2.3 Конструкції приладів системи запалювання

Конструкції приладів системи запалювання вимагають більш докладного розгляду.

Котушка запалювання перетворює струм низької напруги 12 В в струм високої напруги, який може досягати 16 ... 20 кВ у контактній системі запалювання і 20 ... 25 кВ в контактно-транзисторної і безконтактної системах зажіганія.В контактній системі запалювання застосовується котушка запалювання, показана на мал. 10.

 

 Мал.10. Катушка запалювання:

1 — опір; 2 - кришка;3 — корпус;4 — масло;5, 6— обмотки;7 — сердечник

На сердечнику 7, котушки запалювання, що складається з тонких листів електротехнічної сталі, намотана вторинна обмотка 6, яка має велике число витків (21000) мідного ізольованого проводу діаметром 0,07 мм. Первинна обмотка 5 має 308 витків мідного ізольованого проводу діаметром 0,57 мм. Внутрішня порожнину відлитого з алюмінієвого сплаву корпусу 3 заповнена трансформаторним маслом 4, який поліпшує охолодження та ізоляцію обмоток котушки запалювання. В пластмасовій кришці 2 котушки маються висновки первинної та вторинної обмоток. Зовні корпуса котушки знаходиться додатковий опір 1, послідовно включене з первинною обмоткою і автоматично регулює в обмотці струм в залежності від частоти обертання колінчастого вала двигуна. Котушка запалювання розміщується в підкапотному просторі відділення двигуна. Вона кріпиться болтами до кузова автомобіля.

Аналогічний пристрій має котушка запалювання, застосовувана в інших системах запалювання. Відмінність полягає в обмотувальних даних (більш низький опір первинної обмотки і більше число витків у вторинній обмотки і ін.). Крім того, в конструкції передбачений захист котушки запалювання від вибуху при відмові комутатора.

Розподільник запалювання забезпечує замикання і розмикання ланцюга струму низької напруги і розподіл по циліндрах двигуна струму високої напруги.

В контактній системі запалювання застосовують розподільник запалювання з відцентровим і вакуумним регуляторами кута випередження запалювання (мал. 11).

Він складається з переривника і розподільника, встановлених в одному загальному корпусі 2, отлитом з алюмінієвого сплаву. В корпусі розподільника також встановлений вал 7 приводу кулачка 18 переривника, ротора 10 розподільника і відцентрового регулятора, автоматично змінює кут випередження запалювання залежно від частоти обертання колінчастого вала двигуна. При обертанні вала 1 кулачок 18 розмикає контакти 20 переривника. Разом з валом обертаються ротор 10 і відцентровий регулятор. Важки 17 відцентрового регулятора - металокерамічні, встановлені на осях на опорній пластині 9, яка пов'язана з кулачком 18 переривника. У міру збільшення частоти обертання вала розподільника запалювання під дією відцентрових сил важки розходяться, впираються в пластину 16, долають опір пружин 15 і повертають кулачок переривника щодо валу, змінюючи кут випередження запалювання. Кришка 12 розподільника запалювання має чотири бічних електрода 11 і центральний електрод 13. Бічні електроди пов'язані зі свічками запалювання, а центральний електрод - з котушкою запалювання проводами високої напруги, які мають розподілені по довжині опору для зменшення радіоперешкод, створюваних системою запалювання. Струм високої напруги через центральний електрод надходить до електрода 14 обертового ротора 10, що складається з опору для придушення радіоперешкод, центрального і зовнішнього контактів. Від електрода ротора струм підводиться до бічних електродів 11 відповідно до порядку роботи двигуна.

На корпусі розподільника запалювання встановлені конденсатор 3 і вакуумний регулятор 4. Конденсатор охороняє контакти переривника від обгорання і збільшує струм високої напруги у вторинній обмотці котушки запалювання. Він приєднаний паралельно контактам переривника. Вакуумний регулятор автоматично змінює кут випередження запалювання залежно від навантаження на двигун або розрідження під дросельними заслінками карбюратора. При збільшенні навантаження на двигун в порожнині, що знаходиться між діафрагмою 5 і кришкою 6 з'єднаної з корпусом дросельних заслінок, зростає розрідження. Діафрагма, долаючи опір пружини 7, прогинається і через тягу 8 повертає рухливу пластину 19 з контактами 20 щодо кулачка 18 переривника, змінюючи при цьому кут випередження запалювання. Розподільник запалювання встановлюється вертикально в лівій передній частині двигуна, і його вал приводиться в обертання за допомогою шестерні від валу приводу масляного насоса, який, в свою чергу, приводиться ланцюгової передачею від колінчастого вала двигуна.

