Контактные системы зажигания

Контактные системы зажигания. Большое количество двигателей, отличающихся по рабочему объему, числу цилиндров, тактности, частоте вращения, конструкции и целевому назначению, привело к созданию разнообразных систем зажигания.


Контактные системы зажигания. Их классификация приведена на рис. 1.

Контактные, или классические, системы применяются чуть ли не с самого рождения двигателя внутреннего сгорания. Огромное число двигателей эксплуатируется с ними и поныне.

Итак, что же представляет собой «классика»?

Разберем ее на примере наиболее простой, батарейной системы.

Батарейная система. Она состоит из следующих элементов и узлов: катушки зажигания, контактов прерывателя, кулачка, конденсатора, искровых свечей (рис. 2а

При замкнутых контактах прерывателя SА1 от источника постоянного напряжения через первичную обмотку (w1 катушки зажигания протекает ток, нарастающий по экспоненте. Б это время в первичной обмотке катушки запасается электромагнитная энергия. При размыкании контактов SА1 происходит разрыв цепи и благодаря запасенной энергии возникает ЭДС холостого хода. Она трансформируется во вторичную обмотку (w2 катушки в виде импульса высокого напряжения, который используется для образования искры между электродами свечи.

Чем выше значение тока в момент разрыва контактов, тем мощнее импульс напряжения во вторичной обмотке. Это основной закон систем зажигания с накоплением энергии в индуктивности. Значение тока разрыва, в свою очередь, зависит от активного сопротивления цепи первичной обмотки (ее еще называют цепью низкого напряже-ния) и времени накопления, то есть времени замкнутого состояния контактов. Их размыкание происходит с помощью вращающегося кулачка и скользящей по нему пластмассовой «пяточки» подвижного контакта. Замыкание осуществляется благодаря тому, что этот контакт дополнительно подпружинен.

При размыкании контактов в самый начальный момент из-за ЭДС самоиндукции между контактами может возникать искра, которая значительно снижает напряжение на вторичной обмотке,да еще и приводит к интенсивному износу контактов. Для устранения этих недостатков параллельно контактам включается конденсатор С1. В первый момент после их размыкания ЭДС самоиндукции заряжает конденсатор, и к тому моменту, когда он зарядится, контакты разойдутся на такое расстояние, что искра между ними возникнуть уже не сможет. Емкость конденсатора выбирается оптимальной, так как большая снижает напряжение на вторичной обмотке, а малая не очень-то спасает от искрения.

В двухтактных двигателях кулачок находится на цапфе коленвала, в четырехтактных — на цапфе распределительного вала или шестерни.

Время накопления энергии зависит от угла замкнутого состояния контактов (УЗСК), который контролируется обычно косвенным путем — по зазору между контактами в разомкнутом состоянии (0,35…0,45 мм).

В рассматриваемом случае применена двух-выводная, или двухискро-вая катушка зажигания, благодаря которой удается произвести распределение искры по двум цилиндрам очень простым способом. Искровой разряд образуется на обоих выводах вторичной об-мотки одновременно, однако рабочей искра будет только для того цилиндра, в котором заканчивается такт сжатия. В другом цилиндре, где заканчивается такт выпуска, искра будет чисто профилактической — для самоочистки свечи. На работоспособность двигателя в целом она не оказывает никакого влияния.

Батарейные системы зажигания с двухискровой катушкой применяются на мотоциклах «Урал», «Днепр», «Мото-Гуцци», «Харлей-Давидсон», БМВ.

Для одноцилиндрового двигателя используется одноискровая катушка, в которой обмотки соединены по автотрансформаторной схеме (рис. 26). Такие системы установлены на мотоциклах «ИЖ», «Ява»,ЧЗ.

Для работы автономных систем зажигания не требуется посторонний источник напряжения — они питаются от своего собственного источника, который представляет собой, как правило, магнитоэлектрический «пере-менник».

По конструктивному исполнению автономные системы делятся на агрегатные и неагрегатные. Первые представляют собой законченную конструкцию, объединяющую в едином корпусе генератор, кулачок, прерыватель и катушку зажигания, у вторых, как правило, ротор и статор представляют собой отдельные детали, не имеющие собственного корпуса. Такие системы могут быть собраны только на конкретном двигателе.

Если «переменник» вырабатывает напряжение для питания только системы зажигания, то такая автономная система называется магнето. Если же вырабатывается еще и напряжение для питания систем освещения и сигнализации, то система носит название магдино.

