Система запалювання (ВАЗ-2101)

До приладів системи запалення відносяться: свічка запалювання, котушка запалення, вимикач запалювання, розподільник запалювання та проводи високої та низької напруги.


Відкрити велику картинку в новій вкладці »

---

Свічка запалювання

Свічка запалювання призначена для займання горючої суміші в циліндрах двигуна іскровим розрядом між електродами.

На автомобілях "Жигулі" з 1973 р. використовуються свічки А-7,5 ХС. Раніше застосовувалися свічки А-7,5 БС. Розрізняються вони лише матеріалом ізолятора. Літера А в позначенні свічки вказує, що різьблення вкручної частини М14Х1.25, причому у цих свічок різьблення виконано за стандартом ISO з класом точності 6е. Цифри 7,5 - це довжина теплового конуса (спідниці) ізолятора. Друга літера у позначенні вказує матеріал ізолятора: Б – боркорунд, X – хілумін. Остання буква означає, що свічка герметизована по центральному електроду струмопровідним матеріалом.

Конструкція свічок нерозбірна. Сталевий корпус 21 має різьбову частину довжиною 19 мм та шестигранну частину з розміром під ключ 20,8 мм. До корпусу приварений бічний електрод 26 із нікель-марганцового дроту. Ізолятор 23 виготовляється з високоякісного керамічного матеріалу, що має дуже високу механічну та електричну міцність при високих температурах. Зовнішня поверхня ізолятора глазурована для покращення ізоляційних властивостей та зменшення відкладення вологи, завдяки чому зменшується можливість поверхневого розряду при підведенні високої напруги до свічки. В отворі ізолятора знаходиться складовий центральний електрод, що складається з власне електрода 25, виготовленого з жаростійкого хромонікелевого сплаву, і сталевого стрижня 22. На верхній частині стрижня є різьблення, на яку обертається контактна гайка 24 для приєднання наконечника дроту високої напруги. Стрижень 22 залитий в ізоляторі струмопровідним склогерметиком, що не допускає прориву газів через отвір ізолятора. Зазор між корпусом свічки та ізолятором герметизований завальцювання корпусу навколо буртика ізолятора, а також мідною шайбою 19, яка одночасно служить і для відведення тепла від ізолятора до корпусу, підтримуючи температуру спідниці ізолятора на певному рівні


Ця температура залежить від довжини спідниці та від теплової напруженості двигуна. Чим довша спідниця, тим гірше тепловідведення від спідниці до корпусу, тим "гаряча" свічка. Для кожної моделі двигуна свічка підбирається індивідуально, оскільки спідниця ізолятора повинна нагріватися до температури 500-600°C. Якщо температура буде нижче 500°C, тобто спідниця коротка і свічка "холодна", то на спідниці ізолятора інтенсивно відкладатиметься нагар. Якщо температура вище 600°C, то нагар згорятиме, але в двигуні відбуватиметься передчасне запалення горючої суміші від нагрітої спідниці, а не від іскри. Таке явище називається гартальним запаленням і проявляється стукотом у двигуні і тим, що після вимкнення запалення двигун деякий час продовжує працювати.

Орієнтовно теплові властивості свічки визначаються довжиною спідниці ізолятора, що вказується у маркуванні свічки.

Від витоку газів через різьблення корпусу свічки служить кільце ущільнювача 20 з м'якого заліза, яке затискається між її корпусом і поверхнею гнізда в головці циліндрів.

Котушка запалювання

На автомобілях "Жигулі" встановлюють котушку запалювання типу Б-117 вітчизняного виробництва або Б-117 виробництва НРБ. Характеристики цих котушок однакові, а відмінності лише у дрібних елементах конструкції. Котушка знаходиться у відсіку двигуна і кріпиться на двох болтах, приварених до нижньої частини бризковика лівого колеса.

Котушка запалення служить для перетворення переривчастого струму низької напруги (12 В) струм високої напруги (11-20 кВ) для пробою повітряного зазору між електродами свічки запалювання. Котушка є трансформатором на "залізних" сердечнику 1 і кільцевому зовнішньому магнітопровіді 3. Сердечник набраний з пластин електротехнічної сталі товщиною 0,5 мм, а зовнішній магнітопровід складається зі згорнутої в два шари стрічки з електротехнічної сталі товщиною 0,3 мм. Для зменшення вихрових струмів стрічка має вертикальні прорізи.

