|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Korektor oktanowy. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Samochód. Urządzenia elektryczne Liczba oktanowa benzyny wskazuje, jak bardzo można skompresować mieszankę paliwowo-powietrzną w cylindrze silnika. Na przykład benzyna A-76 umożliwia kompresję 7,6 razy, benzyna A-92 9,2 razy, a alkohol metylowy (CH20OH) aż XNUMX razy. Alkohol oczywiście jest w tym przypadku najlepszy, ale jest trujący i jest używany tylko jako składnik paliwa do różnych specjalnych (sportowych) samochodów i motocykli. Im wyższa liczba oktanowa paliwa, tym bardziej specyficzną moc silnika można uzyskać. Aby upewnić się, że silnik jest „stosem” połączonych ze sobą kawałków żelaza, nie trzeba daleko jechać. Wystarczy zajrzeć pod maskę dowolnego samochodu. Jednym z głównych elementów silnika spalinowego jest układ zapłonowy. Zróbmy od razu rezerwację - tutaj rozważamy działanie silnika benzynowego, w którym mieszanina benzyny i oparów powietrza (mieszanka paliwowo-powietrzna) jest zapalana przez wyładowanie elektryczne o wysokim napięciu, czyli innymi słowy, Iskra. Rysunek 1 przedstawia schematycznie cykl pracy silnika jednocylindrowego (liczby obok okręgu). Promień okręgu (strzałka) pokazuje kąt φ obrotu wału silnika względem górnego martwego punktu (GMP) tłoka. Naszym zadaniem jest zapalenie mieszanki paliwowo-powietrznej w tym cylindrze w odpowiednim momencie.
Oczywiste jest, że mieszanka paliwowo-powietrzna nie pali się natychmiast, ale w bardzo określonym czasie. Czas ten zależy od liczby oktanowej użytej benzyny. Zdarza się jednak, że mieszanka zbyt szybko się wypala. To niezwykle szkodliwe zjawisko nazywamy detonacją. Do detonacji dochodzi, gdy liczba oktanowa stosowanej benzyny nie odpowiada stopniowi sprężania w tym silniku, a mieszanka paliwowo-powietrzna zapala się samoistnie. Ale w końcu potrzebujemy, aby mieszanka zapaliła się „w razie potrzeby” i wypaliła, jeśli to możliwe, całkowicie. Aby wiedzieć, jak o to walczyć, trzeba pamiętać o szkole. Dawno, dawno temu, w XVII wieku, dwóch naukowców – Boyle i Marriott – „wymyśliło” swoje własne prawo. Zasadniczo to prawo dotyczy gazu doskonałego, ale można je wykorzystać do zrozumienia, co stanie się w cylindrze naszego silnika (i skąd tylko Boyle i Mariotte wiedzieli o tym wszystkim?). Prawo odnosi się do ciśnienia P, objętości V i temperatury T i wcale nie wygląda groźnie:
Kiedy tłok porusza się w cylindrze, te trzy wielkości po prostu się zmieniają. Okazuje się, że jeśli ciśnienie gazu zacznie spadać, a objętość wzrośnie (tłok „opadł” w dół), to jego temperatura spadnie, a po przekroczeniu górnego martwego punktu spalanie ustanie. Wszystko, co nie zdążyło się spalić, zostanie wyrzucone przez rurę wydechową „w celu zatrucia” otoczenia i jednocześnie (jeśli napotkają w pobliżu) pieszych. Dlatego w celu zapewnienia maksymalnej sprawności silnika i ochrony ludzi przed zatruciem spalinami konieczne jest zapalenie mieszanki w cylindrze zanim tłok osiągnie górny martwy punkt. Strzałka na ryc. 1 wskazuje dokładnie to położenie tłoka. Zobaczmy teraz, jaki kąt wyprzedzenia zapłonu należy ustawić początkowo dla obrotów biegu jałowego (f = 600 obr./min lub 10 obr./min), aby silnik uruchamiał się i pracował normalnie. Zrobimy to dla benzyny A-76, która spala się w cylindrze w przybliżeniu w czasie t76=0,7 ms oraz AI-92, która pali się w cylindrze w czasie t92=1,3 ms. Piszemy wzór do obliczania czasu zapłonu fop:
Następnie podstawiając wartości t76 i f za benzynę A-76 otrzymujemy f76=2,52°. Dla AI-92 - odpowiednio f92 = 4,68 °. Doświadczeni kierowcy od razu powiedzą, że to nonsens, a wartości ustawionego kąta powinny być dwa razy większe. Ale muszą też wiedzieć, że wałek wyłącznika-rozdzielacza obraca się dokładnie dwa razy wolniej, dlatego nasze obliczone wartości kątów muszą zostać podwojone. Otrzymujemy wtedy φ76=5,04° i φ92=9,36°, co niewiele różni się od rzeczywistych wartości kątów montowanych na samochodach. Zastanówmy się, dlaczego samochód potrzebuje również odśrodkowego regulatora czasu zapłonu. Nie na próżno przy obliczaniu kąta wyprzedzenia zapłonu ustaliliśmy, że obliczamy go dla 600 obr./min. W końcu, jeśli ten kąt pozostanie niezmieniony, to przy 1200 obr / min czas przeznaczony na spalanie mieszanki (od zapłonu do GMP) zostanie zmniejszony o połowę, a mieszanina po prostu nie będzie miała czasu na całkowite wypalenie. Natychmiast rozpocznie się „strzelanie” w tłumik, silnik nie rozwinie niezbędnej mocy. Okazuje się, że aby mieszanka wypaliła się wraz ze wzrostem prędkości obrotowej silnika, konieczne jest zwiększenie kąta wyprzedzenia zapłonu. Dla benzyny A-76 przy 3000 obr/min (50 obr/min) kąt wyprzedzenia powinien wynosić według wzoru (1): f76 \u0,0007d 50 * 360 * 2 * 25,2 \uXNUMXd XNUMX ° (Skąd pochodzi dwójka, jest już jasne). Gdyby tak było naprawdę, wszystko byłoby proste. Okazuje się jednak, że wraz ze wzrostem prędkości mieszanina zaczyna palić się szybciej, a zmiany szybkości spalania nie da się opisać żadną funkcją analityczną. Zależność jest wybierana eksperymentalnie i uwzględniana przy produkcji regulatora odśrodkowego dla każdego typu silnika. „To jasne i oczywiste”, że urządzenia mechaniczne nie mogą zapewnić wystarczającej dokładności regulacji kąta wyprzedzenia zapłonu. W nowoczesnych samochodach wszystkim tym zajmuje się sterownik, który uwzględnia nie tylko prędkość obrotową silnika, ale także „wiązkę” parametrów. Jeśli zwróciłeś uwagę, silnik musi pracować w takim trybie, aby spełnione były dwa warunki:
Kiedy silnik pracuje dokładnie na benzynie, dla której jest przeznaczony, wszystko jest w porządku. Jeśli „coś” wlało się do zbiornika, na przykład 76. zamiast 92., to silnik będzie miał, delikatnie mówiąc, nie słodki. W przypadku takiego, że tak powiem, tankowania, przy niskich prędkościach będzie obserwowana silna detonacja, a przy wyższych prędkościach silnik się przegrzeje. Ogólnie rzecz biorąc, w teorii wszystko jest tak, jak być powinno. Przy niskich prędkościach stopień sprężania przekroczy maksymalne dopuszczalne i mieszanina nie będzie miała nic do zrobienia, jak spontanicznie (i uwaga, wcześniej niż to konieczne) zapalić się, innymi słowy zdetonować. Ale wraz ze wzrostem prędkości obrotowej silnika regulator odśrodkowy zwiększy czas zapłonu, a stopień sprężania w momencie iskry stanie się mniej niż akceptowalny. Oznacza to, że wraz ze wzrostem prędkości wydaje się, że detonacja zniknie. Ale nie zapominajmy, że czas spalania mieszanki w cylindrze zależy również od liczby oktanowej benzyny. W naszym przypadku 76. benzyna wypali się, zanim tłok znajdzie się w GMP, tak jak w przypadku 92. benzyny, a mieszanka, która spaliła się przed czasem, będzie mocno naciskać na tłok, próbując uniemożliwić mu dostanie się do TDC . Spowoduje to przegrzanie silnika ze wszystkimi tego konsekwencjami. Jednak wciąż istnieje wyjście z obecnej sytuacji. Ustawmy początkowy czas zapłonu, aby był optymalny dla 76. benzyny (~ 5 °). Oczywiście doprowadzi to do wzrostu kompresji, a co za tym idzie do wzrostu detonacji. Ale przecież kąt wyprzedzenia wzrasta, a stopień sprężania odpowiednio maleje wraz ze wzrostem prędkości. Oznacza to, że jeśli wlejesz 92. benzynę zamiast 76. i ustawisz czas zapłonu na 5 ° zamiast zalecanych 9 °, to zaczynając od niektórych obrotów, kierowca przestanie zauważać, że wlewana jest niewłaściwa benzyna. Obliczmy, zaczynając od jakich obrotów to nastąpi. Formuła (1) znów pomoże. Jeśli znajdziesz prędkość, przy której 76. benzyna przestaje detonować, uzyskasz około 1400 obr./min. Niewiele różni się od stanu bezczynności. Wielu doświadczonych kierowców jeździ „Zhiguli” na 76. benzynie bez żadnych uszczelek, ustawiając zapłon na późniejszy termin. Ale „najwyższy peep” to możliwość szybkiej regulacji kąta wyprzedzenia zapłonu, dostosowania go do tankowanej benzyny i warunków pracy ulubionego „żelaznego konia”. Urządzenia wykonujące tę operację nazywane są korektorami oktanowymi. Jak się okazało, jednostki impulsowego zapłonu plazmy opisane wcześniej w czasopiśmie [1-5] nie tylko poprawiają spalanie paliwa i przyczyniają się do jego zauważalnych oszczędności, ale także stosunkowo prosto pozwalają zbudować korektor oktanowy. W celu ułatwienia wyjaśnienia zasady jego działania przedstawiamy schemat zespołu zapłonowego (rys. 2) z [1].
Wykorzystuje zintegrowane układy czasowe KR1006VI1. Na IC DA2 wykonany jest obwód zabezpieczający przed odbijaniem styków wyłącznika, drugi timer - DA1 - to pojedynczy wibrator sterujący tyrystorem. Pojedynczy wibrator generuje impuls o czasie trwania około 1 ms, podczas którego tyrystor jest utrzymywany na siłę w pozycji otwartej. Powoduje to zamknięcie obwodu obwodu oscylacyjnego utworzonego przez uzwojenie pierwotne cewki zapłonowej i kondensator magazynujący C3. Napięcie na C3 przy braku sygnału na wejściu choppera musi wynosić co najmniej 450 V. Częstotliwość przetwornicy wysokiego napięcia jest wybierana na około 2 kHz, aby tyrystor miał czas na wyłączenie się w czasie między impulsy generatora blokującego przekształtnika. A teraz, po zrozumieniu teorii, porozmawiamy o tym, jak korektor oktanowy może ułatwić życie kierowcom. Na rysunku 3 przedstawiono schemat bloku zapłonowego z korektorem oktanowym na podstawie znanego już bloku OH-427 [3].
Działanie korektora oktanowego musi spełniać następujące warunki:
Na wszelki wypadek przypomnijmy, że przy różnych prędkościach 1 ms odpowiada bardzo różnym kątom obrotu wału korbowego silnika. Aby utworzyć korektor oktanowy, do obwodu OH-427 dodatkowo wprowadza się inny timer (DA3) typu KR1006VI1 i tranzystor VT3, które są podłączane bezpośrednio po obwodzie zabezpieczającym przed odbiciem styku wyłącznika na elementach VT1 i DA2. Rysunek 4 przedstawia wykresy czasowe korektora oktanowego. Sygnał z wyjścia układu przeciwodbiciowego, tj. z pinu 3 DA2 (rys. 4a) wchodzi do łańcucha proporcjonalnie całkującego R9-R10-C5.
Wniosek 7 DA2 jest podłączony do kondensatora całkującego C5, który tworzy kształt impulsu niezbędny do działania urządzenia (rys. 4b). Krawędź natarcia tego impulsu odpowiada ustawionemu kątowi wyprzedzenia zapłonu mieszanki w cylindrze silnika. Gdyby nie było połączenia między C5 a pinem 7 DA2, C5 byłby rozładowywany przez te same rezystory (R9, R10), przez które był ładowany, co nie pozwalałoby na stabilną pracę urządzenia na wysokich obrotach silnika. Z łańcucha całkującego sygnał podawany jest na wejście elementu progowego, którego rolę pełni timer DA4. Timer zapewnia możliwość regulacji progu odpowiedzi wewnętrznych komparatorów, co przy określonym kształcie sygnału wejściowego pozwala płynnie regulować opóźnienie impulsu wyjściowego względem dodatniego czoła wejścia. Na rysunku 4 rozpatrzono przypadek, gdy próg odpowiedzi komparatora Uthr sprowadzono do stosunkowo płaskiego odcinka impulsu scałkowanego, co umożliwia, poprzez zmianę progu odpowiedzi, dobór wymaganej wartości opóźnienia. Impuls sterujący wyłącznikiem zasilania na optotyrystorze VU1 jest generowany przez zegar DA4 (rys. 4c). Ten sam impuls jest przykładany do podstawy tranzystora VT3, zawartego w obwodzie wewnętrznego dzielnika napięcia odniesienia timera DA3. Dzielnik to łańcuch trzech rezystorów 5 kΩ połączonych szeregowo. Dla ułatwienia zrozumienia zasady działania timera pokazano go na rys. 5 w nieco „otwartej” formie.
Rezystor regulacyjny R8 jest podłączony przez rezystor ograniczający R11 do styku 5 timera, to znaczy równolegle z jego dwoma „dolnymi” rezystorami wewnętrznego dzielnika napięcia odniesienia. Do normalnej pracy silnika dodatkowe opóźnienie wprowadzone za pomocą korektora liczby oktanowej powinno zmniejszać się wraz ze wzrostem prędkości obrotowej silnika, to znaczy urządzenie musi zawierać również miernik częstotliwości. Problem ten okazał się łatwy do rozwiązania. Timer DA4, który steruje wyłącznikiem zasilania, generuje impulsy sterujące o czasie trwania 1 ms. Te same impulsy są używane do licznika częstotliwości. Okazało się, że zależność częstotliwościowa czasu opóźnienia wejściowego jest najłatwiejsza do zorganizowania na tym samym chipie DA3, który reguluje czas zapłonu. W tym celu kondensator C5 jest podłączony do zacisku 3 timera DA9. Pożądane jest użycie tego typu kondensatora K53-16 lub podobnego o tolerancji pojemności nie większej niż ± 10%. Kondensator C9 jest ładowany przez wewnętrzny dzielnik timera i jest rozładowywany przez otwarty tranzystor VT3 i obwód R8-R11 w obwodzie kolektora. Rysunek 6 pokazuje zależność fazową sygnałów w niektórych punktach obwodu oktanowo-korektora. Rysunek 6a przedstawia impulsy na wejściu DA3, a rysunek 6b przedstawia przebieg napięcia na jego wewnętrznym dzielniku napięcia odniesienia.
Kondensator C9, podłączony do styku 5 DA3, jest rozładowywany przez klucz do VT3 w czasie t1 i ładowany przez wewnętrzny dzielnik timera w czasie t2. Ponieważ jednak t1 jest stałe (w danym położeniu silnika R8), a t2 zmienia się wraz ze zmianą prędkości obrotowej silnika, napięcie odniesienia będzie się zmieniać również przy zmianie prędkości obrotowej wału. Wymagane szybkości ładowania i rozładowania pojemności można dobrać ustawiając odpowiednie wartości C9 i R11. Wewnętrzny dzielnik timera nakłada pewne ograniczenia na wybór pojemności, ponieważ rezystory, które go tworzą, są stałe i mają rezystancję 5 kOhm. Trzeci schemat (ryc. 6c) przedstawia sygnał generowany przez zegar DA4, który steruje wyłącznikiem zasilania VU1. Jest ściśle znormalizowany pod względem czasu trwania, ponieważ jest również używany w mierniku częstotliwości, kontrolującym klucz na tranzystorze VT3. Krytyczną częścią obwodu jest transformator pokazany na rysunku 7. Jego jakość wykonania musi być wysoka, ponieważ działa w trybie trudnym. Najlepiej wypełnić go lakierem lub żywicą epoksydową. Liczbę zwojów, kolejność uzwojeń i rozmieszczenie uzwojeń przedstawiono w tabeli 1.
Kolejność uzwojenia uzwojeń to 1-3-2. Uzwojenie - zwykłe, warstwowe, cewka do cewki. Izolacja między uzwojeniami i warstwami - 1 warstwa tkaniny lakierowanej (napięcie przebicia - ok. 1000 V). Rdzeń transformatora - ferryt 2000NM1 Sh10x10. Jest montowany z odstępem 1 mm (zastosowano przekładkę dielektryczną). Opracowany blok pozwala na pracę silnika na bardzo ubogiej mieszance paliwowo-powietrznej. Przy takim trybie pracy obserwuje się nie tylko bardzo zauważalną oszczędność paliwa (może sięgać 20%), ale także spadek zawartości CO w spalinach. Ta ostatnia jest poniżej granicy czułości analizatorów gazu używanych w policji drogowej. Jest więc całkiem realistycznie, po zainstalowaniu takiego bloku na Zaporożcu, pojechać nim do Paryża. Norma emisji Euro zostanie spełniona bez katalizatorów platynowych. Ponadto, podczas używania tego urządzenia w pojazdach napędzanych gazem ziemnym, silnik uruchamia się swobodnie bez benzyny nawet w niskich temperaturach. Źródła informacji
Autor: V. Szczerbatyuk, E. Pietsko
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Transmisja danych światłowodem z szybkością 22,9 mln Gbit/s ▪ Axis M3027-PVE - kamera panoramiczna do zewnętrznego nadzoru wideo ▪ Monitor do gier ASUS ROG Swift PG4UQR 32K ▪ Bezpłatna wymiana wyświetlaczy w smartfonach Motorola ▪ Nowa rakieta czeka na ofiarę 6 godzin
▪ sekcja serwisu Wzmacniacze niskich częstotliwości. Wybór artykułu ▪ artykuł Wzbogać się! Popularne wyrażenie ▪ artykuł Jaki jest najmniejszy pies na świecie? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Kanavalia wyrostek mieczykowaty. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł O korekcji S-metra w radiu CB. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
(1)
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony