Сжатая рабочая смесь в цилиндрах карбюраторного двигателя воспламеняется от искры, образующейся от свечи зажигания. Ток высокого напряжения, необходимый для создания искрового разряда, получают от приборов системы батарейного зажигания, в которой используется электрическая энергия аккумуляторной батареи и генератора автомобиля.
Различают следующие системы батарейного зажигания: контактную, контактно-транзисторную и бесконтактно-транзисторную.
Рис. Контактная система зажигания.
1-распределитель; 2- искровая свеча; 3- бегунок; 4-контакты прерывателя; 5- конденсатор; 6- кулачок прерывателя ; 7- прерыватель-распределитель; 8-катушка зажигания; 9- аккумулятор.
Контактная система батарейного зажигания. В системе батарейного зажигания имеется две цепи — низкого и высокого напряжений. В цепь низкого напряжения последовательно включены аккумуляторная батарея (или генератор), включатель (замок) зажигания, первичная обмотка катушки зажигания с добавочным резистором и прерыватель. Цепь тока высокого напряжения состоит из вторичной обмотки катушки зажигания, распределителя, проводов высокого напряжения и искровых свечей зажигания.
Ток высокого напряжения получается в результате совместной работы прерывателя и катушки зажигания. При включенном замке зажигания и замкнутых контактах прерывателя электрический ток от аккумуляторной батареи или генератора поступает в первичную обмотку катушки зажигания, образуя вокруг нее магнитное поле.
При размыкании цепи низкого напряжения в первичной обмотке катушки зажигания исчезают ток и вместе с ним магнитное поле, окружающее его. Образующий это поле магнитный поток пересекает витки вторичной обмотки катушки зажигания и наводит в ней электродвижущую силу (ЭДС). Благодаря большому числу витков во вторичной обмотке напряжение на ее концах достигает 20...24 кВ.
От вторичной обмотки катушки зажигания через центральный провод высокого напряжения, распределитель и провода ток высокого напряжения поступает к искровым свечам зажигания, где между электродами происходит искровой разряд, который зажигает рабочую смесь.
Рис. Катушка зажигания.
1-выводные зажимы; 2- крышка; 3- добавочный резистор; 4- сердечник; 5- вторичная обмотка; 6- первичная обмотка; 7- изоляционная трубка; 8- корпус; 9- фарфоровый изолятор; 10- трансформаторное масло.
Катушка зажигания состоит из стального корпуса 8, сердечника 4, первичной и вторичной обмоток, карболитовой крышки 2 и добавочного резистора. Катушка зажигания представляет собой трансформатор, на стальном сердечнике которого имеется вторичная обмотка 5, а поверх нее — первичная обмотка 6. Между сердечником и вторичной обмоткой находится изоляционная трубка 7, а между слоями обмоток — изоляционная бумага. Первичная обмотка выполнена из толстого изолированного медного провода диаметром 0,8 мм. Вторичная обмотка состоит из 18000... 20000 витков тонкого провода диаметром 0,1 мм. Один конец вторичной обмотки соединен с первичной обмоткой, а другой выведен на центральный зажим карболитовой крышки. Концы первичной обмотки выведены на зажимы карболитовой крышки.
К зажимам ВК и ВКБ подсоединен добавочный резистор 3 из спирали в керамическом изоляторе. Добавочный резистор предохраняет катушку зажигания от перегрева при малой частоте вращения коленчатого вала. При включении стартера резистор закорачивается и пуск двигателя облегчается.
Внутри корпуса катушки установлен магнитопровод из трансформаторной стали. Сердечник также выполнен из полосок трансформаторной стали, а его конец установлен в фарфоровый изолятор 9. Пространство между обмотками и корпусом катушки заполнено трансформаторным маслом.
Рис. Контактный прерыватель-распределитель.
1 — крышка распределителя; 2 — зажим; 3 — центральный контакт; 4 — ротор; 5 — рычажок; 6 — кулачок; 7 — подвижный контакт прерывателя; 8 — неподвижный контакт; 9 — пластина кулачка; 10 — корпус; 11 — валик; 12 — регулировочные гайки; 13 — пластины октан-корректора; 14 — масленка; 15 - подвижный диск; 16 - пружина; 17 - вакуумный регулятор опережения зажигания; 18 — диафрагма; 19 —подшипник; 20 — неподвижный диск ; 21 — грузик; 22- стягивающая пружина.
Прерыватель-распределитель необходим для прерывания тока низкого напряжения и распределения тока высокого напряжения по цилиндрам двигателя.
Прерыватель-распределитель состоит из корпуса 10, приводного валика 11, подвижного и недвижного дисков, кулачка 6 и регулятора опережения зажигания. На подвижном диске 15 размещены изолированный рычажок 5 с подвижным контактом 7 и неподвижный контакт 8 со стойкой. Контакты прерывателя наплавлены тугоплавким металлом — вольфрамом. Подвижный контакт прерывателя прижимается к неподвижному пластинчатой пружиной.
Вращающийся кулачок 6 нажимает выступом на изолированный рычажок прерывателя и за один оборот размыкает контакты столько раз, сколько выступов на кулачке. Число выступов на кулачке равно числу цилиндров двигателя.
Сверху на корпусе прерывателя-распределителя установлен распределитель. Он состоит из ротора 4 и крышки. Ротор изготовлен из карболита, а сверху в него вмонтирована латунная пластина. Он закреплен на выступе кулачка. Крышка распределителя изготовлена из карболита. На ее наружной части по окружности выполнены гнезда с зажимами 2 для проводов, идущих к свечам зажигания. В центре крышки расположено центральное гнездо для крепления центрального провода высокого напряжения от катушки зажигания. Внутри крышки против центрального гнезда помещен угольный контакт 3 с пружиной для соединения провода с пластиной ротора, а против каждого гнезда по окружности расположены боковые контакты из латуни.
Ротор распределителя, вращаясь вместе с кулачком, соединяет центральный контакт поочередно с боковыми, подавая ток высокого напряжения в искровые свечи зажигания.
Кулачок 6 прерывателя соединен с приводным валиком 11 через центробежный регулятор. Валик приводится в действие от распределительного вала.
Центробежный регулятор снабжен грузиками, на выступах которых размещается пластина 9 с косыми прорезями. С увеличением частоты вращения коленчатого вала грузики регулятора расходятся и штифты грузиков, перемещаясь в прорезях пластины, поворачивают ее и соединенный с ней кулачок в сторону вращения ведущего валика. В результате кулачок раньше размыкает контакты прерывателя и угол опережения зажигания увеличивается. Это необходимо по той причине, что с увеличением частоты вращения уменьшается время сгорания рабочей смеси.
В зависимости от условий работы регулятор автоматически выбирает оптимальный угол опережения зажигания, который влияет на тепловой режим, мощность и экономичность двигателя.
Вакуумный регулятор служит для изменения угла опережения зажигания в зависимости от нагрузки двигателя. Полость вакуумного регулятора 17 с одной стороны соединена трубкой со смесительной камерой карбюратора, расположенной над дроссельной заслонкой, а с другой стороны сообщается с атмосферой. К диафрагме 18 прикреплена тяга, которая связана с подвижным диском 15 прерывателя.
При уменьшении нагрузки двигателя дроссельная заслонка прикрывается, и под действием разрежения, передаваемого по трубке от карбюратора, диафрагма 18 перемещается с тягой влево и поворачивает подвижную пластину прерывателя навстречу вращению кулачка. Угол опережения зажигания увеличивается. С возрастанием нагрузки дроссельная заслонка открывается, разрежение в трубке падает, и под действием пружины 16 диафрагма перемещает тягу с подвижным диском в обратную сторону, уменьшая угол опережения зажигания.
Октан-корректор предназначен для изменения угла опережения зажигания вручную в зависимости от октанового числа топлива. Им изменяют угол опережения зажигания в пределах ±12° по углу поворота коленчатого вала. Чтобы изменить угол опережения зажигания, отпускают болт, крепящий пластины 13, и вращением регулировочных гаек 12 поворачивают корпус прерывателя-распределителя в необходимую сторону, после чего закрепляют крепящий болт. Одно деление шкалы октан-корректора соответствует изменению угла опережения зажигания на 2°.
Для работы двигателя на топливе с меньшим октановым числом угол опережения зажигания уменьшают и наоборот.
Таким образом, в прерывателе-распределителе действуют независимо три устройства изменения угла опережения зажигания: центробежный регулятор поворачивает кулачок, вакуумный регулятор — подвижный диск прерывателя, октан-корректор — корпус. Первоначально угол опережения зажигания устанавливают вручную.
Конденсатор представляет собой цилиндрический металлический корпус, внутри которого размещены свернутые рулоном две алюминиевые ленты, изолированные одна от другой парафинированной конденсатной бумагой. Одна из лент присоединена проводом к изолированному контакту прерывателя, а другая — к «массе».
Ток самоиндукции, возникающий в цепи низкого напряжения при разрыве контактов прерывателя, вызывает интенсивное искрение, разрушение контактов. Чтобы предотвратить вредное действие ЭДС самоиндукции, параллельно контактам прерывателя включают конденсатор, который заряжается в момент появления ЭДС самоиндукции. Разряжаясь, он способствует быстрому исчезновению тока в первичной цепи, а следовательно и магнитного поля, благодаря чему напряжение во вторичной цепи повышается.