Технология замены приборов системы зажигания ВАЗ 2101
ГБОУ СПО РМЭ “Марийский радиомеханический техникум”
Курсовая работа
Тема: Технология замены приборов системы зажигания ВАЗ 2101
Дисциплина 190501
Выполнил: ст. группы ЭТЭ-31
Решетников Р.Е.
Проверил: Смоленцев Ю.Н.
Йошкар-Ола 2013
Содержание:
1. Введение
2. История
3. Приборы системы зажигания
3.1 Катушка зажигания
3.2 Прерыватель-распределитель
3.3 Искровые свечи зажигания
3.4 Аккумуляторная батарея
3.5 Генератор
3.6 Замок зажигания (включатель зажигания)
3.7 Провода высокого напряжения
4. Замена приборов зажигания
4.1 Замена катушки зажигания
4.2 Замена прерывателя-распределителя
4.3 Замена искровых свечей зажигания
4.4 Замена аккумуляторной батареи
4.5 Замена генератора
4.6 Замена замка зажигания (включателя зажигания)
4.7 Замена проводов высокого напряжения
5. Заключение
6. Список литературы
Введение
Система зажигания - это совокупность всех приборов и устройств, обеспечивающих появление искры в момент, соответствующий порядку и режиму работы двигателя. Эта система является частью общей системы электрооборудования. Первые двигатели (например, двигатель Даймлера) в качестве системы зажигания имели калильную головку. То есть воспламенение рабочей смеси осуществлялось в конце такта сжатия от сильно нагретой камеры, сообщающейся с камерой сгорания. Перед запуском калильную головку надо было разогреть, далее ее температура поддерживалась сгоранием топлива. В настоящее время таким воспламенением обладают часть микродвигателей внутреннего сгорания, используемые в различных моделях (авиа-, авто-, судомодели и тому подобное). Калильное зажигание в данном случае выигрывает своей простотой и непревзойдённой компактностью.
Система зажигания служит для обеспечения надежного воспламенения рабочей смеси в камерах сгорания цилиндров двигателя в нужный момент и изменения момента зажигания (угла опережения) в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя.
Существует 3 типа системы зажигания
- контактная система зажигания
- бесконтактная (транзисторная) система зажигания
- электронная (микропроцессорная) система зажигания
Технология - совокупность методов, процессов и материалов, используемых в какой-либо отрасли деятельности, а также научное описание способов технического производства или комплекс организационных мер, операций и приемов, направленных на изготовление, обслуживание, ремонт или эксплуатацию изделия с номинальным качеством и оптимальными затратами, и обусловленных текущим уровнем развития науки, техники и общества в целом.
2.История
По-настоящему на бензиновых моторах прижилась искровая система зажигания, то есть система, отличительным признаком которой является воспламенение смеси электрическим разрядом, пробивающей воздушный промежуток свечи зажигания. Было создано большое количество систем зажигания. Все основные типы таких систем можно встретить и в настоящее время.
Система зажигания на основе магнето
Одной из первых появилась система зажигания на основе магнето. Идея такой системы - генерация импульса зажигания при прохождении рядом с неподвижной катушкой магнитного поля постоянного магнита, связанного с вращающейся деталью двигателя. Достоинством такой конструкции является простота, отсутствие каких-либо батарей. Такая система всегда готова к работе. Применяют её в данное время более всего на силовой продукции — например, на бензопилах, газонокосилках, маленьких бензогенераторах и тому подобной технике. Недостатками является дороговизна изготовления (катушка с большим количеством витков весьма тонкого провода, высокие требования к изоляции, качественные мощные магниты), конструктивные сложности с регулированием момента зажигания (необходимо перемещать довольно массивную катушку). Для повышения надёжности нередко применяют конструкции с выносными трансформаторами. В этом случае первично генерируется низковольтный импульс, когда магнит проходит рядом с катушкой. Данная катушка изготавливается из небольшого количества витков более толстого провода, поэтому она проще, дешевле, и компактнее. Далее низковольтный импульс поступает на катушку зажигания, с которой и снимается высоковольтный импульс, идущий уже на свечи зажигания. В такие и подобные им системы зажигания в настоящее время вводят различные электронные компоненты с целью улучшения характеристик и смягчения недостатков, но неизменной остаётся идея генерации импульса с помощью постоянного магнита.
