Расчет выходных характеристик безконтактно-транзисторной системы зажигания, устанавливаемой на автомобиль ЗИЛ-131НВ

3 - длительность индуктивной фазы разряда Wр при Rш = ∞, Сш = 0.

 

Также произведен расчет зависимостей реальных коэффициентов запаса по напряжению, длительности и энергии искрового разряда от частоты вращения коленчатого вала двигателя для различной шунтирующей нагрузки.

Коэффициент запаса по напряжению Кu рассчитываем по формулам:

- при пуске Кu = (U2 – ΔU)/Uпр;

- в рабочем режиме Кu = (0,85U2 – ΔU)/Uпр,

где ΔU = 1 кВ учитывает падение напряжения при пробое искрового распределителя или искрового промежутка свечи в нерабочем цилиндре.

В режиме пуска при nдв= 150 мин-1,

при Rш = ∞, Сш = 0;

 

Кu = (28,37 – 1)/13 = 2,11;

 

при Rш = 3 Мом, Сш = 50 пф;

 

Кu = (24,25– 1)/13 = 1,79.

 

В рабочем режиме для частоты вращения nдв= 1000 мин-1

при Rш = ∞, Сш = 0;

 

Кu = (0,85•30,83 – 1)/11 = 2,23;

 

при Rш = 3 Мом, Сш = 50 пФ;

 

Кu = (0,85•26,35 – 1)/11 = 1,95

 

Коэффициенты запаса по длительности Кt и энергии Кw определяются по формулам:

 

Кt = tp/tp* и Кw = Wp/Wp*.

 

Для частоты вращения nдв= 1000 мин-1

при Rш = ∞, Сш = 0;

 

Кt = 2,36/0,78 = 2,03;

Кw = 71,98/20,2 = 3,56;

 

при Rш = 3 Мом, Сш = 50 пФ;

 

Кt = 2,22/0,78 = 2,49;

Кw = 62,75/20,2 = 2,81;

 

Для остальных частот вращения расчет ведется аналогичным образом. Результаты расчетов сведены в таблицу 10.

 

Таблица 10

 

Из таблицы 10 видно, что коэффициент Кu на частотах вращения коленчатого вала двигателя с выше 4000 мин-1 меньше 1,5. Э может приводить к пропуска воспламенения, а следовательно, к перебоям в работе двигателя на высоких частотах вращения. Коэффициент Kt на частотах вращения (2000-5000) мин-1 Kw на частотах вращения (1000-4000) мин-1превышают 2,5, что нежелательно, так как это отрицательно влияет на состояние электродов свечей зажигания, повышая необходимость в их периодическом обслуживании и снижая в целом срок службы. 

 

 

Данная система зажигания вполне удовлетворяет заданному двигателю. Из таблицы 10 по коэффициенту Кu видно, что вторичное напряжение обеспечивает устойчивое искрообразование на всех режимах работы двигателя с частотой вращения не более 3500 мин-1 в различных неблагоприятных условиях, т.е. загрязнение свечей, колебания питающего напряжения, температуры и т.п. Эта частота вращения двигателя характерна для двигателя ЗИЛ-131НВ так как его максимальная частота вращения 3500 мин-1. Данная система зажигания обеспечит бесперебойное искрообразование к концу гарантийного пробега (20-30 тыс. км.) без регулировки зазора между электродами свечи. За время гарантийного пробега в результате увеличения зазора и округления электродов свечи пробивное напряжение Uпр увеличивается на 40-50%, это увеличение не должно повлиять на работу двигателя, так как коэффициент Кu выше 1,5. 

По коэффициенту Кt и Кw видно, что энергия и длительность искрового разряда достаточны для надежного воспламенения смеси на всех режимах работы двигателя. Но коэффициенты Кt и Кw превышают 2,5 ,что не желательно, так как это может повлиять на состояние электродов, повышая необходимость в их периодическом обслуживании и снижая в целом срок службы. Не большое снижение энергии не приведет к заметному ухудшению характеристик двигателя. В данной системе зажигания энергия искрового разряда более чем в 3 раза превышает энергию, необходимую при установившемся режиме работы двигателя с максимальной мощностью, которой требуется 10-15 мДж, и при пуске превышает в 2 раза, которая должна быть около 30 мДж. Данная система зажигания удовлетворяет требованиям данного двигателя только на частотах вращения не выше 3500 мин-1. На частоте выше 3500 мин-1 временя протекания тока в первичной цепи tн становится недостаточным, в результате ток разрыва уменьшается, это приводит к недостаточному пробивному напряжению, обеспечивающему бесперебойную работу двигателя на различных режимах. 

