Автоматика. Электроэнергия. Электричество. Электрика. Электроснабжение. Программирование
Схема плавного включения и выключения светодиодов без стабилизации, без использования КРЕН.
R1 — 10К Ом
R2 — 10К Ом
R3 — от 50К до 100К Ом (сопротивлением этого резистора можно управлять скоростью розжига светодиодов).
С1 — от 200 до 500мк Ф (можно и выбрать другие ёмкости, но превышать 1000мк Ф не стоит).
Транзистор IRFZ34N.Схема плавного включения и выключения светодиодов без стабилизации, без использования КРЕН. Стабилизатор на входе можно поставить по желанию.
R1 — 10К Ом
R2 — 10К Ом
R3 — от 50К до 100К Ом (сопротивлением этого резистора можно управлять скоростью розжига светодиодов).
С1 — от 200 до 500мк Ф (можно и выбрать другие ёмкости, но превышать 1000мк Ф не стоит).
Транзистор IRFZ34N.
IRFZ34N – N-канальный МОП-транзистор (MOSFET) с обратным диодом и логическим уровнем управления.
Использование мощных полевых транзисторов в преобразователях напряжения позволяет уменьшить площадь радиаторов для выходных ключевых транзисторов, уменьшить ток потребления в режиме холостого хода и увеличить КПД преобразователя.
Корпус – TO-220AB
Напряжение пробоя сток-исток 55 В
Максимальное напряжение затвора 20 В
Сопротивление в открытом состоянии 40.0 мОм
Ток затвора 26 А
Заряд затвора 22.7 нКл
Термосопротивление 2.7 К/Вт
Рассеиваемая мощность 56 Вт
Транзистор постепенно открывается, плавно увеличивая напряжение на выходе схемы. При снятии управляющего напряжения транзистор закрывается. После окончания процесса разряда конденсатора схема перестает потреблять ток и переходит в режим ожидания. Потребляемый ток в этом режиме незначителен.
Данная схема хорошо подойдёт для использования в плавной подсветке светодиодов, к примеру, в автомобиле.
(Просмотрено 4846 раз)
Плавный розжиг панели приборов двухканальный v 7.0, цена 300 грн
Плавный розжиг панели приборов двухканальный v 7.0Данная версия розжига имеет следующие особенности:изменена и доработана схематическая часть устройства
обновленная версия прошивки
розжиг панели от зажигания и габаритов
добавлена кнопка установки яркости режимов день-ночь на плате устройства
установлены более мощные силовые транзисторы (по 1,5А на канал)
качественные заводские платы размером 25мм*19мм
гарантия на устройство 6 мес.
Функционал устройства:
настройки времени задержки перед розжигом отдельно для стрелок и шкал
настройка времени розжига отдельно для стрелок и шкал
регулировка яркости отдельно для режима «День» и режима «Ночь»
визуализация розжига для более точных настроек
розжиг работает при включении габаритов не зависимо от зажигания
установка времени от 0,1 секунды
при включении габаритов или света переходит в режим «Ночь» в убавляет яркость до установленной раннее.
Плата имеет две кнопки настройки розжига для каждого канала а так же кнопку регулировки яркости режима день-ночь.
Плата имеет дополнительный вход для подключения внешней кнопки регулировки яркости.
Настройки сохраняются в памяти микроконтроллера и не сбиваются в режиме работы.
Технические характеристикиДопустимая нагрузка — 2*1,5А (по 1,5А на канал)
Размеры платы 25*19 мм
Работает со светодиодами (платы пересвета, светодиодные ленты и т.п.)
Плавного затухания нет
Схема подключения устройства
Блок плавного включения светодиодов. Плавное включение светодиодов своими руками
Есть случаи, когда необходимо обеспечить плавное включение светодиодов, применяемых для освещения или подсветки, а в некоторых случаях и выключение. Плавный розжиг может потребоваться по разным причинам.
Во-первых, при мгновенном включении свет сильно «бьет по глазам» и заставляет нас жмуриться и прищуриваться, выжидая, пока глаза привыкнут к новому уровню яркости.
Этот эффект связан с инерционностью процесса аккомодации глаза и конечно имеет место не только при включении светодиодов, но и любых других источников света.
Просто в случае со светодиодами он усугубляется тем, что излучающая поверхность очень мала. Если говорить научным языком – источник света имеет очень большую габаритную яркость.
Во-вторых, могут преследоваться чисто эстетические цели: согласитесь плавно загорающийся или гаснущий свет – это красиво. Схема питания светодиодов должна быть усовершенствована должным образом. Рассмотрим два различных способа плавного включения и выключения светодиодов.
Задержка RC-цепью
Первое что должно прийти в голову человеку, знакомому с электротехникой – введение задержки с помощью включения в схему питания светодиодов RC-цепочки: резистора и конденсатора. Схема приведена на рис.1. При подаче напряжения на вход – напряжение на конденсаторе, по мере его заряда, будет нарастать за время приблизительно равное 5τ, где τ=RC – постоянная времени.
То есть, говоря простым языком, время включения света будет определяться произведением емкости конденсатора и сопротивления резистора. Соответственно, чем больше емкость и сопротивление, тем дольше будет происходить розжиг светодиодов. При отключении питания конденсатор будет разряжаться на светодиоды. Время, в течение которого будет происходить плавное затухание, также будет определяться τ, но в этом случае вместо R в произведение войдет динамическое сопротивление светодиодов. К примеру, конденсатор на 2200 мкФ и резистор на 1 кОм теоретически «растянут» время включения на 2,2 секунды. Естественно на практике это значение будет отличаться от расчетного как за счет разброса параметров (у электролитических конденсаторов допуски на номинал обычно очень большие) RC-цепи, так и за счет параметров самих светодиодов. Не нужно забывать, что p-n-переход начнет открываться и излучать свет при определенном пороговом значении. Представленная простейшая схема хорошо позволяет понять принцип действия этого метода, но для практической реализации она мало пригодна.
Для получения рабочего решения усовершенствуем ее введением нескольких дополнительных элементов (рис.2).
Работает схема следующим образом: при включении питания конденсатор С1 заряжается через резистор R2, транзистор VT1, по мере изменения напряжения на затворе, уменьшает сопротивление своего канала, тем самым увеличивая ток через светодиод. Выключение питания приведет к разряду конденсатора через светодиоды и резистор R1.
Включим «мозги»…
Если схема должна обеспечить большую гибкость и функциональность, например, не меняя «железо» мы хотим получить несколько режимов работы и задавать время розжига и затухания более точно, то самое время включить в схему микроконтроллер и интегральный драйвер LED с входом управления. Микроконтроллер способен с высокой точностью отсчитывать необходимые интервалы времени и выдавать команды на управляющий вход драйвера в виде ШИМ. Переключение режимов работы можно предусмотреть заранее и вывести для этого соответствующую кнопку. Необходимо только сформулировать – что мы хотим получить и написать соответствующую программу.
Регулятор яркости светодиодной подсветки приборов авто.
Схема плавного розжига светодиодов.
Многие автолюбители переделывают подсветку приборной панели своего авто с обычных ламп накаливания на светодиоды, и зачастую, особенно при использовании супер-ярких, приборка сияет как новогодняя елка и режет по глазам ярким свечением, что требует применения дополнительного устройства, с помощью которого можно регулировать уровень яркости, как говорится, на свой вкус.
Уровень яркости подсветки регулируется переменным резистором номиналом 50 кОм, то есть этим резистором изменяется скважность импульсов управления. В качестве регулирующего элемента применен N-канальный полевой транзистор IRFZ44N, который можно заменить, например, на IRF640 или подобный.
Делать перечень примененных элементов наверно нет смысла, их в схеме не так уж и много, поэтому перейдем к рассмотрению печатной платы.
Печатная плата разработана в программе Sprint Layout, вид платы данного формата выглядит следующим образом:
Фото-вид платы ШИМ-регулятора LAY6 формата:
У многих возникает желание добавить к схеме регулятора эффект плавного розжига, и в этом нам поможет широко распространенная в интернете простенькая схемка:
На печатной плате мы разместили обе вышеприведенных схемы, и схему регулятора, и схему плавного розжига. LAY6 формат платы выглядит так:
Фото-вид LAY6 формата:
Фольгированный текстолит для платы односторонний, размер 24 х 74 мм.
Для установления желаемого времени розжига и затухания поиграйте номиналами резисторов, обозначенных на печатной плате звездочками, так же это время зависит от номинала электролитической емкости в схеме розжига, расположенной над выходным гнездом LED (С увеличением номинала конденсатора увеличится время).
Обращаем ваше внимание, что в схеме плавного розжига применен P-канальный MOSFET. Ниже показана цоколевка транзисторов:
В дополнение к статье приводим еще один пример схемы с регулятором яркости и плавным розжигом светодиодов приборной панели авто:
Размер архива с материалами статьи – 0,4 Mb.
Принцип работы схемы:
Управляющий «плюс» поступает через диод 1N4148 и резистор 4,7 кОм на базу транзистора КТ503. При этом транзистор открывается, и через него и резистор 68 кОм начинает заряжаться конденсатор. Напряжение на конденсаторе плавно растет, и далее через резистор 10 кОм поступает на вход полевого транзистора IRF9540. Транзистор постепенно открывается, плавно увеличивая напряжение на выходе схемы. При снятии управляющего напряжения транзистор КТ503 закрывается. Конденсатор разряжается на вход полевого транзистора IRF9540 через резистор 51 кОм. После окончания процесса разряда конденсатора схема перестает потреблять ток и переходит в режим ожидания. Потребляемый ток в этом режиме незначителен.
Схема с управляющим минусом:
Отмечена распиновка IRF9540N
Схема с управляющим плюсом:
Отмечена распиновка IRF9540N и KT503
В этот раз изготавливать схему решил методом ЛУТ (лазерно-утюжная технология). Делал я это первый раз в жизни, сразу скажу, что ничего сложного нет.
Для работы нам понадобится: лазерный принтер, глянцевая фотобумага (или страница глянцевого журнала) и утюг.
К О М П О Н Е Н Т Ы:
Транзистор IRF9540N
Транзистор KT503
Выпрямительный диод 1N4148
Конденсатор 25V100µF
Резисторы:
— R1: 4.7 кОм 0.25 Вт
— R2: 68 кОм 0.25 Вт
— R3: 51 кОм 0.25 Вт
— R4: 10 кОм 0.25 Вт
Односторонний стеклотекстолит и хлорное железоКлеммники винтовые, 2-х и 3-х контактные, 5 мм
При необходимости, изменить время розжига и затухания светодиодов можно подбором номинала сопротивления R2, а также подбором ёмкости конденсатора.
Р А Б О Т А:
?????????????????????????????????????????
?1?
В этой записи подробно покажу, как изготавливать плату с управляющим плюсом. Плата с управляющим минусом делается аналогично, даже чуть проще из-за меньшего количества элементов. Отмечаем на текстолите границы будущей платы. Края делаем чуть больше, чем рисунок дорожек, а затем вырезаем.
Существует много способов резки текстолита: ножовкой по металлу, ножницами по металлу, с помощью гравера и так далее.
Я с помощью канцелярского ножа сделал бороздки по намеченным линиям, далее выпилил ножовкой и обточил края напильником. Также пробовал использовать ножницы по металлу – оказалось гораздо проще, удобнее и без пыли.
Далее прошкуриваем заготовку под водой наждачной бумагой с зернистостью P800-1000. Затем сушим и обезжириваем поверхность платы 646 растворителем с помощью безворсовой салфетки. После этого нельзя руками прикасаться к поверхности платы.
2?
Далее с помощью программы SprintLayot открываем и печатаем на лазерном принтере схему. Печатать необходимо только слой с дорожками без обозначений. Для этого в программе при печати слева вверху в разделе “слои” снимаем ненужные галочки. Также при печати в настройках принтера выставляем высокую четкость и максимальное качество изображения. Программу и чуть доработанные мной схемы залил для Вас на Яндекс.Диск.
С помощью малярного скотча приклеиваем на обычный лист А4 страницу глянцевого журнала/глянцевую фотобумагу (если их размеры меньше А4) и печатаем на ней нашу схему.
Я пробовал использовать кальку, страницы глянцевого журнала и фотобумагу. Удобнее всего, конечно, работать с фотобумагой, но в отсутствии последней и страницы журнала вполне сгодятся. Калькой же пользоваться не советую – рисунок на плате очень плохо пропечатался и получится нечётким.
3? Теперь прогреваем текстолит и прикладываем нашу распечатку. Затем утюгом с хорошим прижимом проутюживаем плату в течение нескольких минут.
Теперь даем плате полностью остыть, после чего опускаем в ёмкость с холодной водой на несколько минут и аккуратно избавляемся от бумаги на плате. Если целиком не отдирается, то скатываем потихоньку пальцами.
Затем проверяем качество пропечатанных дорожек, и плохие места подкрашиваем тонким перманентным маркером.
4?
С помощью двустороннего скотча приклеиваем плату на кусочек пенопласта и помещаем в раствор хлорного железа на несколько минут.
Время вытравливания зависит от многих параметров, поэтому периодически достаем и проверяем нашу плату. Хлорное железо используем безводное, разводим в теплой воде согласно пропорциям, указанным на упаковке. Чтобы ускорить процесс травления можно периодически покачивать ёмкость с раствором.
После того, как ненужная медь стравилась – отмываем плату в воде. Затем с помощью растворителя или наждачки счищаем тонер с дорожек.
5? Затем необходимо просверлить дырочки для монтажа элементов платы. Для этого я использовал бормашинку (гравер) и сверла диаметром 0.6 мм и 0.8 мм (из-за разной толщины ножек элементов).
6? Далее нужно облудить плату. Есть множество различных способов, я решил воспользоваться одним из самых простых и доступных. С помощью кисточки смазываем плату флюсом (например ЛТИ-120) и паяльником лудим дорожки. Главное не держать жало паяльника на одном месте, иначе возможен отрыв дорожек при перегреве. Берем на жало больше припоя и ведем им вдоль дорожки.
7?
Теперь напаиваем необходимые элементы согласно схеме.
Для удобства в SprintLayot распечатал на простой бумаге схему с обозначениями и при пайке сверял правильность расположения элементов.
8? После пайки очень важно полностью смыть флюс, в противном случае могут быть коротыши между проводниками (зависит от применяемого флюса). Сначала рекомендую тщательно протереть плату 646 растворителем, а потом хорошо промыть щеткой с мылом и высушить.
После сушки подключаем «постоянный плюс» и «минус» платы к питанию («управляющий плюс» не трогаем), затем вместо светодиодной ленты подсоединяем мультиметр и проверяем, нет ли напряжения. Если хоть какое-то напряжение все-таки присутствует, значит где-то коротит, возможно плохо смыли флюс.
Ф О Т О Г Р А Ф И И:
Убрал плату в термоусадку
В И Д Е О:
?????????????????????????????????????????
И Т О Г:
?????????????????????????????????????????
Проделанной работой я доволен, хоть и потратил достаточно много времени. Процесс изготовления плат методом ЛУТ показался мне интересным, и несложным.
Но, не смотря на это, в процессе работы допустил, наверное, все ошибки, какие только возможно. Но на ошибках, как говориться, учатся.
Подобная плата плавного розжига светодиодов имеет достаточно широкое применение и может использоваться, как в автомобиле (плавный розжиг ангельских глазок, панели приборов, подсветки салона и т.п.), так и в любом другом месте, где есть светодиоды и питание от 12В. Например, в подсветке системного блока компьютера или декорировании подвесных потолков.
На просторах интернета имеется множество схем плавного розжига и затухания светодиодов с питанием от 12В, которые можно сделать своими руками. Все они имеют свои достоинства и недостатки, различаются уровнем сложности и качеством электронной схемы. Как правило, в большинстве случаев нет смысла сооружать громоздкие платы с дорогостоящими деталями. Чтобы кристалл светодиода в момент включения плавно набирал яркость и также плавно погасал в момент выключения, достаточно одного МОП транзистора с небольшой обвязкой.
Схема и принцип ее работы
Рассмотрим один из наиболее простых вариантов схемы плавного включения и выключения светодиодов с управлением по плюсовому проводу. Помимо простоты исполнения, данная простейшая схема имеет высокую надежность и невысокую себестоимость. В начальный момент времени при подаче напряжения питания через резистор R2 начинает протекать ток, и заряжается конденсатор С1. Напряжение на конденсаторе не может измениться мгновенно, что способствует плавному открытию транзистора VT1. Нарастающий ток затвора (вывод 1) проходит через R1 и приводит к росту положительного потенциала на стоке полевого транзистора (вывод 2). В результате происходит плавное включение нагрузки из светодиодов.
В момент отключения питания происходит разрыв электрической цепи по «управляющему плюсу». Конденсатор начинает разряжаться, отдавая энергию резисторам R3 и R1. Скорость разряда определяется номиналом резистора R3. Чем больше его сопротивление, тем больше накопленной энергии уйдет в транзистор, а значит, дольше будет длиться процесс затухания.
Для возможности настройки времени полного включения и выключения нагрузки, в схему можно добавить подстроечные резисторы R4 и R5. При этом, для корректности работы, схему рекомендуется использовать с резисторами R2 и R3 небольшого номинала.
Любую из схем можно самостоятельно собрать на плате небольшого размера.
Элементы схемы
Главный элемент управления – мощный n-канальный МОП транзистор IRF540, ток стока которого может достигать 23 А, а напряжение сток-исток – 100В. Рассматриваемое схемотехническое решение не предусматривает работу транзистора в предельных режимах. Поэтому радиатор ему не потребуется.
Вместо IRF540 можно воспользоваться отечественным аналогом КП540.
Сопротивление R2 отвечает за плавный розжиг светодиодов. Его значение должно быть в пределах 30–68 кОм и подбирается в процессе наладки исходя из личных предпочтений. Вместо него можно установить компактный подстроечный многооборотный резистор на 67 кОм.
В таком случае можно корректировать время розжига с помощью отвертки.
Сопротивление R3 отвечает за плавное затухание светодиодов. Оптимальный диапазон его значений 20–51 кОм. Вместо него также можно запаять подстроечный резистор, чтобы корректировать время затухания. Последовательно с подстроечными резисторами R2 и R3 желательно запаять по одному постоянному сопротивлению небольшого номинала. Они всегда ограничат ток и предотвратят короткое замыкание, если подстроечные резисторы выкрутить в ноль.
Сопротивление R1 служит для задания тока затвора. Для транзистора IRF540 достаточно номинала 10 кОм. Минимальная емкость конденсатора С1 должна составлять 220 мкФ с предельным напряжением 16 В. Ёмкость можно увеличить до 470 мкФ, что одновременно увеличит время полного включения и выключения. Также можно взять конденсатор на большее напряжение, но тогда придется увеличить размеры печатной платы.
Управление по «минусу»
Выше переведенные схемы отлично подходят для применения в автомобиле.
Однако сложность некоторых электрических схем состоит в том, что часть контактов замыкается по плюсу, а часть – по минусу (общему проводу или корпусу). Чтобы управлять приведенной схемой по минусу питания, её нужно немного доработать. Транзистор нужно заменить на p-канальный, например IRF9540N. Минусовой вывод конденсатора соединить с общей точкой трёх резисторов, а плюсовой вывод замкнуть на исток VT1. Доработанная схема будет иметь питание с обратной полярностью, а управляющий плюсовой контакт сменится на минусовой.
Читайте так же
Coil-On-Plug Technology и советы по диагностике | 2018-02-16
Катушка на свече, или COP, имеет отдельную катушку, предназначенную для каждого цилиндра, с COP, подключенным непосредственно к свече зажигания, что устраняет необходимость в соединительных проводах. Из-за различий в конструкции COP у производителей автомобилей контроль искры, поиск и устранение неисправностей и диагностика могут отличаться. Эта статья предназначена для ознакомления с COP, а также для ознакомления с советами и мерами предосторожности, касающимися тестирования и диагностики проблем с пропуском зажигания двигателя.
Рискуя встретиться с самим собой, я могу вспомнить старые добрые времена, когда двигатели оснащались дистрибьюторами с внешними катушками и проводом катушки, к которому мы могли удобно прикрепить вторичный датчик KV нашего прицела. А с помощью нашего триггера номер 1 мы могли отсортировать характеристику зажигания каждого отдельного цилиндра (см. Рисунок 1), что позволило нам определять условия обедненного цилиндра, условия богатого цилиндра, проблемы с низким уровнем сжатия цилиндра, высокие требования к KV вторичного зажигания, недостаточную продолжительность искры. или любой тип пропусков воспламенения плотности.
В современных двигателях, оснащенных системами зажигания типа COP, доступ ко всем диагностическим функциям, включая считывание и анализ формы вторичного сигнала зажигания, создает проблему и необходимость проявлять творческий подход. Креатив просто означает использование вторичного KV-провода между катушкой и свечой зажигания, присоединение нашего вторичного KV-датчика к проводу и анализ единственной вторичной формы волны зажигания.
Необходимость понимания формы волны вторичного зажигания все еще существует.Диагностика, предоставленная нам для двигателей, оборудованных распределителями, все еще доступна с использованием этого метода на двигателях, оборудованных COP, путем просмотра формы волны вторичного зажигания COP (см. Рисунок 2). Критической частью этих форм вторичного воспламенения является искровая линия в зависимости от длины, угла и наличия турбулентности. В условиях обедненной смеси длина искровой линии сокращается, она изгибается вверх и усиливается турбулентность, как в двигателях, оборудованных распределителями.
Помните, что молекулы воздуха непроводящие, что увеличивает потребность искровой линии в напряжении для их ионизации.Обратите внимание, однако, что длина искровой линии в системах зажигания COP значительно больше по продолжительности просто потому, что нам нужно преодолеть только воздушный зазор свечи зажигания, который нужно преодолеть (больше нет воздушного зазора ротора).
Помните, когда выход из строя катушки на старом двигателе, оборудованном распределителем, был редкостью, когда одна катушка отвечала за зажигание всех свечей зажигания четырех-, шести- или восьмицилиндрового двигателя? Теперь, когда большинство современных двигателей оснащены системами зажигания типа COP, отказ катушки COP становится обычным явлением.
Возникает вопрос — как надежность двигателя с одним змеевиком и распределителем соотносится с обычными отказами змеевика COP?
Если вы технический специалист, который использует и ценит диагностическую ценность пробника усилителя в сочетании с лабораторным осциллографом, большинству катушек двигателя, оборудованных распределителями, требуется от 4 до 6 ампер для полного насыщения катушки. По мере увеличения оборотов точка включения первичной обмотки должна была произойти раньше, чтобы обеспечить достаточное время зарядки для достаточного насыщения катушки. Теперь с новыми катушками типа COP у PCM есть достаточно времени для индивидуального управления периодом выдержки каждой отдельной катушки или временем насыщения катушки.
Преимущество состоит в том, что на более высоких оборотах слабая искра из-за сокращенных периодов простоя (например, возникающая на двигателях с одним змеевиком, оборудованных распределителем) в значительной степени устраняется. Для сравнения: новые катушки COP теперь насыщены почти вдвое большими значениями силы тока без каких-либо ограничений с уменьшенными периодами зарядки катушек по мере увеличения оборотов, что является общей проблемой для систем с одной катушкой.
В устройствах COP, используемых в настоящее время производителями автомобилей, есть некоторые отличия, которые могут улучшить наши стратегии диагностики при устранении пропусков зажигания.Блоки Ford и Chrysler COP напрямую управляются PCM, то есть драйверы катушек интегрированы в PCM. Проблема здесь в том, что закороченные первичные обмотки или отслеживание углерода внутренней катушки могут вывести PCM из строя.
На двигателях Ford, оборудованных COP, PCM будет многократно запускать змеевики при скорости вращения ниже 1000 об / мин, чтобы обеспечить хорошее сгорание в условиях обедненной смеси при небольшой нагрузке (см.
Рисунок 3). Выше 1000 об / мин PCM вернется к одному событию зажигания
Кроме того, как мы все знаем, типичный отказ зажигания в двигателях Ford Triton — это потеря изоляции на вторичном кожухе свечи зажигания, вызывающая дуговое напряжение в свечной колодце.При замене свечей зажигания на этих двигателях всегда настоятельно рекомендуется заменять пыльники и глушители. Эти типы пропусков зажигания обычно возникают в условиях ускорения под нагрузкой, когда значения KV увеличиваются по мере увеличения давления в цилиндре. Кроме того, я уверен, что у вас есть такие клиенты, как мой, которые ждут второго приезда, чтобы им заменили свечи зажигания.
На некоторых современных двигателях Chrysler, оснащенных COP, PCM будет отслеживать время разрушения каждого отдельного времени зажигания (продолжительность искры), однако фактические значения неточны и должны использоваться для сравнения между временем зажигания каждой отдельной катушки.Эти значения можно получить с помощью диагностического прибора (см.
Рис. 4). Хорошие периоды продолжительности искры в системах зажигания типа COP будут варьироваться от 1,5 до чуть более 2 миллисекунд во время паркинга в теплом режиме холостого хода без нагрузки.
В системах Ford и Chrysler использование лабораторного осциллографа и проверка отрицательной клеммы катушки даст форму волны первичного зажигания (см. Рисунок 5). Первичный и вторичный сигналы будут отражать друг друга в области искровой линии. Характеристики линии искры, которые мы обсуждали ранее, все еще применимы.
Обратите внимание, однако, что напряжение формы волны вторичного зажигания на деление составляет от 1 до 2 кВ, в то время как форма волны первичного зажигания будет варьироваться от 10 до 20 вольт на деление. Временная база осциллографа составляет 1 миллисекунду на деление. Также имейте в виду, что уровень срабатывания осциллографа лучше всего устанавливать чуть выше уровня напряжения линии искры.
Если вторичная потребность в киловольтах слишком высока из-за, скажем, изношенных свечей зажигания или условий обедненной плотности, периоды продолжительности первичной искры будут слишком короткими, и условия обедненного цилиндра резко увеличат напряжение линии зажигания во время режима силового торможения.
На устройствах Chrysler и Ford COP можно использовать вторичную кВ-линию для регистрации вторичной формы волны, просто положив зонд на катушку. Имейте в виду, что коэффициент затухания пробников KV составляет 1000 к 1. Это означает, что если ваш осциллограф установлен на 1 вольт на деление, затухание теперь составляет 1 кВ на деление. Временная развертка 1 мс. на деление обычно идеально. Вторичный стержень KV также можно использовать на вторичных выводах DIS.
Половина цилиндров срабатывает с отрицательной полярностью, а другая половина срабатывает с положительной полярностью.На цилиндрах, которые стреляют с отрицательной полярностью, вы должны использовать функцию инвертирования на вашем прицеле, одновременно выключая его, наблюдая за цилиндрами с положительным срабатыванием. Между прочим, все двигатели, оборудованные распределителями, и системы зажигания типа COP запускают вторичную обмотку с отрицательной полярностью, а это означает, что вы должны использовать функцию инвертирования прицела.
Вторичный стержень KV не будет работать с большинством азиатских блоков COP, потому что они сильно залиты, из-за чего магнитное поле слишком слабое, чтобы его можно было почувствовать стержнем COP.Для этого потребуется вторичный провод между катушкой и свечой зажигания и использование обычного датчика KV вокруг провода. Помните, что мы называем характеристики искровой линии нашим электронным окном внутри камеры сгорания.
На сайте www.AESWAVE.com доступно несколько версий вторичной КВ.
На катушке GM рядом со свечами, установленными на двигателях V-8 Vortec, есть короткий 8,5-дюймовый вторичный провод между катушкой и свечой зажигания. Трубка COP очень хорошо работает с этими системами, прокладывая ее рядом с проводом штекера, или вы можете просто использовать обычный вторичный датчик KV, зажатый вокруг провода штекера.Опять же, необходимо использовать функцию инвертирования.
Катушки для GM поставляются тремя разными поставщиками. Это Delphi, Melco и Denso. Катушки не взаимозаменяемы, но вторичные выводы выглядят одинаково и не взаимозаменяемы, поскольку значения сопротивления сильно различаются.
Как мы заявляли ранее, доступ к первичной обмотке Ford или Chrysler может быть осуществлен путем обратного зондирования отрицательного вывода этих катушек и, таким образом, осмотра первичной стороны катушки.
Это испытание невозможно на катушке GM рядом с блоками вилки, поскольку воспламенитель встроен в каждую отдельную катушку.PCM использует слаботочные драйверы для смещения (включения) тока катушки. Сигнал от PCM представляет собой переключатель 5 вольт / 0 вольт. Нарастающий фронт до 5 вольт включает первичную обмотку, а спад до 0 вольт отключает первичную обмотку, вызывая коллапс первичного магнитного поля, которое взаимно индуцируется во вторичной обмотке и умножается для создания необходимых высоких вторичных напряжений зажигания.
Здесь может понадобиться технический совет. Во время KOEO мы можем смещать эти катушки с помощью стандартной испытательной лампы на 12 вольт. Подняв 12 В с помощью крокодилового конца тестовой лампы, проткнув провод управления воспламенителем и на мгновение коснувшись провода управления воспламенителем, мы запустим искровый тестер на 25 кВ.
Раз уж мы говорим об использовании искрового тестера, имейте в виду, что все хорошие блоки COP могут легко запустить искровой тестер ST125. Для тех из вас, кто использует регулируемые искровые тестеры, зазор 3/4 дюйма очень близок к потребляемой мощности 25 кВ.
Одно важное замечание относительно катушки GM рядом с блоками вилок: катушки питаются от одного главного реле зажигания, и все катушки и блоки зажигания заземляются в одном месте, поэтому не забывайте о питании и заземлении (см. Рис. 6).Ваш диагностический прибор может иметь возможность включить это реле во время KOEO. Кроме того, PCM контролирует это напряжение с реле зажигания, поэтому у вас будет параметр диагностического прибора для отслеживания значений подачи зажигания с этого реле.
Недавно у меня был 4,8-литровый двигатель с периодическим промахом и P0300 MIL. Владелец ранее заплатил магазину 1500 долларов за замену свечей, катушек и вторичных выводов — безрезультатно. Данные стоп-кадра показали прибавку на 45% к краткосрочным и долгосрочным значениям корректировки топливоподачи.
Изначально мои первые подозрения были связаны с пропусками зажигания из-за обедненной плотности, так как все цилиндры на блоке 1 показывали множественные текущие и исторические пропуски зажигания. При моей диагностике с помощью вторичного датчика KV я не обнаружил вторичных событий, происходящих на цилиндрах банка 1. Пощупав розовый провод питания к катушкам банка 1, я не обнаружил напряжения.
Неисправностью был обрыв цепи в разъеме в верхней части крышки клапана. Токовый зонд, зажатый вокруг розового провода блока питания, также помог бы определить проблему.
На большинстве азиатских COP в катушки также встроены воспламенители, которые смещены (включены) в прямом направлении с помощью прямоугольного сигнала 5 вольт. Как и в случае с катушкой GM рядом с блоками вилки, переключатель падения напряжения с 5 до 0 вольт отключает первичную обмотку и запускает катушки. Использование палочки COP в азиатских блоках COP не дает хорошей формы волны вторичного зажигания, потому что катушки настолько сильно залиты, что магнитное поле слишком слабое, чтобы его можно было поднять. На веб-сайте www.AESwave.com предлагаются вторичные выводы для соединения катушек со свечами зажигания, что означает, что вы можете использовать вторичный зонд KV для просмотра вторичных цепей обычным способом.
Опять же, доступ к первичной стороне невозможен из-за зажигающего устройства, встроенного в катушку. Однако датчик усилителя, зажатый вокруг провода положительного питания катушки, может проверить хорошие или недостаточные значения насыщения катушки.
Дело здесь самое важное. Пропуск зажигания в одном цилиндре легко может быть неисправной катушкой, но, если посмотреть на конструкцию системы, проблема с цепью управления или плохой драйвер PCM также могут вызвать потерю искры.
В реальном мире диагностики всякий раз, когда возникает проблема пропусков зажигания, мы, как технические специалисты, обычно изначально полагаемся на данные сканирования.Сказав это, кардинальное правило состоит в том, что пропуск зажигания в одном цилиндре из-за отсутствия искры приведет к очень незначительным и очень коротким корректировкам топливной балансировки, состоящим из одной цифры, в то время как пропуски воспламенения обедненной плотности, скажем, из-за плохой форсунки, низкого давления топлива, утечки вакуума или плохого Датчик массового расхода воздуха создает двузначную добавку к корректировке топливоподачи. И наоборот, пропуски зажигания с высокой плотностью зажигания создадут двузначную отрицательную коррекцию топливной коррекции.
Также имейте в виду, что в большинстве современных систем всякий раз, когда пропуски зажигания достаточно серьезны, PCM заставляет двигатель вернуться в разомкнутый контур и отключать форсунку от цилиндра пропусков зажигания, что означает, что значения коррекции подачи топлива не могут использоваться, как мы объясняли. ранее.Было бы необходимо просмотреть параметры корректировки топливоподачи диагностического прибора до того, как PCM вернет двигатель в режим разомкнутого контура.
Недавнее тематическое исследование касалось Honda Odyssey 2001 года выпуска, которая пришла ко мне в магазин с признаком пропусков зажигания и без контрольной лампы неисправности, без кодов, даже без ожидаемого кода. Поскольку это была несовместимая с CAN система, в меню Mode 6 не было результатов теста на пропуск зажигания. Вы не можете сказать достаточно о старом добром «ощущении через сиденье штанов»: двигатель работал на пяти цилиндрах!
До передних катушек было легко добраться, поэтому мы вручную отключали по одной и контролировали падение оборотов.При отключении катушки номер 4 мы ни разу не увидели падения оборотов. Установка прибора для проверки искрообразования на катушку № 4 не показала искры. Может ли это быть обычным отказом КС? Как насчет сигнала возбуждения воспламенителя от PCM (см. Рисунок 7)? Вы увидите переключатель 5 вольт / 0 вольт, что означает, что PCM отправляет управляющий сигнал, и, как и системы GM, воспламенитель смещен в прямом направлении от PCM. Теперь предположим, что сигнал воспламенителя был ровным, равным 0 вольт. Не закорочил ли зажигатель драйвер PCM?
Мы могли легко это выяснить, отключив катушку от сети.Управляющее напряжение воспламенителя 5 В поступает от PCM. Если мы вернем наши 5 вольт, то мы знаем, что воспламенитель закоротил управляющее напряжение PCM. Однако в этом случае сигнал управления воспламенителем присутствовал, и проблема была просто в неисправной катушке. После замены катушки мы все равно должны анализировать форму волны (см. Рисунок 8). Есть ли заметно более низкое значение насыщения катушки на катушке номер 4?
Если ваш ответ утвердительный, вы правы. Если первичное питающее напряжение для этой катушки хорошее, то катушку следует вернуть поставщику запчастей, поскольку значения насыщения по току катушки значительно ниже.
В системах Toyota COP воспламенители также интегрированы в катушки, как в системах GM и Honda, поэтому доступ к форме волны первичного напряжения зажигания невозможен. Однако пробник-усилитель становится ценным инструментом для обеспечения хороших значений насыщения катушки.
Эти системы уникальны тем, что PCM использует отдельную IGT (цепь управления триггером воспламенителя) для каждой отдельной катушки. PCM также отслеживает событие зажигания каждой катушки, отслеживая IGF (цепь подтверждения зажигания).В случае потери сигнала IGF на PCM, PCM отключит инжектор цилиндров. Потеря всех сигналов IGF заставит PCM выключить все форсунки.
Сценарий, который у вас может быть здесь, заключается в том, что при отсутствии запуска у вас может не быть искры и импульсов форсунки одновременно. У нас был случай, когда «Тойота» не запускалась, что указывало на отсутствие искры и импульсов форсунки. Мониторинг цепи IGF с помощью лабораторного осциллографа не показал импульсов IGF вообще. Когда мы отключили катушку номер 3, импульсы IGF вернулись, и двигатель запустился — на 5 цилиндрах.
Дело здесь в том, что неисправная катушка может вывести из строя цепь IGF и заставить PCM выключить все форсунки и отключить первичную обмотку на других цилиндрах. На рисунке 9 показано хорошо известное представление систем Toyota COP, показывающее сравнение насыщения силы тока катушки, IGT (триггер) и IGF (подтверждение зажигания) для одного события зажигания цилиндра. Нижняя кривая — это сигнал IGT, средняя кривая — это сигнал IGF, а верхняя кривая — это ток катушки с использованием пробника усилителя.
Давайте посмотрим на другой пример пробника с усилителем, не только с точки зрения хорошего насыщения катушки, но и с точки зрения того, насколько хорошо энергия передается между первичной стороной катушки и вторичной стороной.
Современные системы зажигания известны как «разведенные», что означает, что между первичными и вторичными обмотками катушек нет проводной цепи. Там просто воздушный зазор. Когда первичное поле схлопывается, оно взаимно вводится во вторичные обмотки через этот воздушный зазор и умножается в несколько сотен раз.Углеродное отслеживание внутренней катушки имеет большое влияние на плавную и полную передачу этой энергии.
Взгляните на рисунок 10. В точке отключения первичной осциллограммы тока обратите внимание на неустойчивые колебания, вызванные отслеживанием углерода внутренней катушки. Эта проблема может легко вывести из строя первичный драйвер катушки в PCM, как в системах Ford и Chrysler.
Ранее мы говорили об использовании вторичного провода между катушкой и свечой зажигания, а затем об использовании нашего вторичного датчика KV вокруг провода свечи для более полного анализа событий воспламенения и возгорания.На рис. 11 показан хороший сигнал вторичного зажигания двигателя Toyota. Обратите внимание на длительность хорошей искры, превышающую 1,5 миллисекунды.
В реальном мире мы все, конечно, используем искровые тестеры для проверки искры. Как я уже говорил ранее, все катушки COP могут обеспечивать стабильную нагрузку 25 кВ.
Хотя это первоначальный тест в реальном мире, мы объяснили диагностическую ценность использования пробника усилителя и взглянув на вторичную обмотку с вторичным проводом между катушкой и свечой зажигания, а затем с помощью вторичного пробника KV из вашего осциллографа для контроля не только искра, но и событие возгорания.Кроме того, как вы помните, между системами COP, которые мы рассмотрели в этой статье, есть некоторые очень четкие различия. ■
Билл Фултон является автором руководств Mitchell по расширенной диагностике характеристик двигателя и расширенной диагностике двигателя. Он также является автором нескольких руководств по лабораторным исследованиям и управляемости. Он сертифицированный технический специалист с более чем 30-летним опытом обучения и исследований. В настоящее время он владеет и управляет компанией Ohio Automotive Technology в Колумбусе, штат Огайо, центром ремонта автомобилей и научно-исследовательских разработок.
Численное исследование дистанционного воспламенения в ударных трубах
Нереактивные случаи
Нереактивные случаи моделируются для сравнения временного изменения давления на торцевой стенке с экспериментальными измерениями, тем самым подтверждая код и моделирование пограничного слоя эффекты. На рис. 2 показаны численные шлирен-визуализации после отражения скачка уплотнения с аргоном (рис. 2а) и азотом (рис. 2б) в качестве тестовых газов путем оценки абсолютного градиента плотности.При использовании азота присутствует выраженная бифуркация отраженного скачка уплотнения.
Рис. 2Мгновенные численные шлирен-визуализации на основе двумерного моделирования NRD1 ( a ) и двумерного моделирования с азотом в качестве рабочего газа ( b ), чтобы проиллюстрировать влияние бифуркации ударной волны на область за отраженной ударной волной. Отраженная ударная волна движется «влево», от торцевой стенки «справа». Шлирен-визуализации генерируются путем вычисления абсолютного градиента плотности с последующим делением на максимальное значение и последующим применением десятичного логарифма.Торцевая стенка ударной трубы расположена справа (\ (x = 0 \) мм)
Сдвиговый слой между обращенной жидкостью и жидкостью, которая проходит наклонный скачок уплотнения, создает турбулентную кинетическую энергию, в то время как вихри образуются вдоль линии скольжения. . В результате поля состояния и скорости сильно неоднородны, и условия не идеальны для экспериментов с ударной трубой. С другой стороны, аргон обычно подавляет бифуркацию. Затем отраженный скачок уплотнения изгибается из-за более высокой скорости распространения отраженного скачка в турбулентном пограничном слое.Отсутствие раздвоенных ударно-индуцированных вихрей и слоев сдвига приводит к гораздо более гладкому распределению величин состояния, что является предпосылкой для значимых результатов экспериментов с ударной трубой. Однако изменение переменных состояния вдоль центральной линии, вызванное развитием пограничного слоя, по-прежнему влияет на состояние за отраженным скачком в пространстве и во времени, особенно потому, что изменения усиливаются отраженным скачком (Rudinger 1961).
На рис. 3 сравнивается изменение давления на торцевой стенке для всех имитаций безреакционного воздействия с соответствующими измерениями.Случаи охватывают начальные давления от 44 до 120 мбар с давлениями за отраженным скачком от 1600 до 3200 мбар при числах Маха падающего скачка от 2,3 до 2,8.
Рис. 3Истории давления из нереактивных случаев (темно-черный) и из соответствующих экспериментов (светло-оранжевый), а также температурные истории из моделирования (темно-фиолетовый) и из экспериментов (светло-желтый), оцененные при торцевая стенка ударной трубы
Очень хорошее совпадение достигается в большинстве случаев, особенно в отношении ударных труб большого диаметра (рис.3а, б) или при высоком давлении (рис. 3в). При низком давлении или малых диаметрах ударной трубы (например, рис. 3г) отклонения появляются через 1 мс. Однако ожидаются отклонения, поскольку теория возмущений основана на предположении, что толщина пограничного слоя незначительна по сравнению с высотой / диаметром ударной трубы. При низком давлении и / или малых диаметрах ударной трубы эти предположения легко нарушаются. Тем не менее, результаты изначально согласуются с результатами экспериментов, чего не было бы в случае примитивных условий притока, пренебрегающих эволюцией пограничного слоя.Остальные отклонения могут быть частично связаны с взаимодействием скачка уплотнения с контактной поверхностью или приходом волны расширения — эффектами, которые не учитываются при моделировании. Поразительно, что моделирование и эксперименты (рис. 3a, b, e – g) показывают начальное снижение давления с последующим линейным увеличением, что контрастирует с обычным ожиданием чисто линейного увеличения давления. Это предположение о линейном увеличении давления также включено во многие модели реакторов низкого порядка, которые используются для проверки механизмов реакции, таким образом, пренебрежение наблюдаемым поведением может привести к большим ошибкам.Очевидно, что неожиданное падение давления связано с переходными эффектами пограничного слоя. Следовательно, наблюдаемая характерная эволюция давления ожидается только при низких давлениях за падающим скачком уплотнения, когда нельзя пренебрегать ламинарным пограничным слоем.
Рис. 4Составные профили средней линии моделирования NRD1 температуры (вверху) и давления (внизу), показанные как функция расстояния до торцевой стенки x и времени после отражения скачка t .Торцевая стенка ударной трубы расположена справа (\ (x = 0 \) см).
На рисунке 4 представлены составные профили средней линии давления и температуры для моделирования NRD1 , что отлично согласуется с эксперимент. Нормализованное увеличение давления на конце ударной трубы является линейным при значении \ (\ partial p_5 / \ partial t / p_5 \ приблизительно 3,6 \)% / мс и представляет собой единственное моделирование с линейным изменением давления в этом исследовании. В отличие от результатов, представленных на рис.3 поверхности иллюстрируют полноту изменений во времени и пространстве, где профиль для \ (x = 0 \) см (торцевая стенка) на нижней панели относится к решению на фиг. 3c. Согласно результатам, сила отраженного скачка уплотнения увеличивается по мере продвижения вверх по потоку (от торцевой стенки), что отражается в более высоких давлениях и температурах за скачком. Однако изменение температуры и давления в фиксированном месте сильно отличается непосредственно у торцевой стенки по сравнению с более удаленными местоположениями.Это хорошо иллюстрируется тем фактом, что в течение фиксированного времени \ (t = 2,5 \) мс давление уменьшается по мере удаления от торцевой стенки, в результате чего температура увеличивается. В то время как давление и температура связаны изоэнтропическими соотношениями на торцевой стенке, это явно не тот случай, когда дальше от торцевой стенки, обстоятельство, которое, среди прочего, должно быть связано с изменением энтропии за счет ослабления ударной волны. Температура непрерывно увеличивается с расстоянием и временем, так что максимум температуры представленных данных достигается для \ (x = 40 \) см и \ (t = 2.5 \) мс и значительно больше (\ (\ приблизительно \) 50 K), чем температура на торцевой стенке в то же время. Такое распределение температуры могло бы привести к дистанционному возгоранию, если бы вместо него использовалась реактивная смесь.
