Введение к работе
Актуальность темы. За последние годы значительно повысились требования к экономичности и уменьшению выбросов токсичных веществ карбюраторных двигателей, устанавливаемых на автомобилях. Совершенствование автомобильных карбюраторных двигателей неразрывно связано с разработкой электронных систем зажигания.
Для стран со слаборазвитой автомобильной
промышленностью, проблемой является обновление парка автомобилей, поскольку их производство незначительно. Большая часть автомобилей таких стран импортируется, в результате имеется большое число автомобилей с различными системами зажигания. Срок эксплуатации автомобилей в таких странах достигает 20 ... 25 лет. К таким странам можно отнести Вьетнам.
В настоящее время во Вьетнаме эксплуатируются
автомобили с классической системой зажигания, с контактно-
транзисторными коммутаторами, с бесконтактными транзисторными
коммутаторами и с транзисторными коммутаторами,
обеспечивающими регулирование времени накопления энергии в
катушке зажигания (КЗ). Эксплуатируются и автомобили с
микропроцессорными системами зажигания. Более того, каждая
зарубежная фирма производит системы зажигания, отличающиеся друг от друга. Многообразие автомобильных систем зажигания создает сложность в эксплуатации и ремонте таких автомобилей, из-за низкой взаимозаменяемости. Существенные отличия имеют и характеристики перечисленных систем зажигания. Затруднительно найти две системы зажигания, которые имели бы одинаковые характеристики вторичного высокого напряжения в функции частоты вращения коленчатого вала. Если даже две системы зажигания имеют близкие характеристики по вторичному высокому напряжению, то имеют существенные отличия в величинах энергии, накапливаемой в магнитном поле катушки зажигания и в скорости нарастания вторичного напряжения.
Различаются перечисленные системы зажигания и датчиками. Наиболее распространенными датчиками являются контактные, магнито-электрические генераторного и коммутаторного типа и датчики с использованием эффекта Холла.
Известно, что в течении гарантийного пробега автомобиля пробивное напряжение увеличивается на 40...50%. Поэто.му, запас по вторичному высокому напряжению уменьшается, а это приводит к повышению расхода топлива и уменьшению мощности двигателя. Особенно это проявляется при высоких частотах вращения коленчатого вала двигателя и малых нагрузках из-за сокращения времени, отводимого на процесс сгорания рабочей смеси.
В связи с вышеизложенным представляется актуальным выполнение исследований по разработке способов коррекции характеристик систем зажигания и возможности взаимозаменяемости и унификации систем зажигания.
Целью диссертации является разработка способов коррекции характеристик и исследование возможности взаимозаменяемости и унификации электронных систем зажигания.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи
1) определить особенности условий эксплуатации системы
зажигания во Вьетнаме;
2) уточнить методику определения характеристик
электронных систем зажигания;
-
провести анализ способов корректировки характеристик систем зажигания и определить наиболее рациональные способы;
-
разработать математическую модель систем зажигания с корректировкой характеристик емкостными накопителями энергии(СЗ с КХЕНЭ) и провести анализ электромагнитных процессов, происходящих в этих системах;
5) исследовать энергетику и предложить оценку
экономичности систем зажигания с корректирующим конденсатором;
6) провести экспериментальное исследование СЗ с КХЕНЭ;
7) разработать рекомендации по применению, проектиро
ванию, взаимозаменяемости и унификации СЗ с КХЕНЭ.
Метолика проведения исследований. При выполнении работы использовались:
теория электрических цепей с изменяющимися параметрами и структурой;
- методы математического моделирования на ЭВМ;
методы решения разностных дифференциальных уравнений;
- методы физического моделирования на экспериментальной
установке.
На защиту выносятся следующие положения и результаты:
- методика определения основных параметров СЗ с КХЕНЭ;
способы корректировки характеристик систем зажигания емкостными накопителями энергии;
математическая модель, методика расчета СЗ с КХЕНЭ и определение пределов изменения величин емкости при которых возможна корректировка характеристик СЗ;
методика расчета энергетики СЗ с КХЕНЭ и показатели оценки экономичности таких систем;
схема электронного коммутатора, обеспечивающего взаимозаменяемость и частичную унификацию электронных систем зажигания.
Научная новизна. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований получены следующие основные эезультаты, представляющие научную новизну.
-
Предложена методика определения основных параметров элементов системы зажигания по заданным вторичному высокому напряжению, энергии магнитного поля и скорости изменения зторичного напряжения.
-
Разработаны способы коррекции характеристик систем зажигания с помощью емкостного накопителя.
-
Разработана методика определения токораспределения и преобразований энергии в СЗ с КХЕНЭ.
-
Выявлен характер преобразований энергии источника, магнитного поля катушки зажигания, емкостного накопителя, на основе которого предложены показатели для оценки экономичности систем зажигания.
-
Предложены схемы систем зажигания, обеспечивающие взаимозаменяемость и частичную унификацию.
Практическая ценность выполненной работы заключается в следующем:
разработаны алгоритмы и программы расчета на ЭВМ токораспределения и характеристик СЗ с КХЕНЭ;
предложены рекомендации по выбору элементной базы и применению СЗ с КХЕНЭ;
- разработаны рекомендации по определению законов
регулирования времени накопления энергии в магнитном поле
катушки зажигания.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследования были представлены и получили одобрение на 2-х научно-технических конференциях: Научно-технической конференции "Научно-технический прогресс в автомобилестроении" (Москва, 1994); 1-ой Международной научно-технической конференции по электромеханике и электротехнологии (Суздаль, 1994).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 печатных работ, поданы 3 заявки на выдачу патента.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и основных результатов и выводов, изложеных на 209 страницах, из них 125 страниц машинописного текста, 61 рисунок и 32 таблицы. Список литературы из 86 наименований и приложение на 20 страницах.
