Стабилизированный блок электронного зажигания. Блок зажигания
Усовершенствованный электронный блок зажигания. | Мастер Винтик. Всё своими руками!
Представленная ниже, схема зажигания автомобиля предназначена для опытных радиолюбителей.
Тем, кто ранее собирал простые схемы блоков зажигания и желающим собрать устройство, из которого, максимально «выжато» все или может почти всё!
За истекшие годы стабилизированный блок зажигания [1] повторили очень многие авто- и радиолюбители, и несмотря на выявленные недостатки можно считать что он проверку временем выдержал. Существенно также, что в литературе пока не появились публикации сходных по простоте конструкций с аналогичными параметрами.Эти обстоятельства и побудили автора сделать ещё одну попытку основательно улучшить показатели блока, сохранив его простоту.
Основное отличие усовершенствованного блока зажигания от [1] — заметное улучшение его энергетических характеристик. Если у исходного блока максимальная длительность искры не превышала 1,2 мс, причем она могла быть получена лишь на самых низких значениях частоты искрообразования, то у нового длительность искры постоянна во всей рабочей полосе 5…200 Гц и равна 1,2… 1,4 мс. Это значит, что на средних и максимальных оборотах двигателя — а это наиболее часто используемые режимы, длительность искры практически соответствует установившимся и настоящее время требованиям.
Ощутимо изменилась и мощность, подводимая к катушке зажигания. На частоте 20 Гц при катушке Б-115 она достигает 50…52 мДж, а на 200 Гц — около 16 мДж. Расширены также пределы питающего напряжения, в которых блок работоспособен. Уверенное искрообразование при пуске двигателя обеспечивается при бортовом напряжении 3,5 В, но работоспособность блока сохраняется и при 2,5 В. На максимальной частоте искрообразование не нарушается, если питающее напряжение достигает 6 В, а длительность искры — не ниже 0,5 мс.
Указанные результаты получены главным образом за счет изменения режима работы преобразователя, особенно условий его возбуждения. Эти показатели, которые, по мнению автора, находятся на практическом пределе возможностей при использовании всего одного транзистора, обеспечены также применением ферритового магнитопровода в трансформаторе преобразователя.
Как видно из принципиальной схемы блока, показанной на рисунке выше, основные ее изменения относятся к преобразователю, т.е. генератору зарядных импульсов, питающих накопитель-конденсатор С2. Упрощена цепь запуска преобразователя, выполненного, как и прежде, по схеме однотактного стабилизированного блокинг-генератора. Функции пускового и разрядного диодов(соответственно VD3 и VD9 по прежней схеме) выполняет теперь один стабилитрон VD1. Такое решение обеспечивает более надежный запуск генератора после каждого цикла искрообразования путем значительного увеличения начального смещения на эмиттерном переходе транзистора VT1. Это не снизило тем не менее общей надежности блока, поскольку режим транзистора ни по одному из параметров не превысил допустимых значений.
Изменена и цепь зарядки конденсатора задержки С1. Теперь он после зарядки накопительного конденсатора заряжается через резистор R1 и стабилитроны VD1 и VD3. Таким образом, в стабилизации участвуют два стабилитрона, суммарным напряжением которых при их открывании и определяется уровень напряжения на накопительном конденсаторе С2. Некоторое увеличение напряжения на этом конденсаторе скомпенсировано соответствующим увеличением числа витков базовой обмотки и трансформатора. Средний уровень напряжения на накопительном конденсаторе уменьшен до 345…365 В, что повышает общую надежность блока и обеспечивает вместе с тем требуемую мощность искры.
В разрядной цепи конденсатора С1 использован стабистор VD2, позволяющий получить такую же степень перекомпенсации при уменьшении бортового напряжения, как три-четыре обычных последовательных диода. При разрядке этого конденсатора стабилитрон VD1 открыт в прямом направлении, (подобно диоду VD9 исходного блока). Конденсатор С3 обеспечивает увеличение длительности и мощности импульса, открывающего тринистор VS1. Это особенно необходимо при большой частоте искрообразования, когда средний уровень напряжения на конденсаторе С2 существенно снижается.
В блоках электронного зажигания с многократной разрядкой накопительного конденсатора на катушку зажигания [1,2] длительность искры и в определенной степени ее мощность определяет качество тринистора, поскольку все периоды колебаний, кроме первого, создаются и поддерживаются только энергией накопителя. Чем меньше затраты энергии на каждое включение тринистора, тем большее число запусков будет возможно и тем большее количество энергий (и за большее время) будет передано катушке зажигания. Крайне желательно поэтому подобрать тринистор с минимальным открывающим током.Хорошим можно считать тринистор, если блок обеспечивает начало искрообразования (с частотой 1…2 Гц) при питании блока напряжением 3 В. Удовлетворительному качеству соответствует работа при напряжении 4…5 В. С хорошим тринистором длительность искры равна 1,3…1,5 мс, при плохом — уменьшается до 1… 1,2 мс.
При этом, как это ни покажется странным, мощность искры в обоих случаях будет примерно одинаковой по причине ограниченной мощности преобразователя. В случае большей длительности конденсатор-накопитель разряжается практически полностью, начальный (он же средний) уровень напряжения на конденсаторе, задаваемый преобразователем, несколько ниже, чем в случае с меньшей длительностью. При меньшей же длительности начальный уровень более высок, но высок и остаточный уровень напряжения на конденсаторе из-за его неполной разрядки.
Таким образом, разность между начальным и конечным уровнями напряжения на накопителе в обоих случаях практически одинакова, а от нее и зависит количество вводимой в катушку зажигания энергии [3]. И все-таки при большей длительности искры достгается лучшее дожигание горючей смеси в цилиндрах двигателя, т.е. повышается его КПД.
При нормальной работе блока формированию каждой искры соответствуют 4,5 периода колебаний в катушке зажигания. Это означает, что искра представляет собой девять знакопеременных разрядов в свече зажигания, непрерывно следующих один за другим.
Нельзя поэтому согласиться с, мнением (изложенным в[4]) о том, что вклад третьего и тем более четвертого периодов колебаний не удается обнаружить ни при каких условиях. На самом деле каждый период вносит свой совершенно конкретный и ощутимый вклад в общую энергию искры, что подтверждают и другие публикации, например [2]. Однако, если источник бортового напряжения включен последовательно с элементами контура (т.е. последовательно с катушкой зажигания и накопителем), сильное затухание, вносимое именно источником, а не другими элементами, действительно, не позволяет обнаружить упомянутый выше вклад. Такое включение как раз и использовано в [4].
В описываемом блоке источник бортового напряжения в колебательном процессе участия не принимает и упомянутых потерь, естественно, не вносит.
Один из наиболее ответственных узлов блока — трансформатор Т1. Его магнитопровод Ш15х12 изготовлен из оксифера НМ2000. Обмотка I содержит 52 витка провода ПЭВ-2 0,8; II — 90 витков провода ПЭВ-2 0,25; III — 450 витков провода ПЭВ-2 0.25.
Зазор между Ш-образными частями магнитопровода должен быть выдержан с максимально возможной точностью. Для этого при сборке между его крайними стержнями помещают, без клея по гетинаксовой (или текстолитовой) прокладке толщиной 1,2+-0,05 мм, после чего детали магнитопровода стягивают прочными нитками.Снаружи трансформатор необходимо покрыть несколькими слоями эпоксидной смолы, нитроклея или нитроэмали.Катушку можно выполнить на прямоугольной шпуле без щек. Первой наматывают обмотку III, в которой каждый слой отделяют от следующего тонкой изоляционной прокладкой, а завершают трехслойной прокладкой. Далее наматывают обмотку II. Обмотку I отделяют от предыдущей двумя слоями изоляции. Крайние витки каждого слоя при намотке на шпуле следует фиксировать любым нитроклеем.
Гибкие выводы катушки лучше всего оформить по окончании всей намотки. Выводить концы обмотки I и II следует в сторону диаметрально противоположную концам обмотки III, но все выводы должны быть на одном из торцов катушки. В таком же порядке располагают и гибкие выводы, которые закрепляют нитками и клеем на прокладке из электрокартона (прессшпана). Перед заливкой выводы маркируют.
Кроме КУ202Н, в блоке можно применить тринистор КУ221 с буквенными индексами А-Г. При выборе тринистора следует принять во внимание, что, как показывает опыт, КУ202Н по сравнению с КУ221 имеют в большинстве случаев меньший ток открывания, но более критичны к параметрам импульса запуска (длительности и частоте). Поэтому для случая использования тринистора из серии КУ221 номиналы элементов цепи удлинения искры необходимо скорректировать — конденсатор С3 должен иметь емкость 0,25 мкФ, а резистор R4 — сопротивление 620 Ом.
Транзистор КТ837 может быть с любыми буквенными индексами, кроме Ж, И, К, Т, У, Ф. Желательно, чтобы статический коэффициент передачи тока не был менее 40. Применение транзистора другого типа нежелательно.
Теплоотвод транзистора должен иметь полезную площадь не менее 250 кв.см. В роли теплоотвода удобно использовать металлический кожух блока или его основание, которые следует дополнить охлаждающими ребрами. Кожух должен обеспечивать и брызгозащищенность блока.
Стабилитрон VD3 также необходимо устанавливать на теплоотвод. В блоке он представляет собой две полосы размерами 60x25x2 мм, согнутые П-образно и вложенные одна в другую. Стабилитрон Д817Б можно заменить последовательной цепью из двух стабилитронов Д816В; при бортовом напряжении 14 В и частоте искрообразования 20 Гц эта пара должна обеспечивать на накопители напряжение 350…360В. Каждый из них устанавливают на небольшой теплоотвод. Стабилитроны подбирают только после выбора и установки тринистора.
Стабилитрон VD1 подборки не требует, но он обязательно должен быть в металлическом корпусе. Для увеличения общей надежности блока целесообразно этот стабилитрон снабдить небольшим теплоотводом в виде обжимки из полоски тонкого дюралюминия.
Стабистор КС119А (VD2) можно заменить тремя диодами Д223А (или другими кремниевыми диодами с импульсным прямым током не менее 0,5 А), включенными последовательно.
Большинство деталей блока смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертеж платы показан на рис.2. Плата разработана с учетом возможности монтажа деталей при различных вариантах замены.
Для блока, предназначенного работать в местностях с суровым зимним климатом, оксидный конденсатор С1 желательно использовать танталовый с рабочим напряжением не ниже 10 В. Его устанавливают вместо большой перемычки на плате, при этом точки подключения алюминиевого оксидного конденсатора (он-то и показан на плате), пригодного для работы в подавляющем большинстве климатических зон, следует замкнуть перемычкой соответствующей длины. Конденсатор С2-МБГО, МБГЧ или К73-17 на напряжение 400…600 В.
В случае выбора для блока тринистора из серии КУ221 нижнюю по рис.2 часть платы необходимо скорректировать так, как это показано на рис.3. При монтаже тринистора необходимо один из винтов его крепления изолировать от печатной дорожки общего провода.
Проверку работоспособности и тем более регулировку следует проводить именно с такой катушкой зажигания, с которой блок будет работать в дальнейшем. Следует иметь в виду, что включение блока без катушки зажигания, нагруженной запальной свечой, совершенно недопустимо. Для проверки вполне достаточно измерять пиковым вольтметром напряжение на накопительном конденсаторе С2. Таким вольтметром может служить авометр, имеющий предел постоянного напряжения 500 В. Авометр подключают к конденсатору С2 через диод Д226Б (или подобный), а зажимы авометра шунтируют конденсатором емкостью 0,1…0,5мкф, на напряжение 400…600 В.
При номинальном напряжении питания (14 В) и частоте искрообразования 20 Гц напряжение на накопителе должно находиться в пределах 345…365 В. Если напряжение меньше, то прежде всего подбирают тринистор с учетом сказанного выше. Если после подборки будет обеспечено искрообразоеание при понижении напряжения питания до 3 В, но на конденсаторе С2 при номинальном напряжении питания будет повышенное напряжение, следует подобрать стабилитрон VD3 с несколько пониженным напряжением стабилизации.
Далее проверяют блок на высшей частоте искрообраэования (200 Гц), поддерживая номинальное бортовое напряжение. Напряжение на конденсаторе С2 должно находиться в пределах 185…200 В, а потребляемый блоком ток после непрерывной работы в течение 15…20 мин не должен превышать 2,2 А. Если транзистор за это время нагреется выше 60°С при комнатной окружающей температуре, тёплоотводящую поверхность следует несколько увеличить. Конденсатор С3 и резистор R4 подборки, как правило, не требуют. Однако для отдельных экземпляров тринисторов (как того, так и другого типа) может потребоваться корректировка номиналов, если на частоте 200 Гц будет обнаружена неустойчивость в искрообраэовании. Она проявляется обычно в виде кратковременного сбоя в показаниях вольтметра, подключенного к накопителю, и хорошо заметна на слух.
В этом случае следует увеличить емкость конденсатора С3 на 0,1…0,2 мкФ, а если это не поможет, вернуться к прежнему значению и увеличить сопротивление резистора R4 на 100…200 Ом. Одна из этих мер, а иногда и обе вместе, обычно устраняют неустойчивость запуска. Заметим, что увеличение сопротивления уменьшает, а увеличение емкости увеличивает длительность искры.
Если есть возможность воспользоваться осциллографом, то полезно убедиться в нормальном течении колебательного процесса в катушке зажигания и фактической его длительности. До полного затухания должны быть хорошо, различимы 9-11 полуволн, суммарная длительность которых должна быть равна 1,3…1,5 мс на любой частоте искрообразования. Вход X осциллографа следует подключать к общей точке обмоток катушки зажигания.
Типичный вид осциллограммы показан на рис.4. Всплески посредине минусовых полуволн соответствуют единичным импульсам блокинг-генератора при изменении направления тока в катушке зажигания.
Целесообразно проверить также зависимость напряжения на накопительном конденсаторе от бортового напряжения.
Ее вид не должен заметно отличаться от показанного на рис.5.
Изготовленный блок рекомендуется устанавливать в моторном отсеке в передней, более прохладной его части. Искрогасящий конденсатор прерывателя следует отключить и соединить его вывод с соответствующим контактом розетки разъема Х1. Переход на классическое зажигание выполняют, как и в прежней конструкции, установкой вставки-замыкателя Х1.3.
В заключение отметим, что попытки получить столь же «длинную» искру с трансформатором на стальном магнитопроводе, даже из стали самого высокого качества, не приведут к успеху. Наибольшая длительность, которая может быть достигнута, — 0,8…0,85 мс. Тем не менее блок почти без изменений (сопротивление резистора R1 следует уменьшить до 6…8 Ом) работоспособен и с трансформатором на стальном магнитопроводе с указанными намоточными характеристиками, и эксплуатационный качества блока выше, чем у его прототипа [1].
Литература: 1. Г. Карасев. Стабилизированный блок электронного зажигания. — Радио, 1988, № 9, с. 17; 1989, №5, с.91 2. П.Гацанюк. Усовершенствованная электронная система зажигания. В сб.: «В помощь радиолюбителю», вып: 101, с. 52, — М.: ДОСААФ. 3. А. Синельников. Электроника в автомобиле. — М.:, Радио и связь, 1985, с.46. 4. Ю. Архипов. Полуавтоматический блок зажигания. — Радио, 1990, № 1, с. 31-34; №2, с. 39-42.
Источник: Радио №8, 1994 г.
П О П У Л Я Р Н О Е:
>>
ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ:
Популярность: 5 733 просм.
www.mastervintik.ru
Электронный блок зажигания — Меандр — занимательная электроника
Читать все новости ➔
В [1] было описано разработанное мною устройство, которое повторили многие желающие. В течение эксплуатации сбоев и отказов не наблюдалось. Система электронного зажигания зарекомендовала себя как надежная и неприхотливая к комплектации и климатическим условиям ее эксплуатации.
На этом разработки по усовершенствованию и модернизации не прекращались. Были предложения по увеличению длительности искры, переход на плазменное зажигание (свечи “Плазмол”, “Плазмофор”, “Ракета” и др.). Отличие от обычной свечи — отсутствие отгибающего электрода. Центральный электрод имеет зазор с основанием 0,8...1,1 мм.
На рис. 1 изображена усовершенствованная система зажигания. Узел управления изменен. Сейчас его можно подключить как с катушкой генератора, соединенной одним выводом с массой на корпус двигателя, так и независимой.
Рис. 1
Узел основательно модернизирован. Введены следующие комплектующие: VT1 — КТ805БМ, VT2 — КТ818ГМ (вместо П216, П217), VD10 — КС518А (в металлическом корпусе). Транзисторные ключи работают в импульсном режиме. При больших оборотах двигателя увеличивается переменное напряжение генератора в 2...4 раза, происходит нагрев данных транзисторов. В обязательном порядке их установить на игольчатый или ребристый радиатор с применением кремниевой теплопроводной пасты. Данный радиатор является крышкой блока.
Принцип работы устройства состоит в следующем.
Обмотка генератора соединена с “массой” корпуса двигателя. Блок зажигания подсоединен к клеммам “Ген 1" и “Ген".
Обмотка генератора независимая. Блок подсоединен к клеммам “Ген 1” и “Ген”. Между выводами “Ген” и “массой” поставить перемычку.
В доработанном блоке применена цепочка увеличения длительности искры, состоящая из VD11, R7, R6, С4, С5, которая работает следующим образом. Конденсатор С2 не отдает всю энергию накопительного заряда за один цикл прерывателя в первичную обмотку катушки зажигания. Часть ее, 25...35% от емкости С2, остается не использованной. Обратная связь VD11, R7, R6, C3, введенная в управляющий электрод тиристора VS1, создает на нем пакет из 4...5 импульсов, что существенно влияет на длительность искрового разряда. Для снижения вероятности пробоя катушки зажигания необходимо установить конденсатор С4 емкостью 0,25 мкФ на рабочее напряжение 500...630 В. При этом импульс самоиндукции, возникающий при броске тока через катушку зажигания, отсутствует. Кроме того, в контуре, образованном LC, возникают высокочастотные колебания, дающие многоискровой разряд на свече. Все это можно видеть на осциллографе. Для этого необходимо корпус свечи соединить через резистор 15...20 Ом мощностью 4...10 Вт. Второй вывод соединить с “массой”, а на самом резисторе произвести замеры осциллографом. При всех нововведениях, применении катушки зажигания “Motorkraft” длительность искрового разряда составляет 0,9...1,1 мкс. При всем этом одноцилиндровый двигатель хорошо запускается при низких температурах (-20°С), устойчиво работает на малых оборотах.
Данный вариант зажигания испытывался на стенде, с рабочим диапазоном частот 600...9000 об/ мин., при этом сбоев в искре не наблюдалось.
Для тех, кто занимается конструированием и изготовлением электронных блоков зажигания, предлагаю следующий вариант имитатора прерывателя.
Для изготовления данного устройства (рис. 2) необходим коллекторный двигатель ДПМ-25, алюминиевый (латунный) диск с магнитами, любой геркон, работающий на замыкание с током на контактах 0,5...1 А, регулируемый источник питания 5...30 В. Такой имитатор можно изготовить для индукционной системы зажигания, а также с прерывателем и датчиком Холла.
Рис. 2
В интенсивном движении потока автомобильного транспорта, при совершении маневра, необходимо указать соответствующий сигнал поворота, да и автоинспекция этого требует. Для этой цели разработан простой указатель поворотов, со звуковой сигнализацией (рис. 3).
Рис. 3
Работает реле от генератора переменного тока с 6 В и 12 В оборудованием. Как и в первом, так и во втором варианте, лампы следует применять 6 В/3 Вт для лучшей видимости в ясную погоду.
Реле РЭС-9 переделать, запараллелить катушки, ослабить пружину до срабатывания от напряжения 5 В.
В качестве излучателя BF1 — ДЭМШ-1 или импортный зуммер.
Рис. 4
Если напряжения генератора недостаточно при работе двигателя на малых оборотах, в точку “А” реле указателя поворотов ввести простой параметрический стабилизатор (КТ805, конденсатор — 2200 мкФ х 25 В).
В настоящее время рынки заполнены всевозможными реле указателями поворотов (Германия, Япония, США и т.д.). Как их подключить, мало кто знает. На рис. 4 приведены схемы подключения реле указателями поворотов. Точка “А” — разрыв переключателя левого и правого поворотов.
Работа сигнала на мототехнике желает лучшего. На малых напряжениях питания он хрипит, на больших — частота колебаний мембраны срывается. При применении электронной схемы, изображенной на рис. 5, от этих недостатков можно избавиться. Транзистор VT1 и VT2 — аналог тиристора, выполняет роль низкочастотного генератора вместе с катушкой сигнала ВМ1. При недостаточно громком колебании мембраны емкость С1 необходимо увеличить в 2...3 раза. Иногда при низком коэффициенте усиления транзистора МП26Б замечалась работа со срывом. В этом случае его необходимо заменить. Само устройство сигнала через стеклотекстолитовую пластину установить на его прежнее место крепления, так как он не соединен с массой при применении электронного блока.
Рис. 5
Литература
- М. Красуцкий. Блок электронного зажигания со стабилизатором переменного тока. — Радиомир, 2017, №5, с. 26-27.
Автор: М. КРАСУЦКИЙ.
Возможно, Вам это будет интересно:
meandr.org
Модернизация блока зажигания
Многолетняя эксплуатация на отечественных и зарубежных автомобилях электронных блоков зажигания, собранных по статье Ю. Сверчкова [1] усовершенствованиями, предложенными Г. Карасевым [2], показала, что эти усовершенствования вместе с положительными качествами (увеличение длительности искры, например) приводят к появлению сбоев в искрообразовании на частоте вращения коленчатого вала 3000 мин-1 и более. Более того, оказалось, что полностью устранить эти сбои исключительно трудно, даже если точно следовать рекомендациям, данным в [3].
На стадии налаживания блока было установлено, что появление на зажиме "К" катушки зажигания полуволны напряжения после закрывания диода VD5 (обозначения элементов здесь и далее соответствуют схеме на рис. 1 в [2]) крайне нестабильно. Характеристики этой полуволны сильно зависят не только от номиналов конденсатора С2 и резистора R4, но и от напряжения питания, и в еще большей степени от ширины искрового промежутка.
После установки на автомобиль блока, отрегулированного и работающего на стенде без сбоев в интервале частоты формирователя импульсов 10...200 Гц с двумя периодами разрядки конденсатора C3 при напряжении питания 14 В, искровом промежутке 7 мм, сбои в искрообразовании проявлялись на высоких оборотах коленчатого вала. Не помогало ни различное сочетание значений емкости конденсатора С2 (от 0,01 до 0,047 мкФ) и сопротивления резистора R4 (от 300 до 1500 Ом), ни даже подборка тринистора VS1 по току управления.
