Задание

Задание по работе складывается из следующих пунктов:

1. Ознакомиться с испытательной установкой и дополнитель­ным оборудованием, установленным на ней.

2. Изучить принцип действия схемы батарейного зажигания.

3. Определить экспериментально и построить графики характеристик:

i_ср = f(n); U_2max = f(n); U_2max = f(C₁);

4. Рассчитать и построить график характеристики при условии, что температура 100°С достигается при n = 500 мин^-1, а температура 30°С, при n= 3000 мин^-1.

5. Пользуясь данными таблицы 2, рассчитать по приведенным формулам характеристики

и построить их вместе с экспериментальными. Оценить в процен­тах степень расхождения расчетных и экспериментальных точек при частотах вращения распределителя 500, 1500 и 3500 мин^-1.

6. Рассчитать и построить график изменения температуры индукционной катушки зажигания t_к = f(n).

7. Сформулировать выводы по работе, которые должны содержать следующие вопросы:

7.1 Техническая характеристика, оценка состояния и работоспособности испытуемой системы зажигания.

7.2 Объяснение причин уменьшения величины первичного тока при увеличения частоты вращения коленчатого вала двигателя.

7.3 Сравнение и анализ расчетных и экспериментальных зависи­мостей тока и напряжение. Если расхождения превышают 10 %, дать объяснение причин этих расхождений.

Порядок выполнения работы

Перед началом выполнения работы нужно получить у преподавателя или лаборанта разрешение на включение стенда. В стенде используется сетевой блок питания вместо аккумуляторной бата­реи. Поскольку напряжение в сети меняется, во время выполне­ния работы нужно следить, чтобы (блок питания имел напряжение /12 ± 0,1/В. Для этой цели предусмотрен регулировочный реостат и вольтметр.

Для определения величины вторичного напряжения применяет­ся косвенный метод измерения по длине искрового промежутка. Примерный масштаб 1 мм - /1000...1500 В/. Методика измерения напряжения таким способом заключается в медленном увеличении, этого промежутка до тех пор, пока равномерное чередование искр нарушится и станут заметны перебои. Перебои воспринимают­ся на слух. При возникновении перебоев длину искрового про­межутка надо несколько уменьшить, добиваясь равномерного и бесперебойного чередования искр. После этого производят измерение длины полученного промежутка. С помощью специаль­ной линейки, имеющейся на стенде производят пересчет длины промежутка во вторичное напряжение.

1. Зарисовать в отчете рабочую схему испытания системы за­жигания со стенда.

2. Составить табл. 3 для записи результатов измерений. Звездочкой помечены параметры, которые нужно получить расче­том.

3. Включить стенд и установить требуемую частоту вращения распределителя. Частота вращения валика распределителя контро­лируется по тахометру. Диапазон изменения частоты вращения 300...3000 мин^-1.

4. Включить блок питания и установить его напряжение на уровне /12 ± 0,1/ В.

5. Установить величину конденсатора первичной цепи 0,25 мкФ,

6. Произвести измерение первичного тока катушки зажигания.

7. Установить наибольший зазор искрового разрядника, пря котором искрообразование носит бесперебойный характер.

8. Определить вторичное напряжение.

9. Изменяя частоту вращения, пройти весь скоростной диапа­зон.

10. Составить табл. 4 для записи результатов измерений.

11. Изменяя величину емкости конденсатора, определить/ вторич­ное напряжение по изложенной выше методике,

12. Измерить поверхность теплоотдачи катушки зажигания, счи­тая ее цилиндром с плоскими днищами.

13. Построить графики, сделать расчеты, сформулировать вы­воды по работе и зарегистрировать их в журнале преподавателя.

Таблица 3

Параметры, величины		n, мин-1
		300	500	600	800	1000	1500	2000	2500	3000
Экспериментальные	iср, А
	δ ,мм
	U2max, кВ
	tк, 0C
Рас- чет­ные	, Ом
	, А
	, кВ

Таблица 4

С1, мкФ
	n = 1000 мин-1
U2max, кВ

14. Выключить стенд и сдать его лаборанту или преподава­телю.

15. Дать ответы на контрольные вопросы (письменно, кратко).

Контрольные вопросы

1. Почему в батарейных системах зажигания вторичное напря­жение уменьшается с ростом частоты вращения двигателя?

2. Как изменится вторичное напряжение, если в конденсаторе C₁ произойдет короткое замыкание?

3. Как изменится вторичное напряжение, если в конденсато­ре C₁ произойдет обрыв?

4. Как будет работать системе зажигания, если обрыв произойдет в вариаторе?

5. Как повлияет на величину вторичного напряжения экрани­рование проводов и других приборов системы зажигания?

Работа 6

КОНТАКТНО-ТРАНЗИСТОРНАЯ СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ

Цель работы: изучение действия г характеристик контактно-транзисторной системы зажигания TК-102, применяемых на автомобилях типа ЗИЛ-130 и ГАЗ-53.

Основные понятия

Контактно-транзисторная система зажигания, устанавливается на автомобилях, которые оснащаются двигателями с числом цилиндров более 6. Это вызвано тем, что увеличение числа цилиндров приводит к сокращению времени замкнутого состояния контактов и уменьшению тока в первичной цепи. Следовательно, уменьшает­ся и вторичное напряжение. Поэтому работа 8 -цилиндровых двига­телей с обычной системой зажигания отличается неустойчивостью особенно не больших оборотах. Для таких двигателей были раз­работаны контактно-транзисторные системы зажигания, в которых контакты прерывателя работают в облегченной режиме, так как управляют базовым током садового транзистора. Этот транзистор коммутирует ток в катушке зажигания.

Рис. 1

Принципиальная схема контактно-транзисторной системы зажигания, применяемой на автомобилях типа ЗИЛ-130 и ГАЗ-53 и их модификациях, показана на рис. 1.

Работа такой системы зажигания происходит следующим обра­зом: при включении зажигания и при замкнутых контактах пре­рывателя первоначально проходит ток управления транзистором, отмеченный пунктирными стрелками. Этот ток на сопротивлении R создает потенциал, который прикладывается к переводу эммитербаза транзистора и открывает его. Сопротивление открытого транзистора составляет доли Ома и поэтому через первичную об­мотку индукционной кадушки начинает идти ток силой /7...8/ А. После размыкания контактов ток управления транзистором ликви­дируется, транзистор закрывается, ток в первично обмотке катушки зажигания исчезает, а во вторичной индуктируется высокое напряжение, которое и распределяется по свечам. Закон нараста­ния тока в первичной цепи при замыкании контактов прерывателя носит экспоненциальный характер. В момент размыкания контактов прерывателя ток в первичной цепи достигает некоторого значе­ния и называется током разрыва - Lp . Его величина подсчитывается по формуле

Кроме силы тока разрыва необходимо знать среднее значение тока, протекающего по первичной цепи. Оно измеряется амперметром или рассчитывается по выражению

Среднее значение силы тока управления транзистором, кото­рый протекает и через контакты прерывателя, тоже измеряется амперметром или рассчитываются по формуле

Максимальная величина вторичного напряжения, возникающего в катушке зажигания при размыкании контактов, зависит от вели­чины тока разрыва и других факторов

В этих формулах обозначено:

U_в - напряжение источника питания, В;

R₁ - суммарное сопротивление первичной ценя данное сум­ме сопротивлений первичной обмотки катушки зажи­гания R_к и дополнительного сопротивления – К_g

(R₁=R_к+R_g);

L₁ - индуктивность первичной обмотки, Г;

n_р - частота вращения валика распределителя, мин^-1;

z - число выступов кулачка /число цилиндров двигателя/;

τ₃ - относительное время замкнутого состояния контактов прерывателя / τ₃ = 0,65. ..0,72/;

В - статический коэффициент усиления транзистора /для ГТ701А В=15...20, для П210А В=20...40/;

ω₁, ω₂ - число витков первичной и вторичной обмотки катушки;

η - коэффициент, тепловых потерь катушки / η = 0,72...0,85/;

ξ - коэффициент, тепловых потерь коммутатора

/ξ = 0,75...0,84/;

С₁ - конденсатор, шунтирующий первичную обмотку катушки;

С₂ - эквивалентная паразитная емкость, создаваемая вы­соковольтными проводами и витками вторичной обмотки;

m - коэффициент, учитывающий погрешности интегрирова­ния /m = 1,4... 1,43/.

Некоторые параметры электронных систем зажигания приведе­ны в табл. 1.

Таблица 1

Тип катуш­ки	Первичная обмотка					Вторич­ная об­мотка		Тип коммутатора	Область примене­ния
	ω1	Rк Ом	Rg Ом	L1 г	С1 мкФ	ω2	С2 пФ	марка	а/м
Б-114	180	0,42	1,0	2,5·10-3	1,0	41000	85	ТК-102	ЗИЛ-130 ГАЗ-53А
Б-116	250	0,65	0,9	3,0·10-3	-	38500	80	ТК-108-10 ИСКРА-ГАЗ	ГАЗ-24
Б-118	260	0,8	0,6	3,5·10-3	1,0	30000	75	ТК-200	ЗИЛ-131 Урал-375

В электронных системах зажигания, ввиду большого запаса по вторичному напряжению, дополнительный резистор выполняется из специальной проволоки и практически не изменяет своего соп­ротивления при нагреве.

Температура нагрева катушки зажигания определяется так же, как в батарейных системах зажигания, по формуле

,

где t_o - температура окружающей среды, град.;

i_cp - средний ток, проходящий по первичной обмотке. А;

R_к - сопротивление первичной обмотки катушки зажига­ния, Ом;

S - полная поверхность теплоотдачи катушки, м²;

α - коэффициент теплопередачи, Вт/м град, /в усло­виях естественной циркуляции воздуха в помещении α = 8 Вт/м² • град./;

k - относительное время включения катушки зажигания /время работы катушки/. Определяется по табл. 2.

Таблица 2

Время, работы катушки, мин	до 0,2	0,2...1,0	1....5	1...10	10 и более
k	0,1	0,2	0,5	0,75	1,0