Меню Закрыть

Батарейная система зажигания автомобиля – Батарейная система зажигания | Система зажигания

Содержание

Схема и принцип действия батарейной системы зажигания

Категория:

   1Отечественные автомобили

Публикация:

   Схема и принцип действия батарейной системы зажигания

Читать далее:



Схема и принцип действия батарейной системы зажигания

Батарейная система зажигания состоит из катушки зажигания, прерывателя-распределителя, искровых свечей и выключателя зажигания. Система зажигания получает питание от аккумуляторной батареи или генератора. Катушка зажигания, прерыватель-распределитель и свечи соединены между собой проводами высокого напряжения.

При включении выключателя зажигания и замыкании контактов прерывателя в первичной цепи начинает проходить ток.

Катушка зажигания обладает значительной индуктивностью, поэтому сила тока, нарастает до установившегося значения не мгновенно, а спустя определенный период времени, так как быстрому увеличению тока препятствует э. д. с. самоиндукции катушки.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

В момент размыкания контактов прерывателя ток, быстро падает до нуля и созданное им магнитное поле исчезает. При этом в результате изменения (уменьшения) магнитного поля во вторичной обмотке катушки зажигания индуктируется э. д. с.

Величина э. д. с. вторичной обмотки будет тем выше, чем больше скорость исчезновения магнитного потока или, что то же, тока. Однако з. д. с. первичной обмотки з момент размыкания контактов прерывателя поддерживает ток, вследствие чего между контактами возникает искра, вызывающая их подгорание (так называемая электрическая эрозия контактов). Для устранения этого явления параллельно контактам прерывателя подключается конденсатор С.

Характер изменения тока в момент размыкания контактов прерывателя при наличии и отсутствии конденсатора С, показан на рис. 59. На этом же графике представлено изменение напряжения в первичной цепи U, при размыкании контактов прерывателя и проскакивания искры в свече. Э. д. с. вторичной обмотки создает между электродами свечи вторичное напряжение U,. Когда напряжение U2 достигнет величины, достаточной для пробоя воздушного зазора, между электродами свечи возникнет искра, которая подожжет горючую смесь в цилиндрах двигателя.

На рис. 1 изображены кривые изменения вторичного напряжения при отсутствии искрового разряда, когда, например, при работающем двигателе провод высокого напряжения отсоединен от свечи и при пробое воздушного зазора в свечей. Такой характер кривых вторичного напряжения можно увидеть на осциллографе диагностических стендов для проверки систем зажигания. Напряжение, необходимое для пробоя воздушного зазора свечи, так называемое пробивное напряжение, не постоянно и зависит от многих факторов. Основными из них являются: величина зазора между электродами свечи, температура электродов свечи и горючей смеси, давление, форма электродов и их полярность. Поэтому пробивное напряжение во многом зависит от режима работы двигателя. У двигателя, работающего на большой частоте вращения с полной нагрузкой, пробивное напряжение минимальное (4—5 тыс. В), а при пуске холодного двигателя — максимальное (9—12 тыс. В). При пуске двигателя катушка зажигания питается от аккумуляторной батареи, напряжение которой понижено из-за потребления стартером большого тока. Пониженное напряжение на катушке зажигания в момент пуска двигателя приводит к снижению тока, и напряжения U2. Для устранения этого явления в некоторых катушках зажигания применяется добавочный резистор, включенный последовательно с первичной обмоткой катушки зажигания. В этом случае первичная обмотка катушки зажигания рассчитывается на напряжение 7—8 В, а остальное напряжение источника питания гасится в добавочном резисторе. При пуске двигателя добавочный резистор Ra закорачивается контактами, установленными на реле включения стартера (или тяговом реле), и, несмотря на снижение напряжения батареи, первичная обмотка катушки зажигания получает необходимое для ее нормальной работы напряжение.

Рис. 1. Схема батарейного зажигания: а— общая, 6 — принципиальная; 1 — выключатель зажигания, 2 — аккумуляторная батарея, 3— катушка зажигания, 4 — свечи зажигания искровые, 5 — прерыватель-распределитель, 6 — ротор, 7 — кулачок, 8 — контакты прерывателя, 9 — конденсатор, 10 — первичная обмотка, 11 — вторичная обмотка, 12 — контакты выключения дополнительного резистора (устанавливаются в реле стартера), Ra—добавочный резистор (вариатор)

При увеличении частоты вращения двигателя число прерываний первичной цепи в единицу времени растет, а время замкнутого состояния контактов прерывателя уменьшается.

Это в свою очередь приводит к снижению тока, так как он не успевает за время замкнутого состояния контактов увеличиться до своего установившегося значения.

На рис. 4 показано изменение сопротивления резистора в зависимости от проходящего по нему тока. Так как резистор включен последовательно с первичной обмоткой катушки зажигания, общее сопротивление первичной цепи будет изменяться в зависимости от силы тока в цепи.

Рис. 2. Графики изменения силы тока и напряжения в обмотках катушки зажигания при замкнутых и разомкнутых контактах прерывателя

Рис. 3. График изменения вторичного напряжения при отсутствии искрового разряда и при пробое воздушного зазора в свече: 1 — искры между электродами свечи нет, 2 — при проскакивании искры

Рис. 4. Зависимость сопротивления добавочного резистора от силы тока первичной цепи: 1 — материал резистора никель НП2, 2 — материал резистора константан МНМц 40—15

Рис. 5. Изменение давления в цилиндре двигателя в зависимости от момента зажигания 1 — раннее зажигание, 2 — нормальное зажигание, 3 — позднее зажигание; а — момент зажигания

При малой частоте вращения коленчатого вала, когда сила тока, успевает достигнуть установившегося значения, вариатор действует эффективно, так как его сопротивление имеет максимальную величину. При большой частоте вращения, когда сила тока, невелика, он ограничивает ее в меньших пределах. Таким образом, резистор (вариатор) несколько уменьшает основной недостаток системы батарейного зажигания — снижение вторичного напряжения U2 с увеличением частоты вращения двигателя.

Момент зажигания рабочей смеси. Сгорание рабочей смеси в цилиндре двигателя происходит не мгновенно, а в течение определенного времени. Мощность, экономичность, нагрев, износ двигателя и токсичность отработавших газов во многом зависят от выбора момента зажигания рабочей смеси. Момент зажигания рабочей смеси определяется по углу поворота коленчатого вала двигателя от момента проскакивания искры до положения, при котором поршень находится в в. м. т. Этот угол называется углом опережения зажигания.

Рис. 6. Катушка зажигания: 1 — клемма высокого напряжения, 2 — крышка, 3—контактная пружина, 4 — уплотнительная прокладка, 5 — первичная обмотка, 6 — вторичная обмотка, 7, 12 — изоляторы, 8 — сердечник, 9 — корпус катушки, 10 — наружный магнитопровод, И — добавочный резистор, 13 — изолирующий наполнитель (рубракс), 14 — контактная пластина высокого напряжения

На рис. 5 показано изменение давления в цилиндре двигателя в зависимости от угла опережения зажигания. При раннем зажигании резко возрастает давление в цилиндре, препятствующее движению поршня. Это ведет к снижению мощности и экономичности двигателя и увеличению токсичности, а также его перегреву и появлению детонационных стуков (зубцы на кривой). Также ухудшается приемистость и наблюдается неустойчивая работа двигателя в режиме холостого хода.

При позднем зажигании горение смеси происходит при движении поршня после в.м.т. Давление газов не сможет достигнуть необходимой величины, мощность и экономичность двигателя снизятся. Наблюдается перегрев двигателя, так как температура выхлопных газов повышается. Оптимальное протекание процесса сгорания смеси в цилиндре двигателя происходит в том случае, когда угол опережения зажигания соответствует кривой.

Из этого следует, что угол опережения зажигания должен регулироваться автоматически с учетом скоростного и нагрузочного режимов двигателя.

Время, отведенное в рабочем цикле двигателя на сгорание рабочей смеси (время движения поршня в районе в. м. т.), с увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя уменьшается, а скорость сгорания смеси изменяется очень мало. Поэтому с увеличением частоты вращения необходимо увеличивать угол опережения зажигания. При постоянной частоте вращения коленчатого вала и увеличении нагрузки двигателя уменьшается количество остаточных газов в рабочей смеси, скорость сгорания рабочей смеси увеличивается, что требует уменьшения угла опережения зажигания.

Рекламные предложения:


Читать далее: Устройство аппаратов батарейной системы зажигания

Категория: — 1Отечественные автомобили

Главная → Справочник → Статьи → Форум


stroy-technics.ru

Устройство классической системы батарейного зажигания автомобилей, схема

Классическая система батарейного зажигания с одной катушкой и многоискровым механическим распределителем до сих пор используется на некоторых автомобилях. Главным достоинством классической системы батарейного зажигания является ее простота, обеспечиваемая двойной функцией механизма распределителя. Прерывание цепи постоянного тока для генерирования высокого напряжения и синхронное распределение высокого напряжения по цилиндрам двигателя. 

Устройство классической системы батарейного зажигания автомобилей, принцип работы, принципиальная схема, характеристики электрических сигналов, недостатки системы.

Классическая система батарейного зажигания состоит из следующих элементов:

— Источника тока — аккумуляторной батареи 1.
— Катушки зажигания (индукционной катушки) 2. Она преобразует ток низкого напряжения в ток высокого напряжения. Между первичной и вторичной обмотками имеет место автотрансформаторная связь.
— Прерывателя 3, содержащего рычажок 4 с подушечкой 5 из текстолита, поворачивающийся около оси.
— Контактов прерывателя 6.
— Кулачка 7, имеющего число граней, равное числу цилиндров.

Неподвижный контакт прерывателя присоединен к «массе». Подвижной контакт укреплен на конце рычажка. Если подушечка не касается кулачка, контакты замкнуты под действием пружины. Когда подушечка находит на грань кулачка, контакты размыкаются. Прерыватель управляет размыканием и замыканием контактов и моментом подачи искры.

— Конденсатора первичной цепи 8 (С1), подключенного параллельно контактам 6, который является составным элементом колебательного контура в первичной цепи после размыкания контактов.

— Распределителя 9, включающего в себя бегунок 10, крышку 11, на которой расположены неподвижные боковые электроды 12 (число которых равно числу цилиндров двигателя) и неподвижный центральный электрод, который подключается через высоковольтный провод к катушке зажигания.

Принципиальная схема классической системы батарейного зажигания автомобилей.

Боковые электроды через высоковольтные провода соединяются с соответствующими свечами зажигания. Высокое напряжение к бегунку 10 подается через центральный электрод с помощью скользящего угольного контакта. На бегунке имеется электрод 13, который отделен воздушным зазором от боковых электродов 12.

Бегунок 10 распределителя и кулачок 7 прерывателя находятся на одном валу, который приводится во вращение зубчатой передачей от распределительного вала двигателя с частотой вдвое меньшей частоты вращения коленчатого вала. Прерыватель и распределитель расположены в одном аппарате, называемом распределителем зажигания.

— Свечей зажигания 15, число которых равно числу цилиндров двигателя.
— Выключателя зажигания 16.
— Добавочного резистора 17 (Rд), который уменьшает тепловые потери в катушке зажигания. Дает возможность усилить зажигание. При пуске двигателя резистор шунтируется контактами реле 18 одновременно с включением стартера. Добавочный резистор изготовляют из нихрома или константана и наматывают на керамический изолятор.

Принцип работы классической системы батарейного зажигания автомобилей.

При вращении кулачка 7 контакты 6 попеременно замыкаются и размыкаются. После замыкания контактов (в случае замкнутого выключателя 16) через первичную обмотку катушки зажигания 2 протекает ток, нарастая от нуля, до определенного значения за данное время замкнутого состояния контактов. При малых частотах вращения валика 14 распределителя 9 ток может нарастать до установившегося значения, определенного напряжением аккумуляторной батареи и омическим сопротивлением первичной цепи (установившийся ток).

Протекание первичного тока вызывает образование магнитного потока, сцепленного с витками первичной и вторичной обмоток, и накопление электромагнитной энергии. После размыкания контактов прерывателя, как в первичной, так и во вторичной обмотке индуцируется ЭДС самоиндукции. Согласно закону индукции вторичное напряжение тем больше, чем быстрее исчезает магнитный поток, созданный током первичной обмотки, больше первичный ток в момент разрыва и больше число витков во вторичной обмотке.

Характеристики электрических сигналов в первичной и вторичной цепях классической системы батарейного зажигания автомобилей.

В результате переходного процесса во вторичной обмотке возникает высокое напряжение, достигающее 15-20 кВ. В первичной обмотке также индуцируется ЭДС самоиндукции, достигающая 200-400 В, направленная в ту же сторону, что и первичный ток, и стремящаяся задержать его исчезновение. При отсутствии конденсатора 8 ЭДС самоиндукции вызывает образование между контактами прерывателя во время их размыкания сильной искры или, точнее, дуги.

При наличии конденсатора 8 ЭДС самоиндукции создает ток, заряжающий конденсатор. В следующий период времени конденсатор разряжается через первичную обмотку катушки и аккумуляторную батарею. Таким образом, конденсатор 8 практически устраняет искрообразование в прерывателе, обеспечивая долговечность контактов и индицирование во вторичной обмотке достаточно высокой ЭДС. Вторичное напряжение подводится к бегунку распределителя, а затем через электроды в крышке и высоковольтные провода поступает к свечам соответствующих цилиндров.

Рабочий процесс классической системы батарейного зажигания автомобилей.

Нормальным рабочим режимом любой классической системы батарейного зажигания, использующей индукционную катушку в качестве источника высокого напряжения, является переходный режим. В результате чего образуется искровой разряд в свече зажигания. Рабочий процесс может быть разбит на три этапа:

Замыкание контактов прерывателя — первый этап рабочего процесса классической системы батарейного зажигания.

На этом этапе происходит подключение первичной обмотки катушки зажигания (накопителя) к источнику тока. Этап характеризуется нарастанием первичного тока и, как следствие этого, накоплением электромагнитной энергии, запасаемой в магнитном поле катушки.

Размыкание контактов прерывателя — второй этап рабочего процесса классической системы батарейного зажигания.

Источник тока отключается от катушки зажигания. Первичный ток исчезает, в результате чего накопленная электромагнитная энергия превращается в электростатическую. Возникает ЭДС высокого напряжения во вторичной обмотке.

Пробой искрового промежутка свечи зажигания — третий этап рабочего процесса классической системы батарейного зажигания.

В рабочих условиях при определенном значении напряжения происходит пробой искрового промежутка свечи зажигания с последующим разрядным процессом.

Недостатки классической системы батарейного зажигания автомобилей.

Классическая система батарейного зажигания обладает рядом достоинств. К ним следует отнести простоту конструкции и невысокую стоимость аппаратов зажигания, возможность регулирования угла опережения зажигания в широких пределах без изменения величины вторичного напряжения. Вместе с тем классическая система батарейного зажигания имеет ряд принципиальных недостатков, связанных с работой механического прерывателя и механических автоматов опережения зажигания:

— Недостаточная величина вторичного напряжения на высоких и низких частотах вращения коленчатого вала двигателя. Как следствие, малый коэффициент запаса по вторичному напряжению. Особенно для многоцилиндровых и высокооборотных двигателей, а также при экранировке высоковольтных проводов.
— Недостаточная энергия искрового разряда по причине ограничения уровня запасенной энергии в первичной цепи.
— Чрезмерный нагрев катушки зажигания в зоне низких частот вращения коленчатого вала двигателя и особенно при остановившемся двигателе. Если замок зажигания включен и контакты прерывателя замкнуты.
— Нарушение рабочего зазора в контактах в процессе эксплуатации. Как следствие этого, необходимость зачистки контактов, т. е. систематический уход во время эксплуатации.
— Низкий срок службы контактов прерывателя.
— Повышенный асинхронизм момента искрообразования по цилиндрам двигателя при эксплуатации вследствие износа кулачка.
— Высокая погрешность момента искрообразования вследствие разброса характеристик механических автоматов опережения в процессе эксплуатации.

Перечисленные недостатки классической системы батарейного зажигания приводят в итоге к ухудшению процесса сгорания рабочей смеси. И следовательно, к потере мощности двигателя и увеличению эмиссии отработавших газов.

По материалам книги «Справочник по устройству, применению и ремонту электронных приборов автомобилей».
Ходасевич А. Г., Ходасевич Т. И.

Похожие статьи:

  • Проверка сенсорного датчика числа оборотов колеса, принцип действия, признаки неисправности, последствия выхода из строя, поиск неисправностей и проверка датчика при помощи тестера и осциллоскопа.
  • Тормозная жидкость стандартов DOT 3, DOT 4, DOT 5.1, свойства, проверка состояния, замена, правила смешивания тормозных жидкостей разных классов.
  • Охлаждающие жидкости, антифризы и тосолы для системы охлаждения автомобиля, состав, базовая жидкость, присадки, значение цвета антифриза и тосола, свойства.
  • Проверка сенсорного датчика привода (скорости) АКПП, принцип действия, признаки неисправности, последствия выхода из строя, поиск неисправностей и проверка датчика при помощи тестера.
  • Проверка датчика температуры охлаждающей жидкости, принцип действия, последствия выхода из строя, поиск неисправностей и проверка датчика при помощи тестера.
  • Проверка датчика температуры впускного воздуха, принцип действия, последствия выхода из строя, поиск неисправностей и проверка датчика при помощи тестера.

auto.kombat.com.ua

Устройство контактной системы батарейного зажигания

Для создания искрового разряда между электродами свечи зажигания необходимо высокое напряжение (15000-30000 В), так как газы, находящиеся в цилиндре, не проводят ток низкого напряжения. На современных автомобильных двигателях применяют однопроводную систему соединения источников тока с потребителями. Вторым проводником электрической энергии служит масса (корпус) – все соединенные между собой металлические части автомобиля.

При однопроводной системе включения приборов электрооборудования уменьшается число проводов, упрощается техническое обслуживание и уменьшается стоимость системы. Отрицательные выводы генератора, аккумуляторной батареи и всех потребителей электроэнергии соединены с массой, а положительные изолированы от нее. В эксплуатации необходимо внимательно следить за состоянием изоляции на проводах и за их креплением, так как нарушение изоляции может привести к возникновению короткого замыкания.

