Sytem zapłonu

Instrumenty układu zapłonowego obejmują: świecę zapłonową, cewkę zapłonową, wyłącznik zapłonu, rozdzielacz zapłonu oraz przewody wysokiego i niskiego napięcia.


Otwórz duży obraz w nowej karcie »

---

Świeca

Świeca zapłonowa jest przeznaczona do zapalania palnej mieszanki w cylindrach silnika poprzez wyładowanie iskrowe między elektrodami.


Na samochodach «Żyguli» od 1973 roku używane są świece A-7,5 XC. Wcześniej używano świec A-7,5 BS. Różnią się tylko materiałem izolatora. Litera A w oznaczeniu świecy wskazuje, że gwint wkręcanej części to M14X1,25, a dla tych świec gwint jest wykonany zgodnie z normą ISO z klasą dokładności 6e. Liczby 7,5 to długość stożka termicznego (spódnice) izolator. Druga litera w oznaczeniu wskazuje materiał izolatora: B - korund borowy, X - chilumin. Ostatnia litera C oznacza, że świeca jest uszczelniona wzdłuż elektrody środkowej materiałem przewodzącym.

Konstrukcja świec jest nierozłączna. Stalowy korpus 21 ma część gwintowaną o długości 19 mm i część sześciokątną o rozmiarze klucza 20,8 mm. Do korpusu przyspawana jest elektroda boczna 26 wykonana z drutu niklowo-manganowego. Izolator 23 wykonany jest z wysokiej jakości materiału ceramicznego, który posiada bardzo dużą wytrzymałość mechaniczną i elektryczną w wysokich temperaturach. Zewnętrzna powierzchnia izolatora jest szkliwiona, aby poprawić właściwości izolacyjne i zmniejszyć osadzanie się wilgoci, zmniejszając w ten sposób możliwość wyładowania powierzchniowego po przyłożeniu wysokiego napięcia do świecy. W otworze izolatora umieszczona jest kompozytowa elektroda środkowa, składająca się z elektrody właściwej 25, wykonanej z żaroodpornego stopu chromowo-niklowego oraz pręta stalowego 22. W górnej części pręta znajduje się gwint, na który nakrętka stykowa 24 jest wkręcana w celu połączenia końcówki przewodu wysokiego napięcia. Pręt 22 jest wypełniony izolatorem przewodzącym szczeliwem szklanym, które nie pozwala na przenikanie gazów przez otwór izolatora. Szczelina między korpusem świecy a izolatorem jest uszczelniona poprzez obtoczenie korpusu wokół kołnierza izolatora, a także przez miedzianą podkładkę 19, która również służy do odprowadzania ciepła z izolatora do korpusu, utrzymując temperaturę spódnicę izolatora na pewnym poziomie


Temperatura ta zależy od długości fartucha i obciążenia cieplnego silnika. Im dłuższa spódnica, tym gorsze odprowadzanie ciepła ze spódnicy do ciała «gorąca świeca. Do każdego modelu silnika świeca zapłonowa jest dobierana indywidualnie, ponieważ osłona izolatora musi być podgrzana do temperatury 500-600°C. Jeśli temperatura jest poniżej 500°C, czyli spódnica jest krótka i świeca «zimno», wówczas osady węglowe będą intensywnie osadzać się na płaszczu izolatora. Jeśli temperatura przekroczy 600°C, osady węgla wypali się, ale silnik wstępnie zapali palną mieszankę z rozgrzanej spódnicy, a nie z iskry. Zjawisko to nazywane jest zapłonem jarzeniowym i objawia się stukaniem w silniku oraz tym, że po wyłączeniu zapłonu silnik jeszcze przez jakiś czas pracuje.

W przybliżeniu właściwości termiczne świecy są określone przez długość osłony izolatora, która jest wskazana w oznaczeniu świecy.

Od wycieku gazów przez gwinty korpusu świecy stosuje się o-ring 20 wykonany z miękkiego żelaza, który jest zaciskany między jego korpusem a powierzchnią gniazda w głowicy cylindrów.

Cewka zapłonowa

Na samochodach «Żyguli» zainstalować cewkę zapłonową typu B-117A produkcji krajowej lub B-117 produkcji NRB. Charakterystyka tych cewek jest taka sama, a różnice dotyczą tylko małych elementów konstrukcyjnych. Cewka znajduje się w komorze silnika i montowana jest na dwóch śrubach przyspawanych do spodu lewego błotnika koła.

Cewka zapłonowa służy do przetwarzania prądu przerywanego niskiego napięcia (12 V) w prąd wysokiego napięcia (11-20 kV) do przerwania szczeliny powietrznej między elektrodami świecy zapłonowej. Cewka jest transformatorem «żelazo» rdzeń 1 i pierścieniowy zewnętrzny obwód magnetyczny 3. Rdzeń jest wykonany ze stalowych płyt elektrotechnicznych o grubości 0,5 mm, a zewnętrzny obwód magnetyczny składa się z elektrotechnicznej taśmy stalowej o grubości 0,3 mm zwiniętej w dwie warstwy. Aby zredukować prądy wirowe, taśma ma pionowe szczeliny.


Rdzeń 1 znajduje się w kartonowej ramie 8, na której nawinięte jest uzwojenie wtórne 5. Uzwojenie pierwotne 4 jest nawinięte na uzwojenie wtórne. Warstwy uzwojenia są oddzielone od siebie warstwami papieru izolacyjnego, a pierwsza warstwa jest oddzielony od reszty warstwą tektury falistej. Uzwojenie pierwotne jest izolowane od uzwojenia wtórnego papierem izolacyjnym i taśmą z tworzywa sztucznego, a od rdzenia magnetycznego 3 warstwami tektury izolacyjnej.

Uzwojenia wraz z obwodem magnetycznym i rdzeniem umieszczone są w bezszwowej obudowie aluminiowej 17 i wypełnionej olejem transformatorowym. Wypełnienie olejem zwiększa niezawodność izolacji i poprawia chłodzenie uzwojeń. Uzwojenia osadzone są w obudowie na izolatorze miskowym 2 wykonanym z materiału ceramicznego - steatytu.

Od góry korpus cewki jest zamknięty pokrywą z tworzywa sztucznego 11, której występ jest zawalony w korpusie i uszczelniony uszczelką z gumy olejo- i benzynoodpornej. Zaciski uzwojeń są podłączone do zacisków wypełnionych w pokrywie. Do zacisku 15 oznaczonego «+ B», konkluzje początku uzwojenia pierwotnego i końca uzwojenia wtórnego są lutowane, a do zacisku 12 (nieoznaczony) zacisk końca uzwojenia pierwotnego jest lutowany. Wyjście początku uzwojenia wtórnego (wyjście wysokiego napięcia) połączone z płytkami rdzenia i dalej przez sprężynę 10 i śrubę 14 z zaciskiem 13, do której podłączony jest przewód wysokiego napięcia.

Stacyjka

W pojazdach VAZ-2101 i VAZ-2102 zainstalowane są wyłączniki zapłonu typu VK-333 bez urządzenia przeciwkradzieżowego lub wyłączniki zapłonu VK-347 z urządzeniem przeciwkradzieżowym i częścią stykową. Tylko wyłącznik zapłonu VK-347 jest zainstalowany w samochodzie VAZ-2103, który opisano tutaj. Zasada działania i charakterystyka przełącznika VK-333 są w zasadzie takie same jak przełącznika VK-347.


Wyłącznik zapłonu jest przeznaczony do włączania i wyłączania obwodów zapłonowych, przyrządów, świateł i innych odbiorników energii elektrycznej samochodu. Montuje się go na wsporniku po lewej stronie kolumny kierownicy i zabezpiecza dwoma śrubami.

