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

При вращении ведущей вилки 10 вправо центробежная сила грузиков, преодолевая упругость пружин, отделяет грузики от

всторону вращения, контакты прерывателя размыкаются раньше и угол опережения зажигания увеличивается.

Распределители высокого напряжения. Распределение им­ пульсов высокого напряжения по искровым свечам в магнето конструктивно отличается от систем батарейного зажигания. Если магнето предназначено для обслуживания двухцилиндровых двигателей, то токораспределительное устройство может не быть

втом случае, когда вторичная обмотка индукционной катушки

имеет два вывода, а работа цилиндров происходит через 180 или 540°. Однако чаще применяют токораспределительное уст­ ройство и для двухцилиндровых двигателей, и для многоцилинд­ ровых. По числу клемм для присоединения проводов к искровым

в воздухе отсутствует, поэтому нет необходимости в вентиляции внутренней полости магнето.

210

//IS

Рис. 133, Магнето,

Корпус магнето отлит из цинкового сплава, заливаемого в из­ ложницу, в которую предварительно закладывают два сердечника, собранных из электротехнической стали. Эти сердечники явля­ ются частями магнитной цепи, т. е. полесгустителями, направля­ ющими магнитный поток от полюсов магнита в сердечник ин­ дукционной катушки. Крышки магнето также отлиты из цинко­ вого сплава.

Наружные обоймы шарикоподшипников впрессовывают в кор­ пус и крышки магнето с прессшпановой прокладкой, чтобы из­ бежать возможного „закусывания1 шариков при работе; кроме того, устраняется возможность провертывания обойм при нагре­ вании корпуса и крышек магнето.

Пусковой ускоритель магнето. Для облегчения пуска дви­ гателя при зажигании от магнето применяют пусковой ускори­ тель, позволяющий сообщить магниту скорость примерно 150 —

и кожух ускорителя 2. На цапфе магнита закрепляют ведомый диск 4 с расположенными на нем двумя защелками 3. Ведомый диск 4 пружиною 5 соединен с ведущим барабаном 7, который сцеплен с муфтой привода магнето.

Рис. 134. Пусковой ускоритель.

При пуске двигателя одна из защелок 3 зацепляет за зубец 1 и останавливает магнит в положении, когда магнитный поток, созданный магнитом в сердечнике катушки, близко к наибольше­ му (рис. 135). Ведущий барабан 7 продолжает вращаться, и пру­ жина 5 заводится. Когда закончится такт сжатия в цилиндре двигателя, один из выступов 6 или 8 выведет защелку из зацеп­ ления с зубцом 1 и энергия, запасенная пружиной, сообщит

212

магниту кратковременное ускорение. Это обеспечит достаточную

кратится. Ведомый диск окажется прижатым пружиною к веду­ щему барабану 7 и ускоритель станет работать как упругая муфта привода.

Ускорители правого вращения или левого вращения разли­ чаются конструктивно расположением защелок и пружиной, т. е. в ускорителе правого вращения детали расположены в зеркаль­ ном отображении ускорителя левого вращения.

Привод аппаратов заж игания• Механизм привода аппарата зажигания может быть шестеренчатым или другим, но не до­ пускающим нарушения синхронизма момента зажигания. Пере­ даточное число в механизме привода аппарата зажигания зави­ сит от рабочего цикла двигателя (четырехтактный или двух­ тактный), а также от конструкции аппарата зажигания.

При батарейном зажигании в четырехтактном двигателе ку­ лачковая муфта прерывателя и ротор токораспределителя вра­ щаются в два раза медленнее коленчатого вала, а в двухтакт­ ном двигателе —- со скоростью коленчатого вала.

При зажигании от магнето передаточное число привода маг­ нита зависит от числа полюсов его и числа прерываний первич­ ной цепи за один оборот. Например: на четырехцилиндровом четырехтактном двигателе установлено магнето с двухполюсным магнитом; получение двух искровых разрядов на один оборот коленчатого вала обеспечивается поворотом магнита на угол 360°. В шестицилиндровом четырехтактном двигателе магниту необходимо повернуться на угол 540°, а в восьмицилиндровом— на 720°.

213

Сравнительная оценка аппаратов заж игания двигателей внутреннего сгорания. Оценку качеств систем зажигания про­ изводят по ряду показателей: скоростным характеристикам, по надежности в работе, по стоимости и удобству защиты от

радиопомех.

