Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ЭО ЛА 09 Электрифицированные системы управления силовыми установками.doc
Скачиваний:
219
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
2.06 Mб
Скачать

2. Низковольтные системы зажигания

Известно несколько типов таких систем. Они отличаются друг от друга конструктивным исполнением отдельных элементов и способом их соединения, а также материалами, идущими на изготовление свечей.

Принцип действия всех систем одинаков и заключается в заряде вторичной ёмкости до напряжения, достаточного для образования поверхностного электрического заряда.

Основными элементами схемы низковольтной системы зажигания с полупроводниковой свечей (рис. ___) является индукционная катушка со вторичным напряжением 2-3 кВ (вследствии чего систему называют низковольтной), накопительный конденсатор С2 ёмкостью в несколько микрофарад, диод Д, газовый разрядник Р и резистор R2.

Индукционная катушка последовательностью импульсов напряжения заряжает накопительный конденсатор С2 через выпрямитель Д. При каждом размыкании контактов катушки конденсатор запасает определенное количество электричества. Диод Д препятствует разряду конденсатора в промежутках между импульсами высокого напряжения. Одновременно герметичный газонаполненный разрядник Р предотвращает утечку тока через полупроводниковую свечу в процессе заряда конденсатора С2. Когда напряжение на конденсаторе достигает расчетного значения (2-3 кВ), разрядник пробивается и полное напряжение конденсатора прикладывается к свече, обеспечивая мощный разряд на поверхности полупроводника. После восстановления разрядника происходит новый заряд накопительного конденсатора и процесс повторяется. Обычно в существующих системах зажигания накопительный конденсатор заряжается на 100-150 импульсов при частоте импульсов индуктивной катушки f=600-900 Гц. Следовательно, частота разряда вдоль поверхности полупроводника составляет 4-6 Гц.

Резистор R2, включаемый параллельно накопительному конденсатору, служит для защиты его от перенапряжений при отсутствии разрядника или разряда вдоль поверхности полупроводника. В промежутках между включениями системы зажигания конденсатор C2 разряжается, что позволяет сделать систему более безопасной в обращении.

Следует отметить, что пробивное напряжение полупроводниковой свечи обычно несколько ниже, чем напряжение пробоя разрядника. Для нормальной работы емкостной системы имеет значение верхний предел пробивного напряжения свечи, так как увеличение его может привести вместо пробоя искрового промежутка к пробою накопительного конденсатора. В связи с этим некоторые низковольтные системы зажигания емкостного разряда (СКН-Б, СКНВ-22-2, СКНД-11-1А) имеют специальный активизатор, служащий для получения более высокого вторичного напряжения, достаточного для образования начального ионизированного канала в рабочем промежутке свечи (обеспечивая нормальную работу системы даже при повышении пробивного напряжения свечи).

Активизатор представляет собой высокочастотный трансформатор (рис. ___), во вторичной обмотке (включено последовательно в цепь свечи) 4 которого при пробое газового разрядника P наводится э.д.с., суммирующая с напряжением накопительного конденсатора. При работе индукционной катушки накопительный конденсатор С2 заряжается до пробивного напряжения (1,3-2,5). Одновременно с зарядом С2 заряжается конденсатор С3 активизатора через первичную обмотку 3 и резистор R3.

После пробоя разрядника происходят высокочастотные колебания в цепях, состоящих из ёмкости С3 и индуктивности первичной обмотки 3 активизатора, а также эквивалентной ёмкости С4 (распределенная ёмкость экранированных проводов, межвитковая ёмкость вторичной обмотки 4 и межэлектродная ёмкость свечи) и индуктивности вторичной обмотки 3 активизатора. В результате этих колебаний во вторичной обмотке активизатора трансформируется напряжение, достаточное для пробоя рабочего промежутка полупроводниковой свечи.

Таким образом, активизатор, развивая высокое напряжение в начале процесса пробоя, служит для создания между электродами свечи первой, лидирующей ионизированной дорожки. После образования ионизированного канала накопительный конденсатор, разряжаясь через разрядник P и вторичную обмотку активизатора, создаёт между электродами свечи интенсивный разряд, энергии которого достатачно для воспламенения горючей смеси.

Резистор R3, стоящий после разрядника, служит для заряда ёмкости активизатора и стабилизирует напряжение пробоя разрядника. После пробоя свечи разрядник востанавливается (гаснет) и вновь происходит заряд накопительного конденсатора. Процесс повторяется с периодичностью 5-60 раз в секунду. Необходимо помнить, что агрегаты типа СКНД и СКНА соединяются со свечой проводом с медной жилой, так как провод со стальной жилой имеет значительное сопротивление и работа системы зажигания может нарушиться. Системы зажигания с активизатором называются комбинированными и используются как с искровыми, так и с эрозионными и полупроводниковыми свечами.

Электрические процессы на первом этапе работы этой системы ничем не отличаются от процессов в индукционной катушке высоковольтной системы зажигания. После размыкания контактов прерывателя начинается заряд конденсатора С2 (или распределённой ёмкости вторичной цепи) до 3- 4 кВ, необходимых для пробоя промежутка металлизированной поверхности изолятора свечи.

Низковольтная система зажигания с эрозионной свечой (рис. ___) состоит из индукционной катушки, первичная обмотка которой обычно имеет 240-250 витков, а вторичная - 3200-3300, диода Д, конденсатора С2 и эрозионной свечи.

Ток разряда конденсатора С2 по металлизированной поверхности изолятора представляет собой емкостную составляющую тока разряда, при протекании которой происходит эрозия серебрянных электродов и распыление металла по поверхности.

Длительность протекания емкостной составляющей тока мала (5-10 мкс). К концу протекания тока сопротивление металлизированной поверхности изолятора сильно уменьшается из-за зрозии электродов, и основная часть энергии, запасенной во вторичной цепи индукционной катушки, реализуется в виде мощной индуктивной составляющей тока разряда. При протекании тока по металлизированной поверхности изолятора происходит частичное, а иногда и полное выгорание эрозированных частиц серебра и, следовательно, восстановление электрической прочности промежутка. При возникновении следующего имульса напряжения конденсатор С2 вновь заряжается до напряжения, равного пробивному, которое определяется остаточной проводимостью изолятора. В момент достижения равенства указанных напряжений за счет электрической энергии, запасенной в конденсаторе, образуется емкостная составляющая разряда. В результате происходит новое распыление частиц материала электродов и сопутствуещее ему частичное восстановление проводимости поверхности изолятора.

Ёмкостная составляющая разряда не только обеспечивает непрерывную эрозию электродов свечи, но и улучшает условия зажигания топливовоздушной смеси, способствует очищению свечи от нагара, так как сопровождается появлением мощной ударной волны с высокой температурой и большим давлением. Для увеличения емкостной составляющей разряда во вторичную цепь включен конденсатор С2 ёмкостью 700-950 мкФ. При таком значении ёмкости достигается необходимое соотношение между интенсивностью емкостной и индуктивной составляющими тока разряда, то есть динамическое равновесие процессов напыления и распыления металлизированных частиц на поверхности изолятора свечи.

Диод Д, включенный последовательно со вторичной обмоткой, исключает обратный ток во вторичной цепи. Это способствует своевременному прекращению разряда на свече к моменту очередного размыкания контактов прерывателя и приводит в результате к увеличению энергии, выделяемой при разряде.

Наличие вторичного конденсатора и диода не является обязательным и нужно только для определенных систем зажигания.

В настоящее время на летательных аппаратах находят применение следуещие системы низковольтного зажигания с эрозийными свечами: КПН-4Б, КПНЧ-2К, КПНЧ-2Р1, КНА-114, КНА-124 и др. Особенностью пусковой катушки КПН-4Б является отсутствие вторичного конденсатора. Это объясняется тем, что от катушки до свечи протянут длинный экранированный провод, который сам по себе представляет большую ёмкость.

В катушке КНА-114 вместо диода Д включается конденсатор, который выполняет те же функции, что и диод.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.