Сбои полностью исчезали при номинале резистора R4 свыше 1,5 кОм и конденсатора С2 0,01 мкФ, т. е. при однопериодном искрообразовании в соответствии со схемой блока Ю. Сверчкова. Несколько лет блок безотказно работал с удаленной цепью удлинения искры C2R3R4VD6.
Анализ осциллограмм напряжения на зажиме "К" катушки зажигания, полученных на установленном в автомобиль блоке зажигания с цепью удлинения искры, при различной частоте искрообразования, приводит к выводу, что причина появления сбоев в искрообразовании кроется в нестабильности скорости нарастания полуволны напряжения на конденсаторе C3, следующей за закрыванием диода VD5.
Поэтому приходится признать, что метод увеличения длительности искрового разряда тринисторно-конденсаторным блоком путем подачи на управляющий электрод тринистора повторного открывающего импульса, формируемого остаточным напряжением на накопительном конденсаторе, для практического использования в автомобиле непригоден.
Реализовать на практике идею увеличения длительности искрового разряда в конденсаторном блоке зажигания [1] удалось благодаря использованию вместо тринистора мощного составного транзистора КТ898А, специально разработанного для автомобильных систем зажигания. Схема модернизированного блока показана здесь на рис.1 (далее обозначения элементов соответствуют этой схеме).
Цепь управления разрядкой накопительного конденсатора С2 существенно упрощена по сравнению с [2]. Постоянную времени зарядки управляющего конденсатора C3 определяют номиналы элементов C3 и R3 и сопротивление диода VD7, а разрядки - C3 и R4, VD6 и сопротивление эмиттерного перехода транзистора VT2.
Ток базы транзистора VT2 зависит от напряжения на конденсаторе C3, сопротивления диода VD6, резистора R4 и напряжения питания, что позволяет наладить блок в стендовых условиях.
Для налаживания подключают блок к регулируемому источнику питания напряжением до 15 В и с током нагрузки 3...5 А и к катушке зажигания, устанавливают искровой промежуток 7 мм между ее центральным выводом и зажимом "Б". К контакту 6 разъема X1.1 подключают выход формирователя прямоугольных импульсов скважностью 3 и нагрузочной способностью не менее 0,5 А.
Очень удобно для налаживания воспользоваться октан-корректором [4] со вспомогательными устройствами (надо только замкнуть переменный резистор R6 по рис. 1 в [4]. В налаживаемом блоке вместо постоянного резистора R3 подключают переменный номиналом 2,2 кОм, установив его движок в положение максимального сопротивления. Включают источник питания на напряжение 14 В и подают на вход управляющие импульсы частотой от 10 до 200 Гц, контролируя осциллографом форму напряжения на зажиме "К" катушки зажигания - она должна соответствовать показанной на рис. 2.
Если на осциллограмме виден только один период колебания напряжения, вращением движка переменного резистора добиваются появления второго периода с обязательной видимой четкой границей окончания искрообразования. Затем уменьшают напряжение питания до 12 В и повторяют предыдущую операцию. После этого проводят контрольную проверку работы на частоте 10...200 Гц при напряжении питания 12...14 В. Измеряют сопротивление введенной части переменного резистора и впаивают постоянный резистор ближайшего номинала Обычно сопротивление R3 находится в пределах от 200 до 680 Ом. В отдельных случаях может потребоваться подобрать конденсатор C3 в пределах 1 ...3,3 мкФ.
Уменьшение постоянной времени зарядки конденсатора C3 из-за резистора R3 не ухудшает защищенности блока от импульсов "дребезга" контактов прерывателя, так как процесс "дребезга" короче времени, в течение которого ток базы транзистора VT2 достигнет значения, достаточного для его открывания. При использовании блока совместно с октан-корректором [4; 5] помехи, связанные с "дребезгом", подавляются еще более надежно.
Емкость накопительного конденсатора С2 блока зажигания увеличена до 2 мкФ с целью увеличения времени его разрядки. В этом случае длительность первого периода разрядки равна 0,4 мс. Для того чтобы конденсатор успевал заряжаться до возникновения очередного цикла искрообразования, преобразователь в блоке необходимо форсировать, увеличив толщину набора пластин трансформатора Т1 до 8 мм, а при налаживании блока по методике Ю. Сверчкова подборкой резистора R1 добиться напряжения 150... 160 В на конденсаторе С2 (конденсатор при этом необходимо зашунтировать резистором сопротивлением 1,5 кОм мощностью не менее 5 Вт). В таком варианте исполнения преобразователь в блоке продолжает надежно работать в течение уже более 6 лет.
Диод VD5 по схеме рис. 1 в [2] из блока исключен; его функцию выполняет встроенный защитный диод транзистора VT2 блока. Конденсатор С2 - МБГО, C3 - К53-1 или К53-4, К53-14, К53-18; применять алюминиевые конденсаторы из-за большого тока утечки и невысокой надежности нельзя. Транзистор КТ898А можно заменять только на КТ897А, КТ898А1 или на зарубежные BU931Z, BU931ZR BU931ZPF1, BU941ZPF1. Разъем Х1 состоит из вставки ОНП-ЗГ-52-В-АЭ и розетки ОНП-ЗГ-52-Р-АЭ.
Описываемый блок можно применять в автомобилях семейств ВАЗ-2108 и ВАЗ-2109, для чего потребуется подключить к блоку левее разъема Х1.1 по схеме рис. 1 согласующий узел, собранный по схеме на рис. 3 (крестом отмечено место разрыва цепи). Если же предполагается совместно с блоком зажигания использовать октан-корректор [5], из согласующего узла следует исключить резисторы R1, R4 и конденсаторы С1, С2, замкнуть резистор R2 и диод VD1 и соединить выход октан-корректора [5] (резистор R7) с базой транзистора VT1 узла. Стабилитрон Д816А надо заменить на Д815В, плюсовой провод питания корректора подключить к контакту 5 разъема Х1.1. Конденсаторы в узле С1 - КМ-5 (КМ-6, К10-7, К10-17), С2 - К73-9(К73-11).
При использовании блока на автомобилях других типов, имеющих контактный прерыватель, для питания октан-корректора следует установить параметрический стабилизатор напряжения, рис. 4.
Вывод конденсатора прерывателя Спр отключают и припаивают его к контакту 7 розетки Х1.2. Теперь для перехода на обычное зажигание достаточно вставить в розетку Х1.2 вилку-заглушку Х1.3, у которой соединены вместе контакты 1,6,7 (на схеме рис. 1 она не показана). Чтобы не выводить провод от конденсатора прерывателя Спр к розетке Х1.2 в вилке Х1.3, можно предусмотреть конденсатор С4 К73-11 емкостью 0,22 мкФ на напряжение 400 В, подключив его между контактами 1, 6, 7 и контактом 2. В этом случае конденсатор Спр просто демонтируют.
После проведения указанной модернизации блок обеспечивает бесперебойное искрообразование с двумя периодами общей длительностью искры не менее 0,8 мс при частоте вращения коленчатого вала двигателя от 30 до 6000 мин-1 и изменении напряжения бортовой сети автомобиля от 12 до 14 В. Двигатель стал работать "мягче", улучшилась динамика автомобиля.
При снижении напряжения питания до 6 В блок сохраняет бесперебойное искрообразование с одним периодом в указанных пределах частоты вращения коленчатого вала, причем двупериодное искрообразование сохраняется до частоты вращения 1500 мин-1 при уменьшении бортового напряжения до 8 В, что существенно облегчает запуск двигателя.
Применение в блоке коммутирующего транзистора вместо тринистора позволяет также повысить энергию искры за счет практически полной разрядки накопительного конденсатора через первичную обмотку катушки зажигания, как в конденсаторных блоках зажигания с импульсным накоплением энергии. Этот вариант работы стал возможным благодаря тому, что блок Ю. Сверчкова [1] не боится замыкания накопительного конденсатора С2. Реализация указанного качества достигнута включением диода VD8 параллельно первичной обмотке катушки зажигания (на схеме блока он показан штриховыми линиями).
Процесс разрядки накопительного конденсатора для блока зажигания с непрерывным накоплением энергии в конденсаторе несколько необычен. При замыкании контактов прерывателя заряжается управляющий конденсатор C3, и в момент их размыкания он оказывается подключенным плюсовой обкладкой через диод VD6 к базе транзистора VT2, а минусом через резистор R4 - к эмиттеру. Транзистор VT2 открывается и остается открытым до тех пор, пока ток его базы - ток разрядки конденсатора C3 - остается для этого достаточным.
Накопительный конденсатор С2 подключен через транзистор VT2 к первичной обмотке катушки зажигания и разряжается в течение первой четверти периода так же, как в блоке [1]. Когда напряжение на зажиме "К" катушки перейдет через нулевое значение, диод VD8 открывается. Ток в цепи в этот момент достигает максимума. Открытый диод VD8 шунтирует конденсатор С2, соединенный через открытый транзистор VT2 с обмоткой I катушки, и, следовательно, перезарядки конденсатора не происходит, он разряжается полностью на обмотку I катушки зажигания и вся его энергия переходит в ее магнитное поле.
Открытый диод VD8 поддерживает ток в контуре, образованном им и обмоткой I, и возникший в течение первой четверти периода искровой разряд. После того как вся запасенная энергия катушки будет израсходована, искровой разряд прекращается. Следует отметить, что в этом случае, в отличие от случая колебательного процесса разрядки конденсатора С2, длительность разрядки не зависит от состояния транзистора VT2 и определяется только емкостью конденсатора С2 и характеристиками катушки зажигания.
Таким образом, транзистор VT2 может закрыться до или после окончания искрового разряда, что снижает требования к точности регулировки блока. Достаточно наладить его на стенде для случая колебательного процесса, а затем просто припаять диод VD8. Это свойство блока делает его универсальным. Например, если требуется повышенный ресурс свечей зажигания, блок используют в колебательном режиме, длительность искрового разряда 0,8 мс, уверенный запуск двигателя в любых условиях. А когда требуется высокая энергия искры (повышенные требования к уровню токсичности выхлопных газов), блок используют с токовым процессом разрядки, установив диод VD8. Искровой разряд во время испытаний блока с диодом имеет вид шнура сине-малинового цвета, как у транзисторных систем.
Для модернизации уже изготовленных блоков [2] никаких существенных переделок не требуется. Транзистор КТ898А и диод КД226В свободно размещаются на существующей плате вместо тринистора VS1 и цепи удлинения искры C2R3R4VD6. Теплоотвод транзистору совершенно не нужен, поскольку длительность протекающего через него импульса тока несоизмеримо меньше, чем в транзисторных системах.
После модернизации значительно увеличивается импульсный ток, потребляемый блоком зажигания при работе двигателя (при остановленном двигателе ток остался прежним - 0,3...0,4 А). Поэтому целесообразно между контактом 4 разъема Х1 и общим проводом подключить оксидный блокирующий конденсатор емкостью 22 000 мкФ на напряжение не менее 25 В.
Разумеется, описанной модернизацией блока [1] не исчерпываются возможности дальнейшего наращивания длительности и энергии искрового разряда. Так, например, был опробован способ подключения первичной обмотки катушки зажигания к источнику питания в момент окончания цикла искрообразования. И хотя такой блок получается более сложным и, соответственно, менее надежным, в целом по этим показателям он превосходит многие другие, описанные в журнале.
Фрагмент схемы усовершенствованного варианта изображен на схеме рис. 5 (преобразователь по-прежнему остается неизменным).
После размыкания контактов прерывателя процессы, протекающие в блоке в первую четверть периода разрядки накопительного конденсатора С2, аналогичны описанным выше (фаза 1 на рис. 6), однако, кроме этого, происходит зарядка конденсатора С4 через резисторы R4, R5, эмиттерный переход транзистора VT3. Зарядный ток этого конденсатора открывает транзистор VT3 и удерживает его в этом состоянии в течение времени, определяемом параметрами элементов зарядной цепи.
После того как напряжение на зажиме "К" катушки зажигания перейдет через нулевое значение в конце первой четверти периода и превысит прямое напряжение диода VD9, он откроется и зажим "К" через диод VD9 и транзистор VT3 будет подключен к общему проводу. Через первичную обмотку катушки зажигания потечет ток от источника питания, суммируясь с током разрядки конденсатора С2 и поддерживая возникший искровой разряд (фаза 2).
Далее ток базы транзистора VT3 становится столь малым, что транзистор закрывается, отключая первичную обмотку катушки зажигания. Возникающий при этом всплеск напряжения на зажиме "К" - около 200 В (фаза 3 на рис.) - оказывается достаточным для повторного пробоя искрового промежутка, так как к этому моменту искровой разряд фактически еще не был закончен и повторный пробой происходит в подготовленной среде. Далее разряд протекает, как в транзисторной системе (фаза 4 на рис. 6).
После замыкания контактов прерывателя конденсатор С4 быстро разряжается через резистор R5 и диод VD10, подготавливаясь к очередному циклу искрообразования.
Суммарная длительность искрового разряда в усовершенствованном блоке равна 2 мс и остается практически постоянной в интервале частоты формирователя импульсов от 10 до 200 Гц при напряжении питания 14 В.
Налаживание этого блока сложности не представляет. Сначала налаживают его с отключенным транзистором VT3 так же, как описано выше. Затем подключают транзистор VT3, вместо постоянного резистора R5 подключают переменный сопротивлением 2,2 кОм и устанавливают его движок в положение наибольшего сопротивления.
Включают источник питания и устанавливают напряжение 14 В. Вращением движка переменного резистора добиваются, чтобы форма напряжения на зажиме "К" катушки зажигания соответствовала показанной на рис. 6 в интервале частоты формирователя импульсов от 10 до 200 Гц, после чего вместо переменного резистора впаивают постоянный соответствующего сопротивления (обычно - от 430 до 1000 Ом).
Испытания были проведены с катушкой зажигания Б115 для контактной системы автомобиля ГАЗ-24 при замкнутом добавочном резисторе. Замыкания этого резистора можно не опасаться - катушка не перегреется, так как время искрового разряда, формируемого блоком в каждом цикле, меньше времени нахождения катушки подтоком при замкнутых контактах прерывателя в обычной системе зажигания. В случае применения других катушек зажигания оптимальную емкость конденсаторов C3 и С4 может потребоваться уточнить экспериментально.
Эффективность работы узла на транзисторе VT3 оценивают, отключив после налаживания конденсатор С4. Устанавливают частоту искрообразования 200 Гц и касаются выводом конденсатора С4 в месте его отключения - звук искрового разряда должен изменяться, а шнур искры - становиться немного толще, с образованием вокруг него светлого облачка ионизированного газа, как у искрового разряда, формируемого транзисторными системами. Опасности повреждения транзистора VT3 при этом нет.
Транзистор VT3 необходимо установить на корпус блока, смазав прилегающую к нему поверхность пастой КПТ-8 или смазкой Литол-24. Если вместо КТ898А1 (или BU931ZPF1) использован другой транзистор, под него придется подложить изолирующую слюдяную прокладку.
Чертеж печатной платы блока по схеме рис. 1 представлен на рис. 7.
Плата разработана таким образом, чтобы максимально облегчить сборку любого описанного в статье варианта блока зажигания. Резистор R1 для удобства налаживания составлен из двух - R1.1 и R1.2. Вместо диодов Д220 можно использовать КД521А, КД521В, КД522Б; вместо Д237В подойдут КД209А-КД209В, КД221В, КД221Г, КД226В-КД226Д, КД275Г, а вместо КД226В (VD8) - КД226Г, КД226Д, КД275Г. Для октан-корректора надо предусмотреть отдельную плату.
Трансформатор Т1 собран на магнитопроводе Ш16х8. Пластины собраны встык, в зазор вложена полоска стеклотекстолита толщиной 0,2 мм. Обмотка I содержит 50 витков провода ПЭВ-2 0,55 (можно толще - до 0,8), обмотка II - 70 витков провода ПЭВ-2 диаметром от 0,25 до 0,35 мм, обмотка III - 420-450 витков провода ПЭВ-2 диаметром от 0,14 до 0,25 мм.
Фото одного из вариантов блока зажигания (без кожуха) показано на рис. 8.
Литература
Автор: Э.Адигамов, г.Ташкент, Узбекистан
shema.info
Стабилизированный блок электронного зажигания « схемопедия
Достоинства электронного зажигания в двигателях внутреннего сгорания хорошо известны. Вместе с тем распространенные в настоящее время системы электронного зажигания пока недостаточно полно отвечают комплексу конструктивных и эксплуатационных требований. Системы с импульсным накоплением энергии [1, 2] сложны, не всегда надежны и практически недоступны для изготовления большинству автолюбителей. Простые системы с непрерывным накоплением энергии не обеспечивают стабилизации запасаемой энергии [З], а когда стабилизация достигнута — они почти так же сложны, как и импульсные системы [3,4].
Не удивительно поэтому, что опубликованная в журнале “Радио” статья Ю. Сверчкова [5] вызвала большой интерес читателей. Хорошо продуманный, предельно простой стабилизированный блок зажигания может, без всякого преувеличения, служить хорошим примером оптимального решения в конструировании подобных устройств.
Результаты эксплуатации блока по схеме Ю. Сверчкова показали, что при общем достаточно высоком качестве его работы и высокой надежности ему присущи и существенные недостатки. Главный из них — это малая длительность искры (не более 280 мкс) и соответственно малая ее энергия (не более 5 мДж).
Этот недостаток, присущий всем конденсаторным системам зажигания с одним периодом колебаний в катушке, приводит к неустойчивой работе холодного двигателя, неполному сгоранию обогащенной смеси во время прогрева, затрудненному пуску горячего двигателя. Кроме этого, стабильность напряжения на первичной обмотке катушки зажигания в блоке Ю. Сверчкова несколько ниже, чем в лучших импульсных системах. При изменении напряжения питания от 6 до 15 В первичное напряжение изменяется от 330 до 390 В (±8 %), тогда как в сложных импульсных системах это изменение не превышает ±2 %.
С увеличением частоты искрообразования напряжение на первичной обмотке катушки зажигания уменьшается. Так, при изменении частоты от 20 до 200 Гц (частота вращения коленчатого вала 600 и 6000 мин-1 соответственно) напряжение изменяется от 390 до 325 В, что также несколько хуже, чем в импульсных блоках. Однако этот недостаток можно
практически не принимать во внимание, поскольку при частоте 200 Гц пробивное напряжение искрового промежутка свечей (из-за остаточной ионизации и других факторов) уменьшается почти вдвое.
Автор этих строк, который более 10 лет экспериментировал с различными электронными системами зажигания, поставил задачу улучшить энергетические характеристики блока Ю. Сверчкова, сохранив простоту конструкции. Решение ее оказалось возможным благодаря внутренним резервам блока, поскольку энергия накопителя использована в нем лишь наполовину.
Поставленная цель достигнута введением режима многопериодной колебательной разрядки накопительного конденсатора на катушку зажигания, приводящей к практически полной его разрядке. Сама идея такого решения не нова [6], но используется редко. В результате разработан усовершенствованный блок электронного зажигания с характеристиками, которыми обладают далеко не все импульсные конструкции.
При частоте искрообраэования в пределах 20…200 Гц блок обеспечивает длительность искры не менее 900 мкс. Энергия искры, выделяемая в свече зажигания при зазоре 0,9…1 мм,— не менее 12 мДж. Точность поддержания энергии в накопительном конденсаторе при изменении напряжения питания от 5,5 до 15 В и частоте искрообразования 20 Гц — не хуже ±5 %. Остальные характеристики блока не изменились.
Существенно, что увеличение длительности искрового разряда достигнуто именно продолжительным колебательным процессом разрядки накопительного конденсатора. Искра в этом случае представляет собой серию из 7—9 самостоятельных разрядов. Такой знакопеременный искровой разряд (частота около 3,5 кГц) способствует эффективному сгоранию рабочей смеси при минимальной эрозии свечей, что выгодно отличает его от простого удлинения апериодической разрядки накопителя [2].
Схема преобразователя блока (рис. 1) практически не изменилась. Заменен только транзистор для некоторого увеличения мощности преобразователя и облегчения теплового режима. Исключены элементы, обеспечивавшие неуправляемый многоискровой режим работы. Существенно изменены цепи коммутации энергии и цепи управления разрядкой накопительного конденсатора СЗ. Он разряжается теперь в течение трех (а на частоте ниже 20 Гц — и более) периодов собственных колебаний контура, состоящего из первичной обмотки катушки зажигания и конденсатора СЗ, Обеспечивают такой режим элементы С2, R3, R4, VD6.
Учитывая, что работа преобразователя подробно описана в [5], рассмотрим только процесс колебательной разрядки конденсатора СЗ. При размыкании контактов прерывателя конденсатор С4, разряжаясь через управляющий переход тринистора VS1, диод VD8 и резисторы R7, R8, открывает тринистор, который подключает заряженный конденсатор СЗ к первичной обмотке катушки зажигания. Постепенно увеличивающийся ток через обмотку по окончании первой четверти периода имеет максимальное значение, а напряжение на конденсаторе СЗ в этот момент становится равным нулю (рис. 2).
Вся энергия конденсатора (за вычетом тепловых потерь) преобразована в магнитное поле катушки зажигания, которое, стремясь сохранить значение и направление тока, начинает перезаряжать конденсатор СЗ через открытый тринистор. В результате по окончании второй четверти периода ток и магнитное поле катушки зажигания равны нулю, в конденсатор СЗ заряжен до 0,85 исходного (по напряжению) уровня в противоположной полярности. С прекращением тока и сменой полярности на конденсаторе СЗ закрывается тринистор VS1, но открывается диод VDS. Начинается очередной процесс разрядки конденсатора СЗ через первичную обмотку катушки зажигания, направление тока через которую меняется на противоположное. По окончании периода колебаний (т. е. приблизительно через 280 мкс) конденсатор СЗ оказывается заряженным в исходной полярности до напряжения, равного 0,7 начального. Это напряжение закрывает диод VDS, разрывая цепь разрядки.
В рассмотренном интервале времени малое сопротивление попеременно открывающихся элементов VD5 и VS1 шунтирует подключенную параллельно им цепь R3R4C2, вследствие чего напряжение на ее концах близко к нулю. По окончании же периода, когда тринистор и диод закрываются, напряжение конденсатора СЗ (около 250 В) через катушку зажигания прикладывается к этой цепи. Импульс напряжения, снимаемый с резистора R3, пройдя через диод VD6, вновь открывает тринистор VS1, и все процессы, описанные выше, повторяются.
Затем следует третий, а иногда (при пуске) и четвертый цикл разрядки. Процесс продолжается до тех пор, пока конденсатор С3, теряющий при каждом цикле около 50 % энергии, не разрядится почти полностью. В результате длительность искры возрастает до 900…1200 мкс, а ее энергия — до 12…16 мДж,
На рис. 2 показан примерный вид осциллограммы напряжения на первичной обмотке катушки зажигания. Для сравнения штриховой линией показана такая же осциллограмма блока Ю. Сверчкова (первые периоды колебаний на обоих осциллограммах совпадают),
Для повышения защищенности от дребезга контактов прерывателя пусковой узел пришлось несколько изменить. Постоянная времени цепи зарядки конденсатора С4 путем выбора соответствующего резистора R6 увеличена до 4 мс; увеличен также разрядный ток конденсатора (т. е. ток запуска тринистора), определяемый сопротивлением цепи резисторов R7, R8.
Блок электронного зажигания был испытан в течение трех лет на автомобиле “Жигули” и очень хорошо зарекомендовал себя. Резко повысилась устойчивость работы двигателя после пуска. Даже зимой при температуре около —30 °С пуск двигателя был легким, начинать движение можно было после прогрева в течение 5 мин. Прекратились наблюдавшиеся при использовании блока Ю. Сверчкова перебои в работе двигателя в первые минуты движения, улучшилась динамика разгона.
В трансформаторе Т1 использован магнитопровод ШЛ16Х8. Зазор 0,25 мм обеспечен тремя прессшпановыми прокладками. Обмотка I содержит 50 витков провода ПЭВ-2 0,55; II — 70 витков ПЭВ-2 0,25; III — 450 витков ПЭВ-2 0,14. В последней обмотке между всеми слоями следует проложить по одной прокладке из конденсаторной бумаги, а всю обмотку отделить от остальных одним-двумя слоями кабельной бумаги,
Готовый трансформатор покрывают 2—3 раза эпоксидной смолой или заливают его смолой полностью в пластмассовой или металлической коробке, Не следует применять Ш-образный магнитопровод, поскольку, как показывает опыт, трудно выдержать по всей толщине набора заданный зазор, а также избежать замыкания наружных пластин. Оба этих фактора, особенно второй, резко снижают мощность генератора .зарядных импульсов.
При налаживании генераторной части блока можно использовать рекомендации Ю. Сверчкова в [5].
Благодаря высокой надежности блок можно подключать без разъема X1 (отключение конденсатора Спр прерывателя обязательно), который предназначен для возможного аварийного перехода на батарейное зажигание, но первичная установка момента зажигания при этом будет существенно сложнее. При сохранении же разъема Х1 переход на батарейное зажигание очень прост — в гнездовую часть разъема Х1 вместо колодки блока вставляют колодку-замыкатель, у которой соединены контакты 2, 3 и 4.
Г.КАРАСЕВ, г. Ленинград
ЛИТЕРАТУРА:1. А. Синельников. Чем различаются блоки,— За рулем. 1977, № 10. с. 17,
2. А. Синельников. Блок электронного зажигания повышенной надежности. Сб. “В помощь радиолюбителю”, вып. 73.– М.: ДОСААФ СССР, с. 38.
3. А. Синельников. Электроника в автомобиле. – М.: Энергия, 1976.
4. А. Синельников. Электроника я автомобиле.— М.: Радио и связь, 1985.
5. Ю. Сверчков. Стабилизированный многоискровой блок зажигания. – Радио, 1982, № 5. с. 27.
6. Э. Литке. Конденсаторная система зажигания. Сб. “В помощь радиолюбителю”, вып, 78.- М.: ДОСААФ СССР, с. 35.
shemopedia.ru
Стабилизированный блок электронного зажигания - RadioRadar
Автолюбителю
Главная 
Радиолюбителю Автолюбителю
Достоинства электронного зажигания в двигателях внутреннего сгорания хорошо известны. Вместе с тем распространенные в настоящее время системы электронного зажигания пока недостаточно полно отвечают комплексу конструктивных и эксплуатационных требований. Системы с импульсным накоплением энергии [1, 2] сложны, не всегда надежны и практически недоступны для изготовления большинству автолюбителей. Простые системы с непрерывным накоплением энергии не обеспечивают стабилизации запасаемой энергии [З], а когда стабилизация достигнута — они почти так же сложны, как и импульсные системы [3,4].
Не удивительно поэтому, что опубликованная в журнале “Радио” статья Ю. Сверчкова [5] вызвала большой интерес читателей. Хорошо продуманный, предельно простой стабилизированный блок зажигания может, без всякого преувеличения, служить хорошим примером оптимального решения в конструировании подобных устройств.
Результаты эксплуатации блока по схеме Ю. Сверчкова показали, что при общем достаточно высоком качестве его работы и высокой надежности ему присущи и существенные недостатки. Главный из них — это малая длительность искры (не более 280 мкс) и соответственно малая ее энергия (не более 5 мДж).
Этот недостаток, присущий всем конденсаторным системам зажигания с одним периодом колебаний в катушке, приводит к неустойчивой работе холодного двигателя, неполному сгоранию обогащенной смеси во время прогрева, затрудненному пуску горячего двигателя. Кроме этого, стабильность напряжения на первичной обмотке катушки зажигания в блоке Ю. Сверчкова несколько ниже, чем в лучших импульсных системах. При изменении напряжения питания от 6 до 15 В первичное напряжение изменяется от 330 до 390 В (±8 %), тогда как в сложных импульсных системах это изменение не превышает ±2 %.
С увеличением частоты искрообразования напряжение на первичной обмотке катушки зажигания уменьшается. Так, при изменении частоты от 20 до 200 Гц (частота вращения коленчатого вала 600 и 6000 мин-1 соответственно) напряжение изменяется от 390 до 325 В, что также несколько хуже, чем в импульсных блоках. Однако этот недостаток можно
практически не принимать во внимание, поскольку при частоте 200 Гц пробивное напряжение искрового промежутка свечей (из-за остаточной ионизации и других факторов) уменьшается почти вдвое.
Автор этих строк, который более 10 лет экспериментировал с различными электронными системами зажигания, поставил задачу улучшить энергетические характеристики блока Ю. Сверчкова, сохранив простоту конструкции. Решение ее оказалось возможным благодаря внутренним резервам блока, поскольку энергия накопителя использована в нем лишь наполовину.
Поставленная цель достигнута введением режима многопериодной колебательной разрядки накопительного конденсатора на катушку зажигания, приводящей к практически полной его разрядке. Сама идея такого решения не нова [6], но используется редко. В результате разработан усовершенствованный блок электронного зажигания с характеристиками, которыми обладают далеко не все импульсные конструкции.
При частоте искрообраэования в пределах 20...200 Гц блок обеспечивает длительность искры не менее 900 мкс. Энергия искры, выделяемая в свече зажигания при зазоре 0,9...1 мм,— не менее 12 мДж. Точность поддержания энергии в накопительном конденсаторе при изменении напряжения питания от 5,5 до 15 В и частоте искрообразования 20 Гц — не хуже ±5 %. Остальные характеристики блока не изменились.
Существенно, что увеличение длительности искрового разряда достигнуто именно продолжительным колебательным процессом разрядки накопительного конденсатора. Искра в этом случае представляет собой серию из 7—9 самостоятельных разрядов. Такой знакопеременный искровой разряд (частота около 3,5 кГц) способствует эффективному сгоранию рабочей смеси при минимальной эрозии свечей, что выгодно отличает его от простого удлинения апериодической разрядки накопителя [2].
