ZAPALOVÁNÍ

 

Zapalování je jedním z elektrických zařízení ve vozidle, k nimž bývá často přístup poněkud nereálný. Od zapalovací soustavy a jejich obzvláštních vlastností jiskry se očekává zvláštní vliv na výkon, spotřebu a vůbec na základní vlastnosti motoru. Je samozřejmé, že zapalování má na práci motoru základní vliv, dává účinný popud k začátku spalovacího děje. Rozsah vlivu je však vymezen fyzikálními možnostmi a pro posouzení zapalování je dobré znát předpoklady pro vznik a vlastnosti zapalovacího výboje a vztahy k pracovním dějům v motoru.

Abychom mohli uvést spalovací motor do chodu, musíme zapálit stlačenou směs vzduchu a paliva elektrickou jiskrou, která ve vhodný okamžik přeskočí mezi elektrodami zapalovací svíčky a směs zapálí.

Elektrický výboj, který má zapálit palivovou směs v pracovním prostoru spalovacího motoru, musí obecně splňovat tři požadavky: musí k němu dojít ve vhodný okamžik, musí být schopen směs zapálit a musí jí zapálit takovým způsobem, aby byla co nejmenší prodleva mezi okamžikem výboje a skutečným začátkem hoření směsi, při němž plamen již postupuje rychlostí charakteristickou pro danou palivovou směs a pro daný spalovací prostor.

Okamžik zapálení směsi ve válci se volí tak, aby plocha tlakového diagramu byla co největší. Okamžik zapálení musí tedy být přizbůsoben rychlosti hoření. Předčasné nebo opožděné zapalování má za následek snížení výkonu, horší využití pliva a větší spotřebu.

Při optimálním diagramu dosahují tlak a teplota maxima v malém úhlu za úvratí na začátku expanzního zdvihu a zážeh musí nastat dříve o dobu, kterou potřebuje směs ke shoření. Je-li směs zapálena předčasně, vzroste předčasně i tlak před úvratí v kompresním zdvihu, takže působí proti pohybu pístu a celý děj probíhá s většími mechanickými i tepelnými ztrátami. Protože se zvětší kompresní práce, vznikají větší tlaky a zpravidla dochází k náhlému samovznícení paliva, vzniká tlakový ráz  zpravidla dochází ke zvonění či "cvrlikání" motoru. Při opožděném zapálení dohoří směs až později v expanzním zdvihu, celý děj probíhá při menším tlaku a s menší účinností využití tepla pro mechanickou práci, teplota odcházejících plynů je vyšší a motor se více zahřívá.  Zmenšením tlaku se zmenšuje rychlost hoření a může docházet k dohořívání směsi až ve výfuku.

Poloha klikového hřídele před úvratí do okamžiku zážehu udává tzv. předzápal /předstih, předpal/. Jeho hodnotu měříme ve stupních nebo milimetrech.

Ve stupních měříme polohu klikového hřídele, než píst dojde do horní úvratě /tj. o kolik stupňů je klika před horní úvratí/.

Vyjádření v milimetrech určuje vzdálenost, která pístu ještě chybí do jeho horní úvrati v okamžiku, kdy přeskočí jiskra a zapálí směs.

Velikost předstihu je různá pro různé pracovní podmínky motoru, protože na rychlost hoření má vliv jak konstrukce motoru, tak jeho okamžité pracovní podmínky. Proto je třeba předstih přizpůsobovat pracovním podmínkám; k tomu nám slouží samočinná regulace - regulátor předstihu, který pracuje v závislosti na rychlosti otáčení.

Se vzrůstající rychlostí je třeba zvětšovat předstih, protože píst v době hoření urazí delší dráhu. Postupuje-li plamen např. průměrnou rychlostí 30 m/sec v kompresním prostoru, jehož nejvzdálenější, místo je 60 mm od elektrod svíčky, trvá hoření 0,002 sec, a otáčí-li se motor rychlostí 2 000 ot/min, což se rovná 12 000°/sec, otočí se v době hoření o 24°. Má-li shořet nejpozději do okamžiku, kdy je klika 20° za úvratí, musíme ji zapálit 4° před úvratí.

U motoru Trabant je k regulaci předstihu v závislosti na rychlosti otáčení použito odstředivého regulátoru /obr. 23/, který natáčí vačku přerušovače proti směru otáčení o potřebný úhel. Regulátor je nasazen na konci klikového hřídele pod základovou deskou přerušovačů. Jeho dvě závaží /Z/ jsou k sobě přitahována dvěma tažnými pružinami /p/. Při vzrůstajících otáčkách se závaží od sebe oddalují, vačka /V/ se natáčí a nastavuje patřičný předstih v rozmezí od nuly do 4 mm před horní úvratí.Obr. 23

Při 900 ot/min se začíná regulátor rozevírat a při 1250 ot/min je již úplně rozevřen a dává vačce polohu plného předstihu. Při volnoběhu motoru nastaví regulátor vačku přerušovačů na předstih 2 až 5° před horní úvratí.

Údržbu regulátoru provádíme každých 20 000 km, a to tak, že po vyjmutí regulátoru namažeme náboj vačky, čepy závaží a drážky, ve kterých jsou zavěšeny pružiny.

Regulátor vyjmeme ze skřínky zapalování takto: Přívodní kabely k přerušovačům se vytáhnou z nástrček /10/ /obr. 39/ u obou kondensátorů. Vyšroubují se dva upevňovací šrouby /8a, b/ základové desky přerušovačů, která se vyjme ze skřínky.

Vyšroubuje se upevňovací šroub /1/ vačky přerušovačů a vačka s regulátorem se sejme z klikového hřídele.

Při zpětné montáži nezapomeňte na správné postavení vačky vůči nosné desce. Je to tehdy, kdy značka 0 na čele vačky je proti značce 0 na nosné desce - viz obr. 23  /označeno šipkami./.

ZAPALOVACÍ SVÍČKA

VÝBOJ MEZI ELEKTRODAMI ZAPALOVACÍ SVÍČKY

 

Z podmínek v prostoru jiskřiště mají nejvýraznější vliv spalovací děj, proudění prostředí, tlak, teplota a vzdálenost elektrod. Vliv tlaků a vliv teploty při měřeních na motorech nelze dobře oddělit, protože jejich změny při rychlých cyklech jsou vzájemně vázány. Teplota zvyšuje vodivost plynu mezi elektrodami a snižuje napětí. Tlak sám napětí výboje zvyšuje a rozšiřuje oblast vzestupů napětí na konci výboje. Vliv různých fyzikálních stavů v prostoru jiskřiště i stavů zapalovací soustavy není však jednoznačný a vzájemně se podmiňuje.

Průrazovým napětím výboj začíná a je to hodnota důležitá pro zapalovací soustavu i motor. Závisí na ní další průběh výboje a určuje z velké části energii části výboje, která je pro zapálení směsi nejdůležitější; jako celý charakter výboje závisí na pracovních podmínkách.

Vliv směšovacího poměru na průrazné napětí je nepatrný. Rovněž vliv zatížení motoru je malý, protože zvýšení teploty vyrovnává vliv zvýšení tlaku. Podobně při spouštění při nízkých teplotách je zpravidla i tlak nižší a nároky na velikost průrazného napětí se nezvyšují.

Fyzikální složitost výboje neumožňuje jednoduchou představu, jakým účinkem výboje dochází k zapálení směsi.

Vliv průběhu výboje nebyl zjištěn. Měřeni na mnoha motorech v různých pracovních podmínkách prokázala, že nejdůležitější pro zapálení směsi ve válci je krátký první průraz na začátku výboje a energie, která se jím vybije. Další průběh výboje nemá vliv na zapálení ani na průběh spalováni, nebo je tento vliv tak malý, že není měřitelný a nebyl zjištěn ani při spouštění motoru při nízkých teplotách.

Vliv energie výboje se projevuje jen tak, že pro zapálení musí v kapacitní části výboje být aspoň určité nejmenší množství energie. Nejmenší množství energie závisí na podmínkách, z nichž nejdůležitější jsou složení a stav zápalné směsi, teplota, tlak a doskok v jiskřišti.

Doskok mezi elektrodami zapalovací svíčky má na zapalování dvojí zřejmý vliv. Při zvětšování vzájemné vzdálenosti elektrod se také zvyšuje i průrazové napětí a tím i energie kapacitní části výboje. Větší vzdálenosti jsou kromě toho méně citlivé na znečištění, z elektrických i mechanických důvodů. Vodivé úsadby na povrchu elektrod mohou snížit průrazové napětí tím, že zmenši doskok, nebo protože působí jako hroty a snižují tím energii výboje. Tytéž úsadby mají při menších doskocích výraznější vliv. Mechanicky jsou větší doskokové vzdálenosti výhodné zejména u dvoutaktního motoru jako má Trabant, u nichž se za některých podmínek objevuje tzv. "můstkování" svíček. Je to přemostění doskoku jehličkami nebo vločkami z karbonu se značným obsahem železa z otěru stěn válce, které se dostanou do spalovacího prostoru s palivovou směsí z klikové skříně. Můstky se pravděpodobně zachytí nebo se i zčásti vytvoří elektrickým i magnetickým působením jiskry, které je velmi silné vlivem proudových impulsů a spojí elektrody vodivě, takže v následujících pracovních cyklech válce již zapalování nepracuje. Při delších doskocích je vytvoření delších můstků méně pravděpodobné a kromě toho jsou delší můstky mechanicky méně pevné a při proudění směsi okolo svíčky odpadnou.

Velkým doskokovým vzdálenostem se někdy připisuje přímý vliv na průběh spalování, výkon  i měrnou spotřebu motoru, zejména u velmi chudých směsí. Měřením se nepodařilo nic takového dokázat. Zvětšení doskoku na 0,8 až 1 mm je nutné jen pro chudé směsi při malém plnění s otevřením škrtící klapky menším než 15%, kde se projeví vliv doskoku na nejmenší energii kapacitního výboje. Další zvětšování doskoků nemá měřitelný význam.

Zapalovací svíčka je podle počtu součástí velmi jednoduché zařízení a podle vnějších znaků se mění nejméně ze všech částí zapalovací soustavy. Je to však jen zdánlivé; svíčka musí splňovat stále náročnější požadavky. Svíčka je tedy naopak velmi náročným zařízením. Z hlediska provozu je spotřebním materiálem, zůstává však jednou z nejdůležitějších částí zapalovací soustavy.

Náročnou částí je proto, že zasahuje do spalovacího prostoru a sama pracuje v tvrdých podmínkách, v nichž se v rychlém sledu střídají vysoké teploty /řádu tisíce °C/ a tlaky /řádu desítek atmosfér/ při hoření s teplotami okolo 60°C s podtlakem při sání motoru, přitom materiály svíčky musí snášet velké teplotní spády, odolávat chemicky velmi agresivnímu prostředí a izolátor svíčky musí bez poškození a bez velkých energetických ztrát snášet napěťové rázy až 25 kV.

Základní konstrukce zapalovací svíčky je na obr. 24.

Elektrody jsou ze speciálních slitin niklu, který je legován manganem, křemíkem, chromem, titanem a hliníkem.

Uspořádání elektrod a poloha jiskřiště bývají různé. Některé často používané způsoby uspořádání jsou na obr. 25. Nejčastější je úprava podle obr. 25a /je použita i u svíček pro náš motor/, je výrobně nejjednodušší a má snadno nastavitelnou délku doskoku. Seřizuje se vždy elektroda spojená se šroubením, elektroda upevněná v izolátoru nesmí být ohýbána. Elektroda v izolátoru je buď přivařena přímo na průběžný ocelový svorník, který je do izolátoru zašroubován a zatmelen a na vnějším konci má závit jako přívodní svorka, nebo je uchycen v izolátoru polovodivým křemíkovým zátavem a vývodní svorník je oddělený. Důležitá pro činnost svíčky je např. mezera mezi elektrodou a izolátorem. Omezuje se též vliv rozdílných teplotních roztažností materiálu kovových a izolačních částí.Obr. 24

Podle nároků na materiál i na zpracování je izolátor nejdůležitější částí svíčky. Izolátor musí mít velkou pevnost jak seObr. 25 zřetelem na provozní namáhání, tak pro spolehlivé a trvanlivé utěsnění v pouzdře.

Vysoká provozní napětí a poměrně malá energie zapalovacích zdrojů vyžadují, aby izolátor měl dobré izolační vlastnosti, které se nesmějí příliš zhoršit ani při vysokých teplotách.

Hlavní význam má tepelná vodivost materiálu a její závislost na teplotě. Na části izolátoru ve spalovacím prostoru se mohou usazovat pohonné 1átky a zplodiny hoření, které je někdy přechodně velmi nedokonalé, a z izolátoru se musí při provozu tyto úsady samočinně odstraňovat. Provozní teplota špičky izolátoru má být proto v rozmezí 500 až 800ºC. Hranice 500ºC je spodní mez, tzv. samočistící teploty, při níž shoří na izolátoru úsadby, které by zvětšovaly elektrickou vodivost povrchu. Teplota 800°C je spodní mez teplot, při nichž se již vznítí palivová směs, přijde-li do styku s teplým povrchem. Pro obvyklá paliva je tato hodnota v rozmezí 820 až 1000ºC. Se svíčkou která má teplotu nižší, než je samočistící teplota, může motor přechodně pracovat, je-li v dobrém stavu a jestliže se úsadby na svíčce nevytvářejí příliš rychle. Teplota 800ºC se nemá překračovat, protože samozápaly mohou způsobit přehřátí motoru a zmenšují jeho výkon.

U téhož motoru se přívod tepla do svíčky mění podle zatížení a rychlosti otáčení, podle předstihu, vnějších podmínek i podle způsobu provozu. Zatím se nepodařilo vyřešit jednotnou svíčku, která by vyhovovala na všech motorech při všech provozních podmínkách, vývojem se však velmi zmenšil počet typů v řadě, která musí být vyráběna.

Schopnost svíčky snášet bez samozápalu určité tepelné zatížení se udává jako její tepelná hodnota.

Svíčka s vyšší tepelnou hodnotou, v běžném názvosloví označována jako studenější, bezpečnější proti samozápalům, ale náchylnější k úsadbám na izolátoru.

Svíčka s nižší tepelnou hodnotou má naopak větší plochu vystavenou působení tepla a odvod tepla je ztížen. Čím je svíčka teplejší, s menší tepelnou hodnotou, tím je méně odolná proti samozápalům, ale méně choulostivá na úsadby.

Tepelná hodnota je porovnávací číslo. V praxi u nás vžité se tím míní údaj podle způsobu zavedeného původně firmou Bosch. Údaj udává v setinách minuty čas, za který se na speciálním zkušebním motoru za přesně stanovených zkušebních podmínek ohřeje svíčka tak, že začne způsobovat samozápaly.

