книги из ГПНТБ / Можаев В.Н. Электрооборудование колесных и гусеничных машин учебное пособие

ным устройствам. Чтобы уменьшить радиус действия помех, применяют различные средства, например: в провода цепи вы­ сокого напряжения включают подавительные (успокоительные) сопротивления 10—20 ком, или применяют провода, медная жила в которых заменена материалом с большим омическим сопро­ тивлением 20—40 ком/м. При наличии таких больших сопротив­ лений изменяется характер емкостного разряда, т. е. волновой характер разряда выражен слабее и ток в цепи спадает по экспо­ ненте. Кроме того, вследствие увеличения сопротивления вто­ ричной цепи уменьшаются амплитуды тока, а следовательно,

ивеличина магнитного поля, окружающего проводник.

Вслучае применения указанных мер искровой разряд не

Повышение степени сжатия, числа оборотов и числа цилинд­ ров современных двигателей предъявляет повышенные требова­ ния к системам зажигания. Применение экранированных систем зажигания на армейских автомобилях и спецшасси создает более трудные условия работы этих систем. Кроме того, требуется высокая надежность работы при минимальном уходе за систе­ мой зажигания. Для обеспечения воспламенения обедненных

вичной цепи. С целью увеличить ток разрыва также уменьшают индуктивность (Z,j) первичной обмотки катушки зажигания. Однако величина тока разрыва на контактах лимитирована искрением, эрозией и нагревом их.

Применение транзистора в качестве усилителя мощности поз­ воляет в системе батарейного зажигания разгрузить контакты, так как ток управления транзистором не превышает нескольких десятых долей ампера.

Контактно-транзисторная система зажигания (рис. 109) состоит из транзистора Т, импульсного трансформатора 2, индукционной катушки 3, прерывателя 5 с токораспределителем 4 и источника питания /.

Работа протекает следующим образом: при включенном замке зажигания 7 и при использовании стартером блокируется сопротив­ ление Ra. Если прерыватель 5 замкнут, то потенциал базы ниже потенциала эмиттера, транзистор находится в режиме насыще­

180

T K - W 2

Рис. 109. Схема контактно-транзисторной системы бата­ рейного зажигания с одним транзистором.

тера. Это приводит к резкой „отсечке4 транзистора, магнитный

Когда двигатель начнет работать и стартер выключится, система зажигания будет работать с включенными сопротивлениями /?3 и /?4.

гания включена в цепь эмиттера, благодаря чему ток первичной обмотки представляет сумму токов: тока эмиттер — коллектор

итока эмиттер — база. Это позволяет иметь вторичное напряже­ ние несколько большее, чем в случае включения первичной обмотки в цепь коллектора. Но при этом э. д. с. самоиндукции размыкания, действующая на контакты, превышает в 7—10 раз номинальное напряжение. При наличии утечки через загрязнение

ивлагу в цепи базы будет действовать ток утечки, усиливае­ мый транзистором в первичной цепи, что равноценно искрению между контактами. В результате уменьшается скорость спадания магнитного потока и понижается вторичная э. д. с.

Втом случае, когда первичная обмотка индукционной ка­ тушки включена в цепь коллектора, напряжение на контактах

181

прерывателя в момент их размыкания по величине близко к на­ пряжению бортовой сети.

Условия работы перехода эмиттер—коллектор в системах зажигания крайне тяжелые, так как э. д. с. самоиндукции, воз­ никающая в первичной обмотке в момент „отсечки4, может до­ стигать 150 в и выше, в результате чего произойдет пробой транзистора.

В зависимости от типа транзистора применяют различные средства защиты, а именно: если допустимое напряжение эмит­ тер-коллектор 200 в и более, то устанавливают стабилитрон, „напряжение пробоя“ которого несколько ниже U3K, или вклю­ чают несколько транзисторов последовательно (рис. ПО) и каж­

Для защиты транзистора от перегрузок на переходных режи­

_L

Рис. 110. Схема контактно-транзисторной системы батарейного зажигания с тремя транзисторами.

