СИСТЕМА ЗАПАЛЮВАННЯ
У сучасних автомобілях з карбюраторними двигунами застосовується система батарейною запалювання, яка призначена для запалюваная’робочої суміші, стиснутої в циліндрах двигуна. Завалювання робочої суміші здійснюється в кінці такту стиску електричним розрядом — іскрою, що проскакує між електродами свічки запалювання. Під час подолання іскрою зазора між електродами свічки робоча суміш, стиснута до 10 —12 к-гс/с, чинить дуже великий опір. Щоб подолати цей опір, треба застосувати струм високої напруги до 20 тис. в. Утворюваний струм високої напруги розподіляється по циліндрах у певній послідовності.
Система батарейного запалювання складається із джерела струму, котушки запалювання, переривника, розподільника, конденсатора, свічки, вмикача запалювання, проводів високої і проводів низької напруги, які з’єднують прилади. Переривник і розподільник об’єднані в один прилад, який називається переримгш — ком-розподільником.
Джерелом струму на автомобілях, як уже відомо, є акумуляторна батарея і генератор. На сучасних автомобілях застосовують батарейне запалювання з однопровідною системою з’єднання джерел струму з іншими приладами, при якій другим приводом в «маса» автомобіля, тобто з’єднані між собою всі його металеві частини. На рис. 63 показано принципову схему батарейного запалювання. Коло низької напруги живиться струмом акумуляторної батареї або генератора. Сюди послідовно ввімкнено переривник, первинну обмотку котушки запалювання з варіатором і вимикач запалювання.
До кола високої напруги ввімкнено вторинну обмотку котушки запалювання, розподільник, проводи високої напруги і свічки запалювання. Якщо ввімкнути вимикач і замкнути контакти переривника, струм низької напруги від акумуляторної батареї проходить по первинній обмотці котушки запалювання. При цьому навколо первинної обмотки утворюється магнітне поле.
Під час роботи двигуна контакти переривника розмикаються і струм у первинній обмотці зникає, а разом з ним зникає і магнітне поле. Магнітне поле, зникаючи, перетинає витки вторинної обмотки, в якій індукується струм високої напруги. Цей струм підводиться розподільником по черзі по проводах високої напруги до свічок запалювання.
Котушка запалювання (індукційна) призначена для перетворення струму низької напруги на струм високої напруги. Принцип дії котушки заснований на явищі взаємної електромагнітної індукції. 12-вольтова котушка запалювання (рис. 64) складається із осердя, первинної і вторинної обмоток, карболітової кришки з вивідними клемами, варіатора (додаткового опору) і залізного корпусу з кільцевим магнітопроводом. Осердя котушки набрано з окремих пластин м’якої сталі, ізольованих одна від одної окалиною. Зверху на осердя надіто ізольовану картонну трубку з намотаною на неї вторинною обмоткою, а зверху вторинної обмотки ізольовану картонну трубку з первинною обмоткою. При такому розміщенні обмоток краще відводиться тепло від первинної обмотки до кожуха.
Первинна обмотка складається з 330 витків ізольованого мідного проводу діаметром 0,72 мм; вторинна обмотка — з 19 тис. витків ізольованого проводу діаметром 0,1 мм.
Між корпусом котушки запалювання і первинною обмоткою розміщено кільцевий магнітопровід з листової м’якої сталі. Маг — нітопровід посилює магнітний потік, створюваний струмом у первинній обмотці. Внутрішню порожнину котушки заповнено ізоляційного масою, яка поліпшує ізоляцію обмоток. Кінці первинної обмотки виведено на карболітову кришку. Один кінець вторинної обмотки з’єднано з первипною, другий кінець підведено
до центральної клеми карболітової кришки. Герметичність кріплення карболітової кришки до корпусу забезпечується прокладкою з маслобензостійкої гуми.
Під час проходження струму низької напруги первиниа обмотка разом з осердям і кільцевим магнітопроводом створює сильний магнітний потік. При розмиканні контактів переривника струм низької напруги переривається, і магнітний потік, зникаючи, перетинає вторинну і первинну обмотки, осердя і магніто — провід. Внаслідок цього у вторинній обмотці індукується е. р. с. взаємоіндукції до 26—28 тис. в, у первинній обмотці — е. р. с. самоіндукції до 300 в, а в осерді і магнітопроводі — вихрові струми.
Якщо збільшити або зменшити кількість обертів колінчастого вала двигуна, час замкненого стану контактів переривника змінюється. Це в свою чергу змінює силу струму в первинній обмотці. Для автоматичного регулювання сили струму в первинній обмотці послідовно ввімкнено варіатор (додатковий опір), який виготовляють у формі спіралі із стального або нікелевого дроту. Варіатор розміщено в ізольованому корпусі. Корпус закріплюють між лапами скоби кріплення котушки запалювання. Приєднують до клем ВК-В і ВК, розміщених на кришці індукційної котушки.
При збільшенні кількості обертів колінчастого єала двигуна час замкненого стану контактів переривника зменшується. Це в свою чергу зменшує силу струму в первинній обмотці індукційної котушки і величину струму, що проходить через варіатор. Внаслідок цього варіатор охолоджується, опір його, а отже, і опір первинної обмотки також зменшується. Це запобігає сильному зменшенню сили струму низької напруги, зниженню напруги у вторинному колі і забезпечує безперебійне запалювання при великій кількості обертів колінчастого вала двигуна.
Під час запуску двигуна стартером різко знижується] напруга на затискачах акумуляторної батареї, що спричиняє зменшення сили струму в первинній обмотці котушки запалювання. Щоб збільшити силу струму в первинній обмотці при вмиканні стартера, варіатор закорочують контактним диском вмикача стартера, і напруга у вторинній обмотці котушки запалювання підвищується. Це полегшує запуск двигуна стартером.
Переривішк-розиодільник. Переривник призначений для розмикання і замикання кола низької напруги, тобто первинного кола котушки запалювання. Розподільник призначений для розподілу струму високої напруги, який надходить від котушки запалювання до свічок запалювання багатоциліндрових двигунів відповідно до порядку роботи циліндрів.
Переривник (рис. 65) складається із чавунного корпусу, всередині якого розміщено рухомий і нерухомий диски, приводний валик, відцентровий регулятор випередження запалювання, на якому закріплено кулачок.
Кількість виступів на кулачку відповідає кількості циліндрів двигуна. На рухомому диску на осі закріплено важілець з рухом міжк онтактом і пластинчастою пружиною, яка притискує рухомий контакт до нерухомого, розміщеного поруч на стояку. Нерухомий контакт з’єднано з «масою». Важілець з рухомим контактом ізольовано від «маси» і через вивідний затискач проводом з’єднано з первинною обмоткою котушки запалювання. Контакти переривника виготовляють з тугоплавкого металу — вольфраму.такти. За один оберт кулачка контакти розмикаються і замикаються стільки разів, скільки є виступів на кулачку. Щоб забезпечити нормальну роботу приладів запалювання, зазор між контактами переривника повинен бути в межах 0,35—0,45 мм. Зазор регулюють ексцентриковим гвинтом. Якщо зазор буде більшим від норми, то час замкнутого стану контактів зменшиться, а тому зменшиться і сила струму в первинній обмотці котушки і, як наслідок, зменшиться е. р. с. вторинної обмотки. На великих обертах колінчастого вала можуть навіть з’явитися перебої в роботі двигуна. При зменпіенні зазора збільшується іскріння між контактами, контакти швидко підгоряють і, як наслідок, перебої з’являються на всіх режимах. ‘Зовні до корпусу прикріплено вакуумний регулятор випередження запалювання і октан-коректор.Приводний валик приводиться в рух від розподільного вала двигуна. Разом з приводним валиком через відцентровий регулятор обертається кулачок, натискуючи виступами на важілець, який повертається на осі і розмикає контакти. За один оберт кулачка контакти розмикаються і замикаються стільки разів, скільки є виступів на кулачку. Щоб забезпечити нормальну роботу приладів запалювання, зазор між контактами переривника повинен бути в межах 0,35—0,45 мм. Зазор регулюють ексцентриковим гвинтом. Якщо зазор буде більшим від норми, то час замкнутого стану контактів зменшиться, а тому зменшиться і сила струму в первинній обмотці котушки і, як наслідок, зменшиться е. р. с. вторинної обмотки. На великих обертах колінчастого вала можуть навіть з’явитися перебої в роботі двигуна. При зменпіенні зазора збільшується іскріння між контактами, контакти швидко підгоряють і, як наслідок, перебої з’являються на всіх режимах. 
Розподільник (рис. 66) встановлюють зверху на корпусі переривника. Розподільник складається з карболітового корпусу, який водночас служить кришкою переривника і карболітового ротора, розміщеного під кришкою і закріпленого за допомогою пластинчастої пружини на виступі кулачка. Зверху на роторі закріплено струморозносну металеву пластинку. На ‘поверхні карболітової кришки по колу, відповідно до кількості циліндрів, розміщено виступи, в яких є гнізда для кріплення проводів високої напруги до свічок запалювання. У центрі кришки розмішено
виступ, в якому зроблено гніздо для кріплення центрального проводу високої напруги від котушки запалювання.
Усередині кришки розмішено бічні контакти. Вони з’єднуються через гнізда з проводами високої напруги. Під центральним гніздом встановлено вугільний контакт з пружиною, яка притискує його до струморозносної пластини ротора. Вугільний контакт сполучає струморозносну пластинку ротора через центральне гніздо з проводом високої напруги від індукційної котушки запалювання. Під час роботи двигуна ротор обертається разом з кулачком і в момент розмикання контактів переривника з’єднує по черзі центральний контакт з боковими контактами розподільника, через які струм високої напруги надходить до свічок тих циліндрів, де в даний момент повинна запалюватися робоча суміш.
Під час роботи системи запалювання в первинній обмотці котушки запалювання, як зазначалося вище, індукується струм самоіндукції напругою 260—300 в. Цей струм гальмує швидкість зникнення струму низької напруги в первинній обмотці і цим самим зменшує е. р. с. у вторинній обмотці. Крім того, струм самоіндукції спричинює інтенсивне іскріння під час розмикання контактів переривника, що виводить з ладу контакти.
Щоб запобігти шкідливій дії е. р. с. самоіндукції, у системі запалювання застосовують конденсатор. Встановлюють його на переривнику-розподільнику і вмикають до кола низької напруги паралельно контактам переривника (див. рис. 63.).
На сучасних автомобілях застосовують звичайні і малогабаритні конденсатори.
Звичайний конденсатор (рис. 67) складається з кожуха, всередині якого знаходиться рулон з двох тонких алюмінієвих стрічок, ізольованих одна від одної конденсаторним папером. Одну стрічку з’єднано з «масою» через корпус переривника, а другу — проводом з рухомим контактом. Закріплюють такий конденсатор зовні на корпусі переривника.
Малогабаритний конденсатор складається з герметизованого корпусу, усередині якого розміщено рулон з двох стрічок ізоляційного паперу, просоченого маслом. На одну сторону паперу напилено тонкии шар олова, а поверх олова — шар цинку. Порожні місця в корпусі заповнюють трансформаторним маслом або церезином. Малогабаритний конденсатор закріплюють усередині корпусу переривника на рухомому диску. Такі конденсатори мають здатність самовідновлюватись. Шар металу випаровується, завдяки чому папір навколо місця пробою очищається від металу.
При розмиканні контактів переривника конденсатор заряджається струмом самоіндукції, пе допускаючи іскріння між контактами, що сприяє швидкому зникненню магнітного потоку. Це в свою чергу підвищує е. р. с. у вторинній обмотці. Крім того, при розімкнених контактах переривника заряджений конденсатор розряджається через первинну обмотку, створюючи в ній струм зворотного напряму, що прискорює зникнення магнітного потоку. Це також значно підвищує напругу у вторинній обмотці. На сучасних автомобілях застосовують конденсатори з ємністю 0,17—0,35 мкф.
Свічка запалювання призначена для утворення електричного розряду — іскри, яка запалює стиснуту в циліндрах двигуна робочу суміш. На сучасних автомобілях застосовують нерозбірні свічки. Така свічка складається із стального корпусу, верхня частина якого має грані під ключ, а нижня частина закінчується зовнішньою різьбою, якою свічка загвинчується в різьбовий отвір головки блока циліндрів (рис. 68). У стальний корпус вмонтовано ізолятор. Всередині ізолятора розміщено центральний електрод. Для ущільнення ізолятора в корпусі свічки встановлюють ущільнювальні прокладки і верхню частину корпусу завальцьо — вують.
Центральний електрод зверху має наконечник, призначений для кріплення проводу високої напруги. У нижній частині до корпусу свічки приварено один або два бічних електроди.
Ізолятор виготовляють з ураліту або борокорунду, а електроди свічки — з нікельмарганцевого або хромотитанового сплаву. Для нормальної роботи системи запалювання зазор між електродами свічки повинен бути 0,6—0,9 мм.
Умови роботи свічок запалювання у двигунах різних типів неоднакові, і тому свічки для двигуна підбирають за їх тепловою характеристикою, яка залежить від довжини частини ізолятора і загальної теплопровідності свічки. Для безперебійної роботи свічки температура нижньої частини ізолятора повинна бути в межах 600—700° С. Свічки з високою тепловіддачею, у яких невелика довжина нижньої частини ізолятора і вузька розточка корпусу, називають «холодними». їх застосовують для двигунів з високим ступенем стиску і підвищеним тепловим режимом. Свічки із зниженою тепловіддачею, у яких нижня частина ізолятора подовжена, а розточка корпусу широка, називають «гарячими», їх установлюють на двигунах з малим ступенем стиску і помірним тепловим режимом.
У сучасних автомобілях застосовують свічки запалювання А11У (ГАЗ-53А), А14У (М-21 «Волга»), А15Б (ЗИЛ-130). Перша буква в маркіровці означає діаметр різьби: А — 14 мм. Цифри вказують на довжину нижньої частини ізолятора в міліметрах, а остання буква — на матеріал ізолйтора: У — ураліт, Б — бо — рокорунд.
Вмикач запалювання призначений для вмикання в коло і вимкнення з нього приладів батарейного запалювання. Складається він з двох частин: замка з індивідуальним ключем і електричного вмикача (рис. 69). Електричний вмикач має контактну пластину з виступами і панель з контактними гвинтами, а замок — корпус, циліндр, пружину і поводок.
Коли ключ перебуває у вертикальному положенні, запалювання вимкнено. Виступи контактної пластини розміщуватимуться між контактними гвинтами панелі. При повертанні ключа поводок поверне контактну пластину, виступи якої з’єднаються з контактними гвинтами панелі і ввімкнуть прилади батарейного запалювання та контрольно-вимірювальні прилади. На сучасних автомобілях з дистанційним вмиканням стартера замок запалювання може мати три положення ключа: перше — ключ вертикально — запалювання вимкнено, друге — ключ повернено за годинниковою стрілкою — запалювання ввімкнено, третє— ключ повернено за годинниковою стрілкою до відказу — ввімкнено запалювання і стартер. На автомобілях, обладнаних радіоприймачем, ключ, крім вказаних трьох положень, має четверте для вмикання радіоприймача. Щоб ввімкнути радіоприймач, треба повернути ключ проти годинникової стрілки. Радіоприймач вмикається також і в першому положенні ключа.
§ 19. ВИПЕРЕДЖЕННЯ ЗАПАЛЮВАННЯ
Після запалювання робочої суміші в циліндрах тиск газів на поршень може бути найкраще використаний, якщо суміш повніс — стю згорить одразу після переходу поршня (в. м. т.). Враховуючи швидкість руху поршня і швидкість горіння робочої суміші, треба запалювати суміш до підходу поршня у в. м. т., тобто з певним випередженням, яке зручно заміряти кутом повороту колінчастого вала. Таким чином, кутом випередження називається кут повороту колінчастого вала від моменту появи іскри в свічці до приходу поршня у в. м. т. Цей кут залежить від кількості обертів колінчастого вала, швидкості згоряння робочої суміші і навантаження на двигун (ступеня відкривання дросельної заслінки). При збільшенні кількості обертів колінчастого вала двигуна час на згоряння робочої суміші зменшується, тому кут випередження запалювання треба збільшувати.
Для автоматичного регулювання кута випередження запалювання залежно від кількості обертів колінчастого вала на сучасних автомобілях застосовують відцентровий регулятор випередження запалювання, який встановлюють у переривник-розпо — дільник. Швидкість горіння робочої суміші збільшується, якщо підвищується коефіцієнт залишкових газів. Коли дросельна заслінка карбюратора прикривається, кількість пальної суміші, що надходить до циліндрів, зменшується, а кількість залишкових газів збільшується. Така робоча суміш горить повільніше, і тому кут випередження запалювання треба збільшувати. Збільшуючи відкривання дросельної заслінки, навпаки, треба зменшувати цей кут. Це виконує вакуумний регулятор випередження запалювання, автоматично змінюючи випередження запалювання залежно від навантаження двигуна, тобто від ступеню відкриття дросельної заслінки. Для зміни кута випередження запалювання,
залежно від октанового числа палива, на сучасних автомобілях застосовують октан-коректор, який встановлюють на перернвшіку-розподЬчьнику. Випередження регулюють ним вручну. Чим нижче октанове число палива, тим меншим повинен бути кут випередження запалювання.
Відцентровий регулятор випередження запалювання (рис. 70) складається з пластини, жорстко закріпленої на приводному валику переривника, двох тягарців, пружин і планки. Тягарці встановлено на осях пластини і стягнуто Пружинами. Кулачок переривника жорстко з’єднаний своєю втулкою з планкою.
Штифти тягарців входять у прорізи планки. При обертанні приводного валика тягарці під ‘дією відцентрової сили переборюють опір пружин і розходяться. Через штифти вони повертають пластину, а разом з нею і кулачок у напрямі обертання, забезпечуючи більш раннє розмикання контактів і тим самим збільшуючи кут випередження запалювання. Із зменшенням кількості обертів зменшується і відцентрова сила, що — діє на тягарці; пружини повертають тягарці, а через них пластину і кулачок переривника у бік зменшення кута випередження.
Вакуумний регулятор випередження запалювання (рис. 71) складається з корпусу, діафрагми, кришки з штуцером і тяги. Встановлюють його на корпусі переривника-розподільника. Діафрагма затиснута між корпусом і кришкою регулятора заваль — цюванням. Тяга одним кінцем.з’єднана з діафрагмою, а другим — з рухомим диском переривника. Пружина відтискує через діафрагму і тягу рухомий диск переривника в бік пізнього запалювання. Внутрішній простір кришки герметичний. Він сполучений трубкою із змішувальною камерою карбюратора під дросельною заслінкою.
У міру прикривання дросельної заслінки (зменшення навантаження) розрідження під нею збільшується і по трубці передається у порожнину кришки регулятора. Внаслідок різниці тисків діафрагма прогинається у бік пружини, стискуючи її, і через тягу повертає рухомий диск переривника назустріч обертанню кулачка, забезпечуючи цим раннє запалювання.
Із збільшенням навантаження дросельна заслінка відкривається, розрідження під нею зменшується і пружина пересуває діафрагму до корпусу переривника, повертаючи диск у бік більш пізнього запалювання.
Для зміни установочного кута випередження запалювання, залежно від октанового числа палива, служить октан-коректор (рис. 72)’, який складається з двох пластин, з’єднаних між собою гвинтом з двома регулювальними гайками. Верхню пластину прикріплено до корпусу переривника-розподільника, а нижню — до блока циліндрів.. Нижня пластина на другому кінці має шкалу з поділками від 0 до 10 в’обидва боки, а другий кінець верхньої пластини закінчується стрілкою, розміщеною проти шкали. Під час експлуатації автомобіля доводиться застосовувати пальне з різним октановим числом, тому кут випередження запалювання регулю — ють’залежпо від марки пального. Щоб змінити кут випередження запалювання октан-коректором, обертають регулювальні гайки, які через гвинт і верхню пластину повертають корпус переривника разом з диском відносно кулачка, змінюючи тим самим момент розмикання контактів переривника, а значить і кут випередження запалювання.
-