Практическое занятие № 5
Тема: «Устройство и работа приборов контактных систем зажигания».
Цель работы: Обобщить и закрепить полученные теоретические знания о назначении, устройстве и работе приборов контактных систем зажигания. Организация работы и оборудование учебных мест.
Работа проводится на 2-х учебных местах:
Учебное место №1. Изучение устройства катушки зажигания, добавочного резистора.
Оборудование: Стенд «Контактная система зажигания». Приборы: катушки зажигания, добавочные сопротивления.
Плакаты, учебная литература.
Учебное место №2. Изучение устройства прерывателя, центробежного регулятора, вакуумного регулятора опережения зажигания.
Оборудование: Стенд «Контактная система зажигания». Приборы: прерыватели – распределители.
Плакаты, учебная литература.
Время проведения работы – 80 минут.
Организация работы; проведение инструктажа по БЖД во время выполнения работы. [Инструкция по безопасности жизнедеятельности № 80 во время проведения занятий со студентами в лаборатории и кабинете «Электрооборудование автомобилей» №105] - 10 мин;
Работа на учебных местах – 2 х 20 минут – 40 мин;
Изменение учебных мест – 2 х 1- 2 мин;
Изменение учебных мест осуществляется по команде преподавателя:
УМ №1 – УМ №2
Уборка рабочих мест – 2 мин;
Защита работы – 18 мин;
Подведение итогов – 8 мин;
Теоретические сведения.
Катушка зажигания
В настоящее время применяются два вида катушек - с разомкнутым и замкнутым магнитопроводом. Они могут выполняться по трансформаторной схеме соединения обмоток.
Сердечник катушки набран из листов электротехнической стали. Вторичная обмотка, намотанная на изоляционную втулку, располагается на сердечнике. Число витков этой обмотки лежит в пределах 16-40 тыс., диаметр
провода 0,06-0,09 мм. Поверх вторичной обмотки через изоляционную прокладку располагается первичная обмотка. Такое расположение способствует лучшему ее охлаждению. Обмотка имеет 260 - 330 витков
провода диаметром 0,5-0,9 мм. Начало вторичной обмотки соединено с пружиной и латунной вставкой для соединения с высоковольтным проводом. На низковольтные выводы подводятся совместное соединение вторичной и первичной обмоток и вывод первичной обмотки. Обмотки с сердечником помещены в кожух, от которого сердечник изолирован керамическим изолятором. Рядом с кожухом располагается витой наружный магнитопровод, увеличивающий индуктивность катушки. Между кожухом катушки и крышкой, выполненной из высоковольтной пластмассы, проложена герметизирующая прокладка. Соединение крышки с кожухом выполнено завальцовкой, что делает конструкцию неразборной. Внутренняя полость катушки заполнена трансформаторным маслом. У катушек систем с регулируемым временем накопления энергии, имеющих низкое сопротивление первичной обмотки (0,4 - 0,5 Ом), позволяющее ускорить процесс нарастания первичного тока, в случае отказа ограничителя тока в контроллере чрезмерный перегрев катушки может вызвать взрыв. Для его предотвращения некоторые катушки снабжены предохранительным клапаном, срабатывающим при повышении давления внутри катушки. После срабатывания клапана катушка восстановлению не подлежит.
Малые размеры специальных катушек позволяют размещать их прямо на свечах зажигания.
Добавочный резистор.
Добавочный резистор RД (см. схему) устраняет влияние снижения напряжения в бортовой сети при включении стартера. Для этого он при пуске закорачивается, при нормальной работе на нем падает часть напряжения так, что к катушке зажигания подходит напряжение 7-8 В, на которое она рассчитана.
Добавочный резистор выполняется из никелевой или константановой проволоки, имеет сопротивление 1 -1,9 Ом и располагается либо на катушке зажигания, либо отдельно.
Изготовление добавочного резистора из никелевой проволоки позволяет ему выполнить дополнительные функции - защиту первичной цепи от перегрузки, возможной на малой частоте вращения коленчатого вала.
Сопротивление никелевого резистора с ростом силы тока возрастает. Там, где напряжение при пуске понижается мало, добавочный резистор не применяется.
Прерыватель.
В контактной системе зажигания коммутация в первичной цепи зажигания осуществляется механическим кулачковым прерывательным механизмом. Кулачок прерывателя (рис. 1, а) связан с коленчатым валом двигателя через зубчатую или зубчато-ременную передачу, причем частота вращения вала кулачка вдвое меньше частоты вращения вала двигателя. Угол опережения зажигания устанавливается изменением положения кулачка относительно приводного вала или углового положения пластины прерывателя, на которой закреплена ось его подвижного рычажка.
Однако во всех случаях с увеличением частоты вращения коленчатого вала увеличивается скорость движения поршня, и для того, чтобы смесь успела сгореть при увеличении частоты вращения, угол опережения зажигания должен быть увеличен.
Для изменения положения кулачка относительно приводного вала в зависимости от частоты вращения служит центробежный регулятор (рис. 1, б).
Центробежный регулятор.
