УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ЕМКОСТИ ВТОРИЧНОЙ ЦЕПИ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к устройствам, позволяющим диагностировать систему зажигания двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры.
2
Надежное воспламенение горючей смеси достигается достаточно высоким уровнем напряжения во вторичной цепи, большим временем горения искры, ее энергией и температурой. Эти обстоятельства зависят от условий эксплуатации системы зажигания, ее состояния. Загрязнение, замасливание проводов высокого напряжения, их покрытие краской, содержащей частицы металла, приводят к снижению распределенной емкости С вторичной цепи системы зажигания и нарушению процесса воспламенения рабочей смеси. Контроль этой величины имеет существенное значение при диагностике системы зажигания двигателя.
Известные диагностические устройства [1] позволяют определить ряд диагностических параметров системы зажигания, однако в их число не входит распределенная емкость вторичной цепи системы зажигания в виду сложности ее определения.
10
20
Технически результат заключается в определении периодов затухающих колебаний кривой напряжения на контакте прерывателя (рис.1) в различных режимах: 1 - система зажигания в исходном состоянии, 2 - в систему зажигания установлена дополнительная емкость С, параллельно емкости контакта прерывателя, 3 - в систему зажигания установлена дополнительная емкость С, параллельно центральному проводу и свечам зажигания.
10
20
Технически результат достигается тем, что в устройство, состоящее из контактной системы зажигания автомобильного двигателя, установлена дополнительная емкость С и дополнительная емкость С. Эти емкости включены в систему зажигания кнопочными включателями с возвратом в исходное положение при повторном нажатии. Запись напряжения на контакте прерывателя осуществляется с помощью ПЭВМ через аналого-цифровой преобразователь. Снижение напряжения до уровня, допускаемого преобразователем, обеспечивает делитель напряжения. Обеспечивает работу преобразователя и обработку полученных результатов программное обеспечение.
Сущность полезной модели представлена рисунками: на рис.1 изображена кривая напряжения на контакте прерывателя, снимаемая в каждом из трех режимов и используемая для определения периодов колебаний, на рис.2 изображена система зажигания с тестовыми емкостями, кнопочными включателями и дополнительным оборудованием.
10
1
20
Устройство состоит из двух емкостей 1 и 4, двух кнопочных включателей 2 и 3, делителя напряжения 6, аналого-цифрового преобразователя 7, компьютера 8 и программного обеспечения 9 и 10. В качестве дополнительной емкости С можно использовать емкость С, являющейся элементом системы зажигания и имеющей величину примерно 0,25 мкФ. В качестве дополнительной емкости С можно использовать антенный кабель диаметром 7 мм и длиной 1,1 м, имеющий емкость примерно 100 пкФ. Для повышения точности определения результата эти емкости должны быть примерно равны емкостям первичной и вторичной цепей системы зажигания. Аналого-цифровой преобразователь L-154, работающий совместно с программой PowerGraph, позволяет производить запись напряжения с шагом 20 мкс, что дает возможность достаточно точно выявить характер записываемых кривых. Для обработки результатов удобно использовать программу MathCAD, так как она дает возможность определять координаты максимумов полученных кривых.
d
10
d1
10
10
20
20
Устройство работает следующим образом. При частоте вращения коленчатого вала 1200 об/мин получаем кривую зависимость напряжения на контакте прерывателя от времени и определяем период колебаний Т на участке, соответствующем периоду горения дуги между электродами свечи зажигания, и период Т после прекращения горения дуги. Нажимая на кнопку 2, подключаем емкость С и на полученной кривой напряжения, несколько отличающейся от первой, находим период T и Т соответственно для участков горения и отсутствия дуги. Нажимаем на кнопку 2 и отключаем С. Нажимаем на кнопку 3 и подключаем к тестируемой системе зажигания емкость С. Вновь получаем кривую напряжения и определяем период Т, соответствующий участку отсутствия дуги. Данные обрабатываются в системе программирования MathCAD. Обеспечивает работу аналого-цифрового преобразователя программа Power-Graph.
d
d1
10
20
2
Далее по пяти полученным периодам Т, T, T, Т и Т определяем искомое значение распределенной емкости вторичной цепи системы зажигания С
Схема, представленная на рис.2, может быть описана системой дифференциальных уравнений, составленной в соответствии с законами Кирхгоффа:
1
1
1
2
1
2
12
2
3
1
1
a=L*C; a=L*C-MC; a=RC; ; ;
1
2
2
21
2
2
21
1
b=LC-MC; b=-MC; ;
- коэффициенты дифференциальных уравнений;
1
2
1
2
1
2
*
L , L, R, R, С, C - соответственно индуктивности, сопротивления и емкости первичной и вторичной цепи;
12
21
М=M/1.04 - взаимоиндуктивности;
- сопротивление потерь в катушке зажигания, прерывателе-распределителе и свече зажигания (звездочкой обозначены параметры, зависящие от частоты);
a
U - напряжение аккумуляторной батареи,
1
2
U, U - соответственно напряжение на конденсаторе и на выходе вторичной цепи.
1
2
Система (2) может быть преобразована в два независимых дифференциальных уравнения второй степени, составленных относительно переменных U и U
1
1
2
2
3
4
3
3
2
2
где A=с-Ka; А=а-Ма; А=1-Ka; ; B=b;
- коэффициенты дифференциальных уравнений;
К - коэффициент трансформации.
1
Для определения коэффициентов этих уравнений можно принять, что с достаточной точностью искомая функция U(t) апроксимируется затухающей косинус-функцией (4)
где  - постоянная времени затухания;
- угловая частота колебаний.
1
2
3
Подставляя номинальные значения параметров системы зажигания и величины тестовых емкостей в коэффициенты А, А, A для трех режимов, находим уравнения (1).
Представленная полезная модель позволяет определить не только распределенную емкость вторичной цепи системы зажигания, но и значения емкости и индуктивности первичной цепи, а также индуктивность вторичной цепи.
Источники информации:
1. Патент №2292482. Способ диагностирования элементов контактно-батарейной системы зажигания бензиновых двигателей / Мошкин Н.И., Дашиев Б.Б. - Приоритет от 15.06.2004 г.