Система зажигания

Рабочая смесь в цилиндре карбюраторного двигателя воспламеняется принудительно от электрического разряда в искровом промежутке свечи зажигания. Для возникновения искры в свече необходимо высокое напряжение – от 15000В и более.

В систему зажигания входят: источник тока постоянного напряжения 12В (АБ), генератор с реле регулятором, катушка зажигания (бобина), прерыватель распределитель (трамблёр), свеча зажигания и включатель зажигания.

Принципиальная схема батарейного зажигания четырёхцилиндрового двигателя показана на рис. 85.

Катушка зажигания рис.86 служит для преобразования тока низкого напряжения 12В в ток высокого напряжения 15000 – 30000В, который необходим для образования искрового разряда между электродами свечей зажигания. Устройство катушки зажигания несложно. Каждая катушка состоит из первичной и вторичной обмоток. Вторичная обмотка 13 намотана на втулку из электротехнического картона и хорошо изолирована сверху несколькими слоями конденсаторной бумаги, лакотканью и кабельной бумагой, что уменьшает в значительной степени возможность её пробоя. Сердечник 15 и кольцевой магнитопровод 10 изготовлены из листов электротехнической стали. Первичная обмотка 12 намотана поверх вторичной и между каждым рядом обмотки прокладывается несколько слоев кабельной бумаги.

Для предупреждения возможности пробоя высокого напряжения на дно корпуса между кожухом катушки и сердечником помещён фарфоровый изолятор 14. Для улучшения изоляции обе обмотки пропитывают, а все пустоты заливают трансформаторным маслом 11,что кроме изоляции, способствует тепловому отводу на корпус.

Понятие прерыватель – распределитель или распределитель зажигания

(трамблёр) объединяет различные по конструкции приборы, назначение которых одно: обеспечить момент искрообразования при определённом положении коленчатого вала. В его состав входит рис 89. корпус, прерыватель тока низкого напряжения, распределитель тока высокого напряжения, центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания рис 88, 90,октан – корректор и конденсатор.

В чугунном корпусе 3. прерывателя распределителя запрессована бронзовая втулка 4, в которой вращается валик 1 привода кулачка 14. прерывателя, ротора 9. распределителя и центробежного регулятора опережения зажигания 5. Осевой люфт валика ограничивается муфтой 2, соединённой с валиком заклёпкой. К корпусу 3. винтами прикреплена неподвижная пластина прерывателя 6. а подвижная пластина 15. смонтирована на шариковом подшипнике 16, обеспечивающем лёгкость её движения при работе вакуумного регулятора 32. Пластина 23. неподвижного контакта установлена на оси рычажка 22. прерывателя и эксцентриком 21. может поворачиваться вокруг этой оси. Винтом 24. пластина крепится к корпусу (к диску). Контакты прерывателя сделаны из вольфрама. Текстолитовая прокладка рычажка 22. прерывателя прикреплена вместе с пружиной к рычажку и изолирует его от корпуса. Конденсатор 18. включен параллельно контактам прерывателя. Зазор между контактами прерывателя 0,4мм. устанавливают смещением пластины 23 неподвижного контакта при помощи эксцентрика 21. Ротор 9 и крышка 10 распределителя изготовлены из специального пресс – порошка. Крышка крепится двумя пружинами 7 к корпусу. В боковые выводы 11 крышки выведены высоковольтные провода от свечей зажигания.

Установочный угол момента опережения зажигания регулируют при помощи гаек 29 октан - корректора, контроль осуществляется по показаниям стрелки 31 на шкале 39. Большенство отечественных моделей прерывателей имеют левое вращение (со стороны крышки). Правое – на двигателях ВАЗ (классика), нижнеклапанных ГАЗах, на шести и восьмицилиндровых двигателях всех заводов. На москвичёвских двигателях устанавливают распределители Р147А (1,5 л бензин АИ93) или Р147В (1,5 л бензин А76).

Свечи зажигания предназначены для непосредственного воспламенения смеси в цилиндре карбюраторного двигателя и представляет собой неразборное металлокерамическое изделие рис 91. Изолятор 1 в сборе с контактным стержнем и центральным электродом 7 установлен в стальном корпусе 4 и зажат в нём с помощью развальцовки верхней части корпуса. Нижняя часть стального контактного стержня 2 имеет сетчатую закатку для улучшения сцепления с герметизирущим токопроводящим стеклогерметиком 3. Между корпусом и изолятором устанавливают токопроводящую шайбу обеспечивающую теплосъём с изолятора с одновременной герметизацией. В некоторых свечах герметичность места соединения изолятора и корпуса обеспечивается только порошком 8.

