|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Bộ hiệu chỉnh chỉ số octan. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Ô tô. Các thiết bị điện tử Chỉ số octan của xăng cho biết mức độ bạn có thể nén hỗn hợp không khí-nhiên liệu trong xi lanh động cơ. Ví dụ, xăng A-76 cho phép nén 7,6 lần, xăng A-92 gấp 9,2 lần và rượu metylic (CH20OH) gấp XNUMX lần. Tất nhiên, cồn là tốt nhất trong trường hợp này, nhưng nó độc hại và chỉ được sử dụng làm thành phần nhiên liệu cho nhiều loại ô tô và xe máy (thể thao) đặc biệt. Chỉ số octan của nhiên liệu càng cao thì công suất động cơ cụ thể càng cao. Để đảm bảo rằng động cơ là một "đống" các mảnh sắt liên kết với nhau, người ta không cần phải đi đâu xa. Nó là đủ để nhìn vào dưới mui xe của bất kỳ chiếc xe nào. Một trong những yếu tố chính của động cơ đốt trong là hệ thống đánh lửa. Hãy đặt trước ngay - ở đây chúng ta đang xem xét hoạt động của động cơ xăng, trong đó hỗn hợp xăng và hơi không khí (hỗn hợp không khí-nhiên liệu) được đốt cháy bằng phóng điện cao áp, hay nói cách khác là tia lửa điện. Hình 1 mô tả sơ đồ chu trình làm việc của động cơ một xi-lanh (các hình gần hình tròn). Bán kính của đường tròn (mũi tên) thể hiện góc quay φ của trục động cơ so với điểm chết trên (TĐC) của pít-tông. Nhiệm vụ của chúng ta là đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu không khí trong xi lanh này vào đúng thời điểm.
Rõ ràng là hỗn hợp không khí-nhiên liệu không cháy ngay lập tức mà trong một thời gian rất xác định. Thời gian này phụ thuộc vào chỉ số octan của loại xăng được sử dụng. Tuy nhiên, điều đó xảy ra là hỗn hợp cháy hết quá nhanh. Hiện tượng cực kỳ có hại này được gọi là kích nổ. Tiếng gõ xảy ra khi chỉ số octan của xăng được sử dụng không khớp với tỷ số nén trong động cơ này và hỗn hợp không khí-nhiên liệu tự bốc cháy. Nhưng sau tất cả, chúng ta cần hỗn hợp để bắt lửa "khi cần thiết" và cháy hết hoàn toàn nếu có thể. Để biết cách chiến đấu vì điều này, bạn phải nhớ trường học. Ngày xửa ngày xưa, vào thế kỷ XNUMX, hai nhà khoa học - Boyle và Marriott - đã "phát minh" ra định luật của riêng mình. Nói chung, định luật này dành cho khí lý tưởng, nhưng nó có thể được sử dụng để hiểu điều gì sẽ xảy ra trong xi lanh của động cơ của chúng ta (và làm thế nào mà Boyle và Mariotte chỉ biết tất cả những điều này?). Định luật liên quan đến áp suất P, thể tích V và nhiệt độ T trông chẳng đáng sợ chút nào:
Khi piston di chuyển trong xi lanh, ba đại lượng này thay đổi. Nó chỉ ra rằng nếu áp suất khí bắt đầu giảm và thể tích tăng lên (pít-tông "đi" xuống), thì nhiệt độ của nó sẽ giảm xuống và sau khi vượt qua điểm chết trên, quá trình đốt cháy sẽ dừng lại. Mọi thứ không kịp cháy hết sẽ bị tống ra ngoài qua ống xả “nhằm đầu độc” môi trường, đồng thời (nếu đi ngang qua) người đi bộ. Do đó, để đảm bảo hiệu suất động cơ tối đa và bảo vệ con người khỏi ngộ độc khí thải, cần phải đốt cháy hỗn hợp trong xi lanh trước khi pít-tông chạm đến điểm chết trên. Mũi tên trong Hình 1 chỉ chính xác vị trí này của pít-tông. Bây giờ chúng ta hãy xem thời điểm đánh lửa ban đầu nên được đặt ở tốc độ không tải (f = 600 vòng / phút hoặc 10 vòng / phút) để động cơ khởi động và chạy bình thường. Chúng tôi sẽ làm điều này đối với xăng A-76, cháy trong xi lanh trong khoảng thời gian t76=0,7 ms và AI-92, cháy trong khoảng thời gian t92=1,3 ms. Chúng tôi viết công thức tính thời điểm đánh lửa fop:
Sau đó, thay thế các giá trị của t76 và f cho xăng A-76, chúng tôi nhận được f76=2,52°. Đối với AI-92 - theo đó, f92 = 4,68 °. Những người lái xe có kinh nghiệm sẽ ngay lập tức nói rằng điều này là vô nghĩa và các giá trị của góc được đặt phải lớn gấp đôi. Nhưng họ cũng cần biết rằng trục của bộ phân phối cầu dao quay chậm gấp đôi chính xác và do đó, các giá trị góc tính toán của chúng tôi phải được nhân đôi. Sau đó, chúng tôi nhận được φ76=5,04° và φ92=9,36°, không khác nhiều so với giá trị thực của các góc lắp trên ô tô. Hãy cùng tìm hiểu xem tại sao ô tô cũng cần có bộ điều chỉnh thời điểm đánh lửa ly tâm. Không phải vô cớ mà khi tính toán thời điểm đánh lửa, chúng tôi quy định rằng chúng tôi tính toán cho 600 vòng / phút. Rốt cuộc, nếu góc này không thay đổi, thì ở tốc độ 1200 vòng / phút, thời gian dành cho quá trình đốt cháy hỗn hợp (từ đánh lửa đến TDC) sẽ giảm đi một nửa và đơn giản là hỗn hợp sẽ không có thời gian để cháy hết. "Việc bắn" vào bộ giảm âm sẽ ngay lập tức bắt đầu, động cơ sẽ không phát huy được công suất cần thiết. Nó chỉ ra rằng để hỗn hợp cháy hết khi tốc độ động cơ tăng lên, cần phải tăng thời điểm đánh lửa. Đối với xăng A-76 ở tốc độ 3000 vòng / phút (50 vòng / phút), góc dẫn phải theo công thức (1): f76 \ u0,0007d 50 * 360 * 2 * 25,2 \ uXNUMXd XNUMX ° (Sự thất bại đến từ đâu đã rõ ràng). Nếu nó thực sự như vậy, mọi thứ sẽ đơn giản. Nhưng hóa ra hỗn hợp bắt đầu cháy nhanh hơn khi tốc độ tăng và sự thay đổi tốc độ cháy không thể được mô tả bằng bất kỳ chức năng phân tích nào. Sự phụ thuộc được lựa chọn bằng thực nghiệm và được tính đến khi chế tạo bộ điều tốc ly tâm cho từng loại động cơ. "Rõ ràng và không cần bàn cãi" rằng các thiết bị cơ học không thể cung cấp đủ độ chính xác trong việc điều chỉnh thời điểm đánh lửa. Trên những chiếc ô tô hiện đại, tất cả những điều này được xử lý bởi bộ điều khiển, không chỉ tính đến tốc độ động cơ mà còn cả một loạt các thông số. Nếu bạn chú ý, động cơ phải hoạt động ở chế độ đáp ứng hai điều kiện:
Khi động cơ chạy chính xác bằng loại xăng được thiết kế, mọi thứ đều ổn. Nếu "thứ gì đó" bị văng vào bình xăng, chẳng hạn như thứ 76 thay vì thứ 92, thì động cơ sẽ có, nói một cách nhẹ nhàng, không ngọt ngào. Trong trường hợp như vậy, có thể nói, khi tiếp nhiên liệu, hiện tượng kích nổ mạnh sẽ xảy ra ở tốc độ thấp và ở tốc độ cao, động cơ sẽ quá nóng. Nói chung, về lý thuyết, mọi thứ đều như vậy. Ở tốc độ thấp, tỷ số nén sẽ vượt quá mức tối đa cho phép và hỗn hợp sẽ không còn gì để làm, làm thế nào để tự bốc cháy (và, lưu ý, sớm hơn mức cần thiết), hay nói cách khác là phát nổ. Nhưng khi tốc độ động cơ tăng lên, bộ điều chỉnh ly tâm sẽ tăng thời điểm đánh lửa và tỷ số nén tại thời điểm đánh lửa sẽ trở nên thấp hơn mức chấp nhận được. Đó là, với sự gia tăng tốc độ, có vẻ như vụ nổ sẽ biến mất. Nhưng đừng quên rằng thời gian đốt cháy hỗn hợp trong xi lanh cũng phụ thuộc vào chỉ số octan của xăng. Trong trường hợp của chúng tôi, xăng thứ 76 sẽ cháy hết trước khi pít-tông ở TDC, giống như với xăng thứ 92, và hỗn hợp cháy hết trước đó sẽ ấn mạnh vào pít-tông, cố gắng ngăn không cho nó đến TDC. Điều này sẽ khiến động cơ quá nóng với tất cả các hậu quả sau đó. Tuy nhiên, vẫn có một lối thoát khỏi tình hình hiện tại. Hãy đặt thời điểm đánh lửa ban đầu là tối ưu cho xăng thứ 76 (~ 5 °). Tất nhiên, điều này sẽ dẫn đến sự gia tăng độ nén và do đó, sự gia tăng khả năng kích nổ. Nhưng xét cho cùng, góc trước tăng lên và tỷ lệ nén tương ứng giảm khi tốc độ tăng. Điều này có nghĩa là nếu bạn đổ xăng thứ 92 thay vì thứ 76 và đặt thời điểm đánh lửa thành 5 ° thay vì 9 ° quy định, thì bắt đầu từ một số vòng quay, người lái xe sẽ không còn nhận thấy rằng đã đổ nhầm xăng. Hãy tính toán, bắt đầu từ những cuộc cách mạng này sẽ xảy ra. Công thức (1) sẽ giúp một lần nữa. Nếu bạn tìm tốc độ mà xăng thứ 76 ngừng nổ, bạn sẽ nhận được khoảng 1400 vòng / phút. Nó không khác lắm với nhàn rỗi. Nhiều người lái xe thông thái lái chiếc "Zhiguli" của họ bằng xăng thứ 76 mà không có bất kỳ miếng đệm nào, cài đặt thời gian đánh lửa muộn hơn. Nhưng “cao nhất” là khả năng điều chỉnh thời điểm đánh lửa nhanh chóng, điều chỉnh nó cho phù hợp với lượng xăng đã đổ và điều kiện vận hành của “chú ngựa sắt” yêu thích của bạn. Các thiết bị thực hiện thao tác này được gọi là bộ hiệu chỉnh chỉ số octan. Hóa ra, các đơn vị đánh lửa xung plasma được mô tả trước đó trong tạp chí [1-5] không chỉ cải thiện quá trình đốt cháy nhiên liệu và góp phần tiết kiệm đáng kể, mà còn cho phép bạn chế tạo bộ hiệu chỉnh chỉ số octan một cách tương đối đơn giản. Để dễ dàng giải thích nguyên lý hoạt động của nó, chúng tôi trình bày sơ đồ của bộ phận đánh lửa (Hình 2) từ [1].
Nó sử dụng chip hẹn giờ tích hợp KR1006VI1. Trên IC DA2, một mạch được tạo ra để bảo vệ chống lại sự nảy của các tiếp điểm của bộ ngắt, bộ hẹn giờ thứ hai - DA1 - là một bộ rung duy nhất điều khiển thyristor. Bộ rung đơn tạo ra một xung có thời lượng khoảng 1 ms, trong đó thyristor được mở cưỡng bức. Điều này đóng mạch của mạch dao động được hình thành bởi cuộn sơ cấp của cuộn dây đánh lửa và tụ điện lưu trữ C3. Điện áp ở C3 trong trường hợp không có tín hiệu ở đầu vào của bộ cắt ít nhất phải là 450 V. Tần số của bộ chuyển đổi điện áp cao được chọn ở khoảng 2 kHz để thyristor có thời gian tắt trong khoảng thời gian giữa các xung của bộ tạo chặn của bộ chuyển đổi. Và bây giờ, khi đã hiểu lý thuyết, chúng ta sẽ nói về cách bộ hiệu chỉnh chỉ số octan có thể giúp cuộc sống của người lái xe dễ dàng hơn. Hình 3 cho thấy sơ đồ khối đánh lửa với bộ hiệu chỉnh chỉ số octan dựa trên khối OH-427 đã biết [3].
Hoạt động của bộ hiệu chỉnh trị số octan phải thỏa mãn các điều kiện sau:
Để đề phòng, chúng tôi nhớ lại rằng ở các tốc độ khác nhau, 1 ms tương ứng với các góc quay rất khác nhau của trục khuỷu động cơ. Để tạo bộ hiệu chỉnh chỉ số octan, một bộ đếm thời gian khác (DA427) loại KR3VI1006 và bóng bán dẫn VT1 được đưa vào mạch OH-3, được kết nối ngay sau mạch bảo vệ dội tiếp xúc của bộ ngắt trên các phần tử VT1 và DA2. Hình 4 cho thấy sơ đồ thời gian của bộ hiệu chỉnh chỉ số octan. Tín hiệu từ đầu ra của mạch chống dội lại, tức là từ chân 3 DA2 (Hình 4a), đi vào chuỗi tích hợp tỷ lệ R9-R10-C5.
Kết luận 7 DA2 được kết nối với tụ điện tích hợp C5, tạo thành dạng xung cần thiết cho hoạt động của thiết bị (Hình 4b). Cạnh đầu của xung này tương ứng với thời điểm đánh lửa đã đặt của hỗn hợp trong xi lanh động cơ. Nếu không có kết nối giữa C5 và chân 7 của DA2, thì C5 sẽ được phóng điện qua cùng một điện trở (R9, R10) mà nó được sạc, điều này sẽ không cho phép thiết bị hoạt động ổn định ở tốc độ động cơ cao. Từ chuỗi tích hợp, tín hiệu được đưa đến đầu vào của phần tử ngưỡng, vai trò của nó được thực hiện bởi bộ định thời DA4. Bộ hẹn giờ cung cấp khả năng điều chỉnh ngưỡng phản hồi của các bộ so sánh bên trong, với hình dạng nhất định của tín hiệu đầu vào, cho phép bạn điều chỉnh trơn tru độ trễ của xung đầu ra so với cạnh dương của đầu vào. Hình 4 xem xét trường hợp khi ngưỡng phản hồi của bộ so sánh Uthr được đưa đến một phần tương đối bằng phẳng của xung tích hợp, điều này giúp có thể, bằng cách thay đổi ngưỡng phản hồi, để chọn giá trị độ trễ cần thiết. Xung điều khiển công tắc nguồn trên quang điện trở VU1 được tạo bởi bộ hẹn giờ DA4 (Hình 4c). Xung tương tự được áp dụng cho đế của bóng bán dẫn VT3, được bao gồm trong mạch của bộ chia bên trong điện áp tham chiếu của bộ hẹn giờ DA3. Bộ chia là một chuỗi gồm ba điện trở 5 kΩ mắc nối tiếp. Để tạo điều kiện hiểu biết về nguyên tắc hoạt động của bộ đếm thời gian, nó được hiển thị trong Hình 5 ở dạng hơi "mở".
Điện trở điều chỉnh R8 được kết nối thông qua điện trở giới hạn R11 với đầu ra 5 của bộ hẹn giờ, nghĩa là song song với hai điện trở "thấp hơn" của bộ chia điện áp tham chiếu bên trong. Đối với hoạt động bình thường của động cơ, độ trễ bổ sung được giới thiệu với sự trợ giúp của bộ hiệu chỉnh chỉ số octan sẽ giảm khi tốc độ động cơ tăng lên, nghĩa là thiết bị cũng phải bao gồm đồng hồ đo tần số. Vấn đề này hóa ra lại dễ giải quyết. Bộ hẹn giờ DA4, điều khiển công tắc nguồn, tạo ra các xung điều khiển với thời lượng 1 ms. Các xung tương tự được sử dụng cho bộ đếm tần số. Hóa ra sự phụ thuộc tần số của thời gian trễ đầu vào là dễ tổ chức nhất trên cùng một chip DA3 điều chỉnh thời điểm đánh lửa. Đối với điều này, tụ điện C5 được kết nối với cực 3 của bộ hẹn giờ DA9. Nên sử dụng loại tụ điện K53-16 này hoặc một số loại tương tự có dung sai điện dung không quá ± 10%. Tụ điện C9 được sạc qua bộ chia bên trong của bộ hẹn giờ và được xả qua bóng bán dẫn VT3 đang mở và mạch R8-R11 trong mạch thu của nó. Hình 6 cho thấy mối quan hệ pha của các tín hiệu tại một số điểm của mạch hiệu chỉnh chỉ số octan. Hình 6a hiển thị các xung ở đầu vào DA3 và Hình 6b hiển thị dạng sóng điện áp ở bộ chia điện áp tham chiếu bên trong của nó.
Tụ C9, được kết nối với chân 5 của DA3, được phóng điện qua khóa tới VT3 trong thời gian t1 và được sạc qua bộ chia bên trong của bộ hẹn giờ trong thời gian t2. Nhưng vì t1 không đổi (tại một vị trí nhất định của R8 động cơ) và t2 thay đổi khi tốc độ động cơ thay đổi, điện áp tham chiếu cũng sẽ thay đổi khi tốc độ trục thay đổi. Có thể chọn tốc độ sạc và xả yêu cầu của điện dung bằng cách đặt các giá trị thích hợp của C9 và R11. Một số hạn chế nhất định đối với việc lựa chọn điện dung được áp đặt bởi bộ chia bên trong của bộ hẹn giờ, vì các điện trở tạo nên nó là cố định và có điện trở 5 kOhm. Sơ đồ thứ ba (Hình 6c) hiển thị tín hiệu do bộ hẹn giờ DA4 tạo ra để điều khiển công tắc nguồn VU1. Nó được chuẩn hóa nghiêm ngặt về thời lượng, vì nó cũng được sử dụng trong máy đo tần số, điều khiển một phím trên bóng bán dẫn VT3. Phần quan trọng của mạch là máy biến áp như trong Hình 7. Tay nghề của nó phải cao vì nó hoạt động ở chế độ cứng. Tốt nhất là lấp đầy nó bằng vecni hoặc epoxy. Số vòng dây, thứ tự cuộn dây và vị trí của các cuộn dây được thể hiện trong Bảng 1.
Thứ tự quấn của các cuộn dây là 1-3-2. Cuộn dây - thông thường, nhiều lớp, cuộn này sang cuộn khác. Cách điện giữa các cuộn dây và các lớp - 1 lớp vải đánh vecni (điện áp đánh thủng - khoảng 1000 V). Lõi biến áp - ferit 2000NM1 Sh10x10. Nó được lắp ráp với khoảng cách 1 mm (sử dụng miếng đệm điện môi). Khối phát triển cho phép động cơ hoạt động trên hỗn hợp nhiên liệu không khí rất loãng. Với chế độ vận hành này, không chỉ tiết kiệm nhiên liệu rất rõ rệt (có thể đạt 20%) mà còn giảm hàm lượng CO trong khí thải. Loại thứ hai nằm dưới giới hạn độ nhạy của máy phân tích khí được sử dụng trong cảnh sát giao thông. Vì vậy, nó khá thực tế, sau khi cài đặt một khối như vậy trên Zaporozhets, để cưỡi nó đến Paris. Tiêu chuẩn khí thải Euro sẽ được đáp ứng mà không cần bất kỳ chất xúc tác bạch kim nào. Ngoài ra, khi sử dụng bộ phận này trên xe chạy bằng khí tự nhiên, động cơ khởi động tự do mà không cần xăng ngay cả ở nhiệt độ thấp. nguồn
tác giả: V. Shcherbatyuk, E. Petsko
Máy tỉa hoa trong vườn
02.05.2024 Kính hiển vi hồng ngoại tiên tiến
02.05.2024 Bẫy không khí cho côn trùng
01.05.2024
▪ Truyền dữ liệu qua cáp quang với tốc độ 22,9 triệu Gbit/s ▪ Axis M3027-PVE - camera toàn cảnh để giám sát video ngoài trời ▪ Màn hình chơi game ASUS ROG Swift PG4UQR 32K ▪ Thay thế miễn phí màn hình trong điện thoại thông minh Motorola ▪ Tên lửa mới đợi nạn nhân trong 6 giờ
▪ phần của trang web Bộ khuếch đại tần số thấp. Lựa chọn các bài viết ▪ bài viết Làm giàu! biểu hiện phổ biến ▪ bài viết Con chó nhỏ nhất thế giới là gì? đáp án chi tiết ▪ bài viết Kanavalia xiphoid. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
(1)
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này