Zapalovacia sustava motorov

Z popisu činnosti štvortaktného a dvojtaktného zážihového motora vieme, že stlačená zápalná zmes sa zapaľuje elektrickou iskrou, ktorá v presne určenom momente preskočí medzi elektródami zapaľovacej sviečky. Sviečku možno vhodne umiestniť do spaľovacieho priestoru tak, aby zmes plynov horela čo najrýchlejšie. Na konci kompresného zdvihu stúpne tlak na hodnotu 1 MPa a teplota dosiahne 400°C. Aby zmes dokonale zhorela, musí prebehnúť ionizácia plynov vysokým napätím – to sa dosiahne impulzom vysokého napätia až 20 kV. Čím je hodnota vysokého napätia vyššia tým väčšia energia v podobe iskri zapáli zmes plynov a zhorí dokonalejšie.

Okamih zážihu je tesne pred horným úvratom určuje ho fakt, že zápalná zmes horý rovnakou rýchlosťou, ktorá nezávisí od rýchlosti pohybu piesta. V praxi to znamená že zo zvyšujúcimi sa otáčkami motora rastie aj hodnota predstihu zážihu, aby zmes prehorela vždy vtom okamihu, keď piest prekročí horný úvrat. Takéto nastavenie sa prejavý väčšou účinnosťou motora, vyšším výkonom pri najmenšej spotrebe. Základný predstih má byť čo najmenší aby účinnosť bola čo najvyššia a studený motor sa ľahko štartoval.

Vysoké napätie možno získať viacerými spôsobmi:

  1. klasickým batériovým zapaľovaním – napája sa prúdom zo zdrojovej sústavy
  2. magnetoelektrickým zapaľovaním – toto si vyrába primárny prúd samočinne, nezávisle od zdrojovej sústavy
  3. polovodičové zapaľovanie – je iba modernizovaná obdoba batériového zapaľovania

 

 časti zapaľovacej sústavy

Zapaľovacia cievka – je základom zapaľovacej sústavy na jadre, ktoré sa skladá z transformátorových plechov je navinuté sekundárne vinutie s približne 25000 závitmi. Na ňom je navinuté primárne vinutie s niekoľkými stovkami závitov hrubšieho drôtu. Vrstvy sú izolované papierom, celé je to zaliate do kovového púzdra. Vysoké napätie sa vyvádza cez stred bakelitovej hlavice.

Rozdeľovač zapaľovania – je združený prístroj, ktorý obsahuje prerušovač s kondenzátorom, samotný rozdeľovač a odstredivý regulátor. Rozdeľovače sa rozlišujú podľa počtu valcov motora. Ich pohon býva od vačkového hriadeľa cez zubovú spojku s prevodom 1:1. Rozdeľovač má tie isté otáčky ako vačkový hriadeľ. Toto umožňuje použitie jedného rozdeľovača pre celý motor.

Prerušovač s kondenzátorom a podtlakovým regulátorom – prerušovač tvoria dva kontakty pevný a pohyblivý. Stabilný kontakt je cez základovú platňu prerušovača ukostrený. Pohyblivý kontakt je od kostry izolovaný a spojený so svorkou 1 na ktorú je pripojený aj kondenzátor. Plochá vratná pružina spôsobuje, že pohyblivý kontakt sleduje tvar vačky. Zdvih kontaktov sa pohybuje okolo hodnoty 0,4 mm. Kontakty bývajú dlhšie zopnuté ako rozopnuté. Pomer zopnutia pre štvorvalec býva 50:40.

Kondenzátor – máva kapacitu 0,2-0,25 mF (mikro Faradu)

Podtlakový regulátor predstihu – jeho komora je utesnená a hadičkou pripojená ku škrtiacej klapke karburátora. Tento regulátor pootáča základovou platňou proti smeru otáčania vačky. Pravidlo – ak pootočíme platňu prerušovača alebo celý prerušovač proti smeru pohybu vačky predstih sa zväčšuje.

