Индуктивная (контактная) система зажигания

В индуктивной (контактной) системе зажигания для выработки высокого напряжения, необходимого для искрообразования, используется высоковольтная катушка (бобина), у которой первичная обмотка состоит из нескольких витков толстой проволоки, а вторичная обмотка — из большого количества витков тонкой проволоки. Индуктивные напряжения на обеих обмотках зависят от числа витков, поэтому при относительно низком напряжении в первичной обмотке на вторичной обмотке возникает очень высокое напряжение, необходимое для эффективного искрообразования.

Наряду с высоковольтной катушкой для индуктивной системы зажигания необходимыми составляющими являются аккумуляторная батарея, выключатель зажигания, прерыватель, распределитель, конденсатор и свечи зажигания по числу цилиндров двигателя. В особых случаях используется по две свечи зажигания на цилиндр.

Рис. Индуктивная (контактная) система зажигания

Для образования искры на свече зажигания необходимо, чтобы электрический ток в нужный момент прерывался в первичной обмотке катушки зажигания. В этом случае магнитное поле первичной обмотки разрушается и индуцируется соответствующее высокое напряжение во вторичной обмотке. Для прерывания электрического тока служит прерыватель. Его контакты удерживаются в замкнутом состоянии до наступления момента зажигания рабочей смеси в очередном цилиндре. В этот момент вращающийся кулачок размыкает контакты прерывателя. В тот же момент ротор распределителя зажигания должен замкнуть в распределителе контакты между вторичной обмоткой высоковольтной катушки и свечой зажигания соответствующего цилиндра. Для обеспечения согласованной работы прерывателя и распределителя их обычно объединяют в единый агрегат — прерыватель-распределитель, на корпусе которого крепится и конденсатор. Наличие контактов прерывателя привело к тому, что такую систему часто называют контактной системой зажигания.

Индуктивное напряжение в первичной цепи системы зажигания составляет около 350 В, а напряжение во вторичной цепи, получаемое в результате, достигает примерно 25 кВ при соотношении чисел витков обмоток, равном 70. Часто поэтому первичную цепь называют цепью низкого напряжения, а вторичную — цепью высокого напряжения.

Длительность замкнутого состояния контактов прерывателя выражается в градусах и называется угол замкнутого состояния контактов. Величина этого угла зависит от геометрических параметров кулачка и отрегулированного зазора в контактах прерывателя. Более того, угол замкнутого состояния контактов уменьшается при увеличивающейся частоте вращения коленчатого вала, так как частота вращения распределительного вала также увеличивается, а прерыватель-распределитель приводится в действие именно от распределительного вала двигателя. Так как увеличение силы тока в первичной обмотке происходит не внезапно, а стремится асимптотически к своему максимальному значению, конечное значение силы тока первичной цепи уменьшается при уменьшении угла замкнутого состояния контактов, а магнитное поле катушки зажигания к моменту размыкания контактов прерывателя слабеет.

Рис. Изменение по времени силы тока в первичной цепи

Вследствие ослабления магнитного поля снижается напряжение во вторичной цепи системы зажигания. Принципиальное изменение напряжения во вторичной цепи в зависимости от частоты вращения коленчатого вала показано на рисунке.

Рис. Напряжение во вторичной цепи системы зажигания

При низкой частоте вращения во время размыкания контактов прерывателя может возникнуть паразитная искра, которая задерживает разрушение магнитного поля в катушке зажигания, что приводит к снижению напряжения во вторичном контуре. Обычно паразитная искра при размыкании контактов подавляется с помощью конденсатора.

Как следствие, происходит быстрое разрушение магнитного поля с соответствующим высоким напряжением во вторичной цепи системы зажигания.

Даже при высокой частоте вращения коленчатого вала можно наблюдать дополнительное падение напряжения, вызванное вибрацией контактов прерывателя. Максимальная частота искрообразования ограничивается величиной приблизительно 1800 искр/мин.