3. Описание лабораторного стенда

Упрощенная схема лабораторной установки показана на рис. 1. В состав лабораторной установки входят: катушка зажигания 3; аккумулятор 6; прерыватель 2; конденсатор С; свеча зажигания 4.

Рис. 4. Схема проверки работоспособности контактной системы зажигания:

1 - ключ подключения источника питания (аккумулятора); 2 - контак­ты прерывателя; 3 - катушка зажигания; 4 - свеча зажигания; 5 - про­волочное сопротивление; 6 - аккумуляторная батарея

Система работает следующим образом. При замыкании контактов ключа 1 и замкнутом состоянии контактов прерывателя 2 от положительной клеммы аккумулятора через первичную обмотку с числом витков w₁ к отрицательной клемме аккумулятора протекает ток, величина которого достигает нескольких ампер.

После размыкания контактов прерывателя 2 происходит гашение накопленной магнитной энергии в магнитной системе катушки зажигания 3. В связи с этим по цепи: обмотка w₁, конденсатор С, "земля", минусовая клемма аккумулятора, плюсовая клемма его, проволочный резистор 5, обмотка, w₁ протекает быстропеременный переходной ток, а в магнитной системе возникает быстро изменяющийся магнитный поток. Обмотка w₂ сцепляется с этим потоком и в ней индуцируется высоковольтный импульс напряжения, т. к. w₂ >> w₁. Амплитудное значение этого импульса достигает величины порядка 15-25 кВ. Это приводит к электрическому пробою промежутка между электродами и образованию искры, поджигающей воздушно-бензиновую смесь в цилиндрах двигателя.

Для устойчивой работы системы зажигания необходима определенная величина емкости конденсатора С (С = 0,25 мкф).

Емкость С_П, которая зависит от числа витков w₂ вторичной обмотки и ее размеров, называется паразитной. Ее влияние на переходный процесс может быть значительным.

В качестве прерывателя 2 в лабораторной установке используется прерыватель контактной системы зажигания двигателя автомобиля. При вращении вала контакты его периодически замыкаются и размыкаются. В момент замыкания контактов ток протекает через первичную обмотку W₁, осуществляется запасание магнитной энергии в электромагнитной системе катушки зажигания, а в момент размыкания контактов - гашение магнитной энергии, накопленной в этой системе, формирование высоковольтного импульса напряжения и образование искры.

4. Порядок выполнения лабораторной работы

1. Ознакомиться с элементами контактной системы зажигания.

2. Собрать схему для проведения опыта.

3. Вращая вал прерывателя, наблюдать за появлением искры в воздушном промежутке. Отсутствие искры при правильно собранной схеме системы зажигания можно объяснить неисправностью катушки.

Задание для расчета

1. При расчете принять напряжение аккумулятор­ной батареи Е_АК = 12,6 В, емкость С₁ = 0,25 мкФ, а также параметры исследуемой катушки зажигания, используя данные табл. 1.

2. Определить, удовлетворяет ли данному условию время замкнутого состояния контактов t_ЗАМ = 25 мс.

3. По величине волнового сопротивления установить характер процесса в цепи первичной обмотки катушки зажигания в момент разрыва контактов.

4. Определить, согласно выражению (1) для исследуемой катушки зажигания, максимальное значение амплитуды колебания напряжения, приложенного к электродам свечи U_2m.

5. Рассчитать частоту собственных колебаний цепи первичной обмотки катушки зажигания и период колебаний .

6. При анализе кривой переходного процесса сравнить полученное значение Т₀ с величиной периода, определенной с помощью осциллографа.

7. Определить с помощью осциллографа длительность горения дуги на свече и сравнить с эталонной.