Odstredivý regulátor – nachádza sa v dolnej časti rozdeľovača. Na základovej platni sú dve závažia, ktoré v zovretom stave držia pružinky. Pravidlo – pri zvyšovaní otáčok sa závažia rozťahujú a pootáčajú vačku s rozdeľovacím ramienkom v smere otáčania rozdeľovača.

Samotný rozdeľovač – nachádza v hornej časti, tvorý ho rotujúce bakelitové rozdeľovacie ramienko a bakelitové veko, jeho správnu polohu zabezpečujú výstupky a pružiny. Prenos vysokého napätia zo zapaľovacej cievky na ramienko zabezpečuje stredový uhlík. Vôľa ramienka a vývodu na veku býva 0,2-0,3 mm.

Zapaľovacie sviečky – sú zaskrutkované do hlavy motora a sú dotesnené medenou podložkou. Do spaľovacieho priestoru vyčnieva iba iskrište.

Sviečky sú namáhané:

  1. mechanicky – tlakom až 6 MPa
  2. tepelne – až 2500°C
  3. elektricky – až 30 kV
  4. chemicky

Požiadavky na zapaľovacie sviečky:

  1. musia odolávať výkyvom tlakov od 0,09-6 MPa
  2. musia odolávať výkyvom teplôt od 100-2500 °C
  3. musia odolávať až 66 preskokov iskri za sekundu pri 8000 ot/min
  4. musia odolávať zapaľovaciemu napätiu až 40 kV a 300 A prúdu
  5. musia odolávať chemickým procesom, ktoré menia vlastnosti materiálu sviečok a tým uľahčujú koróziu

Konštrukcia zapaľovacích sviečok:

  1. koncovka
  2. teleso sviečky
  3. izolátor
  4. elektródy

Rozlišujeme sviečky:

  1. s iskrovým výbojom – iskra preskočí zo strednej elektródy na uzemňovaciu elektródu cez vzduch alebo cez zmes paliva so vzduchom
  2. sviečka s kĺzavým výbojom – iskra skĺzne zo strednej elektródy na uzemňovaciu elektródu vzduchom

Tepelná hodnota zapaľovacej sviečky je uvedená špecifickým označením výrobcom.

.Vymenujte najdôležitejšie parametre zapaľovania na schéme

  

Zz – okamih zapaľovania

Tf – trvanie napätia na výboji

Zs – zapaľovacie napätie

A – dokmitanie

 

Iskra môže na sviečke preskočiť len vtedy, pokiaľ je zmes paliva a vzduchu medzi elektródami vodivá. V bode zážihu stúpa napätie v sekundárnom vinutí nárazovo z 0 na preskokové napätie. Po preskočení má dráha iskri medzi elektródami menší odpor ako pred preskočením. Zo zapaľovacej cievky môže odtekať elektrická energia, tak že po určitú dobu trvá elektrický oblúk (trvanie napätia vo výboji – Tf). Pokiaľ už energia uložená v zapaľovacej cievke nepostačuje k tomu, aby udržala elektrický oblúk dochádza k odtrhnutiu iskri. Potom sa zbitková energia odstráni vo forme tlmeného dokmitania.

 

najčastejšie poruchy zapaľovania podľa okruhov

 Funkcia zapaľovacej sústavy je natoľko zviazaná s činnosťou motora, že niektoré poruchy nie je možné jednoznačne určiť ako poruchy zapaľovania.

Poruchy zapaľovania rozdeľujeme do troch skupín:

  1. poruchy v primárnom okruhu
  • veľké prechodové odpory alebo prerušenie okruhu
  • nevhodné nastavenie zdvihu kontaktov prerušovača, uhla zopnutia alebo tlaku medzi kontaktmi prerušovača
  • chybný kondenzátor
  • skrat v primárnom vinutí zapaľovacej cievky
  • skrat vodičov alebo prerušovača v primárnom okruhu
  • vybitý akumulátor
  • slabý magnet magnetového zapaľovania
  1. poruchy v sekundárnom okruhu
  • chybné zapaľovacie sviečky, veľká vzdialenosť elektród
  • zapaľovacie káble majú zvod na kostru alebo sú prerušené
  • prierazy alebo zvody na dielcoch vysokého napätia (hlava rozdeľovača, veko zapaľovacej cievky, ramienko rozdeľovača)
  • poškodené sekundárne vinutie
  • poškodenie alebo prerušenie odrušovacích prvkov
  1. nesprávne nastavenie doby zážihu
  • zle nastavený prerušovač
  • zle nastavený základný predstih
  • chybná činnosť regulácie predstihu
  • samozápaly nevyhovujúcich zapaľovacích sviečok

