Система зажигания с новым способом воспламенения топлива. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Автомобиль. Зажигание

 Комментарии к статье

Проблема загрязнения окружающей среды, возникшая вместе с цивилизацией и обостряющаяся по мере ее развития, требует в настоящее время все большего внимания. Обусловлено это тем, что человечество продолжает использовать в качестве энергоносителей наиболее доступные и дешевые источники, т.е. углеводородное топливо.

В последнее время стало ясно, что наибольший вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили. Особенно это касается больших городов. Помимо относительно безвредного углекислого газа (парниковый эффект пока не считаем), двигатели внутреннего сгорания выбрасывают в атмосферу целый ряд химических соединений, наличие которых в выхлопных газах не поддается контролю используемыми в настоящее время газоанализаторами.

Ведь камера сгорания двигателя - это высокотемпературный химический реактор, заправленный такими реагентами как азот, углерод, водород, свинец, кислород, сера и другие.

За рубежом получили широкое распространение каталитические нейтрализаторы, использующие свойство металлов платиновой группы (платина, родий, палладий и т.д.) способствовать доокислению (дожигу) в выхлопной трубе всего того, что не успело сгореть в камере сгорания. Правда, они недолговечны, а стоят достаточно дорого (порядка 10% стоимости автомобиля). Но остается открытым вопрос, что делать с нашим не очень "молодым" парком автомобилей, который будет еще эксплуатироваться непонятно сколько. Из создавшейся ситуации возможен следующий выход. Нужно разработать такую систему зажигания, которая способна по возможности сжечь все в камере сгорания, вдобавок повысив за счет этого экономичность двигателя.

Задачу более полного сгорания воздушно-топливной смеси в двигателях внутреннего сгорания в определенной степени удалось решить с помощью системы зажигания, работа которой основана на новом способе воспламенения топлива [1, 2].

Как ни странно, современные системы воспламенения топливно-воздушной смеси, используемые в распространенных марках автомобилей, основаны на том же способе воспламенения, что и в начале эры автомобилизма. Это искровой разряд между электродами свечи зажигания. Описание процессов, происходящих в момент воспламенения топливно-воздушной смеси, и самого процесса горения сопровождаются в литературе, как правило, ссылками на отсутствие единой теоретической модели этого процесса и различными объяснениями его разными авторами. Известно, что КПД двигателя внутреннего сгорания зависит от температуры газов в камере сгорания, зависящей, в свою очередь, от скорости сгорания топливно-воздушной смеси. Соответственно, с увеличением этой скорости увеличивается КПД двигателя и, как следствие, уменьшается удельный расход топлива.

При разработке новой системы зажигания было сделано предположение, что увеличить скорость сгорания топливно-воздушной смеси в камере сгорания можно ослабив эффект "шнурования" плазмы, образующейся между электродами свечи за счет протекания в искровом промежутке постоянного тока. Ток в этом случае поддерживается за счет энергии, накопленной в катушке зажигания. В новой системе используется принцип накопления энергии в конденсаторе, обеспечивающий в искровом промежутке свечи зажигания биполярный импульсный ток.

В течение первого периода колебаний напряжения на электродах свечи происходит подготовка смеси и ее воспламенение, а в течение последующих - ее сжигание. На рис.1 изображен график изменения напряжения на электродах свечи. В двух последних периодах импульсы напряжения имеют форму, близкую к прямоугольной.

Рис.1

Схема электронного зажигания представлена на рис.2. Она работает следующим образом. Конденсаторы С5...С7 заряжаются от вторичной обмотки преобразователя на транзисторе VT1 до напряжения, значительно превышающего ЭДС аккумуляторной батареи. При размыкании контакта прерывателя, включенного между точками ПР и М, через, управляющий электрод тиристора VD8 проходит импульс тока, сформированный RC-цепью R1, R2, R5, С1. Тиристор открывается, и начинается колебательный разряд конденсаторов через первичную обмотку катушки зажигания, подключенной к точке КЗ. В течение первого полупериода ток протекает через тиристор, а в течение второго - через диоды VD9, VD10.

Рис.2

Процесс повторяется до тех пор, пока конденсатор С4 не зарядится до напряжения, при котором открывается ключ на транзисторе VT2, что предотвращает очередное отпирание тиристора. После замыкания контакта прерывателя остаточное напряжение конденсатора С4 прикладывается к управляющему переходу тиристора и надежно запирает его. Конденсатор С4 при этом разряжается через резистор R3 и диод VD4, однако ключ VT2 некоторое время после замыкания контакта остается открытым, что предотвращает случайное отпирание тиристора за счет дребезга контактов прерывателя.

В случае применения коммутатора в системе зажигания с датчиком Холла, последний непосредственно управляет работой ключа. Процессы, происходящие при этом в схеме, аналогичны описанным выше.

Предлагаемая схема зажигания позволяет подавать на электроды свечей зажигания напряжение, полярность которого меняется в течение одного такта работы двигателя. Подбором элементов схемы управления обеспечивается оптимальная продолжительность разряда в свече.

Применение описанного способа зажигания дает возможность повысить топливную экономичность двигателя, его мощность и приемистость, уменьшить содержание окиси углерода в выхлопных газах и увеличить ресурс свечей зажигания.

Рис.3

Схема подключения разработанного блока (ОН-427) к системе зажигания автомобиля показана на рис.3 и 4. При подключении и отключении блока зажигание должно быть выключено, а клемма "Масса" ("-") отсоединена от аккумулятора. Блок электронного зажигания, изготовленный по данной схеме, прошел испытания на грузовых автомобилях и сравнивался с различными штатными системами зажигания.

Рис.4

Были выбраны автомобили ГАЗ-52 с классической контактной системой и ГАЗ-53 с более совершенной транзисторной системой и индукционным датчиком зажигания. Испытания проводились по методике, разработанной НПМП "Витар". Результаты испытаний разработанного блока приведены на рис.5.

Рис.5

Анализ результатов свидетельствует об эффективности разработанного устройства и позволяет предположить, что характер происходящих при воспламенении топливно-воздушной смеси процессов в какой-то степени соответствует описанным.

Литература

1. Патент РФ N2056521. Способ поджига топливной смеси в двигателе внутреннего сгорания и коммутатор для его осуществления.
2. Патент РБ N1429. Способ поджига топливной смеси в двигателе внутреннего сгорания и коммутатор для его осуществления.
3. Блок системы зажигания ОН-427. Паспорт. - ОАО "МНИПИ", г.Минск.

Автор: В.Щербатюк, г.Минск; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Автомобиль. Зажигание.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Самые быстрые суперкомпьютеры в мире 27.11.2012 Ресурс top500.org опубликовал юбилейный, сороковой по счету мировой рейтинг самых высокопроизводительных суперкомпьютеров "TOP500 List of the world's top supercomputers". Рейтинг обновляется дважды в год - в июне и ноябре. В этот раз его лидером стал гибридный суперкомпьютер Titan Cray XK7 на базе процессоров NVIDIA Tesla, находящийся в Национальной лаборатории Окриджа (ORNL), основном вычислительном центре министерства энергетики США. Система Titan была развернута на основе суперкомпьютера Jaguar 960 GPU Tesla M2090, базирующегося на архитектуре NVIDIA "Fermi". Суперкомпьютер Titan состоит из 18688 узлов, каждый из который включает шестнадцатиядерный процессор AMD Opteron и графический ускоритель Nvidia Tesla K20X. Всего у Titan имеется 560640 процессоров, включая 261632 ядра ускорителя NVIDIA K20x. По результатам бенчмарка LINPACK, производительность системы составляет 17,59 петафлопс. "Графические ускорители (GPU) Tesla обеспечивают свыше 85% пиковой производительности Titan. Подобного уровня производительности при такой цене и энергопотреблении просто невозможно достичь, используя только центральные процессоры",- заявил Стив Скотт (Steve Scott), главный технический директор по продуктам Tesla в NVIDIA, приступая к созданию суперкомпьютера. Вместе с тем, следует отметить, что большинство суперкомпьютеров из числа присутствующих в рейтинге используют только центральные процессоры. Предыдущий рейтинг "TOP500 List of the world's top supercomputers" возглавлял суперкомпьютер Sequoia из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса, ныне находящийся на втором месте. В июне система компаний IBM BlueGene/Q заняла первое место с впечатляющим результатом в LINPACK 16,32 петафлопс. Добавим, что с 1 572 864 ядер система Sequoia стала первым суперкомпьютером с числом ядер более одного миллиона единиц. В первую пятерку рейтинга также вошли K Computer - суперкомпьютер производства компании Fujitsu, находящийся в институте RIKEN Advanced Institute for Computational Science (Кобе, Япония), вычислительная система Mira из Аргоннской национальной лаборатории (Argonne National Laboratory) и суперкомпьютер JUQUEEN из исследовательского центра Юлих (Forschungszentrum Juelich) в Германии, считающийся самым быстрым в Европе.

Другие интересные новости:

▪ Хлопок поглощает воду из воздуха

▪ SSD-накопитель 1 ТБ от Samsung

▪ Прикосновение на расстоянии

▪ Безвентиляторный блок питания SilverStone Nightjar NJ600

▪ Простой датчик парниковых газов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Акустические системы. Подборка статей

▪ статья Фреза в саду. Советы домашнему мастеру

▪ статья Что такое оптическая иллюзия? Подробный ответ

▪ статья Куманика. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Акварельные краски. Простые рецепты и советы

▪ статья Сковородка (кастрюля) для голубя. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026