Рассмотрим устройство и принцип действияобмотки трансформатора, прерыватель SА1, конденсатор С1 и кнопка выключения зажигания SА2.

При вращении ротора его полюса поочередно проходят мимо полюсных стоек 3, при этом магнитный поток (показан стрелкой) замыкается через сердечник высоковольтного трансформатора. Поскольку к полюсным стойкам подходят разные полюса, магнитный поток дважды изменяет свое направление за один оборот ротора (рис. 4). Изменяющийся как по величине, так и по напряжению, он пересекает витки обмоток трансформатора, наводя в первичной переменный ток напряжением 12…20 В, который течет по цепи «первичная обмотка — замкнутые контакты прерывателя — «масса» — первичная обмотка». В определенный момент времени контакты размыкаются, и далее все процессы идут как в описанной выше батарейной системе.

Для получения максимальной величины напряжения вторичной обмотки необходимо синхронизировать момент размыкания контактов с максимумом амплитуды тока. Как видно из рисунка, он отстает от максимума амплитуды ЭДС на угол 8… 10″. На такой же угол,называемый абрисом, смещают момент размыкания контактов относительно нейтрального положения магнита (рис. 5).

Выключается зажигание нажатием кнопки SА2. При этом первичная обмотка шунтируется и искрообразование прекращается. Кнопка обычно находится на корпусе магнето. Некоторые типы магнето имеют клемму для подключения кнопки дистанционного выключения зажигания.

Так действует одно-искровое магнето. Существуют также двух- и че-тырехискровые магнето с низко- и высоковольтным распределением искры. Они применяются, например, нестационарных двигателях, тракторных «пускачах», мотопомпах.

Встраиваемые системы могут быть махович-ными и роторными. В первом случае ротор представляет собой маховик с закрепленными на нем магнитами и полюсными башмаками. Вал маховика выполнен заодно с кулачком. На статоре закреплен сердечник высоковольтного трансформатора с обеими обмотками, конденсатор и контакты прерывателя (рис. 6). Подобными магнето оснащались бензопилы прежних лет выпуска.

Маховичные магдино содержат, кроме сердечника высоковольтного трансформатора, два-три сердечника с катушками питания систем освещения и сигнализации. Таким магдино оснащались мотоциклы «Паннония». Однако на большинстве магдино высоковольтный трансформатор выполняется в виде отдельной (выносной) катушки зажигания. Такими магдино оснащались мопеды «Рига», «Верховина», мотороллеры «Вятка», снегоходы «Буран» старых выпусков.

Роторные магнето и магдино представляют собой «переменники», устанавливавшиеся на «Мински» и «Ковровцы» прежних лет выпуска — Г-38, Г-401, Г-421, а также на ве-лодвигатели Д-4, Д-5, Д-6.

Для регулирования угла опережения зажигания используются центробежные регуляторы (в батарейных системах) или центробежные муфты (на агрегатных магнето). С увеличением частоты вращения коленвала угол опережения зажигания увеличивается, с уменьшением — уменьшается. Центробежными регуляторами оснащены мотоциклы «Урал», «Днепр»,

«ИЖ-49», мотороллеры Т-200, ТГ-200. Остальные мотоциклы и мопеды имеют постоянный угол опережения зажигания.Достоинством контактных систем зажигания являются их простота и низкая стоимость. Однако имеется и масса недостатков, в первую очередь — износ пластмассовой «пяточки» и подгорание контактов прерывателя, что приводит к нарушению зазора между контактами. Из-за этого изменяется УЗСК, снижается выходное напряжение, на магнето и магдино «уходит» абрис и в результате нормальная работа двигателя нарушается.

Кроме того, из-за инерционности контактов ограничена максимальная частота вращения коленвала двигателя. Центробежный регулятор из-за износа деталей тоже вносит свою лепту в «увод» его характеристик. Поэтому приходится постоянно контролировать углы и зазоры.

Все это, вместе взятое, привело к тому, что контактные системы в настоящее время «сходят со сцены», уступая место более совершенным бесконтактным электронным. Промежуточным звеном между контактными и бесконтактными системами были комбинированные контактно — транзисторные и контактно-тири-сторные. Рассказ о них — тема следующей статьи,

г. Москва А. АЛЕКСЕЕВ

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *