Лекции по "Транспорту"

106

Цепь тока высокого напряжения: вторичная обмотка 21 КЗ — подавительный резистор 15 — центральный электрод ротора — боковой электрод крышки 13 распределителя — провод высокого напряжения — подавительный резистор 2 — центральный и боковой электроды свечи зажигания 1 — корпус — аккумуляторная батарея 10 — амперметр — выключатель зажигания 8 — добавочный резистор 7 — первичная обмотка 20 — вторичная обмотка 21.

При размыкании контактов 17 в первичной обмотке КЗ также индуцируется ЭДС самоиндукции, равная 200...300 В, вследствие чего в цепи низкого напряжения возникает ток самоиндукции.

Направление тока самоиндукции совпадает с направлением тока низкого напряжения, поэтому он противодействует размагничиванию сердечника, вследствие чего напряжение во вторичной, обмотке КЗ уменьшается. Наряду с этим ток самоиндукции в момент размыкания контактов прерывателя вызывает искрение между ними, что приводит к эрозии (подгоранию) контактов. Для устранения вредного действия ЭДС самоиндукции параллельно контактам прерывателя включается конденсатор 5, емкость которого может быть в пределах 0,17...0,25 мкФ. При размыкании контактов прерывателя ток самоиндукции из первичной обмотки отводится в конденсатор и заряжает его, в результате почти полностью устраняется искрение между контактами. Ток разряда конденсатора в момент размыкания контактов протекает через первичную обмотку в направлении, противоположном направлению тока низкого напряжения, что способствует резкому исчезновению магнитного поля, созданного в первичной обмотке, вследствие чего повышается напряжение во вторичной обмотке КЗ.

2. Контактно-транзисторная система  зажигания

  С повышением степени  сжатия, числа цилиндров и частоты вращения коленвала двигателя контактная система зажигания (КСЗ) работает недостаточно устойчиво. В этом случае для нормальной работы КТСЗ необходимо повышенное напряжение во вторичной обмотке КЗ, что требует увеличения тока низкого напряжения.

Однако при увеличении силы тока свыше 3,5А возникает искрение контактов. С увеличением частоты вращения коленвала и числа цилиндров двигателя происходит сильная вибрация контактов прерывателя, что снижает напряжение во вторичной обмотке катушки зажигания. Для устранения указанных недостатков применяют КТСЗ или БТСЗ с полупроводниковыми элементами, позволяющими увеличить напряжение во вторичной обмотке КЗ примерно на 25...30% и значительно повысить энергию искрового разряда между электродами свечи зажигания.

Устройство КТСЗ зажигания. Конструктивно система включает в себя транзисторный коммутатор ТК-102А (поз. I, рис.2), соединенный с прерывателем 13, распределитель 15, катушку зажигания 5 (типа Б114-Б), блок резисторов СЭ107 (поз. II), а также устройства для снижения уровня радиопомех. К последним относятся подавительные резисторы 14, расположенные в крышке распределителя и в наконечниках, соединяющих провода высокого напряжения со свечами зажигания 16.

107

Коммутатор состоит из транзистора 11, стабилитрона 9, диода 8, двухобмоточного трансформатора 12, конденсаторов 6 и 7, резистора 10. Первичная обмотка КЗ включена в цепь эмиттера Э транзистора 11, а контакты прерывателя 13 — в цепь базы Б. Через первичную обмотку протекает ток базы Б и коллектора К транзистора.

Основной особенностью КТСЗ является то, что через контакты прерывателя проходит небольшой по силе ток управления транзистора. При этом ток первичной обмотки КЗ прерывается не контактами прерывателя, а переходом эмиттер — коллектор транзистора.

Работа КТСЗ зажигания. При включенном выключателе зажигания 2 (рис.2) и разомкнутых контактах прерывателя 13 транзистор закрыт, так как нет тока в переходе эмиттер—база, т.е. в цепи его управления. В переходе эмиттер — коллектор ток на корпус также не проходит вследствие большого сопротивления этого перехода.

В момент замыкания контактов прерывателя 13 в цепи управления транзистором проходит ток, и транзистор открывается. При этом образуются две цепи тока низкого напряжения: цепь тока управления транзистора и цепь рабочего тока низкого напряжения.

Цепь тока управления (показана штриховыми стрелками): положительный вывод батареи — амперметр — выключатель зажигания 2 — клемма ВК-Б — клемма К добавочных резисторов 3 и 4—первичная обмотка КЗ — клемма коммутатора — электроды перехода эмиттер — база (Э —Б) транзистора 11 — первичная обмотка импульсного трансформатора 12 — контакты прерывателя 13 — корпус — отрицательный вывод батареи.

Транзистор в этой цепи разгружает контакты, так как сила тока управления транзистора составляет десятые доли ампера (0,3...0,8 А), что примерно в 10—15 раз меньше силы тока, проходящего через контакты в классической системе зажигания. Указанная сила тока практически не влияет на эрозию контактов и позволяет исключить из системы искрогасящий конденсатор. При прохождении тока управления резко уменьшается сопротивление перехода эмиттер — коллектор (Э —К) транзистора, он открывается и включает цепь рабочего тока низкого напряжения.

