автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Корректировка характеристик систем зажигания емкостными накопителями энергии

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО И ТРАКТОРНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

(МАМИ)

На правах рукописи

ДО ВАН ЗУНГ

КОРРЕКТИРОВКА ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМ ЗАЖИГАНИЯ ЕМКОСТНЫМИ НАКОПИТЕЛЯМИ ЭНЕРГИИ

Специальность 05.09.03-"Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование"

А ВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО И ТРАКТОРНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

(МАМИ)

На правах рукописи

ДО ВАН ЗУНГ

КОРРЕКТИРОВКА ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМ ЗАЖИГАНИЯ ЕМКОСТНЫМИ НАКОПИТЕЛЯМИ ЭНЕРГИИ

Специальность 05.09.03-"Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена на кафедре "Автотракторное электрооборудование" Московской государственной академии автомобильного и тракторного машиностроения (МАМИ).

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор М.Н. Фесенко

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор В.В. Литвиненко

кандидат технических наук, доцент Е.С. Музланова

Ведущая организация - НПО "Автоэлектронника"

Защита состоится "46 "Мд-рта1995 г. в час.в ауд. Б-ЗС на заседании специализированного совета К 063.49.05 в Московской государственной академии автомобильного и тракторного машиностроения.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 105023, Москва, Е-23, Б. Семеновская ул., 38, МГААТМ, ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГААТМ.

Автореферат разослан " 15" феЬ Д;_ 1995 г.

Ученый секретарь специализированого совета, К 063.49.05

Кандидат технических наук, доцент /25/%-? В.П. Коробченко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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%. Поэтому, 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;

3) провести анализ способов корректировки характеристик систем зажигания и определить наиболее рациональные способы;

4) 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, проектированию, взаимозаменяемости и унификации СЗ с КХЕНЭ.

Методика 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.

1. Предложена методика определения основных параметров элементов системы зажигания по заданным вторичному высокому напряжению, энергии магнитного поля и скорости изменения зторичного напряжения.

2. Разработаны способы коррекции характеристик систем зажигания с помощью емкостного накопителя.

3. Разработана методика определения токораспределения и преобразований энергии в СЗ с КХЕНЭ.

4. Выявлен характер преобразований энергии источника, магнитного поля катушки зажигания, емкостного накопителя, на эснове которого предложены показатели для оценки экономичности систем зажигания.

5. 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.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы, даны сведения о научной новизне, методах исследований и практической ценности.

: проанализованы:

- климатические условия Вьетнама и их действия на работоспособность СЗ;

- условия эксплуатации и ремонта СЗ;

- основные СЗ. эксплуатируемые во Вьетнаме и их различия.

Обоснованы цель и задачи исследования.

Втораяглава посвящена анализу принципиальных решений по разработке способов коррекции характеристик СЗ.

Для того, чтобы осуществлять сравнительную оценку способов коррекции была предложена методика определения основных параметров элементов СЗ. Показано, что основные параметры элементоз СЗ, целесообразно рассчитывать для режима пуска, полагая, что заданы необходимое вторичное максимальное напряжение, энергия, накапливаемая в первичной обмотке КЗ и скорость нарастания вторичного напряжения. С помощью операторного метода по упрощенной схеме замещения получено следующее.

Выражение для напряжения на первичной обмотки катушки зажигания

Напряжение на вторичной обмотке КЗ

= кг1р ехр(а,/) I ^ ^ зш /?,< (2)

где а. = -0.5ЯГ

1 К =»[£1С3 " 41? кт - коэффициент трансформации. 1Р- ток разрыва.

К?, Ь; - активное сопротивление и индуктивность первичной цепи КЗ.

Сэ= С, + ктгС2 - эквивалентная емкость.

С;, С2 - первичная и вторичная емкости СЗ.

Из (2) в первом приближении получаем выражение для

максимального вторичного напряжения

= = (3)

где Т| - коэффициент затухания, обусловленный потерями в процессе нарастания вторичного напряжения.

\УМ = 12РЬ1 / 2 - энергия, запасаемая в катушке зажигания. Частота колебаний вторичного напряжения

< Ч

/о =-, . (4)

2 л-(С, +

Скорость изменения вторичного напряжения

Я =-М х (5)

+ агсэт —

"з

где к3 = игм/иПР - коэффициент запаса по вторичному

напряжению;

иПР - пробивное напряжение Если обозначить У2ИУ/Х7

Л =-—7 (6)

Эк., агсБШ —

то можно записать выражения для определения кт и С,

кт = А1Г*М /(2Шм)/уг (7)

С, = ктЛ - (8)

Варьируемым является ток разрыва 1Р.

Произведены также анализ энергетических показателей и оценка экономичности СЗ. Показано, что СЗ с добавочным сопротивлением^^) и регулированием времени накопления энергии овладает преимуществом над другими системами.

Проанализированы следующие способы коррекции характеристик СЗ: изменение добазочного сопротивления, включение стабилитроном параллеьно добавочному сопротивлению и применение емкостных накопителей энергии. Наиболее рациональным является применение емкостных накопителей энергии, поскольку они имеют низкое внутреннее сопротивление, а следовательно, и малую мощность рассеивания.

Предложено два варианта включения емкостных накопителей энергии (рис.1): шунтирование емкостным накопителем энергии добавочного сопротивления и включение емкостных накопителей энергии параллельно КЗ и коммутатору.

Третья глава посвящается исследованием корректировки характеристик СЗ с КХЕНЭ.

По составленным схемам замещения (рис. 2, 3) можно записать системы уравнений в операторной форме. Решая эти системы уравнений получаем выражения, описывающие электромагнитные процессы в таких СЗ.

Для СЗ с корректирующим конденсатором, включенным параллельно КЗ и коммутатору возможно два случая: апериодический и колебательный процессы. Эффект корректировки возможен при колебательном характере изменения тока в первичной обмотке КЗ. Из этого условия определена величина емкости

накопителей энергии, при которой возможно для данной СЗ осуществлять корректировку.

-y/í>2 /4 -d +Ь/ 2{сф~ / 4-d + b/ 2 (9)

„ 2Í,, 4 L,

где: Ь =-— + —

Л, Rá

¿--4U4

ЩК К

Выражения для определения токов в системе при колебательном процессе

Ток, протекающий через первичную обмотку КЗ

¡>(t) = —+ _ " . е* ОД» - ср) + ■^■е" sin /Й (10)

Ток, протекающий через конденсатор

'с<4>=TTV sin(/3í - íi > - ттт ^ + (11)

KdL\P КаЧР

Ток, протекающий через добавочное сопротивление

= + -¿Ьг" sin(/* - *>+Ж?- ^sin(/* + (12)

г Г /г, г 1 Л i i— f fi, i Y 4

y = + p~ ; Ф = arceos — ;

A = J(V + + + ; ъв^Ьа + ъУ + Цр1 :

L.a + R.+ Rd . Ца + fi, = arceos-; = arceos- ;

A " ft

17 - напряжение аккумулярной батареи. Напряжение на конденсаторе в момент открытия выходного транзистора t = tH

Ve, =

л, с _ sin( д + ¿ _ )

Afin + 4, - <?)

17

(13)

КСЦ/Зу

где tp - время разомкнутого состояния(выходной транзистор закрыт).

Уравнения, описывающие изменения токов гк(1), Цг), г ¿(г) и напряжения на конденсаторе имеют сложный характер. Поэтому для расчета и анализа процессов, происходящихся в СЗ с корректирующим конденсатором составлена программа на ЭВМ. На рис. 4 представлен результат расчета токов в СЗ с корректирующим конденсатором и ток ¿(^ для СЗ без него при м = 1000 мин . Как

i---Ifr-i

Рис. 1 Электрическая схема Ьклггпия кннЬччитгцю для кпррсктиробки харакпх^пнтж IУ

-с=>

Ш

о

г»

ю

1. <7>~

/'иг ? Схема замещпчя СЗ с корректировкой характеристик канскчкащхт. щ/ртцк/гкцим КЗ и конм/патор

Рис. 3 Схема замещения СЗ с конденсаторам, шунтирующим Мюйочюе свпротибление

видно из рис. 4 эффект увеличения тока разрыва может проявляться до величины времени накопления энергии

Оптимальное время накопления энергии можно определять

как

/

1

= — агс1ц

Р

ис>№лс

и + аПлСис1

л

+ — (14)

Из рис. 4 следует, что по сути происходит форсировка переходного процесса (нарастания тока) в первичной цепи КЗ. Следовательно, применение емкостных накопителей энергии лозуожно и в целях форсировки переходных процессов в обмотках угграилгнпн различных электромагнитных аппаратов в том числе в форсунках систем вспрыска топлива.

Для выбора величины емкости конденсатора, были приведены расчеты зависимости разности токов ¿Ц=1 -1р от емкостей при различных частотах вращения(/ - ток развыва в СЗ с КХЕНЭ). Эта зависимость показана на рис. 5. Как видно, при «>5000 мин1 ( для быстроходных двигателей ), эффект увеличения почти не зависит от величины емкости если С>2000 мкФ. Таким образом, рекомендуется применять конденсатор с емкостью С=1000 + 4000 мкФ.

Исследована также корректировка СЗ с регулированием времени накопления энергии (рис. 6). Очевидно, что с регулированием времени накопления энергии эффект увеличения тока происходит во всем диапазоне частот вращения. Происходит и значительное уменьшение мощности, рассеиваемой в КЗ и добавочном сопротивлении.

На рис. 7 показана зависимость напряжения на конденсаторе.

Существенное преимущество применения корректирующих конденсаторов заключается в том, что он одновременно выполняет функцию фильтра и уменьшает перенапряжение на генераторе и в системе электроснабжения, (рис. 8)

Для сравнительной оценки на рис. 9 представлена также зависимость токов разрыва разных систем зажигания (с регулированием и без регулирования времени накопления энергии, с конденсатором и без него) от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Как видно, наилучшую характеристику тока разрыва имеет система зажигания с регулированием времени накопления энергии и корректирующим конденсатором.

Определены также выражения для электромагнитных процессов в СЗ с корректирующим конденсатором, шунтирующим добавочное сопротивление. Обнаружено, что математические описания процессов протекания токов в обеих случаях одинаковы. Однако, СЗ с корректирующим конденсатором, шунтирующим добавочное сопротивление не обеспечивает непрерывности тока

Рис. 4 Зависимость токов ¡, 1к, ¡(|, ¡с = ¿(1:) без регулирования времени накопления энергии при = 1.37 Ом, И, = 0.56 Ом, Ъ, = 4.25 мГн, С = 3000 мкФ, и = 12 В, п = 1000 мин"1.

Д1 (А)

Рис. 5 Зависимость разности токов разрыва от емкости для СЗ, имеющей = 1.37 Ом, И, = 0.56 Ом, Ь, = 4.25 мГн, и = 12 В, п = 2000 * 6000 мин"1.

Рис. 7 Зависимость напряжений конденсатора uc = f(t) без регулирования времени накопления энергии при Rd = 1.37 Ом, R, = 0.56 Ом, Li = 4.25 мГн, С = 3000 мкФ, U = 12 В.

ис. 8 Зависимость токов от источника для СЗ, без регулирования времени накопления энергии при Г^ = 1.50 Ом, И, = 0.75 Ом, Ь, = 4.00 мГн, С = 3000 мкФ, и = 12 В. п = 6000 мин"1.

Iр ~ тон разрыва СЗ без

1ро ~ ток разрыва СЗ вез

- ток разрыва СЗ с С

- той разрыва СЗ с С

С, без регулирования tн С, с регулнрованмен без регулирования 1:н с регулированием ^

п <кДООО пин * )

Я

Рис. 9 Зависимость токов разрыва различных систем зажигания от частоты вращения коленчатого вала двигателя при = 1.37 Ом, Й! = 0.56 Ом, Ь, = 4.25 мГн, С = 3000 мкФ, и = 12 В.

генератора, а следовательно, конденсатор не является фильтром, поэтому, в дальнейшем она не будет исследована.

В четвертой главе исследована энергетика и произведена сравнительная оценка СЗ с КХЕНЭ.

Очевидно, что энергия \УС, которая отдана конденсатором частично переходит в тепло на нагрев сопротивления К,, другая часть на образование энергии в магнитном поле катушки зажигания. Для определения части энергии, отдаваемой конденсатором во время накопления энергии в магнитном поле КЗ зажигания необходимо учитывать следующие.

К моменту разрыва цепи в магнитном поле катушки зажигания накапливается энергия

= 0.5 Ь,1Р — 0.5 Ь, ( 1Л + 1г ) •

= 0.5 Ь, ( 1лг+ 21Л1С + 1С) (15)

2

Очевидно, что

У!и = 0.5 Ь1 1Р2 * 0.5 Ь, ( 1йг + 1С! )

Поэтому, для определения доли энергии отдаваемой конденсатором и сетью, выразим соотношение между токами 1С и через коэффициент

кс=1с /14 ; 1л=1с/кс ; /с=Ма

Представим энергию, запасаемую в магнитном поле катушки зажигания в виде

Wм = 0.5 Ь, ( 1/+ 1Л 1С + 1с +1*1С) (16)

Тогда, можно разделить энергию, запасаемую в магнитном поле катушки зажигания на дзе составляющие: энергия, отданная сетью

Шш = 0.5 Ь, 1Л 1Р (17)

и энергия, отданная конденсатооом

Жмс = 0.5 Ь11С 1Р ' (18)

Эквивалентные токи соответственно будут равны

= + * с (19)

1«. = /,^1 + 1/*с (2°) т.е. энергию можно представить з виде

0.5 Ь, 1аг (1 + кс) (21)

Wмc = 0.5 Ь, 1С2( 1 + 1/кс ) (22) Зная количество энергии конденсатора, преобразованное в энергию магнитного поля катушки зажигания, можно определять часть энергии, переходящую в тепло на К, из конденсатора

Щ,с = - (23) Общая энергия, накапливаемая в магнитном поле

= 0.5 Ь,:р2 (24)

Доля энергии, отдаваемой сетью магнитному полю можно расчитать как

= - Ымс (25)

Количество энергии, расходуемое на добавочное сопротивление во время заряда конденсатора

УГЛ = (1 _ ) (26)

где: ис> - напряжение на конденсаторе в момент закрытия выходного транзистора ( = 1р.

Энергия, преобразуемая в тепло на добавочном

сопротивлении во время зaмкнvтoro состояния (0 < Г < ) и

^ = С 2Т1

о

а энергия, переходящая в тепло на сопротивлении К;

О

Энергия, переходящая з тепло на добавочном сопротивлении = + (29)

Общая энергия, расходуемая на активных сопротивлениях

+ (30)

В табл. 1 приведен расчет энергетических показателей с естественным регулированием t!{ а в табл. 2 приведен расчет энергетических показателй для СЗ с такими же параметрами но с регулированием tи. В этих таблицах приняты следующие обозначения: к1 = - относительная энергия тепловых потерь

в КЗ; кг = - относительная энергия тепловых потерь в

первичной цепи КЗ; к3 = №МС/\УС - коэффициент использования энергии конденсатора в образовании энергии з магнитном поле КЗ.

Таблица 1

Зависимость энергетических показателей СЗ от частоты вращения, без регулирования ги при К1 = 0.56 Ом, Ка = 1.37 Ом, Ь1 = 4.25 .пГн, __С -■= 3000 МКФ, и = 12 В_ _

п, мин 500 1000 2000 3000 4000 5000 6000

мДж 82 77 114 123 106 87 72

к, 11.29 6.29 1.98 0.91 0.58 0.43 0.34

к, 36.00 18.85 5.27 2.25 1.39 1.01 0.79

к3 0.00 0.00 0.10 0.42 0.65 0.79 0.90

Таблица 2

Зависимость энергетических показателей СЗ от частоты вращения, с регулированием tи при Я, = 0.56 Ом, Нг1 — 1.37 Ом, Ь1 = 4.25 мГн, _С = 3000 мкФ, Ц = 12 В._

