Контактная система зажигания и принцип ее работы

Аккумуляторная батарея являлась источником электрической энергии для системы зажигания на первых автомобилях. Появление головных фар на автомобиле для поездок в темное время суток и как следствие быстрая разрядка аккумуляторов привели к необходимости использования параллельно с аккумуляторной батареей генератор.

В автомобильной терминологии есть термин «батарейное зажигание», в отличие от тракторной техники, где зажигание смеси в цилиндрах осуществляется с помощью магнето.

Батарейное зажигание в том виде, в котором оно появилось на первых автомобилях, долгое время было единственным способом зажигания. Изобретение полупроводниковых приборов привело к созданию систем зажигания, в основу которых заложена так называемая контактная система. Эти две системы имеют принципиальные различия. Наряду с термином «классическая», чаще употребляется более верный термин «контактная», так как он полностью отражает конструктивные особенности классической системы зажигания.

Рассмотрим принцип действия контактной (классической) системы зажигания (рис. 6.2), в которую обязательно входят катушка зажигания, прерыватель, конденсатор и свечи зажигания.

Катушка зажигания состоит из сердечника, на который намотаны первичная и вторичная обмотки. Первичная обмотка состоит из небольшого числа витков сравнительно толстой проволоки, а вторичная — из очень большого числа витков тонкой проволоки. Катушка зажигания — простой трансформатор. Один конец первичной обмотки соединен через выключатель зажигания S с положительным выводом аккумуляторной батареи. Другой конец первичной обмотки соединен с вторичной обмоткой. Свободный конец вторичной обмотки выведен наружу для соединения со свечой зажигания. Такую схему соединения, когда вторичная обмотка является как бы продолжением первичной, называют автотрансформаторной.

Одним из основных элементов системы зажигания является прерыватель. В классической системе зажигания он представляет собой устройство, состоящее из вращающегося кулачка, на который опирается подвижный контакт. При вращении кулачка контакты К

Рис. 6.2. Принципиальная схема системы зажигания бензиновых двигателей

размыкают и замыкают первичную обмотку. При замкнутых контактах выключателя S в момент замыкания контактов К прерывателя от положительного вывода аккумуляторной батареи через первичную обмотку, контакты прерывателя, «массу» (корпус автомобиля) и отрицательный вывод аккумуляторной батареи будет проходить ток. Ток, протекающий по первичной обмотке (первичный ток), создает магнитное поле, силовые линии которого, замыкаясь через сердечник, пересекают витки обеих обмоток. Когда вращающийся кулачок размыкает контакты К, первичный ток и вызванный им магнитный поток резко уменьшаются. При уменьшении магнитного поля в обеих обмотках согласно закону электромагнитной индукции наводится ЭДС самоиндукции, пропорционально скорости уменьшения магнитного потока и числу витков в обмотках. Так как вторичная обмотка имеет очень большое число витков, ЭДС самоиндукции достигает 30 000 В. Этого напряжения достаточно для пробоя искрового промежутка свечи зажигания. Ток высокого напряжения проскакивает в виде искры между электродами свечи зажигания.

При этом ЭДС самоиндукции, индуктируемая при размыкании контактов К в первичной обмотке, достигает значения 300 В и направлена в ту же сторону, что и первичный ток, и как бы стремится задержать его исчезновение. В результате между размыкающимися контактами появляется сильный дуговой разряд, разрушающий контакты. Для уменьшения вредного разрушительного воздействия ЭДС самоиндукции в параллель контактам прерывателя включен конденсатор С.

Конденсатор впитывает ток самоиндукции, и поэтому искрения почти нет. Затем конденсатор разряжается через первичную обмотку и аккумуляторную батарею.

Система зажигания содержит еще целый ряд устройств, наличие которых определено требованиями по надежности и экономичности работы автомобильного двигателя.