Контрольні запитання:

Яка конструкція свинцево – кислотної акумуляторної батареї ?
Які хімічні процеси відбуваються в акумуляторі?
Як маркуються акумуляторні батареї?
В чому полягають особливості конструкції і роботи акумуляторних батарей, що не підлягають обслуговуванню в процесі експлуатації?
З яких основних елементів складається генераторна установка змінного струму?
В чому полягає принцип дії генератора змінного струму?
Як здійснюється привід генератора від колінчастого вала двигуна?
Яким способом регулюють напругу на клемах генератора?
За рахунок чого здійснюється обмеження сили струму у фазних обмотках статора?
Що зумовить у генераторі ввімкнення акумуляторної батареї на зворотну полярність?
В яких межах і за рахунок чого підтримується постійна напруга на клемах генератора за різної частоти обертання ротора?
Які основні елементи має інтегральний регулятор?
В чому полягає принцип роботи інтегрального регулятора напруги?
В чому полягають основні правила експлуатації генераторних установок змінного струму?

Тема 10. Система запалювання Призначення систем запалювання і вимоги до них

Систему запалювання застосовують у бензинових (газових) двигунах. Вона призначена для створення високовольтного іскрового розряду між електродами свічки запалювання, розподілу цих імпульсів по свічках циліндрів відповідно до порядку їх роботи та фаз газорозподілу, частоти обертання та навантаження на двигун, а також надійного і своєчасного запалювання робочої суміші.

Система запалювання має забезпечувати такі основні вимоги:

високу вторинну напругу з відповідним запасом у всіх режимах роботи двигуна, включаючи його пуск за низької температури навколишнього середовища та безперебійне іскроутворення (до 20 000 іскор за хвилину);
запалювання збідненої робочої суміші, коли  = 1,1...2, для забезпечення економічної роботи двигуна;
швидкість зростання вторинної напруги має забезпечувати надійне іскроутворення, в тому числі за наявності нагару на ізоляторі свічки, що утворюється в процесі експлуатації;
автоматичне встановлення оптимального кута випередження запалювання в залежності від швидкісних і навантажувальних режимів роботи двигуна, якісних показників пальної суміші та інших параметрів двигуна;
електронні пристрої та елементи системи запалювання повинні надійно працювати і витримувати електричні, температурні та механічні перевантаження впродовж усього ресурсу експлуатації автомобіля;
малу токсичність випускних газів;
не створювати перешкод радіо- і телепередавачам та засобам зв'язку;
конструкція елементів системи запалювання повинна мати мінімальні розміри і масу, низьку трудомісткість і вартість виготовлення, бути зручною для обслуговування та діагностування.

Подальше вдосконалення систем запалювання пов'язане з

підвищенням вимог до двигунів, необхідністю збільшення їх економічності, зниження токсичності відпрацьованих газів, зменшення періодичності й трудомісткості обслуговування в процесі експлуатації. Досягнення економічності та зниження токсичності здійснюють як шляхом збіднення робочої суміші, збільшення ступеня стиску, удосконалення камер згоряння та впускних трубопроводів, створення умов для завихрення робочої суміші, так і оптимізацією іскрового зазору у свічках, використанням режимів роботи в зонах, близьких до детонаційних, застосуванням турбонаддування тощо, що досягається через систему запалювання.

Напругу, за якої відбувається іскровий розряд між електродами свічки запалювання, називають пробивною(U_п). Вона залежить від величини зазору між електродами свічки, ступеня стиску, частоти обертання колінчастого вала, складу, температури й швидкості руху робочої суміші в камері згоряння в момент пробою іскрового проміжку, форми, температури та матеріалу електродів свічки.

Пробивну напругу свічки визначають за законом Пащена:

U_п= f ( Р/ Т),

де Р — тиск у камері згоряння в момент іскрового пробою,  — іскровий проміжок свічки, Т — абсолютна температура середовища в камері згоряння в момент пробою.

Для орієнтовних розрахунків за рівномірної напруги електричного поля для визначення пробивної напруги часто використовують емпіричну формулу:

U_п= 1,36 + 115,8 Р/Т.

Зі збільшенням іскрового зазору, ступеня стиску і частоти обертання колінчастого вала пробивна напруга повинна збільшуватись і зменшуватись — під час зростання температури робочої суміші. Так, для пуску двигуна зі ступенем стиску  = 7,0...7,5 необхідна пробивна напруга 16...18 кВ, а в його робочому режимі — 12...14 кВ; при  = 8,5... 10 вона становить відповідно 18...20 і 13...15 кВ.

У процесі експлуатації свічок запалювання внаслідок електричної ерозії їхні електроди заокруглюються, між ними збільшується зазор, впродовж роботи двигуна постійно змінюється склад робочої суміші, а тому для надійного її запалювання робоча напруга повинна перевищувати пробивну не менш як у 1,5 раза.

Процес горіння робочої суміші в циліндрі двигуна відбувається впродовж певного періоду. Спочатку від іскрового розряду спостерігається приховане горіння, після якого настає період видимого горіння і в циліндрі різко підвищується тиск газів. У зв'язку з цим слід розпочинати запалювання суміші раніше від досягнення поршнем ВМТ (верхньої мертвої точки) в такті стиску і залежно від швидкісного чи навантажувального режиму встановлювати оптимальний момент запалювання з тим, щоб досягти максимальної потужності.

Кут між положенням кривошипа колінчастого вала в момент іскроутворення і ВМТ називають кутом випередження запалювання. У разі, коли цей кут більший від оптимального (раннє запалювання), на поршень до його приходу у ВМТ діє тиск газів, що приводить до втрати потужності, перегрівання двигуна, зниження його економічності та виникнення детонації у вигляді механічних стуків.

У разі пізнього запалювання робоча суміш активно згоряє в такті розширення і догоряє в процесі випуску, що крім втрати потужності й економічності та перегрівання двигуна зумовлює підвищення токсичності відпрацьованих газів.

Зі збільшенням частоти обертання колінчастий вал за час горіння робочої суміші проходить більший кут, що потребує автоматичного збільшення кута випередження запалювання, для чого на переривниках встановлюють відцентровий регулятор.

Зі зменшенням навантаження і за сталої частоти обертання

колінчастого вала дросельна заслінка прикривається, чим погіршується наповнення циліндра свіжою сумішшю. Отже, процес її горіння

подовжується, що також потребує збільшення кута випередження

запалювання. Автоматичне регулювання залежно від навантаження на двигун відбувається за рахунок вакуумного регулятора.

Крім згаданих автоматичних регуляторів у системі запалювання

встановлюють октан – коректор, за допомогою якого змінюють кут випередження запалювання залежно від октанового числа палива.

За конструкцією системи запалювання класифікують так

( рис.10. 1).

Найпростіша контактна (класична) батарейна система запалювання (КСЗ) — це система з безперервним накопиченням енергії в котушці індуктивності, в якій керування і комутація струму здійснюється механічним контактним переривником.

Складнішими є контактно-транзисторна (КТСЗ) та безконтактно-транзисторна системи запалювання (БТСЗ). Остання відрізняється від КТСЗ тим, що замість контактів тут використовують датчики імпульсів — найчастіше магнітоелектричні індукційні та датчики Холла.

Застосовують також тиристорні системи запалювання —

з накопиченням енергії в конденсаторі. При цьому комутатором струму в первинному колі є тиристор, спосіб накопичення енергії — безперервний або імпульсний, режим іскроутворення — одноразовий або багаторазовий, спосіб керування — контактний або безконтактний.

Існують комбіновані системи запалювання, коли накопичення енергії відбувається як у катушці запалювання, так і в конденсаторі, а комутація струму 9 котушці здійснюється відповідно транзистором і тиристором за допомогою контактів чи безконтактним способом.

На сучасних нових марках автомобілів установлюють і досконаліші мікропроцесорні системи запалювання, які максимально автоматично враховують інформацію про технічні параметри роботи двигуна в різних режимах його роботи. Для обробки цієї інформації, що надходить від різних датчиків, двигуни обладнують спеціальними мікро-ЕОМ, які за відповідними програмами забезпечують корекцію роботи систем як запалювання, так і живлення.

контактні

безконтактні