Замикання контактів переривника

На 1-му етапі вторинний ланцюг практично не впливає на процес наростання первинного струму. Струми й напруги у вторинному ланцюзі при відносно малій швидкості наростання первинного струму незначні. Вторинний ланцюг можна вважати розімкнутої. Первинний конденсатор замкнуть накоротко контактами К. Схема заміщення для даного робочого етапу наведена на мал. 3.1 [8].

Процес наростання первинного струму відповідно до другого закону Кирхгофа описується диференціальним рівнянням [8]

, (3.1)

де — індуктивність первинної обмотки; — швидкість наростання первинного струму; — повний опір первинного ланцюга, що представляє собою суму активного опору первинної обмотки, опорів додаткового резистора й проводів.

Рис. 3.1. Схема заміщення класичної системи запалювання після замикання контактів переривника.

Рішенням цього рівняння є вираження

або (3.2.)

де — постійна часу первинного контуру; .

У початковий момент часу при t=0 струм i =0, при цьому швидкість наростання первинного струму максимальна й не залежить від опору ,. При струм досягає сталого значення , а швидкість його зміни дорівнює нулю . Для сучасних автомобільних котушок запалювання первинний струм досягає свого максимального значення приблизно за 0,02 с.

Під час наростання струму в первинній обмотці наводиться ЭДС самоіндукції

, (3.3)

ЭДС самоіндукції убуває за експонентним законом. При , , при

У вторинній обмотці індукується ЭДС взаємоіндукції

, (3.4)

де М — взаємоіндукція.

ЭДС взаємоіндукції мала по1 величині й також змінюється за експонентним законом.

У деякий момент часу контакти розмикаються. Струм розриву за інших рівних умов залежить від часу замкнутого стану контактів :

, (3.5)

Час : залежить від частоти обертання колінчатого вала двигуна й, числа циліндрів z, профілю кулачка, тобто співвідношення між кутом замкнутого й розімкнутого станів контактів.

Частота розмикання контактів при чотиритактному двигуні або число іскор у секунду f=zn/(2- 60).

Час повного періоду роботи переривника

, (3.6)

де t_p — час розімкнутого стану контактів.

Якщо позначити відносний час замкнутого й розімкнутого станів контактів відповідно через ₃ = t₃ / Т и _р = t_p / Т, то час замкнутого стану контактів

, (3.7)

Аналітичне вираження струму розриву прийме вид

, (3.8)

Таким чином, струм розриву зменшується зі збільшенням частоти обертання вала й числа циліндрів і збільшується зі збільшенням відносного часу замкнутого стану контактів, що визначається геометрією кулачка й від частоти обертання вала не залежить. Струм розриву залежить також від параметрів первинного ланцюга: він прямо пропорційний напрузі батареї U₆, зростає зі зменшенням R₁, і зменшується зі збільшенням індуктивності L₁.

Електромагнітна енергія, що запасає в магнітному полі котушки запалювання до моменту розмикання контактів,

, (3.9)

Показник .

Якщо рівняння (3.9) продіфференцирувати по L ₁, і дорівняти до нуля, то можна визначити значення а для одержання найбільшої електромагнітної енергії, що запасає, від джерела постійного струму з напругою _U6:

(3.10)

Умова (3.10) для звичайної класичної системи запалювання не може бути дотримано, тому що t₃ — показник змінний і залежно від частоти обертання двигуна змінюється в широких межах. Тому на більшості режимів роботи котушки запалювання в діапазоні малих (холостий хід) і середніх частот обертання двигуна внаслідок більших значень t₃ струм у первинній обмотці, досягши сталого значення, даремно нагріває котушку й додатковий опір.

Щоб знайти втрати в первинному ланцюзі, необхідно обчислити дійсне значення струму

(3.11)

Визначивши по формулі (3.11) струм , знаходять потужність втрат Р_1піт, що розсіюється в первинній обмотці котушки запалювання, на додатковому опорі й у проводах:

(3.12)

Поиск по сайту: