Общая структура системы зажигания

Рабочая смесь (бензин—воздух) в цилиндрах карбюраторного
двигателя (или двигателя с впрыском топлива) воспламеняется
электрической искрой, образующейся между электродами свечи
зажигания. Искрообразование происходит в момент, когда пор-
шень находится после такта сжатия в зоне ВМТ. Для пробоя ис-
крового промежутка к свече зажигания подводится высокое на-
пряжение (8... 20 кВ). В работающем (горячем) двигателе в резуль-
тате сжатия рабочая смесь нагрета до температуры, близкой к са-
мовоспламенению, поэтому для этого процесса нужна невысокая
энергия электрического разряда.

Наиболее трудные режимы воспламенения смеси — при пуске
холодного двигателя и работе на бедных смесях, а также при рез-
ких открытиях дроссельной заслонки. Разность потребных энергий
электрического разряда для этих режимов составляет 300... 1000 %.
Электрическая искра вызывает воспламенение рабочей смеси в
ограниченном объеме, от которого фронт пламени распространя-
ется вначале по объему камеры сгорания и далее по объему всего
цилиндра.

Система зажигания предназначена для формирования импуль-
сов высокого напряжения, обеспечивающих надежное искрооб-
разование в свече и воспламенение рабочей смеси. В ее состав вхо-
дит комплекс приборов, обеспечивающих генерацию импульсов
и их распределение по цилиндрам в определенные моменты по-
ложения поршней. Поскольку частота вращения коленчатого вала
двигателя может меняться в широких пределах, меняется и про-
должительность присутствия поршня в зоне ВМТ. Для того чтобы
рабочая смесь могла полностью сгорать при различной частоте
вращения коленчатого вала, необходимо с увеличением частоты
вращения осуществлять более раннее ее воспламенение, т. е. регу-
лировать опережение зажигания по отношению к ВМТ. Таким об-
разом, в комплекс приборов зажигания должны входить и уст-
ройства регулирования момента воспламенения рабочей смеси.

В настоящее время на бензиновых автомобильных двигателях
применяют в основном батарейную систему зажигания, в кото-
рой сравнительно простыми техническими средствами можно
преобразовать напряжение аккумуляторной батареи (или генера-
тора) в импульсное высоковольтное напряжение, достаточное для
возникновения электрического разряда в свече. Для формирова-
ния электрического высоковольтного импульса используют явле-
ние возникновения тока самоиндукции в катушке при выключе-
нии питающего ее тока.

Контактная система зажигания. Наиболее простой батарейной
системой зажигания является контактная система (рис. 45.1, а). Про-
цесс прерывания питающего катушку самоиндукции (катушку за-

Рис. 45.1. Батарейная система зажигания: а — электрическая схема; 6 — графики изменения силы тока и напряжения в обмотках катушки зажигания, характеризующие процессы за один цикл работы прерывателя; 1 — аккумуляторная батарея; 2 — замок зажигания; 3 — резистор (вариатор); 4— контакты реле стартера; 5 — катушка зажигания; 6— рычажок; 7— пружина; S — конденсатор; 9 — контакты прерывателя; 10 — подушечка; 11 — кулачок; 12 — корпус прерывателя; 13 — бегунок; 14 — центральный элек- трод; 15— крышка (корпус распределителя); 16— гнезда для свечных проводов; 17 — провода к свечам; 18 — свечи зажигания; Лд — дополнительный резистор; /1 — ток в первичной обмотке катушки зажигания; /р — ток разряда; U — напря- жение на первичной обмотке катушки зажигания; R — внутреннее сопротивле- ние катушки зажигания; U} — напряжение на вторичной обмотке катушки зажи- гания; U„p- напряжение пробоя зазора в свече; U2max— максимальное напряже- ние на выходе вторичной обмотки; t — время

 

жигания) тока и распределение высоковольтных импульсов по све-
чам двигателя жестко связаны в один рабочий процесс. В состав
системы зажигания входят аккумуляторная батарея 7, замок 2 за-
жигания, дополнительный резистор (вариатор) 3, контакты 4, рас-
положенные в тяговом реле стартера (реже в замке зажигания), с
помощью которых шунтируется резистор 3 в период пуска двигате-
ля. Важнейшим элементом системы является катушка 5 зажигания,
у которой средняя точка между двумя обмотками подключена к
одному из пары контактов прерывателя 9. Контакт, установленный
на подвижном рычажке 6, имеет закрепленную на нем текстолито-
вую подушечку 10. Второй контакт пары соединен с «массой». Кон-
денсатор #подключен параллельно контактам.

Первичная обмотка катушки и конденсатор образуют индук-
тивно-емкостную цепь колебательного контура в первичной цепи
при размыкании контактов. Разрыв контактов 9 осуществляется
при вращении кулачка 11, который, набегая своей гранью на по-
душечку 10, установленную на рычажке 6, отклоняет его.

Вторичная обмотка катушки зажигания подключена своим сво-
бодным концом к центральному электроду 14 распределителя,
бегунок 13 которого расположен на одном валу с приводом ку-
лачка 11. На крышке распределителя находятся гнезда Мдля вы-
соковольтных проводов 17, посредством которых импульсы на-
пряжения распределяются при вращении бегунка по свечам 18
двигателя. Высокое напряжение подводится к бегунку через сколь-
зящий угольный контакт. На роторе (бегунке) установлена латун-
ная пластина с зазором от боковых электродов (гнезд) 16.

Привод вала прерывателя-распределителя (частота вращения
вдвое меньше, чем у коленчатого вала двигателя) осуществляется
от шестерни распределительного вала.

Рабочий процесс такой системы зажигания заключается в сле-
дующем. Контакты 9 замыкаются и размыкаются во время враще-
ния кулачка 11. При замкнутых контактах замка зажигания 2 через
первичную обмотку катушки 5 протекает ток. Он вызывает обра-
зование электромагнитного поля, которое охватывает как пер-
вичную, так и вторичную обмотки, поскольку они располагаются
одна над другой. После размыкания контактов поступление тока
в первичную цепь прекращается мгновенно, но образовавшееся
вокруг катушки магнитное поле угасает медленнее, чем исчезает
ток питания в обмотке. Это угасающее магнитное поле возбуждает
в катушке ЭДС, которую называют ЭДС самоиндукции.

Искровой разряд в свечах системы зажигания формируется на
основе явлений индукции в электромагнитной системе катушки
зажигания. При замыкании контактов прерывателя в первичную
обмотку катушки поступает ток от аккумуляторной батареи
(рис. 45.1, б). Поскольку катушка обладает сопротивлением, нарас-
тание тока происходит за некоторое время (примерно 0,02 с).

22 Вашим

Время замкнутого состояния контактов также ограничено време-
нем порядка 0,02 с. Это время и индуктивность обмотки определя-
ют максимальную силу тока в катушке.

После размыкания контактов прерывателя в катушке возника-
ет колебательный процесс, поскольку катушка и конденсатор об-
разуют колебательный контур. Ток самоиндукции катушки заря-
жает конденсатор, который отдает свой заряд в катушку после
спада в ней ЭДС самоиндукции. Затем процесс повторяется в за-
тухающем режиме.

Вторичная обмотка также имеет значительную собственную
емкость. Поэтому и в ней образуется высокое напряжение U_2тах>
которое может вызвать колебательный процесс, если в свече нет
пробоя искрового промежутка. В действительности же при дости-
жении во вторичной обмотке напряжения, соответствующего про-
бою U_np зазора в свече, в ней происходит электрический разряд,
который не дает развиться колебательному процессу.

Как видно из графика на рис. 45.1, б, разряд в свече содержит
две фазы — емкостную и индуктивную. Емкостная фаза определя-
ет разряд энергии, накопленной во вторичной цепи и составляю-
щей до 15 МДж. Именно в этой фазе происходит пробой искрово-
го промежутка в свече. В индуктивной фазе выделяется большая
часть энергии. Эта фаза растянута по времени и имеет меньшее
напряжение. Но поскольку искровой промежуток уже пробит, то
в индуктивной фазе только поддерживается дуга между электро-
дами свечи зажигания.

Закон индукции гласит, что вторичное напряжение тем боль-
ше, чем быстрее изменяется магнитное поле, созданное током пер-
вичной обмотки. ЭДС самоиндукции во вторичной обмотке дости-
гает 15... 20 кВ, а в первичной обмотке — 300 В. ЭДС самоиндукции
при разрыве контактов прерывателя вызывает искрообразование,
приводящее к эрозии контактов и постепенному их разрушению.
Уменьшению эрозии способствует работа конденсатора 8 (см.
рис. 45.1, а), заряжающегося токами самоиндукции и разряжающе-
гося частично через первичную обмотку и аккумуляторную бата-
рею, а также через контакты 9 во время их замкнутого состояния.

Контактно-транзисторная система зажигания. Появление для
автомобилей новых двигателей с высокой степенью сжатия (7...9)
и максимальной частотой вращения коленчатого вала 5000...
8000 мин^-1, а также стремление работать на обедненных рабочих
смесях для экономии топлива потребовало от системы зажигания
больших энергий искрового разряда. Для этого необходимо увели-
чить силу тока первичной цепи катушки зажигания, которая в
настоящее время ограничена условиями работы контактной груп-
пы и составляет 3,5...5 А при напряжении 12 В.

Увеличение силы тока, разрываемого контактами, снижает их
надежность и срок службы. Чтобы разгрузить контактную группу

3 4 5 2 3 4 5 6 Рис. 45.2. Контактно-транзисторная (а) и бесконтактная (б) системы за- жигания: 1 — аккумуляторнаябатарея; 2— транзистор; 3 — катушка зажигания; 4— распре- делитель зажигания; 5 — бегунок; 6 — свечи зажигания; 7 — контакты прерыва- теля; 8—кулачок; 9— выключатель зажигания; 10 — индукционный датчик; Ra — дополнительный резистор; Nyl S — полюсы магнита

 

прерывателя от больших токов первичной цепи катушки зажига-
ния, вызывающих искрение и эрозию, прерывание тока в катушке
зажигания осуществляют бесконтактным элементом — силовым
транзистором. Контакт же прерывателя используют для управления
транзистором (рис. 45.2, а), сила тока базы которого незначительна
(0,1... 0,3 А), в то время как сила тока, проходящего через первич-
ную обмотку катушки зажигания и эмиттерно-коллекторный пере-
ход силового транзистора, может достигать 10 А.

Как следует из изложенного, вращающийся вместе с бегунком 5
распределителя зажигания 4 кулачок 8 периодически разрывает кон-
такты 7 прерывателя и тем самым соединяет управляющий элект-
род (базу) транзистора 2 с «массой» (отрицательным полюсом ак-
кумуляторной батареи 7). Силовой транзистор 2 работает в режиме
ключа (закрыт — открыт) и при замыкании и разрыве контактов 7
прерывателя пропускает или не пропускает ток от положительного
полюса аккумуляторной батареи через первичную обмотку катуш-
ки зажигания к отрицательному полюсу аккумулятора.

Такие системы зажигания получили название контактно-тран-
зисторных. Использование прерывателя для коммутирования сла-
бого тока управления транзистором позволило отказаться от при-
менения конденсатора, шунтирующего контакты прерывателя.
Таким образом исключен основной недостаток классической кон-
тактной системы зажигания, заключающийся в ограничении тока,
разрываемого контактами. Сила разрываемого тока зависит теперь
только от параметров силового транзистора. Но недостаток, свя-
занный с механическим изнашиванием контактов и вибрацией
(дребезжанием) подпружиненных контактов, ограничивающий
скорость их работы, остается.

Бесконтактная система зажигания. К системам, лишенным ука-
занных недостатков, относится бесконтактная система зажигания.
Силовой транзистор, работающий в ключевом (да—нет) режи-
ме, управляется не прерывателем, а от специальных бесконтакт-
ных датчиков. В бесконтактной (транзисторной) системе зажига-
ния (рис. 45.2, б) используется катушка зажигания с раздельной
первичной и вторичной обмотками. Первичная обмотка катушки
зажигания 3 одним концом подключена через дополнительный
резистор (Rjj) к контактам выключателя 9 (замка) зажигания и
далее к аккумуляторной батарее 1. Второй конец первичной обмот-
ки подключен через эмиттерно-коллекторный переход силового
транзистора 2 к «массе». Базовый электрод транзистора соединен с
датчиком 10, который формирует электрические импульсы, откры-
вающие запертый транзистор 2, когда поршень занимает в цилин-
дре позицию, соответствующую моменту необходимости воспла-
менения рабочей смеси. Ток через открытый транзистор и катушку
зажигания вызывает в системе процессы, описанные выше.

Так же как и в классической контактной системе зажигания,
датчик 10 и распределитель 4 жестко связаны между собой и через
зубчатое зацепление — с распределительным валом двигателя.
Бегунок 5 при вращении распределяет электрические импульсы
по высоковольтным проводам на свечи 6.

В генераторных и коммутаторных датчиках управления момен-
том открывания силового транзистора используются индукцион-
ные, фотоэлектрические и магнитоэлектрические эффекты.

Наиболее распространены магнитоэлектрические датчики
(рис. 45.3). На статоре укреплен магнит 2 и расположена катуш-
ка 3, а в разрыве магнитной цепи, с минимальными зазорами, —
вращающийся якорь 4 (распределитель магнитного потока), иногда
называемый коммутатором. При вращении распределителя пото-
ка в моменты, когда его выступы (зубья) располагаются по на-
правлению замыкания магнитосилового потока статора, магнит-
ное сопротивление цепи наименьшее.

В соответствии с законом индукции в обмотке возникает на-_ч
пряжение, значение которого зависит от частоты вращения, чис-
ла витков катушки и характеристики (магнитного сопротивления)
магнитной цепи. При входе выступа (зуба) в зону магнитной цепи
статора в катушке формируется импульс напряжения одной по-
лярности, а при выходе полярность меняется на обратную. Таким
образом, магнитоэлектрический датчик фактически является ге-
нератором переменного тока. Число зубьев ротора коммутатора
определяется числом рабочих цилиндров двигателя.

Такой датчик не лишен недостатков: технологическая неточ-
ность выдерживания размеров зазоров в магнитной цепи; ради-
альная вибрация ротора коммутатора, приводящая к колебаниям
угла опережения зажигания по цилиндрам двигателя.

Лучшими характеристиками обладают генераторные датчики с
числом статорных полюсов, равным числу цилиндров двигателя
(рис. 45.3, б). При тех же качественных характеристиках, геомет-
рических и динамических параметрах, что и у магнитоэлектри-
ческого прибора, этот датчик обеспечивает для каждого положе-
ния распределителя магнитного потока средний зазор как сумму
всех зазоров между ротором и статором одновременно.

Бесконтактные устройства, применяемые в системах зажигания
вместо механических прерывателей, способны коммутировать силу
тока до 10 А и создавать искрообразование с энергией до 50 мДж
вместо 5 мДж обычной контактной системы зажигания.

В прерывателях-распределителях все чаще применяют датчики
с вращающимися магнитами (рис. 45.3, <?), генерирующие сигнал
большой амплитуды. Основной их недостаток — некоторое сме-
щение момента искрообразования на малой частоте вращения
ротора. Действие полупроводникового датчика основано на эффек-
те Холла (рис. 45.4, а). Суть эффекта заключается в том, что если
полупроводниковую пластину определенного химического соста-
ва (арсенид галлия или индия, антимонид индия) поместить в
магнитное поле (N—S) так, чтобы силовые линии поля были
перпендикулярны плоскости пластины, и через эту пластину про-
пустить ток /_п, то между электродами на противоположных гранях
и А₂ возникает ЭДС Холла.

Рис. 45.3. Схемы, поясняющие принцип действия датчиков для бескон- тактной транзисторной системы зажигания: а— коммутаторного, б — генераторного, в — магнитоэлектрического, 1 — по- люсные наконечники, 2 — магнит, 3 — катушка, 4 — якорь, 1/вых — напряжение на выходекатушки, а — угол поворота; Л^и S — полюсы магнитов

в

В датчиках для прерывателей-распределителей системы зажи-
гания автомобиля используется ЭДС Холла, вызванная изменени-
ем внешнего магнитного потока, действующего на магнитоуправ-
ляемую микросхему.

а

Рис. 45.4. К пояснению возникновения ЭДС Холла — эффекта Холла (а)

и схема экранного датчика Холла (б):
1 — ротор; 2 — магнит; 3 — изолирующее основание; 4 — магнитоуправляемая
микросхема; 5 — усилитель; А\ и А_г — электроды, между которыми возникает
ЭДС Холла; /_п — ток, проходящий через пластину; N и S — полюсы магнита

Наиболее простой способ использования данного эффекта ре-
ализован в датчиках экранного типа (рис. 45.4, б). Ротор 1, уста-
новленный на валике распределителя, представляет србой стакан
с боковыми прорезями. Внутри стакана расположен магнит 2 на
одном изолирующем основании 3 с микросхемой 4.

Поскольку ЭДС Холла невелика, сигнал датчика требует уси-
ления для дальнейшей передачи его к катушке зажигания без по-
мех. Поэтому полупроводниковая пластина смонтирована в одном
корпусе с усилителем 5. При прохождении окна в роторе / между
магнитом 2 и датчиком (магнитоуправляемой интегральной мик-
росхемой 4} происходит периодическое формирование (в микро-
схеме) ЭДС Холла. Сигнал в отличие от сигналов ранее рассмот-
ренных датчиков имеет форму, близкую к прямоугольной прак-
тически на любой частоте вращения валика распределителя.

Интегральная магнитоуправляемая микросхема датчика Хол-
ла, как и большинство интегральных элементов микроэлектрони-
ки, чувствительна к воздействию внешних условий) (вибрация,
температура). При использовании таких датчиков на автомобиле
микросхема должна удовлетворять жестким требованиям для элек-
тронных устройств автомобильной техники.

Прерыватели-распределители

Контактные прерыватели-распределители. Такое название при-
■ боры получили потому, что прерыватель и распределитель зажи-

Рис. 45.5. Прерыватель-распределитель классической контактной системы зажигания: 7 — угольный электрод; 2 — крышка; 3 — токоразносная пластина; 4 — ротор (бегунок); 5—кулачок; 6 — защелки крышки; 7— эксцентрик (регулировочный винт); 8—подвижный контакт прерывателя; 9 — контактная стойка; /0—опор- ная пластина контактной группы; 11 — шкала настройки угла опережения зажи- гания; 12 — вал привода кулачка; 13 — корпус; 14 — стопорный винт; 75 — проводник к контактной группе; 16 — опорный диск; 17 — контактный винт; 18— конденсатор; 19 — корпус вакуумного регулятора опережения зажигания; 20 — ведущая пластина (траверса); 21 — грузики; 22 — стяжная пружина; 23 — штифт грузика; 24 — ось вращения грузиков; 25 — крышка вакуумного регулято- ра; 26 — прокладка; 27 — штуцер; 28 — пружина; 29 — диафрагма; 30 — тяга; 31 — штифт для тяги; А — центробежный регулятор; Б — вакуумный регулятор; /и II — положения диафрагмы

 

гания практически во всех современных системах зажигания вы-
полнены в одном корпусе. Они располагаются один над другим и
приводятся во вращение от одного общего вала, связанного зуб-
чатой передачей с распределительным валом двигателя. В прерыва-
теле-распределителе классической батарейной системы зажигания

(рис. 45.5) внутри корпуса 13 расположены вал 12 привода, а также
на шариковом радиально-упорном подшипнике (на рисунке не
показан) установлен опорный диск 16. На диске с помощью вин-
та 14 и эксцентрика 7 фиксируется пластина 10 с контактами пре-
рывателя. Подвижный контакт нагружен плоской пружиной. Он
изолирован от корпуса прерывателя и с помощью проводника 75
соединен с контактным винтом 77, через который к нему подве-
дена средняя точка катушки зажигания. Второй (неподвижный)
контакт прерывателя представляет собой одно целое с пласти-
ной 10, т. е. соединен с корпусом прерывателя («массой»).

На подвижном контакте прерывателя расположена текстоли-
товая подушечка, с помощью которой кулачок 5, связанный с
приводным валом 12 через центробежный регулятор опережения
зажигания, замыкает и размыкает контакты при своем вращении
вместе с валом 72. Зазор между контактами прерывателя регули-
руется с помощью эксцентрика 7, которым пластина 10 повора-
чивается на некоторый угол вокруг стопорного винта 14. Между
контактами прерывателя (выводом и «массой») включен конден-
сатор емкостью 0,2...0,35 мкФ для уменьшения искрообразования
от тока самоиндукции на контактах.

На многих прерывателях-распределителях батарейной системы
зажигания конденсатор устанавливают на внешней стороне кор-
пуса 13. Корпус сверху закрыт крышкой 2, в которой по перимет-
ру расположены гнезда для проводов, идущих к свечам зажига-
ния, а в центре — гнездо, подводящее высокое напряжение от
катушки зажигания. В этом гнезде установлен подпружиненный
угольный контакт, упирающийся в латунную токоразносную пла-
стину 3, закрепленную на пластмассовом роторе 4.

При вращении ротора высоковольтное напряжение распреде-
ляется по контактам гнезд для проводов свечей зажигания, при-
чем токоразносная пластина проходит мимо контактов с зазором
0,2...0,3 мм. Таким образом, высокое напряжение пробивает два
искровых промежутка — в распределителе и свече зажигания.

