Определение параметров катушки

Средний диаметр катушки:

(17)

где b – толщина каркаса, м (обычно b = (0,5...2,5)10^-3 м;

δ _кк – зазор между катушкой и корпусом, м (для низковольтных электромагнитов δ _кк = (0,25...2)10^-3 м.

Сечение провода:

, (18)

где – средняя длина витка катушки.

. (19)

По сечению находим диаметр провода без изоляции:

(20)

Выбираем марку провода по рекомендациям таблицы 1 приложения В. Диаметр провода округляется до стандартного значения в соответствии с маркой провода, и для принятой марки провода находится его диаметр в изоляции d_из.

Активное сопротивление обмотки при нагреве можно определить в виде:

(21)

где – сопротивление 1м провода обмотки данного сечения, Ом. Находится по таблице В.1;

– разность температур нагретой обмотки и температуры окружающей среды,

Длина катушки:

(22)

Число рядов катушки:

, (23)

где – общая толщина изоляции, которая наматывается на латунную втулку и по наружному диаметру катушки, плюс допуск на укладку, .

Полученное значение округляем до целых.

Число витков в одном ряду:

, (24)

где – толщина одной щеки,

Полученное значение округляем до целых.

Число витков катушки:

(25)

Длина намоточного провода:

(26)

Суммарные потери в меди обмоток:

(27)

где – активное сопротивление i-той обмотки, Ом.

Расчет индуктивности катушки.

Индуктивность катушки зависит от ее геометрических размеров, числа витков и способа намотки катушки. Чем больше диаметр, длина намотки и число витков катушки, тем больше ее индуктивность.

(28)

где – площадь поперечного сечения катушки, м².

(29)

Суммарные потери в магнитопроводе

Р_ст=К_сб×р_ст× (Вm)²×G_ст, (30)

где К_сб=1,1…1,3 – коэффициент, учитывающий увеличение потерь в магнитопроводе при сборке;

G_ст – масса магнитопровода, кг;

р_ст – удельные потери в материале магнитопровода, Вт/кг. Принимать р_ст=0,8…1,1 Вт/кг.

Вес магнитопровода подсчитывают по формуле:

G_ст=S_c×γ_ст×1_ст×кз (31)

где γ_ст=7800 кг/м³ – плотность электротехнической стали;

Определение тепловой напряженности

Θ=∑Р/S_охл ≤ Θ_доп, (32)

где Sохл – поверхность охлаждения обмоток трансформатора, м²;

Θо – допустимая тепловая напряженность, Вт/м².

Принимают Θо=800 Вт/м².

Поверхность охлаждения определяют по формуле:

Sохл=2p×h×ådобм (33)

Если результаты расчета показывают, что Qо превышает допустимое значение более чем на 10%, то необходимо уменьшить плотность тока в обмотках, выбирая большее сечение проводников. Если же Qо меньше допустимого на 25-30%, то следует наоборот, повысить плотность тока в обмотках.

Масса

Gтр=Gм+Gст (34)

где Gм – масса меди обмоток трансформатора, кг.

Массу меди обмоток определяется по формуле:

(35)

где – плотность медной проволоки,

– площадь поперечного сечения провода из таблицы А.1.

5 Расчёт производительности форсунки

Частота следования прямоугольных импульсов напряжения современного бензинового ДВС, зависящая от частоты вращения КВ, числа цилиндров и катушек зажигания, может быть определена следующим образом:

(36)

где n – частота вращения КВ двигателя, мин–1;

– число цилиндров двигателя;

k – тактность двигателя;

z – число катушек зажигания.

Управляющим параметром ЭМФ является продолжительность открытого ее состояния. Изменение жесткости возвратной пружины не оказывает существенного влияния на дозирование. Количество подаваемого топлива определяется длительностью электрического импульса, поступающего от ЭБУ на обмотку ЭМФ. Частота срабатывания дозатора, равная частоте следования тактов впуска двигателя, обеспечивает необходимую равномерность распределения горючей смеси по цилиндрам. Период следования импульсов t управления дозатором четырехтактного двигателя может быть представлен зависимостью:

. (37)

К важнейшим гидравлически характеристикам ЭМФ относятся статическая и динамическая производительности. Статическая производительность характеризуется количеством топлива, проходящим через ЭМФ в единицу времени при заданном давлении и полном открытии клапана.

(38)

где – цикловая подача топлива при полной мощности, см³;

– продолжительность впрыскивания, мин.

Цикловая подача топлива ЭМФ в зависимости от длительности и формы электрического управляющего импульса может быть определена по следующей зависимости:

, (39)

где – площадь эффективного сечения дозирующего отверстия форсунки, см²;

– средний перепад давления на дозирующем отверстии между входом (давление в рампе) и выходом форсунки (впускной трубопровод), ;

– плотность топлива, кг/см³;

– время открытого состояния форсунки (впрыск), с.

. (40)

В уравнении (39) величины , и являются постоянными, поэтому топливоподачей управляют путем изменения продолжительности управляющего импульса, подаваемого на обмотку ЭМФ.

Динамическую производительность (мм3/цикл) определяют путем подачи на форсунку серии импульсов с заданным периодом t = 10 мс (частота импульсов 100 Гц) и заданной контрольной длительностью, которую выбирают на режиме холостого хода (импульс ХХ). Расходную характеристику строят по нескольким точкам. Большая часть зависимости цикловой подачи от длительности импульса имеет линейный характер, но в начале и в конце она теряет линейность. Для форсунки разработанной конструкции достаточно использовать по одной точке статической и динамической характеристик.

Нелинейность характеристики определяет скважность – отношение длительности импульсов t _имп к периоду их следования t, выраженное в процентах. При t _имп = 5 мс и t = 10 мс скважность равна 50 %. Нелинейный участок начинается не при больших длительностях импульса, а при больших скважностях, то есть когда между окончанием предыдущего импульса и началом следующего остается слишком мало времени. Клапан просто не успевает нормально закрыться, и происходит подача лишнего топлива. ЭМФ остается полностью открытой не только при скважностях, равных 100 %, но и меньших, близких к ним. Изменение t _имп в этих пределах не приводит к изменению цикловой подачи, то есть форсунка становится неуправляемой.

Таблица 2 – Продолжительность одного оборота коленчатого вала

Приложение А

(справочное)

Провода обмоточные медные

Таблица А

Продолжение таблицы А

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: