Расчет выходных характеристик выбранной системы зажигания

 

Расчет величины пробивного напряжения для других частот вращения в режиме полного дросселя, производится аналогично. Результаты расчета сведены в таблицу 1.

По полученным результатам расчетов построены зависимости пробивного напряжения свечи зажигания Uпр и требуемого вторичного напряжения системы зажигания U2* от частоты вращения коленчатого вала двигателя в режиме полного дросселя: Uпр = ƒ(nдв) и U2* = ƒ(nдв). Зависимости приведены на рисунках 5 и 6 соответственно.

 

Таблица 1

 

Рисунок 5. Зависимость пробивного напряжения свечи зажигания Uпр от частоты вращения коленчатого вала двигателя в режиме полного дросселя

 

Рисунок 6. Зависимость требуемого вторичного напряжения системы зажигания U2* от частоты вращения коленчатого вала двигателя в режиме полного дросселя

 

 

Эмпирическая формула, связывающая величину энергии искры с параметрами двигателя имеет вид:

 

  (мДж).

 

Эта формула показывает, что требуемая для надежного воспламенения энергия искры обратно пропорциональна степени сжатия, частоте вращения коленчатого вала двигателя, зазору в свече зажигания и прямо пропорциональна тактности двигателя τ.

Данная формула действительно соответствует тепловой природе зажигания. С увеличением степени сжатия растут давление и температура в момент искрового разряда, а следовательно, величина требуемой для надежного воспламенения энергии уменьшается. Увеличение зазора также приводит к снижению величины требуемой энергии.

Увеличение частоты вращения коленчатого вала двигателя приводит к возрастанию температуры в камере сгорания (из-за уменьшения теплообмена газов в стенки цилиндра и увеличения содержания остаточных газов), и, хотя вместе с этим усиливаются турбулентные пульсации, требуется меньшие значения энергии искрового разряда для воспламенения топливной смеси.

Расчет требуемой для надежного воспламенения энергии искрового разряда Wp* можно производить по номограмме, представленной на рисунке 7. Расчет ведется следующим образом. На оси “n, мин-1” откладывают значение частоты вращения коленчатого вала двигателя, для которой определяется величина энергии разряда (n=1000 мин-1). Затем через эту точку и точку на оси “ε”, которая соответствует величине степени сжатия двигателя (ε=8,4), проводят прямую до пересечения с осью “1”.

 

Рисунок 7. Номограмма определения энергии искрового разряда, требуемой для надежного воспламенения

 

Полученную точку на оси “1” соединяют прямой с точкой 4 на оси “3”, соответствующей 4-тактному двигателю, и отмечают точку пересечения прямой с осью “2”. Через полученную на оси “2” точку и точку на оси “d, мм”, соответствующую величине зазора в свече (d=0,6), проводят прямую до пересечения с осью “Wp*” дает искомое значение требуемой величины энергии в мДж (Wp* = 12,5 мДж).

Для других частот вращения расчет ведется аналогичным образом. Результаты расчета сведены в таблицу 2 и построена графическая зависимость Wp* = ƒ(nдв) (рисунок 8).

 

Таблица 2

 

Рисунок 8. Зависимость требуемой энергии искрового разряда Wp* от частоты вращения коленчатого вала двигателя n

 

 

Минимальная длительность искрового разряда, обеспечивающая надежное воспламенение топливной смеси определяется по формуле:

 

  (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* (12,5 мДж) откладывают на оси “Wp*”, затем через полученную точку и точку на оси “d”, соответствующую зазору в свече (d=0,6 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* = 0,85 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

n, мин-1 Wp*, мДж tp*, мс

150 27 1,3

1000 12,5 0,85

2000 9,5 0,67

3000 7,5 0,58

4000 5,8 0,52

5000 4,7 0,47

6000 4,5 0,45

 

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

 

 

Принципиальная электрическая схема выбранной системы зажигания указана в приложении 2.

Исходными данными для расчета характеристик системы зажигания являются:

- число цилиндров двигателя z = 4;

- напряжение