Искровой зазор между электродами свечи в системе транзисторного зажигания устанавливается равным 1,0 – 1,2мм при батарейном зажигании 0,5 – 0,9мм (для уверенного пуска двигателя при низких температурах поменьше, летом побольше). Уплотнительная прокладка 6 обеспечивает герметичность цилиндра. При работе свечи зажигания оптимальная температура нижней части изолятора должна быть 500 – 600град С. Такая температура иначе называется температурой самоочищения свечи, ибо в этих условиях происходит сгорание нагара, откладывающегося на изоляторе. Свидетельством правильного подбора свечи искровой работы двигателя является светло-коричневая окраска нижней части изолятора. Температура нижней части изолятора менее 500 град будет причиной интенсивного нагарообразования (что вызывает утечку тока и перебои в работе двигателя), температура более 700 град - причина преждевременного воспламенения смеси (появление калильного зажигания). Свечи с большой теплоотдачей условно называют «холодными», с малой теплоотдачей – «горячими». Тепловая характеристика свечи обозначается калильным числом, чем больше калильное число, тем лучше отводится тепло нижней части изолятора. Калильное число, горячих свечей соответствует 100 – 200 единицам, холодных 280 – 300 единицам.

Для отечественных двигателей рекомендуется использовать отечественные свечи зажигания, заменяя их в сроки установленные заводом изготовителем – через 250 – 400 часов работы.

Отечественные свечи по параметрам и ресурсу практически не уступают свечам иностранного производства.

Высоковольтные провода, наконечники свечей отечественного производства с полихлорвиниловой изоляцией марки ПВВ, ПВВП, постепенно уходят в прошлое. Сейчас рынок завоёвывают импортные (в основном – английские) с силиконовой изоляцией провода, которые не дают трещин и не дубеют на морозе.

Рассмотренная система батарейного зажигания имеет большое количество существенных недостатков, главным из которых является наличие контактов и необходимость постоянного и достаточно трудоёмкого ухода за ним.

Развитие автотехники в стране уже давно (с 1965г.) позволило сначала перейти к контактно – транзисторной схеме, а затем к бесконтактной транзисторной системе зажигания, схемы которых приведены на рис. 92,93.

Первая отличается от классической системы немногим, вторая – в большей степени, поскольку в ней механический контактный прерыватель заменён мощным транзистором, управление которым осуществляется датчиком момента искрообразования. Более высокое напряжение во вторичной цепи (на 30% выше) в этой системе позволяет увеличить зазор между контактами свечи до 1,2мм, что в свою очередь увеличивает площадь соприкосновения с горючей смесью и способствует более быстрому и полному её сгоранию. Значительное облегчение пуска двигателя, улучшение приёмистости и увеличения его экономичности. Высокая надёжность системы при меньшем уходе делает её более перспективной по сравнению с иными.

Система смазки. (Рис 74)

Предназначена для подвода к сопряженным деталям масла, необходимого для того, чтобы создать между ними масляный клин и уменьшить тем самым силы трения, заменив сухое трение жидкостным. Кроме того, при этом частично охлаждаются поверхности омываемых деталей, а также обеспечиваются удаление продуктов износа и защита от коррозии.

Смазка четырехтактного двигателя осуществляется за счет применения специального масляного насоса, который подает масло под давлением к трущимся узлам кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, работающих в особо тяжелых условиях. Кроме того, осуществляется смазка разбрызгиваемым маслом и масляным туманом. В системе смазки имеются масляный фильтр для очистки масла и редукционный клапан, который ограничивает производительность масляного насоса, предотвращая чрезмерное возрастание давления масла в системе. Если масло полностью пропускается через фильтр, его называют полно-поточным. Масло охлаждается заборной водой в водо-масляном холодильнике (теплообменнике).

Двухтактные двигатели смазываются маслом, которое добавлено в бензин. Такое масло должно сгорать в цилиндре двигателя без остатка, иначе в камере сгорания и на поршне образуется нагар, ухудшающий отвод тепла и условия сгорания рабочей смеси. Основное преимущество такой системы смазки — простота, к недостаткам относятся произвольное, не зависящее от условий работы дозирование смазки и большой расход масла,

Система охлаждения. (Рис75)

Предназначена для отвода тепла от нагретых деталей и поддержания оптимального теплового состояния двигателя на всех режимах его работы. Самосгорание происходит при температуре выше 2000°С, поэтому без принудительного охлаждения детали двигателя нагревались бы до температуры в несколько сот градусов.