Для регулирования момента воспламенения рабочей смеси в
бензиновом двигателе в зависимости от частоты вращения колен-
чатого вала прерыватель-распределитель оснащается двумя регу-
ляторами опережения зажигания — центробежным ц вакуумным.

В центробежном регуляторе (рис. 45.5, вид А) кулачок может
поворачиваться вокруг оси приводного вала 12. Для этого кулачок
выполнен как одно целое с втулкой, имеющей в нижней части
траверсу 20 с косыми прорезями. Верхний конец вала ступенча-
тый. На тонком конце вала установлена втулка с кулачком, кото-
рая фиксируется запорным кольцом. В верхней части втулки вы-
полнена лыска для установки на это место ротора распределителя
и передачи ему вращения. На фланце приводного вала 12 на осях
установлены дугообразные металлические пластины 21 (грузики),
стягиваемые к центру пружинами 22. На грузиках расположены
штифты 23, входящие в прорези траверсы 20 втулки кулачка. При
увеличении частоты вращения центробежная сила, действующая
на грузики, преодолевая усилие стяжных пружин, вызывает пово-
рот грузиков вокруг их осей 24 (грузики расходятся). Штифты 23
грузиков 21, входящие в косые прорези траверсы, вызывают по-
ворот ее вместе с кулачком прерывателя и ротором распределите-
ля на некоторый угол вперед по направлению вращения. Поэтому
момент набегания кулачка на подушечку прерывателя наступает
раньше.

Чем больше частота вращения вала, тем на больший угол впе-
ред по направлению вращения центробежный регулятор повора-
чивает кулачок и тем раньше происходит разрыв контактов, сле-
довательно, тем больший угол опережения зажигания реализует-
ся в цилиндре двигателя.

Пружины, стягивающие грузики центробежного регулятора,
имеют разную жесткость. Это обеспечивает требуемый нелиней-
ный закон изменения угла опережения зажигания в зависимости
от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Возможный диапазон работы центробежного регулятора огра-
ничивается частотой вращения, при которой грузики расходятся
полностью (500...2500 мин^-1).

Вакуумный регулятор опережения зажигания расположен в та-
рельчатом корпусе 19 с крышкой 25. Между корпусом и крышкой
установлена диафрагма 29, нагруженная пружиной 28. С внешней
стороны в крышку 25через регулировочную и уплотнительную 26
прокладки ввинчен штуцер 27 для соединения с трубкой, по ко-
торой разрежение из впускного трубопровода двигателя передает-
ся в камеру вакуумного регулятора.

Диафрагма 29 с помощью тяги 30 и штифта 31 шарнирно со-
единена с опорным диском 16, установленным в корпусе на ша-
риковом подшипнике. В зависимости от положения дроссельной
заслонки карбюратора меняется разрежение во впускном трубо-
проводе двигателя.

В случае прикрытия дроссельной заслонки величина разреже-
ния увеличивается, следовательно, возрастает разрежение и под
крышкой 25 вакуумного регулятора (справа от диафрагмы 29, на
рис. 45.5, вид Б). Тогда под действием атмосферного давления ди-
афрагма, преодолевая усилие пружины 28, занимает положение II.
Мембрана перемещается вправо и увлекает за собой тягу 30, ко-
торая поворачивает опорный диск 16 против хода часовой стрел-
ки. Контакты прерывателя вместе с опорным диском поворачи-
ваются навстречу вращению кулачка и размыкаются раньше — угол
опережения зажигания увеличивается.

Открытие дроссельной заслонки карбюратора приводит к умень-
шению разрежения во впускном трубопроводе. Тогда пружина 28
перемещает диафрагму 29 влево (положение Г) и опорная плас-
тина 16 поворачивается по ходу часовой стрелки, т. е. в направле-
нии вращения кулачка — угол опережения зажигания уменьшает-
ся. Трубка для передачи разрежения из впускного трубопровода
двигателя к вакуумному регулятору опережения зажигания при-
соединена к карбюратору в зоне расположения дроссельной за-
слонки. При закрытой дроссельной заслонке, когда двигатель ра-
ботает на холостом ходу, отверстие для присоединения вакуум-
ной трубки оказывается выше дроссельной заслонки (т. е. в зоне
расположения диффузора, но несколько ниже его), где разреже-
ние невелико и регулятор опережения зажигания не работает.

Кроме двух регуляторов опережения зажигания, устанавливаю-
щих момент воспламенения рабочей смеси при изменении нагруз-
ки на двигатель и его частоты вращения, прерыватель-распредели-
тель оснащают октан-корректором — устройством для ручной уста-
новки начального угла опережения зажигания, относительно кото-
рого функционируют автоматические центробежный и вакуумный
регуляторы. Октан-корректор устанавливает начальный угол опе-
режения зажигания в зависимости от сорта (октанового числа) топ-
лива. Корпус 13 прерывателя-распределителя закреплен на блоке
двигателя с помощью двух пластин 11. На нижней пластине нане-
сена шкала, по которой ориентируются при повороте корпуса 13 в
посадочном гнезде блока. Для этого пластина 11 жестко закреплена
на блоке. Верхняя пластина, выполненная в виде стрелки указате-
ля, установлена на корпусе распределителя. Обе пластины фикси-
руются между собой винтом. Овальная прорезь в пластине 11 позво-
ляет поворачивать корпус /^относительно блока на некоторый угол,
определяемый длиной прорези. После установки указателя на пла-
стине в середину шкалы обеспечивается возможность поворота кор-
пуса распределителя влево или вправо, для изменения начального
угла установки опережения зажигания.

Рассмотренными тремя устройствами осуществляется незави-
симое друг от друга регулирование угла опережения зажигания.
Центробежный регулятор поворачивает кулачок прерывателя, ва-
куумный регулятор поворачивает опорный диск, на котором смон-
тированы контакты прерывателя, а октан-корректором вручную
поворачивают корпус прерывателя-распределителя в блоке ци-
линдров двигателя. При работе двигателя реальный текущий угол
опережения зажигания устанавливается автоматически центробеж-
ным и вакуумным регуляторами относительно начального угла,
установленного октан-корректором.

Наряду с такими положительными качествами классических
систем зажигания, как простота и дешевизна, наличие большого
диапазона регулирования угла опережения зажигания при стабиль-
ности высокого напряжения на выходе, они имеют ц существен-
ные недостатки:

недостаточное высоковольтное напряжение на всех частотах
вращения коленчатого вала двигателя;

недостаточная энергия искрового разряда, ограниченная ма-
лым запасом энергии в первичной цепи;

небольшой срок службы контактов прерывателя из-за электри-
ческой эрозии, нарушения зазора и момента воспламенения при
износе подшипников скольжения приводного вала и кулачка в
процессе эксплуатации, а также нестабильности характеристик
автоматов регулирования опережения зажигания;

нагрев первичной обмотки катушки зажигания на низких час-
тотах из-за увеличения времени замкнутого состояния контактов
прерывателя.

Все это приводит к потере мощности двигателя и повышению
токсичности отработавших газов из-за ухудшения процесса сгора-
ния рабочей смеси.

Бесконтактные прерыватели-распределители. Бесконтактные
системы зажигания лишены многих недостатков, присущих кон-
тактным классическим системам.

В распределителе системы зажигания с магнитоэлектрическим
датчиком (рис. 45.6) внутри корпуса 3 на подшипниках 19 сколь-
жения установлен приводной вал 18. На нижнем конце вала наса-
жена муфта 7 для, соединения с приводом от распределительного
вала двигателя. Для смазывания подшипника 19 используют наби-
вочную масленку 4. В корпусе расположен также шариковый ради-
ально -упорный подшипник 17 для фиксации вала 18 от осевых
смещений. Над подшипником находится центробежный регуля-
тор угла опережения зажигания (его конструкция аналогична рас-
смотренной для прерывателя-распределителя контактной систе-
мы зажигания). Над центробежным регулятором размещен ради-
ально -упорный шариковый подшипник 75, на котором установ-
лен опорный диск вакуумного регулятора опережения зажигания
с закрепленным на нем статором 13 магнитоэлектрического дат-
чика. Статор состоит из двух круглых пластин 22 и 24 с отогнуты-
ми перпендикулярно плоскости пластин зубьями. После сложе-
ния пластин одна на другую внутри образуется свободное про-
странство, в котором размещается катушка датчика.

