Центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания
Почему необходимо при работе двигателя изменять угол опережения зажигания?
Во время работы двигателя давление расширяющихся газов при такте расширения используется наиболее эффективно, если давление газов в цилиндре достигает максимальной величины через 15-20° после ВМТ. Так как горючая смесь сгорает не мгновенно, то ее необходимо воспламенять с некоторым опережением, т. е. до прихода поршня в ВМТ, с тем, чтобы воспламеняющаяся горючая смесь, сгорая, достигла максимального давления газов на поршень, когда он придет в ВМТ и поменяет направление движения к НМТ. Только в этом случае большая часть тепловой энергии преобразуется в механическую. Опережение воспламенения горючей смеси в цилиндре двигателя называют опережением зажигания и обычно измеряют в градусах угла поворота коленчатого вала. Угол опережения зажигания не постоянный. При увеличении частоты вращения коленчатого вала сокращается время, отводимое на процесс сгорания, и воспламенять горючую смесь необходимо раньше, т. е. с большим углом опережения зажигания. С уменьшением частоты вращения коленчатого вала опережения зажигания должно уменьшаться. Однако при работе двигателя на малой частоте холостого хода скорость перемещения поршня в цилиндре невелика и в нем остается много отработанных газов, уменьшающих скорость сгорания горючей смеси, поэтому ее тоже нужно воспламенять раньше, т. е. опережение зажигания должно увеличиваться. Использование топлива с другим октановым числом вызывает изменение скорости сгорания горючей смеси, а следовательно, и необходимость корректировки опережения зажигания.
Для регулирования опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала в прерывателе устанавливают центробежный регулятор. С изменением нагрузки на двигатель опережение зажигания осуществляется вакуумным регулятором. При изменении октанового числа топлива угол опережения зажигания корректируется октан-корректором.
Как устроен и работает центробежный регулятор опережения зажигания?
Центробежный регулятор монтируется в корпусе прерывателя (рис.98) и состоит из двух грузиков 2, одним концом шарнирно установленных на осях 7, закрепленных на державке вала 4 прерывателя. Вторым концом грузики стягиваются пружинами 6. На грузиках имеются штифты 5, на которые устанавливается траверса (пластина) 3 с прорезями, изготовленная вместе с кулачковой муфтой 1. Следовательно, кулачковая муфта может поворачиваться относительно вала 4 на величину перемещения штифтов в прорезях траверсы. При работе двигателя с небольшой частотой вращения коленчатого вала грузики 2 стянуты пружинами 6, и опережения зажигания не происходит (рис.98, а). С увеличением частоты вращения коленчатого вала до 1000 об/мин и более на грузики действует центробежная сила и они расходятся, преодолевая упругость пружин 6. При этом штифты 5 воздействуют на траверсу 3 и поворачивают ее вместе с кулачковой муфтой 1 в направлении вращения вала 4 (рис.98, б). Следовательно, теперь грань кулачковой муфты раньше набежит на пятку рычажка подвижного контакта и раньше разомкнет контакты, что вызовет индуктирование тока высокого напряжения в катушке зажигания и он пойдет на свечу для воспламенения горючей смеси. Чем больше расходятся грузики, тем больше угол опережения зажигания.
Рис.98. Центробежный регулятор опережения зажигания:
а – угол опережения зажигания не изменяется; б – угол опережения зажигания увеличивается.
При уменьшении частоты вращения коленчатого вала силы инерции грузиков уменьшаются и сжимающиеся пружины 6 приближают их к исходному положению. Кулачковая муфта поворачивается в направлении, обратном вращению вала прерывателя, и своими гранями будет позже размыкать контакты прерывателя – угол опережения зажигания уменьшится. Границы регулирования опережения зажигания центробежным регулятором находятся в пределах от 0 до 19° по углу поворота кулачковой муфты.
Какое назначение вакуумного регулятора опережения зажигания, как он устроен и работает?
Вакуумный регулятор опережения зажигания служит для автоматического изменения угла опережения зажигания в зависимости от нагрузки двигателя (нагрузка двигателя определяется степенью открытия дроссельной заслонки в карбюраторе). Он состоит (рис.99) из корпуса 8 и крышки 1, между которыми зажата бензостойкая упругая диафрагма 7. С диафрагмой соединен рычажок 9, который вторым концом одет на ось 10, жестко закрепленную на подвижном диске 11 прерывателя. На диафрагму воздействует пружина 6, упирающаяся в шайбу 2. Пружина стремится сдвинуть диафрагму влево, т. е. в сторону позднего зажигания. Наддиафрагменная полость через гайку-штуцер 4 соединяется трубопроводом 5 с нижней частью карбюратора у дроссельной заслонки (несколько выше ее, когда она закрыта).
Рис.99. Вакуумный регулятор опережения зажигания.
Работает регулятор так. Когда двигатель не работает или работает на малой частоте холостого хода (при полностью закрытой дроссельной заслонке), разрежение из карбюратора в наддиафрагменную полость не передается, пружина 6 воздействует на диафрагму 7, выгибает ее и через рычажок 9 поворачивает подвижный диск 11 прерывателя в направлении вращения кулачковой муфты, т. е. в сторону позднего зажигания.
С увеличением нагрузки разрежение из карбюратора передается по трубопроводу 5 в наддиафрагменную полость, т. е. над диафрагмой (со стороны пружины) разрежение, а под диафрагмой (со стороны корпуса прерывателя) – атмосферное давление. Из-за разности давлений диафрагма прогибается, сжимает пружину и тянет за собой рычажок 9, а он поворачивает диск 11 против вращения кулачковой муфты. Пятка 12 рычажка 13 подвижного контакта 14 раньше набежит на грань кулачковой муфты и разомкнет контакты, что вызовет индуктирование тока во вторичной обмотке катушки зажигания. С увеличением открытия дроссельной заслонки разрежение у трубопровода 5 постепенно падает и пружина возвращает диафрагму в исходное положение, но в это время уже вступил в работу центробежный регулятор, регулирующий опережение зажигания.
Следовательно, совместная работа вакуумного и центробежного регуляторов опережения зажигания позволяет получить оптимальный угол опережения зажигания в зависимости от нагрузки и частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Какое назначение октан-корректора: как он устроен и работает?
Октан-корректор 19 (см. рис.97) служит для механического изменения угла опережения зажигания в зависимости от октанового числа топлива, а также для корректирования этого угла при установке зажигания. Он состоит из двух пластин: верхней и нижней. Верхняя пластина имеет указательную стрелку и соединена с корпусом прерывателя, нижняя – с картером двигателя. На нижней пластине нанесена шкала с делениями в градусах: +12 (опережение) и -12 (запаздывание зажигания). С верхней положительной пластиной шарнирно соединен винт, свободно проходящий через отверстие во втулке. На винт навернуты гайки, вращая которые, регулируют угол опережения или запаздывания зажигания.
***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Система электрического зажигания»
Прерыватель-распределитель Свечи зажигания
Смотрите также: