Sistem de aprindere (VAZ-1111)

Mașinile Oka folosesc un sistem de aprindere de înaltă energie fără contact. Ea are în loc de un întrerupător (cu contacte) pentru a deschide circuitul de joasă tensiune, se folosește un comutator electronic, care deschide și închide circuitul atunci când tranzistorul puternic de ieșire este blocat și deblocat (adică fără contacte).

Componentele sistemului de aprindere includ: bobina de aprindere, comutatorul de aprindere, senzorul de sincronizare a scânteii, comutatorul și firele de înaltă și joasă tensiune. De obicei, sistemele de aprindere folosesc, de asemenea, un distribuitor de aprindere pentru a furniza alternativ impulsuri de înaltă tensiune către cilindrii motorului. Aici, nu există distribuitor de aprindere, iar impulsurile de înaltă tensiune sunt furnizate simultan bujiilor ambilor cilindri și de două ori în timpul ciclului de funcționare a motorului (pentru două rotații ale arborelui cotit). Astfel, un impuls în fiecare cilindru funcționează, iar al doilea este inactiv.

Bobina de aprindere

Bobina de aprindere este de tip 29.3705 de înaltă energie, cu două borne de înaltă tensiune și un circuit magnetic deschis. Este atașat cu două piulițe la suportul de pe apărătorul de noroi al roții din stânga.

Bobina de aprindere are un miez 4, realizat din plăci subțiri de oțel electric. Bobina primară este înfășurată pe un cadru de carton peste miez (tensiune joasă) infasurarea 5 si apoi secundara (înaltă tensiune) înfășurare 2. Straturile de înfășurări sunt separate prin hârtie izolatoare electric, iar înfășurările sunt izolate între ele prin plastic. Capetele înfășurării primare sunt lipite la mufele 3, iar înfășurarea secundară la mufele 6. Miezul cu înfășurările este umplut cu plastic. Rezistența înfășurării primare este (0,5±0,05) Ohm, iar înfășurarea secundară este (11+1,5) kOhm.


La mașinile Oka se poate folosi și o bobină de aprindere interschimbabilă tip 3012.3705. Este un transformator cu un miez format din plăci de oțel electric în formă de W. Înfășurările sunt umplute cu plastic izolator. Rezistența înfășurării primare a bobinei 3012.3705 este (0,35±0,035) Ohm, iar înfășurarea secundară este (4,23±0,42) kOhm.

Comutator

Comutatorul electronic este utilizat pentru a întrerupe curentul în circuitul primar al bobinei de aprindere pe baza semnalelor de la senzorul de sincronizare a scânteii. Comutatorul este instalat în compartimentul motor și este fixat cu două piulițe pe un suport sudat pe scutul frontal.

Pe mașinile Oka, pot fi folosite comutatoare de diferite mărci: 3620.3734, sau BAT 10.2, sau HIM-52, sau 76.3734, sau PT1903, sau PZE4022 sau K563.3734. Toate sunt interschimbabile. Comutatoarele primelor două mărci sunt asamblate din elemente individuale - tranzistoare, microcircuite, rezistențe etc., lipite într-un circuit comun pe o placă de circuit imprimat din fibră de sticlă acoperită cu folie. Un tranzistor puternic de înaltă tensiune de tip KT-848A, special conceput pentru funcționarea într-un sistem de aprindere de înaltă energie, este utilizat pentru a întrerupe curentul. Placa de circuit imprimat împreună cu tranzistorul de ieșire sunt găzduite într-o carcasă din aluminiu turnat.

Comutatoarele mărcilor BAT 10.2 și HIM-52 au un design hibrid, adică toate elementele lor sunt combinate într-un circuit integrat mare. Din punct de vedere structural, aceste întrerupătoare sunt găzduite într-o carcasă de plastic dreptunghiulară mică, montată pe o placă metalică.

Comutatorul menține o valoare constantă a impulsurilor de curent (diagrama II, fila 33) la un nivel de 8...9 A, indiferent de fluctuațiile de tensiune din rețeaua de bord a vehiculului. Circuitul comutatorului conține un dispozitiv pentru reducerea automată a duratei impulsului de curent în înfășurarea primară a bobinei de aprindere atunci când turația arborelui cotit al motorului crește. În plus, există o oprire automată a curentului prin bobina de aprindere atunci când motorul nu funcționează, dar contactul este pornit. După 2...5 secunde de la oprirea motorului, tranzistorul de ieșire al comutatorului este blocat, fără a crea o scânteie pe bujii.

Comutator de aprindere

Comutatorul de aprindere este proiectat să pornească și să oprească circuitele de aprindere, să pornească motorul și alți consumatori. Se atașează la suportul arborelui de direcție folosind un suport 7 și poate fi de două tipuri interschimbabile: 2108-3704005-40 de producție internă și KZ-813, fabricat în Ungaria. Comutatoarele de aprindere sunt utilizate împreună cu releul de aprindere tip 113.3747-10, care este fixat sub tabloul de bord.

Din punct de vedere structural, comutatoarele KZ-813 și 2108-3704005-40 sunt proiectate diferit. Întrerupătorul de aprindere KZ-813 are un corp cilindric 12, în care sunt introduse partea de contact 13 și încuietoarea 16, conectate cu șuruburi. Încuietoarea este fixată în carcasă cu un șurub și știftul 17, care intră în orificiul a al carcasei. Pentru a scoate încuietoarea din carcasă, este necesar să se încaseze știftul 17. Din exterior, contactul este acoperit cu căptușeală de plastic 15.

În comutatorul de aprindere 2108-3704005-40, încuietoarea 9 este amplasată în carcasa 8. Partea de contact 10 este plasată pe încuietoare și fixată de carcasă cu un șurub. Întrerupătorul este, de asemenea, acoperit la exterior cu o carcasă de plastic 11.

Cheia din contact este reversibilă, adică poate fi introdus în încuietoare în orice poziție. Ambele întrerupătoare de aprindere au o blocare în blocare pentru a preveni repornirea demarorului fără a decupla mai întâi contactul, de exemplu. Nu este posibil să rotiți din nou cheia din poziția I în poziția II fără a o întoarce mai întâi în poziția 0. În plus, există și un dispozitiv antifurt. Principiul funcționării sale este că, după scoaterea cheii din încuietoare în poziția III ("Parcare"), tija de blocare 18 se extinde din carcasă, intră în canelura arborelui de direcție și o blochează.

Diagrama de comutare arată ce contacte sunt închise în diferite poziții ale cheii. Tensiunea de la sursele de alimentare este furnizată la contactele "30" și "30/1" și eliminată din contacte "INT", "50", "15/2" și "R". Contactați "15/1" (pentru a porni circuitul de aprindere) nu are ieșire directă la ștecherele blocului 37, ci doar prin releul de aprindere 36.

Bujie

Bujia este concepută pentru a aprinde amestecul combustibil din cilindri printr-o descărcare de scânteie între electrozi. Mașinile Oka pot fi echipate cu bujii FE65PR sau FE65CPR, fabricate în Bosnia. Diferența bujiei FE65CPR este că are un miez de cupru în electrodul central pentru a îmbunătăți disiparea căldurii de la capătul electrodului către corp (litera C din desemnarea lumânării indică acest lucru). Litera F din denumire indică faptul că corpul bujiei are un filet M14X1,25, iar a doua literă (E) indică faptul că lungimea acestui filet este de 19 mm. Numerele (65) caracterizează numărul de incandescență al bujiei. Litera P înseamnă că conul termic (fusta) izolatorului iese dincolo de capătul carcasei, iar litera R înseamnă că bujia are o anumită rezistență internă pentru a suprima interferențele radio.

Pot fi instalate și bujii similare produse pe plan intern A17DVR, sau A17DVRM sau A17DVRM1.

Designul lumânărilor este neseparabil. Un izolator ceramic 20 este laminat într-o carcasă de oţel 22, în interiorul căreia se află un electrod compozit constând dintr-o tijă de contact 21 şi un electrod central 26. Un electrod lateral 27 este sudat de carcasă. Partea inferioară a tijei 21 și partea superioară a electrodului central sunt umplute cu un material de etanșare de sticlă conductiv special 23 cu o rezistență de 4...10 kOhm. Împiedică gazele să pătrundă prin orificiul izolatorului și, în același timp, acționează ca un rezistor pentru a suprima interferențele radio. Pentru a preveni scurgerile de gaz prin filetul carcasei, se folosește o șaibă de etanșare 24 din fier moale, care este prinsă între carcasa bujiilor și suprafața de capăt a prizei din chiulasă

Originalul este disponibil pe resursa online vazbook

Distanța dintre electrozii bujiilor trebuie să fie între 0,7...0,8 mm. Se reglează prin îndoirea electrodului lateral 27. Nu este permisă reglarea decalajului prin îndoirea electrodului central, deoarece aceasta poate rupe manta izolatorului. Când bujia funcționează, metalul este transferat de la electrodul lateral la electrodul central. Ca rezultat, se formează o adâncitură pe electrodul lateral și un tubercul pe electrodul central. Prin urmare, este necesar să se verifice distanța dintre electrozii bujiilor nu cu o sondă plată, ci cu o sondă cu sârmă rotundă.

Spațiul dintre corpul bujiei și izolator este etanșat folosind o șaibă de oțel 25 și o carcasă etanșată la căldură. Precipitația termică constă în încălzirea centurii carcasei (sub hexagon) curenți de înaltă frecvență până la o temperatură de 700...800°C și testarea ulterioară a presiunii carcasei cu o forță de 20...25 kN. Șaiba 25 servește, de asemenea, la disiparea căldurii de la izolator către carcasă, menținând temperatura mantalei izolatorului la un anumit nivel.

Temperatura izolatorului în timpul funcționării motorului depinde în principal de lungimea mantalei și de solicitarea termică a motorului. Cu cât fusta este mai lungă, cu atât mai proastă este disiparea căldurii de la fustă către corp și cu atât bujia este mai "fierbinte". Temperatura optimă a mantalei izolatoare trebuie să fie între 500...600°C. Dacă temperatura este sub 500°C, adică mantaua este scurtă și bujia este "rece", atunci depunerile de carbon se vor depune intens pe mantaua izolatorului. Dacă temperatura este peste 600°C, depunerile de carbon se vor arde, dar motorul va experimenta aprinderea prematură a amestecului combustibil de la manta încălzită și nu de la scânteie. Acest fenomen se numește aprindere strălucitoare. Se manifestă prin ciocănituri în motor și prin faptul că, după ce contactul este oprit, motorul continuă să funcționeze ceva timp.

Preaprinderea este un fenomen dăunător. Conduce la scăderea puterii și la supraîncălzirea motorului, la uzura prematură a părților sale principale și poate fi cauza fisurilor în izolatoarele bujiilor și arderii electrozilor.

Pentru a evalua capacitatea bujiei de aprindere cu strălucire, denumirea acesteia include un număr de strălucire - o valoare abstractă proporțională cu presiunea medie a indicatorului din cilindrii motorului la care are loc aprinderea prin strălucire. Se determină pe motoarele speciale cu un singur cilindru prin creșterea treptată a presiunii de lucru (si deci temperaturile) în cilindru. Cu cât presiunea în cilindrul la care are loc pre-aprinderea este mai mare, cu atât este mai mare puterea termică, adică bujia este mai "rece".

Pentru fiecare model de motor, bujia este selectată individual în funcție de puterea termică. Prin urmare, nu este permisă utilizarea altor bujii pe vehiculele Oka, cu excepția celor specificate mai sus.

Fire de înaltă tensiune

Firele transmit impulsuri de înaltă tensiune de la bobină la bujii. Pot fi de două grade: PVVP-8 sau PVPPV-40. Datorită grosimii crescute a izolației, acestea au un diametru exterior de 8 mm în loc de 7 mm pentru firele unui sistem de aprindere convențional.
Miezul firului este un cordon 32 din fibră de in, închis într-o teacă 31 din plastic cu un adaos maxim de ferită. Pe partea de sus a acestei carcasi se află o înfășurare conductivă realizată dintr-un aliaj fier-nichel. Acest tip de design de sârmă are rezistența distribuită pe lungimea sa și reduce interferențele radio și televiziune. Rezistența înfășurării este de 2000±200 Ohm/m pentru firele PVVP-8 și 2550±270 Ohm/m pentru firele PVPPV-40. Exteriorul firului este izolat cu plastic PVC roșu (la firele PVVP-8) sau polietilenă albastră iradiată (fir PVPPV-40).

Senzor de sincronizare a scânteii

Senzorul de moment al scânteii tip 5520.3706 este utilizat pentru a genera impulsuri de control de joasă tensiune către comutator. Conține regulatoare de avans pentru aprindere centrifugă și în vid și un senzor de puls de control microelectronic fără contact.

Senzorul de sincronizare a scânteii este instalat pe carcasa unității auxiliare (vezi capitolul 7) și este antrenat direct din capătul din spate al arborelui cu came prin ambreiajul 9. Ambreiajul are două came de lățimi diferite, care intră în canelurile corespunzătoare ale arborelui cu came, care au și lățimi diferite. Acest lucru asigură o aranjare reciprocă precisă a arborelui cu came și a arborelui 8. Acest lucru este necesar pentru ca impulsurile de control ale senzorului să fie sincronizate cu precizie pentru a se potrivi cu fazele procesului de lucru din cilindrii motorului (vezi capitolul 8).

Corpul lui 18 este turnat din aliaj de aluminiu. Arborele 8 se rotește în două bucșe metal-ceramice 10 și 22. Bucșa 10 este presată în carcasă și este lubrifiată cu ulei provenit de la sistemul de lubrifiere a motorului. Pentru a preveni pătrunderea uleiului în senzorul de sincronizare a scânteii, o garnitură de cauciuc cu autostrângere 7 este instalată în carcasă 22 este înconjurată de un inel de pâslă 23 îmbibat în ulei, care este suficient pentru întreaga durată de viață a senzorului de sincronizare a scânteii. Jocul liber axial al arborelui 8 nu trebuie să fie mai mare de 0,35 mm. Se reglează în timpul asamblarii prin selectarea grosimii șaibelor situate între cuplaj și carcasă, precum și între carcasă și placa de conducere 6 a regulatorului centrifugal.

Arborele conține părțile regulatorului de avans de aprindere centrifugal: placa de conducere 6 cu două greutăți 5 și placa de antrenare 4. Placa de conducere este fixată de arbore, iar placa antrenată împreună cu ecranul 3 formează un singur întreg cu bucșa, care este plasată pe arbore și fixată de acesta cu o șaibă de blocare. Plăcile de conducere și antrenate sunt atașate de stâlpi, de care sunt agățate arcuri, strângând plăcile. Capătul inferior al unuia dintre stâlpii de pe placa antrenată este un limitator. Se potrivește în canelura plăcii de antrenare și nu permite plăcii antrenate să se rotească în raport cu rola cu mai mult de 16,5°.

Când motorul funcționează, sub acțiunea forțelor centrifuge, greutățile 5 diverg, limbile lor se sprijină pe placa antrenată 4 și, depășind rezistența arcurilor, o rotesc (și, prin urmare, ecranul 3) în raport cu rola. Astfel, ecranul 3 este antrenat în rotație nu direct de rolă, ci prin greutăți și poate fi rotit cu greutăți cu 16,5° față de rolă.

Există două arcuri care strâng plăcile 4 și 8. Ele diferă prin elasticitatea lor. Arcul, care are o elasticitate mare, este instalat cu o tensiune mică și nu permite divergerea greutăților la viteze mici de rotație a arborelui cotit. Regulatorul centrifugal intră în funcțiune la o turație a arborelui cotit mai mare de 1000 rpm, când forța centrifugă a greutăților începe să învingă rezistența acestui arc. La viteze de rotație mai mari, intră în joc și al doilea arc (mai rigid și mai liber montat pe rafturi). Acest lucru asigură o modificare specificată a unghiului de sincronizare a aprinderii la diferite viteze de rotație a arborelui cotit al motorului.

Regulatorul de sincronizare a aprinderii în vid este fixat de carcasă cu două șuruburi. Este alcătuit dintr-o carcasă 11 cu un capac 12, între care este prinsă o diafragmă flexibilă 14 Pe o parte, o tijă 16 este atașată de diafragmă, iar pe cealaltă parte există un arc care presează diafragma cu tija în sensul de rotație al rolei. Tija 16 este conectată pivotant la placa suport 2 a senzorului. Sub acțiunea vidului, diafragma se îndoaie și, prin tijă, rotește placa 2 împreună cu senzorul fără contact în sensul acelor de ceasornic, adică împotriva sensului de rotație al rolei. Placa suport 2 a senzorului este montată pe un rulment cu bile 21 presat în suportul 1.

Senzorul fără contact 17 este fixat cu șuruburi pe placa 2. Principiul său de funcționare se bazează pe efectul Hall. Constă în apariția unui câmp electric transversal într-o placă semiconductoare cu curent atunci când asupra ei acționează un câmp magnetic. Senzorul constă dintr-o placă semiconductoare cu un microcircuit integrat 24 și un magnet permanent 25 cu un control radio. Între placă și magnet există un spațiu în care se află un ecran de oțel 3 cu două fante.

Când corpul ecranului trece prin golul senzorului (vezi poza), atunci liniile magnetice de forță sunt închise prin ecran și nu acționează asupra plăcii. Prin urmare, nu apare nicio diferență de potențial în placă. Dacă există o fantă a ecranului în spațiu, atunci un câmp magnetic acționează asupra plăcii semiconductoare și diferența de potențial este eliminată de pe aceasta.

Un circuit integrat încorporat în senzor transformă diferența de potențial care apare pe placă în impulsuri de tensiune cu polaritate negativă. Astfel, atunci când corpul ecranului se află în spațiul senzorului, există o tensiune la ieșire care este cu aproximativ 3 V mai mică decât tensiunea de alimentare. Dacă o fantă a ecranului trece prin spațiul senzorului, tensiunea la ieșirea senzorului este aproape de zero (nu mai mult de 0,4 V).

Funcționarea sistemului de aprindere

După ce contactul este pornit, contactele "30" și "87" ale releului de aprindere 26 sunt închise. Prin intermediul acestora, tensiunea de alimentare este furnizată de la baterie la unul dintre bornele de joasă tensiune ale bobinei de aprindere 31, la ștecherul "4" al comutatorului 29 și de la ștecherul său "5" mai departe la senzorul fără contact 17.

Când arborele cotit al motorului este rotit de demaror, ecranul 3 se rotește, iar senzorul 17 trimite impulsuri dreptunghiulare I la mufa "6" a comutatorului, care le transformă în impulsuri II de curent în înfășurarea primară a bobinei de aprindere. Curentul crește mai întâi lin până la o valoare de 8...9 A, iar apoi, la semnalul de la senzor, este întrerupt brusc. Momentul întreruperii curentului (corespunzător momentului formării scânteii) este determinată de trecerea impulsului senzorului de la nivelul ridicat la nivelul scăzut. În acest caz, amplitudinea impulsurilor III de tensiune pe tranzistorul de ieșire al comutatorului în momentul întreruperii curentului ajunge la 350...400 V. Durata impulsurilor de curent depinde de frecvența de rotație a arborelui cotit. La o tensiune de alimentare de 14 V scade de la aproximativ 8 ms la 750 rpm la 4 ms la 1500 rpm.

Curentul care curge în înfășurarea primară a bobinei de aprindere creează un câmp magnetic în jurul spirelor înfășurării. În momentul întreruperii curentului, câmpul magnetic se contractă brusc și, traversând spirele înfășurării secundare, induce în acesta un EMF de circa 22...25 kV. Curentul de înaltă tensiune este închis de-a lungul căii: borna superioară de înaltă tensiune a bobinei 31 - bujia primului cilindru - masă - bujia celui de-al doilea cilindru - borna inferioară de înaltă tensiune a bobinei de aprindere. În acest caz, o descărcare de scânteie are loc simultan în două bujii: primul și al doilea cilindru. În acest moment, într-unul dintre cilindri, cursa de compresie se termină și descărcarea aprinde amestecul combustibil, în timp ce în celălalt cilindru, în acest moment, eliberarea gazelor de eșapament se termină și evacuarea are loc la ralanti.

Amestecul combustibil arde în aproximativ miimi de secundă. În acest timp, arborele cotit al motorului se rotește cu 20...50° (in functie de frecventa de rotatie). Pentru a obține puterea și eficiența maximă a motorului, este necesar să se aprindă amestecul combustibil puțin mai devreme de când pistonul atinge PMS, astfel încât arderea să se termine atunci când arborele cotit se rotește cu 10...15° după PMS, adică descărcarea scânteii trebuie creată cu timpul necesar.

La aprindere excesiv de timpurie, când unghiul de avans al aprinderii este prea mare, amestecul combustibil arde înainte ca pistonul să atingă PMS și îl încetinește. Ca urmare, puterea motorului scade, apar zgomote de ciocănit, motorul se supraîncălzește și funcționează instabil la turație mică de ralanti. La aprindere târzie, amestecul combustibil va arde atunci când pistonul se mișcă în jos, adică în condiții de creștere a volumului. În acest caz, presiunea gazului va fi semnificativ mai mică decât la aprinderea normală, iar puterea motorului va scădea în plus, amestecul se poate arde în conducta de evacuare.

Pentru ca arderea combustibilului să aibă loc în timp util, fiecare turație a motorului necesită propriul unghi de avans al aprinderii. Elementar (instalare) unghiul de sincronizare a aprinderii este de 1°±1° (4°±1° pentru motoarele 11113) la o turație a arborelui cotit de 820...900 rpm. Pe măsură ce viteza de rotație crește, unghiul de sincronizare a aprinderii ar trebui să crească, iar pe măsură ce viteza de rotație scade, aceasta ar trebui să scadă. Această sarcină este îndeplinită de un regulator centrifugal de sincronizare a aprinderii.

Pe măsură ce viteza de rotație a rolei crește, greutățile 5 se rotesc față de axele lor sub acțiunea forțelor centrifuge. Limbile greutăților se sprijină pe placa antrenată 4 și, depășind tensiunea arcurilor, o rotesc împreună cu ecranul 3 în direcția de rotație a arborelui după unghiul A. Acum fanta ecranului trece mai devreme (prin unghiul A) prin spațiul senzorului și emite un impuls mai devreme, adică avansul la aprindere crește. Când viteza de rotație scade, forțele centrifuge scad, iar arcurile rotesc placa antrenată 4 împreună cu ecranul împotriva direcției de rotație a arborelui, adică avansul la aprindere scade.

Când sarcina motorului se modifică, conținutul de gaze reziduale din cilindrii motorului se modifică. La sarcini grele, când supapele de accelerație ale carburatorului sunt complet deschise, conținutul de gaz rezidual din amestecul de lucru este scăzut, amestecul de lucru este bogat și arde mai repede, iar aprinderea ar trebui să aibă loc mai târziu. Când sarcina motorului scade (capacul clapetei de accelerație) cantitatea de gaze reziduale crește, amestecul de lucru devine mai slab și arde mai mult, așa că aprinderea trebuie să aibă loc mai devreme. Unghiul de avans al aprinderii este reglat în funcție de sarcina motorului de către regulatorul de avans al aprinderii în vid.

Diafragma 14 a acestui regulator este afectată de vidul transmis din zona de deasupra supapei de accelerație a camerei primare a carburatorului. Când supapa de accelerație este închisă (motorul la ralanti), orificiul prin care se transmite vidul către regulator este mai înalt decât marginea supapei de accelerație și regulatorul de vid nu funcționează.

Când supapa de accelerație este deschisă ușor, în zona găurii apare un vid, care este transmis regulatorului de vid. Diafragma 14 este trasă înapoi și, cu ajutorul tijei 16, rotește placa suport 2 a senzorului împotriva sensului de rotație al rolei. Timpul de aprindere este crescut. Pe măsură ce supapa de accelerație se deschide și mai mult, (cresterea sarcinii) vidul scade si arcul impinge diafragma inapoi in pozitia initiala. Placa suport al senzorului se rotește în direcția de rotație a arborelui, iar avansul la aprindere scade.