Таким образом, после сборки узла внешнее магнитное поле
может возбуждать ЭДС в катушке только при воздействии магнит-
ного потока через щели между зубьями. Для этого ширину зубьев
делают меньше расстояния между ними. На валу 18 установлен
кольцевой постоянный магнит 26 так, чтобы он находился в
середине катушки 23 датчика, поскольку разноименные полюсы
кольцевого магнита располагаются по торцам пластин 25 и 27 с
отогнутыми зубьями аналогично пластине 24 статора. Зубья плас-
тин 25 и 27 образуют полюсные наконечники, между каждой па-
рой (N— $) которых присутствует магнитосиловой поток посто-

 

 

Рис. 45.6. Распределитель системы зажигания смагнитоэлектрическим датчиком: 7 — соединительная муфта; 2 — монтажная пластина; 3 — корпус; 4 — масленка; 5 __ контакт; 6 — вакуумный регулятор; 7 — крышка распределителя; 8 — элек- трод; 9 — наружные контакты; 10 — токоразносная пластина; 11— ротор; 12 — втулка; 13 — статор датчика; 14 — стойка; 75 и 17 — шариковые подшипники; 16— центробежный регулятор; 18 — приводной вал; 19 — подшипник скольже- ния; 20— установочные метки; 21 — магнитный ротор; 22 и 24 — пластины статора; 23 — катушка; 25 и 27 — пластины с полюсными наконечниками для магнита; 26 — кольцевой магнит

 

Рис. 45.7. Прерыватель-распределитель системы зажигания с датчиком Холла: 1 — муфта; 2 — валик; 3 — маслоотражательное кольцо; 4 — сальник; 5 — корпус; 6 —втулка; 7— подшипник; 8— неподвижная пластина; 9 — защитный экран; 10 — крышка распределителя; 11 — ротор; 12 — винт; 13 — датчик Холла; 14— экран датчика; 75 — втулка; 16— центробежный автомат; 17 — кабельный разъем; 18 — вакуумный регулятор

 

янного магнита 26. Этим магнитосиловым потоком при вращении
магнита 26с полюсными наконечниками 25и 27в катушке инду-
цируются электрические импульсы, которые используются для
управления силовым транзистором, прерывающим ток в первич-
ной обмотке катушки зажигания.

Центробежный регулятор вызывает поворот магнитного блока
с полюсными наконечниками 25 и 27 относительно приводного
вала 18. При повороте полюсных наконечников в сторону враще-
ния вала происходит явление обгона его магнитным блоком, и
угол опережения зажигания уменьшается. Поворот же катушки
статора вакуумным регулятором в сторону направления вращения
приводного вала 18 вызывает увеличение угла опережения зажи-
гания.

Ротор 77 распределителя установлен на втулке 72, на которой
собран магнитный блок с полюсными наконечниками. Как и в
контактной системе зажигания, на роторе располагается токораз-
носная пластина 10 (иногда называемая центральным контактом
ротора). В нее упирается подпружиненный угольный электрод 8,
размещенный в центре крышки 7 распределителя. К электроду
подводится высокое напряжение от катушки зажигания. По пери-
ферии крышки расположены наружные контакты 9 для проводов
к свечам зажигания. На статоре 13 и магнитном роторе 21 (блок
магнита 26 с полюсными наконечниками 25 и 21) выштампованы
метки 20 для начальной установки угла опережения зажигания
при сборке датчика распределителя.

Распределитель зажигания с датчиком Холла (рис. 45,7) содер-
жит некоторые механические элементы такого же назначения, что
и в двух рассмотренных устройствах. Приводной валик 2 с помо-
щью муфты 7 (качающейся на оси для компенсации несооснос-
ти) соединен с распределительным валом. Внутренняя полость
корпуса 5 защищена от попадания в нее масла сальником 4 и мас-
лоотражательным кольцом 3. Непосредственно за сальником рас-
положен центробежный автомат 76 — регулятор угла опережения
зажигания. Он вызывает поворот втулки 75 с экраном 14 (стакано-
образной формы с боковыми прорезями) относительно приводно-
го вала 2. С внутренней стороны экрана находится магнит, с внеш-
ней — датчик 13 Холла. Датчик закреплен на пластине, имеющей
возможность поворачиваться на подшипнике 7 при изменении угла
опережения зажигания с помощью вакуумного регулятора 18.

Подшипник 7 в свою очередь установлен в неподвижной плас-
тине 8, зафиксированной в корпусе 5. Втулка 6в середине пласти-
ны выполняет функцию цент