燃料点火の新しい方法を持つ点火システム。スキーム、説明

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新しい燃料点火方式を採用した点火システム。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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文明の発展に伴い発生し、その発展とともにエスカレートしていく環境汚染の問題は、現在ますます注目を集めています。これは、人類がエネルギーキャリアとして最もアクセスしやすく安価なソースを使用し続けているという事実によるものです。炭化水素燃料。

最近、自動車が大気汚染の最大の原因であることが明らかになりました。これは特に大都市に当てはまります。比較的無害な二酸化炭素 (温室効果はまだ考慮されていません) に加えて、内燃エンジンは、現在使用されているガス分析装置では排気ガス中の存在を制御できない多数の化合物を大気中に放出します。

結局のところ、エンジンの燃焼室は、窒素、炭素、水素、鉛、酸素、硫黄などの試薬で満たされた高温の化学反応器です。

触媒コンバーターは海外で広く使用されており、白金族金属（プラチナ、ロジウム、パラジウムなど）の特性を利用して、燃焼室で燃え尽きる時間がなかったすべてのものの排気管で追加の酸化（アフターバーニング）を促進します。確かに、それらは短命ですが、非常に高価です（車のコストの約10％）。しかし、それほど「若くない」車両群をどうするかという問題は残っています。これらの車両は、理解できないほどの時間にわたって運用されます。この状況から抜け出すには、次の方法が考えられます。これによりエンジンの効率を高めることに加えて、可能であれば燃焼室内のすべてを燃焼させることができる点火システムを開発する必要があります。

内燃機関での混合気のより完全な燃焼の課題は、新しい燃料点火方法に基づいた点火システムの助けを借りてある程度解決されました[1、2]。

奇妙なことに、人気の自動車ブランドで使用されている最新の空気燃料点火システムは、自動車時代の初期と同じ点火方法に基づいています。スパークプラグの電極間の火花放電です。燃料と空気の混合物の点火の瞬間に起こるプロセスと燃焼プロセス自体の説明は、原則として、このプロセスの統一された理論モデルの欠如とそのさまざまな説明への参照が文献に添付されています。さまざまな著者による。内燃機関の効率は燃焼室内のガスの温度に依存し、さらにその温度は燃料と空気の混合気の燃焼速度に依存することが知られています。したがって、この速度が増加すると、エンジンの効率が増加し、その結果、燃料消費率が減少します。

新しい点火システムを開発するとき、流れによって点火プラグ電極間に形成されるプラズマを「レーシング」する効果を弱めることによって、燃焼室内の燃料と空気の混合気の燃焼率を高めることができると想定されていました。スパークギャップ内の直流電流。この場合の電流は、点火コイルに蓄えられたエネルギーによって維持されます。新しいシステムは、スパークプラグギャップにバイポーラパルス電流を提供するコンデンサのエネルギー貯蔵の原理を使用します。

キャンドルの電極の電圧変動の最初の期間中に、混合物が準備されて点火され、その後の期間中に、それは燃焼されます。図1は、キャンドルの電極での電圧変化のグラフを示しています。最後のXNUMXつの期間では、電圧パルスは長方形に近い形状になっています。

燃料点火の新しい方法を備えた点火システム
Pic.1

電子点火の仕組みを図2に示します。それは次のように動作します。コンデンサ C5 ... C7 は、トランジスタ VT1 上のコンバータの二次巻線からバッテリの EMF よりも大幅に高い電圧まで充電されます。点PRとMの間に接続された遮断器の接点が開くと、RC回路R8、R1、R2、C5によって生成された電流パルスがサイリスタVD1の制御電極を通過します。サイリスタが開き、短絡点に接続された点火コイルの一次巻線を介してコンデンサの振動放電が始まります。最初の半サイクルでは電流がサイリスタを流れ、9 番目の半サイクルではダイオード VD10、VDXNUMX を流れます。

燃料点火の新しい方法を備えた点火システム
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このプロセスは、コンデンサC4がトランジスタVT2のキーが開く電圧まで充電されるまで繰り返されます。これにより、サイリスタが再び発火するのを防ぎます。ブレーカ接点が閉じた後、コンデンサC4の残留電圧がサイリスタの制御接合部に印加され、しっかりとロックされます。この場合、コンデンサC4は抵抗R3とダイオードVD4を介して放電されますが、キーVT2は接点が閉じた後しばらく開いたままであるため、ブレーカ接点のバウンスによるサイリスタの偶発的なロック解除を防ぎます。

ホールセンサーを備えたイグニッションシステムでスイッチを使用する場合、ホールセンサーはキーの操作を直接制御します。この場合、回路で発生するプロセスは、上記のプロセスと同様です。

提案された点火方式は、エンジンのXNUMXサイクル中に極性が変化するスパークプラグの電極に電圧を印加することを可能にします。制御回路の要素を選択することで、キャンドルの放電の最適な期間が保証されます。

説明した点火方法を使用すると、エンジンの燃料効率、出力、スロットル応答を向上させ、排気ガス中の一酸化炭素の含有量を減らし、スパークプラグの寿命を延ばすことができます。

燃料点火の新しい方法を備えた点火システム
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開発したブロック(OH-427)と自動車のイグニッションシステムとの接続図を図3、4に示します。バッテリーから切り離す必要があります。このスキームに従って作成された電子点火ユニットは、トラックでテストされ、さまざまな標準点火システムと比較されました。

燃料点火の新しい方法を備えた点火システム
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古典的な接触システムを備えたGAZ-52車両と、より高度なトランジスタシステムと誘導点火センサーを備えたGAZ-53車両が選択されました。テストは、NPMP Vitar によって開発された方法論に従って実行されました。開発したユニットの試験結果を図5に示します。

燃料点火の新しい方法を備えた点火システム
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結果の分析は、開発された装置の有効性を示し、燃料と空気の混合気の点火中に発生するプロセスの性質が、説明したものとある程度一致することを示唆しています。

文学

RF 特許 N2056521。内燃機関で燃料混合物に点火する方法とその実施のためのスイッチ。
ベラルーシ共和国の特許N1429。内燃機関内の燃料混合物に点火するための方法およびその実施のためのスイッチ。
点火系ユニットOH-427。パスポート。 - JSC「MNIPI」、ミンスク。

著者: V. Shcherbatyuk、ミンスク; 出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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