Wyłącznik składa się z obudowy 34 z zamkiem i zabezpieczeniem przed kradzieżą oraz części stykowej 27 zamocowanej w obudowie za pomocą pierścienia sprężystego 28. wału kierownicy i blokady wału. W takim przypadku należy skręcić kierownicą w lewo iw prawo, tak aby rowek wałka dotknął pręta blokującego zamka. Blokada wyłącznika jest tak zaprojektowana, że kluczyk można wyjąć tylko w położeniu PARKOWANIE i WYŁĄCZENIE.

Część stykowa ma stalową rolkę 39, na którą nałożony jest wirnik 35 z tworzywa sztucznego z pierścieniami ślizgowymi 43 oraz cylinder 33 z tworzywa sztucznego z występami. W głowicy rolki znajduje się rowek 42, który obejmuje występ tulei prowadzącej urządzenia przeciwkradzieżowego. Jedna strona szczeliny ma szerokość 2,5 mm, a druga strona ma szerokość 2 mm. Dlatego część stykowa 27 może być zainstalowana w obudowie 34 tylko w jednym określonym położeniu. Sprężyna 32 służy do powrotu rolki 39 z pozycji STARTER do pozycji ZAPŁON po zwolnieniu kluczyka.

Blok 31 posiada mosiężne wtyki typu rack ze stykami. Na wtykach «30» i «30/1» stałe płytki z brązu ze stykami. Płyty są dociskane do powierzchni cylindra 33 przez sprężyny płytkowe. W pozycjach ZAPŁON i ROZRUSZNIK występy cylindra 33 dociskają te płytki i styki «30—50» i «15—30/1» zamknąć. Dodatkowo stojaki «30», «INT» i «16» mają styki, które są zamknięte przez pierścienie ślizgowe 43 wirnika 35. Wirnik jest dociskany do tych styków przez sprężynę 38.

Na styki podawane jest napięcie z akumulatora i generatora «30» i «30/1». Kontakt «16» przełącznik nie jest jeszcze używany. Diagram pokazuje, które styki zamykają się w różnych kluczowych pozycjach.

Dystrybutor

Otwórz duży obraz w nowej karcie »

---

Rozdzielacz zapłonu służy do przerywania prądu w obwodzie niskiego napięcia cewki zapłonowej i rozprowadzania impulsów wysokiego napięcia do świec zapłonowych.

Na samochodach «Żyguli» zastosowano czteroiskrowy, nieekranowany rozdzielacz zapłonu typu R-125 (R-125B dla VAZ-2103) z odśrodkowym regulatorem kąta zapłonu i korektorem liczby oktanowej.

Rozdzielacze zapłonu R-125 i R-125B różnią się charakterystyką regulatora kąta wyprzedzenia zapłonu oraz długością dolnej części wałka 1 wystającego z obudowy 40: dla rozdzielacza R-125 wymiar od kołnierza podtrzymującego obudowę do końca wału wynosi 127,5 mm, a dla rozdzielacza R 125B - 136,3 mm.

Obudowa 40 rozdzielacza jest odlana ze stopu aluminium i posiada porowatą ceramiczno-metalową tuleję 39, w której obraca się rolka 1. Smar doprowadzany jest do tulei przez filcowy knot (filc) 47 z olejarki 6.

Główne części rozdzielacza zapłonu: rozdrabniacz, odśrodkowy regulator kąta zapłonu i sam rozdzielacz.

Wyłącznik składa się z krzywki 11 z czterema występami i zębatki 36 ze stykami, które krzywka otwiera podczas obrotu. Krzywka jest nasmarowana filcem 12 nasączonym olejem. Do słupka 36 przynitowana jest oś 25, na której umieszczona jest dźwignia 29 ze stykiem 30 na tulei tekstolitowej 26, dociśniętej przez sprężynę płytkową 27 do styku 32 słupka. Prąd do styku dźwigni jest dostarczany ze śruby 7 przez przewód 31 i sprężynę 27.

Zębatka 36 jest zamocowana dwoma śrubami 33 na płycie ruchomej 37 przerywacza. Dolny koniec osi 25 dźwigni wchodzi w otwór płytki ruchomej. Dlatego podczas regulacji odstępu między stykami zębatkę można obrócić wokół tej osi po poluzowaniu śrub 33.

Ruchoma płyta 37 przerywacza jest przylutowana do tulei, przez którą przechodzi wałek rozprowadzający. Na tę tuleję nakładana jest plastikowa płyta nośna 38 i stała płytka 35 przerywacza. Płyty te są ściskane przez podkładkę sprężystą i mocowane do tulei za pomocą pierścienia ustalającego. Ruchomą płytkę 37 przerywacza z zębatką 36 można obracać za pomocą pręta korektora oktanowego 47, co umożliwia ręczną regulację czasu zapłonu w niewielkim zakresie.

Krzywka 11 nie jest napędzana bezpośrednio. rolkę rozdzielacza, a przez obciążniki i może być przez nie obracana o 15°względem rolki rozdzielacza.

Płyta podstawowa 13 regulatora kąta zapłonu jest przylutowana do górnego końca tulei krzywki. Osie 24 są przynitowane do płytki, na której obracają się obciążniki metalowo-ceramiczne. Zębatki 22 sprężyn są wciśnięte w płytę 23. Dolne części osi są ogranicznikami. Wchodzą one w owalne rowki płyty 13 i nie pozwalają jej obrócić się względem wałka dystrybutora o więcej niż 15°.

Dystrybutor składa się z wirnika 17 i elektrod zainstalowanych w plastikowej osłonie 19. Wirnik 17 z pasty jest zamocowany dwoma śrubami 16 na płytce 13 regulatora kąta wyprzedzenia zapłonu. Wirnik jest zamocowany w określonej pozycji, co zapewniają kwadratowe i okrągłe otwory w płycie 13, które obejmują ten sam przekrój występów wirnika. Centralne 43 i zewnętrzne 45 styki wirnika są nitowane na wirniku, pomiędzy którymi znajduje się rezystor 44 5000-6000 omów w specjalnym zagłębieniu, przeznaczonym do tłumienia zakłóceń radiowych.

Sprężynowa elektroda węglowa 21 opiera się o centralny styk wirnika, który przekazuje impulsy wysokiego napięcia z cewki zapłonowej do wirnika. Gdy wirnik się obraca, impulsy te są przekazywane od zewnętrznego styku 45 do elektrod bocznych 18, wypełnionych osłoną, a dalej do świec zapłonowych.

Kondensator 3 o pojemności 0,20-0,25 mikrofaradów jest zamocowany na obudowie rozdzielacza zapłonu.

Przewody wysokiego napięcia

Przewody wysokiego napięcia służą do przesyłania impulsów prądu wysokiego napięcia z cewki zapłonowej do rozdzielacza iz rozdzielacza do świec zapłonowych. Aby zredukować zakłócenia radiowe i telewizyjne, przewody mają rezystancję rozłożoną na całej długości 2000 Ohm/m. Rdzeń 53 drutu, który jest kordem z przędzy lnianej, jest zamknięty w osłonie 52 wykonanej z tworzywa sztucznego z maksymalnym dodatkiem ferrytu. Na tej osłonie nawinięty jest drut ∅ 0,11 mm ze stopu niklu i żelaza.

Działanie układu zapłonowego

Układ zapłonowy ma obwód pierwotny (niskie napięcie) i wtórne (Wysokie napięcie). Prąd w obwodzie pierwotnym zamyka się wzdłuż ścieżki: «plus» bateria - styki «30/1», «15» wyłącznik zapłonu - zacisk «+ B»,

uzwojenie pierwotne cewki - wyłącznik 58 - masa - «minus» bateria. Jeśli napięcie alternatora jest większe niż napięcie akumulatora, prąd płynie z cęgów «30» generatora i zamyka się przez ziemię do prostownika. Pozostała część bieżącej ścieżki jest taka sama, jak opisano powyżej.

Prąd płynący przez uzwojenie pierwotne cewki zapłonowej wytwarza pole sił magnetycznych wokół zwojów. Gdy styki wyłącznika są otwarte, prąd w obwodzie pierwotnym zanika, pole siły magnetycznej gwałtownie się zmniejsza i przechodząc przez zwoje uzwojenia pierwotnego i wtórnego, indukuje w nich pole elektromagnetyczne proporcjonalne do liczby zwojów. W uzwojeniu wtórnym EMF osiąga 12000-24000 V, aw pierwotnym - 200-300 V. Im szybciej linie siły magnetycznej przecinają zwoje uzwojeń (tj. szybsze zanikanie pola magnetycznego), tym większe pole elektromagnetyczne w nich indukowane.

SEM indukowany w uzwojeniu pierwotnym cewki zapłonowej nazywa się EMF samoindukcji. Ma na celu utrzymanie zanikającego prądu, a tym samym spowolnienie kurczenia się pola magnetycznego. Dodatkowo powoduje iskrzenie pomiędzy otwartymi stykami wyłącznika. Aby zapobiec tym zjawiskom w rozdzielaczu zapłonu znajduje się kondensator 3. W początkowej chwili rozwarcia styków prąd indukcji własnej ładuje kondensator, co zmniejsza przepływ prądu między stykami wyłącznika i iskrzenie między nimi. Kondensator jest następnie rozładowywany przez uzwojenie pierwotne cewki zapłonowej, przy czym prąd rozładowania jest skierowany przeciw prądowi samoindukcyjnemu, przez co prąd w obwodzie pierwotnym zanika szybciej, a tym samym szybciej zmniejsza się pole magnetyczne.

Prąd wysokiego napięcia indukowany w uzwojeniu wtórnym cewki zapłonowej jest zamknięty w następujący sposób: uzwojenie wtórne cewki zapłonowej - przewód wysokiego napięcia - środkowy zacisk osłony, środkowy zacisk 43, rezystor 44, zewnętrzny styk 45 wirnika, elektroda boczna pokrywy rozdzielacza - świeca zapłonowa - masa. Następnie w obwodach równoległych prąd przepływa przez akumulator, przez generator, przez wszystkich uwzględnionych odbiorców do styków «30/1» i «15» wyłącznik zapłonu, a następnie na zacisku «+ B» do uzwojenia wtórnego cewki zapłonowej.

Wysokie napięcie przyłożone do środkowej elektrody świecy zapłonowej przebija szczelinę powietrzną między elektrodami i iskra przeskakuje między nimi, zapalając roboczą mieszankę w cylindrze silnika.

Aby uzyskać maksymalną moc i sprawność silnika, należy zapalić roboczą mieszankę nieco wcześniej niż dotarcie tłoka do górnego martwego punktu, tak aby spalanie zakończyło się, gdy korba wału korbowego obróci się o 10-15°po górnym martwym punkcie centrum, czyli wyładowanie iskrowe powinno powstać z niezbędnym wyprzedzeniem.

Każda prędkość obrotowa silnika wymaga własnego ustawienia zapłonu. Wraz ze spadkiem prędkości wału korbowego czas zapłonu powinien się zmniejszać, a wraz ze wzrostem prędkości obrotowej wzrastać. Ta praca jest wykonywana przez odśrodkowy kontroler rozrządu zapłonu. Wraz ze wzrostem częstotliwości obrotu rolki rozdzielacza obciążniki 14 obracają się względem osi pod działaniem siły odśrodkowej, występy obciążników opierają się o tarczę napędową 23 i pokonując napięcie sprężyn, obracają płytę nośną 13 wraz z krzywką 11 przerywacza w kierunku obrotu wału rozdzielacza pod kątem a. Występy krzywki wcześniej otwierają styki wyłącznika i zwiększa się wyprzedzenie zapłonu. Wraz ze spadkiem prędkości obrotowej walca siły odśrodkowe działające na obciążniki zmniejszają się, a sprężyny obracają płytkę podstawy 13 z krzywką 11 w kierunku przeciwnym do kierunku obrotu walca, czyli czas zapłonu maleje.