Автомобілі ЧКТКТ

 

Система запалення та пуску




 

ЛЕКЦІЯ  № 17 (2 год.) 

 

ТЕМА: Система запалення й пуску ДВЗ

 

МЕТА:  

навчальна: вивчити загальну будову  та принцип роботи системи запалення й пуску ДВЗ

розвиваюча:  розширити знаня матеріалу для різних моделей автомобілів

виховна: виховати повагу та розуміння важливості знань вивченого матеріалу  

 

ОБЛАДНАННЯ: схеми, плакати, макети, стенд.

 

ПЛАН

1 Загальна будова призначення системи запалення

2 Принцип роботи системи запалення

3 Джерела живлення системи пуску двигуна

4 Стартер і прибори системи пуску 

 

ЗМІСТ ЛЕКЦІЇ

 

1 Загальна будова призначення системи запалення 

Робоча суміш у циліндрах карбюраторного двигуна запалюється електричною іскрою, що проскакує між електродами свічки запалю­вання. Повітряний проміжок між електродами свічки має великий електричний опір, тому між ними треба створити високу напругу, щоб виник іскровий розряд. Іскрові розряди мають з'являтися при Певному положенні поршнів та клапанів у циліндрах і чергуватися відповідно до встановленого порядку роботи двигуна. Ці вимоги за­безпечуються системою запалювання (рис. 3.3), що складається з джерел струму (акумуляторна батарея та генератор), котушки запа­лювання 7, переривника 9, розподільника 11, конденсатора 10, сві­чок запалювання 13, вмикача (замка) запалювання 5, проводів висо­кої 12 і низької 3 напруг.

 Котушка запалювання слугує для перетворення струму низької напруги (надходить від акумуляторної батареї або генератора) на струм високої напруги. Це підвищувальний трансформатор, первин­ною обмоткою якого проходить переривчастий струм низької напру­ги, а такий самий струм високої напруги виробляється у вторинній обмотці.

    Розподільник запалювання слугує для періодичного розмикання ікола низької напруги та розподілу струму високої напруги по свічках запалювання відповідно до порядку роботи двигуна. Він складається з об'єднаних у спільному корпусі переривника струму низької на­пруги й розподільника струму високої напруги.,

У розподільнику запалювання Р-118 (автомобіль «Москвич-2140») переривник складається з чавунного корпусу 20, всере­дині якого розміщено приводний валик, з'єднаний через відцентро­вий регулятор з кулачком 10, нерухомого опорного диска та рухомо­го диска 9. Зовні на корпусі закріплено вакуумний регулятор випе­редження запалювання 8 і конденсатор 16. На рухомому диску встановлено: нерухомий контакт 17, з'єднаний з «масою»; рухомий контакт, ізольований від «маси» й з'єднаний провідником з ізольова­ним затискачем низької напруги 75; фільц 18 для змащування кулач­ка. Нерухомий контакт установлено на спеціальній площадці, яку закріплено на диску гвинтом. Площадка разом із гвинтом може переміщатися ексцентриком, що дає змогу регулювати зазор між контактами. Рухомий контакт за допомогою пластинчастої пружини притискається до нерухомого. Коли валик обертається, кулачок своїми виступами періодично відтискає рухомий контакт, перери­ваючи коло струму низької напруги. Замикаються контакти пластин­частою пружиною. Нормальний зазор між контактами переривника, що перебувають у повністю розімкненому стані, має становити 0,35... 0,45 мм. Кількість виступів на кулачку відповідає кількості ци ліндрів, а частота обертання валика вдвоє менша від частоти обер­тання колінчастого вала. До корпусу переривника кріпиться вакуум­ний регулятор випередження запалювання 8, діафрагму якого зв'яза­но з рухомим диском 9.

Розподільник  складається з ротора з розносною пластиною 11, карболітової кришки 12 з вивідними бічними затискачами 13 та центральним 14 із контактним вугликом і заглушувальним резисто­ром, що зменшує перешкоди радіоприйманню. Всередині ротора є зріз, за допомогою якого він фіксується в певному положенні на ку­лачку й обертається разом із ним. У гніздо центрального затискача розподільника вставляють, провід високої напруги, що йде відко-тушки запалювання^ Від бічних вивідних затискачів проводи приєд­нуються до свічок запалювання в порядку роботи двигуна в напрямі обертання ротора. Струм високої напруги, що індукується у вторин­ній обмотці котушки запалювання, подається через контактний вуг­лик на пластину ротора, а потім крізь повітряний зазор (0,4... 0,8 мм) — на бічний вивідний затискач і проводом високої напруги — на свічку запалювання. При наступному розмиканні контактів ротор повер­неться, а розносна пластина розташується проти чергового бічного затискача. Аналогічну будову мають розподільники запалювання Р-114Б (автомобіль ЗАЗ-968М) та Р-119Б (автомобіль ГАЗ-24).

На автомобілях ВАЗ установлено розподільник запалювання Р-125 (рис. 3.6), що має вакуумний 4 й відцентровий регулятори. Опорну пластину 7 з рухомими тягарцями регулятора встановлено на шліцах верхнього кінця приводного валика під ротором 8. Останній прикріплено до пластин кулачка 16 переривника двома гвинтами. Контакти розташовано на рухомому диску. Для регулювання зазору між ними стояк із нерухомим контактом можна переміщувати за до­помогою викрутки, яку встановлюють у спеціальний паз 20, після ослаблення двох гвинтів 19. Тяга б з'єднує вакуумний регулятор з ру­хомим диском переривника.

Потреба встановлювати в розподільнику прилади, які автоматич­но регулюють момент запалювання робочої суміші, пояснюється ось чим. Робоча суміш у циліндрах двигуна згоряє дуже швидко (протя­гом 1/500...1/1000 с). Зі збільшенням частоти обертання колінчастого вала швидкість згоряння майже не змінюється, а середня швидкість руху поршня істотно зростає, й за час згоряння суміші поршень встигає набагато відійти від ВМТ. Тому згоряння суміші відбудеться в більшому об'ємі, тиск газів на поршень зменшиться, й двигун не розвиватиме повної потужності^

Це зумовлює необхідність зі збільшенням частоти обертання ко­лінчастого вала запалювати робочу суміш з випередженням (до під­ходу поршня у ВМТ) з таким розрахунком, щоб суміш повністю зго­ріла до моменту переходу поршнем ВМТ (при найменшому об'ємі), тобто робити запалювання більш раннім. Чим вища частота обертан­ня колінчастого вала, тим більшим має бути випередження запалю­вання. Крім того, за однієї й тієї самої частоти обертання колінчастого вала випередження запалювання має зменшуватися з відкриванням дросельних заслінок і збільшуватися, коли вони закриваються. Це пояснюється тим, що при відкриванні дросельних заслінок збіль­шується кількість пальної суміші, яка надходить у циліндри, й вод­ночас зменшується кількість домішуваних до неї залишкових газів, унаслідок чого підвищується швидкість згоряння робочої суміші. Коли дросельні заслінки закриваються, навпаки, кількість пальної суміші зменшується, а кількість залишкових газів у циліндрах збіль­шується, внаслідок чого швидкість згоряння знижується.

Коли заслінки закриваються, розрідження в корпусі вакуумного регулятора збільшується, діафрагма 12, долаючи опір пружини, прогинається назовні й через тягу 13 повертає рухо­мий диск 14 у бік збільшення випередження запалювання; коли за­слінки відкриваються, розрідження зменшується, пружина вигинає діафрагму в протилежний бік, повертаючи диск 14 переривника у бік зменшення випередження запалювання.

Крім того, всі розподільники мають також ручне регулювання ви­передження запалювання, що здійснюється залежно від октанового числа палива за допомогою окт ан -коректора. Він складається з нижньої 3 (див. рис. 3.5) та верхньої 4 пластин. Верхню пластину закріплено на корпусі переривника, а нижню — прикріплено до блока циліндрів. Пластини з'єднані між собою болтом. Для збільшен­ня випередження запалювання ослаблюють болт й повертають кор­пус 20 переривника проти напряму обертання ротора на одну-дві по­ділки шкали нижньої пластини, а для зменшення — у зворотний бік.