Устройство контактной системы батарейного зажигания:

Схема устройства контактной системы батарейного зажигания:

а) схема; б) положения ключа выключателя зажигания и стартера; 1 – рычажок прерывателя; 2 – подвижный контакт; 3 – неподвижный контакт; 4 — кулачок; 5 – прерыватель низкого напряжения; 6 — конденсатор; 7, 14, 23 – провода; 8 – выключатель зажигания; 9 – добавочный резистор; 10 – первичная обмотка; 11 – вторичная обмотка; 12 – катушка зажигания; 13 — магнитопровод; 15 – выключатель добавочного резистора; 16 — амперметр; 17 – аккумуляторная батарея (АКБ); 18 – выключатель электродом; 19 – ротор с электродом; 20 — распределитель; 21, 24 – подавительные резисторы; 25 – свеча зажигания; 26 – ключ выключателя зажигания.

Контактная система батарейного зажигания состоит из: аккумуляторной батареи 17, катушки зажигания 12, прерывателя 5 низкого напряжения с конденсатором 6, распределителя импульсов высокого напряжения 20, свечей зажигания 25, выключателя зажигания 8, амперметра 16. Прерыватель 5 имеет два контакта: неподвижный 3 соединенный с массой и подвижный 2, расположенный на рычажке 1 и соединенный с проводом 7 с первичной обмоткой 10 катушки зажигания. В прерывателе установлен вращающийся валик с кулачком 4, при помощи которого размыкаются контакты. В системе зажигания в качестве источника электрического тока используется генератор переменного тока.

При замыкании контактов прерывателя ток от АКБ проходит по первичной обмотке катушки зажигания, создавая вокруг нее магнитное поле.

Цепь низкого напряжения следующая: положительный вывод АКБ 17 – амперметр 16 – выключатель зажигания 8 добавочный резистор 9 – первичная обмотка 10 — провод 7 – подвижный контакт 2 – неподвижный контакт 3 – масса – выключатель 18 цепи АКБ – отрицательный вывод АКБ.

При размыкании контактов прерывателя обесточивается первичная обмотка катушки зажигания и резко уменьшается магнитное поле. Магнитный поток исчезающего поля пересекает витки вторичной и первичной обмоток, при этом индуктируется электродвижущая сила (ЭДС) высокого напряжения во вторичной и ЭДС самоиндукции в первичной обмотках. Возникающие во вторичной обмотке импульсы высокого напряжения подводятся к свечам зажигания в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Вращающийся ротор 19 своим электродом распределяет импульсы высокого напряжения по электродам крышки распределителя. Частота вращения ротора в 2 раза меньше частоты вращения коленчатого вала и, таким образом, совпадает с частотой вращения кулачка прерывателя.

Положение пластины ротора напротив каждого из электродов крышки распределителя соответствует разомкнутому состоянию контактов прерывателя.

Цепь высокого напряжения: вторичная обмотка11 – провод 14 высокого напряжения – подавительный резистор 21 – электрод ротора 19 – один из электродов крышки распределителя 20 – провод 23 — подавительный резистор 24 – свеча зажигания 25 – центральный электрод свечи – боковой электрод свечи – масса – выключатель 18 цепи АКБ – отрицательный вывод АКБ 17 – положительный вывод АКБ 17 – амперметр 16 — выключатель зажигания 8 – добавочный резистор 9 – первичная обмотка 10 – вторичная обмотка катушки зажигания 12.

В первичной обмотке ток самоиндукции возникает при замыкании контактов прерывателя. Ток самоиндукции замедляет процесс исчезновения тока в первичной обмотке, нежелательно, так как при размыкании контактов увеличивается период искрообразования между ними, снижаются эффективность и надежность системы зажигания. Параллельно контактам прерывателя включен конденсатор 6. В момент размыкания цепи низкого напряжения конденсатор заряжается током самоиндукции, а затем при разомкнутых контактах разряжается через первичную обмотку.

Выключатель зажигания 8 необходим для остановки работающего двигателя размыканием первичной обмотки катушки зажигания. Он нужен и для включения зажигания перед пуском двигателя. Ключ 26 выключателя зажигания может занимать четыре положения: 0 – зажигания выключено; 1 – зажигание включено; 2 – включены зажигание и стартер; 3 – подведено питание к радиоприемнику. В положении 0 ключ можно вставить и вынуть из замка зажигания. После пуска двигателя ключ выключателя зажигания переводят в положение 1.

Выключатель 18 цепи АКБ нужен для отключения батареи от массы при выполнении электротехнических работ и для остановки автомобиля на длительное время. Выключатель 18 защищает электрооборудование от короткого замыкания или от пожара при неисправной проводке, а также позволяет отключить батарею от всех потребителей электрической энергии, непосредственно не отсоединяя провода, отходящие от нее. В этом случае остается включенным аварийное освещение – плафон кабины и розетка переносной лампы.

Почему контактная система батарейного зажигания не используется на современных автомобилях?

Постепенно контактную систему батарейного зажигания вытеснили другие системы, такие как контактно транзисторная или бесконтактная системы зажигания. Этому предшествовало ряд недостатков контактной системы батарейного зажигания:

  • Быстрый износ и обгорание контактов прерывателя;
  • Увеличение зазора между контактами прерывателя, соответственно увеличение угла опережения зажигания;
  • Уменьшение тока в цепях низкого и высокого напряжения;
  • Частые перебои с воспламенением рабочей смеси;
  • Затрудненный пуск двигателя;
  • Снижение экономичности и мощности двигателя.

www.autoezda.com

Устройство и принцип работы батарейного зажигания

Развернутая схема батарейного зажигания показана на рисунке. Она представляет собой типичную автомобильную однопроводиую систему соединения источников тока с потребителями, когда вторым проводом служит металлическая масса агрегатов самого автомобиля. Источники питания — генератор и аккумуляторная батарея — обычно включаются параллельно. При пуске и на режиме работы с малыми оборотами вала питание осуществляется от батареи, а на средних и больших скоростях включается генератор, который питает потребителей тока и одновременно обеспечивает подзарядку аккумулятора 22.

Своевременное подключение того или иного источника питания и поддержание необходимого режима работы системы при изменении оборотов вала достигается с помощью двух реле, регулирующих напряжение и ограничивающих силу тока в сети и реле обратного тока, которое защищает батарею от разрядки через якорь генератора, что опасно также и для последнего. Все три реле обычно объединяют в один прибор, называемый реле-регулятором.

Пусковой электродвигатель постоянного тока (стартер), обеспечивающий проворачивание коленчатого вала, не относится к элементам системы зажигания, но электромагнитный включатель его (тяговое реле) входит в сеть зажигания и управляется через замок (выключатель) 15. Связано со стартером и устройство для закорачивания добавочного сопротивления 18 катушки зажигания. Сила тока, потребляемого стартером, при пуске двигателя возрастает до 200—500 а и более. Поэтому аккумуляторная батарея для автомобилей подбирается в зависимости от мощности стартера с учетом специфики ее работы. А так как большие разрядные токи при относительно умеренном падении напряжения на зажимах лучше Других выдерживают свинцовые (кислотные) аккумуляторы, то эти так называемые стартерные батареи в основном и применяются для систем зажигания автомобилей. Плюсовая клемма их соединяется с сетью, а минусовая — на массу (в старых моделях автомобилей на массу соединяли клемму со знаком плюс).

Рис. Схема батарейного зажигания 8-цилиндрового двигателя

Катушка зажигания 14 представляет собой сердечник, набранный из отдельных пластин трансформаторного железа, изолированных друг от друга окалиной, и двух обмоток: толстой (d=0,72 мм) первичной 13 с небольшим числом витков и тонкой (d=0,07 мм) вторичной 12 с большим числом витков. Первичная обмотка одним концом через клемму Р соединена с клеммой 11 прерывателя, а другим — через клемму ВК, добавочное сопротивление 18, клемму ВКБ и контакты 16, 17 замка 15 с источником тока. Вторичная обмотка 12 одним концом присоединена к первичной, а вторым — выведена к разносной пластине 4 бегунка (ротора) распределителя через его центральный ввод.

Прерыватель тока низкого напряжения имеет два контакта: неподвижный 7 и подвижный 8. Первый из них приклепан к стойке (наковальне), соединенной с массой, а второй закреплен на рычажке (молоточке) 10, изолированном от массы. Молоточек нагружен пластинчатой пружиной и соединен с клеммой 11 сети зажигания. Размыкание контактов осуществляется кулачком 6, скорость вращения которого в четырехтактных двигателях в два раза меньше скорости вращения коленчатого вала. Вследствие вращения кулачка 6 контакты 7 и 8 периодически размыкаются и замыкаются.

Когда зажигание включено и контакты прерывателя замкнуты, ток от плюсовой клеммы батареи 22 идет через зажим 19, выключатель зажигания 15 и добавочное сопротивление 18 в первичную обмотку катушки 14. Далее на замкнутые контакты прерывателя и массу, по которой он возвращается к минусовой клемме батареи 22, как показано стрелками на проводах схемы. В результате прохождения тока по первичной обмотке 13 в катушке возникает магнитное поле, силовые линии которого замыкаются через ее сердечник и пронизывают витки обеих обмоток. При замкнутых контактах магнитное поле постоянно и ток во вторичной обмотке не индуктируется. Но в момент размыкания контактов силовые линии исчезающего магнитного поля пересекают витки обмоток, вследствие чего в них индуктируется ток, величина электродвижущей силы которого пропорциональна скорости изменения магнитного потока. Число витков вторичной обмотки подбирают так, чтобы общая э. д. с. тока достигала в ней 18 тыс. в и гарантировала пробой искрового зазора между электродами свечи.

Ток высокого напряжения из вторичной обмотки 12 по центральному проводу высокого напряжения, как показало пунктирными стрелками на схеме, через подавителыюе сопротивление 5 поступает на разносную пластину 4 бегунка распределителя, проскакивает в виде искры на соответствующий (ближайший) неподвижный электрод 3 и через сопротивление 2 поступает на центральный электрод свечи L откуда, пробивая искровой промежуток, проскакивает на боковой ее электрод и через массу автомобиля, батарею 22, выключатель 15, сопротивление 18 по первичной обмотке 13 возвращается во вторичную обмотку 12.

При размыкании контактов прерывателя и исчезновении магнитного потока в сердечнике катушки зажигания в первичной обмотке возникает ток самоиндукции, э. д. с. которого достигает 200—300 в. Ток самоиндукции имеет при этом одинаковое направление с первичным током, что затягивает время его исчезновения и вызывает появление дуги между контактами прерывателя. Образование «мостика» между контактами не только снижает скорость убывания тока в первичной цепи, но вызывает еще и быстрое обгорание контактов, нарушая работу системы зажигания. Чтобы устранить вредное действие э. д. с. самоиндукции, параллельно контактам прерывателя включают конденсатор 9.

Конденсатор выполняется из двух тонких алюминиевых лент (обкладок), изолированных друг от друга специальной бумажной лентой и скатанных в трубочку. Одна из обкладок присоединяется к металлическому кожуху конденсатора, а вторая выводится на изолированный контакт 11 прерывателя-распределителя. При размыкании контактов ток самоиндукции из первичной обмотки отводится в конденсатор и заряжает его. Вследствие этого образование дуги почти полностью устраняется, а скорость убывания тока в первичной обмотке резко возрастает. Разряжается конденсатор через первичную обмотку при разомкнутых контактах.

Конденсаторы трудно герметизировать, а в случае проникновения влаги и пробоя их система зажигания прекращает работу. Чтобы повысить надежность системы, в последнее время стали применять самовосстанавливающиеся конденсаторы. Они представляют собой свернутые в рулончик две полоски бумаги, одна сторона которых наметаллизирована слоем цинка толщиной около 1,5 мкм. При пробое бумаги тепло дуги испаряет с нее металл, поэтому вблизи повреждения она очищается от покрытия и электрическая прочность конденсатора восстанавливается. Такие конденсаторы имеют сравнительно небольшие габариты и могут размещаться внутри корпуса прерывателя-распределителя.

