2.2.3. Построение скоростных характеристик аналитическим методом

Таким образом, при регулировании мощности дизеля и приведении ее в соответствие с внешней нагрузкой необходимо автоматически изменять цикловую подачу топлива, для чего в систему питания включают регулятор. В соответствии с этим для оценки параметров, характеризующих работу дизеля с регулятором, используют регуляторную характеристику, определяющую зависимость чисел оборотов, часовых и удельных расходов топлива и других параметров от эффективной мощности, при воздействии регулятора на орган подачи топлива.

Регуляторная характеристика дизеля представлена на рис. 4.6.

Рис. 4.6. Регуляторная характеристика дизеля

2.4. Нагрузочная характеристика

Нагрузочной характеристикой называется зависимость часового и удельного расходов топлива от мощности, крутящего момента или среднего эффективного давления двигателя при постоянном числе оборотов. Для снятия характеристик по нагрузке необходимы следующие условия:постоянное число оборотов; установившийся температурный режим двигателя; регулировка карбюратора в соответствии с инструкцией завода карбюраторные двигатели); наивыгоднейший для данного режима оборотов угол опережения зажигания (карбюраторные двигатели) или угол опережения впрыска (дизельные двигатели).

На рис. 4.7. приводятся нагрузочные характеристики двигателей ЗИЛ-131 и ЯМЗ-236. Нагрузочные, характеристики позволяют оценить экономичность двигателя при различных режимах работы (по оборотам и нагрузке).

Рис. 4.7. Нагрузочные характеристики

Маркировка двигателей

На каждый двигатель наноситься VIN(идент.номер) состоящий из 2-х частей:

VDS-описательная часть(6 знаков)

VIS-указательная часть(8 знаков)

1-3 –базовая модель двигателя

4-модификация двигателя

5-особое исполнение двигателя(экспортное исполнение)

6-код исполнения и комплектность двигателя

*-специальный разделительный символ

7-модельный год выпуска

8-14 –порядковый номер

Кол-во цифр,обозначающих порядковый номер двигателя может составлять 4-8

При маркировке могут использовать некоторые спец.символы

Вопрос41: Система зажигания. Виды. Назначение, устройство, принцип действия.

Система зажигания предназначена для воспламенения топливно-воздушной смеси бензинового двигателя.

В настоящее время на автомобилях применяются следующие виды систем зажигания:

1.контактная система зажигания;

2.бесконтактная (транзисторная) система зажигания;

3.электронная (микропроцессорная) система зажигания.

4.зажигание от магнето

1.Контактная система зажигания

Создание высокого напряжения и распределение его по цилиндрам в данной системе происходит с помощью контактов.

Устройство контактной системы зажигания: источник питания; выключатель зажигания; механический прерыватель тока низкого напряжения; катушка зажигания; механический распределитель тока высокого напряжения; центробежный регулятор опережения зажигания; вакуумный регулятор опережения зажигания; высоковольтные провода; свечи зажигания.

Механический прерыватель предназначен для размыкания цепи низкого напряжения. При размыкании контактов во вторичной цепи катушки зажигания наводится высокое напряжение. Для защиты контактов от обгорания в цепь параллельно контактам включен конденсатор.

Катушка зажигания служит для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения.

Механический распределитель обеспечивает распределение тока высокого напряжения по свечам цилиндров двигателя. Распределитель состоит из ротора (обиходное название «бегунок») и крышки. В крышке выполнены центральный и боковые контакты. На центральный контакт подается высокое напряжение от катушки зажигания. Через боковые контакты высокое напряжение передается на соответствующие свечи зажигания.

Прерыватель и распределитель конструктивно объединены в одном корпусе и приводятся в действие от коленчатого вала двигателя. Данное устройство имеет называется трамблер

Центробежный регулятор опережения зажигания служит для изменения угла опережения зажигания в зависимости от числа оборотов коленчатого вала двигателя.

Вакуумный регулятор опережения зажигания обеспечивает изменение угла опережения зажигания в зависимости от нагрузки на двигатель. Нагрузка на двигатель определяется степенью открытия дроссельной заслонки. Вакуумный регулятор соединен с полостью за дроссельной заслонкой и, в зависимости от степени разряжения в полости, изменяет угол опережения зажигания.

Принцип работы контактной системы зажигания

При замкнутом контакте прерывателя ток низкого напряжения протекает по первичной обмотке катушки зажигания. При размыкании контактов во вторичной обмотке катушки зажигания индуцируется ток высокого напряжения. По высоковольтным проводам ток высокого напряжения подается на крышку распределителя, от которой распределяется по соответствующим свечам зажигания с определенным углом опережения зажигания.

При увеличении оборотов коленчатого вала двигателя, увеличиваются обороты вала прерывателя распределителя. Грузики центробежного регулятора опережения зажигания под действием центробежной силы расходятся, перемещая подвижную платину с кулачками прерывателя. Контакты прерывателя размыкаются раньше, тем самым увеличивается угол опережения зажигания. При уменьшении оборотов коленчатого вала двигателя угол опережения зажигания уменьшается.

2.Бесконтактная система зажигания является конструктивным продолжение контактно-транзисторной системы зажигания. В данной системе зажигания контактный прерыватель заменен бесконтактным датчиком.Применение бесконтактной системы зажигания позволяет повысить мощность двигателя, снизить расход топлива и выбросы вредных веществ за счет более высокого напряжения разряда (30000В) и соответственно более качественного сгорания топливно-воздушной смеси.

Устройство бесконтактной системы зажигания:

источник питания; выключатель зажигания; датчик импульсов; транзисторный коммутатор; катушка зажигания; распределитель; центробежный регулятор опережения зажигания; вакуумный регулятор опережения зажигания; провода высокого напряжения; свечи зажигания.

В целом устройство бесконтактной системы зажигания аналогично контактной системе зажигания, за исключением следующих устройств: датчика импульсов и транзисторного коммутатора.

Датчик импульсов предназначен для создания электрических импульсов низкого напряжения. Различают датчики импульсов следующих типов: датчик Холла; индуктивный датчик; оптический датчик.

Датчик Холла состоит из постоянного магнита, полупроводниковой пластины с микросхемой и стального экрана с прорезями. Прорезь в стальном экране пропускает магнитное поле и в полупроводниковой пластине возникает напряжение. Стальной экран не пропускает магнитное поле, и напряжение на полупроводниковой пластине не возникает. Чередование прорезей в стальном экране создает импульсы низкого напряжения.

Датчик импульсов конструктивно объединен с распределителем и образуют одно устройство – датчик-распределитель.

Транзисторный коммутатор служит для прерывания тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания в соответствии с сигналами датчика импульсов. Прерывание тока осуществляется за счет отпирания и запирания выходного транзистора.

Принцип работы бесконтактной системы зажигания

При вращении коленчатого вала двигателя датчик-распределитель формирует импульсы напряжения и передает их на транзисторный коммутатор. Коммутатор создает импульсы тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания. В момент прерывания тока индуцируется ток высокого напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания. Ток высокого напряжения подается на центральный контакт распределителя, а затем по высоковольтным проводам на свечи зажигания. Свечи зажигания осуществляют воспламенение топливно-воздушной смеси.

При увеличении оборотов коленчатого вала регулирование угла опережения зажигания осуществляется центробежным регулятором опережения зажигания. При изменении нагрузки на двигатель регулирование угла опережения зажигания производит вакуумный регулятор опережения зажигания.

3.Электронной (микропроцессорной) системой зажигания называется система, в которой создание и распределение тока высокого напряжения по цилиндрам двигателя осуществляется с помощью электронных устройств.

На современных автомобилях электронная система зажигания является составной частью системы управления двигателем. Данная система осуществляет управлениеобъединенной системой впрыска и зажигания.

Существует множество конструкций электронных систем зажигания (Bosch Motronic, Simos, Magneti-Marelli и др.), отличающиеся отдельными конструктивными элементами. Общее устройство электронной системы зажигания:

источник питания; выключатель зажигания; входные датчики; электронный блок управления; катушка (катушки) зажигания; провода высокого напряжения; свечи зажигания.

Входные датчики фиксируют текущие параметры работы двигателя и преобразуют их в электрические сигналы. К входным датчикам относятся: датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя; датчик массового расхода воздуха; датчик детонации; датчик температуры воздуха; датчик температуры охлаждающей жидкости; датчик давления воздуха; датчик положения распределительного вала; датчик положения дроссельной заслонки; датчик положения педали газа; датчик давления топлива; кислородный датчик; и другие.

Микропроцессорная система зажигания не имеет механического распределителя. Функции создания импульсов напряжения и распределения тока высокого напряжения по цилиндрам двигателя осуществляет электронный блок управления. Работа блока основана на обработке сигналов входных датчиков. Система зажигания может иметь одну общую катушку зажигания или отдельные катушки зажигания на каждую свечу. Катушки зажигания имеют электронное управление.

Принцип работы электронной системы зажигания

В соответствии с сигналами датчиков электронный блок управления вычисляет оптимальные параметры работы системы, в соответствии с которыми подается напряжение на катушку зажигания. В цепи первичной обмотки катушки зажигания начинает протекать ток. При прерывании напряжения, во вторичной обмотке катушки индуцируется ток высокого напряжения. По высоковольтным проводам или непосредственно с катушки ток высокого напряжения подается к соответствующей свече зажигания. Создающаяся искра в свече зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь. При изменении скорости вращения коленчатого вала двигателя соответствующий датчик подает сигнал в электронный блок управления, который в свою очередь осуществляет необходимое изменение угла опережения зажигания.

При увеличении нагрузки на двигатель управление углом опережения зажигания осуществляется с помощью датчика массового расхода воздуха. Дополнительную информацию о процессе воспламенения и сгорания топливно-воздушной смеси дает датчик детонации. Другие датчики представляют дополнительную информацию о режимах работы двигателя.

4. Зажигание от магнето

Магнето представляет собой прибор, вырабатывающий ток низкого напряжения, преобразующий его в ток высокого напряжения и распределяющий ток высокого напряжения по свечам цилиндров двигателя.

При зажигании от магнето ток низкого напряжения имеет переменное направление и, будучи преобразованным в ток высокого напряжения, используется только для воспламенения смеси.

По конструктивному исполнению магнето бывают: с вращающимся якорем, с вращающимся магнитным коммутатором или с вращающимся магнитом. В настоящее время используется магнето с вращающимся магнитом.

Магнитом (ротором) является двухполюсный магнит, вращающийся вокруг своей продольной оси между полюсными башмаками (2) стоек сердечника (3). Железный сердечник с двумя стойками имеет П-образную форму и соединен с массой. На сердечнике намотаны две обмотки: первичная (4) и вторичная (5). Первичная обмотка (4) припаяна одним концом к сердечнику (3), а другим – к неподвижному контакту (6) механического прерывателя. Вторичная обмотка (5) одним концом соединена с первичной, а другим – через центральный контакт и угольную щетку (7) с токоприемником вращающегося электрода. Последний закреплен на барабане (роторе) распределителя. Рычажок (8) подвижного контакта механического прерывателя соединен через пружину с массой. Кулачок (9) механического прерывателя закреплен при помощи винта на магните и вращается вместе с ним. Параллельно контактам механического прерывателя включен конденсатор (10). Барабан (ротор) распределителя вращается между двумя секторами (12) статора. В секторы статора запрессованы неподвижные электроды, к клеммам которых подключены провода от свечей (13). Магнит (ротор) (1) приводится во вращение от двигателя, а барабан распределителя – шестеренчатой передачей от ротора магнита. Выключение зажигания производится выключателем (14). При выключении первичная обмотка замыкается на массу, минуя прерыватель. Искровой промежуток (15) служит для предохранения изоляции вторичной обмотки от повреждения в тех случаях, когда напряжение значительно возрастает.

Рабочий процесс магнето заключается в следующем. При вращении ротора магнето между полюсными башмаками стоек сердечника через сердечник проходит магнитный поток, пересекающий витки обмоток. За один полный оборот ротора магнитный поток, непрерывно изменяясь, дважды достигает максимальной величины (0 и 180°) и дважды меняет направление.

При вращении ротора в первичной обмотке индуктируется ЭДС, величина которой непрерывно изменяется. Согласно закону электромагнитной индукции ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока.

За один оборот ротора ЭДС, индуктируемая в первичной обмотке, дважды достигает максимального значения (90 и 270°). Это происходит в моменты наибольшей скорости изменения магнитного потока, проходящего через сердечник. При положениях ротора, соответствующих 0 (360) и 180, когда скорость изменения магнитного потока равна нулю, ЭДС в первичной обмотке также равна нулю.

В периоды, когда первичная цепь замкнута механическим прерывателем, ЭДС, индуктируемая в первичной обмотке, создает ток. Но первичный ток достигает максимальной величины не в моменты, при которых ЭДС имеет максимальные значения (90 и 270°), а несколько позже. Отставание первичного тока от ЭДС объясняется явлением самоиндукции первичной обмотки.

В моменты, когда ток в первичной обмотке достигает максимального значения, механический прерыватель дважды за один оборот ротора размыкает первичную цепь, а во вторичной обмотке индуктируется ЭДС высокого напряжения.

Ток высокого напряжения поступает к распределителю, а затем по проводам высокого напряжения к свече и, пробивая искровой промежуток между ее электродами, воспламеняет рабочую смесь. Так как преобразование тока низкого напряжения в ток высокого напряжения в магнето подобно тому же процессу при батарейном зажигании