Максимальное вторичное напряжение, развиваемое системой зажигания

Аналитические выражения для вторичного напряжения, приведенные выше, показывают, что значение U2m зависит от силы тока разрыва Iр и, следовательно, определяется режимом работы и типом двигателя (n и z),работой прерывателя (tз или tз), параметрами первичной цепи (L1, R1, C1, Uб), а также зависит от параметров вторичного контура и внешней нагрузки (С2 , W2/W1, Rш , Cш ).

Зависимость U2m от частоты вращения вала и числа цилиндров двигателя. Время замкнутого состояния контактов:

tз = aз/(6n) (3.7)

где aз — угол замкнутого состояния контактов; n — частота вращения валика распре­делителя.

Из выражения (3.7) видно, что с возрастанием частоты вращения валика время tз уменьшается и ток разрыва становится меньше. Уменьшение тока разрыва влечет за собой снижение напряжения U2m. Увеличение числа цилиндров двигателя при всех прочих равных условиях и параметрах системы зажигания также уменьшает время замкнутого состояния контак­тов t, и снижает вторичное напряжение [см. выражение (3.2) выше].

На рис. 3.21 приведены характеристики максимального вторичного напряжения и тока разрыва в функции частоты вращения коленчатого вала двигателя и числа цилиндров двигателя. Характеристики носят монотон­ный убывающий характер, причем закон убывания жестко детерминирован параметрами первичной цепи (t1 = L1/R1) и углом замкнутого состояния контактов.

Уменьшение напряжения U2m на низких частотах вращения связано с дугообразованием на контактах прерывателя.


Увеличения тока разрыва можно добиться за счет увеличения угла замкнутого состояния контактов, что достигается соответствующим профи­лированием кулачка. Однако по механическим соображениям увеличить время замкнутого состояния контактов прерывателя больше чем до 60... 65 % времени полного периода (tз =0,60….0,65) практически невозможно.

Рис. 3.21. Типовые рабочие характери­стики классической системы зажигания для четырех- и шестицилиндровых дви­гателей

На некоторых зарубежных двигателях применяют две независимые схемы с двумя прерывателями и катушкой, работающими на один распределитель. При этом относительная замкнутость может достигать 0,85. Первичный ток и скорость его нарастания зависят от постоянной вре­мени первичного контура t1 = L1/R1 (рис. 3.22).


Рис. 3.22. Кривые нарастания первичного тока при различных значениях индуктивности первичной цепи Рис. 3.23. Кривые нарастания первич-ного тока при различных значениях сопротивления первичной цепи


Чем меньше этот показатель, тем быстрее нарастает ток до установившегося значения. Скорость нарастания тока:



обратно пропорциональна индуктивности L1.


Однако уменьшение индуктивности целесообразно лишь до определен­ного значения, ниже которого начинает уменьшаться запас электромагнитной энергии, определяющий вторичное напряжение. Уменьшение индук­тивности также сильно уменьшает значение вторичного напряжения при низких частотах, вследствие чего ухудшаются условия пуска. При неизменной индуктивности первичной цепи сила тока разрыва увеличивается с уменьшением сопротивления R1, так как увеличивается установившееся значение тока. При различных значениях сопротивления первичной цепи скорость нарастания тока в начальный момент одинакова, т.е.

Однако чем меньше сопротивление R1, тем выше идет кривая тока (рис. 3.23). Таким образом, для увеличения максимального вторичного напряжения необходимо уменьшать сопротивление первичной цепи. Однако чрезмерное уменьшение R1 приводит к увеличению установившегося тока, что ухудшает работу контактов при низких частотах вращения и приводит к перегреву катушки.

Зависимость U2m от емкости первичного конденсатора C1. Из выражения (3.6) видно, что с уменьшением емкости конденсатора C1 вторичное напряжение должно увеличиваться, и при C1=0 оно достигает максималь­ного значения. Такой характер изменения U2m возмо-жен лишь при больших значениях С1. В диапазоне малых емкостей по мере их уменьшения вторич­ное напряжение также уменьшается. Это явление объясняется тем, что при малой емкости не устраняется дугообразование на контактах, вызыва­ющее значительные потери энергии. Характер зависимости вторичного напряжения от емкости конденсатора первичной цепи (рис. 3.24) показыва­ет, что существует оптимальное значение С1 определяемое усло-виями га­шения дуги на контактах. На практике С1 выбирается в пределах 0,15.. 0,35мкф.

Рис. 3.24. Зависимость вторичного на­пряжения от емкости конденсатора в первичной цепи. Рис. 3.25. Зависимость вторичного на­пряжения от коэффициента трансфор­мации катушки зажигания.

Зависимость U2m om вторичной емкости. Значение максимального вторичного напряжения также зависит от емкости вторичных проводов, (емкости свечи зажигания, собственной емкости вторичной обмотки катуш­ки зажигания и практически не может быть меньше 40... 75 пкФ. В случае экранирования системы зажигания емкость вторичной цепи увеличивается до 150 пкФ. Следовательно, экранирование, применяемое для существенного снижения радиопомех, значительно уменьшает значение вторичного напряжения.



Зависимость U2m от шунтирующего сопротивления. В процессе рабо­ты двигателя изолятор свечи нередко покрывается нагаром, который созда­ет проводящий мостик между электродами свечи. Этот проводящий слой нагара можно представить в виде резистора Rш, шунтирующего воздушный зазор. Из-за наличия Rш нарастающее после размыкания контактов вто­ричное напряжение создает во вторичной цепи ток, называемый током утечки, который, циркулируя во вторичной цепи до пробоя искрового промежутка, вызывает падение напряжения во вторичной обмотке и умень­шение подводимого к свече напряжения.

При малом шунтирующем сопротивлении ток утечки возрастает и вторичное напряжение может понизиться до значения меньшего пробивно­го напряжения, т. е. искра не возникнет.


Зависимость U2m от коэффициента трансформации. В случае отсут­ствия утечек напряжение U2m при прочих равных параметрах возрастает с увеличением коэффициента трансформации катушки W2/W1, стремясь к своему пределу:

При бесконечно большом сопротивлении нагара вся электромагнитная энергия трансформируется в электростатическую энергию вторичной цепи. Однако если Rш ¹ ¥, то каждому значению шунтирующего сопротивления соответствует оптимальный коэффициент трансформации, при котором напряжение вторичной цепи максимально (рис. 3.25). Оптимальным для существующих систем зажигания при индуктивности первичной обмотки 6,5….9,5 мГн является отношение W2/W1=55….95


3.6.2. Энергия искрового разряда


9304890347431789.html
9304937749124353.html
    PR.RU™