4167
.pdf
11
3. Расчет характеристик электронной системы зажигания
Целью решения данной задачи является определение зависимости тока разрыва первичной цепи и максимального вторичного напряжения батарейной системы зажигания с накоплением заряда в индуктивности от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Рабочий процесс системы зажигания указанного типа осуществляется по следующей схеме.
Рис. 2.1 Функциональная схема системы батарейного зажигания: Б - аккумуляторная батарея; Вз - включатель зажигания; Ке - вариаторный резистор; КЗ - катушка зажигания; Rбэ - базовоэмиттерный резистор; VТ - выходной транзистор; Д- датчик момента искрообразования; Р - разрядник
Электропитание системы зажигания осуществляется от аккумуляторной батареи с напряжением Uб. Первичный ток I1 от аккумуляторной батареи проходит по цепи через включатель зажигания ВЗ, вариаторной резистор Rв, первичную обмотку ω1 катушки зажигания и поступает к эмиттеру выходного транзистора VТ. В зависимости от управляющего электрического сигнала датчика момента искрообразования, усиленного и приведенного к требуемой форме блоком усиления, выходной транзистор VТ может быть открыт или закрыт. При открытом его состоянии первичная цепь замыкается, и в первичной обмотке катушки зажигания происходит накопление энергии. При переходе транзистора VТ в закрытое состояние, первичная цепь размыкается, и в катушке зажигания происходит переток накопленной энергии из первичной цепи во вторичную с последующей ее реализацией в виде электрического разряда.
Ток разрыва первичной цепи при этом определяется по формуле:
|
Uб |
|
|
R1 з 120 |
|
|
I |
1 e |
|
L1 zц n |
|
|
|
|
|
|
|
|||
P |
R |
|
|
|
, A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
Максимальное вторичное напряжение системы зажигания определяется по формуле
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U2m |
I p KT |
|
|
L1 |
|
||
C1 |
2 , кВ |
||||||
|
|
|
|
C2 KT |
|||
В формулах:
U1 – напряжение, передаваемое на контакты первичной обмотки катушки зажигания, В; R1 - сопротивление первичной цепи, Ом;
τз - относительное время замкнутого состояния первичной цепи, L1- индуктивность первичной обмотки катушки зажигания, Гн; п - частота вращения коленчатого вала двигателя, мин ;
zц - число цилиндров двигателя;
η - КПД, учитывающий падение вторичного напряжения вследствие потерь при передаче энергии в катушке зажигания;
и - число витков провода соответственно в первичной и вторичной обмотках катушки зажигания;
C1 и C2 - соответственно емкости первичной и вторичной цепей системы зажигания, Ф; КТ – коэффициент трансформации катушки зажигания (КТ = ω2 /ω1).
Исходные данные для расчетов определяются из таблиц 2.1 и 2.2 в соответствии с цифрами варианта задания.
Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.3, на основании данных которой строится график зависимости тока разрыва первичной цепи и максимального вторичного напряжения от частоты вращения коленчатого вала двигателя (рис. 2.2). Каждая кривая должна содержать не менее десяти точек в диапазоне измерения частоты вращения коленчатого вала от 500 до 5000 мин-1 с интервалом через 500 мин-1.
Исходные данные для расчета
Таблица 2.1
|
Размер- |
|
Варианты задачи согласно первой цифре задания |
|
||||||||
Параметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ность |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
||
|
||||||||||||
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
zц |
- |
4 |
6 |
8 |
6 |
4 |
3 |
4 |
12 |
8 |
6 |
|
U1 |
В |
8,5 |
9,0 |
9,5 |
10, 0 |
9,2 |
8,6 |
9,4 |
9,8 |
10, 2 |
10, 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
185 |
200 |
215 |
220 |
210 |
190 |
195 |
205 |
225 |
230 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R1 |
Ом |
1,5 |
1,4 |
1,3 |
1,6 |
1,7 |
1,9 |
1,8 |
2,0 |
2,1 |
2,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L1 |
Гн |
0,0037 |
0,0042 |
0,004 |
0,0036 |
0,0033 |
0,0045 |
0,0048 |
0,0051 |
0,0031 |
0,0034 |
|
13
Таблица 2.2
|
|
|
Размер- |
|
Варианты задачи согласно второй цифре задания |
|
|
|||||||||||||
Параметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
ность |
0 |
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
5 |
|
6 |
|
7 |
8 |
9 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
- |
26000 |
28000 |
|
30000 |
33000 |
29000 |
25000 |
38000 |
|
27000 |
40000 |
36000 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С1 |
|
|
Ф∙10-6 |
0,15 |
0,17 |
|
0,19 |
|
0,21 |
0,23 |
0,25 |
|
0,30 |
|
0,35 |
0,33 |
0,38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С2 |
|
|
Ф∙10-6 |
7 |
12 |
|
10 |
|
4 |
|
8 |
20 |
|
15 |
|
22 |
25 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τз |
|
|
- |
0,27 |
0,29 |
|
0,31 |
|
0,35 |
0,34 |
0,32 |
|
0,30 |
|
0,23 |
0,23 |
0,24 |
|
|
|
η |
|
|
- |
0,83 |
0,81 |
0,78 |
0,76 |
0,75 |
0,79 |
0,80 |
0,87 |
0,89 |
0,74 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Зависимость тока разрыва первичной цепи и максимального вторичного напряжения от |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
частоты вращения коленчатого вала |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.3 |
||
|
Частота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вращения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
коленчатого |
500 |
1000 |
1500 |
2000 |
2500 |
3000 |
3500 |
4000 |
4500 |
5000 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
вала |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ток разрыва первичной цепи
IP ,А
Максимальное
вторичное
напряжение
, кВ
14
кВ |
|
A |
30 |
|
3 |
|
20 |
|
2 |
|
10 |
|
1 |
|
0 |
|
|
|
|
n, |
|
|
|
|
|
|||
1000 |
2000 |
3000 |
4000 |
|||
мин-1 |
||||||
Рис. 2.2 Зависимость тока разрыва первичной цепи Iр и максимального вторичного напряжения от частоты вращения п коленчатого вала двигателя
После решения задачи необходимо объяснить причины снижения величин тока разрыва первичной цепи Iр и максимального вторичного напряжения U2m при увеличении частоты вращения п коленчатого вала двигателя.
15
Библиографический список Основная литература
1.Ютт В. Е. Электрооборудование автомобилей и электромобилей[Текст] : учебник / В. Е. Ютт. - М. : Транспорт, 2019. - 287 с.
Дополнительная литература
1.Набоких В. А. Системы электроники и автоматики автомобилей [Текст] : учеб. пособие / В.А. Набоких. — М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2019. — 239 с.
2.Набоких В. А. Датчики автомобильных электронных систем управления и диагностического оборудования [Электронный ресурс]: доп. УМО вузов РФ по образованию в области транспортных машин и транспортнотехнологических комплексов в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений / В.А. Набоких. — М. : ИНФРА-М, 2018. — 239
с. — ЭБС "Знаниум". - http://znanium.com/bookread2.php?book=967536
16
Михаил Сергеевич Хрипченко
ЭЛЕКТРОНИКА И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ АВТОМОБИЛЕЙ
Методические указания к курсовой работе для студентов специальности
23.05.01 Наземные транспортно-технологические средства