Цепь тока низкого напряжения: положительный вывод батареи — амперметр — выключатель зажигания — клеммы ВК-Б и К добавочных резисторов 3 и 4 — первичная обмотка КЗ 5—электроды перехода эмиттер — коллектор транзистора 11— корпус — отрицательный вывод батареи.

Сила тока, проходящего по первичной обмотке, зависит от времени замкнутого состояния контактов, т.е. частоты вращения коленвала двигателя, и при минимальной частоте вращения составляет до 7 А, при максимальной — снижается до 3 А. В момент размыкания контактов прерывается цепь управления транзистора, в обмотке импульсного трансформатора 12 индуцируется ЭДС, повышающая потенциал базы, вследствие чего транзистор резко закрывается, выключая цепь тока низкого напряжения. Это приводит к исчезновению магнитного поля, наведенного первичной обмоткой КЗ. Исчезающее магнитное поле пересекает витки вторичной обмотки, индуцируя в ней ЭДС от 18 до 30 кВ, а в первичной обмотке возникает ЭДС самоиндукции в пределах 80...100 В.

108

Цепь тока высокого напряжения: вторичная обмотка — подавительный резистор 14 — ротор распределителя 15 — свечи зажигания 16 — корпус — вторичная обмотка.

Ток самоиндукции первичной обмотки идет на заряд конденсатора 7, вследствие чего происходит защита транзистора от действия ЭДС, так как при этом резко уменьшается его нагрузка и нагрев. Электролитический конденсатор 6 защищает транзистор от случайных перенапряжений (короткое замыкание в обмотках генератора, разрегулировка регулятора напряжения и т.д.), которые могут возникнуть в цепи питания системы зажигания. Трансформатор 12 обеспечивает активное запирание транзистора. При размыкании контактов прерывателя во вторичной обмотке трансформатора индуцируется ЭДС, приложенная к переходу эмиттер — база в направлении, противоположном направлению тока управления. При этом потенциал базы становится больше потенциала эмиттера, вследствие чего транзистор мгновенно закрывается (за 3... 5 мкс), обеспечивая быстрое исчезновение тока и магнитного поля в первичной обмотке КЗ. Энергия поля во вторичной обмотке трансформатора расходуется на нагрев резистора 10. Для предохранения транзистора от пробоя служит стабилитрон 9, включенный параллельно первичной обмотке КЗ.

Напряжение стабилизации стабилитрона зависит от предельно допустимого напряжения участка эмиттер—коллектор транзистора и составляет около 80 В. Если ЭДС самоиндукции превысит указанное значение, стабилитрон пробивается и ток, вызванный ЭДС самоиндукции, замыкается через стабилитрон 9. Диод 8 препятствует прохождению тока через стабилитрон в прямом направлении, минуя первичную обмотку катушки зажигания.

3. Устройство аппаратов системы  зажигания

Катушка зажигания. Для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения, обеспечивающий пробой искрового промежутка в свечах зажигания, служит КЗ. Современные КЗ, вне зависимости от их типа, в основном имеют аналогичное устройство и отличаются обмоточными данными, схемой соединения обмоток, наличием дополнительных устройств, конструкцией отдельных узлов и установочными размерами. Наряду с этим после отказа или ремонта КЗ их следует строго отбирать по типам и устанавливать только на те модели автомобилей, для которых они разрабатывались. КЗ состоит из цельнотянутого стального кожуха 2 (рис.3), карболитовой крышки 13, сердечника 4 с первичной 8 и вторичной 6 обмотками, фарфорового изолятора 9, пружины 15 и магнитопровода 3, образующего совместно с сердечником магнитную цепь. Сердечник 4 набран из пластин электротехнической стали толщиной 0,5 мм, изолированных одна от другой окалиной для уменьшения вихревых токов, что способствует более быстрому изменению магнитного потока в момент прерывания тока в первичной цепи.

Сердечник заключен в трубку 5 из электротехнического картона, на которую намотана вторичная обмотка, имеющая большое число витков (18000 — 41000), из медного провода диаметром 0,06...0,1 мм.

Для улучшения изоляции слои витков вторичной обмотки отделены один от другого конденсаторной бумагой.

109

На последний ряд вторичной обмотки накладывают изоляцию 7 из лакоткани и кабельной бумаги, затем наматывают первичную обмотку из проволоки диаметром 0,72... 1,35мм (200 —350 витков). Межслойную изоляцию первичной обмотки делают из кабельной бумаги, а последний слой покрывают той же бумагой, но в несколько рядов, после чего на КЗ устанавливают магнитопровод 3, состоящий из двух полуцилиндров, изготовленных из трансформаторной стали.

Сердечник 4 от кожуха 2 изолируется с помощью фарфорового изолятора 9 и карболитовой крышки 13, уплотненной резиновым кольцом 12. С помощью контактной пластины 1, пружины 15 и латунной вставки 16 сердечник соединяется с центральной клеммой 18 высокого напряжения.

Контактное сопряжение указанных деталей дополнительно изолируется трубкой 14 из диэлектрика. Во внутреннюю полость КЗ заливают трансформаторное масло, что улучшает изоляцию и охлаждение обмоток.

В зависимости от типа КЗ на карболитовой крышке 13 располагают две или три клеммы низкого и одну высокого напряжения. На КЗ Б114-Б и Б116 соответственно для КТСЗ и БТСЗ имеются две боковые клеммы, одна с маркировкой «К», другая без маркировки. Клеммы подключают к соответствующим клеммам транзисторного коммутатора (рис. 2) через блок резисторов. В бесконтактной экранированной системе зажигания «Искра» автомобилей ЗИЛ-131Н и -431917 устанавливается герметизированная катушка зажигания Б118 с двумя выводами ВК и Р. В отличие от других КЗ один конец ее вторичной обмотки соединен внутри с корпусом катушки.

КЗ работает совместно с датчиком-распределителем 4902.3706, транзисторным коммутатором ТК200-01 и добавочным резистором СЭ326. На катушках зажигания Б115, Б117 и других для классической системы зажигания имеются три боковые клеммы 17, 19 к 20 (см. рис. 3). К клеммам 17и 19 подведены концы первичной обмотки. Вторичная обмотка одним концом соединяется с первичной, а другой выведен на центральную клемму 18 высокого напряжения. Между клеммами 17 и 20 включен проволочный добавочный резистор 11, установленный в керамическом изоляторе 10. Величина сопротивления резистора колеблется в пределах 0,9...8,0 Ом. Клеммы 18 и 19 не маркируют, а клеммы 17 и 20, к которым присоединяются шинки 21 резистора, маркируют соответственно ВК и ВК-Б.

Резистор повышает работоспособность КЗ и облегчает пуск двигателя стартером. При пуске двигателя стартером резистор шунтируется, и ток поступает в первичную обмотку катушки зажигания, минуя резистор. Поэтому, несмотря на падение напряжения аккумуляторной батареи в момент включения стартера, сила тока в первичной обмотке катушки зажигания и напряжение во вторичной обмотке сохраняют заданные величины.

В КСЗ системе зажигания смонтирован добавочный блок 11 резисторов СЭ107 (рис. 2), который состоит из двух резисторов. Один из них (поз. 3) постоянно включен в цепь первичной обмотки катушки зажигания Б114-Б, а другой (поз.4) во время пуска двигателя закорачивается через переходной мост клеммы ВК замыканием контактов 1 при включении стартера.

110

Распределитель зажигания. Для периодического прерывания цепи низкого напряжения и подвода тока высокого напряжения к свечам зажигания в соответствии с порядком работы двигателя служат прерыватель и распределитель, объединенные в один прибор, который обычно называют распределителем зажигания. Конструктивно в распределитель зажигания входят центробежный и вакуумный регуляторы, а также октан-корректор, которые обеспечивают корректировку момента зажигания при изменяющихся режимах работы двигателя и в зависимости от октанового числа бензина. Прерыватели-распределители, применяемые в контактно-транзисторной и бесконтактной системах зажигания, не имеют искрогасящего конденсатора.

Широкое распространение получили распределители зажигания 46.3706 контактно-транзисторных систем зажигания, установленных на карбюраторных двигателях автомобилей ЗИЛ.

Распределитель зажигания 46.3706 (рис. 4) имеет корпус 11, в котором установлены распределитель с прерывателем, приводной валик 1, инерционный 10 и вакуумный 12 регуляторы, а также октанкорректор 14. Приводной валик 1 вращается в двух меднографитовых втулках, установленных в корпусе. На верхнем конце валика установлена втулка с восьмигранным кулачком 25, который смазывается при помощи масленки (фильца) 23.

Прерыватель устроен следующим образом. На неподвижной пластине 2 на шариковом подшипнике установлен подвижной диск 3, который может поворачиваться вокруг оси кулачка 25 тягой 13 вакуумного регулятора. На штыре 18 подвижного диска крепится серповидная пластина 16, на стойке которой расположен неподвижный контакт 22.

 На этом же штыре помещен изолированный от корпуса рычажок 19 с подвижным контактом 21. На рычажок воздействует пластинчатая пружина 17, вследствие чего контакты стремятся быть постоянно замкнутыми.

Рычажок и подвижной контакт соединены с клеммой 24, к которой присоединяется провод от клеммы первичной обмотки КЗ. При вращении валика 1 контакты размыкаются кулачком 25, набегающим своими выступами на текстолитовую колодку 20 подвижного рычажка. Число граней кулачка равно числу цилиндров двигателя, а его частота вращения равна частоте вращения распределительного вала. Допустимый зазор между контактами прерывателя должен быть в пределах 0,35... 0,45 мм. Зазор регулируют с помощью эксцентрика 15, который поворачивает серповидную пластину 16 вокруг штыря 18, изменяя тем самым зазор между контактами.