Батарейным зажиганием называется система, в которой высокое
напряжение для образования электрического искрового разряда между
электродами свечи получается от катушки зажигания, а источником
питания служит аккумуляторная батарея или генератор. Принципиальная
схема батарейного зажигания представлена на рис.34.
Схема включает в себя источник тока - аккумуляторную батарею 1,
выключатель зажигания 2, катушку зажигания 5, имеющую первичную с
числом витков и вторичную с числом витков с обмотки, размещенные на
сердечнике; дополнительное сопротивление (вариатор) 3 с шунтирующим
контактом 4 прерыватель 6, состоящий из рычага прерывателя 7 с
контактом 8 и пружиной 9, неподвижного контакта 10 и кулачковой
муфты 11; искрогасительный конденсатор С, присоединенный параллельно
контактам прерывателя (емкость конденсатора 0,2-0,3 мкф); свечи
зажигания 12, служащие для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах;
распределитель 14, состоящий из бегунка (ротора) 13 и крышки
распределителя с электродами.
Для получения искры в свече к ее электродам необходимо подвести
напряжение в 10-20 кв. Такое напряжение создается к а -тушкой
зажигания, представляющей собой трансформатор с первичной и
вторичной обмотками. Первичная обмотка катушки подключена к
аккумуляторной батарее или генератору и образует цепь низкого
напряжения, а вторичная обмотка, питающая свечи зажигания, включена
в цепь высокого напряжения.
Прерыватель предназначен для получения изменяющегося магнитного
потока в сердечнике катушки зажигания путем размыкания контактов,
периодически подключающих первичную обмотку катушки зажигания к
источнику тока. При размыкании контактов прерывателя исчезает
магнитное поле, наведенное первичной обмоткой. Исчезающее магнитное
поле индуктирует во вторичной обмотке напряжение значительной
величины, так как число витков во вторичной обмотке достигает
15000-25000.
Ток в первичной цепи достигает своего установившегося значения за
определенный промежуток времени. Однако при большой скорости
вращения вала двигателя интервал времени замкнутого состояния
контактов может оказаться недостаточным для достижения
установившегося значения тока в первичной цепи.
После размыкания контактов прерывателя ток и магнитный поток в
первичной цепи уменьшаются до нуля. При этом во вторичной обмотке
наводится э. д. с. в несколько киловольт. Резкое уменьшение величины
тока при размыкании контактов прерывателя обеспечивается
конденсатором, так как э. д. с. самоиндукции, возникающая в
первичной обмотке в момент размыкания контактов (200-250 в),
расходуется на зарядку конденсатора.
Заряженный конденсатор разряжается через первичную обмотку катушки
зажигания и батарею, обеспечивая резкое уменьшение величины тока в
первичной обмотке и защищая контакты прерывателя от обгорания. При
отсутствии конденсатора э. д. с. самоиндукции первичной обмотки,
направленная при размыкании контактов в ту же сторону, что и
первичный ток, способствовала бы образованию искры в контактах
прерывателя.
Недостатком батарейного зажигания является уменьшение напряжения во
вторичной обмотке катушки зажигания и соответственно уменьшение
энергии искры с увеличением числа оборотов коленчатого вала
двигателя. Объясняется это тем, что с увеличением числа оборотов
уменьшается время замкнутого состояния контактов и ток в первичной
обмотке катушки зажигания вследствие ее индуктивности не возрастает
до предельного значения (тока покоя). Время достижения тока покоя
составляет от 1 -10"2 до 3-10"2 сек, величина установившегося тока
(тока покоя) не превышает 4-5 а.
Для повышения напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания при
увеличении числа оборотов коленчатого вала двигателя используют
вариатор.
Вариатор выполнен из железной или никелевой проволоки и является
нелинейным сопротивлением. При малых числах оборотов вала двигателя,
когда первичный ток имеет достаточно высокое значение, вариатор
нагревается и его сопротивление становится большим (4-5 ом). Это
способствует уменьшению первичного тока и защищает катушку зажигания
от перегрева. По мере увеличения числа оборотов вала двигателя
первичный ток уменьшается, вариатор остывает, его сопротивление
снижается.
При пуске двигателя стартером вариатор шунтируется и ток поступает в
первичную обмотку катушки зажигания, минуя вариатор. Это делается
потому, что при пуске двигателя стартером напряжение в цепи падает
на 25-30% от номинального.
В схеме батарейного зажигания для многоцилиндровых двигателей
применяют распределитель. Внутри распределителя вращается бегунок
(ротор) с числом оборотов, равном числу оборотов кулачковой муфты
прерывателя. Ротор подключает свечи к цепи высокого напряжения в
соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Число оборотов
ротора в четырехтактных двигателях в 2 раза меньше числа оборотов
коленчатого вала, а в двухтактных они равны.
Как было сказано выше, прерыватель с распределителем объединены в
один прибор, называемый распределителем.
Момент появления искры в цилиндрах двигателя обеспечивается
установкой зажигания и корректируется вручную октан-корректором.
Автоматическое изменение момента зажигания в зависимости от нагрузки
и числа оборотов коленчатого вала двигателя производится
автоматическими регуляторами опережения зажигания: центробежными - в
зависимости от числа оборотов вала двигателя и вакуумными - в
зависимости от нагрузки двигателя.
В быстроходных многоцилиндровых (восемь цилиндров и более)
двигателях время замкнутого состояния контактов прерывателя
становится чрезмерно малым и первичный ток не успевает увеличиться
до требуемой величины. В этом случае часто применяют два
прерывателя, каждый из которых работает со своей катушкой зажигания
и обслуживает половину цилиндров двигателя. Иногда в
многоцилиндровых двигателях используют распределитель с двойным
прерывателем, состоящий из двух параллельно соединенных между собой
прерывателей и катушки зажигания специальной конструкции, в которой
нарастание первичного тока происходит особенно быстро.
