Arskama.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Частота оборотов двигателя искрообразования

Все о частотных преобразователях

Частотные преобразователи — это устройства для плавного изменения частоты вращения синхронных и асинхронных двигателей посредством изменения частоты питающего тока.

В современной технике благодаря простоте конструкции и обслуживания, небольшим габаритам, высокой надёжности, и низкой стоимости огромное распространение получили именно асинхронные электродвигатели.

При работе различных устройств, в качестве привода которых применяются асинхронные электродвигатели, часто возникает необходимость в регулировании их скорости вращения.

Исходя из формулы n = (1 — S)60f/p где n — скорость вращения ротора, S — скольжение, f — частота питающей сети, p — количество пар полюсов.

Существует три способа регулирования скорости вращения асинхронного двигателя:

  • — изменение скольжения. Этот способ используется в двигателях с фазным ротором. В цепь фазного ротора вводится регулировочный реостат. При использовании этого способа можно получить большой диапазон регулирования частоты вращения в сторону понижения. Однако этот способ имеет, и ряд недостатков, основным из которых является большие потери на регулировочном реостате (нагрев) т.е. снижение КПД. Как следствие этот способ применяют для кратковременного снижения частоты вращения.
  • — изменение числа пар полюсов. Этот способ предполагает использование специальных двигателей (многоскоростных) имеющих более сложную обмотку статора, позволяющую изменять число пар полюсов, и короткозамкнутый ротор. Недостатком этого метода является ступенчатое регулирование (3000, 1500, 1000, 750, 600 об/мин – 1,2,3,4,5 обмотки с 1,2,3,4,5 парами полюсов соответственно), большая стоимость и громоздкость двигателя.
  • — изменение частоты питающего тока (напряжения). На практике этот метод, в общем случае (самый простой), предполагает вместе с частотой изменять и действующее значение подведенного напряжения таким образом, что бы отношение U/f было постоянно. Это (изменение входного напряжения) делается для сохранения перегрузочной способности двигателя с изменением частоты сети.

В приводах центробежных насосов и вентиляторов, которые являются типичными представителями переменной механической нагрузки (момент нагрузки возрастает с увеличением скорости вращения) используется функция напряжения к квадрату частоты U/f 2 = сonst.

В более совершенных частотных регуляторах для управления скоростью вращения и электромагнитным моментом двигателя независимо, используется так называемое векторное управление. При этом виде управления необходимо управлять амплитудой и фазой статорного тока (т.е. вектором) в зависимости от положения ротора относительно обмотки статора в каждый момент времени.

Применение частотных регуляторов. Зачем нужен частотный регулятор?
Асинхронные двигатели имеют ряд недостатков (сложность регулирования скорости вращения, большие пусковые токи, относительно малый пусковой момент). Однако благодаря своей простоте, надежности и дешевизне получили огромное распространение в промышленности и быту. Применение же частотных регуляторов «устраняет» недостатки асинхронных двигателей и кроме этого позволяет избежать установки различного дополнительного оборудования, уменьшить потери в технологическом процессе, увеличить КПД самого двигателя, уменьшить износ, как самого двигателя, так и оборудования использующегося в данном технологическом процессе.

Рассмотрим более детально применение частотных регуляторов на примере насосного оборудования. Потери в технологической системе зависят от нагрузки создаваемой потребителями (на неё мы влиять не можем) и гидравлическим сопротивлением элементов этой системы. Так поддержание давления у потребителей на постоянном уровне при изменяющейся нагрузке, возможно только при использовании дополнительного оборудования (различных регуляторов давления, мембранных баков, дроссельных задвижек). Использование этого оборудования создает дополнительное гидравлическое сопротивление и как следствие снижает КПД системы в целом. При использовании частотного регулятора двигатель сам регулирует давление в сети посредством изменения частоты вращения. Кроме того при снижении технологической нагрузки уменьшая частоту вращения насоса, КПД самого насоса тоже возрастает. Таким образом достигается как бы двойной эффект увеличивается КПД системы в целом, за счёт исключения из системы лишнего гидравлического сопротивления и увеличение КПД самого насоса как агрегата.

Применение частотного регулятора также значительно снижает эксплуатационные затраты связанные с износом оборудования. Плавное регулирование вращения (и плавный пуск) практически полностью позволяют избежать как гидравлических ударов, так и скачков напряжения в электросети (особенно актуально в системах, где предусмотрен частый пуск/остановка насоса).

Исследование разрядных процессов, протекающих в высоковольтной цепи системы зажигания двигателя при повторном искрообразовании Текст научной статьи по специальности « Физика»

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Николаев П. А.

Статья посвящена исследованию разрядных процессов, протекающих в высоковольтной цепи системы зажигания двигателя внутреннего сгорания. В работе рассмотрены вопросы, связанные с определением спектрального распределения сигнала при повторном искрообразовании. Проведены исследования динамики изменения разрядного тока в зависимости от состояния воздушно-топливной смеси в цилиндрах поршневого двигателя. Определенна мощность сигнала протекающего в момент емкостной фазы электрического разряда на свече, при различных режимах работы ДВС.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Николаев П. А.

THE RESEARCH OF DISCHARGE PROCESSES, RESULTING AT THE IGNITION HIGH-VOLTAGE SYSTEM ENGINE IN SECONDARY SPARK FORMATION TIME1«AVTOVAZ», Togljatti

This article has dedicated to discharge processes research, resulting at the explosion engine ignition high-voltage systems. The job considers the questions of determining of signal spectral distribution in secondary spark formation time. Was fulfill the investigation discharge current variation dynamics depending on air-fuel mixture state at the piston engine cylinder. Specified the power of signal, proceeding at capacitive phase moment of electrical discharge on spark for engine different conditions.

Читать еще:  Шкода октавия tsi двигатель троит

Текст научной работы на тему «Исследование разрядных процессов, протекающих в высоковольтной цепи системы зажигания двигателя при повторном искрообразовании»

УДК 621.43.042 + 629.114.6

ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРЯДНЫХ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ ЦЕПИ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ПОВТОРНОМ ИСКРООБРАЗОВАНИИ

© 2006 П.А. Николаев ОАО «АВТОВАЗ», г. Тольятти

Статья посвящена исследованию разрядных процессов, протекающих в высоковольтной цепи системы зажигания двигателя внутреннего сгорания. В работе рассмотрены вопросы, связанные с определением спектрального распределения сигнала при повторном искрообразовании. Проведены исследования динамики изменения разрядного тока в зависимости от состояния воздушно-топливной смеси в цилиндрах поршневого двига-

теля. Определенна мощность сигнала протекающего в че, при различных режимах работы ДВС.

В настоящее время основной парк автотранспорта составляют автомобили с бензиновыми двигателями, оснащаемые системой принудительного воспламенения воздушно-топливной смеси. Особенностью такой системы зажигания является то, что при ее работе генерируются электромагнитное излучение. При этом регистрируемый с помощью измерительной аппаратуры сигнал, представляет собой во временной области последовательность импульсов со случайной амплитудой и длительностью от 200 нсек. [1], вследствие чего помехи данного типа являются широкополосными, спектр которых находится в пределах до 1 ГГц. Данный вид излучения практически всегда преобладает над другими помехами в районах интенсивного автомобильного движения в зоне до 60 м от автострад [2]. Это является нежелательным фактором, влияющим на работу высокочувствительной радиоаппаратуры, внося паразитную составляющую как по приемопередающему каналу, так и индуцируя помехи в электронных схемах. Известно [3], что электромагнитное излучение генерируется током, протекающим в высоковольтном контуре системы зажигания в момент емкостной фазы электрического пробоя на свече. При этом амплитуда одиночного разрядного сигнала зависит от газодинамических параметров воздушнотопливной смеси [4]. Однако, не смотря на то, что электрический пробой достаточно полно исследован, до сих пор не рассмотрены зависимости амплитудно-частотного распределения тока в системе зажигания

момент емкостной фазы электрического разряда на све-

транспортного средства от состояния воздушно-топливной смеси в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания, связанные с явлением повторного искрообразования. Необходимость разработки математической модели, описывающей закономерности протекания сигнала при многоискровом разряде определяет актуальность темы исследования.

Суть явления повторного искро-образования заключается в том, что за первым емкостным пробоем межэлектродного зазора свечи зажигания следует серия других. При этом многоискровой процесс характерен при высокой степени турбулентности воздушнотопливной смеси в области ионизированного промежутка разрядника, а именно, когда выполняется условие:

Рик Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Вторая граница интервала Dt определяется из условия:

i (tu) = 0.1 х i(t м). (6)

где Я2 — помехоподавляющее сопро-

тивление; Ь2 — индуктивность высоковольтной цепи; С2 — шунтирующая емкость высоковольтного контура.

При многоискровом процессе, выборка отдельно взятого разрядного сигнала из ряда чередующихся емкостных фаз, определяется выражением (1). Однако при этом случайный характер имеет время момента возникновения пробоя, а также максимум амплитуды тока.

Границы временных интервалов, в которых наиболее вероятно появление повторного разряда, определяются исходя из соображений устойчивости дуги искры при воздействии на нее давления вихря воздушно-топливной смеси: At Е (м; 1и ], где 1м — время, при котором сигнал достигает своего экстремума; tи -значение времени, соответствующее окончанию импульса, протекающего в емкостной фазе пробоя. Вне интервала At дуга искры устойчива, так как при t Е [0; tм ], давление плазмы в канале больше, чем давление вихря воздушно-топливной смеси. После момента

времени tи, фаза пробоя переходит в

тлеющий или дуговой разряд, а также происходит воспламенение топливного заряда. При этом фронт пламени, а соответственно и вектор давления газа ориентированы в направлении от свечи зажигания, вследствие чего создаются условия отсутствия повторного искрообразования.

Максимум функции (2) определяется выражением, который получается при нахождении экстремальных значений кривой

Решая (6), определенно время окончания емкостной фазы электрического разряда:

Исходя из расчетов математического моделирования, погрешность вычисления tu по формуле (7) не превышает 9% от истинного значения.

Период времени АТ, в котором наиболее вероятно появление пробоя искрового промежутка свечи зажигания, а также многоискрового разряда (рис.1), определяется из условия:

где X и p электрические параметры цепи системы; ^1 — угловая частота двух взаимосвязанных обмоток устройства накопления энергии; 1р — максимальный ток, протекающий в первичной обмотке катушки зажигания до момента разрыва. Нахождение X, р и ^1 подробно рассмотрено в [3].

Правая часть выражения (8) представляет собой затухающий колебательный процесс в высоковольтной цепи системы зажигания при условии отсутствия пробоя. Решая (8), определен период времени АТ, в котором наиболее вероятно появление пробоя искрового промежутка свечи зажигания:

При определении количества к повторных разрядов на искровом зазоре свечи зажигания в момент времени существования отдельно взятой выборки сигнала, протекающей в высоковольтном контуре системы зажигания, рассмотрены следующие предельные значения существования функции 1(0:

1. Условие (1) выполняется при t=tм, тогда:

Зажигательная физика — опережение, трамблер и УОЗ

Что такое угол опережения зажигания — он же УОЗ? Это некая атрибутика древних автомобилей или же нечто незыблемое, сродни всемирному тяготению? Большинству современных автовладельцев это неведомо. Всеми системами автомобиля управляют многочисленные контроллеры, а потому своевременное искрообразование в цилиндрах двигателей целиком на их совести. Между тем по стране бегает огромное количество древних машинок, незнакомых с процессорами и прочими чипами. Поэтому вопросы типа «Как отрегулировать УОЗ?» звучат по сей день.

Читать еще:  Что дает облегченный маховик двигателя

На технические вопросы отвечать всегда приятно. Но сначала придется вспомнить некоторые «зажигательные» термины.

Терминология

Прерыватель-распределитель зажигания — электромеханическое устройство, обеспечивающее своевременную подачу импульсов высокого напряжения на свечи зажигания. Часто его называют трамблером.

Опережение зажигания — воспламенение рабочей смеси в цилиндре раньше, чем закончится такт сжатия.

Угол опережения зажигания (УОЗ) — угол поворота коленчатого вала двигателя от положения, соответствующего появлению искры на свече до прихода поршня в верхнюю мертвую точку.

Контактная система зажигания — система, в которой коммутация катушки зажигания обеспечивается механическим прерывателем.

Бесконтактная система зажигания — система, в которой коммутация катушки зажигания обеспечивается электронным модулем, управляемым электронным датчиком положения коленчатого вала — например, датчиком Холла (ВАЗ-2108) или магнитоэлектрическим (ГАЗ-2410).

Прерыватель системы зажигания — механический выключатель в трамблере, непосредственно соединенный с первичной цепью катушки зажигания.

Бегунок — элемент трамблера, поочередно передающий высокое напряжение от катушки зажигания на высоковольтные провода, соединенные со свечами зажигания двигателя.

Угол замкнутого состояния контактов (УЗСК) — величина, показывающая, как долго контакты механического прерывателя должны оставаться замкнутыми. Для классических Жигулей УЗСК составляет примерно 55 градусов. Правильно выбранный УЗСК дает катушке зажигания возможность набирать нужную энергию и полностью отдавать ее на свечи зажигания.

Когда и зачем нужно настраивать зажигание?

Сначала немножко теории. Если бы рабочая смесь в цилиндрах сгорала мгновенно, то проблем с опережением не было бы в принципе. Поджигай ее в верхней мертвой точке — и все окей. Но смесь сгорает не мгновенно: ей требуются миллисекунды. При этом реальная частота вращения коленчатого вала, конечно же, непостоянна. Поэтому нельзя тупо поджигать смесь в одно и то же время при разных режимах работы мотора: она будет сгорать либо слишком рано, либо чересчур поздно. Итог всегда будет неутешительный — двигатель плохо тянет, греется, неустойчиво работает, детонирует и т.п.

В частности, если начать «искрить» слишком рано (большой УОЗ), то давление газов станет резко возрастать до прихода поршня в верхнюю мертвую точку, препятствуя его движению. Из-за этого уменьшится мощность и ухудшится экономичность мотора, он утратит приемистость и будет дергаться на малых оборотах. При позднем искрообразовании (малый УОЗ) смесь будет долго гореть при расширяющемся объеме, а потому давление газов будет значительно ниже расчетного. Мощность и экономичность понизятся, а мотор сильно перегреется, поскольку догорание смеси будет идти на протяжении всего такта расширения.

Способ лечения один — поджигать рабочую смесь согласно частоте вращения и нагрузке на двигатель. Кроме того, корректировка УОЗ может потребоваться при переходе на бензин с другим октановым числом. Кстати, на очень древних автомобилях (в начале прошлого века) момент зажигания регулировал водитель: была предусмотрена специальная рукоятка. Но вскоре она исчезла, поскольку мотор обзавелся трамблером с центробежным механизмом внутри.

Центробежный регулятор содержал, как правило, пару грузиков, уравновешенных пружинами. При увеличении частоты вращения грузики расходились в стороны и поворачивали опорную пластину, на которой находился прерыватель. Чем выше частота вращения, тем сильнее расходятся грузики и тем выше становится УОЗ.

Дальнейшая погоня за экономичностью добавила в помощники к центробежному регулятору его вакуумного коллегу. Дело в том, что с увеличением нагрузки увеличивается и наполнение цилиндров горючей смесью, поскольку водитель сильнее давит на акселератор. При этом процентное содержание остаточных газов в рабочей смеси снижается, что способствует увеличению скорости сгорания. Следовательно, УОЗ надо снижать.

Напротив, при снижении нагрузки на мотор уменьшается наполнение цилиндров, растет содержание остаточных газов, а потому рабочая смесь будет гореть медленнее. УОЗ в этом случае нужно увеличивать. Эту задачу и решает вакуумный регулятор, отслеживающий разрежение во впускном трубопроводе двигателя. Чем выше нагрузка, тем ниже разрежение, и наоборот. В большинстве классических моторов центробежный и вакуумный регуляторы работают совместно.

Если октановое число топлива не соответствует тому, которым руководствовался конструктор при проектировании мотора, то даже при оптимальной работе упомянутых регуляторов нормальной работы мотора ждать не стоит. Самое неприятное явление, которое может при этом возникнуть, — детонация. Грубо говоря, это взрывообразное сгорание смеси, чреватое капремонтом. Для предотвращения детонации в классических моторах былой эпохи нужно было открыть капот и вручную повернуть корпус трамблера в нужную сторону. Залил низкооктановый бензин — изволь сделать зажигание более поздним…

Само собой, что в современных двигателях оптимальный УОЗ выставляет управляющий контроллер. Он следит за оборотами, нагрузкой, октановым числом, температурой и т.п.

Как регулировать УОЗ?

На слух? По искре? По лампочке? По стробоскопу? Сейчас разберемся.

Сразу скажем, что про стробоскоп говорить не будем. Во-первых, у рядового водителя под рукой его попросту нет. А, во-вторых, с ним лучше не связываться. Дело в том, что стробоскоп показывает момент зажигания только при работающем моторе, но при этом за счет центробежного регулятора УОЗ смещается в сторону опережения даже на минимальных оборотах холостого хода. Поэтому точной регулировки ждать, вообще говоря, не стоит.

Правильные рекомендации по регулировке всегда содержатся в профильной литературе по конкретной модели автомобиля — их и следует придерживаться. Возьмем для примера автомобиль АЗЛК-2141 с двигателем УЗАМ и контактной системой зажигания. Обратите внимание, что бегунок у уфимских моторов вращается ПРОТИВ часовой стрелки.

Читать еще:  Грм двигателя цепь на каких автомобилях

Последовательность операций для москвичевского мотора должна быть следующая.

  • Ослабляем крепление трамблера.
  • Определяем начало хода сжатия в первом цилиндре. Для этого выворачиваем свечу этого цилиндра, затыкаем отверстие подходящей пробкой (хоть из смятой бумаги) и проворачиваем пусковой рукояткой коленвал до выскакивания пробки наружу.
  • Продолжаем проворачивать коленвал до совмещения первой риски на его шкиве с острием штифта установки зажигания, запрессованным в нижнюю крышку картера.
  • Убеждаемся, что бегунок смотрит своей токоведущей пластиной на контакт крышки трамблера, соответствующий проводу первого цилиндра.
  • Подсоединяем любую маломощную лампочку (например, в отвертке-пробнике) одним концом к массе, а другим — к клемме низкого напряжения катушки, соединенным с прерывателем.
  • Включаем зажигание и поворачиваем корпус трамблера против часовой стрелки до замыкания контактов прерывателя. Лампа, закороченная прерывателем, должна погаснуть.
  • Взявшись за бегунок, прикладываем небольшое усилие по часовой стрелке для устранения зазоров механизме привода, после чего медленно поворачиваем трамблер по часовой стрелке до загорания лампочки.
  • Затягиваем крепление трамблера. Не забываем вернуть свечу на место!

На автомобилях типа ВАЗ-2108, перешедших на электронное зажигание, но при этом сохранивших как центробежный, так и вакуумный регуляторы, процедура полностью аналогичная — с точностью до иного расположения штатных меток. Бегунок при этом вращается против часовой стрелки. Однако подключать лампочку-пробник при этом нужно между коммутатором и катушкой зажигания, а ни в коем случае не к датчику Холла.

А что означает выражение «выставить по искре»? Грубо говоря, то же самое, что и по лампочке. В этом случае вместо лампочки используют вывернутую заранее свечу зажигания, резьбовую часть которой нужно постараться соединить с массой двигателя. Вместо загорания лампочки ловим момент проскакивания искры — вот и всё.

А как же регулировка на слух? Ее проводят так: при движении на прогретом моторе со скоростью примерно 50 км/ч на 4-й передаче следует резко нажать на правую педаль. Если УОЗ выставлен верно, то при этом должна прослушиваться кратковременная исчезающая детонация. Если детонация слишком сильная, следует повернуть трамблер по направлению вращения бегунка. Если детонации нет вообще — против вращения бегунка. Вы же еще помните, что в отечественном автопроме бегунки вращались и туда, и обратно?

Тем, кому интересна зажигательная тема былых времен, рекомендуем посмотреть вот сюда. Про свечи можно почитать вот тут, а также вот тут.

FLUKE 88V/A, автомобильный комбинированный мультиметр

Информация для заказа
Номенклатурный номер 577898495

Характеристики

ПроизводительFluke
Выбор пределов измеренийручной/автоматический
Количество разрядов индикатора4 1/2
Линейная шкалаесть
Измерение постоянного напряженияесть
Диапазоны измерения постоянного напряжения4-40-400-1000В
Измерение переменного напряженияесть
Диапазоны измерения переменного напряжения400мВ-4-40-400-1000В
Измерение постоянного токаесть
Диапазоны измерения постоянного тока400мкА-4-40-400мА-4-10А
Измерение переменного токаесть
Диапазоны измерения переменного тока400мкА-4-40-400мА-4-10А
Измерение сопротивленияесть
Диапазоны измерения сопротивления50М
Измерение емкостиесть
Диапазоны измерения емкости9999 мкФ
Измерение индуктивностинет
Измерение частотыесть
Диапазоны измерения частоты20-200кГц
Измерение температурыесть
Диапазоны измерения температуры,С-200..+1090
Логический пробникнет
Тест диодов и транзисторовнет
Прозвонка цепей на проводимостьесть
Счетчик числа оборотовесть
Память предыдущих значенийесть
Режим удерживания данных на дисплее (Data Hold)есть
Интерфейс для подключения к ПКнет
Автоматическое отключениеесть
Сертификация Госстандарта РФда
Размеры,мм186x86x32
Вес, г625

Показать весь текст

НаименованиеЦены, руб. с НДСУсловие
поставки
НаличиеКупить
FLUKE 88V/A, автомобильный комбинированный мультиметр
Fluke
577898495
от 20 — 73500.00
от 14 — 73933.33
от 8 — 74366.67
от 2 — 74800.00
от 1 — 75000.00
под заказ
цена ориентировочная
нет

Цены указаны с учетом НДС со склада в Москве

  • Документация

Документация на FLUKE 88V/A (datasheet)

Представленная техническая информация носит справочный характер и не предназначена для использования в конструкторской документации. Для получения актуализированной информации отправьте запрос на адрес techno.ru

Автомобильный мультиметр — измерение напряжения аккумулятора и определение уровня его зарядки — измерение тока утечки в цепи аккумулятора — проверка цепи на обрыв (напр., выключатель стоп-сигнала) — тестирование диодов в выпрямительном мосту генератора — измерение оборотов двигателя по частоте искрообразования — проверка вакуумкорректора системы зажигания — определение частоты вращения по показаниям датчика частоты вращения коленвала — определение угла замкнутого состояния прерывателя в классической системе зажигания — проверка экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ) — измерение температуры температурного датчика — измерение сопротивления датчика температуры кондиционера — определение работоспособности датчика кислорода с помощью измерений максимальных и минимальных величин сигнала — определение работоспособности датчика положения дроссельной заслонки — пожизненная гарантия Автомобильный набор FLUKE-88V/A поставляется в сервисном чемодане, который включает: мультиметр 88V, измерительные щупы TL224, зажимы «крокодил» AC285, щупы TP220, индуктивный датчик измерения скорости вращения RPM 80, температурный пробник 80BK, два автомобильных контакта, изолированный игольчатый щуп, чехол C800, батарею 9 В, инструкцию по эксплуатации и CD-ROM.

Возможно понадобится

1870.00 руб./шт.
Нет в наличии

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector