Замыкание контактов прерывателя

На 1 -м этапе вторичная цепь практически не влияет на процесс нарастания первичного тока. Токи и напряжения во вторичной цепи при относительно малой скорости нарастания первичного тока не­значительны. Вторичную цепь можно считать разомкнутой. Первич­ный конденсатор замкнут накоротко контактами К. Схема замеще­ния для этого рабочего этапа приведена на рис. 3.16.

Процесс нарастания первичного тока согласно второму закону Кирхгофа описывается дифференциальным уравнением

где Ц - индуктивность первичной обмотки; d_i1/dt - скорость нарастания первичного тока; R₁ - полное сопротивление первичной цепи представляющее собой сумму активного сопротивления первично» обмотки, сопротивлений добавочного резистора и проводов

 

Рис. 3.16. Схема замещения клас­сической системы зажигания после замыкания контактов прерывателя

 

Во время нарастания тока в первичной обмотке наводится ЭДС самоиндукции. ЭДС самоиндукции убывает по экспоненциальному закону ЭДС взаимоиндукции мала по величине и также изменяется по экспоненциальному закону.

В некоторый момент времени контакты размыкаются. Ток раз­рыва при прочих равных условиях зависит от времени замкнутого состояния контактов t ₃.

Время f₃ зависит от частоты вращения коленчатого вала двига­теля п, числа цилиндров z, профиля кулачка, т. е. соотношения ме­жду углом замкнутого и разомкнутого состояний контактов.Частота размыкания контактов при четырехтактном двигателе или число искр в секунду f = znl( 2-60).

Время полного периода работы прерывателя

где f_p - время разомкнутого состояния контактов.

Если обозначить относительное время замкнутого и разомкнуто­го состояний контактов соответственно через т₃ = tJT и т_р = fp/T, то время замкнутого состояния контактов

Аналитическое выражение тока разрыва примет вид

Таким образом, ток разрыва уменьшается с увеличением частоты вращения вала и числа цилиндров и увеличивается с увеличением относительного времени замкнутого состояния контактов, которое определяется геометрией кулачка и от частоты вращения вала не зависит. Ток разрыва зависит также от параметров первичной цепи: он прямо пропорционален напряжению батареи U_б, возрастает с уменьшением R_b и уменьшается с увеличением индуктивности L₁.

Электромагнитная энергия, запасаемая в магнитном поле катушки зажигания к моменту размыкания контактов,

 

Если уравнение (3.3) продифференцировать по L₁ и приравнять к нулю, то можно определить значение а для получения наиболь­шей запасаемой электромагнитной энергии от источника постоян­ного тока с напряжением U_б

Условие (3.4) для обычной классической системы зажигания не может быть соблюдено, так как t₃ - показатель переменный и в за­висимости от частоты вращения двигателя изменяется в широких пределах. Поэтому на большинстве режимов работы катушки зажи­гания в диапазоне малых (холостой ход) и средних частот враще­ния двигателя вследствие больших значений t₃ ток в первичной об­мотке, достигнув установившегося значения, бесполезно нагревает катушку и добавочное сопротивление.

Чтобы найти потери в первичной цепи, необходимо вычислить действительное значение тока

Определив по формуле (3.5) ток I_1д, находят мощность потерь P_1noт. которая рассеивается в первичной обмотке катушки зажигания, на добавочном сопротивлении и в проводах: