Аккумуляторные батареи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ

Уравнение химической реакции

Записать уравнение химической реакции, которое описывает химические процессы, происходящие в свинцовом аккумуляторе при его разрядке, зарядке.

Указать состав активной массы положительных и отрицательных пластин аккумулятора до разрядки, после разрядки.

- В процессе разряда активная масса как положительной, так и отрицательной пластины превращается в сульфат свинца (белого цвета). При этом плотность электролита снижается к концу разряда до 1,10-1,14 г/см3. При полном разряде практически вся активная масса превращается в сернокислый свинец (сульфат свинца)

Указать, как изменяется состав электролита при разрядке аккумулятора.

- При разряде аккумулятора генерируется ток за счет осаждения SO4 на пластинах, в связи с чем снижается концентрация электролита и постепенно повышается внутреннее сопротивление

Указать состав активной массы положительных и отрицательных пластин аккумулятора до зарядки, после зарядки.

- Часть серной кислоты в электролите диссоциирована на положительные ионы водорода и отрицательные ионы кислотного остатка. Губчатый свинец при разряде аккумулятора выделяет в электролит положительные ионы двухвалентного свинца. Избыточные электроны отрицательного электрода по внешнему участку замкнутой электрической цепи перемещаются к положительному электроду, где восстанавливают четырехвалентные ионы свинца до двухвалентного свинца. Положительные ионы свинца соединяются с отрицательными ионами кислотного остатка, образуя на обоих электродах сернокислый свинец (сульфат свинца). При подключении аккумулятора к зарядному устройству электроны движутся к отрицательному электроду, нейтрализуя двухвалентные ионы свинца. На электроде выделяется губчатый свинец. Отдавая под влиянием напряжения внешнего источника тока по два электрона, двухвалентные ионы свинца у положительного электрода окисляются в четырехвалентные ионы. Через промежуточные реакции ионы соединяются с двумя ионами кислорода и образуют двуокись свинца

Указать, как изменяется состав электролита при зарядке аккумулятора.

- При заряде начинается процесс восстановления кислоты, т. е. повышается плотность электролита.

Характеристики разрядки зарядки свинцового аккумулятора

Описать каким образом происходит изменение характеристик аккумулятора (плотности электролита, плотности электролита в порах активной массы, электродвижущей силы покоя, электродвижущей силы аккумулятора, напряжения на клеммах аккумулятора) при его разрядке, какие химические процессы происходят. Изменение характеристик рассматривать при разрядке аккумулятора с постоянной силой тока.

Начертить график, на котором показать изменение плотности электролита (с) при разрядке аккумулятора.

Таблица 1. Изменение плотности электролита (с)

Написать, как происходит изменение плотности электролита. Пояснить причины такого изменения.

Плотность электролита уменьшается по линейному закону (рис. 2.21, а). В соответствии с изменением плотности электролита уменьшается ЭДС и напряжение аккумулятора. К концу разряда сернокислый свинец за- крывает поры активного вещества электродов, препятствуя притоку электролита из сосуда и увеличивая электросопротивление электродов.

Начертить график, на котором показать изменение плотности электролита в порах активной массы (сп) при разрядке аккумулятора.

Таблица 2. Изменение плотности электролита (сп)

Написать, как происходит изменение плотности электролита в порах активной массы. Пояснить причины такого изменения.

- При разряде плотность электролита в порах активной массы понижается, вследствие образования воды.

Начертить график, на котором показать изменение электродвижущей силы покоя (Eо) при разрядке аккумулятора.

Таблица 3. Изменение электродвижущей силы покоя (Eо)

Изменение электродвижущей силы аккумулятора (E) при разрядке аккумулятора, изменение напряжения на зажимах аккумулятора (Uр) при разрядке аккумулятора

Написать, как происходит изменение электродвижущей силы покоя. Пояснить причины такого изменения.

- При включении аккумулятора с начальной ЭДС на разряд происходит резкий спад напряжения (участок а - b разрядной характеристики),

Начертить график, на котором показать изменение электродвижущей силы аккумулятора (E) при разрядке аккумулятора.

Написать, как происходит изменение электродвижущей силы аккумулятора. Пояснить причины такого изменения.

- В процессе разаряда плотность электролита в порах активной массы понижается, поэтому ЭДС аккумулятора снижается.

Начертить график, на котором показать изменение напряжения на зажимах аккумулятора (Uр) при разрядке аккумулятора.

Написать, как происходит изменение напряжения на зажимах аккумулятора. Пояснить причины такого изменения.

Дать определение конечного напряжения разряда. Рассказать о явлении «отдых» аккумулятора после выключения нагрузки.

Сформулировать признаки конца разрядки аккумулятора.

Дать определение разрядной емкости аккумулятора. Изобразить разрядную емкость (Qр) на графике.

ГЕНЕРАТОРЫ

Основным источником электрической энергии на автомобиле является генератор. Он преобразует механическую энергию двигателя в электрическую.

Напряжение, вырабатываемое генератором, зависит от частоты вращения ротора и нагрузки на генератор (силы тока потребителей). Чем больше частота вращения генератора, тем выше его напряжение и чем больше нагрузка, тем оно меньше.

Частота вращения коленчатого вала двигателя, а, следовательно, и частота вращения ротора генератора изменяется в зависимости от режима движения автомобиля. В городе, где скорость движения автомобиля ограничена условиями уличного движения, частота вращения ротора генератора существенно ниже, чем при движении автомобиля по шоссе.

Электрическая нагрузка генераторов меняется в зависимости от времени суток, времени года, а также от степени заряженности аккумуляторной батареи. Наиболее нагружен генератор при работе зимой ночью, когда включены отопители, обогрев стекол, приборы освещения и световой сигнализации. Потребляемая сила тока в этом случае составляет 55_80 % от максимальной силы тока генератора. В летнее время днем нагрузка минимальна, и сила тока не превышает 10_20 % от максимальной силы тока генератора.

Для нормальной работы потребителей необходимо, чтобы напряжение, вырабатываемое генератором, было стабильно независимо от режима работы генератора. Для поддержания напряжения генератора в определенных пределах используются регулятор напряжения, который совместно с генератором образует генераторную установку.

Автоматическое регулирование напряжения

Написать формулу, по которой определяется напряжение на клеммах генератора переменного тока. Дать ей пояснение.

Ответ:  и 

Где и -- мгновенные значения электродвижущих сил, индктированных в активных сторонах контура, в вольтах;

-- магнитная индукция магнитного поля в вольт секундах на квадратный метр (Тл, Тесла);

-- длина каждой из активных сторон контура в метрах;

-- линейная скорость, с которой магнитные линии магнитного поля движутся по окружности радиусом в метрах в секунду;

-- время в секундах;

и -- углы, под которыми магнитные линии пересекают активные стороны контура.

Сформулировать принцип автоматического регулирования напряжения.

Нарисовать схему регулирования напряжения генераторной установки. Объяснить ее работу.

Ответ: Регулятор напряжения поддерживает напряжение бортовой сети в заданных пределах во всех режимах работы при изменении частоты вращения ротора генератора, электрической нагрузки, температуры окружающей среды. Кроме того, он может выполнять дополнительные функции -- защищать элементы генераторной установки от аварийных режимов и перегрузок, автоматически включать в бортовую сеть силовую цепь генераторной установки или обмотку возбуждения.

По своей конструкции регуляторы делятся на бесконтактные транзисторные, контактно-транзисторные и вибрационные (реле-регуляторы).

Разновидностью бесконтактных транзисторных регуляторов являются интегральные регуляторы, выполняемые по специальной гибридной технологии, или монолитные на монокристалле кремния. Несмотря на столь разнообразное конструктивное исполнение, все регуляторы работают по единому принципу.

Напряжение генератора зависит от трех факторов -- частоты вращения его ротора, силы тока нагрузки и величины магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, который зависит от силы тока в этой обмотке. Любой регулятор напряжения содержит чувствительный элемент, воспринимающий напряжение генератора (обычно это делитель напряжения на входе регулятора), элемент сравнения, в котором напряжение генератора сравнивается с эталонной величиной, и регулирующий орган, изменяющий силу тока в обмотке возбуждения, если напряжение генератора отличается от эталонной величины.

В реальных регуляторах эталонной величиной может быть не обязательно электрическое напряжение, но и любая физическая величина, достаточно стабильно сохраняющая свое значение, например, сила натяжения пружины в вибрационных и контактно-транзисторных регуляторах.

В транзисторных регуляторах эталонной величиной является напряжение стабилизации стабилитрона, к которому напряжение генератора подводится через делитель напряжения. Управление током в обмотке возбуждения осуществляется электронным или электромагнитным реле. Частота вращения ротора и нагрузка генератора изменяются в соответствии с режимом работы автомобиля, а регулятор напряжения любого типа компенсирует влияние, этого изменения на напряжение генератора воздействием на ток в обмотке возбуждения. При этом вибрационный или контактно-транзисторный регулятор включает в цепь и выключает из цепи обмотки возбуждения последовательно резистор (в двухступенчатых вибрационных регуляторах при работе на второй ступени закорачивает эту обмотку на массу), а бесконтактный транзисторный регулятор напряжения периодически подключает и отключает обмотку возбуждения от цепи питания. В обоих вариантах изменение тока возбуждения достигается за счет перераспределения времени нахождения переключающего элемента регулятора во включенном и выключенном состояниях.

Если сила тока возбуждения должна быть, например, для стабилизации напряжения, увеличена, то в вибрационном и контактно-транзисторном регуляторах время включения резистора уменьшается по сравнению с временем его отключения, а в транзисторном регуляторе время включения обмотки возбуждения в цепь питания увеличивается по отношению к времени ее отключения.

аккумулятор двигатель зарядка холостой

Транзисторные регуляторы напряжения

Зарисовать принципиальную электрическую схему генераторной установки с генератором переменного тока и транзисторным регулятором напряжения. Перечислить основные элементы регулятора.

Описать работу транзисторного регулятора напряжения. При описании работы регулятора показать, как реализуется принцип автоматического регулирования напряжения. Отразить особенность работы транзисторного регулятора в сравнении с вибрационным и контактно-транзисторным регуляторами.



Рис. 1.регулятор, 2.генератор, 3.элемент сравнения, 4.регулирующий элемент, 5.измерительный элемент

Если время работы транзистора в открытом состоянии будет очень мало, то он вызовет замыкание базы транзистора Т2 н.- плюс генератора. Следовательно, эмиттер и база транзистора Т2 будут соединены с плюсом генератора; Поэтому транзистор Т2 закроется и прервет цепь тока управления транзистора ТЗ, что вызовет его закрытие. При закрытом транзисторе ТЗ ток в цепи возбуждения генератора будет проходить через дополнительный резистор #5. Сила тока в цепи возбуждения уменьшится, а поэтому ослабнет магнитный поток ротора и напряжение генератора понизится. Стабилитрон Д1 восстановится, т. е. вновь перейдет в непроводящее состояние, что прекратит движение тока в цепи управления транзистора 77. Следовательно, произойдет закрытие транзистора 77, а вслед за ним откроются транзистор Т2, а затем транзистор ТЗ.

Во время работы регулятора периодически повторяются открытие и закрытие транзисторов, в результате чего в цепь обмотки возбуждения то включается, то выключается дополнительный резистор Я5. Поэтому напряжение генератора поддерживается в пределах необходимого значения .

Все остальные элементы схемы регулятора (диоды, резисторы, дроссель) необходимы для улучшения работы и защиты транзисторов регулятора от пробоя.

На автомобиле ГАЗ-3102 «Волга» применяют транзисторный регулятор напряжения 13.3702, а на автомобиле «Москвич-2140» -- контактно транзисторный реле-регулятор РР362-А, а с 1982 г. -- интегральный регулятор напряжения Я112-А. Регулятор напряжения РР380 -- Регулятор электро-магнитный, двухступенчатый, работает с генератором Г221 на автомобилях ВАЗ-2121 «Нива» и др. Регулятор (рис. 60) состоит из ярма I, сердечника 4 с обмоткой, якорька 3 с двумя контактами, .пружины 2, двух держателей 5 и 6 неподвижных контактов К1 и К2. Об г держателя изолированы от ярма и друг от друга и крепятся к ярму болтом . Держатель 6 соединен вместе с обмоткой сердечника на корпусе, а держатель 5 соединен с обмоткой дросселя Др.

В транзисторных регуляторах эталонной величиной является напряжение стабилизации стабилитрона, к которому напряжение генератора подводится через делитель напряжения. Управление током в обмотке возбуждения осуществляется электронным или электромагнитным реле. Частота вращения ротора и нагрузка генератора изменяются в соответствии с режимом работы автомобиля, а регулятор напряжения любого типа компенсирует влияние, этого изменения на напряжение генератора воздействием на ток в обмотке возбуждения. При этом вибрационный или контактно-транзисторный регулятор включает в цепь и выключает из цепи обмотки возбуждения последовательно резистор (в двухступенчатых вибрационных регуляторах при работе на второй ступени закорачивает эту обмотку на массу), а бесконтактный транзисторный регулятор напряжения периодически подключает и отключает обмотку возбуждения от цепи питания. В обоих вариантах изменение тока возбуждения достигается за счет перераспределения времени нахождения переключающего элемента регулятора во включенном и выключенном состояниях.

Если сила тока возбуждения должна быть, например, для стабилизации напряжения, увеличена, то в вибрационном и контактно-транзисторном регуляторах время включения резистора уменьшается по сравнению с временем его отключения, а в транзисторном регуляторе время включения обмотки возбуждения в цепь питания увеличивается по отношению к времени ее отключения.

СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ

Воспламенение рабочей смеси в камере сгорания автомобильного карбюраторного двигателя, как в период запуска, так и во время его работы осуществляется посредством электрического разряда между электродами свечи зажигания, ввернутой в головку цилиндра двигателя.

Система зажигания двигателя предназначена для создания высокого напряжения, распределения высокого напряжения по цилиндрам двигателя, и воспламенения рабочей смеси в камере сгорания в определенный момент.

Системы зажигания по своим конструктивным особенностям делятся на контактную, контактно-транзисторную, бесконтактную (транзисторную).

Контактную систему часто называют батарейной системой зажигания, хотя в основном она питается от генератора, иногда ее называют классической.

Повышение степени сжатия и частоты вращении коленчатого вала двигателя, происходящее в процессе развития и конструктивного совершенствования автомобильных двигателей влечет за собой повышение необходимого пробивного напряжения свечей, а следовательно, и напряжения, которое должна обеспечивать система зажигания.

Для надежной и бесперебойной работы напряжение, создаваемое системой зажигания, должно с достаточным запасом превышать необходимое пробивное напряжение свечей на всех рабочих режимах двигателя.

В процессе эксплуатации пробивное напряжение должно быть больше из-за обгорания электродов свечей и увеличения зазора между ними.

Обгорание электродов свечи нарушает их форму, которая стабилизируется через 10_20 тысяч километров пробега, и это изменение формы, даже если величина зазора между электродами поддерживается неизменной, вызывает увеличение пробивного напряжения на 10_15 %.

Вследствие обгорания электродов увеличивается также и зазор между ними. Увеличение зазора составляет 0,25_0,45 мм за 30 тысяч километров пробега, а так как зазор регулируется редко, то у свечей, находящихся в эксплуатации, он увеличен и составляет в среднем 0,9_1 мм против 0,6_0,7 мм для новых свечей. Это обстоятельство вызывает дополнительное возрастание пробивного напряжения свечей в эксплуатации.

С другой стороны, износ механизма распределителя, старение изоляции катушки зажигания и повышение сопротивления всех контактов первичной цепи вызывают постепенное снижение напряжения, создаваемого системой зажигания. Величина этого снижения после пробега 50 тысяч километров составляет от 10 до 20 %. Необходимо учесть также неизбежный при массовом производстве разброс характеристик отдельных экземпляров изделий, доходящих для случайно подобранных компонентов распределитель катушка зажигания до ± 20 % от среднего значения.

Отсюда превышение пробивного напряжения для системы зажигания уже для новых комплектов системы зажигания должно иметь достаточную величину, чтобы обеспечить полную надежную работу двигателя, несмотря на ухудшение характеристик зажигания в процессе эксплуатации и возможные отклонения параметров отдельных экземпляров изделий от номинального значения.

