Для усиления магнитного потока, пронизывающего вторичную обмотку, поверх обмоток устанавливают кольцевой магнитопровод.

Все детали катушки помещают в стальной штампованный корпус (кожух) и изолируют от него изолятором. Кожух закрывают кар-болитовой крышкой. Между крышкой и кожухом ставят резиновую прокладку.

Внутрь катушки заливают трансформаторное масло, которое обладает хорошими изоляционными свойствами и лучше, чем воздух, отводит тепло, что позволит увеличить число витков вторичной обмотки и тем самым обеспечить бесперебойное зажигание в высокооборотных двигателях.

Рис. 11.2. Катушка зажигания

Последовательно с первичной обмоткой катушки соединен добавочный резистор — вариатор 16, представляющий собой спираль из мягкой стальной проволоки и помещенный в керамический изолятор, установленный на скобе. Концы добавочного резистора шинами соединяются с клеммами ВК и ВК-Б.

Вариатор предотвращает снижение напряжения во вторичной обмотке при работе двигателя с большей частотой вращения коленчатого вала, а также облегчает пуск двигателя стартером.

При малой частоте вращения коленчатого вала двигателя контакты прерывателя замкнуты на достаточно длительное время и ток в первичной цепи возрастает до своего максимального значения. При этом спираль вариатора нагревается, что повышает сопротивление цепи. Этим ограничивается ток в первичной цепи, а следовательно, и нагрев катушки.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала время замкнутого состояния контактов уменьшается и сила тока в первичной цепи не успевает нарасти до максимальной. При этом нагрев спирали вариатора уменьшается, сопротивление ее падает и сила тока, проходящего через первичную обмотку, уменьшается не так значительно. Благодаря этому напряжение, индуктируемое во вторичной обмотке, остается достаточно высоким и обеспечивает бесперебойную работу двигателя.

При пуске двигателя стартером сильно снижается напряжение на зажимах аккумуляторной батареи. Одновременно тяговое реле стартера закорачивает добавочный резистор и тем самым возмещает падение напряжения на концах первичной обмотки. В результате во вторичной обмотке катушки зажигания индуктируется напряжение, обеспечивающее надежный пуск двигателя.

Катушки зажигания Б-117, устанавливаемые на автомобилях семейства ВАЗ, не имеют дополнительного сопротивления, что обусловлено наличием батареи большей емкости, напряжение которой при пуске двигателя снижается незначительно.

Прерыватель-распределитель. Этот прибор прерывает в необходимый момент цепь тока низкого напряжения и распределяет ток высокого напряжения по свечам в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя, а также изменяет угол опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя. Прерыватель-распределитель состоит из прерывателя тока низкого напряжения, распределителя высокого напряжения, центробежного и вакуумного регуляторов опережения зажигания, октан-корректора и корпуса. Параллельно контактам прерывателя присоединен конденсатор.

В зависимости от числа цилиндров двигателя прерыватели-распределители изготовляют четырех-, шести- и восьмиискровыми, а в зависимости от направления рабочего вращения — левого и правого вращений. Рассмотрим устройство на примере шестиискрового прерыва-теля-распределителя (рис. 11.3). Устройство других прерывателей-распределителей подобно нижеописываемому.

В корпусе (рис. 11.3, а) запрессованы две медно-графитовые втулки, служащие подшипниками валика привода кулачковой муфты прерывателя, ротора распределителя и центробежного регулятора. Валик получает вращение от валика масляного насоса.

Прерыватель смонтирован на подвижном диске, который установлен на шарикоподшипнике, запрессованном в отверстие неподвижного диска, прикрепленного к корпусу. Диски связаны между собой гибким медным проводом для повышения надежности соединения подвижного диска с «массой».

Подвижной контакт на текстолитовой колодке установлен на оси, закрепленной на подвижном диске, и изолирован от «массы». Под действием пластинчатой пружины .подвижной контакт прерывателя прижат к неподвижному, закрепленному на кронштейне и соединенному с «массой». Контакты изготовлены из вольфрама. Кронштейн вместе с неподвижным контактом может быть повернут винтом (см. рис. 11.3, б) эксцентрика, с помощью которого регулируют зазор между контактами (0,35-0,45 мм). Зазор проверяют плоским щупом и регулируют при полном разрыве контактов. После регулировки закрепляют стопорным винтом.

Подвижной контакт (см. рис. 11.3, а) через пружину и прово соединен с изолированной клеммой корпуса, к которой присоединяется провод низкого напряжения от боковой клеммы катушки зажигания.

Для смазки граней кулачковой муфты 8 и верхнего конца валика имеются войлочные фитили, а для смазки втулок — колпачко-вая масленка.

Параллельно контактам прерывателя включен конденсатор. Одна из его обкладок соединена с «массой», а другая — с клеммой прерывателя – распределителя.

Конденсатор (рис. 11.4, а) состоит из корпуса, в который помещен из олова и цинка, нанесенных тонким слоем на листы бумаги. Слой металлов обкладок нанесен не по всей ширине листов бумаги. На торцы рулона напылен припой, к которому припаяны гибкие проводники. Рулон обвернут кабельной бумагой . Проводник пропущен через отверстия в корпусе и припаян к нему. Проводник от другой обкладки припаян к латунному выводу в текстолитовой шайбе. Шайбы обеспечивают герметичность корпуса. Свободное пространство в корпусе заполнено трансформаторным маслом.

Рис. 11.3. Прерыватель-распределитель:
а-общее устройство; б – вид сверху без крышки и ротора; «-режимы работы вакуумного регулятора; г — октан-корректор; д— центробежный регулятор

Рис. 11.4. Конденсатор: а — устройство; б — обкладки конденсатора; в — условное обозначение рулон, состоящий из двух обкладок

Конденсаторы из металлизированной бумаги обладают способностью самовосстанавливаться. При пробое бумаги обкладок электрическая искра испаряет тонкий слой металла, нанесенного на бумагу, и вблизи места пробоя бумага очищается от металла. Отверстие пробоя заполняется маслом, и работоспособность конденсатора восстанавливается.

Емкость конденсатора должна находиться в пределах 0,17—0,25 мкФ. При меньшей емкости между контактами прерывателя появляется сильное искрение, при большей понижается напряжение во вторичной обмотке катушки зажигания.

Распределитель состоит из ротора (см. рис. 11.3, а) и крышки, укрепленной пружинными защелками на корпусе 25. К карболитовому ротору распределителя приклепана латунная разносная пластина. Ротор установлен на верхней части кулачковой муфты, имеющей лыску (срез) для правильного взаимного расположения ротора и выступов кулачка.

Правильное положение крышки относительно корпуса обеспечивает штифт на корпусе, входящий в паз крышки.

В крышке вмонтированы изготовленные из латуни центральный и боковые электроды (контакты). Снизу в отверстие центрального электрода вставлена пружина, прижимающая угольный контакт к разносной пластине ротора. Угольный контакт представляет собой пода-вительный резистор (8—14 кОм) и служит для уменьшения помех радиоприему. На внутренней поверхности крышки распределителя имеются ребра, препятствующие утечке тока высокого напряжения на другие электроды. Между пластиной ротора и боковыми электродами должен быть зазор 0,2—0,8 мм. Сверху в отверстия центрального и боковых электродов вставлены пружинящие наконечники проводов высокого напряжения.

Для сгорания рабочей смеси необходимо несколько тысячных долей секунды. Поэтому смесь воспламеняют до прихода поршня в в.м.т. с некоторым опережением.

Угол, на величину которого кривошип коленчатого вала не доходит до в.м.т. при воспламенении рабочей смеси в камере сгорания, называется углом опережения зажигания. Угол опережения зажигания, обеспечивающий на заданном режиме работы двигателя наибольшую мощность и наименьший удельный расход топлива, называется оптимальным.

Оптимальный угол опережения зажигания для различных двигателей колеблется от 28 до 45°. Его величина зависит от частоты вращения коленчатого вала, нагрузки, сорта применяемого топлива и других факторов. Так, например, чем больше частота вращения коленчатого вала, тем меньше времени приходится на сгорание рабочей смеси и тем больше оптимальный угол опережения зажигания.

По мере увеличения нагрузки двигателя дроссельные заслонки карбюратора открывают на больший угол. При этом увеличивается количество горючей смеси, поступающей в цилиндры, и уменьшается относительное содержание в рабочей смеси остаточных газов, снижающих скорость горения, и рабочая смесь сгорает быстрее, поэтому угол опережения зажигания надо уменьшить. При переходе к малым нагрузкам дроссельные заслонки прикрывают, что уменьшает количество горючей смеси, поступающей в цилиндры, и повышает относительное содержание в рабочей смеси остаточных газов, рабочая смесь сгорает медленнее и поэтому угол опережения зажигания следует увеличить.

Угол опережения зажигания в зависимости от режима работы двигателя изменяется автоматически. Первоначально он устанавливается вручную.

Установка соответствующего угла опережения зажигания проводится автоматически центробежным регулятором опережения зажигания, а регулирование этого угла осуществляется ваккумным регулятором.

Центробежный регулятор опережения зажигания изменяет угол опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.

На рифленую часть валика (см. рис. 11.3, а, д) напрессована пластина, на которую на осях установлены грузики центробежного регулятора опережения зажигания. Кулачковая муфта имеет число граней, равное числу цилиндров двигателя, и может поворачиваться относительно оси валика на некоторый угол. Крепление муфты к траверсе I осуществляется винтом.

По мере увеличения частоты вращения валика грузики регулятора под действием центробежных сил расходятся, преодолевая сопротивление пружин. Штифты грузиков поворачивают траверсу и кулачковую муфту по направлению вращения валика прерывателя-распределителя. Выступы кулачка раньше набегают на подвижной контакт и размыкают контакты прерывателя, что увеличивает угол опережения зажигания. При снижении частоты вращения коленчатого вала двигателя угол опережения зажигания уменьшается, так как из-за уменьшения центробежных сил грузики сходятся под действием пружин.

Вакуумный регулятор опережения зажигания изменяет угол опережения зажигания в зависимости от нагрузки двигателя.

Вакуумный регулятор, прикрепленный к корпусу прерывателя, состоит из камеры, диафрагмы с тягой и пружиной. Работа вакуумного регулятора показана на рис. 11.3, в.

При уменьшении нагрузки двигателя разрежение за прикрываемой дроссельной заслонкой возрастает и по трубке, соединенной со штуцером, передается в вакуумный регулятор. Под действием разрежения диафрагма, преодолевая сопротивление пружины, прогибается вправо. Тяга поворачивает подвижной диск 4 против направления вращения валика распределителя. Выступы кулачка раньше набегают на подвижной контакт и размыкают контакты прерывателя, что увеличивает угол опережения зажигания. По мере увеличения нагрузки двигателя разрежение за открываемой дроссельной заслонкой и в вакуумном регуляторе падает, пружина прогибает диафрагму влево, а тяга поворачивает диск по направлению вращения валика. Контакты прерывателя размыкаются позже, что уменьшает угол опережения зажигания.

При переводе двигателя на топливо с большим или меньшим октановым числом угол опережения зажигания регулируют октан-корректором. Для работы двигателя на топливе с меньшим октановым числом угол опережения замыкания уменьшают, а для работы на топливе с большим октановым числом увеличивают.

Октан-корректор располагается снизу корпуса (см. рис. 11.3, а, г) прерывателя и состоит из нижней, средней и верхней пластин. Средняя пластина имеет овальное отверстие для винта, крепящего ее к нижней пластине, и кронштейн с регулировочным винтом. Нижняя пластина имеет шкалу и кронштейн для упора регулировочных гаек в кронштейн. Верхняя пластина крепится к корпусу прерывателя, а винтом — к средней пластине.

Угол опережения зажигания изменяют поворотом корпуса прерыва-теля-распределителя посредством гаек октан-корректора и проверяют при помощи шкалы и стрелки.

Реальный угол опережения зажигания складывается из угла начальной установки и углов, устанавливаемых октан-корректором, центробежным и вакуумным регуляторами.

Изменение зазора в контактах прерывателя приводит к. уменьшению или увеличению угла опережения зажигания. Поэтому перед установкой момента зажигания на двигателе, а также при проверке и регулировке центробежного и вакуумного регуляторов необходимо предварительно проверить зазор между контактами прерывателя и установить его в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя.

Свечи зажигания. Свеча (рис. 11.5) создает искровой разряд, воспламеняющий сжатую в цилиндрах двигателя рабочую смесь. Она состоит из стального корпуса с резьбой и боковым электродом. В корпус завальцован изолятор с центральным электродом. Изолятор изготовляют из уралита, бороко-рунда или других материалов. Эти керамические изоляторы обладают высокой механической прочностью и изоляционной стойкостью при высоких температурах. Электрод свечи и центральный стержень, имеющий накатку, выполнены из никель-марганцевой или хромоникеле-вой стали. Накатка 6 обеспечивает прочное соединение с токопроводя-щим стеклогерметиком. Зазор между электродами равен 0,6—0,8 мм. В процессе работы двигателя зазор увеличивается в среднем на 0,015 мм на 1 тыс. км пробега ав-

Рис. 11.5. Свеча зажигания (а) и наконечник свечи (б)

томобиля. Между корпусом и изолятором установлена уплотнитель-ная металлическая прокладка, которая обеспечивает герметичность соединения. Герметичное крепление свечи в головке блока обеспечивает металлоасбестовая прокладка из мягкого металла. Провод высокого напряжения с вмонтированным резистором крепится к стержню центрального электрода при помощи пластмассового наконечника.

Свечи работают в очень тяжелых условиях, подвергаясь действию высокого напряжения (до 25 кВ), высокого давления газов (до 4 МПа) и изменению температуры от 40 до 2500 °С.

Чтобы обеспечить бесперебойную работу свечи, нижняя часть теплового конуса изолятора должна иметь температуру в пределах 500 — 600 °С. При такой температуре сгорает нагар, откладывающийся на тепловом конусе изолятора, т. е. происходит самоочищение свечи. При меньшем нагреве электроды свечи будут покрываться нагаром. Свеча в этом случае будет работать с перебоями, так как через нагар происходит утечка тока высокого напряжения.

При слишком высокой температуре изолятора и центрального электрода (более 800 °С) возникает калильное зажигание, когда рабочая смесь воспламеняется от соприкосновения с накаленным конусом изолятора и центрального электрода до появления искры между электродами свечи. В результате происходит слишком раннее воспламенение рабочей смеси. Признаком значительного перегрева свечи служит белый цвет нижней части центрального электрода и изолятора.

Характеристикой тепловых качеств свечей зажигания является к а-лильное число, которое определяется на специальной установке по возникновению калильного зажигания рабочей смеси.

Свечи неразборной конструкции, выпускаемые отечественной промышленностью, разработаны для конкретных типов автомобилей и имеют маркировку А11НТ, А17ДВ, М8Т. В этих маркировках первая буква означает диаметр резьбы ввернутой части корпуса: А—М14х1,25 или М—Ml8×1,5; вторые одна или две цифры указывают калильное число, которое может быть 8, 11, 14, 17, 20, 23 и 26; буквы, следующие за цифрами, определяют длину ввернутой части корпуса: Н— 11 мм, Д — 19 мм (длина 12 мм не обозначается); В — выступание теплового конуса изолятора за пределы торца конуса; Т – герметизация соединения изолятор — центральный электрод термоцементом. Кроме этого, в маркировках могут быть указаны исполнения свечей (например, У — умеренный климат, Т — тропический и т. д.).

По длине нижней части изолятора можно судить о тепловой характеристике свечи, по которой подбирают свечи к двигателю. Чем короче выступающая часть изолятора, тем лучше отвод тепла на корпус и тем «холоднее» свечи, и, наоборот, чем длиннее нижняя часть изолятора, тем свеча «горячее», так как тепло у таких свечей отводится по более длинному пути.