Сердечник 1 знаходиться в картонному каркасі 8, на якому намотана вторинна обмотка 5. Поверх вторинної намотана первинна обмотка 4. Шари обмотки відокремлені один від одного шарами ізоляційного паперу, а перший шар відокремлений від інших шаром гофрованого картону. Первинна обмотка ізольована від вторинного ізоляційного паперу та стрічкою з пластику, а від магнітопроводу 3 шаром електроізоляційного картону.

Обмотки разом з магнітопроводом і осердям поміщені в цільнотягнутий алюмінієвий корпус 17 і залиті трансформаторним маслом. Заливка олією підвищує надійність ізоляції та покращує охолодження обмоток. Обмотки встановлені у корпусі на чашоподібному ізоляторі 2 з керамічного матеріалу – стеатиту.

Зверху корпус котушки закритий пластмасовою кришкою 11, буртик якої завальцований в корпусі і ущільнений прокладкою з маслобензостійкої гуми. До залитих у кришці клем приєднуються висновки обмоток. До клеми 15, що має маркування "+Б", припаяні висновки начал.а первинної і кінця вторинної обмотки, а до клеми 12 (без маркування) припаяно виведення кінця первинної обмотки. Виведення початку вторинної обмотки (виведення високої напруги) з'єднаний з пластинами сердечника і далі через пружину 10 і гвинт 14 з клемою 13, до якої приєднується провід високої напруги.

Вимикач запалювання

На автомобілях ВАЗ-2101 та ВАЗ-2102 встановлюються вимикачі запалювання типу ВК-333 без протиугінного пристрою або вимикачі запалювання ВК-347 з протиугінним пристроєм та контактною частиною. На автомобіль ВАЗ-2103 встановлюється лише вимикач запалювання ВК-347, який описаний тут. Принцип роботи та характеристики вимикача ВК-333 переважно такі ж, як у вимикача ВК-347.

Вимикач запалювання призначений для включення та відключення ланцюгів запалювання, приладів, ліхтарів та інших споживачів електроенергії автомобіля. Він встановлений на кронштейні з лівого боку кермової колонки та закріплений двома гвинтами.

Вимикач складається з корпусу 34 із замком і протиугінним пристроєм і контактної частини 27, закріпленої в корпусі пружинним кільцем 28. Принцип дії протиугінного пристрою полягає в тому, що після виймання ключа із замка, встановленого в положення ПАРКІНГ, запірний стержень 36 висувається, входить в паз валу рульового управління і блокує вал. При цьому необхідно повернути рульове колесо вправо-вліво, щоб паз вала виявився проти запірного стрижня замку замку вимикача влаштований так, що можна вийняти ключ тільки в положеннях СТОЯНКА і ВИМКНЕНО.

Контактна частина має сталевий валик 39, який надягається пластмасовий ротор 35 з контактними кільцями 43 і пластмасовий циліндр 33 з виступами. У головці валика є паз 42, який входить виступ провідної втулки протиугінного пристрою. Одна сторона паза має ширину 2,5 мм, а інша – 2 мм. Тому контактну частину 27 можна встановити в корпусі 34 лише в одному визначеному положенні. Пружина 32 служить для повернення валика 39 із положення СТАРТЕР у положення ЗАПАЛУВАННЯ після відпускання ключа.

У колодці 31 встановлені латунні стійки-штекери з контактами. На стійках-штекерах "30" та "30/1" закріплені бронзові платівки з контактами. Пластинки притискаються до поверхні циліндра 33 пластинчастими пружинами. У положеннях ЗАПАЛУВАННЯ і СТАРТЕР виступи циліндра 33 віджимають ці пластинки і контакти "30-50" і "15-30/1" замикаються. Крім того, стійки "30", "INT" та "16" мають контакти, які замикаються контактними кільцями 43 ротора 35. Ротор притискається до цих контактів пружиною 38.

Напруга від акумуляторної батареї та генератора підводиться до контактів "30" та "30/1". Контакт "16" вимикача поки не використовується. На схемі показано, які контакти замикаються за різних положень ключа.

Розподільник запалювання

Відкрити велику картинку в новій вкладці »

---

Розподільник запалення служить для переривання струму в ланцюзі низької напруги котушки запалення та розподілу імпульсів високої напруги зі свічок запалювання.

На автомобілях "Жигулі" застосовується чотириіскровий, неекранований розподільник запалювання типу Р-125 (Р-125Б для ВАЗ-2103) з відцентровим регулятором випередження запалення та октан-коректором.

Розподільники запалення Р-125 і Р-125Б розрізняються характеристикою регулятора випередження запалення і довжиною нижньої частини валика 1, що виступає з корпусу 40: у розподільника Р-125 розмір опорного фланця корпусу до кінця валу становить 127,5 мм, а у розподільника Р-125Б -.

Корпус 40 розподільника відлитий з алюмінієвого сплаву і має пористу металокерамічну втулку 39, в якій обертається валик 1. Мастило до втулки підводиться через повстяний гніт (фільц) 47 від маслянки 6.

Основні частини розподільника запалювання: переривник, відцентровий регулятор випередження запалення та сам розподільник.

Переривник складається з кулачка 11 з чотирма виступами і 36 стійки з контактами, які кулачок розмикає при обертанні. Кулачок змащується повстяним фільцем 12, просоченим олією. До стійки 36 приклепана вісь 25, на якій на текстолітовій втулці 26 встановлений важіль 29 з 30 контактом, притиснутий пластинчастою пружиною 27 до контакту 32 стійки. Струм до контакту важіль підводиться від гвинта 7 через провідник 31 і пружину 27.

Стійка 36 закріплена двома гвинтами 33 на рухомий пластині 37 переривника. Нижній кінець осі 25 важеля входить в отвір рухомої пластини. Тому при регулюванні зазору між контактами стійку можна повертати навколо цієї осі після ослаблення затягування гвинтів 33.

Рухлива пластина 37 переривника припаяна до втулки, через яку проходить валик розподільника. На цю втулку надіта пластмасова опорна пластина 38 і нерухома пластина 35 переривника. Ці пластини стиснуті пружинною шайбою і закріплені на втулці стопорним кільцем. Рухлива пластина 37 переривника зі стійкою 36 може повертатися тягою 47 октан-коректора, який дозволяє вручну в невеликих межах регулювати кут випередження запалення.

Кулачок 11 приводиться у обертання не безпосередньо від. валика розподільника, а через вантажі і може повертатися ними на 15° щодо валика розподільника.

До верхнього кінця втулки кулачка припаяна опорна пластина регулятора 13 випередження запалення. До пластини приклепані осі 24, на яких обертаються металокерамічні вантажі. У пластину 23 запресовані стійки пружин 22. Нижні частини осей є обмежувачами. Вони входять в овальні пази пластини 13 і дозволяють їй повертатися щодо валика розподільника більш ніж на 15°.

Розподільник складається з ротора 17 та електродів, встановлених у пластмасовій кришці 19. Пастмасовий ротор 17 закріплений двома гвинтами 16 на пластині 13 регулятора випередження запалення. Ротор кріпиться в певному положенні, що забезпечується квадратним і круглим отворами в пластині 13, які входять такого ж перерізу виступи ротора. На роторі приклепані центральний 43 і зовнішній контакти 45 ротора, між якими в спеціальному поглибленні знаходиться резистор 44 величиною 5000-6000 Ом, призначений для придушення радіоперешкод.

У центральний контакт ротора упирається пружний вугільний електрод 21, що передає імпульси високої напруги від котушки запалювання до ротора. При обертанні ротора ці імпульси передаються від зовнішнього контакту 45 до бокових електродів 18, залитим у кришці, і далі до свічок запалювання.

На корпусі розподільника запалення закріплений конденсатор 3 ємністю 020-025 мкФ.

Провід високої напруги

Провід високої напруги служать передачі імпульсів струму високої напруги від котушки запалювання до розподільника і від розподільника до свічок запалювання. Для зменшення радіотелевізійних перешкод дроти мають розподілений по довжині опір, що становить 2000 Ом/м. Сердечник 53 дроти, що являє собою шнур із лляної пряжі, укладений в оболонку 52, виготовлену з пластмаси з максимальним додаванням фериту. Поверх цієї оболонки намотаний провід ∅ 0,11 мм із сплаву нікелю та заліза.

Робота системи запалювання

Система запалювання має первинний ланцюг (низької напруги) та вторинну (високої напруги). Струм у первинному ланцюзі замикається по дорозі: "плюс" акумуляторної батареї - контакти "30/1", "15" вмикача запалювання - затискач "+Б",

первинна обмотка котушки - переривник 58 - маса - "мінус" акумуляторної батареї. Якщо напруга генератора більша за напругу акумуляторної батареї, струм йде від затиску "30" генератора і замикається через масу на його випрямляч. В іншому шлях струму такий самий, як описаний вище.

Струм, що протікає по первинній обмотці котушки запалювання, створює навколо витків магнітне силове поле. При розмиканні контактів переривника струм у первинному ланцюзі зникає, магнітне силове поле різко скорочується і, перетинаючи витки первинної та вторинної обмоток, індукує в них ЕРС, пропорційну кількості витків. У вторинній обмотці ЕРС досягає 12000-24000 В, а в первинній - 200-300 В. Чим швидше магнітні силові лінії перетинають витки обмоток (тобто швидше зникнення магнітного поля), тим більше индуктируемая у яких ЭРС.

Індуктована в первинній обмотці котушки запалення ЕРС називається ЕРС самоіндукції. Вона прагне підтримати струм, що зникає, і, отже, уповільнити скорочення магнітного поля. Крім того, вона викликає щирість між розімкненими контактами переривника. Щоб не допустити цих явищ, у розподільнику запалювання є конденсатор 3. У початковий момент розмикання контактів струм самоіндукції заряджає конденсатор, що зменшує проходження струму між контактами переривника та іскріння між ними. Потім конденсатор розряджається через первинну обмотку котушки запалення, причому струм розряду спрямований проти струму самоіндукції, завдяки чому зникнення струму первинного ланцюга відбувається швидше і, отже, швидше скорочується магнітне поле.

Струм високої напруги, индуктируемый у вторинної обмотці котушки запалення, замикається наступним шляхом: вторинна обмотка котушки запалювання - провід високої напруги - центральна клема кришки, центральний контакт 43, резистор 44, зовнішній контакт 45 ротора, бічний електрод. Потім паралельним ланцюгам струм проходить через акумуляторну батарею, через генератор, через усі включені споживачі на контакти "30/1" і "15" вимикача запалювання, а потім на затиск "+Б" до вторинної обмотки котушки запалення.

Висока напруга, що підводиться до центрального електрода свічки запалювання, пробиває повітряний зазор між електродами і між ними проскакує іскра, що займає робочу суміш у циліндрі двигуна.

Для отримання максимальної потужності та економічності двигуна необхідно спалахувати робочу суміш раніше приходу поршня в ВМТ, щоб згоряння закінчилося при повороті кривошипа колінчастого валу на 10-15° після ВМТ, тобто іскровий розряд повинен створюватися з необхідним випередженням.

Кожному числу оборотів двигуна необхідний свій кут випередження запалення. При зменшенні частоти обертання колінчастого валу кут випередження запалення повинен зменшуватися, а зі збільшенням частоти обертання збільшуватися. Цю роботу виконує відцентровий регулятор випередження запалювання. При збільшенні частоти обертання валика розподільника грузики 14 під дією відцентрової сили повертаються щодо осей, Виступи грузиків упираються у провідну пластину 23 і, долаючи натяг пружин, повертають опорну пластину 13 разом з кулачком 11 переривника в напрямку обертання валика а. Виступи кулачка раніше розмикають контакти переривника та випередження запалення збільшується. При зменшенні частоти обертання валика відцентрові сили, що діють на грузики, зменшуються і повертають пружини опорну пластину 13 з кулачком 11 проти напрямку обертання валика, тобто випередження запалення зменшується.