Система зажигания с внешним питанием
Вторым, наиболее распространённым типом систем зажигания на автомобильных моторах, являются системы с «батарейным», то есть с внешним питанием. В этом случае питание системы осуществляется от внешнего источника электроэнергии. Неотъемлемой частью системы зажигания является катушка зажигания, представляющая собой импульсный трансформатор. Основная функция катушки зажигания — генерация высоковольтного импульса на свече. Долгие десятилетия катушка на двигателе была одна, а для обслуживания нескольких цилиндров применялся высоковольтный распределитель. В последнее время типичным становится катушка на пару цилиндров или на каждый цилиндр (что позволяет разместить катушку непосредственно на свече как колпачок и отказаться от высоковольтных проводов). Также существуют системы зажигания автомобильных двигателей с двумя свечами, и, соответственно, двумя катушками на каждый цилиндр. Две свечи на цилиндр применяются исходя из соображений сокращения длины пробега фронта горения в цилиндре, что позволяет немного сдвинуть момент зажигания в раннюю сторону, и получить немного большую отдачу от двигателя. Также повышается надёжность системы. В свою очередь, системы зажигания можно разделить на системы с накоплением энергии в индуктивности, и системы зажигания с накоплением энергии в ёмкости.
Системы с накоплением энергии в индуктивности занимают доминирующие положение на технике. Основная идея — при пропускании тока от внешнего источника через первичную обмотку катушки зажигания катушка запасает энергию в своём магнитном поле, при прекращении этого тока ЭДС самоиндукции генерирует в обмотках катушки мощный импульс, который снимается со вторичной (высоковольтной) обмотки, и подаётся на свечу. Напряжение импульса достигает 20-40 тысяч вольт без нагрузки. Реально, на работающем двигателе напряжение высоковольтной части определяется условиями пробоя искрового промежутка свечи зажигания в конкретном рабочем режиме, и колеблется от 3 до 30 тысяч вольт в типичных случаях. Прерывание тока в обмотке долгие годы осуществлялось обычными механическими контактами, сейчас стандартом стало управление электронными устройствами, где ключевым элементом является мощный полупроводниковый прибор: биполярный или полевой транзистор.
Системы с накоплением энергии в ёмкости (они же «конденсаторные» или «тиристорные») появились в середине 70-х годов в связи с появлением доступной элементной базы и возросшим интересом к роторно-поршневым двигателям. Конструктивно они практически аналогичны описанным выше системам с накоплением энергии в индуктивности, но отличаются тем, что вместо пропускания постоянного тока через первичную обмотку катушки к ней подключается конденсатор, заряженный до высокого напряжения (типично от 100 до 400 вольт). То есть обязательными элементами таких систем являются преобразователь напряжения того или иного типа, чья задача — зарядить накопительный конденсатор, и высоковольтный ключ, подключающий данный конденсатор к катушке. В качестве ключа, как правило, используются тиристоры. Недостатком данных систем является конструктивная сложность, и недостаточная длительность импульса в большинстве конструкций, достоинством — крутой фронт высоковольтного импульса, делающий систему менее чувствительной к забрызгиванию свечей зажигания, характерному для роторно-поршневых двигателей.
Существуют также конструкции, объединяющие оба принципа, и имеющие их достоинства, но, как правило, это любительские или экспериментальные конструкции, отличающиеся высокой сложностью изготовления.
Важнейшим параметром, определяющим работу системы зажигания, является так называемый момент зажигания, то есть время, в которое система поджигает искровым разрядом сжатую рабочую смесь. Определяется момент зажигания как положение коленвала двигателя в момент подачи импульса на свечу относительно верхней мёртвой точки в градусах. Позднее зажигание приводит к падению мощности двигателя из-за недогорания топлива, что ухудшает экологические характеристики выхлопа и приводит к снижению экономичности (уменьшение мощности не уменьшает расход топлива). Раннее зажигание приводит к детонации, особенно при резком нажатии на педаль газа. Регулировка опережения зажигания заключается в выставлении наиболее раннего момента зажигания, еще не приводящего к детонации.
