Расчет выходных характеристик выбранной системы зажигания

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

- сопротивление контактов выключателя зажигания, переходных контактов и проводов Rп = 0,2 Ом;

- сопротивление участка первичной цепи в электронном коммутаторе Rк = Uнас/Iр + Rи.р.=2/8+0,05=0,25 Ом+0,05 Ом = 0,3 Ом, где Rи.р.=0,05 Ом – сопротивление индикаторного резистора в блоке ограничения тока;

- сопротивление первичной обмотки катушки зажигания R1 = 0,45 Ом;

- сопротивление вторичной обмотки катушки зажигания R2 = 4,5 кОм;

- индуктивность первичной обмотки катушки зажигания L1 = 3,7 мГн;

- индуктивность вторичной обмотки катушки зажигания L2 = 24 Гн;

- коэффициент трансформации катушки зажигания Ктр = 82;

- коэффициент магнитной связи обмоток катушки зажигания Ксв = 0,95;

- 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 = = 31 + 20 + 21 + 11 = 83 пФ;

- сопротивление потерь катушки зажигания Rпк = 0,7 = 6,3 МОм;

- сопротивление помехоподавительного резистора во вторичной цепи Rпп = 6 кОм;

- сопротивление высоковольтных проводов во вторичной цепи 

Rвв=2,6 кОм

- зависимость времени протекания первичного тока tн от частоты вращения двигателя;

- значение тока ограничения Iо = 8 А.

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=2,5 МОм, Сш=50 пФ.

 

 

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 нормируемым временем накопления энергии, нормирование осуществляется с управлением от датчика Холла.

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

1. Определяем суммарное сопротивление первичной цепи системы зажигания Rц по формуле:

Rц = Rп + R1 + Rк.

Rц = 0,2 + 0,43 + 0,3 = 0,95 (Ом).

 

2. Рассчитываем зависимость тока разрыва Iр* (без учета ограничения первичного тока) от частоты вращения двигателя.

При пуске

 

Iр*(n) = UБП∙(1 – ехр(– tн∙Rц/L1))/Rц

Iр*(150) = 8∙(1 – ехр(– 84∙10-3 ∙0,95/3,7∙10-3))/0,95 = 8,4 (А);

 

в рабочем режиме

 

Iр*(n) = UП∙(1 – ехр(– tн∙Rц/L1))/Rц

Iр*(1000) = 14∙(1 – ехр(– 7∙10-3 ∙0,95/3,7∙10-3))/0,95 = 12,2 (А).

 

Для частот вращения коленчатого вала двигателя nдв = 1000…6000 мин-1 расчет ведется аналогичным образом. Результаты расчета сведены в таблицу 4.

Зависимость времени накопления энергии в катушке зажигания tн=f(nдв) для электронного коммутатора 36.3734 представлена на рисунке 11, значения tн приведены в таблице 5.

 

Таблица 4

 

Таблица 5

 

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

 

3. Определяем зависимость тока разрыва Iр (с учетом ограничения) от частоты вращения двигателя:

 

если Iр* ≥ Iо, то Iр = Iо;

если Iр* < Iо, то Iр = Iр*.

 

Значения Iр (с учетом ограничения) представлены в таблице 6.

 

Таблица 6

 

По полученным данным строим графическую зависимость Ip = ƒ(nдв) (рисунок 12).

 

Рисунок 12. Зависимость тока разрыва Ip от частоты вращения коленчатого вала двигателя n

 

 

Величину максимального вторичного напряжения U2 в рабочем и пусковом режимах рассчитываем по формуле

 

U2(nдв) = Ip(nдв)•Ктр•Ксв•Ку• •η,

 

где Ip(nдв) – значение тока разрыва при частоте вращения коленчатого вала двигателя nдв;

Ктр – коэффициент трансформации катушки зажигания;

Ксв – коэффициент магнитной связи между первичной и вторичной обмотками катушки зажигания, зависящий от формы магнитопровода и взаимного расположения обмоток;

Ку – коэффициент уменьшения тока разрыва, учитывающий потери энергии в транзисторе при его запирании;

L1 – индуктивность первичной обмотки катушки зажигания;

С – эквивалентная, приведенная к первичной обмотке емкость системы зажигания. Величина емкости С определяется из соотношения

С = С1 + С2•Ктр2,

где С1 – емкость конденсатора первичной цепи, включенного параллельно выходному транзистору в коммутаторе;