 

 

Мал.11. Розподільник запалювання:

1 - вал; 2 - корпус; 3 - конденсатор; 4 - регулятор; 5 - діафрагма; 6, 12 - кришки; 7, 15 - пружини; 8 - тяга; 9, 16, 19 - пластини; 10 - ротор; 11, 13, 14- електроди; 17 - грузик; 18- кулачок; 20 - контакти

Аналогічний пристрій має розподільник запалювання контактно-транзисторної системи.

В безконтактної системі запалювання застосовують датчик - розподільник запалювання (мал. 12), який подає керуючі імпульси низької напруги в електронний комутатор і розподіляє імпульси високої напруги по свічках запалювання.

Датчик-розподільник - четирехіскровой, з вакуумним і відцентровим регуляторами кута випередження запалювання, має вбудований безконтактний мікроелектронний датчик. В корпусі 13 датчика-розподільника, отлитом з алюмінієвого сплаву, встановлений вал 15 привода замикача 9, ротора 5 розподільника і відцентрового регулятора кута випередження запалювання. Вал обертається у втулці і кульовому вкладиші з спечених матеріалів, які просочені маслом. Втулка 17 запрессована в корпусі датчика-розподільника і ущільнена манжетою 14, а кульова опора 21 встановлено в тримачі 7, закріпленому в корпусі 13. В тримачі також встановлений підшипник 22 рухомий пластини 8, на якій закріплений безконтактний мікроелектронний датчик 21, що складається з постійного магніту, пластини напівпровідника і інтегральної схеми. Датчик має щілинну конструкцію. З одного боку щілини розташований чутливий елемент, а з іншого боку - постійний магніт. В щілини датчика 21 знаходиться замикач 9- сталевий циліндричний екран з чотирма прорізами. Замикач жорстко з'єднаний з втулкою веденої пластини 10 відцентрового регулятора кута випередження запалювання й обертається разом з нею. При обертанні замикач періодично перекриває магнітний потік, чинний на чутливий елемент датчика, і датчик подає імпульси в електронний комутатор, який перетворює їх в імпульси струму в первинній обмотці котушки запалювання. Пластмасова кришка 2 датчика-розподільника має центральний електрод 1 і чотири бічних електрода 3.

Центральний електрод пов'язаний з котушкою запалювання, а бічні електроди зі свічками запалювання. Кришка кріпиться до корпусу датчика-розподільника трьома гвинтами 4. Між корпусом і кришкою встановлений захисний екран 6. Ведуча пластина 12 відцентрового регулятора кута випередження запалювання закріплена на валу 15 і пов'язана пружинами з веденою пластиною 10.

 

 Мал. 12. Датчик - розподільник запалювання:

1, 3 - електроди; 2 - кришка; 4 - гвинт; 5 - ротор; 6 - екран; 7 - держатель; 8, 10, 12 - пластини; 9 - замикач; 11 - грузик; 13 - корпус; 14- манжета; 15 - вал; 16 - муфта, 17 - втулка; 18 - регулятор; 19 - діафрагма; 20 - тяга; 21 - датчик; 22 - підшипник; 23 - опора .

На провідній пластині на осях встановлені важки 11. Ведена пластина, пов'язана з замикачем 9, може повертатися разом з ним на валу 15 в невеликих межах. При роботі відцентрового регулятора ведена пластина повертає замикач щодо датчика і автоматично змінює кут випередження запалювання залежно від частоти обертання колінчастого вала двигуна. На корпусі датчика-розподільника закріплений вакуумний регулятор 18 кута випередження запалювання. Його діафрагма 19 через тягу 20 шарнірно пов'язана з рухомою пластиною 8, на якій встановлено датчик 21. При роботі вакуумного регулятора датчик разом з рухомою пластиною повертається щодо замикача. При цьому автоматично змінюється кут випередження запалювання залежно від навантаження на двигун або розрідження під дросельними заслінками карбюратора. Датчик - розподільник запалювання встановлюється горизонтально в задній частині двигуна. Його вал приводиться в обертання від розподільного вала через муфту 16, виступ якої входить в паз хвостовика розподільного вала.