Из характеристик, приведенных на рис. 136, видим, что у ап­ парата батарейного зажигания вторичная э. д. с. достигает боль­ ших значений при малом числе оборотов и электрический разряд на искровых свечах обеспечивается, если число оборотов двига­ теля 15 —30 об-мищ поэтому система зажигания не лимитирует пуск двигателя, так как по условиям карбюрации необходимо примерно 30—40 обjмин.

Для обеспечения разряда на свечах при зажигании от маг­

или четырехцилиндрового четырехтактного двигателя необходи­ мо сообщить коленчатому валу такое же число оборотов. При работе двигателя на средних скоростных режимах оба аппарата

период работоспособность системы зажигания зависит от состояния аккумуляторной батареи. Даже при ее исправном состоянии, при пользовании стартером в зимних условиях напряжение в борто­

Сравнивая стоимость аппаратов зажигания, надо помнить, что наличие аккумуляторной батареи обусловлено в основном элект­ рическим стартером, а наличие генератора — большим количест­ вом различных потребителей электроэнергии, поэтому учитывать стоимость генератора и аккумуляторной батареи не следует. По

214

Г Л А В А XI

СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ

Условия работы свечей искрового зажигания и требования, предъявляемые к ним

Свечи искрового зажигания работают в тяжелых температур­ ных условиях, подвержены воздействию импульсов высокого на­ пряжения и механических нагрузок. При работе двигателя без детонации давление газов в начале горения рабочей смеси до­ стигает 35 K z j c M 2, а в форсированных двигателях 60 — 70 кг'\см2.

Искровая свеча состоит из двух электродов, разделенных между собою газовым промежутком 0,6— 1,1 мм. На рис. 137 изображены искровые свечи в разрезе. Корпус 3 свечи стальной, в нем закреплен изолятор 5 с центральным электродом 8. На корпусе закреплен второй электрод 9.

Изолятор центрального электрода при завальцовке в корпус получает статическую нагрузку. Большие механические напря­ жения возникают в изоляторе под действием перепада темпера­ тур, так как нижний конус изолятора омывается газами, темпе­ ратура которых достигает 2200 °С, а наружный конус — окружа­ ющим воздухом. Детали свечи, соприкасающиеся с горящей смесью, подвергаются газовой коррозии.

Для нормальной работы искровой свечи необходимо обеспе­ чить тепловой баланс, при котором температура нижнего конуса изолятора (юбочки) была бы в пределах 500 — 600 °С. Эту тем­ пературу называют „температурой самоочищения свечи", так

как скорость сгорания масла и копоти больше скорости отло­ жения ее.

К изолятору центрального электрода подводится тепло от сгорающего топлива через поверхность изолятора, а также цент­ ральным электродом. От изолятора тепло отводится через ниж­ нее уплотняющее кольцо 2 на корпус свечи; часть его отдается окружающему воздуху. Наибольшее количество тепла от кор­ пуса свечи отводится к головке двигателя через резьбовое со-

216

степени сжатия двигателя, нагрузки, числа оборотов коленчатого вала, рабочего цикла, коэффициента избытка воздуха и размера поверхности изолятора, омываемой нагретыми газами.

турного перепада между свечой и головкой двигателя. При во­ дяном охлаждении двигателя передача тёпла от свечи к головке больше,чем при воздушном.

Установка искровой свечи в головке ближе к впускному кла­ пану обеспечивает лучшее охлаждение внутренней полости свечи, чему способствует свежая рабочая смесь, поступающая при так­ те впуска.

Правильный выбор места установки свечи имеет большое зна­ чение для длительной и нормальной работы свечи. Он позволяет применить свечу, сохраняющую работоспособность при широком диапазоне изменения нагрузки и числа оборотов двигателя. Од­ нако для большинства двигателей возникает необходимость заменять свечи в зависимости от условий эксплуатации автомо­ биля, например при бездорожьи и на дорогах с асфальтовым по­ крытием.

217

Конструкция искровых свечей зажигания

Свечи искрового зажигания для двигателей выпускаются про­ мышленностью с различной резьбовой частью корпуса и различ­ ными тепловыми характеристиками. Изоляторы центрального электрода и сами электроды выполняют из различных материа­ лов в зависимости от форсировки двигателя. Корпус свечи из­ готовляют из стали шестигранного сечения под ключ 22 или 26 мм. Резьбовая часть корпуса имеет нарезки диаметром 14 или 18 мм с шагом резьбы 1,25 и 1,5 мм и длиной нарезной части соответст­ венно 11 и 12 мм. К торцевой стороне резьбовой части кор­ пуса приваривают боковой электрод.

На цилиндрической части боковой поверхности корпуса или на изоляторе свечи делается маркировка в соответствии с ГОСТом 2043-54

Конструкция корпуса экранированных свечей отличается тем, что верхний конус изолятора центрального электрода закрыт металлическим экраном. Для двигателей автомобилей, преодоле­ вающих глубокий брод, применяют свечи не только экраниро­ ванные, но и с герметизацией, предупреждающей попадание воды. В целях уменьшения коррозии стального корпуса свечи его ок­ сидируют или наносят антикоррозийное покрытие.

Электроды. Материал электродов должен хорошо противо­

нако в последние годы все большее применение находит хромо­ титановая сталь Х25Т; она дешевле никель-марганцевого сплава на 25%, а стойкость в три раза больше.

В свечах, предназначенных для двигателей с большой фор­ сировкой, применяют центральный электрод из вольфрама.

При работе двигателя под большой нагрузкой температура центрального электрода достигает 700 — 800 °С и бокового электрода 200— 250°С.

В целях улучшения теплоотдачи центрального электрода его поперечное сечение делают большим, чем и у бокового элект­ рода. Кроме того, стержень центрального электрода, к которому

род расходуется быстрее, чем отрицательный, так как при бом­

218

me температура электрода, тем больше металла уносится с анода. Поэтому нецелесообразно центральный электрод делать анодом.

Величина пробивного напряжения свечи зависит от полярности электродов. Когда центральный электрод является катодом, про­ бивное напряжение свечи на 40 — 50% меньше, чем при обрат­ ной полярности. Объясняется это тем, что вокруг центрального электрода газ нагрет больше и, следовательно, плотность газа вокруг него меньше. В результате вылет электронов из катода, ударная ионизация и пробой газового промежутка происходит при меньшем напряжении. Для уменьшения эрозии электродов свечи применяют демпфирующее сопротивление 1000 — 2000 ом. Необходимость в нем объясняется тем, что при экранировании вторичной цепи системы зажигания увеличивается емкостная со­ ставляющая искры за счет вторичной емкости, а при наличии демпфирующего сопротивления уменьшается амплитудное значе­ ние вторичного тока.

Имеются конструкции свечей (А7,5У), где рабочая часть центрального электрода и стержень его соединены электрически с помощью токопроводящего герметика 10, благодаря которому детали электрода закреплены в изоляторе свечи (рис. 137, б).

Изолятор центрального электрода. Для изготовления изо­ ляторов свечей применяют материалы, обладающие высоким удельным сопротивлением при температурах, близких к 800°С; высокой механической прочностью, хорошо выдерживающей большие температурные перепады; высокой теплопроводностью и термостойкостью (не вступают в химическую реакцию с про­ дуктами сгорания); малым температурным коэффициентом объем­ ного расширения, близким к материалам деталей, сопряженных с изолятором.

Для изоляторов применяют керамику с различным содержа­ нием окиси алюминия, например: глинозем с содержанием окиси алюминия А130 :. до 55%; уралит до 76% и другие материалы (синтеркорунд, электрокорунд, корундиз, синоксаль и кристаллокорунд, содержащие до 98% А1„0-., а также боркорунд — 95%

А120 , и 0,16% В20 3).

Объемное сопротивление изолятора свечи должно быть не менее 0,25 момсм при 700 °С.

Для получения свечи с требуемой тепловой характеристикой изменяют размеры нижнего конуса изолятора свечи, омываемого нагретыми газами. Если свеча предназначена для работы на фор­ сированном двигателе, нижний конус изолятора делают более коротким и с меньшим средним диаметром (рис. 137, б). Изоля­ тор такой формы получает меньше теплоты, чем изолятор с бо­ лее длинным конусом и с большим средним диаметром (рис. 137, а). Таким образом, сопоставляя длины нижнего конуса свечей, мож­ но судить и об их тепловых характеристиках. Однако это спра­ ведливо, если изоляторы изготовлены из одного материала.

219