Рис. 5Составные профили осевой линии моделирования NRD3 температуры (вверху) и давления (внизу), показанные как функция расстояния до торцевой стенки x и времени после отражения скачка t . Торцевая стенка ударной трубы расположена справа (\ (x = 0 \) см).
На рисунке 5 также представлены составные профили центральной линии, но для моделирования NRD3 , моделирование соответствует экспериментальным результатам, хотя начальное давление считается очень низким.Отличия поверхностей давления и температуры от предыдущего случая (рис. 4) очевидны. В этом случае образуется характерная впадина как по давлению, так и по температуре, независимо от расстояния до торцевой стенки. Хотя эволюция в фиксированном месте качественно аналогична, сила изменений (градиентов) уменьшается с увеличением расстояния до стены. Как и в предыдущем случае, давление уменьшается с увеличением расстояния до стенки при времени моделирования \ (t = 2,5 \) мс, тогда как температура увеличивается, в то время как распределение обеих величин вдоль центральной линии намного более однородно по сравнению с предыдущим случаем. .Распределение давления и температуры на этих низких уровнях давления в целом очень сложное, и значения сильно меняются во времени. Здесь мы хотим подчеркнуть, что очень важно количественно оценить такие эффекты в экспериментах с низким давлением, чтобы иметь возможность интерпретировать результаты измерений.
Рис. 6Интегрированные по срезу значения потока массы на единицу глубины моделирования NRD1 ( a ) и NRD3 ( b ). Цвета указывают время, прошедшее с момента отражения ударной волны.Торцевая стенка ударной трубы расположена справа (\ (x = 0 \) мм)
Срезы-интегрированные профили массового потока на единицу глубины, представлены на рис.6 для случаев NRD1 и NRD3 и на разное время. Без эффектов вязкости и тепловых потерь образуется отраженный скачок уплотнения постоянной прочности, так что жидкость за отраженной ударной волной мгновенно находится в состоянии покоя. Локальное распределение переменных состояния исследованных случаев, напротив, приводит к изменению силы удара и, например, к изменению количества движения жидкости за отраженным скачком уплотнения, как показано на панелях (а) и (б). ) рис.6. В случае NRD1 это означает, что жидкость за отраженной ударной волной все еще имеет остаточный импульс. В конце концов его приводят в состояние покоя, сопровождающееся повышением давления и температуры. Однако в случае NRD2 жидкость за отраженным скачком уплотнения имеет отрицательный импульс, следовательно, движется в направлении отраженного скачка уплотнения. Таким образом, газ за отраженной ударной волной расширяется, понижая температуру. Одномерное невязкое моделирование случая NRD1 , представленное в дополнительном материале, подтверждает, что флуктуации, видимые на панели (а), не связаны с применяемыми алгоритмами, а вместо этого связаны с переходом от ламинарного пограничного слоя к турбулентному. и возникают сначала на входе, где в пограничном слое создается искусственная турбулентность.Значительно более высокое давление в случае NRD1 , в отличие от случая NRD3 , вызывает очень ранний переход, поэтому на панели (b) не видны колебания, поскольку пограничный слой еще не перевернулся. точка.
Дистанционное зажигание, смоделированное в 2D
Наблюдаемое согласие экспериментов и моделирования, как качественных, так и количественных, указывает на то, что наиболее важные явления, включая эффекты пограничного слоя, были успешно смоделированы.Следовательно, этот код можно использовать также для проверки событий дистанционного зажигания. На рис. 7 представлены температурные поля в различных случаях моделирования RS1 . Поскольку смесь воспламеняется одновременно в области у торцевой стенки, это возгорание можно классифицировать как сильное возгорание. Повышение давления в результате сгорания особенно велико из-за закрытого конца ударных труб, и образуется сильная «левая» бегущая волна.
Рис. 7Мгновенные температурные поля моделирования RS1 в разные моменты времени после отражения ударной волны, иллюстрирующие сильное зажигание и последующее образование сильной волны.Торцевая стенка ударной трубы расположена справа (\ (x = 0 \) мм)
Как показано в таблице 2, число Маха в случае RS2 и случае RS3 немного ниже, чем в случае RS1 , но этой небольшой разницы достаточно для того, чтобы при зажигании произошел другой ход событий, как показано на рис. 8 и 9. Оба моделирования ( RS2 , RS3 ) используют одни и те же начальные и граничные условия и отличаются только механизмом, используемым для решения химии (FFCM-1 в терминах моделирования RS2 и O’Conaire в условия RS3 ).
Рис. 8Мгновенные температурные поля моделирования RS2 в разное время после отражения ударной волны, иллюстрируя умеренное воспламенение на удалении от торцевой стенки. Торцевая стенка ударной трубы расположена справа (\ (x = 0 \) мм)
Согласно рис. 8а, воспламенение начинается от небольших ядер воспламенения, находящихся на расстоянии примерно 500 мм от торца. -стена. Больше ядер воспламенения появляется через \ (t = 3,04 \) мс между расстояниями между торцами 400 и 600 мм, прежде чем вся смесь дистанционно воспламенится при \ (t = 3.08 \) мс. Также наблюдается повышение температуры на торцевой стенке, что говорит о том, что эти условия знаменуют переход от сильного к удаленному возгоранию. Это означает, что уменьшение времени задержки воспламенения, вызванное динамикой жидкости вдали от торцевой стенки, просто компенсирует задержанное сжатие отраженным скачком от торцевой стенки.
Рис. 9Мгновенные температурные поля моделирования RS3 [выполнено с механизмом реакции Oconaire et al.(2004)] в разное время после отражения ударной волны, демонстрируя умеренное возгорание на удалении от торцевой стенки. Торцевая стенка ударной трубы расположена справа (\ (x = 0 \) мм)
Если вместо этого используется механизм реакции О’Конайра, событие воспламенения немного отличается от предыдущего результата, как можно видеть на рис. 9, и объясняется неопределенностью механизмов реакции при низких температурах. На этот раз очаги воспламенения видны уже через 2,93 мс и расположены еще дальше от торцевой стенки на расстоянии 600 мм, при этом смесь расходуется быстрее.Однако наибольшее отклонение по сравнению с моделированием RS2 касается области около торцевой стенки, где не наблюдается значительного повышения температуры. Следовательно, конкуренция характерных временных масштабов способствует удаленному воспламенению. Согласно Таблице 2, эффекты пограничного слоя в каждой модели ( RS1 , RS2 , RS3 ) значительно сокращают время задержки зажигания \ (\ tau _ {\ mathrm {ig}} \) по сравнению с идеальное время задержки воспламенения \ (\ tau _ {\ mathrm {ig}, 0} \), полученное в результате моделирования низкого порядка.Снижение особенно заметно в случаях RS2 и RS3 , где происходит дистанционное зажигание.
Рис. 10График рассеяния локальной скорости тепловыделения \ ({\ dot {\ omega}} _ {\ mathrm {HR}} \) по температуре T и окрашен с соответствующим расстоянием от торца до стенки x для моделирования RS1
Рис. 11График рассеяния локальной скорости тепловыделения \ ({\ dot {\ omega}} _ {\ mathrm {HR}} \) от температуры T и окрашен соответствующее расстояние от торцевой стенки x для моделирования RS2
Скорость местного тепловыделения \ ({\ dot {\ omega}} _ {\ mathrm {HR}} \) играет очевидную и важную роль в процесс воспламенения, поскольку он является результатом химического превращения и в то же время ускоряет его.На рисунках 10 и 11 представлены графики разброса локальной скорости тепловыделения в зависимости от температуры, окрашенные в соответствии с расстоянием между торцами. На рисунке 10 показан результат моделирования RS1 и, следовательно, для случая сильного воспламенения. Как и ожидалось, скорость тепловыделения изначально максимальна у торцевой стенки. В дальнейшем в этой общей картине ничего не меняется, несмотря на повышение температуры на большем удалении от стены. Совершенно иная картина вырисовывается для Simulation RS2 . На рисунке 11b представлено распределение локальной скорости тепловыделения модели RS2 в то же время, что и на рисунке.10а для моделирования RS1 . Скорости тепловыделения на торцевой стенке в этом случае на порядок ниже наблюдаемых в моделировании RS1 . Через 2 мс после отражения скачка уплотнения этот зазор еще больше увеличился, и скорости тепловыделения на торцевой стенке моделирования RS1 теперь превышают показатели моделирования RS2 на два порядка. В отличие от моделирования RS1 , моделирование RS2 показывает более концентрированные распределения скоростей тепловыделения до воспламенения, снова подчеркивая, что вызванные потоком неоднородности температуры выше по потоку компенсируют замедленное сжатие.
Рис. 12Ожидаемое время зажигания с использованием мгновенных значений из моделирования RS1 ( a — c ) и из моделирования RS2 ( d — f ) в качестве начального условия для изохорического 0D -реакторы. Торцевая стенка ударной трубы расположена справа (\ (x = 0 \) мм)
Чтобы проиллюстрировать, как эти изменения температуры влияют на локализацию воспламенения, определим ожидаемое время воспламенения после отражения ударной волны. (я.е., «местное» время задержки зажигания) на этапе постобработки. Для каждой числовой ячейки расчетной области мгновенное термохимическое состояние используется для оценки соответствующего времени задержки воспламенения на основе предположения об изохорных реакторах 0D. Таким образом, результаты не связаны с конвекцией и диффузией. На первой панели фиг. 12 представлено поле ожидаемого времени воспламенения, 0,75 мс после отражения разряда для моделирования RS1 . Общий пространственный градиент ожидаемого времени воспламенения распознается в осевом направлении, благоприятствуя воспламенению вблизи торцевой стенки, в результате чего ожидаемое время воспламенения сильно различается, особенно вблизи стенок ударной трубы.По мере развития процесса эти локальные градиенты исчезают на торцевой стенке, так что воспламенение инициируется глобально вместо воспламенения от меньших ядер. Результаты того же типа постобработки, но для моделирования RS2 , показаны на рис. 12d – f. В отличие от результатов моделирования RS1 , невозможно предсказать, где произойдет возгорание, на основе результата 0,34 мс после отражения удара. Поле ожидаемого времени воспламенения остается неоднородным до точки воспламенения, с отклонениями между наименьшим и наибольшим ожидаемым временем воспламенения около 0.3 мс. Маленькие ядра с наименьшим ожидаемым временем воспламенения определяют последующий процесс воспламенения, начиная с расстояния 500 мм.
Рис. 13Верхние панели показывают усредненные по вертикали и отфильтрованные профили ожидаемого времени воспламенения \ ({<} {\ hat {\ tau}} _ {\ mathrm {ei}} {>} \) (сплошные линии). Пунктирными линиями показаны проекции профилей. На нижних панелях представлено приблизительное сокращение времени воспламенения \ (\ Delta \ tau _ {\ mathrm {fi}} \) за счет потока, нормализованное разницей во времени моделирования между образцами \ (\ Delta t \) .Данные до сжатия отраженного скачка уплотнения исключаются из графиков
Для облегчения интерпретации и количественной оценки вызванного потоком уменьшения ожидаемого времени воспламенения как функции осевого положения поля ожидаемого времени воспламенения усредняются по вертикали. direction (\ ({<} \ cdot {>} \)), за которым следует операция фильтрации (\ ({\ hat {\ cdot}} \)) для устранения колебаний. На рисунке 13 представлены результаты моделирования RS1 слева и RS2 справа.* \) в результате сдвига предыдущего профиля \ (t _ {{\ mathrm {n}} — 1} \) на разницу во времени моделирования между выборками, то есть на \ (\ Delta t = t _ {\ mathrm {n }} — t _ {{\ mathrm {n}} — 1} \). В этом обсуждении стоит отметить, что ожидаемое время воспламенения монотонно увеличивается с x для RS1 , тогда как оно почти постоянно для RS2 , что делает место воспламенения намного более чувствительным к небольшим возмущениям. Уменьшение времени воспламенения \ (\ Delta \ tau _ {\ mathrm {fi}} \), вызванное потоком, вводится путем вычитания рассчитанного профиля ожидаемого времени воспламенения из прогнозируемого профиля.Эта переменная аппроксимирует сокращение времени воспламенения из-за динамики жидкости в заданном временном интервале. Интересно отметить, что гидродинамика сокращает время воспламенения независимо от осевого положения. Тем не менее, можно наблюдать тенденцию к тому, что ожидаемое время воспламенения сокращается в большей степени на большем расстоянии от торцевой стенки. В случае моделирования RS2 , первоначально плоский профиль ожидаемого времени зажигания, таким образом, изменяется гидродинамикой, так что происходит дистанционное зажигание.
Дистанционное зажигание, смоделированное в 3D
В то время как дистанционное зажигание в предыдущих случаях регулируется эффектами, связанными с образованием пограничного слоя, дистанционное зажигание также может быть связано с полем потока, развивающимся за раздвоенными ударами. В отличие от моделирования в 2D, в отношении моделирования RB1 и RB2 комплексная обработка на входе не применяется, поскольку исследуются исключительно эффекты, вызванные бифуркацией. Вместо этого применяется решение, полученное на основе идеальных соотношений ударов.Числовые шлирен-визуализации вскоре после зажигания представлены на рис. 14.
Рис. 14Мгновенные численные шлирен-визуализации из моделирования RB1 ( a ) и моделирования RB2 ( b ), иллюстрирующие места возгорания. Торцевая стенка ударной трубы расположена справа (\ (x = 0 \) мм)
На верхнем изображении показан результат моделирования RB1 , где смесь воспламеняется в сердечнике ударной трубы на расстоянии примерно 70 мм от торцевой стенки.Разумное согласие с экспериментами Мейера и Оппенгейма (1971) было достигнуто при времени задержки воспламенения 281 \ (\ upmu \) с (приближенно ко времени, когда максимальная температура превышает 1600 К) в моделировании и времени задержки воспламенения. в эксперименте превысила 250 \ (\ upmu \) с. По сравнению с идеальным временем задержки воспламенения \ (\ tau _ {\ mathrm {ig, 0}} \), равным 1092 \ (\ upmu \) с (Таблица 2), время задержки воспламенения из этого моделирования уменьшается на в четыре раза с учетом взаимодействия скачка и пограничного слоя.
Места воспламенения в моделировании RB2 сильно различаются, поскольку воспламенение начинается около углов, близких к линии скольжения, прежде чем воспламенится больший объем, охватывающий все поперечное сечение ударной трубы. Многие из шлирен-фотографий, сделанных Мейером и Оппенгеймом (1971), показали очень похожие места возгорания при сопоставимых температурах за отраженным скачком. Причины дистанционного зажигания в случае RB1 подробно обсуждались ранее (Lipkowicz et al.2019), но для полноты описания мы снова кратко их описываем.
Одной из ярких особенностей является образование второй прямой ударной волны после значительного роста бифуркационной структуры. Второй толчок отчетливо виден на верхней панели рис. 14 на расстоянии 165 мм от торцевой стенки, в то время как он не полностью развит в нижней панели. Вместо этого в точке 75 мм можно наблюдать множество сильных волн, каждая из которых увеличивает локальную температуру и, таким образом, движется с большей скоростью, чем волны вверх по потоку.В конце концов, они догонят другие волны и сформируют вторую ударную волну. Подобные картины ударных волн наблюдались в двумерном моделировании, как сообщалось Weber et al. (1995).
Рис. 15Изменение массовой доли гидропероксила (HO \ (_ 2 \)), нормированное на максимальное значение в точке воспламенения, чтобы представить поведение маркера самовоспламенения. Результаты были получены с Cantera с использованием механизма реакции O’Conaire. Начальные условия соответствуют значениям (\ (p_5, T_5 \)) из таблицы 2 в терминах случая RB1
На рисунке 16 представлены мгновенные поля давления, температуры и гидропероксила (HO \ (_ 2 \)), дополненные центром -линейные графики давления и температуры до возгорания, чтобы полностью понять физику.Согласно рис. 15, гидропероксил можно использовать в качестве маркера самовоспламенения, поскольку массовая доля увеличивается монотонно, в то время как рост является почти идеально экспоненциальным в широком диапазоне. В отличие от ранее продемонстрированного маркера самовоспламенения, где ожидаемое время воспламенения оценивается на основе мгновенных полей, этот маркер и использование логарифмической шкалы выявляют особенности, которые не видны в другом поле маркера.
Рис. 16Мгновенные поля давления, температуры и массовой доли частиц HO \ (_ 2 \) из моделирования RB 1, а также графики средней линии давления и температуры в разное время из моделирования RB 1 .Торцевая стенка ударной трубы расположена справа (\ (x = 0 \) мм)
Наличие второго нормального скачка (движущегося с такой же скоростью, как и отраженный скачок) предполагает ускорение жидкости позади него. отраженный скачок уплотнения (называемый центральной жидкостью) со сверхзвуковой скоростью в системе координат, которая привязана к отраженному скачку. Поле течения за отраженным скачком уплотнения определяется эффектами смещения жидкости во внешнем ядре и колебаниями давления внутри бифуркационной структуры.Эффект смещения жидкости внешнего ядра вызван наклонным скачком уплотнения, поскольку жидкость, проходящая через косой скачок уплотнения, набирает импульс в вертикальном направлении. В совокупности эти эффекты вынуждают жидкость в керне следовать схеме сходящихся-расходящихся линий тока, которая формирует струйную трубу в форме сопла Лаваля, что на самом деле хорошо иллюстрирует граница раздела между сердцевиной и внешней жидкостью вдоль линии скольжения при температуре поле. Первоначально, когда бифуркационная структура мала и площади поперечного сечения, характеризующие поток, подобный соплу Лаваля и ограниченные линией скольжения, соответственно велики, изменения скорости и состояния также малы.Однако из-за роста бифуркации эти вариации будут увеличиваться. Поскольку давление в потоке ядра падает, в результате увеличения скорости жидкость также будет ускоряться от торцевой стенки к отраженному скачку. Как только скорость в ядре потока почти достигнет сверхзвуковой скорости, эти волны давления начнут «накапливаться» и в конечном итоге образуют второй скачок. Эта эволюция хорошо отражена историей графиков центральной линии на рис. 16. Дополнительное производство энтропии, вызванное вторым ударом, ясно видно по продолжительному смещению температуры по сравнению с температурой на торцевой стенке.
Рис. 17Ожидаемое время воспламенения с использованием мгновенных значений из моделирования RB1 в качестве начального условия для изохорных 0D-реакторов. Торцевая стенка ударной трубы расположена справа (\ (x = 0 \) мм)
Очевидно, это изменение температуры имеет огромное значение для распределения времен задержки воспламенения, как показано на рис. 17. Сравнение этих значений результаты для тех, без возникновения бифуркации, заметно, что значения теперь сильно отличаются друг от друга, а именно между 0.3 и 0,9 мс на первой панели, которая представляет результат 99 \ (\ upmu \) с после отражения скачка. Наименьшие значения находятся в диапазоне 20–40 мм от торцевой стенки. Еще через 80 \ (\ upmu \) с минимум сместился дальше «влево», теперь на расстояние около 70 мм до торцевой стенки. Из-за высокой чувствительности времени задержки воспламенения к изменениям температуры повышенная температура в этой области компенсирует задержку относительно сжатия отраженного скачка. Далее от торцевой стенки (около 70 мм) видна перетяжка (также присутствует на рис.16), где жидкость вытесняется от стенок к ядру. Местоположение примерно совпадает с формированием второй ударной волны. В дальнейшем холодная жидкость из стенок смешивается с жидкостью из активной зоны и предотвращает возгорание в этой области, как видно на третьей панели рис. 17. Согласно рис. 16, температура «слева» от сужение еще больше, в то время как эта разница температур не компенсирует время, затрачиваемое ударной волной на обработку газа выше по потоку.Таким образом, смесь воспламеняется «справа» от зоны смешения и намного раньше, чем могло бы произойти возгорание на торцевой стенке.
Характеристики потока моделирования RB2 очень похожи на характеристики моделирования RB1 . Однако, поскольку второй нормальный скачок уплотнения даже не сформировался во время воспламенения в случае моделирования RB2 и поскольку воспламенение начинается сначала с небольших ядер вблизи линии скольжения, газовая динамика, ответственная за дистанционное воспламенение в этом случае, должна быть очень высокой. другой.На рисунке 18 представлено ожидаемое время зажигания для моделирования RB2 .
Рис. 18Ожидаемое время воспламенения с использованием мгновенных значений из моделирования RB2 в качестве начального условия для изохорных 0D-реакторов. Торцевая стенка ударной трубы расположена справа (\ (x = 0 \) мм)
Здесь условия за отраженным скачком уплотнения способствуют более быстрому воспламенению по сравнению с моделированием RB1 . Более того, поле на первой панели кажется гораздо более однородным, и результаты в целом более сопоставимы с результатами сильного воспламенения из моделирования RS1 .Также заметна волновая картина, при которой ориентация волн предполагает, что их происхождение лежит в бифуркационной структуре.
Рис.19Мгновенные поля диссипации кинетической энергии ( a ) и энтропии ( b ) из моделирования RB2 . Торцевая стенка ударной трубы расположена справа (\ (x = 0 \) мм)
Для исследования физики механизма зажигания в данном конкретном случае на рис.19 показаны мгновенные поля скорости диссипации кинетическая энергия, а также энтропия смеси.7 \) Вт / кг, в течение периода 100 \ (\ upmu \) с расчетное повышение температуры на основе этих значений будет 5 K, что достаточно для объяснения немного более раннего воспламенения в соответствии с температурной чувствительностью времен задержки воспламенения. . По сравнению с идеальным временем задержки зажигания \ (\ tau _ {\ mathrm {ig, 0}} \), равным 142 \ (\ upmu \) с (Таблица 2), время задержки зажигания составляет 140 \ (\ upmu \ ) s из этого моделирования оказывается почти идентичным, что также подтверждается сильным воспламенением во всем объеме вскоре после этого.Однако возможно, что предложенный здесь механизм зажигания может привести к более значительному снижению в других случаях.
Затухание в предложении (особенно хорошее предложение, например, цитата, пословица …)
31. Представлена новая портативная система измерения спектра затухания оптического волокна с использованием метода акустооптического перестраиваемого фильтра (AOTF).
32. Изучено влияние и механизм влияния теплового старения на ослабление полимерного оптического волокна (ПОФ) из ПММА.
33. Результаты. Опухоли представляли собой толщину или объемную массу локальной надгортанной структуры с неровным краем, однородным затуханием и небольшим увеличением.
34. В доброкачественных опухолях были продемонстрированы гладкие края и боковое эхо , ослабление , и они были плохими сигналами кровотока .sentencedict .com
35. Зонд X1: нет ослабления , входной импеданс соответствует входному сопротивлению осциллографа сопротивление (обычно 1 МОм). Этот тип пробника используется редко из-за сильной нагрузки на тестируемую цепь.
36. На основе модели зависимость между коэффициентом ослабления и расстоянием распространения можно вывести, решив дифференциальное уравнение.
37. Два острых полюса ослабления могут быть расположены близко по обе стороны от желаемой полосы пропускания для улучшения частотной избирательности.
38. Низкочастотная псевдорэлеевская волна (высокая скорость) может использоваться для оценки затухания поперечной волны , а затем проницаемости при образовании исходного состояния.
39. В современных коротковолновых системах связи каналы в основном частотно-избирательные, многолучевая передача вызывает когерентное затухание и символьные помехи.
40. Результат показал, что затухание остаточного напряжения толстостенного цилиндра с автоматическим растяжением достигало примерно 30% при циклической нагрузке.
41. Затухание сейсмических волн между такими поверхностями может быть аналогичным диагностическим методом.
42. L. F. Шум можно лучше ослабить, чтобы получить хорошие характеристики ослабления во всем диапазоне слышимых частот, используя метод активного шумоподавления в наушниках закрытого типа.
43. Если реализовано надлежащее нелинейное изменение мгновенной частоты, мы можем получить частотный спектр, вход которого является средним значением обратных коэффициентов ослабления на дне.
44. Псевдорэлеевская волна на низкой частоте (высокая скорость) может быть использована для расчета затухания поперечной волны в девственной зоне.
45. В работе изучена надежность энергии взрыва взрывателя через пространство затухание воспламенения высокоэнергетических воспламеняющих композиций.
46. Я изготовил распределение десятой пятилетки. Сети сильного движения, включая стационарные станции, массив интенсивности, массив активных разломов, массив структур, массив ослабления .
47. Представлен процесс измерения затухания , в котором используется система, состоящая из качающегося генератора, пары широкополосных рупоров, скалярного анализатора цепей и т. Д.
48. Поглощающая водород заполняющая смесь может использоваться для уменьшения затухания волокна , вызванного водородом, и защиты волоконно-оптического кабеля.
49. Однако отчета о влиянии параметров деревьев на шум затухание скоростной автомагистрали не имеется.
50. Мы предлагаем плавно регулируемый, большой аттенюатор энергии лазера с коэффициентом ослабления и коэффициентом .
51. Ослабление мягкого рентгеновского излучения водяного окна через пленку нитрида кремния, воздух и воду, содержащиеся в образцах, было рассчитано с использованием экспериментальных данных.
52. Установлено, что звездообразная сопловая струя имеет более короткое начальное сечение и более низкую скорость затухания вдоль центральной линии струи в основной области, чем круглая сопловая струя.
53. В оптоволоконной передающей системе ослабление волокна напрямую влияет на эффективность передачи, меньшее затухание очень важно, поскольку оно часто влияет на чувствительность.
54. Методы; Изучить взаимосвязь между ослаблением сигнала и температурой или временем с помощью теории диффузионных движений по классической физике.
55. В данной статье изучается характеристика распространения УВЧ радиоволн в прямоугольных, круглых и дугообразных туннелях и выводится расчетное уравнение для постоянной затухания .
