אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל מתקן אוקטן. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מְכוֹנִית. מכשירים אלקטרוניים מספר האוקטן של בנזין מציין באיזו חזקה ניתן לדחוס את תערובת האוויר-דלק בצילינדר מנוע. לדוגמה, בנזין A-76 ניתן לדחוס פי 7,6, בנזין A-92 פי 9,2, ומתיל אלכוהול (CH20OH) עד פי XNUMX. אלכוהול, כמובן, הוא הטוב ביותר במקרה זה, אבל הוא רעיל ומשמש רק כרכיב דלק למכוניות ואופנועים מיוחדים (ספורטיביים) שונים. ככל שמספר האוקטן של הדלק גבוה יותר, כך ניתן להשיג כוח מנוע ספציפי גדול יותר. כדי לוודא שהמנוע הוא "ערימה" של חלקי חומרה מחוברים, אתה לא צריך לחפש רחוק. פשוט תסתכל מתחת למכסה המנוע של כל מכונית. אחד המרכיבים העיקריים של מנוע בעירה פנימית הוא מערכת ההצתה. בואו נעשה הזמנה מיידית - כאן אנחנו בוחנים את פעולתו של מנוע בנזין, שבו תערובת של אדי בנזין ואוויר (תערובת דלק-אוויר) נדלקת על ידי פריקה חשמלית במתח גבוה, כלומר, במילים אחרות, ניצוץ. איור 1 מציג באופן סכמטי את מחזור העבודה של מנוע חד-צילינדרי (ציורים ליד המעגל). רדיוס המעגל (חץ) מציג את זווית הסיבוב f של ציר המנוע ביחס למרכז המת העליון (TDC) של הבוכנה. המשימה שלנו היא להצית באופן איכותי את תערובת הדלק האוויר בצילינדר זה בזמן הנכון.
ברור שתערובת האוויר והדלק לא נשרפת מיידית, אלא בזמן מאוד ספציפי. זמן זה תלוי במספר האוקטן של הבנזין המשמש. עם זאת, קורה שהתערובת נשרפת מהר מדי. תופעה מזיקה מאוד זו נקראת פיצוץ. פיצוץ מתרחש כאשר מספר האוקטן של הבנזין המשמש אינו תואם את יחס הדחיסה במנוע נתון, ותערובת האוויר והדלק מתלקחת באופן ספונטני. אבל אנחנו צריכים שהתערובת תתלקח "כשצריך" ותישרף, אם אפשר, לחלוטין. כדי לדעת איך להילחם על זה, אתה צריך לזכור את בית הספר. פעם, במאה ה-17, שני מדענים - בויל ומריוט - "המציאו" את החוק שלהם. החוק הזה, באופן כללי, מיועד לגז אידיאלי, אבל בעזרתו אפשר להבין מה יקרה בצילינדר של המנוע שלנו (ואיך בויל ומריוט ידעו את כל זה?). החוק מחבר בין לחץ P, נפח V וטמפרטורה T ואינו נראה מפחיד כלל: כאשר הבוכנה נעה בגליל, שלוש הכמויות הללו משתנות. מסתבר שאם לחץ הגז מתחיל לרדת והנפח גדל (הבוכנה "ירדה" למטה), אז הטמפרטורה שלה תרד, ואחרי שתעבור את מרכז המתים העליון, הבעירה תיפסק. כל מה שלא הספיק להישרף ייזרק החוצה דרך צינור הפליטה "למטרת הרעלת" הסביבה ובמקביל (אם יש כאלה בקרבת מקום) הולכי רגל. לכן, על מנת להבטיח יעילות מרבית של המנוע ולהגן על אנשים מפני הרעלת גזי פליטה, יש צורך להצית את התערובת בצילינדר לפני שהבוכנה מגיעה למרכז המת העליון. החץ באיור 1 מציין בדיוק את המיקום הזה של הבוכנה. עכשיו בואו נראה איזו זווית תזמון ההצתה צריך להיות מוגדר תחילה עבור מהירות סרק (f=600 סל"ד או 10 סל"ד) כדי שהמנוע יתניע ויפעל כרגיל. בוא נעשה זאת עבור בנזין A-76, שנשרף בצילינדר בזמן בערך t76=0,7 ms, ו-AI-92, שנשרף ב-t92=1,3 ms. נרשום את הנוסחה לחישוב זווית תזמון ההצתה fop: (1) לאחר מכן, בהחלפת הערכים של t76 ו-f לבנזין A-76, נקבל f76 = 2,52°. עבור AI-92 - בהתאם f92 = 4,68°. נהגים מנוסים יגידו מיד שזה שטויות, והערכים של הזווית שנקבעה צריכים להיות גדולים פי שניים. אבל הם צריכים לדעת שהציר-מפיץ מסתובב בדיוק פי שניים לאט, ולכן יש להכפיל את ערכי הזווית המחושבים שלנו. אז נקבל φ76=5,04° ו-φ92=9,36°, מה שלא שונה מאוד מהערכים האמיתיים של הזוויות המותקנות במכוניות. בואו נבין מדוע מכונית זקוקה גם לווסת תזמון הצתה צנטריפוגלי. לא בכדי בחישוב תזמון ההצתה קבענו שנחשב אותו ל-600 סל"ד. אחרי הכל, אם זווית זו תישאר ללא שינוי, אז ב-1200 סל"ד הזמן המוקצב לבעירה של התערובת (מההצתה ל-TDC) יקטן בחצי, ולתערובת פשוט לא יהיה זמן להישרף לחלוטין. "ירי" יתחיל מיד ברעש הקול, המנוע לא יפתח את הכוח הנדרש. מסתבר שכדי שהתערובת תישרף ככל שמהירות המנוע עולה, יש צורך להגביר את תזמון ההצתה. עבור בנזין A-76 ב-3000 סל"ד (50 סל"ד), זווית ההתקדמות צריכה להיות, לפי הנוסחה (1): f76 = 0,0007*50*360*2 = 25,2° (מאיפה מגיעים השניים כבר ברור). אם זה היה באמת כך, הכל היה פשוט. אבל מסתבר שהתערובת מתחילה לבעור מהר יותר ככל שהמהירות עולה, ולא ניתן לתאר את השינוי בקצב הבעירה בשום פונקציה אנליטית. התלות נבחרת בניסוי ונלקחת בחשבון בעת ייצור וסת צנטריפוגלי לכל סוג של מנוע. ברור לי שמכשירים מכניים לא יכולים לספק דיוק מספיק בהתאמת תזמון ההצתה. במכוניות מודרניות, כל זה נעשה על ידי בקר שלוקח בחשבון לא רק את מהירות המנוע, אלא גם "חבורה" של פרמטרים. אם שמתם לב, המנוע חייב לפעול במצב כזה שמתקיימים שני תנאים:
כשהמנוע פועל בדיוק על הבנזין לו הוא מיועד, הכל מסודר. אם הם התיזו "משהו" לתוך הטנק, למשל, 76 במקום 92, אז המנוע, בלשון המעטה, יתקשה. במקרה של תדלוק כזה, כביכול, ייצפה פיצוץ חזק במהירויות נמוכות, ובמהירויות גבוהות יותר המנוע יתחמם יתר על המידה. באופן כללי, לפי התיאוריה, הכל צריך להיות ככה. במהירויות נמוכות, יחס הדחיסה יעלה על המקסימום המותר, ולתערובת לא תהיה ברירה אלא להתלקח באופן ספונטני (ושימו לב מוקדם מהנדרש), במילים אחרות להתפוצץ. אבל ככל שמהירות המנוע עולה, הרגולטור הצנטריפוגלי יגביר את תזמון ההצתה, ויחס הדחיסה בזמן אספקת הניצוץ יהפוך לפחות מהמותר. כלומר, ככל שהמהירות עולה, נראה שהפיצוץ נעלם. אבל בל נשכח שזמן הבעירה של התערובת בצילינדר תלוי גם במספר האוקטן של הבנזין. במקרה שלנו, בנזין בדרגה 76 יישרף לפני שהבוכנה ב-TDC, כפי שיהיה במקרה של בנזין בדרגה 92, והתערובת שנשרפה מבעוד מועד תכניס את כל הכוח על הבוכנה, בניסיון למנוע ממנה מכה TDC. זה יגרום למנוע להתחמם יתר על המידה עם כל ההשלכות הנובעות מכך. עם זאת, עדיין יש דרך לצאת מהמצב הזה. בואו נגדיר את תזמון ההצתה הראשוני להיות אופטימלי עבור 76 בנזין (~5°). כמובן, זה יוביל לדחיסה מוגברת ולכן פיצוץ מוגבר. אבל זווית ההתקדמות גדלה, ויחס הדחיסה, בהתאם, יורד עם המהירות הגוברת. המשמעות היא שאם תמלא 92 בנזין במקום 76 ותגדיר את תזמון ההצתה ל-5° במקום 9° הנדרש, אז, החל מסיבובים מסוימים, הנהג כבר לא ישים לב ששופך בנזין לא נכון. בואו לחשב באיזו מהירות זה יקרה. נוסחה (1) תעזור שוב. אם תשתמש בו כדי למצוא את המהירות שבה 76 בנזין מפסיק להתפוצץ, תקבל בערך 1400 סל"ד. זה לא מאוד שונה מבטלה. חובבי רכב בעלי ידע רבים נוהגים במכוניות ה-Zhiguli שלהם על בנזין 76 אוקטן ללא כל אטמים, מה שמגדיר את ההצתה למועד מאוחר יותר. אבל "החריקה הגבוהה ביותר" היא היכולת להתאים במהירות את תזמון ההצתה, להתאים אותו לבנזין המלא ולתנאי ההפעלה של "סוס הברזל" האהוב עליך. מכשירים המבצעים פעולה זו נקראים מתקן אוקטן. כפי שהתברר, יחידות ההצתה הפעימות של הפלזמה שתוארו קודם לכן בכתב העת [1-5] לא רק משפרות את שריפת הדלק ותורמות לחיסכון הבולט שלה, אלא גם מקלות יחסית על התקנת מתקן אוקטן. כדי להקל על הסבר עיקרון פעולתו, אנו מציגים תרשים של יחידת ההצתה (איור 2) מ-[1].
הוא משתמש בשבבי טיימר משולבים KR1006VI1. ב-IC DA2 קיים מעגל הגנה מפני הקפצת מגעי מפסק, הטיימר השני - DA1 - הוא מכשיר חד פעמי השולט על תיריסטור. המונו-יציב מייצר דופק באורך של כ-1 ms, שבמהלכו התיריסטור מוחזק בכוח במצב פתוח. זה סוגר את המעגל של המעגל המתנודד שנוצר על ידי הפיתול הראשוני של סליל ההצתה וקבל האחסון C3. המתח ב-C3 בהיעדר אות בכניסת המפסק חייב להיות לפחות 450 V. התדר של ממיר המתח הגבוה נבחר כ-2 קילו-הרץ, כך שלתיריסטור יהיה זמן לכבות במהלך הזמן שבין פולסים של מחולל החסימה של הממיר. ועכשיו, לאחר שהבנו את התיאוריה, נדבר על איך מתקן אוקטן יכול להקל על חובבי רכב. איור 3 מציג תרשים של יחידת הצתה עם מתקן אוקטן המבוסס על יחידת OH-427 הידועה כבר [3].
פעולת מתקן האוקטן חייבת לעמוד בתנאים הבאים:
ליתר בטחון, הבה נזכיר שבמהירויות שונות, 1 ms מתאים לזוויות סיבוב שונות מאוד של גל ארכובה של המנוע. כדי ליצור מתקן אוקטן, טיימר נוסף (DA427) מסוג KR3VI1006 וטרנזיסטור VT1 מוכנסים בנוסף למעגל OH-3, המחוברים מיד לאחר מעגל ההגנה מפני קפיצות מפסק מגע באלמנטים VT1 ו-DA2. איור 4 מציג את דיאגרמות הזמן לפעולת מתקן האוקטן. האות מהפלט של מעגל האנטי-קפיצות, כלומר. מפין 3 של DA2 (איור 4a), הוא עובר לשרשרת המשלבת פרופורציונלית R9-R10-C5.
פין 7 של DA2 מחובר לקבל האינטגרטור C5, שיוצר את צורת הפולס הדרושה להפעלת המכשיר (איור 4b). הקצה המוביל של הדופק הזה מתאים לתזמון ההצתה המוגדר של התערובת בצילינדר המנוע. בהיעדר תקשורת בין C5 לפין 7 של DA2, C5 יפרק דרך אותם נגדים (R9, R10) שדרכם הוא נטען, מה שלא יאפשר למכשיר לפעול ביציבות במהירויות מנוע גבוהות. משרשרת האינטגרציה, האות מסופק לכניסה של אלמנט הסף, שתפקידו מתבצע על ידי טיימר DA4. הטיימר מספק את היכולת להתאים את סף התגובה של משווים פנימיים, אשר בהינתן צורת אות כניסה מסוימת, מאפשר לך להתאים בצורה חלקה את ההשהיה של דופק הפלט ביחס לקצה החיובי של הקלט. איור 4 מתייחס למקרה שבו סף התגובה של המשווה Uthr מוגדר לקטע שטוח יחסית של הדופק המשולב, מה שמאפשר, על ידי שינוי סף התגובה, לבחור את ערך ההשהיה הנדרש. הדופק השולט במתג ההפעלה באופטו-תיריסטור VU1 נוצר על ידי טיימר DA4 (איור 4c). אותו דופק מסופק לבסיס הטרנזיסטור VT3, המחובר למעגל של מחלק מתח הייחוס הפנימי של טיימר DA3. המחיצה היא שרשרת של שלושה נגדים של 5 קילו אוהם המחוברים בסדרה. כדי להקל על הבנת עקרון הפעולה של הטיימר, הוא מוצג באיור 5 בצורה מעט "פתוחה".
הנגד הוויסות R8 מחובר דרך הנגד המגביל R11 לפין 5 של הטיימר, כלומר במקביל לשני הנגדים ה"תחתונים" שלו של מחלק מתח הייחוס הפנימי. עבור פעולת מנוע רגילה, ההשהיה הנוספת המוכנסת באמצעות מתקן אוקטן חייבת לרדת עם עליית מהירות המנוע, כלומר, המכשיר חייב לכלול גם מד תדרים. בעיה זו התבררה כקל לפתור. טיימר DA4, השולט על מתג ההפעלה, מייצר פולסי בקרה באורך של 1 ms. אותם פולסים משמשים עבור מד התדר. התברר שתלות התדר של זמן ההשהיה שהוזן היא הקלה ביותר לארגון על אותו שבב DA3, המווסת את תזמון ההצתה. לשם כך, הקבל C5 מחובר לפין 3 של טיימר DA9. רצוי להשתמש בקבל זה מסוג K53-16 או משהו דומה עם סובלנות קיבול של לא יותר מ-±10%. קבל C9 נטען דרך מחלק הטיימר הפנימי, ונפרק דרך הטרנזיסטור הפתוח VT3 ושרשרת R8-R11 במעגל האספנים שלו. איור 6 מציג את יחסי הפאזה של האותות בנקודות מסוימות במעגל מתקן האוקטן. איור 6a מציג את הפולסים בכניסת DA3, ואיור 6b מציג את צורת גל המתח במחלק מתח הייחוס הפנימי שלו.
קבל C9, המחובר לפין 5 של DA3, נפרק דרך המתג ב-VT3 בזמן t1, ונטען דרך מחלק הטיימר הפנימי בזמן t2. אבל מכיוון ש-t1 הוא קבוע (במיקום נתון של המנוע R8), ו-t2 משתנה עם השינוי במהירות המנוע, מתח הייחוס ישתנה גם כאשר מהירות הציר משתנה. ניתן לבחור את קצבי הטעינה והפריקה הנדרשים של הקיבולת על ידי הגדרת הערכים המתאימים של C9 ו-R11. הגבלות מסוימות על בחירת הקיבול מוטלות על ידי מחלק הטיימר הפנימי, מכיוון שהנגדים המרכיבים אותו קבועים ובעלי התנגדות של 5 קילו אוהם. הדיאגרמה השלישית (איור 6c) מציגה את האות שנוצר על ידי טיימר DA4 השולט על מתג ההפעלה VU1. משך הזמן הוא סטנדרטי בהחלט, מכיוון שהוא משמש גם במד התדרים, השולט על המפתח בטרנזיסטור VT3. החלק הקריטי של המעגל הוא השנאי, המוצג באיור 7. הביצוע שלו חייב להיות גבוה, שכן הוא פועל בתנאים קשים. עדיף למלא אותו בלכה או שרף אפוקסי. מספר הסיבובים, סדר הליפוף ומיקום הפיתולים מופיעים בטבלה 1.
סדר פיתול הפיתולים הוא 1-3-2. פיתול - רגיל, שכבה-שכבה, פנה להסתובב. הבידוד בין הפיתולים והשכבות הוא שכבה אחת של בד לכה (מתח התמוטטות הוא כ-1 וולט). ליבת השנאי היא פריט 1000NM2000 Ш1х10. הוא מורכב במרווח של 10 מ"מ (משמש מרווח דיאלקטרי). הבלוק שפותח מאפשר למנוע לפעול על תערובת אוויר-דלק רזה מאוד. עם מצב פעולה זה, לא רק חיסכון בולט מאוד בדלק נצפה (יכול להגיע ל-20%), אלא גם ירידה בתכולת ה-CO בגזי הפליטה. האחרון נמצא מתחת לגבול הרגישות של מנתחי גז המשמשים במשטרת התנועה. אז זה בהחלט אפשרי, לאחר שהתקנת יחידה כזו על Zaporozhets, לקחת אותה לסיבוב לפריז. תקן היורו לפליטות מזיקות יעמוד ללא כל זרזי פלטינה. בנוסף, בעת שימוש ביחידה זו במכוניות הפועלות על גז טבעי, המנוע מתניע בחופשיות ללא בנזין, אפילו בטמפרטורות מתחת לאפס. מקורות
מחבר: V. Shcherbatyuk, E. Petsko ראה מאמרים אחרים סעיף מְכוֹנִית. מכשירים אלקטרוניים. תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה. חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה: עור מלאכותי לחיקוי מגע
15.04.2024 פסולת חתולים של Petgugu Global
15.04.2024 האטרקטיביות של גברים אכפתיים
14.04.2024
עוד חדשות מעניינות: ▪ טכנולוגיית היתוך גרעיני מהפכנית ▪ טלוויזיה מבית SEIKO EPSON עם מדפסת צילום מובנית ▪ דלק נקי שנוצר על ידי פוטוסינתזה ▪ לוויין להדפסת פאנלים סולאריים בחלל ▪ אחסון נייד חכם לתפוחי אדמה ובצל עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה
חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית: ▪ קטע אתר התגליות המדעיות החשובות ביותר. מבחר מאמרים ▪ מאמר זה נורא להיות עבד של יצרים! ביטוי עממי ▪ מאמר איך הופיע ההורוסקופ? תשובה מפורטת ▪ מאמר הדבקת סוליות גומי למגפיים. מתכונים וטיפים פשוטים ▪ מאמר כדור מתפורר. סוד התמקדות כל השפות של דף זה בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר www.diagram.com.ua |