На автомобілях ВАЗ октан-коректор має вигляд диска 5 з поділками, причому диск установлюється на корпусі 3 розподіль­ників нерухомому стані диск утримується стопорною пластиною 7, що кріпиться на шпильці з гайкою 2. Для збільшення випередження запалювання ослабляють гайку 2 й, повертаючи диск, здійснюють поворот корпусу З в бік «+», а для зменшення випередження запалю­вання — в бік «-».

Контактна система запалювання не може забезпечити надійну роботу двигунів із більш високими ступенем стискання й частотою обертання колінчастого вала, а також більшою кількістю циліндрів. Для підвищення напруги на вторинній обмотці й енергії іскри треба збільшувати силу струму в первинній обмотці котушки запалювання, а це зумовлює збільшення іскріння на контактах, швидке спрацьову­вання їх і порушення регулювання.

У контактно-транзисторній системі запалювання, в якій немає конденсатора, коло в первинній обмотці розривається транзистором. При цьому через контакти переривника проходить струм силою 0,7 А, що не спричиняє підгоряння контактів.

Свічка запалювання слугує для створення іскрового проміжку в колі високої напруги з метою запалювання робочої суміші в циліндрі двигуна. Вона складається зі сталевого корпусу 2 (рис. 3.9, а), всере­дині якого встановлюється керамічний ізолятор ). Всередині ізоля­тора поміщається центральний електрод 4, верхня частина якого сталева, а нижню виконано зі сплаву нікелю та марганцю. Бічний електрод 5 виготовляють з такого самого сплаву. Проводи високої напруги кріпляться на центральних електродах свічок за допомогою спеціальних пластмасових наконечників (рис. 3.9, б) з установлени­ми в них заглушувальними резисторами 8 Під час роботи двигуна на частину свічки, розташовану в камері згоряння, потрапляє олива, яка утворює нагар. Це призводить до ви­тікання струму. Нагар на тепловому конусі ізолятора зникає в разі нагрівання його до 400...500 °С. Якщо температура теплового конуса ізолятора перевищить 850...900 °С, то може виникнути жарове запа­лювання. Температура 400...900 °С називається тепловою границею праце­здатності свічки й визначається довжиною теплового конуса (корот­кий конус мають холодні свічки, довгий — гарячі, причому маркуються вони жаровим числом: 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26; чим менше це число, тим гарячіша свічка).

Вмикач запалювання (замок) замикає й розмикає коло низької на­пруги, вмикаючи контрольно-вимірювальні прилади, стартер, а та­кож з'єднуючи з джерелами струму прилади, що мають свої вмикачі (опалювач, склоочисник, радіоприймач та ін.). Замок перешкоджає вмиканню запалювання сторонньою особою.

 

 

Рисунок 2.23 – Напівмонтажна  схема системи запалювання двигуна автомобіля ГАЗ-24-01: 

1 - свічка запалювання; 2,5 - приглушу вальні резистори; 3  - кришка розподільника; 4 - ротор розподільника; 6 — кулачок; 7 - контакти переривача; 8 — важіль переривача; 9 - конденсатор; 10 — затискач переривача; 11, 12  - первинна та вторинна обмотки котуш­ки запалювання відповідно; 13 — додатковий резистор із затискачами ВК і ВК-Б; 14 — ви­микач запалювання із затискачами КЗ, СТ, ПР та АМ; 15  - контактна пластина; 16 -пружинний контакт; 17 - реле ввімкнення стартера із затискачами К, КЗ, С та Б

 

 

 

2 Принцип роботи системи запалення

Коло низької напруги проходить від позитивного затискача акумуляторної батареї (генератора) через вмикач запалювання, до­датковий резистор, первинну обмотку котушки запалювання й кон­такти переривника на масу автомобіля, а потім на мінусовий за­тискач акумуляторної батареї, після якого замикається на її позитив­ний затискач.

До кола високої напруги входять вторинна обмотка котуш­ки запалювання, розподільник і свічки запалювання, з'єднувальні проводи високої напруги. Котушка складається з осердя 3 (рис. 3.4) з надітою на нього ізольованою втулкою 8, на яку намотуються вто­ринна 4 й поверх неї первинна 5 обмотки, ізолятора 7, карболітової кришки 2 із затискачами та корпусу з магнітопроводом 6. Зовні на корпусі котушки встановлюють резистор 1, що є додатковим опором (двигуни «Москвич», МеМЗ, ГАЗ-24), який умикається послідовно в коло первинної обмотки і зменшує її нагрівання під час роботи дви­гуна з малою частотою обертання колінчастого вала. На автомобілі ВАЗ котушка запалювання не має додаткового опору.

