Материал: Нигматулин И.Н. Тепловые двигатели учеб. пособие

цилиндр двигателя производится за период поворота коленчатого ва­

ла на 45н-60о.

§ 3-16. Система зажигания карбюраторных и газовых двигателей

В карбюраторных и газовых двигателях рабочая смесь в цилиндре двигателя воспламеняется от электрической искры. Искра возникает

источником тока, различают две системы зажигания: батарейное и от магнето. В газовых двигателях большей частью применяется зажига­ ние от магнето, в автомобильных и тракторных карбюраторных двига­ телях — в основном батарейное зажигание. Для получения мощной электрической искры, необходимой для надежного зажигания, про­ бивное напряжение между электродами свечи должно быть 104-20 тыс. В. Поэтому ток низкого напряжения, получаемый от источника

основном применяются 12-вольтовые аккумуляторы. Аккумулятор обычно заряжается небольшой динамомашиной, приводимой в дейст­ вие от вала двигателя.

Принцип батарейного зажигания заключается в следующем: одна из клемм аккумуляторной батареи 1 (рис. 3-43) присоединена к массе 2, т. е. к какой-либо металлической детали двигателя. От другой клем­ мы через ручной выключатель зажигания 3 ток низкого напряжения идет к индукционной катушке 4, и далее через контакты 6 и 7 преры­ вателя 8 первичная обмотка замыкается на массу. Контакты 6 и 7 периодически размыкаются кулачковой шайбой 10, работающей от распределительного вала 11. Индукционная катушка (бобина) 4 и прерыватель 8 служат для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения.

На сердечник индукционной катушки, изготовленной из мягкой стали, кроме первичной толстой обмотки, намотана вторичная тонкая обмотка с большим числом витков. Один конец второй обмотки соеди­ нен через первичную обмотку с массой, другой конец — с распреде­ лителем тока высокого напряжения. Параллельно контактам 6 и 7 включен конденсатор 9, служащий для устранения искрения между контактами прерывателя при размыкании и для предохранения их от быстрого обгорания. Максимальное напряжение во вторичной обмотке

328

Распределитель 12 состоит из ротора 15 и крышки с электродами 14. Ротор 15 через раздаточную пластинку 13 поочередно подводит ток высокого напряжения к электродам 14, которые соединены прово­ дами с соответствующими запальными свечами 16. Ротор 15 и кулачко­ вая шайба 10 установлены на одном и том же валике 11, поэтому вра­ щаются всегда вместе. Когда кулачковая шайба 10 размыкает контакты 6 и 7, ток в цепи прекращается. В связи с этим вследствие измене­ ния магнитного поля вокруг первичной обмотки во вторичной обмотке

Рис. 3-43. Схема батарейного зажигания

5 возникает ток высокого напряжения. В этот момент раздаточная пластинка 13, замыкая один из электродов 14 распределителя, подво­ дит мгновенный ток высокого напряжения по проводу к свече 16 того цилиндра, в котором заканчивается такт сжатия. Валик 11 ротора и прерывателя связан шестернями с распределительным валом двига­ теля. Причем шестерни устанавливаются так, что момент размыкания кулачковой шайбой контактов 6 и 7 точно соответствует необходи­ мому моменту зажигания рабочей смеси в цилиндре.

Для получения хорошей экономичности во время работы двигателя при изменении числа оборотов и нагрузки требуется менять и угол

329

опережения зажигания. Поэтому устанавливается приспособление в прерывателях-распределителях для соответствующего изменения угла опережения зажигания. В современных двигателях производится автоматическое изменение опережения зажигания центробежным регу­ лятором в зависимости от числа оборотов двигателя и в дополнение к

дящего ток. Ток высокого напряжения подводится по проводу к цент­ ральному электроду свечи, а вторым проводом служит масса двига­ теля, с которой соединены через корпус свечи боковые электроды / . Искра проскакивает через воздушный зазор (0,6-4-0,8 мм) между электродами / и 6 в конце такта сжатия и зажигает рабочую смесь.

Магнето. Магнето представляет собой специальный электри­ ческий генератор для выработки тока высокого напряжения и рас­ пределения по цилиндрам для зажигания. В магнето объединены ис­ точники переменного тока низкого напряжения (магнитоэлектриче­ ская машина), индукционная катушка и прерыватель с распредели­ телем.

В зависимости от способа получения тока низкого напряжения раз­ личают следующие три типа магнето: 1) с вращающимися обмотками (якорем) и неподвижным магнитом; 2) с вращающимся постоянным магнитом и неподвижными обмотками; 3) с неподвижными обмотками и магнитом и вращающимся промежуточным элементом. Больше всего в современных двигателях применяются магнето с вращающимся магнитом и неподвижными обмотками.

330

Магнето с вращающимися обмотками (якорем) имеет неподвижный постоянный магнит, между полюсами которого вращается якорь с намотанными на него двумя обмотками — первичной и вторичной. Недостатком этого типа магнето является малая надежность быстровращающегося якоря с намотанными на него обмотками.

В магнето с вращающимся магнитом обмотки конденсатор и преры­ ватель неподвижны, а магнит выполнен в виде вращающегося ротора. Магнитный поток в сердечнике обмоток периодически меняет свою ве­ личину и направление, что и вызывает индуктирование электрического тока в обмотке магнето. На сердечнике П-образной формы наматыва­ ются первичная и вторичная обмотки, образующие трансформатор.

Рис . 3-45. Схема системы зажигания от магнето

Вмагнето с вращающимся промежуточным элементом (с магнит­ ным коммутатором) неподвижными являются как магнит, так и обмот­

ки с конденсатором и прерывателем. Магнитный поток подводится здесь к сердечнику обмоток через вращающуюся промежуточную железную деталь, так называемый магнитный коммутатор, который при враще­ нии периодически меняет величину и направление магнитного потока по сердечнику обмоток.

Электрические схемы всех вышеуказанных типов магнето одинако­ вы. Первичная обмотка / (рис. 3-45) состоит из витков довольно толс­ той проволоки (d = 1,0-г-1,25 мм), вторичная обмотка 2— из более тонкой проволоки (d = 0,10-7-0,12 мм) с очень большим количеством витков. При вращении якоря между полюсами магнита в первичной обмотке индуктируется переменный ток низкого напряжения (12-f- -7-40 В). Вторичная обмотка замыкается через искровой зазор б элект­ рической свечи 4. При вращении якоря во вторичной обмотке также индуктируется электродвижущая сила, но вторичный ток не возни­ кает, так как получающегося при этом напряжения 1000-т- 1500В недос­ таточно для преодоления электрического сопротивления искрового зазора свечи. Д л я увеличения электродвижущей силы в первичную цепь включают прерыватель 6 и параллельно ему конденсатор 7. В мо­ мент возникновения максимального тока первичная цепь размыкается прерывателем 6, благодаря чему электродвижущая сила во вторичной

331

обмотке достигает 104-20 тыс. В. Полученная таким образом большая электродвижущая сила с помощью распределителя 5 (как и при бата­ рейном зажигании) передается на электроды соответствующей свечи 4 и, преодолевая сопротивление искрового зазора б. образует мощный искровой заряд, необходимый для зажигания смеси. Специальный предохранитель — искровой разрядчик 3 — служит для предохране­ ния от чрезмерно высоких напряжений, которые могут возникнуть при неисправностях искрового зазора. Позицией 8 показан ручной выключатель зажигания.

§ 3-17. Системы смазки и охлаждения двигателей

Смазка двигателей

Смазка двигателей осуществляется для уменьшения трения и из­ носа деталей, для снижения затраты мощности на механические поте­ ри, а также для охлаждения трущихся поверхностей двигателя. По­ дача масла на смазываемые поверхности двигателя производится двумя способами: циркуляционным насосом под давлением и разбрыз­ гиванием (барботажем).

В коренные и шатунные подшипники, а также в большинстве слу­ чаев в подшипники распределительного вала, в поршневой палец и в другие ответственные узлы двигателя масло подается под давлением. Это обеспечивает более надежный непрерывный подвод масла к тру­ щимся деталям в количестве, необходимом как для смазки, так и для непрерывного отвода тепла из смазываемых поверхностей.

Обычно масло заливается в картер двигателя через специальную горловину до определенного уровня. Оно находится в работе до тех пор, пока частично не потеряет свои смазочные свойства. Затем его заменяют свежим маслом.

Масло подается в основном шестеренчатым насосом (рис. 3-46). Достоинством его является простота конструкции и надежность рабо­ ты. Масло засасывается из резервуара по каналу 2 в полость впуска 3, затем шестернями / переносится в полость нагнетания 4 и оттуда по­ ступает в масляную магистраль 5. Для ограничения максимального давления в масляной магистрали в циркуляционном насосе имеется редукционный клапан 6, который перепускает избыток масла об­ ратно по каналу 7 в поддон картера.

При работе двигателя масло забирается обычно через сетчатый заборник из сборного резервуара картера двигателя циркуляционным насосом, проходит под давлением (24-8 бар) через фильтр грубой очист­ ки и далее поступает в масляную магистраль для направления во все смазываемые поверхности. Из масляной магистрали по специальным каналам масло подводится в коренные подшипники, оттуда по сверле­ нию коленчатого вала проходит в шатунные подшипники. Подшипни­ ки распределительного вала и коромысел клапанов обычно также сма­

332