Tepelná hodnota je jen přibližným porovnávacím údajem; jediným číslem není možno určit celý rozsah tepelných a vůbec pracovních vlastností svíčky. Svíčky dvou různých výrobců se stejným údajem tepelné hodnoty nemusí být stejně vhodné pro tentýž motor. Výrobci se bohužel nesjednotili na stejném označení shodných typů /tepelných hodnot/ svíček a pro nezkušeného řidiče je velmi obtížné zjistit, jaká svíčka neznámé značky se pro jeho motor hodí. Chybuje pak často tím, že kvalitu značky přenáší na jakýkoliv typ svíčky touto značkou vyráběné a vynaloží pak někdy zbytečně i značný obnos na zakoupení sady svíček, které se svojí tepelnou hodnotou nejen do jeho motoru nehodí, ale mohou jej naopak poškodit. Proto uvádíme v krátkosti aspoň srovnávací tabulku pěti nejznámějších značek svíček seřazených podle tepelných hodnot.

Srovnávací tabulka svíček

Svíčky 18 mm /závit M 18 x 1,5/

Tepelná hodnota PAL BOSH KLG LODGE CHAMPION
95 18 - 5 M 95 M 30

TM 50

C 3

8; 8 - Com; 9

9 - Com; 10;

10 - Com; 11; 12

 

125 18 -5 - - - -
145 18 - 5 M 145 M 50

SM 50

TM 50

C 1

H 1

H 3

CV

HV

6 - Com; 6 - M;

7; 7- Com;

13; 18; 62; B - 2;

B – 3

 

175 18 - 5 M 175 M 60 H 1

H 1P

3; 5 - Com; 5 - M;

H 16; H - 17

 

225 18 - 7 M 225 M 80 WH 45 17
240 18 - 8 M 240

T 1

- - K9
260 18 - 9 M 260 - - -

Svíčky 14 mm /závit M 14 x 1,25/

Tepelná hodnota PAL BOSH KLG LODGE CHAMPION
95 14 - 5 W 95 F 20

FE 20

TFS 20

B 14

BB14

BL 14

N; J - 1; J – 14

AN – 1

 

125 14 - 5 W 145 FE 90 - -
145 14 - 5 W 145 F 50

FE 50

FL 5A

TFS 50

C 14

CB 14

J5; J – 11

J - 18; N7; N8;

L – 8

 

175 14 - 5 W 175 FS 70 CN

CLN

H 14

HL 14

HN

HLN

H - 9; H – 9 Com

J - 8; J - 6;

J - 7; H - 10;

J – 9

 

225 14 - 7 W 225 F 70

FS 70

HNP

HLNR

H - 8; j - 3;

J - 10; L - 10;

NA – 8

 

240 14 - 8 W 240 F 80

FE 80

HN 14

HHN

J - 2; JA - 111;

L – 10S

 

260 14 - 9 W 260 - - -

 

O svíčkách PAL a SUPER PAL, které jsou na našem trhu nejobvyklejší, si můžete přehledně pamatovat některé způsoby všeobecného značení: číslem 5 je označena tepelná hodnota 95 až 175, číslem 7 tepelná hodnota 175 až 225, číslem 8 tepelná hodnota 225 až 240 a číslem 9 tepelná hodnota 260 až 280. Tyto údaje jsou též na krabičkách našich svíček.

Je-li u některých značek na výše uvedených tabulkách uveden stejný typ svíček znamená to, že se jedná o typ s velkým rozsahem, který zahrnuje více tepelných hodnot.

Typy svíček jsou uvede jen základním označením, ke kterému u mnoha výrobců přistupují v praxi další znaky, označující délku závitu, koncovku svíčky atd., které ovšem nemají vliv na tepelnou hodnotu svíčky. Např. svíčky PAL - Super 14 – 7Y. "Super" udává, že se jedná o svíčku širokorozsahovou, překrývající několik teplotních rozsahů starších svíček PAL - viz tabulku.

První číselný údaj /14/ určuje velikost závitu. Číselný údaj za pomlčkou /7/ stanoví tepelnou hodnotu svíčky. Poslední část označení je písmeno /Y/ udávající určité zvláštnosti svíčky /u běžných svíček bez speciálního určeni písmeno v označení chybí/.

Jednotlivá písmena značí:

W - svíčky se závitem M 18 /šestihran 25,4 mm/ pro dvoudobé motory

F - svíčky se závitem M 18 určené pro motory Ford

T - svíčky se závitem M 18 /šestihran 20,6 mm/

S - svíčky pro závodní motory

R - svíčky se zabudovaným odporem

K - svíčky s krátkým závitem /délka 10 mm/

L - svíčky s dlouhým závitem /délka 18 mm/

Y - svíčky s prodlouženou špičkou izolátoru, určené pro ztížený provoz a pro motory OHV a OHC. Protože však zasahuji hlouběji do spalovacího prostoru, mohou se používat s ohledem na možnost poškození pístů pouze u výrobcem doporučených motorů.

PAL SUPER

 

tepelná hodnota nahrazuje svíčky PAL v rozsahu  druh svíčky
5 95 – 175 teplá
7 175 – 225 střední
8 225 – 260 studená
9 260 – 280 velmi studená

  

Pro náš motor jsou doporučeny svíčky o tepelné hodnotě 240 a od výrobního čísla motoru 63 - 101900 tepelná hodnota 260.

NDR       Isolator M 18 – 240

Isolator SM 18 - 240

ČSSR      PAL 18 - 8 R - s odrušovacím odporem 5000 ohmů v izolátoru svíčky. Výrobce doporučuje vyměnit kabelové koncovky s odporem za koncovky bez odporu.

PAL Super 18 - 8 W - svíčka pro dvoutaktní motory Trabant a Wartburg

V motoru jsou svíčky těsněny podložkami z mědi. Tvar i materiál podložek jsou důležité. Je zpravidla stanovena tloušťka, na níž se podložka stlačí při utažení svíčky předepsaným momentem, protože ovlivňuje polohu jiskřiště ve spalovacím prostoru. Doporučuje se použít nové podložky po každém povolení svíčky, což se však zdá mírně řečeno přehnané a nebude to u nás nutné, jedině kdyby byla podložka častým povolováním svíčky více deformována. Podložky jsou kromě toho důležitou cestou pro odvod tepla ze svíčky na těleso motoru. Svíčka bez těsnícího kroužku se nadměrně zahřívá a může být příčinou i propálení pístu.

VOLBA SVÍČEK

Výrobce motoru volí montážní rozměr svíčky podle konstrukce motoru a typ svíčky s vhodnými vlastnostmi /tepelnou hodnotou/ volí podle dlouhodobých zkoušek a je proto vhodné používat typ svíčky doporučený výrobcem motoru.

Musíme-li změnit typ svíčky, ať už po úpravách motoru nebo pro použití vozidla v jiných podmínkách nebo z jiných důvodů, poznáme vhodnost volby ze vzhledu elektrod a špičky izolátoru až po určité době provozu. Jen velmi hrubou odchylku v tepelných vlastnostech nové svíčky je možno poznat poměrně rychle, zpravidla je k tomu nezbytný provoz nejméně 1000 km, zejména u svíček se širokým tepelným rozsahem.

Podle vzhledu svíčky, tj. její části, která zasahuje do spalovacího prostoru, lze usuzovat na stav a pracovní podmínky motoru. Vzhled svíčky se musí zhodnotit ihned po vyjmutí z motoru, který musí být ohřátý na provozní teplotu:

1. Je-li svíčka správná a motor má správný pracovní režim, je špička izolátoru nahnědlá nebo má slabý světle hnědý až šedožlutý prachový nános způsobený etylizací paliva, elektrody jsou čisté nebo tmavě šedé, popř. rovněž se slabým nánosem, svíčka není zaolejována ani nakarbonována.

 

2. Přehřívající se svíčka má izolátor světle šedý až bílí, izolátor bývá pokryt tmavým zpravidla drsným, někdy sklovitým povlakem, konec špičky bývá škraloupovitý.

Elektrody jsou šedě, s perličkami vytaveného kovu, zpravidla silně narušené. Příčina může být v tom, že svíčka má nízkou tepelnou hodnotu, tj. že je příliš teplá. Může to však způsobit i netěsnost svíčky nebo nedostatečné utažení, či příliš chudá směs. Studenější svíčky se zpravidla voli tehdy, je-li motor průběžně plně namáhán, např. v horském terénu, při jízdách převážně po dálnicích apod.

 

3. Svíčka, která pracuje při příliš nízké teplotě, má izolátor, elektrody i pouzdro potaženy karbonem nebo tmavým šedočerným povlakem. Může to být příliš vysokou tepelnou hodnotou svíčky, ale i příliš bohatou směsí, příliš velkým doskokem, takže zážeh vynechává. Teplejší svíčka se volí tehdy, používá-li se vozidlo převážně v městské dopravě, je-li motor již opotřebován, má-li menší kompresi a používá-1i se palivo s malým oktanovým číslem.

 

NASTAVENÍ DOSKOKU SVÍČKY

 

Obecně se traduje, že doskok má být co největší, nesmí však být tak velký, aby napětí potřebné k průrazu bylo mimo možnosti zapalovacího zdroje nebo aby způsobilo výboj někde jinde než mezi elektrodami svíčky.

Nemá smysl používat větších doskoků než 1 mm, nezíská se tu již nic. Při doskocích nad 1,3 mm vznikají u běžných svíček za studena /námraza, vlhkost/ někde již přeskoky po vnějším povrchu izolátorů.

Za dolní mez doskoku můžeme pokládat 0,25 až 0,3 mm, a to jen u motorů s velkými tlaky, u nichž se nepoužívají chudé palivové směsi, což se našeho motoru netýká. My nastavujeme doskok spárovou měrkou podle předpisu výrobce, tj. na 0,6 mm, pokud by se neukázalo, že změněné provozní podmínky nebo stav motoru nevyžadují změnu.

Není vhodné zmenšovat doskok pod 0,5 mm, protože může vynechávat zážeh při nepravidelně složené směsi např. při volnoběhu.

 

ÚDRŽBA ZAPALOVACÍCH SVÍČEK

Po ujetí každých 6 000 km se odstraní úsady na tělese a na izolátoru uvnitř tělesa, upraví se vzdálenost elektrod přihnutím elektrody přivařené na šroubení. Vzdálenost elektrod měříme spárovou měrkou z výbavy vozu. Čištění svíček se provádí zvláštním kartáčkem s pevnými štětinami. Nedoporučuje se drátěný kartáč, neboť kovové drátky zanechávají na izolátoru svíčky stopy, podporující vířivé proudy a oslabující jiskru.

Kartáčkem odstraníme saze, nikoliv zbytky olověných přísad z benzinu. K tomu použijeme kapesního nože /nikoliv však na izolátor/. Izolátor se nedoporučuje čistit kovovými předměty.

Při výměně svíčky na teplém motoru svíčku příliš neutahujeme z vychladlého motoru bychom ji pak těžko vyšroubovali.

Životnost zapalovací svíčky je 10 až 12 000 km. Vyměňujeme je pokud možno obě.

 

ZESILOVAČ JISKER

 

Řekli jsme si již dříve, že rychlé zvyšování napětí na svíčce zmenšuje účinně vliv vodivých úsadeb na izolátoru. Nejjednodušším prostředkem je pomocné jiskřiště zapojené do série před pracovní jiskřiště. Pomocné jiskřiště odděluje pracovní jiskřiště /svíčku/ a svody na něm od zdroje do dosažení potřebného napětí, čímž zabraňuje ztrátám energie po dobu zvyšování napětí a po průrazu přivádí napětí na pracovní jiskřiště tak rychle, že výboj na něm nastává dříve, než se stačí značnější část energie odvést svodem. V zahraničí se objevují jako atrakce pro motoristy různé "zesilovače jisker", např. u nás prodávaný /v Tuzexu/ výrobek japonské firmy Thunder Electronic Industries Inc. /což není nic jiného než právě výše uvedené pomocné či předřadné jiskřiště - věc známá již desítky let/.

Nevýhodou předřadného jiskřiště je, že jeho vliv se mění podle velikosti svodového odporu a podle rozložení kapacit veObr. 26 vysokonapěťovém obvodu. Je-li v náhradním zapojení /obr. 26/ svodový odpor Rs malý, nabíjí se kapacita Cj pomocného jiskřiště jen s malým zpožděním za vnější kapacitou Cz zapalovacího zdroje a napětí na svíčce zůstává malé. Jakmile napětí na pomocném jiskřišti dosáhne průrazové hodnoty, výboj na něm náhle sníží napětí a zvýšení napětí na svíčce je tak rychlé, že se nabije kapacita Cs svíčky z kapacity Cz dříve, než energie může uniknout svodovým odporem. Oproti napětí zdroje se sníží napětí dosažitelné na svíčce přibližně v poměru kapacit Cz/(Cz+Cs)

V obvyklých podmínkách je kapacita svíčky vzhledem ke kapacitě zdroje malá a napětí se sníží jen o 10%. Je tedy výhodné, aby průrazové napětí pomocného jiskřiště bylo podle možnosti vysoké, protože na něm závisí napětí dosažitelné na svíčce a přitom nezvyšuje příliš nároky na zapalovací zdroj.

Podmínky se však podstatně změní, je-li svíčka v dobrém stavu a její svod zanedbatelný. Napětí zdroje se pak dělí na obě jiskřiště jako na kapacitním děliči v nepřímém poměru kapacit Cs a Cj a nároky na napětí zapalovacího zdroje se zvětší. Podobné podmínky jako při velkém svodu by byly jen v případě, kdyby kapacita pomoc­ného jiskřiště byla velmi malá v porovnání s kapacitou na svíčce. Zmenšit kapacitu pomocného jiskřiště v takovém poměru je však nesnadné a zvětšovat kapacitu svíčky není výhodné.

Svíčka firmy LODGE - tzv. "Golden Lodge" má vestavěno pomocné jiskřiště, v němž je naopak značně zvětšena kapacita u pomocného jiskřiště. Úprava se chová při velkém svodu jako sériové jiskřiště. Při velmi malém svodu tvoří kapacity obou jiskřišť dělič, napětí na pomocném jiskřišti je však při jeho velké kapacitě malé, takže na svíčku se dostává téměř plné napětí zdroje a nastane tu průraz dříve než na pomocném jiskřišti.

V závěru můžeme říci, že "posilovač jisker" /Thunder Jet/ nemůže ovlivnit podstatně parametry motoru a takřka fantastické vlastnosti, které uvádí v reklamních materiálech výrobce, jsou zaměřeny jako psychologické působení na majitele automobilu, protože každý automobilista si chce svůj motor vylepšovat. Navíc probíhá měření vlivu tohoto zařízení na elektromagnetické vyzařováni. V případě negativního výsledku může být používání tohoto "posilovače jisker" zakázáno.