 

 

 

На двигателе установлена экранированная, герметизированная, бесконтактно-транзисторная система батарейного зажигания, состоящая из катушки зажигания, распределителя зажигания, транзисторного коммутатора, свечей зажигания и проводов высокого напряжения в экранирующих шлангах и коллекторах, а также выключателя зажигания.

Последовательно с катушкой зажигания включается добавочный резистор, который автоматически закорачивается при пуске для компенсации связанного с включением стартера снижения напряжения аккумуляторной батареи. Добавочный резистор не герметичен, и поэтому его крепят выше уровня брода. Схема включения аппаратов зажигания показана на рисунке 20.

 

Рисунок 20. Схема соединения бесконтактной системы зажигания: 1 - фильтр; 2 - добавочный резистор; 3 - катушка зажигания; 4 - аварийный вибратор; 5 - распределитель; 6 - блок конденсатора; 7 - выключатель зажигания и стартера; 8 - транзисторный коммутатор; 9 - стартер; цифры 21 и 23 (включая цифры с буквенными обозначениями), написанные более мелко, указывают номера проводов в схеме.

 

Распределитель (рисунок 21) герметизированный, экранированный, с центробежным регулятором опережения зажигания, бесконтактный. Распределитель предназначен для управления работой коммутатора и распределения импульсов высокого напряжения по цилиндрам двигателя в необходимой последовательности.

Для плавной регулировки угла опережения зажигания в зависимости от сорта применяемого горючего служит октан-корректор, состоящий из двух пластин, одна из которых прикреплена болтом к корпусу распределителя, а вторая - двумя болтами к корпусу привода (на блоке цилиндров). Вращением регулировочных гаек октан-корректора достигается взаимное перемещение пластин и соответственно поворот корпуса распределителя.

Для обеспечения доступа к гнездам высокого напряжения на крышке распределителя крышка экранирующего колпака выполнена съемной, и ее крепят тремя болтами. Для доступа к ротору и статору генератора напряжения снимают экран, крепящийся, в свою очередь, также тремя болтами к корпусу распределителя. При разборке экрана следует обращать внимание на сохранность уплотнительных прокладок. Выводы проводов низкого и высокого напряжения от катушки зажигания уплотнены резиновыми кольцами. Для уплотнения посадочного хвостовика корпуса распределителя на нем имеется канавка, в которую заложено уплотнительное резиновое кольцо.

 

Рисунок 21. Распределитель:

1 - рычаг установки зажигания; 2 - масленка; 3 - валик распределителя с автоматом и ротором; 4 - экранированный вывод низкого напряжения; 5 - контактный уголек; 6 - пружина контактного уголька; 7 - вывод высоковольтного провода к катушке зажигания; 8 - крышка экрана; 9 - экран; 10 - крышка распределителя; 11 - бегунок; 12 - сальник; 13 - статор; 14 - корпус распределителя; 15 - метка установки зажигания; 16 - регулировочные гайки октан-корректора; 17 - ротор; 18 – обмотка.

 

Распределитель герметизирован, так как он предназначен для работы при преодолении брода. Во избежание порчи высоковольтных пластмассовых деталей и коррозии внутренних металлических деталей под влиянием озона, образующегося в результате искрения при работе распределителя, внутренняя полость его принудительно вентилируется. Для этого в корпусе распределителя предусмотрено два отверстия с конической резьбой для подсоединения штуцеров гибких вентиляционных шлангов. Вентиляция распределителя осуществляется воздухом, очищенным воздушным фильтром.

Катушка зажигания (рисунок 22) предназначена для получения импульсов высокого напряжения, обеспечивающих пробой искрового промежутка в свечах зажигания.

Катушка герметичная, экранированная, прикреплена к щиту кабины.

Катушка имеет два вывода низкого напряжения, из которых «ВК» присоединяется к одному из двух зажимов «ВК-12» коммутатора, второй «Р» - к зажиму «КЗ» коммутатора. Катушка зажигания Б118 предназначена для работы только с транзисторным коммутатором ТК200. Применение катушек других типов недопустимо.

  

а) б) 

Рисунок 22. Катушка Зажигания Б-118:

а-внешний вид; б-магнитная система; 1-высоковольтная клемма; 2-крышка; 3-первичная обмотка; 4-вторичная обмотка; 5-наружный магнитопровод; 6-сердечник; 7-корпус КЗ.

 

Коммутатор транзисторный предназначен для необходимого усиления и коммутации электрического тока в первичной обмотке катушки зажигания.

Вибратор аварийный включается в работу только в аварийном режиме при неисправном коммутаторе. Для этого следует присоединить провод от разъема «КЗ» коммутатора на разъем вибратора, а заглушку с разъема вибратора поставить на разъем «КЗ» коммутатора.

Свечи зажигания (рисунок 23) экранированные, герметизированные, имеют резьбу Ml4 х 1,25 на ввертной части корпуса и резьбу в верхней части экрана Ml 8 х 1 (под накидную гайку шланга).

 

Рис. 91. Свеча зажигания с экранирующим шлангом:

1 - уплотнительная втулка; 2 - керамическая втулка; 3 - вкладыш; 4 - свеча; 5 - контактное устройство; 6 - экранирующий шланг

 

В комплект свечи входят уплотнительная резиновая втулка 1, герметизирующая ввод провода в свечу, керамическая втулка 2 экрана и керамический вкладыш 3 со встроенным в него демпфирующим сопротивлением от 1000 до 7000 Ом. Это сопротивление предназначено для снижения уровня радиопомех от системы зажигания и уменьшения выгорания электродов свечи. Контакт провода с электродом вкладыша осуществлен с помощью контактного устройства КУ-20А1. Как это изображено на рисунке, на конец провода высокого напряжения, выходящий из экранирующего шланга, надевают резиновую уплотнительную втулку свечи и затем провод вводят в контактное устройство. Жилу провода, оголенную на 8 мм, вставляют в отверстие втулки, развальцованной в донышке керамического стаканчика контактного устройства, и распушают так, чтобы контактное устройство было зажато на проводе.

Зазор между электродами свечи должен быть 0,5-0,65 мм.

Свеча является одним из наиболее ответственных узлов системы зажигания, так как от ее состояния в значительной мере зависит надежность работы всей системы. При образовании на свече нагара создается утечка тока, что приводит к снижению вторичного напряжения. Подгорание электродов вызывает повышение пробойного напряжения искрового промежутка свечи. Пробойное напряжение в некоторых случаях может даже превышать максимальное напряжение, развиваемое системой зажигания, в результате чего возникают перебои зажигания.

При появлении перебоев в системе зажигания надо проверить величину зазора между электродами. В случае необходимости величину зазора следует отрегулировать.

Комбинированный выключатель зажигания и стартера предназначен для включения и выключения цепей зажигания и стартера. Установлен он на переднем щите кабины.

Выключатель имеет три положения, из которых два фиксированных. В положении 0 все выключено, ключ в замок вставляется и вынимается свободно.

Положение I - включен зажим КЗ (зажигание) поворотом ключа по ходу часовой стрелки.

Положение II - включены зажимы КЗ (зажигание) и СТ (стартер) поворотом ключа по ходу часовой стрелки. Положение II не фиксированное, возврат в положение I осуществляется пружиной после снятия усилия с ключа.

Провода высокого напряжения марки ПВС-7 имеют двухслойную изоляцию и жилу из семи стальных нержавеющих проволочек. Провода заключены в экранирующие герметичные шланги с внутренним диаметром 8 мм на участке от свечей к сборным коллекторам и с внутренним диаметром 22 мм от коллекторов к распределителю.