4for1


Зажигание топлива электрической искрой

Топливо в карбюраторных двигателях воспламеняется от электрического разряда (искры), возникающего между электродами, расположенными в камере сгорания. Чтобы образовалась такая искра, к электродам нужно подвести импульс высокого напряжения не менее 10 кВ. Для надежности работы системы зажигания используют напряжение 18…20 кВ. Для образования в камере сгорания электрической искры применяют устройство, называемое искровой зажигательной свечой. Для получения импульсов высокого напряжения и подачи их к свече в нужные моменты служит магнето.


Магнето представляет собой комбинацию магнитоэлектрического генератора, трансформатора (индукционной катушки) и прерывателя.
Рис. Магнето высокого напряжения:

а — устройство; б — магнитная система; в — искровая свеча зажигания; 1 — подвижный контакт; 2 — кулачок; 3 — неподвижный контакт; 4 — выключатель; 5 — конденсатор; 6 — первичная обмотка; 7 — вторичная обмотка; 8 — провод; 9 — сердечник; 10 — разрядник; 11 — жесткая полумуфта; 12 — стойка; 13 — магнит; 14 — пружина; 15 — корпус; 16 — наконечник; 17 — стержень; 18 — изолятор; 19 — боковой электрод; 20 — центральный электрод; 21 — головка цилиндра.


Устройство. В корпусе, отлитом из цинкового сплава, залиты две стойки 12 (рис. а), набранные из пластин электротехнической стали. Между стойками на шариковых подшипниках вращается двухполюсный магнит 13. На верхних плоскостях стоек укреплен сердечник 9 трансформатора с двумя обмотками — первичной 6 с небольшим числом витков (150…200) из изолированной медной проволоки диаметром около 1,0 мм и вторичной 7 с большим числом витков (11…13 тыс.) из проволоки диаметром 0,07 мм.

В передней части корпуса магнето установлен прерыватель, состоящий из подвижного контакта 1, прижимаемого пружиной 14 к неподвижному контакту 3, и кулачка 2, укрепленного на конце вала магнето.
Вращение магнит получает от вала привода двигателя, на который устанавливается магнето, через жесткую пол у муфту 11.

Действие. При вращении магнита 13, когда полюса его расположатся против стоек 12 (см. рис. б, положение I), магнитный поток пойдет от северного полюса магнита по левой стойке, затем по сердечнику 9 и, наконец, через правую стойку к южному полюсу магнита.

При последующем повороте магнита, когда полюса займут положение II, магнитный поток изменит свой путь и вместо сердечника пойдет по стойкам.

При дальнейшем вращении, когда полюса встанут в положение III, магнитный поток опять пойдет по сердечнику, но уже в обратном направлении.

Переменный магнитный поток наводит в обмотках 6 и 7 (см. рис. а) трансформатора электродвижущие силы (э.д.с.). Эти силы в первичной обмотке достигают нескольких десятков вольт, а во вторичной — около 1000 В.

В том случае, когда контакты прерывателя замкнуты, наведенная э.д.с. вызывает протекание тока низкого напряжения по следующей цепи: первичная обмотка 6 — контакты прерывателя 3 и 1 — пружина 14 — «масса» — первичная обмотка 6.

Ток, протекая по первичной обмотке трансформатора, создает вокруг нее магнитное поле, достигающее наибольшего значения при повороте магнита от вертикального положения на 8… 10°. В этот момент кулачок 2 набегает на упор подвижного контакта 1, отводит его от неподвижного контакта, соединенного с «массой», и течение тока в первичной обмотке резко прекращается.

Это вызывает исчезновение магнитного поля катушки и наведение в ее обмотках э.д.с. В витках первичной обмотки наводится э.д.с. самоиндукции, достигающая 300…400 В, а во вторичной обмотке — 18…20 кВ.

Конденсатор 5, включенный параллельно контактам прерывателя, при их размыкании воспринимает на себя э.д.с. самоиндукции первичной обмотки и тем самым уменьшает искрение между контактами прерывателя и увеличивает резкость исчезновения первичного тока и магнитного поля катушки. В связи с этим повышается э.д.с., наводимая во вторичной обмотке.

Таким образом, в момент разрыва цепи низкого напряжения возникает импульс высокого напряжения, который по проводу 8 направляется к центральному электроду свечи и, пройдя искровой промежуток, по «массе» возвращается через первичную во вторичную обмотку.

Если сопротивление в свече окажется больше допустимого или провод 8 отъединится от свечи, вступит в действие искровой разрядник 10, через который ток пойдет на «массу». Это предохраняет обмотки магнето от пробоя на «массу». Для выключения магнето из работы предусмотрен выключатель 4, при нажатии на кнопку которого ток минует прерыватель, т. е. не происходит резкого исчезновения магнитного поля и ток высокого напряжения не возникает.

Искровую свечу зажигания устанавливают в резьбовом отверстии головки цилиндра 21 (см. рис. в) так, чтобы ее электроды 19 и 20 находились в камере сгорания двигателя.

Устройство. Свеча состоит из корпуса 15, изготовленного из углеродистой стали, на котором укреплен боковой электрод 19. Внутри корпуса находится сердечник, состоящий из керамического изолятора 18, покрытого глазурью, и стержня 17 с центральным электродом 20.


Действие. Импульс тока высокого напряжения, подведенный к свече по проводу 8 (см. рис. а), поступает на центральный электрод 20 (см. рис. в) через наконечник 16, встречая на своем пути искровой промежуток, т. е. пространство между центральным 20 и боковым 19 электродами, преодолевает его в виде искры, зажигая при этом топливо, а затем по головке цилиндра («массе») возвращается к источнику тока (магнето). [Трактор. Семенов В.М., Власенко В.Н. 1989 г.]

4for1


ТО системы зажигания пускового двигателя трактора Т-40

    При техническом обслуживании системы зажигания выполняйте следующее:

  1. Постоянно содержите магнето в чистоте, вытирая его ежедневно от пыли и грязи чистой тряпкой. Через каждые 960 часов работы дизеля проверяйте состояние поверхности контактов прерывателя магнето и величину зазора между ними. Для удаления с контактов грязи и масла протрите их замшей, смоченной в бензине первого сорта. Перед запуском двигателя, при длительных стоянках трактора рекомендуется зачистка контактов. В случае выгорания поверхности контактов зачистите их специальным напильником. Для правильной зачистки контактов увеличьте зазор между контактами на толщину напильника. После чего зачистите контакты параллельно плоскости каждого контакта в отдельности (в противном случае будет сниматься только одна сторона контактов) и отрегулируйте нормальный зазор между ними. При зачистке контактов проверьте наличие смазки на грани кулачка (приложенная папиросная бумага промасливается). При отсутствии смазки пропитайте фильц (фитиль) 3—5 каплями турбинного масла. Во избежание замасливания контактов прерывателя обильная смазка фильца кулачка не рекомендуется. Для того, чтобы проверить величину зазора, снимите крышку прерывателя и проворачиванием маховика пускового двигателя установите положение прерывателя, соответствующее наибольшему расхождению контактов, и щупом проверьте величину зазора, который должен быть в пределах 0,25—0,35 мм.

    В случае необходимости зазор отрегулируйте следующим образом:
    а) поверните ротор магнето в положение, при котором подушечка рычага находится на выступе кулачка;
    б) ослабьте винт крепления контактной стойки;
    в) поворотом стойки при помощи отвертки, вставленной в прорезь эксцентрика, установите нормальный зазор и затем затяните винт крепления стойки.
  2. Через каждые два сезона работы магнето произведите замену смазки в шарикоподшипниках, для чего:
    а) разберите магнето и удалите остатки старой смазки путем промывки сепараторов шарикоподшипников в бензине и протирки внутренних и наружных колец подшипииков чистой тряпкой, смоченной в бензине. При этом, по мере надобности, удалите с ламелей, ротора и полюсных башмаков корпуса попавшую смазку;
    б) слегка смажьте ротор и полюсные башмаки смазкой универсальной УН ГОСТ 782-59;
    в) сепараторы подшипников заполните на ⅔ смазкой ЦИАТИМ-201 ГОСТ 6267-59;
    г) соберите магнето.
  3. Не допускайте загрязнения провода и следите за тем, чтобы топливо и масло не попадали на его изоляцию. Концы провода надежно закрепите.
  4. Через каждые 960 часов работы очистите свечу от нагара и проверьте зазор между электродами. Зазор должен быть в пределах 0,6—0,75 мм.
  5. Угол опережения зажигания установлен на заводе, и регулировка его требуется в тех случаях, когда ослабнет крепление магнето или когда магнето снималось. Для правильной установки его на двигатель:
    а) отсоедините провод от свечи и выверните свечу;
    б) через отверстие для свечи опустите чистый стержень и, поворачивая коленчатый вал, установите поршень в в. м. т.;
    в) поверните коленчатый вал в обратную сторону, установив поршень на 4,8—5,5 мм, ниже (до в. м. т.), что соответствует положению кривошипа коленчатого вала 28—30° до в. м. т.;
    г) снимите крышку прерывателя магнето и поверните валик магнето в положение начала разрыва контактов прерывателя;
    д) в таком положении введите во впадины полумуфты магнето выступы полумуфты привода магнето и закрепите магнето болтами;
    е) проверьте правильность установки магнето и при необходимости путем поворота магнето в овальных отверстиях лапок установите начало размыкания контактов прерывателя и надежно закрепите магнето болтами;
    и) наденьте крышку прерывателя магнето и присоедините провод от магнето к свече.
  6. В случае замены провода высокого напряжения (от магнето к свече) необходимо, чтобы провод имел чисто срезанный торец без выступающих жилок. Провод вставьте в канал ввода так, чтобы игла вошла в середину провода и торец уперся в дно канала. [Тракторы Т-40, Т-40А. 1971 г.]
4for1


Зажигание рабочей смеси электрической искрой

Рабочая смесь в цилиндрах карбюраторного двигателя воспламеняется искрой, возникающей при электрическом разряде между электродами свечи зажигания. В карбюраторных двигателях ток высокого напряжения, необходимый для создания искрового разряда, получают от приборов батарейного зажигания или магнето.

Батарейное зажигание нашло применение на автомобильных двигателях, а зажигание от магнето в основном на пусковых двигателях тракторных дизелей.


Для получения искрового разряда требуется напряжение не менее (7÷8) 10³В. На интенсивность разряда оказывают влияние искровой промежуток между электродами свечи, форма электродов, давление и температура в цилиндре двигателя, состав рабочей смеси и другие факторы. Увеличение искрового промежутка требует более высокого пробивного напряжения. Повышение температуры в цилиндре благоприятствует ионизации газов, поэтому напряжение искрового разряда может быть снижено. С увеличением давления газов необходимо большее пробивное напряжение.

С целью обеспечения высокой надежности воспламенения рабочей смеси приборы зажигания двигателей могут создавать напряжение (20÷24) 10³В. Искровой промежуток свечи устанавливают с учетом степени сжатия двигателя, применяемого топлива в пределах 0,6—0,9 мм в обычных системах зажигания и 1—1,2 мм в транзисторных.

Рабочая смесь в цилиндре двигателя сгорает в течение нескольких тысячных долей секунды. Поэтому она должна быть воспламенена до прихода поршня в в. м. т., то есть с некоторым опережением. При оптимальном угле опережения зажигания сгорание рабочей смеси и повышение давления в цилиндре происходят в процессе приближения поршня к в. м. т. и заканчиваются при повороте коленчатого вала двигателя примерно на 10—12° после в. м. т.

Если зажигание смеси преждевременное, то нарастание давления противодействует движению поршня к в. м. т., и энергия газов расходуется на отрицательную работу. Это ведет к падению мощности и экономичности двигателя. Внешними признаками раннего зажигания служат стуки, перегрев и неустойчивая работа двигателя на малых частотах вращения холостого хода. Если же рабочая смесь воспламенена в в. м. т. или несколько позже, то сгорание происходит при увеличивающемся объеме. Вследствие этого двигатель перегревается, его мощность и экономичность падают.


Оптимальный угол опережения зажигания для различных двигателей на основной частоте вращения и полной нагрузке колеблется в пределах 20—45° по углу поворота коленчатого вала. Значение оптимального угла опережения зажигания зависит от степени сжатия, формы камеры сгорания, расположения свечи зажигания, частоты вращения состава рабочей смеси, сорта топлива, нагрузки и других факторов.

Повышение частоты вращения двигателя сопровождается сокращением времени его рабочего цикла, следовательно угол опережения зажигания должен быть также увеличен. Изменение угла опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала осуществляется центробежным регулятором опережения зажигания.

Изменение нагрузки двигателя сказывается на скорости сгорания рабочей смеси, что также требует изменения угла опережения зажигания. При снижении нагрузки (или прикрытии дроссельной заслонки) карбюраторного двигателя относительное наполнение его цилиндра уменьшается, и свежий заряд рабочей смеси разбавляется большим количеством остаточных газов, в результате чего снижается скорость сгорания (и наоборот). Значит, угол опережения зажигания нужно увеличить при снижении нагрузки и уменьшать при ее возрастании.
Изменение угла опережения зажигания в соответствии с нагрузкой осуществляется автоматически действующими устройствами — вакуумными регуляторами опережения зажигания.


На угол опережения зажигания влияют и свойства топлива (прежде всего октановое число). Для изменения угла опережения зажигания в зависимости от октанового числа топлива служат октан-корректоры. [Тракторы и автомобили. Гуревич А.М., Сорокин Е.М. 1978 г.]