Принцип дії системи запалення
При включеному запаленні та замкнутих контактах переривника у первинному ланцюзі проходить струм низької напруги. Ланцюг струму низької напруги: плюсовий виведення батареї — амперметр — затискач AM вимикача 14 запалювання — затискач 10 переривача — 10 автомобіля – мінусовий висновок батареї.
Струм, що проходить по первинній обмотці котушки запалювання, створює навколо витків обмотки наростаючий за величиною магнітний потік, який, перетинаючи витки первинної обмотки, індукує в них е. д. с. самоіндукції (рис. 1), спрямовану проти струму і, отже, що сповільнює його наростання, внаслідок чого магнітний потік наростатиме також відносно повільно, і тому у витках вторинної обмотки індукуватиметься е. д. с. взаємоіндукції величиною трохи більше 2000 У.
Переривання ланцюга низької напруги відбувається в момент, коли кулачок, набігаючи виступом на важіль 8 переривника, викличе розмикання контактів. У цей час магнітний потік різко зменшується, перетинаючи витки первинної та вторинної обмоток, сердечник та зовнішній магнітопровід. При цьому в первинній обмотці індуктуватиметься е. д. с. самоіндукції величиною близько 200-300 В, а у вторинній обмотці індукуватиметься е. д. с. до 24 кВ та більше; у сердечнику та кільцевому магнітопроводі з'являться вихрові струми. Електрорушійна сила, що індуктується у вторинній обмотці, створює між електродами свічки запалювання іскровий розряд, при якому у вторинному ланцюзі з'являється струм.
Шлях струму високої напруги: вторинна обмотка 12 котушки запалювання - переважний резистор 5 кришки розподільника-електрод ротора 4розподільника-іскровий проміжок-електрод кришки 3-переважний резистор 2-центральний електрод свічки запалювання-іскровий зазор-боковий електрод-корпус-акумуляторна батарея-амперметр-затиск AM вимикача запалювання-контактна пластина 15 вимикача запалювання У К Б котушки запалювання-додатковий резистор 13 - затискач ВК-первинна обмотка - вторинна обмотка.
е. д. с. самоіндукції, що індуктується в первинній обмотці при розмиканні контактів переривника, спрямована у бік дії первинного струму і прагнутиме затримати його зникнення. На момент розмикання контактів переривника е.д. с. самоіндукції створює між ними іскру.
Для зменшення іскріння між контактами переривника паралельно ним включають конденсатор, внаслідок чого зменшується окислення контактів і підвищується. д. с. у вторинній обмотці котушки запалювання. У початковий момент розмикання контактів заряджається конденсатор, що зменшує іскріння між ними. При заряді на обкладках конденсатора з'явиться різниця потенціалів, що поступово зростає. При розімкнених контактах заряджений конденсатор розряджатиметься через первинну обмотку котушки, створюючи в початковий момент імпульс струму зворотного напрямку, що прискорює зникнення магнітного потоку, внаслідок чого е. д. е., що індуктується у вторинній обмотці котушки запалювання, значно підвищується.
При пуску двигуна стартером напруга акумуляторної батареї знижується, отже зменшиться і сила струму в первинній обмотці котушки запалювання, що призводить до зменшення величини високої напруги.
У момент пуску двигуна вимикачем запалювання замикають ланцюг обмотки реле включення стартера і тоді струм, що проходить по обмотці реле, намагнічує сердечник, що викликаєтяжіння якоря. Контакти реле замикаються і закорочують додатковий резистор 13, що знижує опір первинного ланцюга, отже, сила струму в ньому збільшується. Ланцюг струму низької напруги в первинному ланцюгу при закороченому резисторі показано на рис. 40 пунктирними стрілками.
Розглянемо докладніше процес утворення іскрового розряду у системі батарейного запалювання.
Отже, сила струму розриву первинного ланцюга залежить від напруги в системі енергопостачання, опору первинного ланцюга, індуктивності первинної обмотки котушки запалення і часу замкнутого стану контактів.
Після розмикання контактів переривника первинний ланцюг, що складається з конденсатора С індуктивності Lx і опору Ru являє собою коливальний контур. У цьому контурі виникає загасаючий коливальний розряд конденсатора, і первинний струм здійснить кілька періодів коливань, створюючи змінний магнітний потік.