шение надежности работы систем зажигания лимитирует меха­ нический прерыватель, в связи с чем созданы системы электрон­ ного зажигания без механического прерывателя, роль которого выполняет импульсный датчик. Датчиком импульсов служит генератор переменного тока с постоянным магнитом, ротор кото­

182

рого вращается синхронно с коленчатым валом. Количество пар полюсов магнита равно числу цилиндров четырехтактного дви­ гателя. Импульсы напряжения подаются на базу транзистора— полупроводникового коммутатора (рис. 111), представляющего каскадный усилитель на транзисторах 7Ь Тъ Т3 с импульсным трансформатором 2.

Рис. 111. Схема бесконтактной транзисторной системы батарейного зажи­ гания.

Импульсный датчик / посылает импульсы переменной поляр­

ление вариатора R s в первичную обмотку индукционной катушки 4 и через „массу" —к „ — “ аккумуляторной батареи.

Бесконтактная система зажигания позволяет получить поло­ гую характеристику Е2 = ср(га) и обеспечить высокую надежность

183

импульсов высокого напряжения на искровых свечах, однако бесконтактная система значительно сложнее и дороже.

На рис. 112 приведены скоростные характеристики транзи­ сторной и обычной систем батарейного зажигания, а также про­ бивные напряжения искровых свечей при различном зазоре между электродами свечи.

Конструкция аппаратов батарейного зажигания

Индукционная катушка. Индукционные катушки систем зажигания конструктивно различаются в зависимости от назна­ чения (рабочая или пусковая).

На рис. 113 изображена индукционная катушка рабочей си­ стемы зажигания. Магнитная цепь катушки состоит из сердеч­ ника 5 и внешних магнитопроводов 2. На сердечнике распола­ гаются две обмотки: первичная 3 и вторичная 4. В целях умень­ шения вихревых токов сердечник и внешние магнитопроводы сборные из электротехнической стали марки Э-1 толщиной 0,5мм. Эта мера необходима в импульсных трансформаторах, так как уменьшается реактивное действие токов Фуко, что способствует более быстрому изменению магнитного потока в момент преры­ вания тока в первичной цепи, а, кроме того, уменьшает нагрев магнитопровода.

Между сердечником и внешними частями магнитопровода имеются большие промежутки из немагнитного материала. Такая конструкция вызывает необходимость в большом числе ампервитков для преодоления этих промежутков, в связи с чем меди на обмотку расходуется больше и габариты катушки больше. Наличие больших воздушных промежутков магнитной цепи обес­ печивает быстрое спадание магнитного потока.

Существуют индукционные катушки с малым воздушным промежутком в магнитной цепи, с так называемым полузамкну­ тым сердечником. Они более компактны, расход меди в них меньше. Расходуемая электрическая мощность также меньше; однако технология изготовления их сложнее, несколько хуже их охлаждение, и поэтому они имеют ограниченное применение.

На сердечнике вначале устанавливается вторичная обмотка 4.

184

о б / м и н .

Рис. 112. Скоростные характеристики зави­ симости величины пробивного напряже­ ния искровых свечей и вторичной э. д. с.

Рис. 113. Индукционная катушка ра­ бочей системы батарейного зажи­ гания.

185-

ния происходит ионизация воздуха, затем возникают местные

в один слой. Поверхность первичной обмотки покрывают той же бумагой в несколько слоев.

Расположение первичной обмотки ближе к внешнему кожуху

накладывают пластины из электротехнической стали, которые являются звеньями магнитной цепи. Затем сердечник с обмот­ ками в сборе устанавливают в корпус, и внутреннюю полость индукционной катушки заливают компаудной массой 9 с темпе­ ратурой плавления 145—160 °С (катушки Б1, БЗ) или трансфор­ маторным маслом (катушки Б13, Б102Б, Б111 и Б114).

Перед герметизацией индукционной катушки уровень масла устанавливают при вертикальном положении (вверх крышкой) выше торца обмоток на 3—5 мм.

Катушки зажигания бывают залитыми маслом и [пропитан­ ными им.

Крышку катушки устанавливают на корпус с уплотнительной прокладкой, позволяющей после завальцовки герметизировать внутреннюю полость катушки. Имеющийся внутри пузырек воз­ духа допускает объемные изменения масла при его нагреве.

.Маслом наполненные индукционные катушки более надежны

186

в работе и имеют лучшее охлаждение. При установке индукцион­

и одну без маркировки. Клемма ВкБ—вспомогательная, для под­ ключения к замку зажигания; клемма Вк—вспомогательная, для блокировки вариатора при пользовании стартером; клемма без маркировки—для подключения к прерывателю.

Индукционная катушка Б114 для контактно-транзисторной

в виде отдельного элемента и включается аналогично вариатору последовательно первичной обмотке.

Для контактно-транзисторных систем зажигания добавочные сопротивления объединены: для ЗИЛ-130 и ГАЗ-66 в одном ко­ жухе два сопротивления по 0,5 ом (СЭ-107) и для ЗИЛ 135—три сопротивления: 0,7; 1,2 и 2,1 ом (СЭ-105).

Для зажигания факела в системах разогрева двигателей перед пуском применяют индукционные катушки с вибрационным пре­ рывателем.

Индукционная катушка КП-4716 (рис. 114) состоит из сбор­ ного стального сердечника 5, первичной обмотки 2, электро­ магнитного прерывателя /, конденсатора 6 и вторичной обмотки 3. Вибрабор выполняет роль прерывателя с частотой 200—600 гц.

Контакты на вибраторе и неподвижном кронштейне изготов­ лены из вольфрама или платины. Сам вибратор представляет

обмотку расположить непосредственно на сердечнике, а следо­

187

вательно, уменьшить ее омическое сопротивление и не приме­ нять сердечника с изоляцией, выдерживающей такое высокое напряжение, как в рабочей системе зажигания.

Обмотки выполнены проводом марки ПЭЛ1: первичная — медным проводом диаметром 0,65 мм и числом витков 150—300 (в зависимости от типа) и вторичная — диаметром 0,06?мм и чис­ лом витков 7000—14 000.

Рис. 114. Индукционная катушка пусковой системы батарейного зажигания.

Наличие конденсатора, шунтирующего контакты вибратора- в индукционной катушке, объясняется необходимостью распо­ ложить конденсатор возможно ближе к месту разрыва первичной цепи, так как в этом случае его действие наиболее эффективно.

Пусковые индукционные катушки промышленность выпускает экранированные (КП-21Б и КП-4716) и неэкранированные (Б17). Индукционные катушки КП-21Б имеют две вторичные обмотки, которые соединяют со свечами зажигания газотурбинных двига­ телей.

Прерыватель-распределитель. В аппаратах батарейного зажи­ гания для поршневых двигателей механический прерыватель

188

первичного тока объединен в один агрегат с автоматами, регу­ лирующими момент зажигания, конденсатором и распределите­ лем импульсов высокого напряжения по искровым свечам в со­ ответствии с порядком работы цилиндров двигателя.

Прерыватель и распределитель должны работать синхронно с шатунно-кривошипным механизмом двигателя, поэтому их при­ вод осуществляют зубчатой передачей. Угловая скорость вала привода прерывателя-распределителя определяется рабочим цик­ лом двигателя в зависимости от того, четырехтактный он или двухтактный. В первом случае вал прерывателя вращается в два раза медленнее коленчатого вала и скорость ротора токораспре-

в 1 сек, и при этом момент прерывания не должен отклоняться от заданного более чем на + 2° по коленчатому валу. Такую четкую работу прерывателя достигают уменьшением веса его рычажка, увеличением жесткости пружины, замыкающей кон­ такты, соответствующим профилированием кулачковой муфты,

ееразмера и размера опорной пяты рычажка.

Условия работы контактов прерывателя тяжелые, и поэтому

материал контактов должен обладать высокой механической прочностью, тугоплавкостью, высокой эрозионной стойкостью,

Рис. 115. Конструкции механических прерывателей:

а—с рычажком из текстолита; б—с рычажком из стали.

хорошей токопроводимостью, а также малой склонностью переноситься при искровом и дуговом разряде. Большинству требо­ ваний отвечает вольфрам, но окислы вольфрама плохо проводят ток. Применяют вольфрам мелкозернистый марки В с темпера­ турой плавления 3370°С.

Рычажок прерывателя 4 (рис. 115,а) делают из текстолита, пластмассы или стали (рис. 115,6). В последнем случае опорная

189