Перегрев двигателя вызывает его усиленный износ (в первую очередь, поршня в цилиндре) и поломки.

При перегреве двигателя наблюдается также преждевременное воспламенение рабочей смеси от раскаленных частиц нагара, электродов и изолятора свечи зажигания (калильное зажигание). Возрастает способность топлива к ненормально быстрому — детонационному сгоранию, при котором резко увеличиваются нагрузки на кривошипно-шатунный механизм. Падает мощность двигателя из-за уменьшения массы горючей смеси, попадающей в цилиндр, которая нагревается и расширяется еще до впуска в цилиндр.

У судовых двигателей внутреннего сгорания применяются жидкостные системы охлаждения, которые могут быть одно- или двухконтурными.

В одноконтурной системе охлаждения в водяную рубашку двигателя поступает забортная вода, которая затем выбрасывается за борт через выпускной коллектор. Нормальная температура воды в рубашке двигателя 50—60°С. Такие системы охлаждения применяются, например, у двухтактных двигателей подвесных моторов.

В двухконтурной системе охлаждения забортная вода поступает в специальный водо-водяной холодильник (теплообменник), отбирая тепло у воды, которая циркулирует в рубашке двигателя. Циркуляцию воды внутреннего контура обеспечивает специальный водяной насос. Температура воды в рубашке двигателя не превышает 75—85°С. Обязательный элемент системы — расширительный бачок внутреннего контура, который принимает вытесненный при нагреве избыток воды и хранит ее резервный запас.

Система продувки двигателей подвесных моторов. Если процессы сжатия, сгорания и расширения в двух и четырехтактных двигателях аналогичны, то очистка цилиндра от остаточных газов и наполнение его свежей смесью у них существенно различаются. В четырехтактном двигателе основная масса остаточных газов вытесняется поршнем при его ходе к ВМТ (верхней мертвой точке). В двухтактном двигателе отработанные газы вытесняются свежей смесью, предварительно сжатой в картере, при открытых продувочных и выхлопных окнах, т.е. продувка и выпуск происходят одновременно. При больших конструктивных преимуществах такая система очистки имеет и свои минусы: свежая смесь частью смешивается с остатками продуктов сгорания, а частью вылетает в атмосферу через выпускную систему. Чтобы свести к минимуму эти нежелательные явления при наилучшей очистке цилиндра от остаточных продуктов сгорания, конструкторами двухтактных двигателей разработаны различные системы продувки цилиндра.

Таких систем несколько: контурная, в которой поток продувочной смеси движется по контуру цилиндра, прямоточная с движением смеси от одного конца цилиндра к другому.

В настоящее время в двухтактных двигателях подвесных лодочных моторов повсеместно применяется возвратно-петлевая схема продувки. Здесь рабочая смесь направляется из нижней части цилиндра в верхнюю, описывает петлю и выталкивает отработавшие газы. Петлевая схема продувки конструктивно проста — это и определило ее выбор для лодочных и мотоциклетных двигателей, хотя она и характеризуется наличием не продутых зон в цилиндре в большей степени, чем прямоточная и контурная.

Для лодочных моторов наиболее распространенным видом петлевой продувки является двухканальная.

О качестве продувки в двигателе и, в частности, о симметричности выполнения продувочных каналов, можно судить по следам от продувочных струй и нагару в местах, неомываемых продувочной смесьюна днище поршня и камерысгорания. На большинстве подвесных лодочных моторов в качестве продувочного насоса используется кривошипная камера двигателя. Основные технические показатели такого двигателя — литровая мощность и экономичность — находятся в прямой зависимости от степени наполнения камеры сгорания горючей смесью.

В двигателях подвесных моторов применяются механизмы управления всасыванием трех типов: поршневые, клапанные и золотниковые.

Поршневое управление впуском. Управление впуском, точно так же, как и продувкой и выхлопом, выполняется непосредственно самим поршнем.

Клапанный механизм управления впуском. Известны две конструкции клапанного механизма — с автоматическим и принудительным открытием и закрытием

Для автоматизации системы достаточно установить на пути потока смеси от карбюратора к кривошипной камере клапан, который под напором потока открывается при ходе поршня к ВМТ и закрывается при обратном движении.

Золотниковый механизм управления впуском. При таком механизме управление впуском смеси производится золотником, жестко связанным с коленвалом и вращающимся вместе с ним. Регулировкой положения на оси и угла сектора золотника можно обеспечить открытие и закрытие впускного окна в любой момент, независимо от положения поршня и степени разрежения в картере

Устройство и технические характеристики отечественных

Дата добавления: 2014-01-07