п, мин"' 500 1000 2000 3000 4000 5000 6000

\УМ, мДж 118 147 132 120 106 87 72

к, 2.29 1.12 0.63 0.61 0.58 0.43 0.34

к2 5.68 2.42 1.23 1.30 1.39 1.00 0.79

к3 0.05 0.24 0.46 0.53 0.65 0.79 0.90

Произведена также сравнительная оценка СЗ с корректирующим конденсатором. Показано, что системы зажигания с регулированием £н и корректирующим конденсатором имеют более высокие энергетические показатели. С точки зрения повышения надежности СЗ (в основном коммутатора) целесообразно применять добавочное сопротивление, исключающее канал управления ограничением тока разрыва и канал управления отключением тока первичной цепи КЗ в случае, если включен выключатель зажигания при неработающем двигателе.

Пятая глава посвящена экспериментальным иследованиям СЗ с КХЕНЭ и разработкам рекомендаций по их разработке, применению, взаимозаменяемости и унификации.

Исследованы СЗ с КХЕНЭ как без регулирования так и с регулированием

При проведении экспериментальных исследований использованы следующие элементы системы зажигания:

1. Распределитель типа 47.3706 с контактным датчиком;

2. Распределитель типа 40.3706 с датчиком Холла;

3. Транзисторный коммутатор 36.3734 с регулированием времени накопления энергии;

4. Катушка зажигания двухвыводная типа 29.3705;

5. В качестве дополнительного сопротивления использовались сопротивление проволочное, регулируемое и СЭ - 107;

6. Для снятия тока вторичной цепи КЗ, последовательно со вторичной обмоткой был включен резистор типа МТЛ-1 величиной

= 91 Ом.

Сначала путем фотографирования с осциллографа были сняты зависимости токов и напряжения в СЗ. Для сравнения результатов экспериментальных исследований с теоретическими проводились расчеты на ЭВМ зависимости токов и напряжений в СЗ. На расчетных временных зависимостях токов и напряжений нанесены результаты экспериментальных исследований в виде окружностей (о).

На рис. 10 и 11 представлены расчетные и экспериментальные зависимости токов и напряжения СЗ с КХЕНЭ и регулированием tн. Как видно, адекватность результатов теоретических и эспериментальных исследований подтверждается.

Для оценки эффективности применения корректирующего конденсатора была рассчитана величина энергии разряда во вторичной цепи СЗ. При п=3800 мин1 энергия разряда СЗ с КХЕНЭ в два раза превышает энергию разряда для СЗ без него.

Были сформулированы рекомендации по разработке, применению, взаимозаменяемости и унификации СЗ с КХЕНЭ. Разработан взаимозаменяемый коммутатор, принципиальная схема которого показана на рис. 12. В этом коммутаторе возможно

i (A)

_

не. 10 Расчетные и экспериментальные зависимости токов i, ik = f(T) ля СЗ с регулированием времени накопления энергии при ,d = 1.15 Ом", R, = 0.50 Ом. Lj = 4.25 мГн, С = 3000 мкФ. U = 11.6 В. = 2300 мин"1.

t (мс )

10 15 20 25 30 35 40

эис. 11 Расчетные и экспериментальные зависимости напряжений сонденсатора для СЗ с регулированием времени накопления энергии три Rd = 1.15 Ом, R, = 0.50 Ом, L, = 4.25 мГн, С = 3000 мкФ, U = 11.6 В, п = 770 и 3800 мин"1.

il)

г

/IX-

I

д)

1

с;

al для датчикоб Холла

Ö) для контакт их датчикоб

w ы

6) для ИМ

оо

Рис. 12 Принципиальная электрическая cxpmu дзаимозана /ясного коммутатора.

19

I

исключить элементы, обеспечивающие ограничение тока разрыва и осуществляющие безыскровое отключение выходного каскада при включенном выключателе зажигания и неработающем двигателе. Дополнительно вводится универсальный вход, обеспечивающий работу с тремя основными датчиками: контактным, МЭД и датчиком Холла. В унифицированной СЗ с таким коммутатором применяется дополнительное сопротивление, а корректировка характеристик осуществляется посредством емкостного накопителя энергии. При этом, исключается переключение выходного транзистора в активную область.

В приложении приведена программа расчета СЗ с КХЕНЭ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. На основе анализа климатических условий и условий эксплуатации СЗ во Вьетнаме, установлено, что длительная эксплуатация, нехватка запчастей и широкая номенклатура СЗ требуют корректировки характеристик СЗ.

2. Разработана методика определения основных параметров СЗ по заданным вторичному напряжению, энергии в магнитном поле КЗ и скорости изменения вторичного напряжения.

3. Произведен анализа разных способов корректировки характеристик СЗ и установлено, что наиболее рациональным способом является применение емкостных накопителей энергии в двух вариантах: шунтирование емкостным накопителем энергии добавочного сопротивления и включение емкостного накопителя энергии параллельно КЗ и коммутатору.

4. Разработана методика расчета процессов, происходящих при корректировке характеристик СЗ с помощью емкостных накопителей энергии и определены пределы изменения величин емкости накопителей энергии, при которых возможна корректировка характеристик СЗ.

5. Определено влияние различных параметров изделий СЗ на корректировку характеристик и установлен закон изменения времени накопления энергии для получения максимального эффекта от коррекции.

6. Исследована энергетика СЗ с корректирующим конденсатором. Выявлен характер преобразования энергии источника, магнитного поля КЗ, емкостного накопителя энергии, на основе которого предложены показатели для оценки экономичности СЗ.

7. Показано, что более высокие энергетические показатели имеют СЗ с регулированием времени накопления энергии и корректирующим конденсатором. С точки зрения повышения надежности СЗ целесообразно применять добавочное сопротивление, позволяющее исключить два канала управления и активное

состояние выходного транзистора при ограничении тока в первичной цепи КЗ в коммутаторе.

8. Разработана принципиальная электрическая схема коммутатора с элементами, обеспечивающего взаимозаменяемость и частичную унификацию с корректировкой характеристик СЗ емкостным накопителем энергии.

9. Экспериментально подтверждены результаты теоретических исследований СЗ с емкостными накопителями энергии и их преимущества.

10. Разработаны рекомендации по применению и проектированию СЗ с коррекцией характеристик емкостными накопителями энергии, определено, что применения корректирующего конденсатора снижает импульсы перенапряжения и повышает качество энергии в системе электроснабжения автомобиля.

11. Установлено, что емкостные накопители энергии могут быть использованы для форсирования процессов управления фосунками в системах вспрыска топлива.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих научных трудах:

1. Фесенко М.Н., До Ван Зунг. Корректировка характеристик систем зажигания емкостным накопителем энергии. // Автомобильная промышленность. - 1994. - №9. - С. 27-29.

2. Фесенко М.Н., До Ван Зунг. Электронные системы зажигания ДВС с коррекцией характеристик емкостными накопителями. // Тез. докл. 1-й международной научно-техн. конференции по электромеханике и электротехнологии. - Суздаль, 1994. - Ч. 1. - С. 109.

3. Фесенко М.Н., До Ван Зунг. Системы зажигания с корректировкой характеристик емкостными накопителями. Электромеханические системы с компьютерным управлением на автотранспортных средствах и в их роботизированном производстве. - Труды МГААТМ, 1994. - С. 35-40.

4. Фесенко М.Н., До Ван Зунг. Электронные системы зажигания ДВС с коррекцией характеристик емкостными накопителями. // Труды НИИАЭ. - Вып. 71. - 1994. - С. 70 - 78.

5. Фесенко М.Н., До Ван Зунг. Энергетика и оценка экономичности электронных систем зажигания с емкостными накопителями. // Научно-технический прогресс в автомобилестроении. Тез. докл. научно-техн. конференции. - Москва, 1994. - С. 58.

0[0 ВАН ЗУНГ

' Корректировка систем зажигания гмкостными накопителями энергии "

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 07. 02. 95. Заказ № 44 - 95. Гираж 62. Формат 30x42/4. Бумага типографская. Бесплатно.

Ротапринт МГААТМ. Москва, Б. Семеновская, 38.