Тема 10 . Система запалення та електрообладнання.

Лабораторна робота №6.1

Тема: Техніка безпеки. Вивчити в натурі будову приладів системи запалювання і електрообладнання.

Мета: Вивчити правила техніки безпеки, вивчити в натурі будову приладівсистеми запалювання і електрообладнання, їх призначення та роботу.

Місце проведення: лабораторія механізації лісового господарства.

Тривалість роботи: 2 год.

Обладнання і матеріали: методичні вказівки, прилади системи запалення таелектрообладнання, слюсарний інструмент, плакати та презентації.

Оформлення роботи: звіт лабораторної роботи виконується на аркушах (ф.А4); структура звіту: титульний лист, вступ, описова частина, висновок.

Завдання:1) Ознайомитися з правилами техніки безпеки і охорони праці.2) Ознайомитися із схемою системи запалювання, розміщенням її приладів.3) Вивчити в натурі будову приладів системи запалювання і електрообладнання, їх

призначення та роботу.

Хід роботи1. Вивчити правила техніки безпеки і охорони праці.2. Ознайомитися зі схемою системи запалювання та записати її основні компоненти.3. Описати призначення та будову:

- акумуляторної батареї;- генератора;- магнето;- свічки запалювання;- котушки запалювання;- переривника-розподільника;- стартера;- приладів освітлення і світлової сигналізації;- контрольно-вимірювальних приладів.

4. Оформіть та здайте звіт.

1

Теоретичні відомостіСистеми запалювання автомобіля дійшовши до наших днів зазнали великих змін та удосконалень. На сьогодні

існує три основних типи систем запалювання: система запалювання на основі магнето, батарейно-котушечна та електронна система запалювання.

Вимоги до систем запалювання: Забезпечення іскри в потрібному циліндрі (що перебуває в такті стиску) відповідно до порядку роботи

циліндрів. Своєчасність моменту запалювання. Іскра повинна відбуватися в певний момент (момент запалювання)

відповідно до оптимального при поточних умовах роботи двигуна кутом випередження запалювання, що залежить, насамперед, від обертів двигуна й навантаження на двигун.

Достатня енергія іскри. Кількість енергії, необхідної для надійного запалення робочої суміші, залежить від складу, щільності й температури робочої суміші.

Загальною умовою для системи запалювання є її надійність (забезпечення безперервності іскроутворення).Ці вимоги забезпечуються системою запалювання, що складається з: джерел струму(акумуляторна батарея та генератор), котушки запаювання, переривника, розподільника, конденсатора, свічок

запалювання, вимикача (замка) запалювання, проводів високої і низької напруг.Робоча суміш у карбюраторних двигунах і дизелях запалюється по-різному. У дизелів відбувається

самозапалювання робочої суміші завдяки стиску, тоді як у карбюраторних двигунах суміш запалюється від стороннього джерела, що утворюється у свічці запалювання.

Найпростіша контактна (класична) батарейна система запалювання (мал. 1) – це система з безперервним накопиченням енергії в котушці індуктивності, в якій керування і комутація струму здійснюється механічним контактним переривником.

У системі батарейного запалювання є два кола - низької і високої напруги. У коло низької напруги послідовно включені: акумуляторна батарея (або генератор), вмикач запалювання, первинна обмотка котушки запалювання з додатковим резистором і переривник. Коло струму високої напруги складається з вторинної обмотки котушки

запалювання, розподільника, проводів високої напруги і іскрових свічок запалювання.

Мал. 1. Схема системи контактного (батарейного) запалювання.1-акумуляторна батарея; 2-вмикач стартера; 3-вмикач запалювання; 4-первинна обмотка;5-вторинна обмотка; 6-котушка запалювання; 7-розподільник; 8-переривник; 9-конденсатор;10-іскрова свічка запалювання; ВК,ВКБ-виводи котушки запалювання.

При включеному замку запалювання і замкнутих контактах переривника електричнийструм від акумуляторної батарей або генераторапоступає в первинну обмотку котушки запалювання, утворюючи навколо неї магнітне поле.

При розмиканні контактами переривника кола низької напруги зникають струм в первинній обмотці котушки запалювання і разом з ним

Мал. 1. магнітне поле, що оточує його. Останнє пересікає витки вторинної обмотки котушки запалювання і утворює в ній ЕРС. Завдяки великому числу витків у вторинній обмотці напруга на її виводах може досягати 20...24 кВ.

Від вторинної обмотки котушки запалення через центральний дріт високої напруги, розподільник і дроти струм високої напруги поступає до іскрових свічок запалювання, де між електродами відбувається іскровий розряд, котрий

запалює робочу суміш. Щоб дістати надійний іскровий розряд, треба застосувати струм високої напруги до 10-12 кВ. При цьому зазор між електродами свічки запалювання має бути 0,5...0,7 мм, а тиск стиснутої робочої суміші в циліндрі – 1,0...1,2 МПа (10...12 кгс/см2).

Електрообладнання автомобіля складається з: джерел струму, приладів системи запалювання, приладів електропуску, освітлення, звукової та світлової сигналізації, контрольно-вимірювальних приладів і допоміжного обладнання.

Джерелами електричного струму на тракторах та автомобілях є: генератори постійного або змінного струму, а також акумуляторні батареї, з'єднані паралельно, які забезпечують нормальну роботу всіх споживачів на будь-якихрежимах роботи двигуна.

Генератор (мал. 2) – основне джерело електричної енергії в автомобілі,перетворює механічну енергію в електричну та призначений для живлення всіх

Мал. 2. споживачів і заряджання акумуляторної батареї при середній та великій частоті обертання колінчастого вала двигуна.

Для зарядки акумуляторної батареї необхідний постійний струм, тому генератори змінного струму мають вбудовані випрямляючі пристрої, які зібрані на напівпровідникових кремнієвих діодах.

2

Нормальна робота споживачів може бути забезпечена тільки під час живлення їх струмом з оптимальноюстабільною напругою. Напруга генератора внаслідок шести-, семи-, восьмиразової зміни частоти обертання ротора іструмового навантаження не залишається постійною. Задана напруга за різних частот обертання підтримується задопомогою регулятора напруги.

Комплект генератора змінного струму називають генераторною установкою змінного струму.Генераторна установка змінного струму, яка встановлюється в автомобілі, складається з генератора з

електромагнітним збудженням, випрямляча напруги й реле-регулятора або регулятора напруги.Акумуляторна батарея (мал. 3) – перетворює хімічну енергію в електричну

та призначена для живлення електричним струмом стартера під час пуску двигуна, а також усіх інших приладів електрообладнання, коли генератор не працює або не може ще віддавати енергію в коло (наприклад, коли двигун не працює або працює при малому числі оборотів колінчастого валу).

Вона складається з шести свинцево-кислотних двовольтових акумуляторів,з'єднаних між собою послідовно, що забезпечує робочу напругу в колі 12 В. Бакакумуляторної батареї, який виготовляється з кислототривкої пластмаси абоебоніту, поділено перегородками на шість відділень. На дні кожного відділення єребра (призми), на які спираються пластини акумуляторів.

Котушка запалювання (мал. 4) служить для перетворення струму низької напруги (12 В) у струм високої напруги (11-20 кВ) та складається із стального корпусу, осердя, первинної і вторинної обмоток, карбонітової кришки з центральним контактом і затискачами ВК-Б, ВК і Р та додаткового резистора. Корпус котушки кріплять у моторному відсіку автомобіля за допомогою хомута і гвинтів. Осердя виготовляють з окремих пластин електротехнічної сталі, завдяки чому вихровіструми, які індукуються в ньому, послаблюються. Вторинна обмотка складається з 18...20 тис. витків емальованого проводу діаметром 0,07...0,10 мм і намотана на картонну трубку, надіту на осердя. Первинна обмотка має 300,..350 витків ізольованого проводу діаметром 0,7...0,85 мм. Вона намотана зверху вторинної та ізольована від неї шаром спеціального паперу. Щоб підвищити надійність ізоляції, обидві обмотки просочені трансформаторним оливам. З цією самою метою усі вільні порожнини в корпусі котушки залито спеціальною ізоляційною масою, Мал. 4. а в деяких котушок запалювання (наприклад, Б-13 автомобілів ЗІЛ-130) заповнені трансформаторним оливам.

Додатковий резистор (варіатор), увімкнений в коло низької напруги послідовно з первинною обмоткоюкотушки запалювання, поліпшує її роботу при великій частоті обертання колінчастого вала, а також полегшуєзапуск двигуна стартером.

Переривник-розподільник (мал. 5) – пристрій, який об'єднуєпереривник і розподільник, перериває в потрібний момент коло низькоїнапруги і розподіляє струм високої напруги по свічках у відповідності допорядку роботи циліндрів двигуна, а також змінює кут випередженогозапалювання у відповідність до частоти обертання колінчастого вала йнавантаження двигуна.

Переривник в певний момент розмикає первинний ланцюг котушкизапалювання, що викликає індукцію струму високої напруги в її вторинній

Мал. 5. обмотці. Через розподільник (ротор із струмороздавальною пластиною і і кришкою з електричними контактами) струм високої напруги подається до свічок запалювання відповіднихциліндрів. Регулювальні пристрої розподільника автоматично змінюють момент випередження запалюваннязалежно від режиму роботи двигуна.

В залежності від числа циліндрів двигуна переривники-розподільники виготовляють чотирьох-, шести- і восьми- іскровими, а в залежності від напрямку робочого обертання – лівого або правого обертання.

Конденсатор (мал. 6) складається з двох тонких алюмінієвих стрічок (обмоток),ізольованих одна від одної конденсаторним папером, який просочений трансформаторною оливою. Застосовують також малогабаритні конденсатори, виготовлені з металізованого паперу. Роль обмоток у таких конденсаторах виконують Мал. 6.дуже тонкі шари олова, покриті цинком і нанесеного з одного боку на стрічки лакованого конденсаторного паперу.

Перевага цих конденсаторів у тому, що вони мають здатність самовідновлюватися при пробої ізоляції між обмотками, оскільки шар металу навколо місця пробою вигоряє і замикання усувається. Алюмінієві й паперові або металізовані стрічки скручені в рулон і вміщені в циліндричний корпус з оцинкованої стаді. Одна обкладинка конденсатора з’єднана з його корпусом, а друга – з вивідним проводом. Корпус конденсатора кріплять до корпусу розподільника, а його провід – до затискача з’єднаного з важелем рухомого контакту. Ємність конденсатора 0,17...0,25 мкФ.

Магнето (мал. 7) – це пристрій призначений для вироблення струму низької напруги, перетворення його в струм високої напруги і подачі його на електроди свічки запалювання.

Мал. 7. 3

Мал. 3

Фактично магнето поєднує в собі функції генератора змінного струму, переривника та розподільника струмунизької напруги, конденсатора та індукційну котушку запалення (трансформатор).

Застосовують магнето на карбюраторних двигунах, які мають в системі електрообладнання акумуляторнібатареї або працюють у важких експлуатаційних умовах, пускових карбюраторних двигунах тракторів.

Свічка запалювання (мал. 8) призначена для створення іскрового розряду в камерізгоряння двигуна, необхідного для запалення робочої суміші. Напруга, при якійвідбувається іскровий розряд між електродами свічки, називається пробивною.

Центральний ізольований електрод свічки перебуває під дією високої напруги до 25000В. Мал. 8. Тому вона повинна зберігати електричні властивості і високий опір ізоляції при

температурі 500–900° С. Крім того, під час згоряння суміші свічка повинна витримувати короткочасну дію високоїтемператури, яка досягає 1500–2000°С, і охолодження свіжою робочою сумішшю, температура якої лише 50–60°С.Конструкція свічки повинна забезпечувати герметичність камери згоряння.

На сучасних пускових і автомобільних двигунах використовують нерозбірні свічки з керамічними ізоляторами.Нормальна і тривала робота свічки забезпечується при нагріванні її теплового конуса до 580...850°С. Тепловим

конусом свічки називається нижня частина ізолятора від торцевої поверхні до шайби 4. При такій температурі насвічці не відкладається нагар, оскільки відбувається самоочищення. Температура нижче 500°С призводить дозменшення іскрового розряду і перебоїв у запалюванні, більше 8500С – до розжарювального запалювання іпередчасного запалювання робочої суміші від нагрітої поверхні ізолятора.

Тому, на двигунах різних марок необхідно застосовувати свічки певної теплової характеристики.Для двигунів слід застосовувати тільки свічки, рекомендовані заводською інструкцією, оскільки в різних

свічках довжина і діаметр юбки ізолятора неоднакові, а отже і різна теплова характеристика. Неправильно дібранасвічка може перегріватися або переохолоджуватися. У першому випадку в двигуні відбувається жаровезапалювання, у другому – ізолятор швидко вкривається нагаром або маслом, і свічка не працює.

Пуск двигуна здійснюється стартером, розташованим з лівого боку двигуна(ЗІЛ-130). Стартер (мал. 9) складається з електродвигуна постійного струму,електромагнітного реле і механізму приводу. Мал. 9.

Включення стартера - дистанційне. Тягове електромагнітне реле, змонтоване на корпусі стартера, замикає контакти електричного кола стартера і примусово вводить шестерню приводу механізму вільного ходу в зачеплення з вінцем маховика двигуна. Переміщення приводу здійснюється по стрічковому різьбленню вала якоря. Шестерня виводиться з зачеплення з вінцем маховика під дією зворотної пружини, змонтованої на реле стартера. Реле стартера має додатковий контакт, який замикає на коротко додатковий резистор котушки запалювання під час роботи стартера.

Прилади освітлення і світлової сигналізації призначені для освітлення дороги, передачі інформації про автомобіль (габаритних розмірів, наявності причепа і напівпричепа і про передбачуваний маневр), а також для освітлення кабіни, приладів, під капотного простору, номерного знака і ін. Ця система має велике значення в забезпеченні безпеки руху.

Контрольно – вимірювальні прилади та інформаційні системи призначені для контролю за режимом руху ітехнічним станом автомобіля, а також за виникненням аварійних режимів у системах та передачі інформації водіюпро стан і режими роботи механізмів, систем і агрегатів машини.

Контрольно-вимірювальні прилади забезпечують контроль за роботою систем автомобіля і двигуна. Всіпокажчики встановлені на щитку приладів у кабіні водія, а датчики - на агрегатах шасі двигуна.

Автомобільні контрольно – вимірювальні прилади за способом відображення інформації, яку вони даютьводієві, поділяють на покажчики і сигналізатори.

Покажчики мають шкалу і стрілку. Щоб оцінити вимірювану величину, водій повинен на якийсь часвідвернути свою увагу від спостереження за рухом автомобіля, подивитись на шкалу приладу й усвідомити йогопокази.

Сигналізатори реагують на одне (мінімально чи максимально допустиме) значення вимірюваного параметра йінформують про це світловим (іноді звуковим) сигналом. Сигналізатор менше відволікає увагу водія від процесукерування автомобілем, однак має меншу інформативність.

Контрольні питання:1. Призначення системи запалювання та електрообладнання тракторів і автомобілів.2. Призначення, будова та робота пристроїв системи запалювання та електрообладнання.3. За якими параметрами підбирають свічки запалювання до автомобіля?4. Назвіть компоненти електроліту акумуляторної батареї?5. Розшифруйте маркування акумуляторної батареї 6СТ-90ЕМС.6. З яких частин складається переривник-розподільник?7. Технічне обслуговування системи запалювання та електрообладнання.

4