Между тем в существующей системе зажигания возможности дальнейшего повышения вторичного напряжения (высокого напряжения) почти исчерпаны.

Вторичное напряжение катушки зажигания определяется по формуле

(1)

где IР _ ток разрыва первичной цепи (ток к моменту разрыва контактов прерывателя);

з - коэффициент, учитывающий потери при индуктировании;

L - индуктивность цепи (катушки зажигания);

C1 - емкость конденсатора;

C2 - емкость вторичной цепи (емкость проводов высокого напряжения и витков вторичной обмотки);

w1 - число витков первичной обмотки катушки зажигания;

w2 - число витков вторичной обмотки катушки зажигания.

Из данного уравнения видно, что повысить вторичное напряжение U2 системы зажигания можно в основном за счет увеличения тока разрыва IР первичной цепи.

В контактной системе величина первичного тока ограничивается надежностью работы контактов прерывателя и не может превышать 3,5 ампера. Остальные средства повышения вторичного напряжения - подбор оптимальных значений катушки зажигания (индуктивности L, коэффициента трансформации w1/w2, соотношения размеров и прочее) уже исчерпаны.

Это вызвало необходимость создания других систем зажигания, у которых возможность повышения первичного тока не ограничивалась бы надежностью контактов прерывателя. Применение полупроводниковых элементов позволило решить данную проблему.

Полупроводниковые элементы могут быть использованы в качестве усилителя, включенного между первичной обмоткой катушки зажигания и прерывателем с тем, чтобы уменьшить ток, разрываемый его контактами, при одновременном увеличении тока катушки. По этому принципу выполняются контактно-транзисторные системы зажигания, в которых применяется прерыватель обычной конструкции, но между ним и катушкой зажигания включается полупроводниковый усилитель, часто называемый полупроводниковым коммутатором.

Дальнейшим шагом усовершенствования систем зажигания является замена прерывателя генератором импульсов, которые усиливаются полупроводниковой схемой и управляют прерыванием тока в первичной цепи катушки зажигания. На таком принципе основаны схемы бесконтактных транзисторных систем зажигания, которые вследствие отсутствия контактов имеют более высокую потенциальную надежность, чем первые.

Контактная система зажигания

Зарисовать принципиальную электрическую схему контактной системы зажигания. Перечислить из каких элементов состоит. Описать ее работу.

Ответ: В контактной системе зажигания (рис. 8.4) коммутация в первичной цепи зажигания осуществляется механическим кулачковым прерывательным механизмом. Кулачок прерывателя связан с коленчатым валом двигателя через зубчатую или зубчато-ременную передачу, причем частота вращения вала кулачка вдвое меньше частоты вращения вала двигателя. Угол опережения зажигания устанавливается изменением положения кулачка относительно приводного вала или углового положения пластины прерывателя, на которой закреплена ось его подвижного рычажка. Время замкнутого и разомкнутого состояния контактов определяется конфигурацией кулачка, частотой вращения и зазором между контактами. Закономерность изменения угла опережения зажигания по частоте вращения коленчатого вала двигателя и его нагрузке различна для разных типов двигателя и подбирается экспериментально. Однако во всех случаях с увеличением частоты вращения коленчатого вала увеличивается скорость движения поршня, и для того, чтобы смесь успела сгореть при увеличении частоты вращения, угол опережения зажигания должен быть увеличен. Для изменения положения кулачка относительно приводного вала в зависимости от частоты вращения служит центробежный регулятор

Контактно-транзисторная система зажигания

Зарисовать принципиальную электрическую схему контактно транзисторной системы зажигания. Перечислить из каких элементов состоит. Выделить конструктивное отличие от контактной системы зажигания. Описать работу системы. Указать преимущества контактно-транзисторной системы зажигания в сравнении с контактной системой.



Рис. 1. -- замок зажигания; 2 -- транзисторный коммутатор; 3 -- катушка зажигания; 4 -- распределитель

В контактно-транзисторной системе зажигания в цепь первичной обмотки катушки вместо прерывателя включен транзистор.

При замыкании контактов прерывателя через них начинает протекать ток базы транзистора VT1, который открывается и включает первичную обмотку катушки зажигания к источнику питания. При размыкании контактов прерывателя транзистор VT1 закрывается, ток в первичной цепи резко прерывается и на свечах появляется всплеск высокого напряжения, как и в контактной системе. Характеристики контактно- транзисторной системы аналогичны контактной, за исключением того, что снижения вторичного напряжения на низких частотах, вращения кулачка не происходит. Импульсный трансформатор Т в схеме ускоряет запирание транзистора, цепь VD1, VQ2 защищает транзистор от перенапряжений, а конденсатор С2 - от случайных импульсов напряжения по цепи питания. Конденсатор С1 способствует уменьшению коммутационных потерь, в транзисторе. Добавочный резистор 4 закорачивается при пуске двигателя.

Контактно-транзисторная система зажигания явилась переходным этапом от контактной к бесконтактным электронным системам. В ней устраняется недостаток контактной системы - подгорание и износ контактов прерывателя, коммутирующих цепь с индуктивностью и значительной силой тока. Срок службы контактов прерывателя, в контактно-транзисторной системе больше, чем в контактной, так как базовый ток, коммутируемый ими, невелик

Транзисторная система зажигания

Зарисовать принципиальную электрическую схему транзисторной системы зажигания. Перечислить из каких элементов состоит. Выделить конструктивное отличие от контактной и контактно-транзисторной систем зажигания.

Описать работу системы. Указать преимущества транзисторной системы зажигания.

Отличительной особенностью транзисторной системы зажигания является возможность работы с большим током разрыва, который коммутируется мощным транзистором и составляет 7-8 А на холостых оборотах двигателя.

Обеспечивает уверенное искрообразование, начиная от минимальных холостых оборотов двигателя и кончая максимальными. Большая скорость нарастания вторичного напряжения обеспечивает более уверенное искрообразование даже при загрязненных свечах. Повышение (примерно в 1,3 раза по сравнению с батарейным зажиганием) выходного напряжения дает возможность увеличить искровой промежуток свечи зажигания до 1,0- 1,2 мм, что улучшает условия воспламенения рабочей смеси и приводит к более полному сгоранию. Отпадает также необходимость регулировать искровой промежуток в течение всего срока службы свечи.

Система зажигания состоит из транзисторного коммутатора, выполненного на мощном германиевом транзисторе 77, стабилитроне Д1, резисторах R1 и R2, отдельных добавочных резисторов R3 и R4, катушки зажигания КЗ (Б 114) и контактов прерывателя.

ЭКОНОМАЙЗЕР ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ХОЛОСТОГО ХОДА

Экономичность двигателя может быть значительно улучшена введением электронного управления системой его топливоподачи. Кардинальным решением в этой области является применение электронного впрыскивания, которое позволяет обеспечить строго дозированное питание двигателя в зависимости от режима его работы. При этом наибольший эффект по снижению расхода топлива и токсичности отработавших газов позволяет получить совмещение управления впрыскиванием и зажиганием.

Применяющиеся в настоящее время системы автоматического управления экономайзером принудительного холостого хода (ЭПХХ) существенно повышают экономичность двигателей.

Двигатель работает в режиме принудительного холостого хода при торможении двигателем, переключении передач, движении автомобиля накатом и т.п. В этом режиме дроссельная заслонка карбюратора закрыта (педаль подачи топлива полностью отпущена), частота вращения коленчатого вала двигателя превышает частоту вращения его самостоятельного хода.

В режиме принудительного холостого хода от двигателя не требуется отдача мощности и поэтому топливо, поступающее в цилиндры, полезно не используется, а его сгорание лишь способствует загрязнению окружающей среды.

Система автоматического управления экономайзером принудительного холостого хода (САУЭПХХ) предназначена для прекращения подачи топлива при работе в режиме принудительного холостого хода.

Система автоматического управления экономайзером принудительного холостого хода

Зарисовать структурную схему системы автоматического управления экономайзером принудительного холостого хода (показав систему холостого хода карбюратора). Перечислить из каких элементов состоит система управления. Описать работу системы. Экономайзер принудительного холостого хода отключает систему холостого хода на принудительном холостом ходу (во время торможения автомобиля двигателем, при движении под уклон, при переключении передач), исключая выбросы оксида углерода в атмосферу. На этом режиме при частоте вращения коленчатого вала более 2100 мин и замкнутом концевом выключателе карбюратора ( педаль отпущена) запорный электромагнитный клапан выключается и подача топлива прерывается. При снижении частоты вращения до 1900 мин блок управления выключает электромагнитный запорный клапан (хотя концевой выключатель и замкнут), начинается подача топлива и двигатель постепенно выходит на режим холостого хода.

В состав системы автоматического управления экономайзером принудительного холостого хода входит:

- электронный блок управления;

- электромагнитный (пневмоэлекромагнитный) клапан;

- датчик положения дроссельной заслонки - концевой выключатель карбюратора (микро - переключатель или датчик-винт);

- датчик (первичная обмотка КЗ).

СИСТЕМА ВПРЫСКА ТОПЛИВА

Состав горючей смеси характеризуется определенным соотношением масс топлива и воздуха. Теоретически для полного сгорания топлива необходимо поддерживать соотношение между воздухом и бензином, равное 14,9 : 1, т.е. для полного сгорания 1 кг бензина необходимо 14,9 кг воздуха.

Однако количество воздуха, действительно расходуемого на приготовление горючей смеси может быть больше или меньше теоретически необходимого. Поэтому состав горючей смеси принято характеризовать коэффициентом избытка воздуха, обозначаемым греческой буквой (лямбда). Коэффициент представляет собой отношение действительного количества воздуха Lд, участвующего в процессе горения бензина, к теоретически необходимому Lо, т.е.

(2)

В реальности бензиновые двигатели развивают максимальную мощность при 5_15 процентной нехватке воздуха ( = 0,85_0,95). А минимальный расход воздуха примерно 20 процентов ( = 1,1_1,2).

Отработавшие газы двигателей содержат большое число вредных для здоровья человека и окружающей среды компонентов, но основными являются угарный газ, углеводороды и оксиды азота. Концентрация этих веществ сильно зависит от , и поэтому, управляя двигателем, можно менять его токсичность.

При обогащении топливовоздушной смеси концентрация угарного газа СО имеет почти линейный рост. При обедненной смеси концентрация СО очень низкая и почти не зависит от . Концентрация несгоревших углеводородов СН имеет минимум при =1,1_1,2, что является признаком хорошего горения топливовоздушной смеси. Максимум концентрации NOx получается при небольшом избытке воздуха ( = 1,05_1,1) и является признаком хорошего горения смеси.

Считается, что оптимальное значение лежит в пределах 0,9_1,1. Для поддержания такого узкого интервала требуется измерять расход воздуха и дозировать подачу топлива с точностью до нескольких процентов.

Зажигание топливоздушной смеси имеет решающее влияние на процесс горения. Оно определяется моментом зажигания и энергией искры. Высокая энергия обеспечивает стабильное воспламенение смеси в каждом цикле, в результате улучшается плавность работы двигателя и уменьшается концентрация несгоревших углеводородов. Как и , угол опережения зажигания сильно влияет на концентрацию токсичных веществ (оксидов азота и несгоревших углеводородов) в отработавших газах.

При раннем и позднем зажигании падает мощность и удельный расход топлива, а также появляется опасность перегреть двигатель. Процесс горения длится в среднем около 2 мс и не зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя, поэтому с ее ростом необходимо более зажигание. Обеднение смеси ведет к снижению скорости горения и для компенсации этого эффекта необходимо увеличивать угол опережения зажигания.

Из сказанного ясно, что зажигание не может быть оптимизировано только по составу отработавших газов. Иными словами, необходим компромисс с другими критериями оптимизации.

Современные системы управления бензиновым двигателем обеспечивают следующие преимущества:

_ снижение расхода топлива;

_ увеличение мощности;

_ снижение токсичности;

_ немедленный отклик на изменение положения дроссельной заслонки;

_ легкий пуск холодного двигателя и его прогрев.

Электронные системы управления впрыском топлива

Зарисовать структурную схему электронной системы управления впрыском топлива. Перечислить из каких элементов состоит система управления. Описать принцип действия системы.

Электрический топливный насос подает топливо из бака через фильтр в топливный коллектор, в котором с помощью стабилизатора поддерживается постоянный перепад давления на входе и выходе топлива из форсунок. Стабилизатор перепада давления поддерживает постоянным давление впрыскивания и обеспечивает возврат избыточного топлива обратно в бак. Этим обеспечивается циркуляция топлива в системе и исключается образование паровых пробок. Из коллектора топливо поступает к рабочим форсункам, которые подают его в зону впускных клапанов. Количество впрыскиваемого топлива задается электронным блоком управления в зависимости от температуры, давления и объема поступающего воздуха, частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя. Учитывается также температура охлаждающей жидкости.

Объем поступающего воздуха является основным параметром, определяющим дозирование топлива. Воздух поступает в цилиндры через измеритель расхода воздуха и впускной трубопровод. Воздушный поток, поступающий в двигатель, отклоняет напорную измерительную заслонку измерителя расхода воздуха на определенный угол. При этом с помощью потенциометра электрический сигнал, пропорциональный углу поворота заслонки, подается в блок управления, который определяет необходимое количество топлива и выдает на электромагнитные клапаны импульсы управления моментом впрыскивания топлива. Электронная схема управления дозированием топлива получает питание от аккумуляторной батареи и начинает работать при включении зажигания.

литература

1. Акимов, С.В. Электрооборудование автомобилей [Текст]: учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности «Электрооборудование автомобилей и тракторов» / С.В. Акимов, Ю.П. Чижков. - М.: КЖИ «За рулем», 2004. - 384 с.

2. Чижков, Ю.П. Электрооборудование автомобилей и тракторов [Текст]: учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки «Транспортные машины и транспортно-технологические комплексы» / Ю.П. Чижков. - М.: Машиностроение, 2007. _ 656 с.

3. Ютт, В.Е. Электрооборудование автомобилей [Текст]: учебник для студентов автомобильных специальностей вузов / В.Е. Ютт. - 4-е изд., перераб. и доп. _ М.: Горячая линия - Телеком, 2009. - 440 с.

4. Астратов, Б.В. Электронное оборудование автомобилей. Диагностика и техническое обслуживание [Текст]: практическое пособие специалисту по ремонту и владельцам автомобилей / Б.В. Астратов, Д.А. Соснин, А.А. Тюнин. _ М.: СОЛОН-Пресс, 2005. _ 288 с.

5. Гаврилов, К.Л. Практическое руководство по диагностике и ремонту электрооборудования легковых и грузовых автомобилей иностранного и отечественного производства [Текст]: учебно-практическое пособие / К.Л. Гаврилов. _ М.; Ростов н/Д, 2005. _ 224 с.

6. Набоких, В.А. Автотракторное электрическое и электронное оборудование [Текст]: словарь-справочник / В.А. Набоких. _ М.: Горячая линия _ Телеком, 2008. _ 352 с.

7. Набоких, В.А. Эксплуатация и ремонт электрооборудования автомобилей и тракторов [Текст]: учебник для вузов по специальности 180800 Электрооборудование автомобилей и тракторов, 654500 Электротехника, электромеханика и электротехнологии / В.А. Набоких. _ 2-е изд., стереотип. _ М.: Академия, 2005. _ 240 с.

8. Раннев, Г.Г. Методы и средства измерений [Текст]: учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов 653700 Приборостроение специальности 190900 Информационно-измерительная техника и технологии / Г.Г. Раннев, А.П. Тарасенко. _ 6-е изд., стер. _ М.: Академия, 2010. _ 332 с.

9. Раннев, Г.Г. Методы и средства измерений [Электронный ресурс]: учебник Г.Г. Раннев, А.П. Тарасенко. _ 6-е изд., стер. _ М. : Академия, 2011. _ 1 эл. опт. диск (DVD-ROM). _ (Учебная литература в электронном формате).

Размещено на Allbest.ru

...