Расчет выходных характеристик безконтактно-транзисторной системы зажигания, устанавливаемой на автомобиль ЗИЛ-131НВ

 

Для вывода формулы определения минимальной длительности искрового разряда, обеспечивающего надежное воспламенение топливной смеси, также были использованы экспериментальные данные /2/. Было получено следующее выражение:

 

  (мс).

 

Эта формула показывает, что минимальная длительность искрового разряда, требуемая для надежного воспламенения топливной смеси, прямо пропорциональна величине требуемой энергии и тактности двигателя и обратно пропорциональна зазору в свече зажигания и частоте вращения двигателя.

Определение величины минимальной длительности искрового разряда можно проводить по номограмме, представленной на рисунке 9. Расчет ведется следующим образом. Полученное по номограмме на рисунке 7 значение требуемой энергии разряда Wp* (10,9 мДж) откладывают на оси “Wp*”, затем через полученную точку и точку на оси “d”, соответствующую зазору в свече (d=0,8 мм), проводят прямую до пересечения с осью “1” (точка а).

 

Рисунок 9. Номограмма определения минимальной длительности искрового разряда

 

На оси “n” откладывают заданное значение частоты вращения коленчатого вала двигателя (n=1000 мин-1) и полученную точку соединяют с точкой 4 на оси “4”, соответствующей 4-тактному двигателю. Полученную от пересечения данной прямой с осью “5” точку b соединяют с точкой а на оси “1”.

Точку пересечения прямой линии аb с осью “3” (точку с) соединяют прямой с точкой 4 на оси “2”, соответствующей тактности двигателя, и продолжают ее до пересечения с осью “tp*”. Полученная точка на оси “tp*” дает искомое значение минимальной длительности заряда в мс (tp* =0,78 мс).

 

Для других частот вращения расчет ведется аналогичным образом. Результаты расчета сведены в таблицу 3 и построена графическая зависимость tp*=ƒ(nдв) (рисунок 10).

 

Таблица 3

 

Рисунок 10. Зависимость минимальной длительности искрового разряда tp* от частоты вращения коленчатого вала двигателя n

 

 

Принципиальная электрическая схема выбранной системы зажигания указана на рисунке 11.

Исходными данными для расчета характеристик системы зажигания являются:

- число цилиндров двигателя z = 2;

- напряжение аккумуляторной батареи в режиме пуска Uбп=7,92 В; 

- напряжение в системе электроснабжения в рабочем режиме Uп=14 В;

- сопротивление контактов выключателя зажигания, переходных контактов и проводов Rп=2200 Ом;

- сопротивление участка первичной цепи в электронном коммутаторе Rк=Uнас/Iр=2/8=0,25 Ом.

- сопротивление первичной обмотки катушки зажигания R1=0,52 Ом;

- сопротивление вторичной обмотки катушки зажигания R2 = 6,3 кОм;

- индуктивность первичной обмотки катушки зажигания L1 = 5,9 мГн;

- индуктивность вторичной обмотки катушки зажигания L2 = 29 Гн;

- коэффициент трансформации катушки зажигания Ктр = 70;

- коэффициент магнитной связи обмоток катушки зажигания Ксв = 0,98;

- коэффициент уменьшения тока разрыва Ку=0,97;

- емкость первичной цепи системы зажигания С1=1 мкФ;

- емкость вторичной цепи системы зажигания С2=Ск+Ср+Сп+Сс=40+20+0,3+10=70,3 пФ;

- сопротивление потерь катушки зажигания Rпк = 0,7 =0,7 =5,85 МОм;

- сопротивление помехоподавительного резистора во вторичной цепи Rпп=5 кОм;

- сопротивление высоковольтных проводов во вторичной цепи Rвв=2,6 кОм.

Расчет выходных характеристик выбранной системы зажигания производить в следующем порядке.

1. Рассчитать зависимость тока разрыва Ip от частоты вращения коленчатого вала двигателя в режиме пуска и в рабочем диапазоне частот вращения.

2. Рассчитать зависимости максимального вторичного напряжения U2, энергии Wp и длительности tp искрового разряда от частоты вращения вала двигателя в режиме пуска и в рабочем режиме для двух значений шунтирующей нагрузки: Rш=∞, Сш=0 и Rш=3 Мом, Сш=50 пФ.

 

Рисунок 11. Электрическая принципиальная схема безконтактно-транзисторной системы зажигания

 

 

Под током разрыва понимают значение тока, протекающего в первичной цепи системы зажигания в момент закрытия выходного транзистора. Величина тока разрыва при прочих равных условиях зависит от времени его протекания. Современные системы зажигания подразделяются на системы с ненормируемым (КСЗ, КТСЗ, БСЗ с МЭД) и нормируемым (БСЗ с ДХ) временем протекания первичного тока (или, иначе, временем накопления энергии).

В системах зажигания с ненормируемым временем накопления энергии, это самое время полностью определяется углом замкнутого состояния контактов, который является неизменным.

Рассмотрим порядок расчета зависимости тока разрыва Iр от частоты вращения коленчатого вала двигателя n для данной системы.

Расчет величины тока разрыва для системы зажигания с транзисторным коммутатором 36.3734-20.

1. Определяем суммарное сопротивление первичной цепи системы зажигания Rц без добавочным резистора Rд по формуле

 

Rц = Rц1 = Rц2 = Rп + R1 + Rк.

Rц = 0,13 + 0,52 + 0,25 = 0,9 Ом.

 

2. Рассчитываем зависимость времени протекания тока в первичной цепи tн от частоты вращения двигателя nдв. Результаты расчета сведены в таблицу 4.

 

Рисунок 11. Закон регулирования времени накопления энергии в катушке зажигания для электронного коммутатора 36.3734-20.

3. Рассчитываем зависимость тока разрыва Iр от частоты вращения двигателя по формулам:

в режиме