 

spôsob odstránenia najčastejších porúch zapaľovania

Pri spúšťaní motora nevznikajú ani ojedinelé zážihy, motor nie je možné naštartovať:

  • odpojiť hlavný zapaľovací kábel medzi zapaľovacou cievkou a rozdeľovačom (z hlavy rozdeľovača), pridržať vodivú časť 4-10 mm od kostry a zistiť či pri pretáčaní motora a pri zapnutom zapaľovaní preskakujú iskry
  • v prípade že iskry preskakujú na kostru skontrolujeme hlavu rozdeľovača – môže byť vlhká, znečistená, prasknutá, zapaľovacie káble k valcom, zapaľovacie sviečky a ramienko rozdeľovača
  • v prípade že iskry nepreskakujú na kostru skontrolujeme nastavenie správnej vzdialenosti kontaktov prerušovača

Pri štarte sú len nepravidelné zážihy, motor sa neudrží v chode:

  • pri pretáčaní motora vyskúšať všetky prívody ku sviečkam na preskok iskry na kostru, ak iskry preskakujú len na niektorých kábloch môže byť chyba v káblovej koncovke. U dvojtaktov môže byť chybná zapaľovacia cievka
  • iskry preskakujú vo všetkých prívodoch ale motor nepracuje. Skontrolujeme čistotu sviečok, vzdialenosť medzi elektródami, ak sú chybné sviečky vymeníme ich
  • ak sa prejavujú ojedinelé zážihy alebo spätné zápaly do sacieho potrubia skontrolujeme správny sled zapaľovania

Motor pracuje po naštartovaní nepravidelne:

  • skontrolujeme čistotu sviečok, nastaviť správnu vzdialenosť elektród
  • skontrolovať zdvih kontaktov prerušovača, nastaviť 0,3-0,5 mm
  • skontrolovať správnosť nastavenia základného predstihu

Motor pracuje tvrdo – klepe:

  • skontrolovať nastavenie základného predstihu – nastaviť podľa údajov výrobcu
  • zistiť, či sviečky majú správnu tepelnú hodnotu
  • skontrolovať funkciu rozdeľovača a regulátora predstihu

Motor vynecháva v celom rozsahu otáčok, prípadne strieľa do výfuku:

  • skontrolovať prerušovač, nastaviť zdvih kontaktov prerušovača a tlak medzi kontaktmi prerušovača
  • skontrolovať čistotu sviečok a vzdialenosť medzi elektródami
  • skontrolovať činnosť zapaľovacej cievky

Motor vynecháva iba pri vyšších otáčkach:

  • kontroly sú rovnaké ako v predchádzajúcom bode

Motor sa prehrieva a znižuje sa jeho výkon:

  • skontrolovať nastavenie základného predstihu – predstih je pravdepodobne veľký
  • skontrolovať funkciu rozdeľovača a regulácie predstihu

Odrušovacie koncovky na sviečkach sa odtavujú:

  • porucha je v chybnej sviečke – najpravdepodobnejšie porucha spodného tesnenia izolátora – vadné sviečky vymeniť

 jednotlivé operácie a údržby zapaľovania

Údržba zapaľovacej cievky pozostáva z očistenia svoriek 1, 4 a 15.

Na rozdeľovači vyčistiť kontakty prerušovača. Vysokonapäťové káble vyutierať do sucha.

Zapaľovacie sviečky vyčistiť a nastaviť vzdialenosť elektród.