Катушка зажигания (рис. 34) предназначена для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения, способного вызвать искровой заряд в свече зажигания. Существуют разные типы катушек зажигания, например, для «Жигулей» типовой катушкой является катушка Б117— А, для «Москвича» — Б115—А. Катушки Б114—Б и Б116 используются с контактно-транзисторными и бесконтактно-транзисторными системами зажигания, они имеют две боковые клеммы низкого напряжения (одна из них обозначена буквой К). Катушки Б115 и Б117 (используются для классических систем зажигания) имеют по три боковых клеммы низкого напряжения. Однако устройство катушек зажигания различных типов аналогично. Основными характеристиками и первичной, и вторичной обмоток катушки являются число витков, диаметр проволоки и сопротивление обмотки при 20°С.
Рис. 34. Устройство произвольной катушки зажигания: 1 - контактная пластина; 2 - стальной кожух цельнонатянутый; 3 - магнитопровод из трансформаторной стали; 4 - сердечник; 5 - трубка из электротехнического картона: 6 - вторичная обмотка; 7 - изолирующий слой из лакоткани и кабельной бумаги; 8 - первичная обмотка; 9 - изолятор; 10 - керамический изолятор; 11 - резистор; 12 - резиновое кольцо; 13 - крышка карболитовая; 14 - изоляционная трубка из диэлектрика; 15 - пружина; 16 - латунная вставка; 17, 19 - клеммы низкого напряжения; 18 - клемма высокого напряжения
Контактная пластина служит для соединения сердечника с клеммой высокого напряжения. Магнитопровод из трансформаторной стали вместе с сердечником образует магнитную цепь и состоит из двух полуцилиндров. На сердечник намотаны обмотки, он состоит из изолированных друг от друга стальных пластин толщиной 0,5 мм, заключен в трубку из электротехнического картона. Вторичная обмотка, намотанная на трубку, имеет 18000—41000 витков медного провода диаметром 0,06—0,1 мм. Изолирующий слой из лакоткани и кабельной бумаги расположен между последним рядом вторичной обмотки и первичной обмоткой. Первичная обмотка имеет 200—350 витков проволоки диаметром 0,72—1,35 мм. Керамический изолятор, в котором установлен резистор (резистор облегчает пуск стартером), повышает общую работоспособность катушки. На карболитовой крышке расположены клеммы высокого и низкого напряжения; к клеммам низкого напряжения подведены концы первичной обмотки. Таких клемм может быть три, две, между ними устанавливается резистор, обозначаются ВК и ВКБ. К клемме высокого напряжения одним концом подсоединена вторичная обмотка (другой конец вторичной обмотки подсоединен к первичной обмотке).
Для охлаждения и улучшения изоляции во внутреннюю полость катушки заливается масло.
На тех катушках, где имеются четыре клеммы (три низкого напряжения и одна высокого), а двигатель запускается легко, клемму ВК можно не использовать. При затрудненном пуске клеммы ВК и ВКБ соединяются, а сразу же после пуска их надо разъединить.
При работе катушки зажигания нагреваются до 80°С, что приводит к снижению напряжения во вторичной обмотке. Для уменьшения нагрева, например, на «Жигулях» имеется специальное окно, через которое катушка обдувается при движении воздухом.
Распределитель зажигания (объединенные прерыватель и распределитель) предназначен для периодического прерывания цепи низкого напряжения и подвода тока высокого напряжения к свечам. Он состоит из следующих основных частей: прерыватель (или датчик Холла), механизм опережения зажигания (центробежный и вакуумный регулятор, октан-корректор) и распределитель (состоит из ротора и электродов). Прерыватели классической системы зажигания имеют искрогасящий конденсатор. Типичным примером распределителя, работающего с контактно-транзисторной системой зажигания, является распределитель зажигания 46.3706, часто применяемый на карбюраторных двигателях ЗИЛ с КТСЗ, который имеет следующую конструкцию.
Прерыватель находится в средней части корпуса и состоит из следующих частей: подвижный диск, поворачивающийся вокруг оси кулачка установлен на шарикоподшипнике на неподвижной пластине. Подвижный диск имеет штырь, на котором расположены подвижный (на рычажке) и неподвижный (на стойке пластины, соединяется с первичной обмоткой катушки зажигания через клемму) контакты. Пружина старается удержать эти контакты в замкнутом состоянии. Кулачок, число граней которого равно числу цилиндров двигателя, размыкает контакты при вращении валика привода (валик вращается с частотой, равной частоте вращения распределительного вала).
Центробежный (инерционный) и вакуумный регуляторы и октан-корректор расположены в корпусе распределителя зажигания.
Распределитель имеет ротор (бегунок), надетый на торец приводного валика (т. е. они вращаются одновременно), карболитовую крышку, установленную на корпусе прерывателя зажигания, электроды (соединен через уголек с вторичной обмоткой катушки зажигания) и (соединяется со свечей зажигания).
Датчики-распределители, применяемые с бесконтактно-транзисторной системой зажигания БТСЗ, предназначены для управления транзисторным коммутатором, для регулирования момента зажигания, для распределения по свечам импульсов тока. Они устанавливаются на многих двигателях ЗМЗ, например, на двигателе ЗМЗ—4061, —4063 установлен датчик 19.3706, на двигателе ЗМЗ—511 — датчик 24.3706.
Основными частями датчика-распределителя являются центробежный и вакуумный регуляторы, ок-тан-корректор (для регулирования момента зажигания вручную), магнитоэлектрический датчик, имеющий ротор (многополюсный кольцевой магнит) и статор. На крышке датчика-распределителя по ее окружности расположены электроды, соединяющие свечи зажигания с проводами высокого напряжения. На статор и ротор датчика наносятся метки для установки начального угла опережения зажигания, которые должны совпадать при появлении искры в первом цилиндре.
Свеча зажигания предназначена для создания искры в камере сгорания двигателя. Свеча зажигания неразборная, с метрической резьбой, имеет следующую конструкцию (рис. 35).
Рис. 35. Свеча зажигания: 1 - гайка, присоединяющая подходящий к свече провод; 2 - изолятор; 3 - термогерметик, нанесенный на центральный электрод; 4 - корпус; 5 - прокладка герметичности; 6 - прокладка уплотнения; 7 - центральный электрод; 8 - боковой электрод; 9 - тепловой конус изолятора (чем больше длина конуса, тем меньше калильное число свечи)
Основная характеристика свеч зажигания — калильное число. ГОСТом определен следующий ряд калильных чисел: 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26. С увеличением калильного числа уменьшается склонность свечи к калильному зажиганию, которое возникает при температуре 875—925°С и сопровождается детонацией топлива, что снижает мощность двигателя.
По величине калильного числа различаются горячие и холодные свечи зажигания.
В настоящее время существует много типов свеч зажигания. Они маркируются следующим образом:
- первая буква обозначает размеры резьбы: А соответствует резьбе М14х25, М — резьбе М18х1,5;
- далее указывается калильное число;
- затем длина резьбовой части: буква Н соответствует 11 мм, Д — 19 мм;
- буква В в конце означает, что тепловой конус изолятора выступает за торец корпуса, буква Т означает, что соединение изолятор — центральный электрод герметизировано термоцементом.
По состоянию вывернутой свечи зажигания можно судить о состоянии двигателя: если вывернутая свеча сухая, ее ободок темный и имеет тонкий слой копоти (нагара), цвет электродов и изолятора от светло-коричневого до светло-желтого (или даже белесого), то состояние двигателя нормальное. Если иначе, то следует обратить внимание на двигатель.
Высоковольтные провода (наиболее широко распространенные) устроены следующим образом: сердечник — шнур из льняной пряжи, заключенный в пластмассовую (с добавлением феррита) оболочку, на которую навит никелево-железный провод диаметром 0,11 мм (по 30 витков на 1 см длины); все это вместе заключено в изолирующую поливинилхлоридовую оболочку. Высоковольтные провода окрашены в разные цвета в зависимости от величины распределенного сопротивления (чем больше сопротивление, тем меньше время горения искры). Красный цвет соответствует сопротивлению 2 кОм на 1 м длины и пробивному напряжению 18 кВ, синий цвет — сопротивлению 2,55 кОм и пробивному напряжению до 30 кВ.