 

NÁHRADA SVÍČEK M 18 ZA SVÍČKY M 14

 

Výrobní závod v Eisenachu přešel v druhém pololetí roku 1972 na výrobu motorů se svíčkami 14 mm místo dřívějších 18 mm. V souvislosti s těmito změnami a také pro nedostatek zapalovacích svíček M 18 . O tepelné hodnotě 260, které jsou pro nové motory předepsány, byly uskutečněny zkoušky se svíčkami M 14 - 260, které byly do hlav motorů se závitem M 18 zamontovány přes redukční závitové vložky. K uskutečnění zkoušek vedl ten fakt, že ve dvoudobých motorech např. u motocyklů a mopedů se již po mnoho let používají svíčky M 14 s dobrým úspěchem. Přitom tepelné namáhání zapalovacích svíček u motocyklů a mopedů je mnohem vyšší než u motoru Trabanta, protože nemají žádné přídavné chlazení vzduchovým dmychadlem.

Není problém redukční závitovou vložkou vytvořit dobré a pevné utěsnění zapalovací svíčky s menším závitem. Choulostivou otázkou je ale odvod tepla ze svíčky k chlazené hlavě válce. Za chodu motoru dosahují nejteplejší části svíčky teplot 500 až 850°C, která je jak jsme si již řekli, požadovanou samočistící teplotou. Dodržení této samočistící teploty je v rozhodující míře závislé na pevném usazení svíčky v závitu hlavy válce a na těsnícím kroužku svíčky, který představuje spojovací článek pro odvod velké části tepla ze svíčky na hlavu válců. Schází-li těsnící kroužek nebo není-li svíčka pevně zašroubována, stoupnou teploty na svíčce vlivem nedostatečného odvodu tepla do oblastí samozápalných hodnot a tím dojde k samozápalům, jejichž příznakem je zvonění motoru a pokles jeho výkonu.

Proto je nutné při výrobě redukční závitové vložky dbát na to, aby nebyl narušen odvod tepla ze svíčky. Při výrobě vložky musí být zaručeno, že vnitřní závit M 14 x 1,25 i vnější závit M 18 x 1,5 budou přesně v jedné ose, kolmé k těsnící ploše svíčky ve vložce i k těsnící ploše vložky na hlavě válce. Jestliže by osy obou závitů nebyly shodné a zároveň kolmé k oběma těsnícím plochám, pak těsnící kroužek svíčky nebo redukční vložky, či dokonce oba dva, nebudou při dotažení závitů přitlačeny stejným tlakem po celém obvodu. Tím se naruší odvod tepla ze svíčky a mohou nastat zmíněné samozápaly s nepříznivými důsledky pro motor.

Tyto zásady byly též prakticky ověřeny tak, že byly vyrobeny redukční vložky ze starých svíček M 18, přičemž vnitřní závit M 14 x 1,25 byl do nich vyřezán ručně. Při kontrole bylo zjištěno, že žádný závit není kolmý k těsnící ploše. Stejně tomu je tak, kdy upilujeme šestihran na svíčce se závitem M 18 na klíč pro svíčku M 14. I když je po této úpravě zaručeno utěsnění svíčky, je odvod tepla narušen, svíčka se silně zahřeje a tato zvýšená teplota je převedena do hlavy válců se značným časovým zpožděním.

Z těchto důvodů tedy nelze v žádném případě doporučit výrobu redukčních závitových vložek "podomácku" ze starých svíček M 18, ale pouze výrobu při zachováni shora uvedených podmínek přesnosti.

Redukční závitová vložka /obr. 27/ se motoru Trabant bezvadně osvědčila při dlouhodobých zkouškách.

Neprojevily se žádné negativní jevy přemístěním jiskřiště, které je použitím vložky posunuto z původního místa o 2,5 až 3 mm směrem ven z motoru.

Svíčky M 14 tepelné hodnoty v rozsahu 225 až 280 /odpovídají svíčkám PAL - SUPER 14 - 8, pro ztížený provoz 14 - 9/ byly zkoušeny v motoru po tisíce kilometrů a neprojevily se ani patrné rozdíly ve spotřebě paliva ani v maximální rychlosti nebo akceleraci vozidla.

Motor spolehlivě startoval při teplotě – l5°C i za tepla při přerušení jízdy. Obr. 27

Redukční závitové vložky jsou zhotoveny z nástrojové oceli a jejich šestihran odpovídá otvoru klíče pro svíčku M 18. Po vyjmutí vložek lze samozřejmé bez nutnosti jakýchkoliv úprav namontovat původní svíčky M 18 a právě tato kombinace je při nedostatku zapalovacích svíček velmi výhodná.

Lze také vyměnit hlavy válců se závitem M 18 za hlavy se závitem M 14, ale tato investice je podstatně dražší a také postrádá možnosti použití obou druhů svíček.

Pro potřebu náhradních dílů motoru P 60 až P 64 bude dodávat VEB Barkas-Werke již jen hlavy válců se závitem pro svíčku M 14 - 260, protože výměna hlavy je nutná jen v ojedinělých případech. Kromě toho je možno v případě potřeby starší hlavy odvrtat v nové hlavě závit M 14 x 1,25 a odborně vyříznout závit M 18 x l,5.

Použití nových hlav se svíčkami M 14 je možné u všech motorů P 60/61 i P 63/64. Při výměně je však nutno pamatovat na použití koncovek předepsaných pro svíčky M 14 a doplnění výbavy vozidla klíčem na svíčky M 14 i řadou těchto náhradních svíček.

Životnost těchto svíček byla stanovena na l5 000 km. Vzdálenost elektrod je stejná jako u svíček M 18 tj. 0,6 mm.

 

BATERIOVÉ ZAPALOVÁNÍ

 

Obvody zapalování vzbuzují u většiny motoristů respekt, hlavně proto, že celá mechanika tvorby jiskry jim není detailně známá.

Obecně se požaduje od zapalovací soupravy, aby byla schopna v celém rozsahu provozních podmínek motoru přivést na elektrody zapalovací svíčky v požadovaném okamžiku napětí potřebné k průrazu.

V našem vozidle je použito jednoduché bateriové zapalování. Probereme si funkci bateriového zapalování, jehož schéma /pro jeden válec/ se všemi nezbytnými částmi je na obr. 28.Obr. 28

Obecně je třeba k soustavě počítat i dynamo, jímž se nabíjí akumulátor, z něhož se potřebná energie odebírá. Protože dynamo i akumulátor slouží vždy i jiným účelům, pokládáme zpravidla za zapalovací soustavu cívku, přerušovač a svíčku s příslušným rozvodem.

Primární proudový okruh probíhá od kladného pólu baterie /B/ - je-li kontakt ve spínací skřínce /SP/ zapnutý - přes primární vinutí /nl/ cívky /IC/ přes kontakty přerušovače /KP/ k nimž je paralelně zapojen kondenzátor /Co/ na záporný pól baterie připojený k šasi /ke kostře/. V okamžiku rozpojení kontaktu přerušovače /KP/ přeskočí na svíčce jiskra. Kontakt /KP/ je ovládán vačkou.

Vysoké napětí pro zapalovací jiskru se získává indukcí, rychlou změnou magnetického toku v zapalovací cívce. Dochází přitom k několika postupným transformacím energie. Při sepnutí kontaktů přerušovače prochází primárním vinutím cívky proud /asi 4 až 6 A/, který vytváří magnetické pole a předává tím energii do magnetického obvodu cívky.

Při přerušení styku kontaktů /KP/ a tedy při přerušení proudu v primárním okruhu /baterie - spínací skřínka - primární vinutí cívky - kontakt přerušovače baterie/ zaniká na okamžik magnetické pole vyvolané průtokem proudu v primárním obvodu.

Dochází tak k důležitému faktu - časové změně proudu a k přeměně elektrické energie  /proud přes primární vinutí nl/ na energii magnetického pole a zpět na elektrickou energii /proud a napětí v sekundárním vinutí n2/. Velikost indukovaného napětí je úměrná:

 

a/ velikosti změny proudu v primárním obvodu Imax=U/R=I

b/ počtu sekundárních závitů, přesněji poměru primárních a sekundárních závitů p =n2/n1

c/ indukčnosti primárního vinutí /úměrné druhé mocnině počtu závitů/ Ll=n12

d/ součiniteli vazby k - vzájemné blízkosti obou vinutí indukční cívky /IC/

e/ energii, nahromaděné v magnetickém poli celého systému /v indukční cívce/ WL= 0,5 Ll*I2

V podstatě své činnosti nepracuje, zapalovací cívka jako transformátor /je známo, že stejnosměrné napětí není možno transformovat/ a na rozdíl od něho musí být její magnetický obvod upraven pro možnost akumulace energie pro jiskru i pro krytí všech průvodních ztrát. Po přerušení kontaktů nemůže se energie již doplňovat z akumulátoru a celý další průběh musí být zajištěn z energie dodané již při vytváření magnetického pole.

Fyzikální pochody ve skutečné zapalovací soustavě jsou složitější. Obvody nejsou jednoduché jako na schématu, část indukčnosti, kapacity i odporu je rozložena spojitě na přívodech i ve vinutí, není těsná vazba mezi primárním a sekundárním vinutím cívky apod.

Sekundární strana tvoří kmitavý obvod vázaný na obvod primární. Při připojení napětí se indukuje napětí i na sekundární stranu a způsobuje tam tlumené elektrické kmity. Zakmitání je však zpravidla krátké a výrazněji se může projevit jen při mimořádných podmínkách, např. při příliš velkých sekundárních kapacitách, příliš malém sekundárním odporu nebo při velmi krátkých časech sepnutí kontaktů. Tato střídavá složka, která by překryla celou dobu sepnutí kontaktů, by mohla mít nepříznivý vliv i na podmínky při přerušení obvodu kontakty.

Napětí, které se indukuje do sekundárního vinutí při vytváření magnetického pole po sepnutí kontaktů, je transformované napětí akumulátoru a jeho velikost je určena transformačním poměrem cívky. Při transformačním poměru 1 : 90 /obvyklý u bateriových cívek/, může být např. při akumulátoru s napětím 6 V nejvýše 540 V, a to je pro průraz na svíčce v pracovních podmínkách málo. Teoreticky /kdyby se transformační poměr zvětšil tak, aby se indukovalo do sekundárního vinutí již přímo zapalovací napětí/ mohli bychom získat zapalovací soustavu, která by měla proti běžnému bateriovému zapalování mnoho výhod, nebylo by např. nutné omezovat indukčnost, krátké doby sepnutí kontaktů by byly naopak výhodné, mohlo by se dosáhnout vysokého počtu jisker za minutu, nebyla by nutná akumulace energie do magnetického pole cívky a místo zapalovací cívky by se používal zapalovací transformátor. S kontaktním přerušovačem není však tato soustava řešitelná, protože potřebuje velmi krátké časy spínání a vypínání velkých proudů. Obdoba této soustavy se používá u závodních vozů, je však řešena elektronicky.

Pro činnost bateriového zapalování má rychlost zvětšování proudu a velikost akumulované energie základní význam. Doba mezi dvěma po sobě následujícími výboji se zkracuje při zvyšování rychlosti otáčeni motoru a kromě toho jen část tohoto intervalu může být využita k sepnutí kontaktů. Je proto důležité, aby i při největším potřebném počtu jisker za vteřinu byla doba sepnutí kontaktů dostatečná pro akumulaci dostatečného množství energie do magnetického pole. To tedy znamená, že indukované napětí na sekundární straně cívky /IC/ závisí od obrátek motoru. Jeho průběh je schematicky znázorněn na obr. 29. S narůstajícími otáčkami motoru se sekundární napětí podstatně zmenšuje, při maximálních otáčkách motoru to bude přibližně polovina napětí při volnoběhu. Prakticky to znamená, že při velmi vysokých otáčkách motoru může nastávat porucha v zapalování.Obr. 29

Obr. 30Vysvětlení je poměrně jednouché. Indukční cívku je třeba chápat jako jakýsi "akumulátor energie WL, který se za jistý čas /asi 1/3 pracovního cyklu jsou kontakty přerušovače sepnuty/ "nabíjí". Poměrně značná indukčnost L1 primárního vinutí indukční cívky klade však stejnosměrnému proudu podstatně větší odpor, než by vyplývalo z činného odporu /stejnosměrného/ jejího vodiče - vinutí nl.

Proud I přes primární vinutí /v závislostí na čase/ narůstá ne skokem v okamžiku sepnutí kontaktů přerušovače /KP/ /na obr. 30  tomu odpovídá průběh pro cívku s indukčností Ll=0/ z nuly na proud I, a1e postupně a po jistém čase se přiblíží k maximální hodnotě, kterou možno vypočítat z poměru napětí akumulátoru U a odporu vinutí R, tedy pomocí Ohmova zákona. Rychlost narůstání /konkrétně čas, za který se dosáhne asi 60% maximálního proudu/ je závislá od časové konstanty obvodu, kterou je možno vypočítat z rovnice

tL1=L1/R /s;H;W/

Důsledek toho všeho vidíme na obr. 31., který znázorňuje průběh proudu a jeho závislost od času jakož i jeho maximální velikost, kterou za uvedený čas / při uvažovaných otáčkách motoru/ vůbec může dosáhnout.

Zvětšování počtu zážehů za sekundu můžeme dosáhnout snížením potřebného množství energie /např. omezením různých průvodních ztrát/ nebo zkrácením časové konstanty primárního obvodu. Oba způsoby mají však omezené možnosti. Ačkoliv množství energie pro vlastní zapalovací jiskru je vzhledem k energii dodané do magnetického pole téměř zanedbatelné /je menší než 1/1000/, je jen energie potřebná k nabití sekundárních kapacit zapalovací cívky na nutné průrazové napětí velmi značná a sekundární kapacity lze z konstrukčních i technologických důvodů jen velmi obtížně zmenšit.

Nebudeme tuto okolnost dále rozebírat, ale řekneme si jen, že z uvedeného je zřejmá jedna ze základních vlastností bateriového zapalování, totiž velmi dobrý výkon při malé rychlosti otáčení motoru, ale rychlé ubývání energie při velké rychlosti otáčení.Obr. 31

Dosud jsme nehovořili o kontaktech přerušovače, které v tomto problému hrají také svou úlohu. Značné proudy při poměrně malé ploše kontaktů způsobují opalování kontaktů, změnu jejich vzdálenosti, což při konstantním tvaru vačky způsobuje pozdější uzavření kontaktů /čímž se zkracuje celkový čas sepnutí a tedy se opět zmenšuje nahromaděná energie WL / a mění předstih.