Комутатор контактно-транзисторної системи запалювання призначений для вимикання ланцюга струму низької напруги при розмиканні контактів переривника. Транзисторний комутатор (мал. 13) має корпус 1, відлитий з алюмінієвого сплаву, який для кращого охолодження оснащений ребрами.

Транзистор 4 розміщений в спеціальному колодязі 5, а інші елементи - всередині корпусу комутатора. Електролітичний конденсатор 6 і імпульсний трансформатор 3 розташовані окремо. Інші елементи об'єднані в загальний блок 2, залитий компаундною масою і забезпечений теплоотводом 8. Знизу комутатор закритий металевим дном 7, яке кріпиться до корпусу заклепками.

 

Мал. 13. комутатор:

1 - корпус; 2 - блок, 3 - трансформатор; 4- транзистор; 5 - колодязь; б - конденсатор; 7 - дно; 8 - тепловідвід

Комутатор безконтактної системи запалювання перетворює керуючі імпульси безконтактного мікроелектронного датчика в імпульси струму в первинній обмотці котушки запалювання. В системах застосовують електронний комутатор. При проходженні позитивного імпульсу від безконтактного датчика, коли напруга досягає максимального значення, вихідний транзистор комутатора відкривається, і по первинній обмотці котушки запалювання проходить струм. В момент, коли напруга на виході датчика падає до мінімального, вихідний транзистор комутатора закривається, розриваючи ланцюг первинної обмотки котушки запалювання, і в її вторинної обмотці индуктируется імпульс високої напруги.

Свічка запалювання забезпечує одержання електричної іскри в циліндрі двигуна. В контактній системі запалювання двигунів застосовуються нерозбірні свічки.

У сталевому корпусі 5 (мал. 14) завальцован сердечник, що представляє собою керамічний (з силуміну) ізолятор 2, всередині якого розміщені контактний стержень 1 і центральний електрод Я

Контактний стрижень залитий в ізоляторі токопроводной стеклогерметіком 4, що виключає прорив газів через ізолятор. На різьбу верхнього кінця стрижня навертається контактна втулка для приєднання наконечника дроти високої напруги. Корпус свічки у верхній частині має шестигранник 3 під ключ, а в нижній частині - зовнішнє різьблення 8, за допомогою якої свічка кріпиться до голівки блоку циліндрів. До корпусу приєднаний боковий електрод 10. Кільце ущільнювача 7 з м'якого заліза виключає витік газів з циліндра двигуна через різьбу корпусу свічки. Мідна шайба 6, герметизирующая зазор між корпусом і ізолятором, одночасно відводить теплоту від ізолятора до корпусу, підтримуючи температуру теплового конуса (спідниці) ізолятора в певних межах (500 ... 600 ° С), що необхідно для нормальної роботи двигуна.

Свічки запалювання маркуються, наприклад А17ДВ. Букви і цифри в маркуванні свічки означають: А - різьба М14х 1,25; 17 - краплинне число; Д - довжина різьби, дорівнює 19 мм; В - нижня частина ізолятора виступає з корпусу.

В контактно-транзисторної і безконтактної системах запалювання двигуна застосовують нерозбірні свічки. Вони відрізняються формою ізолятора, збільшеною товщиною бокового електрода і наявністю антикорозійного покриття корпусу. Все це підвищує надійність їх роботи при більш високих напругах і збільшує довговічність.

 

Мал. 14. Свічка запалювання:

1 - стрижень; 2 - ізолятор; 3 - шестигранник; 4 - стеклогерметік; 5 - корпус; 6 - шайба; 7 - кільце; 8 - різьба; 9, 10 - електроди

Свічки і котушка запалювання з'єднані з розподільником запалювання проводами високої напруги. Ці дроти мають розподілені по довжині опору для зменшення радіоперешкод, створюваних системою запалювання під час роботи. Крім цього, дроти високої напруги системи запалювання двигуна в наконечниках свічок запалювання мають помехоподавительного опору.

Вимикач запалювання забезпечує включення і виключення системи запалювання, стартера, контрольно-вимірювальних та інших приладів. На легкових автомобілях застосовують вимикачі запалювання з пристроєм проти викрадення.

Вимикачі запалювання, застосовувані на легкових автомобілях, мають також спеціальне блокувальний пристрій проти повторного включення стартера без попереднього вимикання запалювання. Блокувальний пристрій оберігає стартер від випадкового включення при працюючому двигуні, яке може привести до поломки привода стартера.