Добавочное сопротивление 18 чаще всего применяют в системах зажигания напряжением 12 е. Изготовляют его из тонкой нихромовой или никелевой проволоки в виде спирали п включают последовательно с первичной обмоткой катушки. При пуске двигателя стартером, когда падение напряжения на зажимах батареи неизбежно, сопротивление автоматически отключается с помощью пружинной контактной пластины 20 и подвижного контакта 21, вмонтированных в тяговое реле стартера. Благодаря этому ток от батареи подводится непосредственно к клемме ВК катушки зажигания 14 и рабочее напряжение в ее обмотках повышается, что особенно необходимо для успешного пуска холодного двигателя, когда требуется повышенное пробивное напряжение на электродах свечи.

Добавочное сопротивление может быть использовано также в качестве вариатора, обеспечивающего автоматическое регулирование сопротивления первичной цепи зажигания при изменении числа оборотов вала двигателя. С этой целью спираль изготовляют из тонкой стальной проволоки, которая легко прогревается до высокой температуры, и сопротивление ее возрастает. А так как время замкнутого состояния контактов прерывателя изменяется обратнс пропорционально скорости вращения вала, то с уменьшениек оборотов нагрев спирали, а следовательно, ее сопротивление и общее сопротивление цепи повышаются, а по мере увеличения оборотов вала — снижаются. В результате сила тока в первичной цепи возрастает на больших оборотах вала и уменьшается на малых, чте предохраняет катушку зажигания от перегрева.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Батарейная система зажигания

Категория:

   Устройство автомобиля

Публикация:

   Батарейная система зажигания

Читать далее:



Батарейная система зажигания

Для создания искрового разряда между электродами свечи зажигания необходимо высокое напряжение (15 000—30 000 В), так как газы, находящиеся в цилиндре, не проводят ток низкого напряжения. На современных автомобильных двигателях применено батарейное зажигание с однопроводной системой соединения источников тока с потребителями. Вторым проводом служит масса (корпус и все соединенные между собой металлические части автомобиля). При однопроводной системе включения приборов электрооборудования уменьшается число проводов, проще техническое обслуживание и меньше стоимость системы. Отрицательные клеммы генератора, аккумуляторной батареи и всех потребителей электроэнергии соединены с корпусом, а положительные изолированы от него. В эксплуатации внимательно следят

за состоянием изоляции на проводах и за их креплением, так как при нарушении изоляции может возникнуть короткое замыкание.

В систему батарейного зажигания входит следующее: генератор постоянного тока; аккумуляторная батарея; катушка зажигания прерыватель низкого напряжения с конденсатором; распределитель высокого напряжения; свечи зажигания выключатель зажигания амперметр; реле-регулятор. Прерыватель низкого напряжения имеет два контакта: неподвижный, соединенный с корпусом; подвижный, расположенный на рычажке и соединенный проводом с первичной обмоткой катушки зажигания. В прерывателе установлен вращающийся валик с кулачком, при помощи которого размыкаются контакты.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 1. Схема батарейной системы зажигания: а—схема; б — положения ключа выключателя зажигания и стартера; 1 — рычажок прерывателя; 2— подвижный контакт; 3 — неподвижный контакт; 4 — кулачок; 5 — прерыватель низкого напряжения; 6 —конденсатор; 7, 17 и 21 —провода; 8 — выключатель зажигания; 9 — добавочный резистор; 10 — первичная обмотка; 11 — вторичная обмотка; 12 — катушка зажигания; 13—сердечник катушки зажигания; 14 —выключатель добавочного резистора; 15 — реле-регулятор; 16 — генератор; 18 и 23 — помехоподавляющие резисторы; 19 — распределитель; 20—электроды; 22 — ротор с электродом; 24 — свеча зажигания; 25 — амперметр; 26 — аккумуляторная батарея; 27 — выключатель корпуса аккумуляторной батареи; 28—ключ замка зажигания

Размыкание контактов прерывателя обесточивает первичную обмотку катушки зажигания и резко уменьшает магнитное поле. Магнитный поток исчезающего поля пересекает витки вторичной и первичной обмоток, индуктирует электродвижущую силу (ЭДС) высокого напряжения во вторичной и ЭДС самоиндукции в первичной обмотках. Возникающие во вторичной обмотке импульсы высокого напряжения подводятся к свечам зажигания в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Вращающийся ротор своим электродом распределяет импульсы высокого напряжения по электродам крышки распределителя. Частота вращения ротора в 2 раза меньше частоты вращения коленчатого вала и, таким образом, совпадает с частотой вращения кулачка прерывателя. Положение пластины ротора напротив каждого из электродов крышки распределителя совпадает с размыканием соответствующих контактов прерывателя.

В первичной обмотке ток самоиндукции возникает при замыкании и размыкании контактов прерывателя. Ток самоиндукции замедляет процесс исчезновения тока в первичной обмотке, что нежелательно, так как при размыкании контактов происходит искрение. Параллельно контактам прерывателя включен конденсатор. В момент размыкания цепи низкого напряжения конденсатор заряжается током самоиндукции, а затем при разомкнутых контактах разряжается через первичную обмотку.

Цепь высокого напряжения не меняется, независимо от того, поступает ли питание от аккумуляторной батереи или от генератора.

Выключатель зажигания 8 необходим для остановки работающего деи-гателя размыканием первичной обмотки катушки зажигания. Он нужен также и для включения зажигания перед пуском двигателя. Ключ замка зажигания может занимать четыре положения: 0 — зажигание выключено; I — зажигание включено; 11 — включены зажигание и стартер; III — подведено питание к радиоприемнику. В положении 0 ключ можно вставить и вынуть из замка зажигания. После пуска двигателя ключ выключателя зажигания переводят в положение I.

Выключатель корпуса аккумуляторной батареи нужен для отключения батареи от корпуса при выполнении электротехнических работ и для остановки автомобиля на длительное время. Выключатель защищает электрооборудование от коротких замыканий или от пожара при неисправной проводке, а также позволяет отключить батарею от всех потребителей электрической энергии, непосредственно не отсоединяя провода, отходящие от нее. В этом случае остается включенным аварийное освещение: плафон кабины и розетка переносной лампы.

