастого вала струм, що виробляється генератором, йде на харчування системи запалювання і на підзарядку акумуляторної батареї.
Реле-регулятор 11 служить для регулювання в системі запалювання сили і напруги струму, а також зворотного потоку, щоб не відбувалася розрядка батареї через генератор. Контроль напрямку і сили зарядного струму в системі запалювання здійснюється амперметром 7.
Зазвичай на двигунах встановлюють кислотні батареї напругою 6, 12, і 24 В.
Для перетворення струму низької напруги (6, 12 або 24 В) в струм високої напруги (12 ТОВ - 20 ТОВ В) служить котушка запалювання (рис. 164), яка виконується у вигляді окремого приладу. Котушка має сердечник 7, який виготовляється з тонких пластинок м'якого заліза, ізольованих один від одного, щоб уникнути появи струмів Фуко і нагріву ними сердечника. На сердечник надіта картонна трубка, на яку намотана вторинна тонка обмогка 6 з ізольованого мідного дроту діаметром 0,1 мм з числом витків від 16 ТОВ до 23 000. На вторинну обмотку намотана первинна обмотка 3 з ізольованого мідного дроту діаметром 0,8-1 мм з числом витків близько 300. Більша товщина дроту необхідна для запобігання перегріву котушки, так як по ній йде сильний тон. Сердечник поміщений в металевий кожух і закритий карболитовой кришкою. Для охолодження котушки запалювання її внутрішню порожнину заповнюють трансформаторним маслом.
Мал. 164. Котушка запалювання: а - схема, б - розріз; 1 в 4 - кінці первинної обмотки, 2 - резистор, З - первинна в вторинна обмотки, 5 - кінець вторинної обмотки, приєднаний до центрального контакту розподільника, 7 - сердечник
Працює індукційна котушка наступним чином. При зімкнутих контактах переривника по первинній обмотці котушки з акумулятора або генератора тече струм низької напруги, який створює навколо обмотки магнітне поле. Коли контакти переривника розмикаються, струм низької напруги в первинній обмотці переривається, магнітне поле зникає і при зникненні перетинає обидві обмотки. В результаті цього у вторинній обмотці індукується струм високої напруги (від 12 000 до 20 000 В). Напруга залежить від ставлення числа витків у вторинній обмотці до числа витків первинної обмотки, а також від швидкості зміни магнітного поля. У первинній обмотці індукційної котушки при розмиканні контактів виникає струм самоіндукції (екстра-ток) напругою 250 300 В, який надходить на заряд обкладок конденсатора, оберігаючи тим самим контакти переривника від підгоряння. Частина струму з конденсатора направляється на вторинну обмотку, посилюючи тим самим іскру.
Кінці 1 і 4 первинної обмотки прикріплюються до затискачів низької напруги. Один кінець вторинної обмотки 6 всередині котушки запалювання припаяний до первинної обмотці, а другий кінець 5 вторинної обмотки через провід високого тиску виводиться до центрального контакту розподільника. У ланцюзі первинної обмотки котушки запалювання є резистор 2, виготовлений з тонкої спіральної маловуглецевої сталевого дроту і службовець для зменшення залежності вторинної напруги від частоти обертання колінчастого вала двигуна. При зміні частоти обертання колінчастого вала двигуна змінюється час замкнутого стану контактів переривника в зв'язку з чим зростає йди убуває сила первинного струму. При збільшенні частоти обертання час замкнутого стану контактів зменшується, а сила струму не встигає досягти потрібної величини. Тому слабшає магнітне поле і знижується напруга у вторинній обмотці. При зменшенні первинного струму знижується нагрів додаткового опору і різко зростає сила струму. Це пояснюється тим, що опір маловуглецевої сталевого дроту сильно знижується при зниженні температури. Практично при різній частоті обертання колінчастого вала двигуна величина і:;. Ри в свічках запалювання виходить однаковою.
При малій частоті обертання валу додатковий опір обмежує силу струму і оберігає котушку запалювання від перегріву.
Застосовувані в даний час на двигунах внутрішнього згоряння переривники-розподільники є блок, що складається з переривника струму низької напруги, розподільника струму високої напруги, відцентрового і вакуумного регуляторів для зміни кута випередження запалювання залежно від режиму роботи двигуна і октан коректора, що змінює інсталяційний кут в залежно від октанового числа бензину.
Переривник (рис. 165) складається з корпусу 2, валика 1, кулачковою муфти 10, рухомого диска 5 переривника, який спирається на підшипник 4, і нерухомого контакту 25. Кулачкова муфта має кулачки, число яких дорівнює числу циліндрів двигуна. Нерухомий контакт (ковадло) 25 з'єднаний з масою, а рухливий контакт (молоточок) 24 з важелем і пружиною ізольований від неї. Контакти переривника виконані з вольфраму.
Мал. 165. Переривник-розподільник: а - поздовжній розріз, б і в - поперечні розрізи; 1 - валик, 2 - корпус, 3 - важки, 4 підшипник, 5 - диск переривника, 6 - ротор розподільника, 7 - електроди, 8 - кришка, 9 -контактний вугіллячко, 10 кулачкова муфта, 11 - конденсатор. 12 - штифти. 1.) 23 - пластини, 11 - вісь, 15 і 27 - пружини, 15 - трубка, 17 -Вакуумні регулятор. 18 - діафрагма. 19 - тяга, 20 - затискач, 21 - коректування пристосування, 22 - ексцентрик, 24 - рухливий контакт (молоточок), 25 - нерухомий контакт (ковадло). 26 - октан-коректор
Усередині корпусу розміщений відцентровий регулятор випередження запалювання, а зовні - вакуумний регулятор 17 з пружиною 27 і діафрагмою 18, октан-коректор 26 і конденсатор 11. Трубка 16 служить для з'єднання вакуумного регулятора з карбюратором.Тяга 19 з'єднує діафрагму з рухомим диском переривника. Зазор між контактами переривника при повністю розімкнутих контактах повинен бути 0,4-0,5 мм, а регулюватися за допомогою ексцентрика 22 шляхом переміщення пластини 23 нерухомого контакту 25.
Працює переривник наступним чином. Валик 1 переривника приводиться в обертання розподільним валом механізму газорозподілу двигуна, частота обертання валика відповідає частоті обертання розподільного валу. Валик приводить в обертання кулачкову муфту 10, а її кулачки по черзі набігають на текстолітовий виступ рухомого контакту 24 і розмикають контакти, гключенние послідовно в ланцюг первинної обмотки котушки запалювання, яка з'єднується з затискачем 20.
Конденсатор 11 включений в ланцюг паралельно контактам переривника і поглинає ток самоіндукції, що виникає в первинної обмотці котушки запалювання при розриві контактів.
Розподільник призначений для розподілу струму високої напруги по свічках запалювання. У карболитовой кришці 8 розподільника є електроди 7, всередині корпусу обертається ротор в розподільника.
Струм високої напруги з вторинної обмотки котушки запалювання надходить в центральне гніздо кришки розподільника і далі на контактний уголек 9, який поміщається в центрі корпусу і сполучений з токоразносной платівкою. Далі струм через зазор 0,25 мм йде на електроди розподільника, які з'єднані з проводами свічок.
Відцентровий регулятор служить для зміни кута випередження запалювання залежно від частоти обертання колінчастого вала двигуна і складається з провідної планки зі штифтами 12, яка жорстко укріплена на валику 1 переривника, двох важків 3 з пружинами 15 і відомою пластини 13 з прямокутними отворами. Пластина 13 жорстко пов'язана з кулачковою муфтою 10 і своїми отворами встановлюється на штифти 12 важків 3 регулятора випередження запалювання.
Зі збільшенням частоти обертання важки 3, укріплені на осях 14, під дією відцентрової сили розходяться, долаючи опір пружини 15. Одночасно важки штифтами 12 повертають пластину 13 з кулачковою муфтою по ходу обертання валика. У зв'язку з цим розрив контактів переривника відбувається дещо раніше, що і забезпечує більший кут випередження запалювання.
Вакуумний регулятор змінює кут випередження запалювання залежно від навантаження двигуна і складається з корпусу, діафрагми 18, пружини 27 і тяги 19, яка з'єднує діафрагму з рухомим диском 5 переривника. Диск спирається на кульковий підшипник 4. Трубка 16 служить для повідомлення вакуумного регулятора з за-дросельним простором карбюратора. При малих навантаженнях і прикритої дросельної заслінки за заслінкою утворюється розрідження, яке передається у внутрішню порожнину вакуумного регулятора. Діафрагма 18 при цьому вигинається, долаючи опір пружини 27, і, діючи на тягу 19, переміщує рухомий диск 5 переривника назустріч обертанню кулачковою муфти, забезпечуючи тим самим випередження запалювання.
При роботі двигуна з прикритою дросельною заслінкою (па часткових навантаженнях) потрібно більш раннє запалення, так як наявність в цьому випадку в циліндрі великої кількості залишкових газів знижує швидкість згоряння робочої суміші. При збільшенні навантаження двигуна дросельна заслінка відкривається, розрідження за нею падає і діафрагма 18 під дією пружини прогинається в протилежному напрямку. Диск переривника при цьому повертається у напрямку обертання кулачковою муфти, контакти розмикаються пізніше, забезпечуючи більш пізнє запалювання.
Октан-коректор, що змінює випередження запалювання залежно від детонаційної стійкості банзнна, має шкалу, укріплену на блоці двигуна, і коректування пристосування 21, за допомогою якого повертають корпус переривника, стежачи за поділами шкали. Таким чином, змінюють випередження запалювання. Чим нижче октанове число палива, тим вище його схильність до детонації і тим меншим має бути випередження за зпалювання.
Свічки запалювання служать для займання робочої суміші в циліндрі двигуна і працюють в особливо важких умовах. До конструкції свічок висувають такі вимоги:
іскра повинна бути досить потужною, щоб запалювати робочу суміш різного складу при різних тисках і температурах; повинен бути забезпечений хороший відвід тепла від електродів і ізолятора, що знаходяться в камері згоряння, щоб уникнути передчасних спалахів; свічки повинні володіти високою термічною і механічною міцністю, хорошою електричною ізоляцією, а також забезпечувати герметичність камери згоряння двигуна. Свічка запалювання (рис. 166) складається із сталевого корпусу 5 з боковим електродом 9 і керамічного ізолятора 4 з центральним електродом 5. Ізолятор в корпусі ущільнюється за допомогою мідних шайб 6 і 7. Шайба 7, крім того, відводить тепло від нижньої частини ізолятора. Сталевий корпус 8 різьбовій частиною ввертається в головку циліндра двигуна, ущільнення між корпусом і головкою забезпечується кільцем 10.
Мал. 166. Свічка запалювання: 1 - провід, 2 і s - пластмасовий я сталевий корпусу, 3 - подавітельние резистори, 4 - ізолятор. 5 і 9 - центральний і бічний електроди, 6 і 7 - шайби, 10 - кільце
Найважливішою деталлю свічки запалювання є ізолятор, який нагрівається до температури 700 ° С і піддається тиску газів до 4 Л \ Па. Він не повинен втрачати електричну міцність, перебуваючи під напругою електричного струму до 30 ТОВ В.
Основний компонент ізоляторів - окнсь алюмінію. Ізолятори, виготовлені з уролита, містять до 75% окису алюмінію, а з боркорунда - до 9% окису алюмінію і невелика кількість окису бору, який покращує відведення тепла.
Верхня частина центрального електрода 5 виготовлена з маловуглецевої сталі, а нижня його частина і бічний електрод виконані з жаростійкої нікель-марганцевої сталі. Між електродами встановлюється зазор 0,7-0,8 мм.
На малофорсованих двигунах внутрішнього згоряння з низьким ступенем стиснення встановлюють так звані «гарячі» свічки з довгою спідницею ізолятора, які добре прогріваються і не мають нагару на спідниці, а на високофорсованих двигунах з високим ступенем стиснення - свічки запалювання з короткою спідницею, які добре відводять тепло і тим самим запобігають передчасному займання робочої суміші при зіткненні з розпеченим ізолятором і електродами. Для двигунів застосовують свічки запалювання з різьбленням діаметром 10, 12, 14, 18 і 22 мм.
Ще по темі
- Технічне обслуговування механізму газорозподілу
Під час експлуатації виникають різні несправності в механізмі газорозподілу двигуна внутрішнього згоряння. Зношуються робочі поверхні кулачка розподільного вала і тарілки пружини штовхача, а також сферичні наконечники штанг і гнізда в штовхач. Втрачають правильну геометричну форму посадкова поверхня тарілки клапана і його сідло. Клапанні пружини стають коротшими в результаті зносу і [..] - масляні фільтри
Масляні фільтри служать для видалення з масла продуктів зносу металів і окислення масла (нагар, смолисті речовини, пил, частинки незгорілого палива). За принципом дії всі фільтри діляться на механічні, що поглинають (ємнісні), гідродинамічні і магнітні. Механічні фільтри за характером набивання розрізняють сітчасті (поверхневі), щілинні і пластинчасті і використовують в якості фільтрів грубої [..] - Приклади виконання механізмів газорозподілу
Розглянемо пристрій і схему роботи швидкохідного чотиритактного двигуна з нижнім розташуванням розподільного вала (рис. 49). Клапани 13 пружиною 14 притискаються до гнізд в голівці. Штовхачі 2 спираються на кулачки розподільного вала 1. Якщо штовхач розташований на циліндричній частині кулачка, то клапан закритий. Шестерня 5 колінчастого вала входить в зачеплення з [..]