Это основные типы систем зажигания, которые используются в разных областях и по сей день.
В своей работе я хочу рассказать о устройстве, работе, основных неисправностях и пути их устранения бесконтактной системы зажигания на примере автомобиля ВАЗ – 2101
В этой работе представлена классическая
контактная система зажигания и ёё
приборы.
3.Приборы контактной системы зажигания
Цепь низкого напряжения питается от аккумуляторной батареи или генератора. В нее последовательно включены: прерыватель, первичная обмотка катушки зажигания с добавочным резистором и включатель зажигания.
Рис.1
В цепь высокого напряжения включены: вторичная обмотка катушки зажигания, распределитель, провода высокого напряжения и свечи зажигания.
- Контактная система зажигания состоит из (Рис. 1)
3.1 Катушки зажигания
3.2 Прерывателя-распределителя
3.3 Искровых свечей зажигания
3.4 Аккумуляторной батареи
3.5 Генератора
3.6 Замок зажигания (включатель зажигания)
3.7 Провода высокого напряжения
3.1 Катушка зажигания
Катушка зажигания (рис.2) служит для преобразования тока низкого напряжения (12 В) в ток высокого напряжения (до 20-24 тыс. В). На сердечник, состоящий из изолированных друг от друга полосок электротехнической стали, намотана вторичная обмотка из изолированного провода диаметром 0,07 мм, имеющая 18-20 тыс. витков, и первичная обмотка, состоящая из 270-330 витков медного провода диаметром 0,8 мм. Обмотки изолированы друг от друга картонной трубкой. Катушка заключена в полукольцо из листовой стали, являющейся магнитопроводом, а затем вставлена в корпус. Внутреннее пространство катушки заполнено маслом, благодаря чему улучшается изоляция обмоток. Концы первичной обмотки выведены на боковые клеммы карболитовой крышки. Один конец вторичной обмотки выведен на центральную клемму, другой - соединен с первичной обмоткой. Добавочный резистор расположен снаружи катушки и включен последовательно с первичной обмоткой (на автомобиле ВАЗ-2101 добавочного резистора в катушке зажигания нет). Этот резистор служит для автоматической регулировки силы тока в первичной цепи в зависимости от времени сомкнутого состояния контактов прерывателя.
(Рис. 2)
На малых оборотах коленчатого вала двигателя контакты прерывателя сомкнуты более продолжительное время, чем на больших. Сила тока в первичной цепи при этом велика. Резистор нагревается и пропускает ток меньшей силы, предохраняя катушку от перегрева. На больших оборотах контакты прерывателя сомкнуты в течение меньшего времени, пропуская ток меньшей силы, резистор, охлаждаясь в меньшей степени, ограничивает прохождение тока, за счет чего повышается надежность зажигания на больших оборотах коленчатого вала двигателя. Во время пуска двигателя стартером добавочный резистор отключается, сила тока первичной цепи возрастает, увеличивается напряжение во вторичной цепи, облегчающее пуск двигателя. На автомобилях ЗАЗ-966 (ЗАЗ-968) и «Москвич-412» установлены катушки зажигания Б-7А, а на автомобиле ВАЗ-2101 - Б-115 или Б-117.
Катушка зажигания неразборная, поэтому неремонтнопригодна и при выходе из строя должна заменяться в сборе. Обычно отказ катушки приводит к невозможности пуска двигателя.
3.2 Прерыватель-распределитель
Получение тока высокого напряжения и распределение его к цилиндрам в многоцилиндровых двигателях достигается с помощью прерывателя-распределителя (рис. 3).
(Рис.3)
Прерыватель-распределитель состоит из чугунного корпуса, внутри которого размещены неподвижный и подвижный диски, вала прерывателя, кулачка и центробежного регулятора. Снаружи на корпусе закреплены вакуумный регулятор, октан-корректор и конденсатор. Приводится в действие прерыватель-распределитель от привода масляного насоса.
На подвижном диске установлен прерыватель , состоящий из рычажка и неподвижной стойки, на которых имеются вольфрамовые контакты. Рычажок прерывателя закреплен на оси шарнирно и прижимается своим контактом к контакту стойки пружиной. Рычажок изолирован от массы. Через выводной зажим проводок соединен с первичной обмоткой катушки зажигания. Неподвижный контакт соединен с массой. На приводном валике через центробежный регулятор закреплена кулачковая шайба. Количество кулачков на ней соответствует числу цилиндров двигателя.
3.3 Искровые свечи зажигания
Свеча зажигания служит для образования искрового промежутка внутри камеры сгорания цилиндров. Она состоит из стального корпуса, имеющего резьбу в нижней части, грани под ключ и боковой электрод на нижнем торце. Внутри корпуса на двух латунных уплотнительных прокладках завальцован сердечник свечи, состоящий из центрального электрода и керамической изоляции. Свеча ввинчена в нарезное отверстие головки цилиндров.
(Рис.8)
Для каждого типа двигателя применяют свечи определенной марки и тепловой характеристики. Для двигателя МеМЗ-968 применяют свечи А6УС или А6БС, для ВАЗ-2101 – А7.5БС и для «Москвич-412» - А7.5СС. В указанных марках свечей первая буква А обозначает, что диаметр нарезной части равен 14 мм, число за ней показывает длину выступающей части изолятора в миллиметрах и последние буквы - материал изолятора: С - синтекорунд, Б - боркорунд, У - упалит и др. Большое значение имеет температура внутренней части свечей, которая в работающем двигателе должна составлять примерно 600°С. При этой температуре масло, попавшее на свечу, полностью сгорает, не вызывая калильного зажигания. Повышение или снижение температуры свечей против нормы ухудшает их работу.
Зазор между электродами свечи должен быть для автомобиля ЗАЗ-966 (ЗАЗ-968) в пределах 0,6 - 0,75; ВАЗ-2101 - 0,5-0,6 и для автомобиля «Москвич-412» - 0,6- 0,75 мм.
3.4 Аккумуляторная батарея
Автомобильный аккумулятор (для краткости может именоваться АКБ) — тип электрического аккумулятора, применяемый на автомобильном или мототранспорте. Используется для пуска двигателя, а также для обеспечения электроэнергией потребителей при неработающем двигателе или неисправном генераторе.
На электротранспорте является не вспомогательным источником энергии, а основным. Такие аккумуляторы принято называтьтяговыми.
Тип батареи
В основном
используется свинцово-
Габариты
Существует
несколько форм-факторов батаре
Полярность
Обратная или прямая. Определяет расположение электродов на корпусе АКБ. Для автомобилей отечественного выпуска характерна прямая полярность, при которой плюсовая клемма находится слева, а минусовая — справа, при положении аккумулятора "клеммы ближе к вам".
Диаметр контактных клемм
В типе Euro — type 1 — 19,5 мм плюсовая клемма и 17,9 мм минусовая клемма. Тип Asia — Type 3 — 12,7 мм у плюсовой клеммы, — и 11,1 мм у клеммы «минус».[1]
Тип крепления
В конкретном транспортном средстве может быть реализован один из типов крепления АКБ — верхнее или нижнее. В ряде автомобилей конструкции для закрепления батареи может быть не предусмотрено. Обозначения типов нижнего крепления следующие: B00, B01, B03, B13.
Необходимость обслуживания
По этому принципу АКБ классифицируют на два типа: обслуживаемые (и как их подкатегория — малообслуживаемые) и необслуживаемые (в тексте ГОСТа обозначенные как безуходные).
3.5 Генератор
Автомобильный генератор — устройство, обеспечивающее преобразование механической энергии вращения коленчатого вала двигателя автомобиля в электрическую.
Автомобильный генератор исполь
Генератор приводится в движение от коленчатого вала через клиновой ремень. Ротор генератора с обмоткой возбуждения вращается внутри неподвижной обмотки статора с частотой, вдвое превышающей частоту вращения коленчатого вала двигателя. По угольным щеткам и контактным кольцам генератора через обмотку возбуждения протекает ток возбуждения. Создается магнитное поле. Положение магнитного поля по отношению к обмотке статора постоянно изменяется в соответствии с направлением вращения ротора. Благодаря этому в обмотке статора вырабатывается переменный электрический ток. Поскольку аккумуляторная батарея может заряжаться только постоянным током, переменный ток преобразуется в постоянный в выпрямителе на диодной плате генератора. Регулятор напряжения изменяет ток зарядки включением и выключением тока возбуждения в зависимости от степени заряженности батареи. Одновременно регулятор напряжения поддерживает напряжение батареи постоянным, равным 14. В независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя.
3.6 Замок (включатель) зажигания
Включатель зажигания служит для включения в цепь и выключения приборов системы зажигания. Он размещен на панели приборов и состоит из замка с индивидуальным ключом и самого включателя. В его корпус вмонтированы панель с тремя контактными винтами , контактная пластина с тремя выступами, пружина и поводок. Включатель зажигания имеет четыре положения: «Выключено», «Включено», «Включение стартера» и «Включение радиоприемника при выключенном зажигании». При повороте ключа контактная пластина из положения, когда ее выступы находятся в выступах изолятора, поворачивается и замыкает контактные винты. Одновременно с включением зажигания включаются контрольно-из-мерительные приборы. Все положения включателя, кроме третьего, фиксированные.
(Рис.9)
Замок зажигания на автомобиле периодически, но заменять все-таки приходится. Замена замка зажигания чаще всего вызвана тем, что сломалось противоугонное устройство, сгорела контактная группа или потерялся ключ. Таким образом, мы выяснили из чего состоит замок: собственно сама замочная часть, противоугонка и контактная группа зажигания. Когда сломан замок, теряются ключи или сломана противоугонная система – замок зажигания следует заменять полностью. Контактную часть замка можно заменить отдельно, стоит она недорого и ремонт по времени получается довольно быстрым.
3.7 Провода высокого напряжения
Провода высокого напряжения служат для соединения катушки зажигания с распределителем и распределителя со свечами на автомобилях применяются провода высокого напряжения.
Провода высокого напряжения, соединяющие катушку зажигания со свечами зажигания, обычно не создают проблем для нормальной работы системы зажигания, так как они очень надежны в процессе эксплуатации. Тем не менее, высокие вторичные напряжения электронной системы зажигания предъявляют высокие требования к качеству изоляции проводов, так как изоляция должна обеспечивать защиту провода от воздействия влаги и соляных растворов. При наличии помех радиоприему необходимо проверить состояние проводов и надежность их присоединения.
При работе двигателя по очереди отсоедините от свечей зажигания высоковольтные провода и проверьте, изменился ли режим работы двигателя.
4. Замена приборов контактной системы зажигания
4.1 Замена катушки зажигания
Катушка зажигания установлена в моторном отсеке на левом брызговике и закреплена двумя гайками.
Порядок выполнения:
- Отсоедините
от катушки высоковольтный
провод. Запомните порядок подключения электрических проводов или
промаркируйте
их.
- Отверните гайку вывода "1" ("ОЕ") катушки, снимите пружинную шайбу и наконечники проводов.
- Отверните гайку вывода "16" ("+Б") катушки, снимите пружинную шайбу и наконечник провода.
- Отверните две гайки крепления катушки, снимите наконечники проводов.
- Снимите катушку зажигания.
- Установите новую катушку в порядке, обратном снятию.
4.2 Замена прерывателя-распределителя
Порядок выполнения:
- Снимаем крышку распределителя.
- Запоминаем (или помечаем) положение
контактной пластины ротора.
4.3 Замена искровых свечей зажигания
Замена свечей
зажигания является одной из простейших
операций, которую может произвести самостоятельно
почти каждый автолюбитель. Хотя, есть
такие современные автомобили, где заменить
свечи зажигания является настоящей проблемой.
Для этого нужно разбирать половину автомобиля.
Но вернемся к обычному автомобилю, где
заменить свечи своими руками не проблема.
Замена автомобильных свечей происходит
довольно просто. Сначала мы отсоединяем
высоковольтные провода зажигания, а потом
берем в руки свечной ключ и начинаем откручивать
их. Но остановимся на этом моменте чуть
поподробнее. Ведь на мотор попадает грязь
и пыль, и если мы открутим свечи, то вся
эта “гадость” может попасть внутрь мотора.
Вы скажете, что если попадет пару песчинок
в мотор, то не будет ничего страшного.
Да, а если мы будем менять свечи постоянно, то и в мотор будут попадать постоянно песок и грязь. И со временем могут образовывать задиры на стенках цилиндров и другие побочные эффекты - снижение компрессии двигателя, увеличенный расход моторного масла. А что же делать в этом случае?
Чтобы не была подобных причин, их надо устранять в самом начале их зарождения. Для начала, надо просто счищать пыль и грязь перед заменой свечей зажигания. Для этого возьмем компрессор высокого давления и струей воздуха очистим всю пыль вокруг свечи зажигания. Также для прочистки колодцев автомобильных свечей подойдет и шинный компрессор. А если нет компрессора, тогда берите щетку и сметайте пыль. Также перед установкой новых свечей, необходимо тщательно очищать колодцы свечей зажигания.
Также существует метод для опытных автолюбителей от избавления попадания в мотор посторонних предметов и песка. Для этого нам понадобиться обычный резиновый шланг, у которого внешний диаметр составляет 26 мм, а внутренний - 18 мм. Отрезаем от него куски, шириной около 5-7 миллиметров и надеваем их на основание свечи зажигания. После этого ввертываем автомобильные свечи с собственноручно изготовленными резиновыми кольцами на место. Теперь свечные колодца прикрыты резиновыми кольцами от попадания туда песка и грязи.
Так же будет полезно узнать, какой рекомендованный зазор на свечах зажигания выставлять, перед установкой.
4.4 Замена аккумуляторной батареи (АКБ)
Для замены аккумулятора на вашем автомобиле, подготовьте необходимые инструменты: пищевую соду, жёсткую проволочную щётку, набор ключей, защитную одежду, перчатки, защитные очки. Все эти инструменты необходимо иметь в гараже. При работе соблюдайте элементарную предосторожность.
Припаркуйте автомобиль на ровную, позволяющую проводить ремонтные работы территорию, выключите двигатель, поставьте машину на ручник, дайте двигателю остыть. Найдите внутри автомобиля аккумулятор, обычно производителями автомобилей батареи устанавливаются под капотом, в моторном отсеке. Протрите аккумулятор раствором соды, а затем промойте его водой, нейтрализуя кислоту. Используя гаечный ключ ослабьте и отсоедините провод от отрицательной клеммы аккумуляторной батареи. Постарайтесь это сделать так, что бы он во время удаления не касался аккумулятора или железных частей автомобиля. Точно так-же с осторожностью снимите положительный кабель аккумулятора. В последствии не перепутайте клеммы аккумулятора и подходящие к ним провода.
Обычно для фиксации батареи применяется ремень или зажим, который обеспечивает неподвижность аккумулятора внутри батарейного блока или на раме транспортного средства. Запомните, как батарея расположена в автомобиле и при замене новую батарею поставьте в то-же положение. Ослабьте удерживающие устройства батареи и извлеките аккумулятор.
На место, где была установлена старая батарея, устанавливаем новый аккумулятор. Затягиваем крепления батареи - ремень или зажимы. Сначала подключаем положительный кабель батареи к положительному выводу на батарее и затягиваем его. Подключаем отрицательный вывод аккумуляторной батареи к отрицательной клемме аккумулятора и так-же затягиваем.
Замена старого аккумулятора на новую прошла успешно. Надеюсь, что перед его установкой Вы не забыли убедиться, в полном соответствии аккумулятора электросистеме вашей машины и что после замены он выдаёт именно те параметры тока, которые используются на Вашем автомобиле.
4.5 Замена генератора
Порядок выполнения:
- Первым делом ослабьте нижнюю
гайку крепления генератора, затем
в подкапотном пространстве