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:

Биопластик из отходов хлеба и авокадо 28.01.2026

Проблемы пищевых отходов и загрязнения окружающей среды пластиком все чаще рассматриваются как взаимосвязанные вызовы современности. Ученые по всему миру ищут решения, которые позволили бы одновременно сократить объем выбрасываемых продуктов и заменить традиционные полимеры экологически безопасными материалами. В этом контексте особенно интересны разработки, использующие то, что раньше считалось бесполезным мусором. Исследовательская группа из Австралии предложила технологию превращения пищевых отходов в биопластиковые пленки, применяя кожуру авокадо, черствый хлеб и крахмал саговой пальмы. Работа была выполнена учеными Университета Дикина, а ее результаты опубликованы в журнале Matter, о чем сообщил Anthropocene Magazine. По словам авторов, метод изначально разрабатывался как масштабируемый и экономически оправданный, чтобы его можно было внедрять в промышленность без существенных затрат. Австралийские исследователи подчеркивают, что полученные материалы потенциально пригодны не ...>>

Смартфон NexPhone на трех операционных системах 28.01.2026

Идея объединить смартфон и персональный компьютер в одном устройстве давно волнует инженеров и пользователей, однако до сих пор такие проекты оставались нишевыми или компромиссными. Компания Nex Computer решила подойти к этой задаче радикально и представила NexPhone - смартфон, который позиционируется как полноценная альтернатива ПК. Его ключевая особенность заключается в одновременной поддержке сразу трех операционных систем, каждая из которых рассчитана на свой сценарий использования. В NexPhone реализована система мультизагрузки, позволяющая работать с Android 16, Linux на базе Debian и Windows 11. Android 16 выступает основной мобильной платформой и предназначен для повседневных задач, таких как общение, мультимедиа и приложения. Linux запускается как отдельная рабочая среда, ориентированная на разработчиков и пользователей, привыкших к классическим настольным инструментам. Windows 11 устанавливается во второй раздел накопителя и требует перезагрузки устройства, но именно она до ...>>

Солнечный свет помогает мозгу работать быстрее 27.01.2026

Влияние света на самочувствие человека давно интересует ученых, однако лишь в последние годы стало возможным изучать этот эффект вне строгих лабораторных условий. Современные носимые датчики и мобильные приложения позволяют наблюдать, как освещение в повседневной жизни отражается на внимании, памяти и уровне бодрствования. Именно таким путем пошли исследователи из Манчестерского университета, решив выяснить, какую роль играет дневной свет в поддержании когнитивной активности. В ходе исследования 58 добровольцев на протяжении недели носили специальные сенсоры, фиксирующие интенсивность окружающего освещения. Параллельно участники выполняли задания в приложении Brightertime, которое оценивало их внимание, скорость реакции, рабочую память и субъективную сонливость. Для этого использовались шкала сонливости Каролинского университета, тест на бдительность, трехзадачный тест памяти и задания на визуальный поиск, что позволяло отслеживать изменения когнитивной производительности практическ ...>>

Случайная новость из Архива Запущен гибридный самолет 05.01.2015 Промежуточным звеном для адаптации водителей и смены приоритетов автопроизводителей для плавного перехода мировой индустрии от чисто бензиновых и дизельных авто к транспортным средствам с электрической установкой можно назвать так называемые "гибриды", совмещающие в себе сразу два силовых агрегата. Однако в таком случае электромотор зачастую выполняет вспомогательную функцию, включаясь в работу вместо ДВС в режиме малых нагрузок. Кроме того, экономить топливо помогает и применяемая в гибридных автомобилях система рекуперативного торможения, позволяя восполнять заряд аккумулятора при торможении для питания электромотора бесплатной энергией. По аналогичному принципу исследователи из Кембриджского университета совместно со специалистами корпорации Boeing разработали первую в мире гибридную версию самолета, представив миру более экологическую модификацию компактного одноместного летательного аппарата с уменьшенным расходом топлива. Испытательные полеты детища Boeing и британских конструкторов успешно завершились несколько дней назад. Выбранная для проекта концепция функционирует по той же схеме, по которой работает электромотор в машинах-гибридах. Конструкция самолета предусматривает установку одного поршневого авиационного двигателя и электромотора, который активизируется и обеспечивает дополнительную тягу лишь в определенных случаях. К ним относятся взлет, набор высоты, а также различного рода критические ситуации, когда возникает необходимость в дополнительной мощности. Во время полета в штатном режиме осуществляется подзарядка батарей от поршневого двигателя. За счет выбора максимально сбалансированного режима работы основной силовой установки и наличия дополнительной электрической тяги инженеры сумели добиться до 30 % экономии горючего. На данном этапе технология далека от серийного внедрения на коммерческих лайнерах, но уже сейчас она демонстрирует весьма неплохие результаты. Тестовые полеты гибридного самолета проходили в воздушном пространстве Великобритании, однако высота полетов самолета ограничилась скромными 500 м. "Несмотря на то, что гибридные авто стали доступными еще десять лет назад, развитие гибридной авиации сдерживалось технологиями изготовления современных аккумуляторов. До недавнего времени батареи были слишком тяжелыми, громоздкими и не обладали при таких габаритных размерах должной емкостью. С появлением усовершенствованных литий-полимерных аккумуляторов ситуация изменилась, что позволило воплотить концепцию небольшого гибридного самолета в реальность уже сегодня", - поделился своим видением ситуации руководитель проекта Доктор Пол Робертсон (Dr. Paul Robertson) из Кембриджского университета.

Другие интересные новости:

▪ Телевизор Philips 55PUS9109 на Android

▪ Пузырьковый душ

▪ Платформа AMD AM1 (Kabini)

▪ Симулятор для разработки автомобильных покрышек

▪ Левшей не стало больше

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Антенны. Подборка статей

▪ статья Стихийные природные катастрофы. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Почему лук заставляет нас плакать? Подробный ответ

▪ статья Землекоп. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Электронный барабан. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Усилитель класса D для сабвуфера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026