Расчет максимального значения вторичного напряжения, энергии и длительности искрового разряда системы зажигания. Функциональная схема бесконтактной системы зажигания автомобиля ЗАЗ-1102. Расчет величины тока разрыва и построение соответствующих графиков.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

СОДЕРЖАНИЕ

• 1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
• 2. РАСЧЕТ ТРЕБУЕМЫХ ВЫХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ
• 2.1 Расчет максимального значения вторичного напряжения
• 2.2 Расчет энергии искрового разряда
• 2.3 Расчет длительности искрового разряда
• 3. РАСЧЕТ ВЫХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАДАННОЙ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ
• 3.1 Расчет величины тока разрыва Ip
• 3.2 Расчет максимального значения вторичного напряжения
• 3.3 Расчет длительности искрового разряда
• 3.4 Расчет энергии искрового разряда
• 4. ОЦЕНКА СООТВЕТСТВИЯ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ ЗАДАННОМУ ДВИГАТЕЛЮ
• ВЫВОД
• ПРИЛОЖЕНИЯ
• ВВЕДЕНИЕ
• К современным системам зажигания предъявляется множество требований, основными из которых являются следующие:
• 1. Вторичное напряжение должно обеспечивать устойчивое искрообразование на всех режимах работы двигателя в различных неблагоприятных условиях (загрязнение свечей, колебания питающего напряжения, температуры и т.п).
• Вторичное напряжение оценивают по коэффициенту запаса, который обычно выбирают, исходя из того, чтобы к концу гарантийного пробега (20-30 тыс.км.) без регулировки зазора между Электродами свечи обеспечивалось бесперебойное искрообразование.
• За время гарантийного пробега в результате увеличения зазора и округления электродов свечи пробивное напряжение Unp увеличивается на 40-50 %. Чтобы гарантировать коэффициент запаса Кз=1 в конце пробега, его расчетное значение должно быть 1,4-1,6.

2. Энергия и длительность искрового разряда должны быть достаточны для надежного воспламенения смеси на всех режимах работы двигателя.

Небольшое уменьшение энергии не должно приводить к заметному ухудшению характеристик двигателя. При установившемся режиме работы двигателя с максимальной мощностью требуется 10-15 мДж, тогда как для пуска и работы на переходных режимах необходима энергия 30 мДж и выше.

Длительность искрового разряда также влияет на процесс воспламенения. На режимах работы двигателя, близких к максимальной мощности ( для состава смеси, при котором коэффициент избытка воздуха а = 0,85. .0,98) , рабочий процесс в нем не лимитируется временем сгорания смеси. При обеднении рабочей смеси (а = 1,0... 1,4) и работе двигателя на режимах с ухудшенными условиями при уменьшении длительности искрового разряда повышается расход топлива и снижается мощность двигателя. К таким режимам относятся:

а) режимы малых (частичных) нагрузок, особенно при высокой частоте вращения коленчатого вала двигателя;

б) режим холостого хода - рабочая смесь переобогащена и сильно разбавлена остаточными газами;

в) переходные режимы, при которых смесь обедняется или обогащается;

г) режим пуска двигателя, характеризующийся резкой неоднородностью смеси, низкими значениями её температуры и давления.

Считается, что длительность искрового разряда должна быть не менее 1 мс.

Для того чтобы правильно подобрать систему зажигания к двигателю, необходимо рассчитать выходные характеристики системы зажигания, требуемые для данного двигателя, а также выходные характеристики выбранной системы зажигания, если они не известны, и произвести сравнение выходных характеристик, требуемых для данного двигателя, с характеристиками выбранной системы зажигания.

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

1. Для заданной марки автомобильного двигателя рассчитать требуемые выходные характеристики системы зажигания:

- зависимость максимального вторичного напряжения системы зажигания U2* от частоты вращения коленчатого вала двигателя nдв;

- зависимость минимальной длительности искрового разряда tp* от частоты вращения коленчатого вала двигателя nдв;

- зависимость энергии искрового разряда Wp*, требуемой для надежного воспламенения топливной смеси, от частоты вращения коленчатого вала двигателя nдв.

Расчет производить для двух режимов работы двигателя:

режим пуска (nдв=100…300 мин-1) и режим полного дросселя (nдв=1000...7000 мин-1).

2. Для выбранной системы зажигания рассчитать её выходные характеристики в зависимости от величины шунтирующей нагрузки:

- зависимость максимального вторичного напряжения системы зажигания U2 от частоты вращения коленчатого вала двигателя nдв;

- зависимость длительности искрового разряда tр от частоты вращения коленчатого вала двигателя nдв;

- зависимость энергии искрового разряда Wp от частоты вращения коленчатого вала двигателя nдв.

Расчет производить для режимов работы двигателя, указанных в пункте 1, при двух значениях шунтирующей нагрузки RШ=, Сш=0 и RШ= 2,5 МОм, Сш=50 пФ.

3. Построить графические зависимости рассчитанных характеристик и произвести их совмещение. Рассчитать зависимость реальных коэффициентов запаса по напряжению, энергии и длительности разряда от частоты вращения коленчатого вала двигателя для различной шунтирующей нагрузки.

Оценить соответствие выбранной системы зажигания заданному двигателю внутреннего сгорания.

Исходные данные

Степень сжатия	Кол-во цилиндров	ИП, мм	Свеча	Распред.	Катушка зажигания	Коммутатор
8	4-цилиндр.	0,8	А17ДВ-10	53.3706	27.3705	36.3734-20

Технические характеристики датчика распределителя 53.3706[2]:

Чередование искр - 90є;

Мах частота врщения - 7000 мин-1 ПКВ;

Сопротивление помехоподавительного резистора - 1 кОм;

Устройство распределителя приведено в приложении Б.

Параметры катушки зажигания 27.3705[1]:

R1 = 0,43 Ом;

R2 = 4,7 кОм;

L1 = 3,7 мГн;

L2 = 24,5 Гн;

Ктр = 82.

Катушка маслонаполненная, с разомкнутой магнитной системой.

Конструкция катушки представлена в Приложении В.

2. РАСЧЕТ ТРЕБУЕМЫХ ВЫХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ

Расчет требуемых выходных характеристик заданной системы зажигания ведется по номограммам. Исходными данными для расчета являются:

- геометрическая степень сжатия заданного двигателя =8;

- величина искрового промежутка свечи зажигания d = 0,8 мм;

- характеристика центробежного автомата распределителя =f(nдв), представленная на рисунок 1[3]. Устройство распределителя53.3706 приведено в приложении Б.

Точность расчета по номограммам составляет 15-30%.

Рисунок 1. Характеристика центробежного автомата распределителя =f(nдв)

2.1 Расчет максимального значения вторичного напряжения.

Требуемое значение максимального вторичного напряжения системы зажигания определяется в соответствии с ОСТ 37.003.003-70. Согласно стандарту требуемое значение выходного напряжения системы зажигания определяется по формуле

U2* = Unp(d)Кз*,

где Кз* - требуемое значение коэффициента запаса по вторичному напряжению (при расчетах можно принять Кз*=1,5); Unp(d) - пробивное напряжение новой свечи зажигания

Для определения зависимости пробивного напряжения свечи зажигания от частоты вращения в стандарте применяется метод номограмм. Определить пробивное напряжение новой свечи в режиме пуска можно по номограмме, приведенной на рисунок 2.

Для расчета необходимы следующие исходные данные:

геометрическая степень сжатия = 8;

величина искрового промежутка свечи d = 0,8;

частота вращения двигателя при пуске n = 150 мин-1.

Расчет ведут следующим образом: на оси "" откладывают значение геометрической степени сжатия , затем через эту точку и точку, определяющую пусковое обороты двигателя на оси "n", проводят прямую до пересечения с осью "Рсж". Полученную точку пересечения на оси "Рсж" соединяют прямой линией с точкой на оси "d", соответствующей заданному зазору свечи. Пересечение этой прямой с осью "Unp" дает искомое значение величины пробивного напряжения новой свечи зажигания в режиме пуска двигателя (Unp=16 кВ).



Рисунок 2. Номограмма определения пробивного напряжения свечи при пуске двигателя

=8; n = 150 мин -1 ; d = 0,8 мм; Uпр = 15 кВ

Пробивное напряжение новой свечи в режиме полного дросселя определяют по номограммам, приведённым на рисунках 3, 4, 5. Расчет ведут для искрового промежутка 0,7 мм по формуле

Unp(0,7) = Unp1-Unp2-Unp3,

где Unp1 - пробивное напряжение свечи при температуре +20° С, определяем...