Насправді, як тільки напруга у вторинному ланцюзі досягає значення Uup, достатнього для пробою іскрового проміжку між електродами свічки, відбудеться електричний розряд. Електричний розряд має дві фази: ємнісну та індуктивну.
Ємнісна фаза іскрового розряду є розрядом енергії, накопиченої у вторинному ланцюзі, що супроводжується різким падінням напруги. Решта енергії виділяється в індуктивній фазі розряду. Велика тривалість індуктивної фази сприятливо відбивається на роботі двигуна, особливо при пуску та на режимі неповних навантажень.
Величина максимальної напруги у вторинному ланцюзі прямо пропорційна силі струму розриву. Сила струму розриву при експлуатації автомобіля залежить від напруги в системі енергопостачання U, опору первинного ланцюга Rx тачасу замкнутого стану контактів
Опір первинного ланцюга Rt в процесі експлуатації автомобіля збільшується за рахунок підгоряння контактів переривника, що призводить до зменшення сили розриву струму і напруги у вторинному ланцюгу U2 max.
Вплив часу замкненого стану контактів на напругу.
Час замкнутого стану контактів визначається кутом повороту валу переривника від моменту замикання до моменту розмикання контактів, який залежить від величини зазору між ними. Чим більший зазор між контактами, тим менший кут їхнього замкнутого стану, і навпаки.
При збільшенні зазору між контактами зменшується час замкнутого стану контактів, отже, зменшуються сила струму розриву та напруга у вторинному ланцюзі.
При зменшенні зазору між контактами час їхнього замкнутого стану збільшується, проте при малому зазорі збільшується іскріння на контактах, що призводить до зниження напруги у вторинному ланцюзі.
Оптимальна величина зазору між контактами переривника 030-045 мм.
Вплив ємності конденсатора в первинному ланцюзі на напругу. Місткість конденсатора істотно впливає на напругу у вторинному ланцюзі. При підвищенні ємності конденсатора іскріння між контактами буде малим, проте період заряду та розряду конденсатора збільшується, що уповільнить розмагнічування сердечника і зменшить е. д. е., що індуктується у вторинному ланцюгу і напруга, що може стати причиною перебоїв при роботі двигуна на великій частоті обертання колінчастого валу двигуна.
При дуже малій ємності конденсатора між контактами переривника буде сильне іскріння, що уповільнює переривання струму, а разом з цим - магнітного потоку первинної обмотки, внаслідок чого зменшиться індукція е. буд.с. у вторинній обмотці, і навіть за малої частоти обертання колінчастого валу двигуна між електродами свічки запалювання можуть виникнути перебої в ціноутворенні. Крім того, збільшаться окислення контактів та перенесення металу з одного контакту на інший.
Необхідна ємність конденсатора підбирається такої величини, щоб іскріння між контактами переривника було найменшим, а напруга у вторинному ланцюзі досягала найбільшої величини. У системі батарейного запалення застосовують конденсатори ємністю 0,17-0,35 мкф.
Вплив нагару на ізоляторі на напругу, що підводиться електродам свічки запалювання. При роботі двигуна через неповне згоряння палива та олії на ізоляторі свічки відбувається відкладення нагару, який, будучи провідником, шунтує електроди свічки.
У момент розмикання контактів переривника магнітний потік первинної обмотки зникає миттєво; отже, і ин. д. с. у вторинній обмотці може миттєво наростати до максимальної величини. Так як вторинний ланцюг замикається через шар нагару (шунтуючий резистор), то в період індуктування е. д. с. у вторинному ланцюзі до появи іскри між електродами свічки створюється струм (струм витоку). Внаслідок цього більшість е. д. с. витрачається на подолання опору вторинної обмотки та напруга, що підводиться до електродів свічок, зменшується.
Якщо опір нагару більше 1 мОм, то він не суттєво впливає на напругу у вторинному ланцюзі. При опорі нагару менше 0,5 мОм струм витоку і викликані ним втрати настільки зменшують напругу у вторинному ланцюзі, що воно виявиться недостатнім для створення іскрового розряду між електродами свічки, і займання робочої суміші в циліндрі не відбудеться.