силу закона электромагнитной индукции мгновенное увеличение тока невозможно, так как этому препятствует э.д.с. самоиндукции, возникающая в первичной обмотке:
где L1 - индуктивность первичной обмотки.
Ток в первичной обмотке нарастает по экспоненциальному закону (участок а):
- постоянная времени первичной цепи; R1 - сопротивление первичной обмотки постоянному току.
где
Все сказанное выше означает, что для того, чтобы ток достиг установившегося значения UБ/R1, необходимо время, а именно (5÷6)t1.
На низких оборотах, когда значение времени между двумя соседними моментами искрообразования достаточно велико (при 750 мин-1 для 4-цилиндрового двигателя - 40 мс), ток не только успевает достигнуть максимального значения, но и длительное время нагревает катушку зажигания. Величина t1 для катушек контактных систем составляет 3÷5 мс. Во вторичной обмотке в момент t1 возникает э.д.с. взаимоиндукции
где М - взаимоиндукция между обмотками катушки. Наличие паразитных ёмкости и индуктивности во вторичной цепи приводит к появлению колебаний на участке б.
Вращение валика ротора-распределителя приво-дит к тому, что в некоторый момент времени t2 контакты размыкаются. Резкое исчезновение тока в первичной обмотке приводит к возникновению э.д.с. самоиндукции, стремящейся поддержать этот ток, но так как первичная обмотка также имеет паразитную ёмкость, образуется колебательный контур, часть энергии которого выделяется в виде дугового разряда между контактами прерывателя. Наличие дуги приводит к обгоранию контактов и уменьшает значение э.д.с. самоиндукции. Для уменьшения энергии дуги параллельно контактам включается конденсатор 9 (рис. 3.2). В этом случае колебания в первичной обмотке принимают форму, представленную на участке г.
Частота этих колебаний, кроме параметров первичного контура L1 и С1, определяется также и тем, что во вторичном контуре происходит пробой искрового промежутка, т.е. после пробоя вторичный контур шунтируется и становится нагрузкой для первичного контура. Если пробоя не происходит (так называемый режим открытой цепи), частота колебаний на участке г будет в несколько раз ниже. В силу того, что катушка зажигания представляет собой трансформатор, во вторичной обмотке также наводится э.д.с. взаимоиндукции с большой амплитудой (участок в). Напряжение во вторичной обмотке имеет отрицательную полярность, но практически все диагностические приборы (автомобильные осциллоскопы и мотортестеры) для удобства наблюдения инвертируют сигнал вторичной цепи, т.е. представляют его аналогично показанному на рис. 3.3.
При условии отсутствия нагрузки во вторичной цепи (режим открытой цепи) напряжение во вторичной обмотке может достигать значений 25÷30 кВ. Однако в реальных условиях этого не происходит, так как уже при значении порядка 5÷15 кВ (в зависимости от конструкции и режима работы двигателя) происходит пробой искрового промежутка свечи (точка А). Пробой приводит к возникновению между электродами канала горячей плазмы с высокой проводимостью, шунтированию вторичного контура и резкому падению напряжения между электродами свечи (участок д). Необходимо отметить, что при более строгом рассмотрении процесса искрового разряда разбивается на три фазы (ёмкостную, дуговую, тлеющую), однако данное упрощение оправдано с точки зрения возможностей современной диагностической аппаратуры для автосервиса.
Участок времени t2-t3 (линия е) отражает длительность искрового разряда, т.е. наличия канала плазмы между электродами свечи. В это время катушка — накопитель энергии отдает её, поддерживая протекание тока через свечу. Обычно длительность искрового разряда в контактных системах составляет величину порядка 1,0÷1,5 мс. После прекращения искры (момент t3) небольшое количество энергии, оставшейся в магнитном поле катушки рассеивается в виде колебаний. Частота колебаний в первичном контуре определяется в основном его параметрами (L1, С1), так как вторичная цепь разомкнута и не вносит заметного влияния в процессы, происходящие в первичном контуре.
Теперь катушку вновь можно рассматривать как трансформатор, поэтому колебания первичного контура повторяются (естественно, с большей амплитудой) и на выводе вторичной обмотки. Так как в первичном контуре имеется активное сопротивление потерь R1 (сопротивление первичной обмотки), колебания довольно быстро затухают. Процесс затухания занимает интервал времени t3-t4. В момент времени t5 контакты прерывателя вновь замыкаются и весь процесс повторяется. Величина периода t1-t2, выраженная в градусах угла поворота ротора распределителя зажигания называется углом замкнутого состояния контактов (УЗСК). Для четырехцилиндровых двигателей УЗСК составляет обычно
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