Коли в первинній обмотці проходить струм низької напруги, осердя намагнічується й навколо обох його обмоток створюється сильне магнітне поле. Після розмикання контактів переривника струм у первинній обмотці припиняється, створене ним магнітне по­ле зникає, перетинаючи витки вторинної обмотки, в якій наводиться ЕРС індукції. Значення цієї ЕРС пропорційне швидкості зміни маг­нітного потоку, що пронизує обмотки котушки. Завдяки великій кількості витків у вторинній обмотці й високій швидкості зникання магнітного поля напруга на вторинній обмотці досягає 20...24 тис. В.

Водночас магнітні силові лінії перетинають витки первинної обмот­ки, в якій індукується ЕРС самоіндукції до 300 В, а також осердя, в якому з'являються вихрові струми, що спричиняють його нагріван­ня. Для зменшення нагрівання осердя виконують з окремих тонких сталевих пластин, ізольованих одна від одної окалиною.

Коли двигун працює з малою частотою обертання колінчастого вала, тривалість перебування контактів переривника в замкненому стані більша, й струм у первинному колі встигає досягти свого мак­симуму. В результаті ввімкнений в це коло резистор нагрівається, його опір збільшується, загальний опір первинного кола зростає, а отже, сила струму в ньому зменшується, що знижує нагрівання ко­тушки запалювання.

Коли частота обертання колінчастого вала збільшується, трива­лість перебування контактів переривника в замкненому стані змен­шується, й сила струму в первинній обмотці не встигає досягти мак­симального значення; тому температура додаткового резистора вияв­ляється меншою, загальний опір первинного кола знижується, внаслідок чого струм у цьому колі трохи підсилюється.Під час пуску двигуна стартером за допомогою тягового реле до­датковий резистор закорочується, й у первинну обмотку надходить струм більшої сили. Це забезпечує збільшення магнітного потоку й дає змогу дістати вищу напругу у вторинному колі, чим полегшуєть­ся пуск двигуна. Електрорушійна сила самоіндукції, що наводиться в первинній обмотці котушки запалювання, при розмиканні контактів перерив­ника спричиняє іскріння між ними й намагається підтримати струм у первинному колі, перешкоджаючи швидкому зникненню магніт­ного поля. Внаслідок цього у вторинній обмотці може індукуватися недостатня ЕРС.

     Для захисту контактів переривника та збільшення ЕРС у вторинній обмотці котушки запалювання паралельно контактам умикаєть­ся конденсатор, який на початку розмикання їх заряджається, завдя­ки чому зменшується іскріння між ними. Після повного розмикання контактів конденсатор розряджається через первинну обмотку ко­тушки запалювання, створюючи в ній імпульс струму зворотного на­пряму. Внаслідок цього прискорюється знищення магнітного поля, що створюється первинною обмоткою, й істотно підвищується ЕРС, яка індукується у вторинній обмотці котушки.

 

При ввімкненому вимикачі запалювання і замкнених контактах переривника база транзистора з'єднана з масою автомобіля і транзистор відкритий, при цьому струм акумуляторної батареї протікає через первинну обмотку котушки запалювання . Коли контакти переривника 5 розмикаються, транзистор закривається, коло первинної обмотки переривається, і у вторинній обмотці індукується велика ЕРС, що призводять до появи між електродами свічки сильного іскрового розряду.

 

 

3 Джерела живлення системи пуску двигуна 

Акумуляторна батарея слугує для живлення електричним стру­мом стартера під час пуску двигуна, а також усіх інших приладів електрообладнання, коли генератор не працює або не може ще відда­вати енергію в коло (наприклад, під час роботи двигуна в режимі холостого ходу). Вона складається з шести свинцево-кислотних дво-вольтових акумуляторів, з'єднаних між собою послідовно, що забез­печує робочу напругу в колі 12 В. Бак акумуляторної батареї, який виготовляється з кислототривкої пластмаси або ебоніту, поділено перегородками на шість відділень. На дні кожного відділення є ребра (призми), на які спираються пластини акумуляторів. В акумулятори заливають електроліт, що складається з хімічно чистої сірчаної кислоти (H2SO4) і дистильованої води. Електроліт готують у кислототривкій посудині (свинцевій, керамічній, пластмасовій), вливаючи кислоту у водуЗа­ливати воду в кислоту не можна, оскільки процес сполучення в цьо­му разі відбуватиметься на поверхні, спричиняючи розбризкування кислоти, що може призвести до опіків тіла та зіпсувати одяг.
          Генератор — основне джерело електричної енергії в автомобілі — слугує для живлення всіх споживачів і заряджання акумуляторної ба­тареї при середній та великій частоті обертання колінчастого вала двигуна. На сучасних автомобілях установлюються трифазні генера­тори змінного струму з випрямлячами на кремнієвих діодах (Г221 — ВАЗ, Г250-Ж1 - «Москвич», Г250-Н1 - ГАЗ-24, Г502-А - ЗАЗ).
          Працює генератор так. Після вмикання запалювання струм від акумуляторної батареї надходить в обмотку збудження, встановлену на роторі генератора. Під час обертання ротора його магнітний потік перетинає витки обмоток статора, й у них індукується змінний струм, який потім випрямляється й подається в зовнішнє коло. Коли напруга, яку виробляє генератор, перевищуватиме напругу акумуля­торної батареї, струм від генератора піде на заряджання батареї та живлення інших споживачів системи електрообладнання. В обмотку збудження генератора в цей час струм також надходить від генерато­ра, а не від акумуляторної батареї. 

 

4 Стартер і прибори системи пуску 

Схема електростартера наведена на рисунку 2.23 При замкненні контактів 2, які розташовані на замку запалювання (у реле стартера чи в пристрї блокування пуску), втягувальна 4 й утримувальна обмотки 5 тягового реле вмикаються до акумуляторної батареї.

Під дією магніторушийних сил обох обмоток якір 6 тягового реле переміщується до осердя електромагніту і з допомогою штоку 7 та важеля приводу 8 вводить шестірню 11 у зачеплення з вінцем маховика 12. У кінці ходу якоря 6 тягового реле контактний диск 3 замикає контактні болти 1, і акумуляторна батарея з'єднується зі стартерним електродвигуном. В цей момент втягуюча обмотка закорочується щоб зменшити споживання струму під час пуску.
           Шестерня 11 перебуває в зачепленні доти, доки будуть замкнуті контакти 2. Проте після пуску двигуна частота обертання колінчастого вала може досягти 1000 хв-1 і більше. Якщо обертання передаватиметься на якір стартера, то він обертатиметься з частотою 10000÷15000 хв-1. Навіть коли частота обертання якоря збільшиться до такого значення на короткий час (поки водій не вимкне стартера), може статися рознесення якоря. Щоб запобігти цьому зусилля вала якоря до шестірні приводу передається через муфту вільного ходу 9, яка передає обертовий момент тільки в одному напрямі - від вала якоря до маховика

Після розімкнення контактів 2 по команді водія або пристрою блокування пуску, втягувальна та утримувальна обмотки тягового реле через силові контакти залишаються включені послідовно. Кількість витків обох обмоток однакова і по них протікає струм однієї і тієї самої сили. Оскільки напрям струму втягувальної обмотки змінюється на протилежний, то в обмотках діють два рівні, проте протилежно спрямовані магнітні потоки. Осердя електромагніта розмагнічується і пружина починає повертання переміщіння якіря реле у вихідне положення., Спочатку розмикаються силові контакти, а потім шестірня 10 виводится із зачеплення з вінцем маховика. Так закінчується пуск 

 

 

Рисунок 2.23 – Схема включення стартера



 

УЗАГАЛЬНЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ:

 

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ:

1 Вивчити й конспектувати необхідний матеріал з [3] c.114-129  [7] c.183-198, [9] c.99-113

 

ВИКЛАДАЧ – Колот П.Д.



Создан 25 мар 2016



  Комментарии       
Имя или Email


При указании email на него будут отправляться ответы
Как имя будет использована первая часть email до @
Сам email нигде не отображается!
Зарегистрируйтесь, чтобы писать под своим ником