Батарейная система зажигания (классическая), применяемая на автомобильных двигателях с 1925 г., сравнительно проста, что и обусловило ее распространение. В последние годы в автомобилестроении наметились тенденции увеличения частоты вращения коленчатого вала и числа цилиндров двигателя. При эксплуатации форсированных автомобильных двигателей выявились существенные недостатки батарейной системы зажигания: быстро обгорают и изнашиваются контакты прерывателя, так как через них проходит ток значительной силы; увеличивается зазор между контактами прерывателя, а следовательно, и угол опережения зажигания, что снижает надежность работы системы зажигания; резко уменьшается ток в цепи низкого напряжения, вследствие чего снижается и ток в цепи высокого напряжения; возникают перебои с воспламенением рабочей смеси; затрудняется пуск двигателя; снижается экономичность и мощность двигателя.

Рекламные предложения:


Читать далее: Установка зажигания

Категория: — Устройство автомобиля

Главная → Справочник → Статьи → Форум


stroy-technics.ru

Контактная батарейная система зажигания. Принципиальная схема. Особенности работы

Основными элементами контактной системы зажигания являются аккумуляторная батарея, выключатель зажигания, выключатель добавочного резистора, добавочный резистор, катушка зажига­ния, прерывательный механизм 1, распределитель 5, конденсатор и свечи зажигания.

Рис. Схема контактной системы зажигания:
1 — прерыватель; 2, 3 — подвижный и неподвижный контакты прерывателя; 4 -кулачок; 5 — распределитель; 6 — бегунок; 7 — неподвижный электрод

При вращении вала распределителя 5, связанного зубчатой пере­дачей с коленчатым валом двигателя, кулачком 4 попеременно замы­каются и размыкаются контакты 2 и 3 прерывателя 1.

Неподвижный контакт 3 прерывателя соединен с массой, подвиж­ный контакт 2 закреплен на конце подвижного рычажка с подушеч­кой из текстолита. Контакты 2, 3 находятся в замкнутом состоянии под действием пружины, если подушечка рычажка не касается кулач­ка. Когда подушечка попадает на грань кулачка, рычажок, преодоле­вая противодействие пружины, поворачивается вокруг оси, закрепленной на подвижной пластине прерывательного механизма, и кон­такты размыкаются.

При включении выключателя зажигания и замкнутых контактах пре­рывателя по цепи первичной обмотки катушки зажигания протекает ток, сила которого растет, что приводит к созданию магнитного поля.

В момент размыкания контактов ток в первичной обмотке и создан­ное им магнитное поле исчезают. Во вторичной обмотке катушки зажига­ния индуктируется ЭДС, тем большая, чем выше скорость исчезновения магнитного поля. В это время токопроводящая пластина ротора распреде­лителя проходит около бокового электрода крышки распределителя, со­единенного высоковольтным проводом со свечой зажигания того цилин­дра, в котором заканчивается процесс сжатия топливовоздушной смеси. Высокое вторичное напряжение подаваемого на свечу зажигания ини­циирует появление между ее электродами искрового разряда.

Кулачок прерывателя и ротор распределителя установлены на од­ном валу. Частота вращения вала кулачка и ротора распределителя в два раза меньше частоты вращения коленчатого вала четырехтактного двигателя. Это связано с тем, что топливовоздушную смесь в каждом из цилиндров необходимо воспламенять только 1 раз за два оборота коленчатого вала. Число граней кулачка и боковых электродов в крышке распределителя равно числу цилиндров двигателя. Высокое напряжение к свечам зажигания подводится в соответствии с поряд­ком работы цилиндров двигателя.

Рис. Кулачковый прерывательный механизм:
1 — контакт на подвижном рычажке; 2 — неподвиж­ный контакт; аз1, а32 — углы замкнутого востояния контактов соответственно при большом и малом за­зорах между контактами

ustroistvo-avtomobilya.ru

Устройство и основы теории батарейного зажигания

Лабораторная работа

Тема: «Электрооборудование автомобилей и тракторов.
Система зажигания»

Цель работы: изучить конструкцию и принцип работы приборов электрооборудования автомобиля и трактора, а также системы зажигания карбюраторного двигателя

Электрооборудование

Электрическая энергия на тракторах и автомобилях применяется для пуска двигателя (стартером), зажигания горючей смеси, звуковой и световой сигнализации, освещения пути движения и кабины, питания контрольно-измерительных приборов и дополнительного оборудования.

Приборы, преобразующие различные виды энергии в электрическую, называют источниками электрического тока, а потребляющие ее, – потребителями. Источники электрического тока преобразуют механическую и химическую энергию в электрическую, потребители превращают энергию электрического тока в другой вид энергии (механическую, световую, звуковую, тепловую).

Электрооборудование тракторов и автомобилей можно подразделить на следующие группы:

– источники электрической энергии (электроснабжение): аккумуляторная батарея и генератор с реле-регулятором;

– потребители электрической энергии: стартер, фары и подфарники, звуковой сигнал и сигнал поворота, электродвигатели вентилятора, отопителя, а также дополнительное электрооборудование;

– система зажигания (на карбюраторном двигателе): магнето, искровая свеча зажигания, прерыватель-распределитель;

– контрольно-измерительные приборы: амперметр, термометр, манометр, сигнализаторы;

– вспомогательные приборы: предохранители, выключатели и др.

Все группы объединены бортовой электрической сетью, которая выполняется по однопроводной схеме соединения потребителей с источниками электрического тока.

Аккумуляторная батарея

Аккумуляторная батарея предназначена для питания током потребителей, когда двигатель не работает или работает на малой частоте вращения коленчатого вала. Аккумуляторная батарея состоит из нескольких одинаковых по устройству аккумуляторов, соединенных между собой последовательно.

Действие аккумулятора основано на последовательном превращении электрической энергии в химическую (зарядка) и обратно – химической энергии в электрическую (разрядка). На лесотранспортных машинах и лесозаготовительных машинах и тракторах устанавливают свинцовые кислотные аккумуляторные батареи.

Простейший свинцовый аккумулятор (рис. 1) состоит из пластмассовой банки, в которую залит электролит (раствор серной кислоты в дистиллированной воде), и двух свинцовых пластин. Поверхности пластин, находящиеся в электролите, покрываются тонким слоем сернокислого свинца, иначе называемым сульфатом свинца.

