Методические указания
По выполнению контрольной работы
по дисциплине «Электроника и электрооборудование ТиТТМО»
На тему «Системы зажигания автомобилей» -
«Разработка и расчет основных параметров
Контактно-транзисторной системы зажигания»
для студентов ЗФО специальности 23.03.03 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов
Севастополь
Таблица 1 - Исходные данные
| Параметр | ||||||||||||||||||||
| Геометрическая степень сжатия | 9,5 | 9,5 | 9,5 | 9,5 | 9,5 | |||||||||||||||
| Частота вращения двигателя при пуске nсп об/мин | ||||||||||||||||||||
| Частота вращения двигателя nсmax об/мин | ||||||||||||||||||||
| Величина искрового промежутка свечи d,мм | 0,7 | 0,65 | 0,75 | 0,7 | 0,65 | 0,75 | 0,7 | 0,65 | 0,75 | 0,7 | 0,65 | 0,75 | 0,7 | 0,65 | 0,75 | 0,7 | 0,65 | 0,75 | 0,65 | 0,7 |
| Коэффициент запаса по вторичному напряжению Кз | 2.0 | 1,9 | 1,8 | 1,6 | 1,7 | 1,9 | 1,4 | 1,5 | 2.0 | 1,9 | 1,8 | 1,6 | 1,7 | 1,9 | 1,4 | 1,5 | 1,7 | 1,9 | 1,4 | 1,5 |
| Экранирование системы | Э | Н | Э | Н | Э | Н | Э | Н | Э | Н | Э | Н | Э | Н | Э | Н | Э | Н | Э | Н |
| Тип транзистора | ГТ701 | ГТ810А | КТ816Г | КТ818Г | ГТ806В | ГТ806Б | ГТ806Д | ГТ906 | ГТ813В | 2Т818А | 2Т825А | ГТ701 | ГТ810А | ГТ701 | ГТ810А | КТ816Г | КТ818Г | ГТ806В | ГТ806Б | ГТ806Д |
| Напряжение бортовой сети Uб, В | 13,5 | 14,5 | 13,5 | 14,5 | 13,5 | 14,5 | 13,5 | 14,5 | 13,5 | 14,5 | 13,5 | 14,5 | 13,5 | 14,5 | ||||||
| Относительное время замкнутого состояния контактов прерывателя tз,с | 0,4 | 0,45 | 0,55 | 0,5 | 0,6 | 0,4 | 0,45 | 0,55 | 0,5 | 0,6 | 0,4 | 0,45 | 0,55 | 0,5 | 0,6 | 0,4 | 0,4 | 0,45 | 0,55 | 0,5 |
Число цилиндров двигателя, Z задается индивидуально.
Введение
В настоящее время большое внимание уделяется разработке систем, позволяющих экономить топливо и уменьшать выбросы токсичных веществ.
Перед автомобильной промышленностью поставлены серьезнейшие задачи по снижению удельного расхода топлива автомобилями за счет совершенствования конструкции двигателей, применения электронных устройств и улучшения аэродинамики. По данным исследований с помощью электронных систем зажигания достигается экономия топлива от 3 до 18 % в процессе эксплуатации автомобилей.
Сфера применения электронных систем на автомобилях и мотоциклах непрерывно расширяется, что позволяет существенно повысить надежность и стабильность работы двигателя, а также решить ряд новых функциональных задач.
Автомобильные электронные системы усложнялись и совершенствовались по мере развития технологии полупроводниковых приборов и интегральных схем. Так, на базе больших интегральных схем были разработаны электронные системы автоматического управления двигателями и агрегатами автомобилей, в их числе информационные системы, комплексные системы управления подачей топлива, зажиганием, рециркуляцией отработавших газов, системы управления движением автомобиля. В настоящее время исследования направлены на создание систем управления двигателями и агрегатами автомобиля на базе микропроцессоров.
Применение электронных устройств на автомобиле позволяет улучшить работу двигателя, повысить безопасность и комфортабельность. Следует ожидать широкого внедрения электронных систем на дизелях, а также, по мере снижения стоимости элементов электронных систем, дальнейшего их внедрения на мотоциклах.
Для совершенствования автомобилей требуется создавать специализированные электронные системы и аппараты, датчики и исполнительные устройства; вносить необходимые изменения в конструкцию двигателя и агрегатов автомобиля, а для успешной их эксплуатации — организовать широкую сеть пунктов технического обслуживания, с подготовкой соответствующего персонала.
Применяемые на современных автомобилях электронные системы предназначены для выполнения следующих основных функций:
1) повышения топливной экономичности и снижения токсичности отработавших газов (электронные системы зажигания, впрыскивания топлива; электронные системы управления работой карбюратора; комплексные системы управления работой двигателя и автоматической коробки передач);
2) повышения безопасности с помощью электронных систем предотвращения заноса автомобиля при торможении (антиблокировочные системы), электронных систем централизованного диагностирования и сигнализации при возникновении неисправности, автоматических ремней безопасности;
3) повышения удобства управления при использовании электронных дисплеев на панели приборов; бортового компьютера, управляющего различными системами автомобиля; автоматической трансмиссии; системы автоматического выбора скорости движения; электронной системы рулевого управления; системы управления стеклоподъемниками и стеклоочистителями; системы регулирования дорожного просвета;
4) улучшения комфортабельности в результате использования системы кондиционирования воздуха; системы очистки воздуха; радиоприемника, магнитофона, внешней радиотелефонной связи.
ЭНЕРГИЯ ИСКРОВОГО РАЗРЯДА
Процесс сгорания в карбюраторном двигателе обычно разделяют на три фазы:
начальная — формирование развитого фронта пламени из начального очага горения, созданного искровым разрядом в свече;
основная — распространение фронта пламени на большую часть камеры сгорания, приводящее к сгоранию основной массы; рабочей смеси;
конечная — завершение сгорания рабочей смеси за фронтом пламени и ее догорание в слоях, прилегающих к стенкам камеры сгорания.
На длительность начальной фазы горения влияют состав и температура рабочей смеси, давление и скорость ее перемещения. Длительность основной фазы горения незначительно зависит от физико-химических параметров рабочей смеси, а длительность конечной фазы горения сильно зависит от параметров рабочей смеси вблизи стенок камеры сгорания, однако влияние этой фазы на показатели двигателя несущественно.
На режимах работы двигателя, близких к максимальной мощности (для состава смеси, при котором коэффициент избытка воздуха 
, рабочий процесс в нем не лимитируется временем сгорания смеси. При обеднении рабочей смеси 
и работе двигателя на режимах с ухудшенными условиями протекание рабочего процесса сгорания смеси затягивается в основном вследствие увеличения времени развития начальной фазы процесса. Это повышает расход топлива и уменьшает мощность двигателя. К таким режимам относятся:
а) режимы малых (частичных) нагрузок, особенно при высокой частоте вращения коленчатого вала двигателя, когда сокращается время, отводимое на процесс сгорания рабочей смеси, увеличивается доля остаточных газов в рабочей камере, уменьшаются давление и температура смеси в конце такта сжатия;
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 ее температуры и давления.
Проведенные экспериментальные исследования зажигания рабочей смеси показали, что на начальную фазу развития процесса горения влияют параметры искрового разряда в свече: энергия и длительность, зазор между электродами.
На мощность, экономичность и токсичность двигателя существенно влияет изменение момента зажигания. Для каждого режима работы двигателя имеется оптимальный момент зажигания, обеспечивающий наилучшие показатели двигателя. Допуск на угол поворота коленчатого вала, определяющего момент зажигания, обычно выбирают в пределах ±2°. Исследованиями выявлено, что параметры искрового разряда влияют на оптимальный угол опережения зажигания и на допуск этого угла.
В режиме максимальной мощности" двигателя влияние параметров искрового разряда на допуск оптимального угла опережения зажигания крайне незначительно. Обычно считают, что энергия индуктивной фазы искрового разряда в свечах на рабочих режимах двигателей со степенью сжатия до 8,8 и а до 1,15 должна составлять 10—15 МДж, а длительность индуктивной фазы разряда 1000—2000 мкс. В двигателях со степенью сжатия свыше 9 энергия индуктивной фазы в разряде достигает 50 МДж, а длительность 2000—2500 мкс. Получение такой энергии возможно только при применении электронных систем зажигания.