«Горячие» свечи с длинным тепловым конусом изолятора предназначены для двигателей с небольшой степенью сжатия и умеренным тепловым режимом. Более «холодные» свечи с укороченным тепловым конусом изолятора устанавливают на двигателях с повышенной степенью сжатия и напряженным тепловым режимом. На двигателях грузовых автомобилей ЗИЛ и ГАЗ устанавливают свечи All, а на семействах легковых автомобилей ВАЗ и АЗЛК— соответственно А17ДВ и А20Д1.

Выключатель зажигания. Этот прибор (рис. 11.6) предназначен для включения и выключения приборов зажигания и соединения с источниками тока контрольно-измерительных приборов, электродвигателей стеклоочистителя и вентилятора обдува ветрового стекла, радиоприемника и реле включения стартера (в момент пуска двигателя). Рассмотрим устройство выключателя зажигания для грузовых автомобилей и автобусов.

В корпусе выключателя, отлитом из цинкового сплава, помещены собственно выключатель и замок. Основными деталями выключателя являются пластмассовая крышка с контактами AM, КЗ, СТ и ПР, латунная контактная пластина, укрепленная при помощи трех выступов на карболитовом диске, и поводок, в прорезь которого входит выступ цилиндра замка. Поводок выключателя, а следовательно, и связанная с ним контактная пластина могут быть приведены во вращение лишь после того, как в цилиндре замка будет вставлен индивидуально подогнанный ключ, зубцы которого, войдя в отверстия латунных пластинок, выведут их из прорезей корпуса.

В положении 0 (все выключено) над контактом AM (амперметр), соединенным через амперметр с источником тока, находится вырез контактной пластины 15, следовательно, три остальных контакта выключателя не подключены к источникам тока.

При повороте ключа по часовой стрелке в положение с контактом AM через пластину соединяются контакты КЗ (катушка зажигания) и ПР (приемник). Кроме того, с источником тока соединяются контрольно-измерительные приборы, так как они подключены к контакту КЗ.

Для пуска двигателя при помощи стартера необходимо повернуть ключ по часовой стрелке до отказа в положение. При этом пластина сбегает с контакта ПР и набегает на контакт СТ (стартер); с источниками тока соединены приборы зажигания и реле включения стартера.

При включении радиоприемника на стоянке ключ поворачивают до отказа против часовой стрелки в положение.Пластина соединяет с контактом AM только контакт ПР.

Плотное прижатие пластины к контактам крышки обеспечивается большой пружиной, а центрирование — штифтом. Контактная пластина фиксируется в положениях О, I и III шпилькой, концы которой удерживаются между зубцами корпуса средней и малой пружинами. В положении II (пуск двигателя) пластина не может быть зафиксирована, поскольку шпилька доводится до упоров на вершинах зубцов.

Чтобы уменьшить помехи радио- и телеприему, на современных автомобилях устанавливают различные устройства.

Искрение между электродами свечей, ротором и электродами крышки распределителя, контактами прерывателя, а также в других приборах электрооборудования вызывает высокочастотные электромагнитные колебания, которые создают помехи радио- и телеприему. Наиболее сильные помехи создает система зажигания.

Рис. 11.6. Выключатель зажигания

Для устранения помех применяют: включение подавительных резисторов (7—14 тыс. Ом) в провода высокого напряжения. Это уменьшает колебательные разряды и заглушает высокочастотные колебания;

экранировку системы электрооборудования, которая заключается в покрытии всех токоведущих и изолированных частей металлической оболочкой. Электромагнитные волны, попадая на экран, индуктируют в нем вихревые токи, в результате чего энергия этих волн расходуется на нагрев, они ослабевают и не создают помех;

блокировку искрящих контактов конденсаторами большой емкости (0,5— 1 мкФ), включая их параллельно искрящим контактам. Они сильно увеличивают емкость колебательных контуров и колебательные разряды становятся невозможными.