Обязательное условие для работы аккумулятора – зарядка, т.е. через него пропускают электрический ток. При прохождении постоянного электрического тока от постороннего источника через аккумулятор в результате химической реакции на пластине, соединенной с положительным полюсом источника тока, образуется перекись свинца, а на пластине, соединенной с отрицательным полюсом источника тока, – металлический свинец в виде рыхлой губчатой массы. При этом в электролит выделяется серная кислота, которая увеличивает его плотность.

Аккумуляторная батарея состоит из бака 4 (рис. 1), разделенного внутри перегородками на отделения. В каждом отделении (банке) помещается один аккумулятор. Бак изготовляют из кислотостойкой пластмассы или эбонита. Он имеет на дне ребра, на которые опираются пластины. В каждую банку помещен набор положительных 2 и отрицательных 1 пластин.

Рис. 1. Аккумуляторная батарея: а – общий вид; б – блок пластин; 1 – отрицательные пластины; 2 – положительные пластины; 3 – ребра; 4 – бак; 5 – пробка; 6 – крышка;
7 – соединительная перемычка; 8 – полюсной штырь; 9 – сепаратор

Пластины аккумулятора изготавливают в виде решеток, заполненных активной массой – порошкообразным свинцом. Для увеличения запаса энергии число парных пластин увеличивают. Количество электричества, которое отдает полностью заряженный аккумулятор при непрерывном разряде постоянной силой тока до определенного конечного напряжения, называют емкостью аккумулятора. Ее измеряют в ампер-часах.

Положительные пластины соединены с полюсным штырем, имеющим знак плюс, а отрицательные – с полюсным штырем со знаком минус. Положительная пластина расположена между отрицательными, поэтому отрицательных пластин на одну больше, чем положительных. Пластины отделены друг от друга пористыми перегородками – сепараторами 9. Они изготовлены из специально обработанного дерева, микропористой пластмассы или стекловолокна. Сепараторы предупреждают короткое замыкание пластин и свободно пропускают через себя электролит. Банку закрывают крышкой 6, в которой предусмотрено отверстие для заполнения банки электролитом. Заливное отверстие закрывается пробкой 5. В пробке имеется вентиляционное отверстие, сообщающее полость аккумулятора с атмосферой, что необходимо для выхода газов, выделяющихся при химических реакциях. После сборки батареи края крышек аккумуляторов заливают специальной кислотостойкой мастикой.

На перемычках, соединяющих отдельные аккумуляторы, указаны дата изготовления и марка батареи, например 6 ТСТ-50 ЭМС. Марка батареи расшифровывается следующим образом. Первая цифра (6) указывает на число последовательно соединенных аккумуляторов, определяющее номинальное напряжение батареи (12 В). Буквы, следующие за первой цифрой, означают, что батарея «тяжелая» стартерная. Такая батарея отличается особой прочностью.

Чтобы не допускать разрушения пластин, запрещается на продолжительное время и несколько раз подряд включать стартер.

При установке на трактор, автомобиль или комбайн выводной штырь батареи со знаком минус присоединяется к «массе» через выключатель, установленный в кабине.

Устройство и основы теории батарейного зажигания

Система зажигания бензиновых двигателей служит для принудительного воспламенения рабочей смеси, которое осуществляется в результате теплового воздействия электрического разряда между электродами свечей зажигания на молекулы смеси. Электрическое напряжение, при котором происходит искровой разряд, называют пробивным напряжением. Повышение агрегатных мощностей современных двигателей с принудительным воспламенением рабочей смеси достигается, как правило, повышением степени сжатия, увеличением частоты вращения коленчатого вала и числа цилиндров. В этих условиях возрастают требования, предъявляемые к системе зажигания. При увеличении степени сжатия и работе двигателя на обедненной смеси необходимо увеличивать электрическое напряжение между электродами свечи зажигания и энергию электрической искры. Повышение частоты вращения коленчатого вала и числа цилиндров двигателя приводит к возрастанию числа искровых разрядов в единицу времени и сокращению продолжительности каждого из них. При этом энергия искрового разряда должна быть достаточной для надежного воспламенения рабочей смеси, имеющей различные параметры и состав. Для своевременного воспламенения рабочей смеси необходимо изменять угол опережения зажигания при изменении скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя.

Рабочий процесс. Принципиальная схема батарейной системы зажигания представлена на рис. 2. Сжатая рабочая смесь в цилиндрах карбюраторного двигателя воспламеняется от искры, образующейся в свече зажигания. Ток высокого напряжения, необходимый для создания искрового разряда, получают от приборов батарейного зажигания.

Рис. 2. Принципиальная схема батарейной системы зажигания: 1 – аккумуляторная батарея; 2 – выключатель зажигания; 3 – вариатор; 4 – индукционная катушка зажигания;
5 – распределитель; 6 – свечи зажигания; 7 – конденсатор; 8 – механический прерыватель

Система батарейного зажигания, применяемая на автомобильных карбюраторных двигателях, служит для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения и распределения его по цилиндрам двигателя.

В системе батарейного зажигания имеются две цепи – низкого и высокого напряжений. В цепь тока низкого напряжения последовательно включены аккумуляторная батарея 1 (или генератор), включатель 2 зажигания, первичная обмотка катушки зажигания 4, добавочным резистором 3, прерыватель 8 и конденсатор 7. Цепь тока высокого напряжения состоит из вторичной обмотки катушки зажигания 4, распределителя 5, проводов высокого напряжения и искровых свечей зажигания.

При включенном замке зажигания и замкнутых контактах прерывателя электрический ток от аккумуляторной батареи или генератора поступает в первичную обмотку катушки зажигания, Образуя вокруг нее магнитное поле. При размыкании контактами прерывателя цепи низкого напряжения исчезает ток в первичной обмотке катушки зажигания и вместе с ним магнитное поле, окружающее его. Исчезающее магнитное поле пересекает витки вторичной обмотки катушки зажигания и наводит в ней ЭДС. Благодаря большому числу витков во вторичной обмотке напряжение на ее концах достигает 20…24 кВ.

От вторичной обмотки катушки зажигания через провод высокого напряжения, распределитель и провода ток высокого напряжения поступает к искровым свечам зажигания, где между электродами происходит искровой разряд, который зажигает рабочую смесь.


Читайте также:


Рекомендуемые страницы:

Поиск по сайту

poisk-ru.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *