VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Прибор для проверки исправности автомобильной свечи
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
Неисправная свеча ведет к потере мощности автомобиля. В случае длительной работы двигателя с подключенной к нему неработающей деталью, силовому агрегату может быть нанесен ущерб, что повлияет на функционирование всех систем автомобиля. Поэтому важно следить за работоспособностью данных элементов. В свече зажигания самым главным элементом является искра, которая возникает между её электродами и воспламеняет топливную смесь. Именно от её силы зависит мощность мотора и его правильная работа. Если автолюбитель замечает, что его силовой агрегат работает неправильно, он должен, прежде всего, убедиться, что есть искра. Поэтому встает вопрос, как сделать проверку свечей зажигания. Конечно, можно сразу направиться на СТО, где профессионалы сделают это за определенную плату, но я решил изготовить прибор своими руками.
Гипотеза.
Возможно ли изготовить прибор для проверки свечей своими руками.
Цель работы: Разработать и изготовить электронное устройство с питанием от батарей для проверки исправности автомобильной свечи.
Задачи:
1. Разработать электрическую принципиальную схему.
2. Разработать и изготовить конструкцию прибора.
Новизна данной работы заключается:
1. в двухрежимной проверке исправности свечи;
2. магнитном креплении металлического корпуса свечи.
Методы:
- теоретический анализ литературы;
- разработка и сборка измерительного стенда;
- эксперимент, наблюдение.
Порядок исполнения работы:
-выбор радиоэлементов схемы,
-проведение экспериментальных работ;
-составление принципиальной схемы;
-сборка прибора навесным монтажом (макет);
-опробование работы макета устройства;
-разработка и изготовление печатной платы;
-разработка и изготовление корпуса прибора;
-полная сборка прибора;
-проверка работы прибора на исправной и неисправной свече;
-испытание прибора на нескольких десятках разных свечей;
-испытание прибора на работоспособность в течении одного часа непрерывной работы.
Нами был разработан и изготовлен прибор для проверки свечей зажигания на разных оборотах двигателя.1
Принципиальная схема стенда представлена на рисунке.2
Для нашего прибора применим схему блокинг-генератора с трёхобмоточным трансформатором (рис.1). Используются обмотки L2 в цепи коллектора транзистора VT1 и L1 в цепи базы. Для ограничения тока базы транзистора в цепь введем резистор R1.Благодаря трансформаторной положительной обратной связи между L1 и L2 происходит генерирование электрических колебаний блокинг-генератора. Эти колебания трансформируются в высоковольтную обмотку L3 -T1 и затем подаются на умножитель напряжения A1. Умноженное напряжение через высоковольтный резистор R2 подается на накопительный конденсатор С2, а затем - на свечу.
В процессе разработки появилась идея - сделать прибор двухрежимным. В схему ввести две батареи питания GВ1 и GВ2 напряжением по 4,5В, соединенных последовательно, тумблер SА1, кнопку запуска схемы SВ1 (без фиксации). Таким образом можно подавать на схему 4,5В и 9В.При подаче напряжения 4,5В пробои на электродах свечи реже за счет увеличенного времени заряда конденсатора С2 до пробивного напряжения, что соответствует мягкому режиму проверки свечи при малых оборотах двигателя. При подаче 9В, высоковольтное напряжение на конденсаторе увеличивается, быстрее уменьшается время заряда С2 - пробои на электродах частые. Второй режим проверки - жёсткий, соответствует большим оборотам двигателя.
Конструкция.
Конструктивно прибор выполнен в виде прямоугольного корпуса. На верхней панели закреплена кнопка "Пуск", тумблер переключения режимов «М, О,", "Б.О." и магнитный держатель свечи. На боковой - сделан высоковольтный вывод для проверяемой свечи. Внутри корпуса установлена печатная плата с основными радиоэлементами схемы.
В процессе конструирования возникла трудность. Как закрепить испытываемую свечу с надежным контактом (к массе)? Мною было предложено - закреплять её с помощью постоянного магнита. Для этой цели отлично подошел магнит от жёсткого диска компьютера. Крепление получилось оригинальное и надежное.
Радиоэлементы схемы.
Основные радиоэлементы схемы, бывшие в употреблении и применены от телевизора ЗУПЦТ (третьего поколения).
1. Т1- трансформатор выходной строчный ТВС-110ЛЦ15;
2. А1- умножитель напряжения УН9/27-1,3;
3. VТ1 - транзистор КТ838А;
4. С1 - конденсатор К73-1-250В-0,1мкФ;
5. Резистор МЛТ-2-160 Ом.
Покупные радиоэлементы:
1. SА1 - тумблер со средним положением (50В. 1А) (для двойной блокировки с кнопкой SB1 по включению питания схемы);
2. SВ1 - кнопка без фиксации (50В, 1А);
3. С2 - конденсатор высоковольтный К15-4-30кВ-470пкФ;
4. R2 - резистор высоковольтный КЭВ -1-15мОм.
А2 - испытываемая свеча.
Порядок работы.
1. Установить прибор на столе.
2. Тумблер "М.О.", "Б.О." поставить в нейтральное положение "Выкл.".
3. Вставить свечу в колпачок высоковольтного вывода.
4. Положить свечу на магнит прибора, как показано на фото.
5. Включить тумблер в положение "М.О."
6. Нажать кнопку "Пуск".
В свече между её электродами появится искра с повышенным временным интервалом (мягкий режим работы).
7. Переключить тумблер в положение "Б.О." и повторно нажать кнопку "Пуск".
В свече между её электродами появиться искра с меньшим временным интервалом - (жесткий режим работы).
Дополнительно при нормально работающей свече слышен характерный треск высоковольтного разряда.
При проверки неисправной свечи нет ни искры, ни характерного треска. Снятие проверенной свечи проводится в следующем порядке:
1. Проверить, чтобы тумблер М.О., Б.О. находился в среднем положении.
2. Взять свечу рукой за корпус и отделить от магнита.
3. Вынуть свечу из колпачка провода.
По понятным причинам прикасаться к проверяемой свече во время работы прибора запрещено.
Заключение.
В своей работе мы использовали различные источники информации (научная и учебная литература, Интернет). Проводя эксперимент, мы пришли к выводу, что возможно изготовить прибор для проверки свечей своими руками, который впоследствии можно применять как для индивидуальной работы, так и небольшим предприятиям, так как по своей стоимости он дешевле аналогичных приборов.
Фото 1. Конструкция прибора для проверки свечей зажигания на разных оборотах двигателя
Рис.1. Принципиальная схема стенда.
Литература.
1.Ишлинский А.Ю. «Новый политехнический словарь», издательство Большая Российская Энциклопедия.
2. Белкин В.Г., Бондаренко В.К. «Справочник радиолюбителя-конструктора» издательство: Москва «Радио и связь».
3. ru.wikipedia.org http://slovari.yandex.ru
4. И.В.Левин «Справочник конструктора точных приборов» издание третье, Издательство
«Машиностроение», Москва.
5. В.О. Шпаковский, «Для тех, кто любит мастерить», Москва, Просвещение
6. Р.И. Гжиров, Краткий справочник конструктора, Санкт- Петербург, «Машиностроение»
1 См. фото 1
2 См. рис.1