Obr. 32Představa o celém průběhu primárního proudu a sekundárního napětí v době mezi dvěma sepnutími kontaktů přerušovače je na obr. 32.

Po rozpojení kontaktů přerušovače /KP/ je obvod proudu přerušen, přemosťuje jej kondensátor /Co/ /obr. 28/ zapojený paralelné ke kontaktům přerušovače. Ten je ale pro stejnosměrný proud nevodivý. Nebrání to však tomu, aby se celá energie WL nashromážděná v magnetickém obvodu indukční cívky /IC/ nepřemístila do kondenzátoru Co a nenabila jej tak na poměrně vysoké napětí Ul. Toto napětí můžeme vypočítat z rovnice:

u1 = i1ÖL1/c = i1 * 70

Z této rovnice je možno vypočítat napětí, které možno naměřit na kontaktech přerušovače /rozpojených/ tedy na kondensátoru Co.

I1= 3 A /velmi nízké otáčky/ - u1 3 . 70 = 210 V

I1= 2 A /střední otáčky/ - u1 2 . 70 = 140 V

I1= 1A /vysoké otáčky/ - ul 1 . 70 = 70 V

Výpočet i výsledky souhlasí s poznatkem, že se na kontaktech přerušovače objeví podstatně větší napětí, než bychom očekávali.

Přelévání energií z indukční cívky do kondensátoru a zpět probíhá vícenásobně. Důsledkem toho je, že obvodem indukční cívky teď protéká střídavý proud neharmonického průběhu, který v sekundárním vinutí indukuje napětí, potřebné pro výboj na svíčce. Toto vysoké sekundární napětí je úměrné převodu indukční cívky /IC/, tedy poměru počtu sekundárních a primárních závitů.

P = n2/n1 = 90

Jako podle předešlých výpočtů odpovídalo proudům 1, 2, 3 A napětí ul = 70, l40, 210 V, bude při převodu p = 90 indukované sekundární napětí u2 = 6 300 V, 12 600 V, 18 900 V. Při vzrůstajících otáčkách motoru naindukované sekundární napětí pro výboj na svíčce se zmenšuje.

Při každém "přelévání se" energie z indukční cívky do kondensátoru a naopak, tedy při každé změně magnetického pole cívky na elektrický náboj kondensátoru, se v sekundárním vinutí naindukuje vysoké napětí. Jeho velikost postupně klesá, protože celý obvod není beze ztrát /činná složka odporu vodiče indukční cívky, svod kondensátoru a jiné/. V důsledku zmenšování sekundárního napětí se stává, že indukované napětí v druhé nebo třetí periodě tlumeného kmitu soustavy nepostačí na proražení mezery na zapalovací svíčce.

Indukované sekundární napětí tedy nezávisí jen od vlastnosti indukční cívky /indukčnosti L1 a převodu p/, ale i od kapacity použitého kondensátoru.

Kondensátor však v obvodu plní ještě jednu funkci, která se mu z neznalosti problematiky často připisuje jako hlavní důvod, proč v obvodě zapalování vlastně kondensátor je. Při rozpojení kontaktů přerušovače /KP/ možno pozorovat oblouk mezi kontakty. Oblouk je elektricky vodivý a ačkoliv je obvod zdánlivě rozpojený /kontakty jsou oddálené/, protéká primárním obvodem ještě stále proud přes oblouk a navenek se tedy jeví obvod jako uzavřený. Protože víme, že právě při rozpojení kontaktů přerušovače /KP/ /přesněji řečeno při přerušení proudu v primárním obvodu, tedy po likvidaci oblouku/ dochází k časové změně proudu a tak dochází k indukci vysokého napětí v sekundáru, vidíme, že likvidace a zamezení oblouku je otázka, která není zanedbatelná. Kondensátor má tedy zkrátit čas rozpojení /skutečného přerušení/ kontaktů, urychlit tak časovou změnu proudu /podle možnosti skokem/ a zlepšit tak indukci napětí na sekundární straně indukční cívky.

Z uvedených poznatků vyplývají protichůdné požadavky na kapacitu kondensátoru, které možno formulovat takto:

a/ aby zhášení oblouku bylo co nejrychlejší, měla by být kapacita kondensátoru co největší. Tak by se zamezilo oblouku a časová změna proudu by byla zdánlivě nejrychlejší a podmínky pro indukci sekundárního napětí nejpříznivější. Fyzikálně totiž kondensátor o velké kapacitě zabrání rychlému vzrůstu sekundárního napětí, což protichůdný a nežádoucí vliv.

b/ aby kmitání celé soustavy bylo co nejrychlejší a přeměna magnetického pole na elektrický proud co nejkratší, musí být resonanční kmitočet soustavy co nejvyšší, čas kmitání a vzájemné výměny energie velmi krátké a rychlé. Tomu ale odpovídá při konstantní indukčnosti cívky Ll co nejmenší kapacita kondensátoru /Co /.

Ve skutečnosti se potom volí kompromis a protože mechanické vlastnosti přerušovačů i proudy přerušované kontakty se obvykle volí blízko k technickým mezím, které se u různých konstrukčních úprav příliš neliší, je i kapacita kondensátoru přerušovače poměrně málo odlišná, bývá okolo 0,3mF.

Když si pro zajímavost spočítáme kmitočet soustavy /indukční cívka a kondensátor jako laděný obvod/, vyjde nám kmitočet, na kterém soustava kmitá. Rezonanční kmitočet vychází asi kolem 1000 Hz.

Toto všechno je současně důvodem, proč při poruše na kondensátoru nepracuje zapalování. Když je kondensátor proražený - zkratovaný, protéká přes něj neustále proud a rozpínání kontaktů přerušovače /KP/ je naprosto neúčinné, takže nedochází k časové změně proudu. Naopak je-li kondensátor přerušený - např. utržený přívodní kablík, nedochází, jak jsme si již řekli, k oscilacím proudu ve vinutích indukční cívky /IC/ a na sekundární straně indukční cívky se proto indukuje mnohem menší napětí, které nestačí k průrazu na svíčce.

   

ZAPALOVACÍ CÍVKA

 

Bateriová zapalovací cívka musí být upravena tak, aby byla schopna akumulovat energii do vlastního magnetického pole pomocí obvodu s nízkým napětím a předat ji s nejmenšími ztrátami do obvodu s vysokým napětím. Dvěma vinutími s různým počtem závitů a těsnou vazbou se podobá transformátoru, liší se však od něho zvětšeným magnetickým odporem. Magnetický obvod je přerušen vzduchovou mezerou.Obr. 33

Z technologických důvodů se používá dnes převážně konstrukční řešení zapa1ovací cívky, které je na obr. 33.

Primární vinutí je ve vnější vrstvě. Je to výhodné proto, že celý vnitřní odpor nebo jeho větší část může být přímo odporem vinuti. Výstup tepla je snazší, protože primární vinutí je blíže k plášti cívky. Jinou výhodou vnějšího primárního vinutí je také větší činitel vazby se sekundárním vinutím, který je ještě zlepšen tím, že primární vinutí má širší vrstvy, protože je vinuto i nad prodlouženými pásy isolantu, který je mezi vrstvami vysokonapěťového vinutí. Úprava se sekundárním vinutím ve vnitřní vrstvě je výhodná též tím, že plochy vrstev na menším průměru jsou menší a tím jsou i menší sekundární kapacity. Vnitřní železné jádro cívky je spojeno s výstupem vysokého napětí a je do jisté míry i přirozenou kapacitní ochranou vstupních závitů před strmými napěťovými vlnami.

Sekundární vinutí je namáháno při každé jiskře sérií rázů vysokého napětí, které vytvářejí na vedení mezi cívkou a svíčkou postupné vlny. Při průrazu na jiskřiště klesne napětí z vysoké průrazové hodnoty velmi rychle na poměrně nízké napětí výboje a po vedení jde směrem k cívce vlna se strmým čelem, snižující napětí ve vedení na napětí jiskřiště. Jakmile dojde vlna ke konci sekundárního vinutí, sníží se napětí prvních závitů na krátký okamžik na nižší hodnotu, zatímco na dalších závitech je ještě plné zapalovací napětí. Vlivem rozložení sekundární kapacity, na níž nastává zpětný odraz napěťové vlny zpět s plným napětím, ztlumí se sice čelo vlny tak, že není plné napětí přímo mezi prvními dvěma závity a že se vlna nerozšíří dovnitř cívky, přesto však je napěťové namáhání posledních závitů značné a musí se dobře zajistit proti průrazu.

Primární vinutí mívá 120 až 400 závitů podle typu cívky, napětí zdroje a podle požadavků na výkon. Odpor primárního vinutí bývá 1,5W. až 4W , primární indukčnost 3 až 5 mH, časové konstanty primárního obvodu 1 až 5 ms.

Sekundární vinutí může mít až 25 000 závitů, převodový poměr mezi primárním a sekundárním vinutím bývá 1 : 40 až 1: 90, maximálně 1 : 100.

Větší převodové poměry však nejsou výhodné, protože zvětšování počtu závitů sekundárního napětí neznamená vždy zvyšování sekundárního napětí. Současné zvětšení sekundární kapacity snižuje napětí a proto pro každou cívku je určitý optimální počet závitů. Odpor sekundárního vinutí se pohybuje od 2 do 15 kW, indukčnost až několik desítek henry.

Obr. 34Cívka má jeden vývod vysokého napětí, druhý konec sekundárního vinutí je připojen na primární vinutí. Obě vinutí jsou zapojena za sebou jako u autotransformátoru. Celá cívka je v plechovém obalu, na jehož víku jsou příslušné vývody cívek, a to: svorka nízkého napětí /označená 15/, svorka k přerušovači /označena 1/ a vývod vysokého napětí ke svíčce /střední vývod/. Cívka je v plechovém obalu zalita izolující směsí, takže ji nelze rozebrat; při její poruše se musí vyměnit za novou. Uchycení a umístění cívek v prostoru motoru je na obr. 34.

Údržbu celkem nevyžaduje, jen čistotu víčka a kontaktů, aby nevznikl zkrat, dobře dotažené kontakty, chránit ji před mechanickým poškozením i před velkým horkem nebo vlhkem a to je vše.

OPRAVA ZAPALOVACÍCH CÍVEK

 

Při špatné funkci zapalování zjistíte jako příčinu vadnou cívku. Vyměníte ji a je zase vše v pořádku.

Dříve než cívku vyměníte, nebo dokonce zahodíte jako vadnou, zkuste ještě jeden zásah, na kterém se přesvědčíte o správnosti svého počínání.

Mám na mysli špatný kontakt či zoxidování nebo nedotažení.

Věnujeme-li pozornost cívce, kterou jsme z vozu vyjmuli jako vadnou, zjistíme proměřením ohmmetrem, že primární vinutí má značný odpor, není však zřejmě přerušeno. Protože tímto vinutím prochází značný proud, je z vodiče o větším průřezu a tedy má mít minimální odpor.

Na cívce /obr. 33/ jsou dva vývody označené: 15, to je přívod + pólu na cívku od spínací skřínky a 1, odkud vede vodič k přerušovači.

Vyšroubujeme-li obě matičky z vývodu /15 nebo 1/ a sejmeme-li kovovou mističku /m/, zjistíme, že vodiče primárního vinutí jsou jednoduše vyvedeny z cívky a pouze ovinuty okolo šroubu /š/, na který pak přiléhá mistička přitlačovaná matičkou. Zde může být příčina nadměrného odporu. Kromě toho je vnitřek plechového obalu cívky napuštěn hmotou, která při vyšších teplotách změkne a vytéká otvorem pro vodič, čímž dochází k částečnému zalití vývodů a tím k podstatnému zvýšení přechodového odporu; tím se nám pak intensita jiskry sníží až o jednu pětinu při zvýšení odporu na 5 ohmů.

Takto vadnou cívku však lze opravit. Můžeme to provést pouhým očištěním vývodních vodičů z cívky a řádným dotažením matičky přitlačující plechovou mističku na vodič. Předtím je dobré otvor, jímž prochází vodič, zatmelit netvrdnoucím tmelem, abychom zabránili vytékání impregnace.

Lepší a trvalé odstraněni špatného přechodového odporu provedeme takto: Sejmeme obě matičky z vývodu 1 a 15 a stáhneme i plechové mističky ze šroubů. Plechové mističky /m/ na užším konci /výběžku/ provrtáme malým vrtáčkem o průměru 1 mm /obr. 33/, potom očistíme oškrábáním jak plechovou misku, tak i vývod drátu z cívky.

Napřed ovšem opatrně narovnáme konec drátu, dosud otočeného kolem šroubu. Jak narovnání, tak oškrábání děláme pečlivě a opatrně, abychom jej neulomili a aby cín na očištěné místo dobře přilnul.

Potom prostrčíme konce vývodů plechovými miskami nasunutými na vývodní šrouby a dotáhneme maticí /jen jednou na každém vývodu/. Protažený drát miskou důkladně přiletujeme k miskám. Spoj dobře prohříváme, aby se cín /používáme cín s kalafunou/ dobře rozlil a vodivě spojil jak drát s miskou, tak i s boky matice. Tím je obnoveno dokonalé elektrické spojeni vývodů cívky a závada tohoto druhu se nemůže opakovat.

Ještě jednu radu - zapalovací cívka je při návrhu poddimenzována, nepočítá se s tím, že jejím vinutím bude stále protékat relativně velký proud /3,5 - 4 A/. Jakmile řidič nechá zapnuté zapalování, ať už omylem nebo úmyslně, při motoru v klidu, je značná pravděpodobnost, že jsou kontakty přerušovače sepnuté. V tom případě protéká přes primární vinutí zapalovací cívky neustále maximální proud z akumulátoru, cívka se neúměrně zahřívá a může se lehce zničit tím, že zvýšeným teplem se isolační medium roztáhne, tím se hliníkový kryt vyduje a může i prasknout. Proto pozor!

V souvislosti s použitím zlepšených olověných akumulátorů /54 Ah/ montují se od III. čtvrtletí 1972 místo cívek A6 TGL 71-1071 zapalovací cívky nového typu B6 TGL 71-1071, které mají větši převodový poměr a větší životnost. Tyto nové cívky mají oproti dřívějším rozdílné rozměry /jsou větší/ a nejsou tedy s původními bez úprav /uchycení/ navzájem výměnné.

Výrobce zaručuje u nových cívek sekundární napětí 15 kV. Pro tyto nové cívky není dosud odrušení.

 

PŘERUŠOVAČ PRIMÁRNÍHO PROUDU

 

Spínáním a rozpínáním určuje přerušovač dobu, po kterou je primární obvod spojen. Přerušovač /obr. 35/ se skládá z pevného nastavitelného kontaktu /1/ a z pohyblivého kontaktu /2/ ovládaného vačkou /V/, její tvar určuje podmínky pohybu přerušovače.

Přerušovač je pracovně i konstrukčně velmi náročná část, protože je značně namáhána mechanicky i elektricky. Musí zajišťovat spolehlivý kontakt bez velkého úbytku napětí, rozpojovat obvod s indukčností v přesném čase a s velkým počtem přerušení za sekundu a na spolehlivosti jeho činnosti závisí práce motoru.

Obr. 35Elektricky činnou částí jsou kontakty a jejich jakost má hlavní vliv na spolehlivost zapalování. V předešlých popisech průběhu napětí a proudů se předpokládá, že primární proud se přeruší bez jiskření, které ubírá část energie a mění počáteční podmínky zvyšování napětí. Ve skutečnosti jiskření nastane i na dobrých kontaktech a při správně voleném kondensátoru. Je to dáno samotnou podstatou přechodných jevů při přerušování kovového styku pod proudem i technickými možnostmi připojení ochranné kapacity.Obr. 36

Opotřebení kontaktů v provozu je mechanické a elektrické. Za běžných pracovních podmínek je mechanické opotřebení poměrně malé. Elektrické zatěžování způsobuje jednak opal kontaktů, jednak přenos materiálu z jednoho kontaktu na druhý. Projevující se tím, že se na prvním kontaktu vytváří kráter /k/ a na druhém kontaktu špička /š/ /obr. 36/. Přenos materiálu může být z kladného kontaktu na záporný i naopak, závisí to na podmínkách.

Kontakty jsou vyrobeny z wolframu. Mají dlouhou dobu života, musí se však zabránit příliš silnému jiskření a okysličování kontaktů. Největší přerušovaný proud nemá být proto větší než asi 3,5 A. Kontakty jsou ve tvaru kruhových destiček tloušťky 0,5 až 1 mm a jsou přivařeny na kontaktový nýt /na pohyblivém raménku/ nebo na ocelový držák /pevný kontakt/.

Na obr. 37 jsou naznačeny geometrické podmínky práce přerušovače. Doba sepnutí i rozpojení kontaktů závisí na tvaru vačky a palce pohyblivého raménka přerušovače a na vzájemném nastavení obou částí, jímž je dán největší zdvih kontaktů. Při zmenšování zdvihu se. Zvětšuje úhel sepnutí /a/ a naopak. Zároveň se však mění i poloha začátku zvedání kontaktů, která určuje okamžik zážehu. Tvar náběhové i sjezdové strany vačky /V/ určuje kinematické podmínky práce přerušovače. Palec přerušovače /E/ má co nejpřesněji sledovat tvar vačky, aby byl dodržován správný okamžik zapálení a předpokládaný úhel /a/ sepnutí kontaktů. Pro spolehlivý styk kontaktů a k udržení palce raménka ve spolehlivém styku s vačkou musí mít přitlačovací pružina /pr/ /obr. 35/ dostatečný tlak, ale naopak se zřetelem na opotřebení vačky, palce i kontaktů, na pevnost raménka a na jeho mechanické vibrace, by měly být tlaky ne příliš velké. Tyto protichůdné požadavky činí z přerušovacího raménka konstrukčně velmi náročnou část.Obr. 37

Raménka přerušovačů jsou vyrobena z hmoty zvané miramid. Raménko i palec jsou z jednoho kusu. Tato hmota se zdá být poněkud měkká, lépe se osvědčují raménka, jejichž palec je z tvrzeného textilu, navíc po miramidu olej velmi snadno stéká, což vede dosti často k zaolejování kontaktů. Vzhledem k výše uvedeným nedostatkům hmoty miramid lze použít přerušovačů z vozu Wartburg 900 /seženete-li je/, které mají z miramidu pouze ložisko. Palec je vyroben z tvrzené tkaniny a je na páčku nanýtován.

ÚDRŽBA PŘERUŠOVAČE

 

K zajištění bezvadné funkce zapalování patří také správné mazání vačky přerušovače. Nedostatečné mazání způsobí předčasné opotřebení raménka přerušovače /palce/, nadměrné mazání naopak způsobí zaolejování kontaktů. Jednou ročně, nejpozději však po ujetí 10 000 km, napojíme olejem mazací plst a zkontrolujeme vzdálenost její činné části od nejnižšího místa vačky, jež má být asi 0,5 mm. Nastavit ji můžeme po uvolnění upevňovacího šroubu /š/ držáku plsti /obr. 38/. Plst se má dotýkat jen vrcholu vačky a přilehlých části obou jejích boků. Ztvrdlou nebo roztřepanou plst vyměníme nebo v nouzi alespoň otočíme v držáku. Musíme ji v držáku řádné pojistit, aby za provozu nevypadla.Obr. 38

Novou plst namažeme 10 až 12 kapkami, starší vysušenou 6 až 8 kapkami hypoidního převodového oleje nebo speciálním olejem pro přerušovače. Olej naneseme na místa označená na obr. 38 šipkami, nikdy ne na činnou část plsti.

Je-li plst vyjmuta z držáku, stlačíme ji mezi palcem a ukazovákem, aby se olej dostal až k činné části. Přebytečný olej setřeme. Pokud jsme plst nevymontovali, naneseme olej nejlépe šroubovákem. Olej za malou chvíli dostatečně vsákne. Nedodržením správné vzdálenosti plsti bude se olej, jimž napustíme plst, rozstřikovat, což se nám stane, i když ji příliš napustíme olejem. Nastavení a napuštění plsti musíme věnovat náležitou pozornost. Aby se odstranilo zaolejování přerušovače 1. válce, je na kladívku tohoto přerušovače namontována stírací plst.

Obr. 39Znečištěné kontakty jsou jednou z nejčastějších příčin, že vynechává zapalování. Kontakty vyčistíme kouskem kůže navlečené na šroubovák. K dokonalému vyčištění je třeba vyjmout celou základovou desku /D/, a to tak, že vyšroubujeme šrouby /8a/ a /8b/. /obr. 39/. Přívodní kabely /10a, l0b/ vytáhneme ze zástrček u kondensátorů /2a, 2b/. Můžeme také vyjmout pohyblivá raménka kontaktů /4/ a /5/ po vyšroubování šroubů nebo matiček /11a/ a /11b/ /upevňovací šrouby plochých vodičů/. Při vyjímání základové desky nesmíme však povolit matici /9/ a šrouby /12/, /7a/ a /7b/, abychom nezměnili vzdálenost mezi kontakty nebo nerozhodili předstih. Šestihranná matice /9/ přidržuje čep, který zapadá do otvoru v pouzdru přerušovače. Tím je zajištěna poloha základní desky po její demontáži, takže při zpětné montáži se nezmění seřízení zapalování.

 

SEŘIZOVÁNÍ ZAPALOVÁNÍ

 

Nejprve se seznámíme s uspořádáním dvoupáčkového přerušovače umístěného v kruhové skřínce u pravého předního kola.

Dvouválcový motor Trabant nemá rozdělovač, ale každý válec má svůj samostatný zapalovací okruh /odtud dvoupáčkový přerušovač/. Oba přerušovače jsou umístěny proti sobě okolo jediné vačky a každý má svůj kondensátor a zapalovací cívku.

Na kruhové základové desce /D/ /obr. 39/, jejímž středním kruhovým otvorem prohází konec klikového hřídele s vačkou /V/ upevněnou šroubem /1/, je šroubem /7a/ upevněn přerušovač I. válce, šroubem /7b/ přerušovač II. válce.

Základová deska /D/ je upevněna ve skřínce šrouby /8a, 8b/ a její poloha je zafixována maticí polohového kolíku /9/. Přerušovač I. válce je upevněn přímo na základové desce /D/, kterou lze po uvolnění šroubů /8/ a matice polohového koliku / 9/ pootáčet v rozmezí podélných otvorů upevňovacích šroubů /8/ a kolíku / 9/. Pro dosažení žádané polohy přerušovačů vzhledem k vačce /V/ přerušovačů.

Přerušovač II. válce je upevněn šroubem /7b/ na malé pomocné základové destičce /6/ upevněné šrouby /12/ na hlavní základovou desku /D/. Po povolení šroubů /12/ lze touto destičkou pootáčet v rozmezí drážek dvou upevňovacích šroubů /12/ nezávisle na poloze hlavní základové desky a tím i na poloze kontaktů prvního válce. Natáčení pomocné základové destičky provádíme otáčením seřizovacího šroubu /13/, jehož výstředná hlava pootáčí pomocnou základovou destičku /6/.

Samotný přerušovač /obr. 35/ se skládá z destičky /A/ a pevným dotekem /1/, z raménka /2/ s pohyblivým kontaktem /3/ a z vlásenkové pružiny /pr/. Pružina tlačí raménko přerušovače pohyblivým dotekem na pevný dotek a přivádí proud do primárního vinutí cívky /na tyto pružiny pozor, mohou být unaveny nebo - protože vedou proud a zahřívají se - mohou být vyhřáty/. Raménko /2/ přerušovače kýve na čepu /M/ destičky /A/. Raménko /2/ i zakotvení pružiny je izolováno, zatím co pevný dotek je ukostřen.

Raménko /2/ ovládá vačka /V/ prostřednictvím tzv. palce /E/. V okamžiku, kdy má přeskočit jiskra na svíčce, zvedne otáčející se vačka raménko přerušovače a rozpojí oba doteky.

Na základové desce /D/ /obr. 39/ jsou plechovou objímkou upevněny ještě kondensátory /2a, 2b/ a mazací plst /3/ vačky. Přívodní kabely primárního proudu jsou zakončeny nástrčkou /10a, l0b/, která je nasunuta na plochý kontakt na kondensátoru. Z tohoto kontaktu vedou ploché vodiče /14/ k upevňovacím šroubům /11a, 11b/.

A nyní k vlastnímu seřizování:

Potřebné pomůcky:

1. Především žárovkovou zkoušečku, kterou si zhotovíme podle obr. 40. Skládá se z pouzdra /1, 2/, do něhož je vložena sulfitová žárovka /3/ s pružinkou /4/. Z obou stran ústí do pouzdra vodič /5/, jenž má na koncích připájeny dosedací plošky /6/ a na opačné straně vodičů jsou připájeny svorky /"krokodýlky"/. Na výrobu pouzdra je vhodný průsvitný silon. Při použití neprůsvitné umělé hmoty je třeba v pouzdře udělat okénko, aby bylo vidět na vlákno žárovky. Otvory pro vodiče volíme podle průměru použitých vodičů. Vodiče volte měkké ohebné.

Obr. 40

Zkoušečku lze udělat i jinak, např. méně nároční motoristé mohou konce vodičů připájet přímo na žárovku. Žárovku použijeme sufitovou 6 V, 3 W z výbavy vozu.

2. Dále je to rozpínací přípravek pro rozevření závaží odstředivého regulátoru /obr. 41/, protože seřizování musí provádět s rozevřeným odstředivým regulátorem. Přípravek zakoupíme v Mototechně n.p.Obr. 41

Toto je vše, co potřebujeme, budeme-li zapalování seřizovat pomocí rysek na setrvačníku. Ze zkušenosti lze říci, že se to dělá dost špatně a nepřesně. Pohodlnější a přesnější je použít pro seřízení číselníkového úchylkoměru /indikátoru/, který našroubujeme místo svíčky do příslušného válce. Je to věc poměrně drahá a málokdo ji vlastní.

Obr. 42Jako náhrady indikátoru můžeme použít tzv. "panenku" /obr. 42/, která se rovněž našroubuje místo svíčky do příslušného válce. Tuto "panenku" vyrobíme ze staré svíčky.

Nejpřesněji nastavíme předstih pomocí indikátoru; i když ani ten nezaručuje naprostou přesnost nastavení předstihu. Nevýhodou je zde především setrvačnost děje, neboť zpravidla nikdy nevystihneme přesný okamžik odtrhu. Dále ne vždy plně rozevřete odstředivou automatiku předstihu /vinou nečistot/, pak zde působí různé vůle apod.

Pro běžný provoz nastavení předstihu pomocí indikátoru nebo rysek na setrvačníku, či "panenky" plně postačuje.

Nepřesnosti při seřizování předstihu za klidu motoru odstraňuje seřizování předstihu za chodu motoru. O tomto způsobu se zmíníme později.

Nyní si popíšeme způsob seřizování předstihu při motoru v klidu za pomoci rysek na setrvačníku nebo indikátoru či "panenky".

Správný předstih zapalování je: 24° 30' otočení klikového hřídele před horní úvratí, což odpovídá poloze pístu 4 ±  0,4 mm před horní úvratí /HÚ/. Pro seřízení předstihu jsou na čele setrvačníku vyraženy kontrolní značky, a to pro I. válec /levý válec při pohledu ve směru jízdy vpřed/ jedna. čárka, pro II. válec /pravý/ dvě čárky /obr. 43/. Přesnost těchto značek je ± 15', tj. nastavení značky na řemenici klikového hřídele oproti dělící rovině horní a dolní části klikové skříně. Značky jsou ve výrobním závodě vyraženy vzhledem ke klínu na řemenici naprosto přesně. Po přesném nastavení předstihu zapalování je důležitá správná vzdálenost kontaktů přerušovače /"odtrh"/, tj. největší vzdálenost dotykových plošek pevného a pohyblivého kontaktu. Tato vzdálenost je u motoru Trabant 0,4 ± 0,05 mm. Zmenší-li se opotřebením, dochází k pozdnímu zápalu, naopak při větší vzdálenosti obou kontaktů dochází k předčasnému zápalu. Obě odchylky od správného seřízení mají nepříznivý vliv na výkon motoru. Této skutečnosti se při seřizování předstihu věnuje malá pozornost, ačkoliv nepřesnost 0,1 mm v nastavení kontaktů přerušovače způsobuje změnu až o několik stupňů otočení klikového hřídele. Při seřizování předstihu postupujeme takto:Obr. 43

Odpojíme kabely ze zapalovacích svíček, vyšroubujeme svíčky, zvedneme vůz na pravé straně /případně dáme jen co největší pravý rejd/, sejmeme pravé přední kolo, očistíme víčko přerušovačů, pootočíme plochou pružinou a víčko sejmeme ze skřínky přerušovačů.

Seřizování začínáme vždy od prvního válce. Nejprve seřídíme co nejpřesněji vzdálenost kontaktů přerušovače prvního válce. Zde pozor, protože toto je místo častých sporů! Vzdálenost kontaktů přerušovače se seřizuje tak, že při otáčení klikového hřídele a tím i vačky nastavíme vrchol vačky pod palec raménka přerušovače a v tomto místě má být "odtrh" 0,4 mm, jinak řečeno, jakmile nám vačka co nejvíce oddálí kontakty přerušovače, seřídíme tuto vzdálenost na 0,4 mm. Povedeme u prvního válce tak, že povolíme šroubovákem upevňovací šroub 7a /obr. 39/, kterým je držák kontaktu uchycen k základové desce /D/ přerušovačů. Pak pootáčením šroubu /15a/ s výstřednou, hlavou otočně upevněného v základové desce dosáhneme potřebného posuvu držáků kontaktů, abychom nastavili správnou vzdálenost kontaktů. Vzdálenost 0,4 mm kontrolujeme spárovou měrkou, která je součásti výbavy vozu. Správná vzdálenost je nastavena tehdy, lze-li spároměr lehce suvně zasunout mezi oba kontakty. Je třeba dát pozor při kontrole vzdálenosti opálených kontaktů. Jak bylo řečeno dříve, na jednom z nich se tvoří špička, na druhém kráter /obr. 36/. Dotýká-li se při měření spároměr hrbolku, bude takto nastavená vzdálenost příliš velká. Lehce opálené kontakty se však nedoporučuje upravovat pilníčkem, neboť malé hrbolky či krátery nejsou tolik na závadu jako poškrábaná dotyková plocha kontaktů. Navíc mohou být jemné piliny příčinou zkratu. Jsou-li kontakty silně opáleny, doporučuje se je raději oba vyměnit, tj. jak raménko s pohyblivým kontaktem, tak držák s pevným kontaktem. Výměna je velmi jednoduchá, je při ní třeba pouze odšroubovat šrouby l1a /l1b/ pružiny raménka přerušovače a uchycení páskového vodiče 14a /14b/ spojujícího přerušovač s kondensátorem a šrouby 7a /7b/ držáku pevného kontaktu /obr. 39/. Praskne-li vám na cestě páskový vodič, můžete jej nahradit krátkým kouskem vodiče o průřezu asi 2,5 mm2.

Po seřízení vzdálenosti kontaktů  I. válce utáhneme šroub 7a, tím tuto polohu v zajistíme.

Obr. 44Nyní seřídíme předstih prvního válce. Začínáme u prvního válce, protože kontakty jeho přerušovače jsou na základové desce připevněny napevno. Nasadíme rozpínací přípravek /obr. 41/ se šestihranným otvorem vnitřní objímky na hlavu upevňovacího šroubu /1/ vačky tak, aby dva zoubky ze spodku vnější objímky zapadly do protilehlých drážek na čele vačky /obr. 44/. Vnitřní objímka se upevní delším šroubem, který se opře o plochu šestihranu hlavy upevňovacího šroubu. Pak se úplně rozevře regulátor za křidélka vnější objímky přípravku /ve smyslu otáčení hodinových ručiček/ na doraz, přidrží se a upevní vnější objímka v této poloze kratším šroubem.

Žárovkovou zkoušečku přichytíme jednou svorkou na plochý vodič kontaktů /14a/ prvního válce a druhou svorku kamkoliv na kostru. Po zapnutí zapalování pootáčíme klikovým hřídelem /tj. řemenicí na něm upevněnou/ tak dlouho, až se žárovka rozsvítí. Je-li předstih nastaven správně, má být v tomto okamžiku kontrolní značka pro I, válec na řemenici přesně proti dělící rovině dolní a horní části klikové skříně /obr. 43/. Abychom vyloučili možnost nepřesnosti způsobenou polohou oka vzhledem k dělící rovině skříně, přiložíme na přečnívající plochou spodní poloviny skříně pravítko. Jeho spodní plocha nám prodlouží dělící rovinu až k ryskám na řemenici /obr. 45/.Obr. 45

Rozsvítí-li se žárovka ve zkoušečce dříve či později než odpovídá správné poloze příslušné kontrolní značky, nastavíme správný předstih I. válce pootáčením základové desky /D/ přerušovačů po uvolnění šroubů 8a, 8b a uvolně­ním matice /9/ polohového kolíku /obr. 39/. Po nastavení opět tyto šrouby utáhneme, rovněž tak matici /9/. Než přejdeme k seřizování II. válce, musíme znovu zkontrolovat seřízení vzdálenosti kontaktů I. válce, popřípadě znovu tuto vzdálenost přesně nastavit a rovněž pak zpřesnit znovu nastavení předstihu I. válce. Toto můžeme i několikrát opakovat, bylo-li seřízení hodně "rozházeno". Dokud nebude přesně seřízen první válec, nelze seřizovat zapalování druhého válce.

Je-li první válec seřízen, seřídíme obdobným způsobem i druhý válec. Nejprve seřídíme vzdálenost kontaktů /bez rozpínacího přípravku/ jako u prvního válce. Pak nasadíme přípravek k rozevření odstředivého regulátoru a seřídíme předstih. Rozdíl oproti seřizování I. válce je pouze v tom, že případnou nepřesnost seřizujeme natáčením pouze pomocné základové destičky /6/ po uvolněni dvou šroubů /12/. Natáčení provádíme pomoci výstředného seřizovacího šroubu /13/, kterým pootáčíme a který svou výstřednou hlavou pootáčí základovou destičkou /6/. Po nastavení opět šrouby /12/ utáhneme.

Při určení správného bodu předstihu, kdy se má žárovková zkoušečka rozsvítit, přetáčíme ryskou na řemenici okolo kontrolní dělicí roviny dopředu a zpět. Směrodatný je však pohyb ve smyslu otáčení motoru /tj. ve smyslu hodinových ručiček/. Tím vyloučíme nepřesnosti vzniklé vůlí v jednotlivých částech zapalovacího mechanismu.

Podle údaje výrobce má činit rozdíl v nastavení předstihu mezi I. a II. válcem pouze 0,05 mm, což je téměř nemožné dodržet. Nelze toho docílit ani při použití indikátoru, protože při nasazení rozpínacího přípravku a rozevření odstředivého regulátoru vyosíme nepatrně vačku některým směrem /hlavně u starších vyběhaných motorů/. Výrobce uvažuje proto o souosém rozpínacím přípravku, aby nedocházelo při rozevírání k vyosení vačky.

Kdo použije indikátoru, "panenky" či jiného přípravku, který se našroubuje místo svíčky do příslušného válce, je postup seřízení stejný, jen s tím rozdílem, že bod zážehu, tj. rozsvícení žárovkové zkoušečky, kontrolujeme na tomto přípravku. Nejprve si zjistíme přesnou horní úvrať pístu, a to tak, že otáčíme klikovým hřídelem, až nám píst vytlačí trn do nejvyšší polohy, kdy dalším otočením klikového hřídele by počal zase klesat. Od tohoto nejvyššího bodu pak dalším pootáčením klikového hřídele sledujeme trn /nebo ručičku indikátoru/, na němž jsou po milimetrech vyznačeny značky. Klesne-li trn /tj. i píst/ o 4 mm, je to místo, kdy se má rozsvítit žárovková zkoušečka. Není-li tomu tak, seřídíme předstih tak, jak bylo uvedeno výše.

Předstih 4 ± 0,4 mm před horní úvratí, jak je uvedeno v příručce dodávané k vozu, není údaj, abychom tak řekli, "svatý". Některý motor tento předstih nesnáší, po zahřátí "cvrliká". Budete-li nastavovat předstih indikátorem, nastavujte jej na 3,8 mm před horní úvratí, bude-li to ještě hodně, pak na 3,6 mm. Sami zjistíte, co vašemu motoru lépe prospívá. Výrobce udává předstih 3,6 až 4 mm před horní úvratí a v tomto rozmezí se můžete pohybovat podle toho, co bude pro váš motor prospěšnější. Je samozřejmé, že nastavíme-li u prvního válce předstih na 3,6 mm před horní úvratí, musíme takto nastavit předstih i u druhého válce /tolerance mezi prvním a druhým válcem má být co nejmenší/.

Po nastavení předstihu u obou válců znovu překontrolujeme vzdálenost kontaktů přerušovačů, upevnění základové desky a kontaktů přívodních kabelů a zda se ploché vodiče někde nedotýkají kostry.

Upozornění: nemáte-li správně napnut řemen, musíte jej napnout před seřizováním zapalování, protože dodatečné napínání řemene po seřízení zapalování může podstatně změnit nastavené hodnoty. Toto se týká hlavně starších motorů, které mají již určitou vůli v ložisku klikového hřídele, která se přenáší na vačku přerušovače a tím ovlivňuje vzdálenost kontaktů a tím i jejich sepnutí.

Zjistíme-li při kontrole předstihu nepatrné rozdíly, není správné dostat se na předepsané hodnoty předstihu tak, že si pomůžeme seřízením pouze kontaktů, tj. zvětšujeme-li vzdálenost kontaktů, zvětšujeme předstih a naopak.

Nelze-li nastavit předstih proto, že nemůžeme pootočit ještě dále základovou deskou /D/, protože jsme již na konci podélných otvorů pro šrouby 8a a 8b, rovněž předstih "nedoháníme" odtrhem, ale vyměníme buď kladívka nebo vačku. Toto se nám může stát i u nové vačky, protože povolené výrobní tolerance jsou dosti značné.

Při seřizování předstihu pracujte pečlivě, raději postup několikrát opakujte, protože dvoutaktní motor je velmi citlivý na seřízení zapalování.

 

SEŘIZOVÁNÍ ZAPALOVÁNÍ ZA CHODU MOTORU

 

Jak jsme se již zmínili, nejpřesnější seřízení zapalování se provádí za chodu motoru. Měřící přístroje potřebné pro měření a seřizování zapalovací soustavy za chodu motoru vyžadují mnohem větší odborné znalosti z elektrotechniky. Lépe řečeno, k jejich stavbě potřebuje zájemce určitý vyšší stupeň znalostí, zatímco jejich použivatel po seznámení s jejich obsluhou může být i úplný laik v elektrotechnice. Proto se nebudeme zabývat návody na jejich stavbu /zabraly by velký rozsah této příručky a také pro úzký okruh zájemců schopných si je postavit/ a proto si o tom něco řekneme jen teoreticky a krátce.

Jedním ze základních požadavků při seřizování zapalování je správné nastavení kontaktů přerušovače. Běžně to děláme měrkou, kterou ovšem můžeme seřídit vzdálenost kontaktů přesně pouze u nových kontaktů s rovnou a rovnoběžnou plochou. Proto chceme-li to udělat přesně, uděláme to jiným způsobem.

Vačka přerušovače je tvarována tak, aby kontakty byly sepnuty po dobu delší než jsou rozpojeny. V jednom cyklu tedy připadá asi jedna třetina příslušného úhlového pootočení na rozpojení, dvě třetiny na sepnutí. Proč tomu tak je, řekli jsme si již dříve. Docházíme tak k nové vhodnější veličině pro nastavení kontaktů, kterou je úhel sepnutí. Pro náš případ je to 132° ± 5° při volnoběhu. Ještě výhodnější je tento údaj stanovit procenty doby sepnuti, a to bude 36,7%. Měřič úhlu sepnutí umožňuje měření procentní hodnoty při běžícím motoru a umožňuje přesné nastavení kontaktů i při značně nerovných plochách - projeví se i vadný kontakt. Impulsy podávající obraz o činnosti kontaktů je možno odebírat z vývodu /1/ zapalovací cívky, který je spojen s raménkem přerušovače.Obr. 46

Vlastní průběh /obr. 46/ není obdélníkový neboť je značné porušen tlumenými kmity. Proto je třeba upustit od využití impulsů vytvářených motorem samým. Použijí se jen spínací kontakty a jimi se spíná vlastní zdroj vestaveny v přístroji.

Přístroj připojíme k běžícímu motoru a měřidlo ukazuje úhel sepnutí kontaktů v procentech /plná výchylky odpovídá 100%/, Kolísá-li výchylka měřidla, znamená to vadný kontakt přerušovače. Neodpovídá-li úhel sepnutí kontaktů, seřizujeme přerušovač za chodu motoru, až měřidlo ukáže 37% doby sepnutí. Totéž uděláme u druhého přerušovače.

Předstih seřizujeme za chodu motoru stroboskopem. Je to přístroj, který v okamžiku každého zapálení vydá intenzivní světelný záblesk. Stroboskopem osvětlujeme řemenici na klikovém hřídeli v okamžiku zapálení. Otáčející se ryska na řemenici je osvětlena pouze v určitém okamžiku otáčení a proto se zdánlivě zastaví a změnou předstihu se posouvá vzhledem k dělící rovině klikové skříně. Spouštěcí impuls pro výbojku stroboskopu se odebírá kapacitní vazbou z kabelu vedoucího ke svíčce toho válce, jehož předstih seřizujeme. Vzhledem k tomu, že značky na setrvačníku jsou pro plný předstih, musíme tento seřizovat při plném rozevření odstředivého regulátoru,tj. při 1500 ot/min. nebo větších. K tomu potřebujeme tedy ještě otáčkoměr. Pak můžeme ještě kontrolovat závislost odstředivé automatiky na rychlosti otáčení. To ovšem předpokládá tento průběh znát, což výrobce nikde neuvádí. Známe pouze nastavení za volnoběhu, tj. 2° až 5° a při 1400 ot/min, tj. 24° před horní úvratí. Mezi těmito hodnotami je nám průběh neznámý, ačkoliv bude zřejmě přímkový.

Mezi motoristy je zatím vžitý názor, že nastavením předstihu jakékoliv další měření na zapalovací soustavě končí. To je ovšem mylné. Měřením na zapalovací soustavě je možno odhalit ještě mnoho závad elektrických i mechanických.

Pozorujeme-li časový průběh zapalovací jiskry na osciloskopu, zjistíme, že má charakteristický tvar, který se při poruchách nejen elektrických, ale i mechanických částí motoru /písty, kroužky apod./ výrazně mění. Zkonstrujeme-li speciální osciloskop, který nám pomůže tento průběh analyzovat a sestavíme-li tabulku odchylných průběhů pro různé závady motoru, získáme velice užitečné zařízení, které při troše cviku odhalí ve chvilce většinu závad, které bychom klasickými metodami pracně a dlouho hledali. Toto zařízení nazývané analyzátor zapalování je vlastně speciální osciloskop s přídavnými přístroji, jako je stroboskop, otáčkoměr a měřič úhlu sepnuti kontaktů. Tímto zařízením tedy hledáme závady v zapalovací soustavě a také je jeho pomocí seřizujeme.

   

ELEKTRONICKÉ ZAPALOVÁNÍ

 

Dynamoakumulátorový zapalovací systém zůstal od doby svého vzniku až do dnešních časů v podstatě v nezměněné podobě.

Je to totiž systém jednoduchý, levný a spolehlivý a vyhovuje za běžných provozních podmínek.

Elektronické nebo tranzistorové zapalování je společný název pro zapalovací soustavy, v nichž jsou použity elektronické obvody.

Výhodou elektronického zapalování je, že může být použito pro výkony a podmínky, v nichž spolehlivá činnost klasické zapalovací soustavy je již vlivem mechanických i elektrických mezí přerušovače s mechanickými kontakty mimo jeho technické možnosti.

Nevýhodou elektronického zapalování je vysoká cena a větší složitost, která souvisí s větší pravděpodobností poruchy vzhledem k většímu počtu součástí.

Z propagačních důvodů se uvádí, že elektronické zapalováni zvyšuje výkon motoru, snižuje spotřebu paliva, zlepšuje start apod. Je to jen přizpůsobená pravda.

Zvětšení výkonu motoru a snížení spotřeby je velmi přitažlivé, ale neby1 zjištěn výraznější vliv a pokud se objevil, byl způsoben spíše novým seřízením motoru a zapalování při montáži zapalování elektronického. Obvyklý rozsah požadavků splnění klasické zapalování stejně dobře a někdy i s větší spolehlivostí než elektronické a není ekonomické jej nahradit zapalováním elektronickým.

Elektronické zapalování má opodstatnění při vysokých otáčkách motoru nebo při jeho spouštění, kdy klasické zapalování je citlivé na pomalé vzdalování kontaktů přerušovače na počátku zdvihu.

Elektronického zapalování je několik druhů. Abychom si udělali dostatečně přesný obraz o vhodnosti a nevhodnosti jednotlivých druhů zapalování a uvedli různé teorie a kusé informace na správnou míru, probereme si některé druhy elektronického zapalování. Na ten druh, který se nejlépe hodí pro náš vůz a který je na tomto voze také odzkoušen, uvedeme i stavební návod.

Když jsme si probírali klasickou zapalovací soustavu, vyplynuly nám z těchto faktů tyto závěry:

1. Při zvyšujících se otáčkách motoru nemůžeme nijak ovlivnit /tedy prodloužit/ čas sepnuti kontaktů přerušovače, po který se v zapalovací cívce akumuluje energie.

2. Má-li se zkrátit náběhový čas pro získání maximálního proudu, musí se zmenšit indukčnost L1 primárního vinutí zapalovací cívky IC, ovšem současně zvětšit proud přes primární vinutí zapalovací cívky tak, aby součin 0,5 * Ll * I2 zůstal aspoň na úrovni klasického zapojení.

3. Je proto třeba najít jiný systém /kvalitativně odlišný/ zapalování, aby se při zachování první podmínky jistým způsobem obešla podmínka druhá.

Tím docházíme k zapalování elektronickému.

ZAPALOVÁNÍ S ELEKTRICKÝM ODLEHČENÍM KONTAKTŮ PŘERUŠOVAČE

 

Ústřední myšlenkou tranzistorového zapalování /obr. 47/ je tedy požadavek zvětšení proudu I, protékajícího přes primární vinutí zapalovací cívky. Avšak kontakty, které už tak jsou značně namáhané, není možno beztrestně přetěžovat. Mohlo by docházet k velmi intenzivnímu opalování se všemi už dříve uvedenými důsledky nebo dokonce k jejich úplnému svaření. Akumulátor B je v tomto případě připojen přes spínací skřínku SK na emitor /E/ tranzistoru /T/, v kolektorovém obvodě /C/ je zapojené primární vinutí zapalovací cívky IC, v bázi /B/ spínacího tranzistoru - je kontakt přerušovače /KP/. Kondensátor v tomto případě není potřebný, protože kontakty /KP/ jsou namáhány jen malým proudem a neopalují se. Na kontaktech spínače obvodů zapalovací cívky /tedy v tranzistoru, který pracuje jako spínací kontakt// se žádné "opalování přechodu" nemůže projevit, oblouk se také nemůže vytvářet a přerušení proudu je proto vlastně okamžité.Obr. 47

Důsledek - rychlá časová změna proudu - je pro indukci napětí v sekundárních závitech zapalovací cívky velmi příznivá.

Jakmile sepne kontakt přerušovače /KP/, protéká přes obvod baterie - spínací skřínka - emitor - báze - kontakt přerušovače - baterie proud I1, který je /dík většímu odporu přechodu emitor - báze/ poměrně malý. Bývá okolo 0,5 A nebo ještě měně. Často je ještě omezen zařazením sériového srážecího odporu mezi bázi a kontakt přerušovače. Současně se ale přechod emitor - kolektor chová tak, jako by byl prakticky zkratovaný /velmi malý odpor/, takže přes vinutí nl speciální indukční cívky, která má málo závitů ze silného drátu, tedy malý činný odpor a menší indukčnost, protéká /vzhledem ke klasickému zapalování/ velmi velký proud I, přibližně 10 A i více. Kontakty přerušovače jsou takto chráněny a prakticky se vůbec neopalují. Z baterie se potom odebírá proud I2 = I1+ I.

Tím jsme zdánlivě dosáhli právě toho, co jsme chtěli: i za krátký čas zapnutí kontaktů při vysokých otáčkách motoru se stačí nahromadit dostatečná energie v zapalovací cívce, takže sytost jiskry a velikost sekundárního napětí je dostatečná. Podívejme se, co nás tento fakt stojí:

Pro tento účel zvláštní zapalovací cívku, jejíž amatérská výroba je velmi obtížná, ne-li nemožná. Lze sice řešit toto zapalování s původní zapalovací cívkou, ale tím se sníží napětí na svíčkách.

Spínací prvek - tranzistor - musí v propustném směru spínat značné proudy, často více než 10 A.

Celé zvýšené napětí, které se při klasickém zapalování objevilo na kondensátoru, se teď objeví na tranzistoru a bez dalších úprav by jej zničilo. Nemá-li se to stát, musí mít tranzistor velké závěrné napětí. Požadavek na závěrné napětí můžeme eliminovat přidáním dalšího polovodičového prvku - Zenerovy diody, zapojené mezi emitor a kolektor tranzistoru.

Propočteme-li akumulovanou energii nahromaděnou v magnetickém poli zapalovací cívky, vychází nám přibližně dvojnásobek energie proti klasickému zapalovacímu systému a tím i důkaz, že tranzistorovým zapalováním vybavené vozidlo lépe a bezpečněji startuje a snáší zvýšené otáčky motoru bez závad v zapalování.

Z uvedených faktů vyplývá, že zavedení tranzistorového zapalování není nijak podstatné zlepšení celého zapalovacího systému, protože:

1. stavební náklady jsou značné

2. získání speciální indukční cívky je těžké

3. jízda při vysokých otáčkách motorů se u běžných motoristů zřídka kdy vyskytuje

4. jedinou "výhodou", kterou je možno ocenit, je skutečnost, že opalování a opotřebení kontaktů přerušovače je minimální, ačkoliv odlehčení kontaktů vždy neznamená, že se prodlouží období údržby nebo seřizování. Zdvih kontaktů závisí na opotřebení kontaktů, ale i na opotřebení palce raménka přerušovače

5. mezi zápory tranzistorového zapalování patří také to, že výkon odebraný z akumulátoru je proti klasickému zapalování dvakrát až třikrát větší

Poznámka:

Náhradu kontaktového přerušovače umožňuje také elektronika, použije-li se přerušovač bezkontaktní. Toto lze uskutečnit několika způsoby. Lze k tomu použít snímače podobné, jaké se používají v měřící a regulační technice. Jako zdroje řídících impulsů se používají hlavně elektromagnetické snímače, snímače s oscilátory a vazebními můstky, v menším rozsahu zařízení s fotodiodami nebo fototranzistory.

Elektromagnetické snímače jsou v podstatě malé generátory s trvalým buzením, s otáčivým magnetem nebo s otáčivými můstky.

Schéma elektromagnetického snímače impulsů pro bezkontaktové přerušování je na obr. 48. V této úpravě je místo vačky hvězdice z magneticky vodivého materiálu s počtem ramen shodným a počte válců motoru, místo přerušovače je snímač obsahující trvalý magnet a cívku /pro náš motor by bylo pouze jedno rameno a dva snímače uložené proti sobě/.Obr. 48

Přechází-li rameno pod snímačem, mění střídavě průchod magnetického toku magnetickým obvodem snímače a v cívce se indikují napěťové impulzy. Tyto impulzy se pak v dalších elektrických obvodech zpracují /zesilují, derivují apod./ a řídí se jimi spínání a rozpínání primárního obvodu zapalovací cívky.

Výhodou elektromagnetických snímačů s trvalým magnetem je jejich jednoduchost, nevýhodou je závislost napětí impulzů na rychlosti otáčení. Při malé rychlosti otáčení jsou impulsy slabé a soustava nepracuje.

Proto se použije snímače s oscilátorem a řídícími vazebními můstky /obr. 49/ Řídícím členem je kotouč z nemagnetického a nevodivého materiálu, v němž jsou uloženy vložky z magnetického materiálu s malými ztrátami /např. ferit/, pro každý válec jedna /pro nás pouze jedna a dva snímače/. Snímačem je feritový obvod s cívkami, z nichž vstupní je napájena z pomocného tranzistorového oscilátoru a při zvýšeni vazby, jakmile se pod snímač posune feritová vložka rotoru a zvýší magnetickou vodivost obvodu, indukují do výstupní cívky napětí, jímž se pak pomocí dalších zesilovacích obvodů řídí i spínací tranzistor nebo tyristor v primárním obvodu zapalovací cívky. Pomocný oscilátor pracuje trvale, činnost soustavy závisí jen na poloze rotoru vzhledem k snímači, nikoliv na rychlosti jeho pohybu. S tímto typem přerušovače pracují bezkontaktní zapalovací soupravy firmy Lucas.Obr. 49

Dalším je bezkontaktní přerušovač používající jako zdroje řídících impulzů fotoelektrického zdroje /obr. 50/. Tento systém bych chtěl použít pro naše vozidlo, ale zatím není dokončen, takže návod na stavbu uvedu až po jeho dokončení a odzkoušení /bude-1i úspěšné/ prostřednictvím naší přílohy TIS nebo v dodatku této příručky. Řídícím členem je otáčející se clona se štěrbinou /štěrbinami/, jimiž se řídí dopad světla na fotodiodu nebo fototranzistor. Zdrojem světla jsou dvě žárovky /dvě proto, aby při poruše jedné soustava neselhala/. Soustava pracuje nezávisle na otáčkách.

Obr. 50Tranzistorovým zapalováním jsme obešli fakt, že přes kontakty přerušovače procházel značný proud.

Nyní o jiném systému elektronického zapalování, který mimo odlehčení kontaktů bude snižovat na minimum nevýhody uvedeného tranzistorového zapalování.

 

ZAPALOVÁNÍ KONDENZÁTOROVÉ /jinak výbojové či tyristorové/

 

Na rozdíl od klasického indukčního zapalování, u něhož se shromažďuje energie v indukčnosti a do vysokonapěťového obvodu se převádí při rozpojení primárního akumulačního obvodu, je u kondenzátorového zapalování shromažďována energie do kapacity, z níž se odvádí připojením kondenzátoru na spotřební obvod. Z nabitého kondenzátoru se vybíjí energie napěťovou vlnou se strmým čelem a tím se rychleji zvýší napětí na svíčce.

Porovnejme parametry zapalování kondenzátorového s klasickým. Podívejme se nejprve na typický /schematický/ obvod kondenzátorového zapalováni na obr. 51.Obr. 51

Celé zařízení se skládá z několika samostatných částí; Akumulátor /B/ napájí tranzistorový měnič /M/, který ze stejnosměrného napětí 6 V vyrobí nesinusové napětí /Um/ přibližně 300 až 400 V. Na velikosti tohoto napětí celkem nezáleží. Nesinusové napětí měniče se usměrní diodou /D/ a takto získaným napětím se nabíjí kondenzátor /Cn,/. Náboj kondenzátoru je možno vypočítat ze vztahu Q = C * U /C; F; V/.

Chceme-li dosáhnout týž náboj, který se v dalším použije k vyvolání jiskry na svíčce, máme dvě možnosti, ze kterých si můžeme zvolit tu, která je lépe splnitelná:

a/ Zvolit velké napětí, které má měnič vyrobit a dioda usměrnit a použit poměrně malou kapacitu kondenzátoru /Cn/.

b/ nebo se rozhodnout pro poměrně malé stejnosměrné napětí a značně velkou kapacitu /Cn/ tak, aby jejich součin by1 asi stejný jako v předešlém případě.

V praxi se opět volí kompromis, protože by bylo sice technicky možné vyrobit velmi vysoké napětí /Um/ v měniči /M/, zbytečně by se ale zvyšovaly nároky na použité tranzistory a usměrňovací diodu. Příliš velká kapacita kondenzátoru /Cn/ by měla za následek zbytečně velké geometrické rozměry kondenzátoru. Jak uvidíme dále, větší kapacita prodlužuje nabíjecí čas, protože má úměrně vliv na velikost časové konstanty nabíjecího obvodu.

V praxi se volí napětí /Um/ v rozmezích 300 - 400 V a kapacita kondenzátoru /Cn/ bývá v rozmezích 0,5 až 1 mF.

Můžeme vyčíslit celkovou energii, která se v kondensátoru akumuluje, a to ze vztahu Wc=1/2C *U2, /J; F; V/. Předpokládejme, že použijeme kondenzátoru /Cn/ s kapacitou 1 mF a stejnosměrné napětí 400 V, pak Wc = 0,5 * 1 * 10-6 * 1,6 . 105= 80 * 10-3 Ws = 80 mJ. Vidíme tu analogii s klasickým a kondenzátorovým zapalováním.

Analogicky možno rovněž vypočítat i časovou konstantu nabíjecího proudu tc = R1 * Cn  /s; W; F/, přičemž odpor R1 teď reprezentuje součet ztrátových odporů vinutí transformátoru /Tr/, přívodů i ekvivalentního odporu přechodu p - n usměrňovací diody /D/ ve vodivém směru. Vidíme, že čas, za který se kondenzátor nabije na maximální napětí, je přímo úměrný kapacitě kondenzátoru. To je současně i důvod, proč se kapacita kondenzátoru volí v mezích 0,5 až 1 mF. Odpor Rl totiž nemůžeme libovolně zmenšovat a musíme se snažit, aby součin R1* Cn. byl co nejmenší. Tím jsme srovnali oba systémy z hlediska časových konstant a získali časy, za které jsou oba systémy připraveny k práci. Jinak řečeno, v jakém rychlém sledu mohou za sebou následovat dva výboje na svíčce. Tím je také řečeno, do jakých maximálních otáček motoru je ten - který systém vhodný a ekonomický.

Vypočítáme pro zajímavost čas Tc , když uvažujeme kapacitu Cn = 1 mF a celkový odpor v obvodu Rl = 50W.

Tc = Rl * Cn = 50 . 10-6 = 50 ms = 0,05 ms

Při srovnání T a TL /bylo asi 3,5 ms/ vidíme, že Tc je asi l5krát menší! To znamená, že celý systém kondenzátorového zapalování je připraven k práci mnohem rychleji než systém klasický.

Podstatná část celého zapalovacího systému kondenzátorového zapalování je tyristor /Ty/ /odtud také někdy používaný název tyristorové zapalování/. Tyristor polovodičový prvek, ovládaný elektronicky impulzně. Jeho činnost spočívá v tom, že ve stanovený čas /při rozepnutí kontaktů přerušovače KP/ dostává tyristor impulz ze synchronizačních obvodů /SO/, čímž se okamžitě skokem mění jeho odpor.

V klidovém stavu /před vysláním impulzu při sepnutých kontaktech přerušovač KP/ je tyristor úplně nevodivý a představuje značný velký odpor. Proto se v první fázi celého děje nabíjí napětím z usměrňovače jen kondenzátor Cn a přes primární vinutí n1 zapalovací cívky /IC/ neprotéká žádný proud.

Zpětnému vybíjení kondenzátoru Cn brání současně dioda /D/, i když její prvořadý a původní účel je jiný. Proud tímto obvodem protéká tak dlouho, pokud se napětí /U/ na kondenzátoru /Cn,/ liší od usměrněného střídavého napětí /Um/ z měniče /M/.

V pracovním stavu /v okamžiku vyslání otevíracího impulzu ze synchronizačních obvodů, tedy v okamžiku rozepnutí kontaktů/ se stává tyristor skokem úplně vodivý. Celá energie kondenzátoru se tak naráz vybije přes primární vinutí /n1/ zapalovací cívky /IC/, ve které vyvolává značně velký  /jen krátkodobě/ proud, který po čase zaniká. Dochází tedy k časové změně proudu a podmínky pro indukování sekundárního napětí jsou splněny.

Vypočítáme-li velikost proudového impulzu, který krátkodobě protéká přes primární vinutí /n1/ zapalovací cívky, dostaneme hodnotu 50 A. Proud je oproti klasickému zapalování mnohem větší a vytvořená jiskra je mohutnější, "sytější, teplejší".

Podstatnou výhodou kondenzátorového zapalování je skutečnost, že poměrně velký náboj z kondenzátoru se za velmi krátký čas, prakticky okamžitě, vybije do primárního vinutí zapalovací cívky. Důsledek tohoto faktu je velmi příznivý, protože děj probíhá velmi rychle /řádově ms/ a rovněž rychle zaniká. Vzniká tak intenzivní časová změna proudu a podmínky pro indukci sekundárního napětí jsou velmi příznivé. Proudy přes primární vinutí jsou v důsledku krátkého času velmi velké /desítky A/ a rovněž rychle, strmě narůstá indukované sekundární napětí, které se dostává na svíčku.

I když vybíjecí a nabíjecí děj probíhá velmi rychle, nabíjí se kondensátor /Cn,/ na maximální energii Wc , v podstatně kratším čase jako je čas sepnutí kontaktů přerušovače /KP/ /2/3 pracovního cyklu/. Časová konstanta Tc = 50 ms je doslova zanedbatelná vůči minimálnímu času sepnutí kontaktů přerušovače. Z toho vyplývá, že kondenzátor /Cn/ je nabitý asi za 1/50 času, ve kterém jsou kontakty přerušovače sepnuty. Nahromaděná energie je proto prakticky konstantní a nezávislá na otáčkách motoru. Důsledkem je prakticky konstantní sekundární napětí na zapalovací cívce, nezávislé na otáčkách motoru, který proto běží klidně od volnoběhu až po maximální otáčky.

V důsledku velmi rychlého narůstání sekundárního napětí se vliv nečistot na svíčkách neprojevuje tak intenzivně a zapalování spolehlivě pracuje i při nevhodně volených parametrech svíček.

Přes kontakty přerušovače teče malý proud /řádu 0,1 A/ pro ovládání synchronizačních obvodů, který je neopaluje /kontaktní přerušovač můžeme navíc nahradit přerušovačem bezkontaktním, jak jsme si řekli dříve/.

Systém má rovněž energetické reservy, že dokáže pracovat i při značně sníženém napětí akumulátoru a plně, nabíjí kondenzátor /Cn/. Důsledkem jsou lehké starty v zimním období, kdy velký odběr proudu spouštěče způsobuje značný pokles napětí akumulátoru.

Jiskra na svíčce je "sytá", dosahuje se napětí 30 až 35 kV, nevyžaduje se speciální zapalovací cívka, zařízení pracuje uspokojivě i s původní zapalovací cívkou. Závěrem rozboru činnosti kondenzátorového zapalování je třeba konstatovat, že:

1. Kondenzátorově zapalování je podstatným zlepšením celého zapalovacího systému jen tehdy, jestliže správně funguje.

2. Ani jeden z progresivních typů zapalování se zatím běžně neprodává a tak výroba tohoto zařízení je přenechána technicky a teoreticky zdatným jednotlivcům.

3. Výrobní náklady jsou proti klasickému systému podstatně vyšší.

4. Proti klasickému systému je elektronické zapalování podstatně komplikovanější, což ohrožuje jeho životnost i provozní spolehlivost.

5. Elektronické systémy mají proti klasickému zapalovacímu systému podstatné přednosti jen v režimu vysokých otáček motoru a pro jízdy "rekreačního typu" nepřinášejí podstatné zlepšení a jsou tedy neekonomické.

6. Informovanost pracovníků v opravnách motorových vozidel je o těchto elektronických systémech minimální, ne-li nulová a naděje na údržbu či připadnou opravu těchto zařízení je mizivá.

Kdyby se přesto někdo rozhodl. pro elektronické zapalováni, pak doporučujeme nejprogresivnější druh, tj. zapalování kondenzátorové. Vzhledem ke sníženi cen polovodičových součástek na našem trhu, vychází pořizovací cena na 100 až 200 Kčs. Protože naše vozidlo má na každý válec samostatný zapalovací okruh, tedy dvojnásobek ceny, tj. 300 až 400 Kčs.

Kondenzátorového zapalování je několik typů. Jako stavební návod uvádím poměrně jednoduchý typ /byl také zveřejněn v časopise "Udělej si sám"/, který jsem odzkoušel na svém voze, kde také doposud již přes rok pracuje bez nejmenších závad.

   

POPIS ZAPOJENÍ A FUNKCE

 

Schéma zapojení /obr. 52/ je kresleno pro jeden válec. V podstatě jde / jak jsme si již řekli/ o jednočinný měnič, který mění napětí 6 V na 300 V; toto napětí se pak dále usměrňuje a nabíjí kondenzátor C5. Energie z kondenzátoru C5 se pomocí tyristoru spouštěného přerušovačem uvolňuje do zapalovací cívky /ZC/.

Obr. 52

 

PROVEDENÍ

 

 Zapalování můžeme vestavět např. do bakelitové krabičky B6 /v prodejnách pro radioamatéry/. Zapojení je provedeno na desce s plošnými spoji /kromě kondenzátorů C5 a tranzistorů T/. Kondenzátory C1 a C2 jsou připojeny ze strany tištěných spojů. Oba tranzistory přišroubujeme k chladiči, což je hliníkový plech o síle 2 mm, který je upevněn na vrchu krabičky čtyřmi šroubky M 3. Na základní desce /víko krabičky/ je na distančních sloupcích přišroubována deska s plošnými spoji /obr. 53/, která tvoří současně i držák transformátorů. Transformátory jsou přilepeny lepidlem Epoxy 1200.

Elektrické připojení je řešeno pomocí plochých kolíků. Ty jsou z mosazného plechu o síle 0,8 mm a k plošnému spoji je přinýtujeme a ještě propájíme.

Na základní desku přišroubujeme držák celého zařízení, opatřenými třemi gumovými průchodkami pro pružné uložení v motorovém prostoru /na pravém blatníku vozu/. Do přívodu od spínací skřínky je třeba vložit pojistku 3 A.

Připojení provedeme pomocí plochých kolíků. Ploché dutinky velikosti 5 nasuneme na kontakt /dostaneme v n.p. Mototechna/.

Tranzistory s plošnými spoji propojíme pomocí vodiče YS 1 mm2. Kolektory tranzistorů připojíme kabelovými očky a k chladiči přišroubujeme pod maticí M 4 / na jeden ze šroubů připevňujících tranzistor/. Kondenzátory C5 jsou připojeny tenkou dvoulinkou a přichyceny na dně krabičky pomocí držáku kondenzátorů /detail 5/.

Obr. 53

+ plus pól od spínací skřínky; ZC1 /1 /-/ zapalovací cívka, svorka l, mínus pól od kostry vozidla; ZC1/15 zapalovací cívka, svorka I5; P přerušovač /kondensátor C přerušovače zůstává připojen/

 

Obr. Det. 1

Obr. Det. 2

Obr. Det. 3

Obr. Det. 4

Obr. Det. 5

Obr. Det. 6

Obr. Det. 7

Obr. Det. 8

TRANSFORMÁTOR Tr

 

Transformátor je navinut na feritovém E jádře o rozměrech 42 x 42 x 12 x 15 mm. Jednotlivé vrstvy vinutí /obr. 54/ L3 proložíme tenkým prokladovým papírem a dobře odizolujeme od vinutí L1 a L2.Obr. 54

Celou cívku pak naimpregnujeme lakem nebo v nouzi vyvaříme v parafínu. Jádro slepíme Epoxy 1200. Mezera je 0,3 mm; vymezí se papírem. Se zmenšující se hodnotou btranzistoru je třeba zvýšit počet závitů na L2 /asi o 5/.

UVEDENÍ DO PROVOZU

 

Řádně překontrolujeme zapojení podle schématu; potom k jednomu měniči zapojíme zapalovací cívku se svíčkou a přes ampérmetr /rozsah 6 A Avomet/ připojíme napájecí zdroj 4 V; doporučujeme použít akumulátoru, protože se síťovým usměrňovačem dochází k samovolnému spouštění tyristoru vlivem špatné filtrace a pro velký odpor zdroje.

Po připojení zdroje se ozve pískání o kmitočtu asi 3 kHz; není-li tomu tak, je třeba přehodit vývody vazebního vinutí L2.

Je-1i měnič v chodu, přepojíme na plné napětí 6 V a měříme napětí na C5 /mělo by být asi 350 V/ a zároveň kontrolujeme odběr proudu - přibližně 0,65 A. Potom překontrolujeme zapojení vinutí L3, a to tak, že paralelně k C5 připojíme odpor 18 kW/4 W; napětí na C5 má být přibližně 250 V. Klesne-li na 150 V, přehodíme vývody vinutí L3 a znovu měříme napětí na C5; odběr proudu by měl být asi 1,15 A. Pak odpor 18 kW odpojíme. Po této kontrole vyzkoušíme funkci spouštěcího obvodu P. Dokonalou zkoušku lze provést pomocí polarizovaného relé. Není-li k dispozici, musíme přerušovač nahradit ručním přerušováním obvodu. Je-li tato funkce správná, opakujeme celý postup u druhého měniče.

 

MATERIÁL

 

Detail     1 Krabička - typ B 6

2 Základní deska - pertinax o síle 6 mm

3 Chladič tranzistorů - hliník o síle 2 mm

4 Držák krabičky - hliník o síle 1,5 mm

5 Držák kondensátorů - hliník o síle 0,8 mm

6 Distanční sloupky - dural /mosaz/ - 4 kusy

7 Ploché kolíky - mosaz o síle 0,8 mm - 8 kusů

8 Gumové průchodky - guma o síle 10 mm - 3 kusy

Kuprexitová deska. - o síle 1,5 mm

Ploché dutinky - 8 kusů

Šroubky - M3 zapuštěné - 20 kusů, M3 s válcovou hlavou - 4 kusy, M4 s válcovou hlavou - 7 kusů

Podložky pérové - pro M3 - 4 kusy, pro M4 - 7 kusů

Nýty duté Æ 2 mm - mosaz - 8 kusů

   

ODPORY KONDENZÁTORY
R1 = TR 507 33W/6 W - 2 kusy  C1 = TC 963 100 M/12 V - 2 kusy
R2 = TR 506 330W/2 W - 2 kusy C2 = TC 183 lk5 /400 V - 2 kusy
R3 = TR 506 56W/2 W - 2 kusy C3 = TC 17l 1M /160 V - 2 kusy
R4 = TR 144 3k3W/0,5 W- 2 kusy C4 = TC 176 lk5/1600 V - 2 kusy
R5 = TR 144 150W/0,5 W - 2 kusy C5 = TC 479 1M/400 V - 2 kusy /krabicový/

POLOVODIČE

 

T = KU 601 - 2 kusy

Ty = KT 505 - 2kusy

D1 = KY 703 - 2 kusy

D2 = KY 705 - 2 kusy

D3 = KY 705 - 2 kusy

 

SPOJOVACÍ MATERIÁL

 

Vodič YS 1,5 mm2 - 7,5 m, dvoulinka 0,5 mm2 - 0,5 m, kabelová očka 0,5 mm2 - 2 kusy, kabelová očka 2,5 mm2 - 8 kusů.

Přístroj je třeba udělat velmi pečlivě, neboť v automobilu trpí otřesy. Umístíme jej na pravém podběhu u zapalovacích cívek.

 

UPOZORNĚNÍ!

 

Při zapnutém zapalování je na chladiči tranzistorů kladný pól baterie!

Protože v každém zařízení může nastat porucha a opravovat kondenzátorově zapalování na cestě není možné /v opravně jej nikdo neopraví/, doporučujeme pořídit si přepínač nebo osmipólovou zástrčku, abychom v případě poruchy kondenzátorového zapalování mohli přepnutím nebo zasunutím zástrčky do jiné zásuvky přejít na klasické zapalování, aniž bychom museli delší dobu přepojovat vodiče.

 

ZKUŠENOSTI Z PROVOZU

 

Po namontování kondenzátorového zapalování vyměňte kontakty v přerušovači a zvětšete vzdálenost elektrod na svíčkách na 1 mm, je dobré zmenšit předstih o několik stupňů.

Podstatný rozdíl ve spotřebě paliva, tj. menší spotřeba, nebyl zaznamenán. Kontakty přerušovače se neopalují a můstky na svíčkách se netvoří. Jiskra je sytá, pravidelná a nevynechává ani při maximálních otáčkách a motor má klidnější chod.

Nejlépe se zapalování osvědčuje v zimě, kdy při startování klesá napětí. Kondenzátorové zapalování pracuje spolehlivě ještě při 2,5 V.

[Index] [Obsah] [Nahoru]