Rozdeľovač (zapaľovanie)

Rozdeľovač 4-valcoveho motora s podtlakovou reguláciou predstihu

Rozdeľovač je súčasť systému zapaľovania viacvalcových zážihových motorov slúžiaca na rozdelenie (pridelenie) zapaľovacieho impulzu zo zapaľovacej cievky správnemu valcu v poradí zapaľovania. Do telesa rozdeľovača boli zvyčajne integrované aj ďalšie časti zapaľovacieho systému, pretože to bolo konštrukčne výhodné:

prerušovač,
odstredivý regulátor ktorý zabezpečoval korekciu predstihu zážihu v závislosti od otáčok,
podtlakový prípadne dvojitý podtlakový regulátor, ktorý zabezpečoval korekciu predstihu zážihu v závislosti od zaťaženia motora.

S nástupom elektronických zapaľovacích systémov zážihové motory rozdeľovač buď vôbec neobsahujú (je nahradený viacerými zapaľovacími modulmi), alebo obsahujú zjednodušený variant rozdeľovača bez riadiacich prvkov.

Konštrukcia rozdeľovača

Primárnou úlohou rozdeľovača je distribuovať elektrický impulz, ktorý vznika v zapaľovacej cievke. Preto má rozdeľovač v hornej časti – veku, niekoľko kontaktov. V strede veka rozdeľovača sa nachádza kontakt spojený so zapaľovacou cievkou, po obvode veka je symetricky rozdelených niekoľko ďalších kontaktov. Počet kontaktov je určený počtom valcov. Pre štvorvalcový motor je počet obvodových kontaktov 4. Vnútri rozdeľovača sa nachádza rotujúcí kontakt (palec), ktorý striedavo prepája stredový kontakt s jedným z obvodových kontaktov. Palec rozdeľovača rotuje rovnakou rýchlosťou, ako vačkový hriadeľ, preto je obvykle rozdeľovač mechanicky spojený s vačkovým hriadeľom prostredníctvom ozubeného súkolia, alebo je namontovaný priamo na vačkovom hriadeli.

Rozdeľovače s integrovaným prerušovačom

Pri starších zapaľovacích systémoch (klasické batériové zapaľovanie, tranzistorové zapaľovanie, kondenzátorové zapaľovanie a magnetové zapaľovanie), ktoré neobsahujú elektronické riadenie zapaľovania sa prerušovač integrovaný v telese rozdeľovača stará aj o určovanie času zopnutia primárneho prúdu a času preskoku iskry. Na hriadeli je vačka s počtom vrcholov rovným počtu valcov. Vačka rozpája elektrický kontakt, čo spôsobuje vytvorenie elektrického impulzu v zapaľovacej cievke. Pri novších bezkontaktných zapaľovacích systémoch sú vačka a kontakt nahradené optozávorou a elektronickým zapaľovacím modulom, ktorý generuje iskru.

Rozdeľovače s integrovanými regulátormi

V prípade, že sa rozdeľovač stará aj o určovanie okamihu preskoku iskry, býva obvykle vybavený mechanizmom odstredivej a podtlakovej regulácie predstihu zážihu. Tieto mechanizmy majú za úlohu so zvyšujúcim sa zaťažením a otáčkami motora predlžovať interval medzi preskočenim iskry a dosiahnutím hornej úvrate v príslušnom valci, čím sa dosahuje vyššieho výkonu.

Funkcia odstredivej regulácie

Ako bolo napísane vyššie, v prípade, že rozdeľovač určuje okamih preskoku iskry, je na rozdeľovači vačka. Ak je vačka pevne spojená s hriadeľom rozdeľovača, je možné okamih preskoku iskry nastavovať len natočením celého telesa rozdeľovača. Tomuto nastaveniu sa hovorí základný predstih zážihu. V moderných rozdeľovačoch je vačka často spojená s hriadeľom cez odstredivé závažia, ktoré sa so zvyšujúcou rýchlosťou otáčania odťahujú od hriadeľa. Odstredivé závažie (2) ťahá za čap na vačke (1), čím vačku natáča voči hriadeľu (3). Natočením vačky sa mení okamih, kedy vačka rozpojí kontakt a tým sa upravuje predstih zážihu. Vačka je do východiskovej polohy vracaná dvojicou pružiniek. Pri znížení otáčok sa teda zníži aj predstih.

Regulácia predstihu zážihu v závislosti od otáčok je nutná kvôli tomu, že so zvyšujúcimi sa otáčkami motora má zmes vo valci menší čas na horenie, preto je nutné zmes zapáliť skôr. Ak by bola zmes zapálená v rovnakom okamihu nezávisle od otáčok, dohorievala by vo výfukovom potrubí, čo by spôsobovalo vyššiu teplotu výfukového potrubia a nižšiu účinnosť motora.

Nevýhodou mechanickej regulácie predstihu je jednak pomerne malý rozsah regulácie, čo môže spôsobiť neschopnosť regulácie vo vysokých otáčkach, ale hlavnou nevýhodou je pomerne nízka presnosť a flexibilita regulácie, ktorá závisí jednak od mechanického stavu komponentov regulácie (hlavne od stavu pružiniek a znečistenia rozdeľovača, ale aj od vôlí, ktoré sa počas prevádzky v rozdeľovači vytvárajú). Mechanicky regulovaná odstredivá regulácia umožňuje lineárnu, prípadne maximálne lomenú lineárnu reguláciu, komplikovanejšie regulačné krivky sú ťažšie dosiahnuteľné. Odstredivá regulácia je kvôli pohyblivosti všetkých svojich komponentov silne citlivá na vibrácie. To sú všetko dôvody, prečo sa u moderných vozidiel riadenie zapaľovanie vykonáva pomocou elektronickej riadiacej jednotky, ktorá dokáže túto úlohu vykonávať presnejšie.

Funkcia podtlakovej regulácie

Na niektorých rozdeľovačoch je kvôli zvýšeniu predstihu pri vysokom zaťažení motora namontované teleso podtlakového regulátora rozdeľovača. Motor pri vysokom zaťažení spotrebúva značné množstvo vzduchu. Podtlak, ktorý vytvára sanie motora cez škrtiacu klapku, sa rozvodnou trubicou prenáša do telesa podtlakového regulátora (5), ktorý na základe úrovne podtlaku pomocou sústavy membrány (4) a tiahla (3) zvyšuje predstih. Regulácia predstihu sa vykonáva pomocou otáčania plošiny (2), na ktorej je pripevnený rozpájací kontakt (1). Poloha rozpájacieho kontaktu určuje, kedy preskočí iskra a tým sa určuje aj predstih zážihu. Podtlak v saní je závislý od zaťaženia motora. Podtlaková regulácia zvyšuje predstih pri nízkom zaťažení (privretej škrtiacej klapke a väčšom podtlaku) a znižuje ho pri plnom zaťažení (stlačení plynového pedálu), aby nedochádzalo k detonačnému spaľovaniu.^[1]

Tento regulátor je podobne ako regulácia predstihu, v závislosti od otáčok citlivý na vibrácie a nedisponuje veľkým regulačným rozsahom. Oproti odstredivej regulácii ale ide o pneumatický systém, ktorý je časom náchylný na netesnosti či už v rozvodnom potrubí, alebo v samotnom telese s membránou. Podtlaková regulácia ako taká sa rovnako, ako regulácia odstredivá, presunula do elektronickej riadiacej jednotky, ak ňou motor disponuje. Nezostal však zachovaný charakter regulácie, nakoľko nedochádza k regulácii predstihu v závislosti od podtlaku, ale od množstva iných parametrov, čím sa presnosť regulácie zvyšuje a motor beží s vhodným predstihom.

Dvojitý podtlakový regulátor

Dvojitý podtlakový regulátor pridáva druhú membránu, ktorá je riadená podtlakom odoberaným tesne za škrtiacou klapkou. Regulácia pôsobí proti hlavnej podtlakovej regulácii v režimoch brzdenia motorom a voľnobehu, kedy napriek nízkemu podtlaku v sacom potrubí je kvôli emisiám potrebné predstih zapaľovania naopak znížiť. V ostatných režimoch má však prevahu zásah primárnej časti regulátora.^[1]

Náhrady rozdeľovačov

Systém rozdeľovača, ktorý rozdeľuje iskru medzi všetky valce bol vhodný v dobe, keď musel mať motor čo najmenšie množstvo komponentov, teda nebolo možné na motor namontovať samostatnú zapaľovaciu cievku pre každý valec. Kabeláž od zapaľovacej cievky k rozdeľovaču a od rozdeľovača k jednotlivým sviečkam však predstavovala značný odpor pri vedení impulzu vysokého napätia a vzduchová medzera medzi palcom a kontaktom na veku spôsobovala opaľovanie kontaktov a ďalšie zvyšovanie odporu zapaľovacej sústavy, čo časom spôsobovalo zhoršené štartovanie motora najmä za zhoršených poveternostných podmienok. Kontaktné zapaľovanie v rozdeľovači malo veľký počet nastavovacích prvkov a tiež dochádzalo k opaľovaniu kontaktov, takže kontaktné zapaľovanie malo pomerne krátke servisné intervaly. Situácia sa zlepšila s príchodom bezkontaktného zapaľovania, ktoré vyžadovalo len nastavenie predstihu. Stále však pretrvával problém s nepresnými regulačnými mechanizmami a odporom kabeláže. S príchodom prvých vstrekovacích systémov sa prešlo na elektronické riadenie zapaľovania, čo sprvu viedlo k zredukovaniu funkcie rozdeľovača len na distribútor elektrického impulzu, neskôr bol rozdeľovač úplne vypustený a nahradený zapaľovacou lištou, ktorá neobsahuje prakticky žiadnu kabeláž v obvode vysokého napätia.

Referencie

↑ ^a ^b HROMÁDKO, Jan, a kol. Spalovací motory. Praha : Grada Publishing a.s., 2011. 296 s. ISBN 978-80-247-3475-0. (český)

Iné projekty

Commons ponúka multimediálne súbory na tému Rozdeľovač (zapaľovanie)

[HH-SM-1] HROMÁDKO, Jan, a kol. Spalovací motory. Praha : Grada Publishing a.s., 2011. 296 s. ISBN 978-80-247-3475-0. (český)

[1]