Своеобразными датчиками частоты вращения в регуляторе являются грузики, оси вращения которых закреплены на пластине, связанной с приводным валом. Под действием центробежной силы, зависящей от частоты вращения, грузики стремятся разойтись и повернуть траверсу, жестко связанную с кулачком, при этом центробежная сила преодолевает силу противодействующей пружины. Пример зависимости угла опережения
зажигания, устанавливаемого центробежным регулятором при изменении частоты вращения n, представлен на рис. 1, б.
Ломаный характер зависимости определяется подбором жесткости пружины, массы и конфигурации грузиков. Максимальное значение ОО ограничивается упором и лежит в пределах 30 - 40°, по углу поворота коленчатого вала, (этот угол вдвое меньше по углу поворота приводного вала распределителя (рис.1, б).
Рис. 1. Конструктивное исполнение элементов контактной системы зажигания: а - кулачково-прерывательный механизм: б - центробежный регулятор опережения зажигания и его характеристика: в - вакуумный регулятор опережения зажигания и его характеристика: ОО - угол опережения зажигания: n - частота вращения приводного вала распределителя; 1 - кулачок; 2 - неподвижный контакт; 3 - подвижный контакт; 4 - рычажок прерывателя; 5 - подвижная пластина; 6 - грузики; 7 - траверса; 8 - диафрагма; 9 - шток; 10- вакуумная камера; 11 - пружина |
Вакуумный регулятор
С увеличением нагрузки двигателя, т.е. с увеличением угла открытия дроссельной заслонки, наполнение цилиндров и давление в конце такта сжатия увеличивается, процесс сгорания ускоряется. Следовательно, с увеличением от
крытия дроссельной заслонки угол Оо должен уменьшаться. Изменение угла опережения зажигания по нагрузке двигателя осуществляет вакуумный регулятор (рис.1, в). Вакуумная камера регулятора соединена со впускным трактом двигателя за дроссельной заслонкой. При увеличении нагрузки дроссельная заслонка открывается, давление за ней снижается, и гибкая мембрана через шток поворачивает пластину с контактным механизмом
относительно кулачка в сторону уменьшения угла опережения зажигания. Максимальный угол опережения зажигания по нагрузке также ограничивается упором и лежит в пределах 15-25о по углу поворота коленчатого вала. Пример характеристики вакуумного регулятора представлен на рис.1, в (угол указан по валу распределителя). В реальной эксплуатации центробежный и вакуумный регуляторы работают совместно.
Прерыватели-распределители имеют устоявшуюся конструкцию и отличаются, в основном, элементами подсоединения к двигателю и числом выводов, зависящим от числа цилиндров двигателя. Они объединяют в один узел контактный прерыватель тока в первичной цепи катушки зажигания, центробежный и вакуумный регуляторы угла опережения зажигания и высоковольтный распределитель.
Кулачок прерывательного механизма имеет число выступов по числу цилиндров двигателя.
Высоковольтный распределитель.
Высоковольтный распределитель содержит пластмассовый ротор с центральным электродом и боковые электроды, установленные в пластмассовой крышке. Ротор закреплен на валу, связанном с подвижной пластиной регулятора опережения зажигания. Импульсы высокого напряжения поступают на центральный электрод от катушки зажигания через
подпружиненный угольный электрод и помехоподавительный резистор (1-6 кОм), закрепленный в углублении ротора.
При вращении ротора импульсы высокого напряжения передаются от центрального электрода через зазор к боковым электродам, а от них через высоковольтные провода к свечам. Провода к боковым электродам подсоединяются в соответствии с порядком работы цилиндров.
На корпусе распределителя закреплен конденсатор, включенный параллельно контактам прерывателя для уменьшения их искрения.
Порядок проведения работы.
Учебное место №1. Изучение устройства катушки зажигания, добавочного резистора.
1.Осмотреть учебный стенд контактная система зажигания, приборы. Уяснить и запомнить детали и узлы.
2.Уяснить и запомнить устройство катушки зажигания, добавочного резистора.
3.Сложить плакаты. Подготовиться к смене учебного места.
Учебное место №2. Изучение устройства прерывателя, центробежного регулятора, вакуумного регулятора опережения зажигания.
1.Осмотреть устройство деталей прерывателя.
2.Уяснить и запомнить принцип работы центробежного регулятора, вакуумного регулятора опережения зажигания.
3.Сложить плакаты. Подготовиться к защите работы, ответив на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы:
1. Поясните устройство и принцип работы катушки зажигания.
2. Поясните устройство и принцип работы добавочного резистора.
3. Поясните устройство и принцип работы прерывателя. (Выполните эскиз).
4. Поясните устройство и принцип работы центробежного регулятора опережения зажигания. (Выполните эскиз).
5. Поясните устройство и принцип работы вакуумного регулятора опережения зажигания. (Выполните эскиз).
Литература:
1. Карунин А.Л. Конструкция автомобиля. Электрооборудование автомобилей. М. Горячая линия. Телеком 2005
2. Сажко В.А. Электрическое и электронное оборудование автомобилей. – Киев, Каравелла, 2004.
3. Резник А.М. Электрооборудование автомобилей. – М. Транспорт 1990.