Схема преобразователя блока (рис. 1) практически не изменилась. Заменен только транзистор для некоторого увеличения мощности преобразователя и облегчения теплового режима. Исключены элементы, обеспечивавшие неуправляемый многоискровой режим работы. Существенно изменены цепи коммутации энергии и цепи управления разрядкой накопительного конденсатора СЗ. Он разряжается теперь в течение трех (а на частоте ниже 20 Гц — и более) периодов собственных колебаний контура, состоящего из первичной обмотки катушки зажигания и конденсатора СЗ, Обеспечивают такой режим элементы С2, R3, R4, VD6.
Учитывая, что работа преобразователя подробно описана в [5], рассмотрим только процесс колебательной разрядки конденсатора СЗ. При размыкании контактов прерывателя конденсатор С4, разряжаясь через управляющий переход тринистора VS1, диод VD8 и резисторы R7, R8, открывает тринистор, который подключает заряженный конденсатор СЗ к первичной обмотке катушки зажигания. Постепенно увеличивающийся ток через обмотку по окончании первой четверти периода имеет максимальное значение, а напряжение на конденсаторе СЗ в этот момент становится равным нулю (рис. 2).
Вся энергия конденсатора (за вычетом тепловых потерь) преобразована в магнитное поле катушки зажигания, которое, стремясь сохранить значение и направление тока, начинает перезаряжать конденсатор СЗ через открытый тринистор. В результате по окончании второй четверти периода ток и магнитное поле катушки зажигания равны нулю, в конденсатор СЗ заряжен до 0,85 исходного (по напряжению) уровня в противоположной полярности. С прекращением тока и сменой полярности на конденсаторе СЗ закрывается тринистор VS1, но открывается диод VDS. Начинается очередной процесс разрядки конденсатора СЗ через первичную обмотку катушки зажигания, направление тока через которую меняется на противоположное. По окончании периода колебаний (т. е. приблизительно через 280 мкс) конденсатор СЗ оказывается заряженным в исходной полярности до напряжения, равного 0,7 начального. Это напряжение закрывает диод VDS, разрывая цепь разрядки.
В рассмотренном интервале времени малое сопротивление попеременно открывающихся элементов VD5 и VS1 шунтирует подключенную параллельно им цепь R3R4C2, вследствие чего напряжение на ее концах близко к нулю. По окончании же периода, когда тринистор и диод закрываются, напряжение конденсатора СЗ (около 250 В) через катушку зажигания прикладывается к этой цепи. Импульс напряжения, снимаемый с резистора R3, пройдя через диод VD6, вновь открывает тринистор VS1, и все процессы, описанные выше, повторяются.
Затем следует третий, а иногда (при пуске) и четвертый цикл разрядки. Процесс продолжается до тех пор, пока конденсатор С3, теряющий при каждом цикле около 50 % энергии, не разрядится почти полностью. В результате длительность искры возрастает до 900...1200 мкс, а ее энергия — до 12...16 мДж,
На рис. 2 показан примерный вид осциллограммы напряжения на первичной обмотке катушки зажигания. Для сравнения штриховой линией показана такая же осциллограмма блока Ю. Сверчкова (первые периоды колебаний на обоих осциллограммах совпадают),
Для повышения защищенности от дребезга контактов прерывателя пусковой узел пришлось несколько изменить. Постоянная времени цепи зарядки конденсатора С4 путем выбора соответствующего резистора R6 увеличена до 4 мс; увеличен также разрядный ток конденсатора (т. е. ток запуска тринистора), определяемый сопротивлением цепи резисторов R7, R8.
Блок электронного зажигания был испытан в течение трех лет на автомобиле “Жигули” и очень хорошо зарекомендовал себя. Резко повысилась устойчивость работы двигателя после пуска. Даже зимой при температуре около —30 °С пуск двигателя был легким, начинать движение можно было после прогрева в течение 5 мин. Прекратились наблюдавшиеся при использовании блока Ю. Сверчкова перебои в работе двигателя в первые минуты движения, улучшилась динамика разгона.
В трансформаторе Т1 использован магнитопровод ШЛ16Х8. Зазор 0,25 мм обеспечен тремя прессшпановыми прокладками. Обмотка I содержит 50 витков провода ПЭВ-2 0,55; II — 70 витков ПЭВ-2 0,25; III — 450 витков ПЭВ-2 0,14. В последней обмотке между всеми слоями следует проложить по одной прокладке из конденсаторной бумаги, а всю обмотку отделить от остальных одним-двумя слоями кабельной бумаги,
Готовый трансформатор покрывают 2—3 раза эпоксидной смолой или заливают его смолой полностью в пластмассовой или металлической коробке, Не следует применять Ш-образный магнитопровод, поскольку, как показывает опыт, трудно выдержать по всей толщине набора заданный зазор, а также избежать замыкания наружных пластин. Оба этих фактора, особенно второй, резко снижают мощность генератора .зарядных импульсов.
При налаживании генераторной части блока можно использовать рекомендации Ю. Сверчкова в [5].
Благодаря высокой надежности блок можно подключать без разъема X1 (отключение конденсатора Спр прерывателя обязательно), который предназначен для возможного аварийного перехода на батарейное зажигание, но первичная установка момента зажигания при этом будет существенно сложнее. При сохранении же разъема Х1 переход на батарейное зажигание очень прост — в гнездовую часть разъема Х1 вместо колодки блока вставляют колодку-замыкатель, у которой соединены контакты 2, 3 и 4.
ЛИТЕРАТУРА
1. А. Синельников. Чем различаются блоки,— За рулем. 1977, № 10. с. 17,
2. А. Синельников. Блок электронного зажигания повышенной надежности. Сб. “В помощь радиолюбителю”, вып. 73.-- М.: ДОСААФ СССР, с. 38.
3. А. Синельников. Электроника в автомобиле. - М.: Энергия, 1976.
4. А. Синельников. Электроника я автомобиле.— М.: Радио и связь, 1985.
5. Ю. Сверчков. Стабилизированный многоискровой блок зажигания. - Радио, 1982, № 5. с. 27.
6. Э. Литке. Конденсаторная система зажигания. Сб. “В помощь радиолюбителю”, вып, 78.- М.: ДОСААФ СССР, с. 35.
Автор: Г.КАРАСЕВ г. Ленинград
Дата публикации: 04.04.2007
Мнения читателей- Skrtbin / 30.03.2011 - 13:51роботает на своём опыте знаю
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:
www.radioradar.net
БЛОК ЭЛЕКТРОННОГО ЗАЖИГАНИЯ CAVR.ru
Рассказать в:Автомобильные системы зажигания сейчас в основном построены на тиристорах [1], тем не менее, транзисторные системы не потеряли своей актуальности [2, З]. В последнее время выпускается много мощных, в том числе составных, транзисторов с характеристиками, позволяющими использовать их для автомобильных систем зажигания.
Предлагаемая схема автомобильного электронного блока зажигания разработана и испытана автором в автомобиле "Жигули 2108" и др., в которых применяются транзисторные коммутаторы (3620-3734) с бесконтактным датчиком Холла (53.013706).
Отличием данной конструкции от штатной [2] является то, что для формирования импульсов прерывания используется микросхема К561ЛА8, включенная по схеме триггера Шмитта.
Технические характеристики практически не отличаются от штатного блока зажигания, но с применением триггера Шмитта импульсы прерывания формируются с более крутым задним фронтом, что позволяет практически мгновенно отключать источник тока от катушки зажигания, тем самым повышая высокое напряжение на ее вторичной обмотке.
Применение конденсатора С2 обеспечивает отключение катушки зажигания от источника тока при остановке двигателя автомобиля, тем самым предотвращая бесполезный нагрев катушки.
Схема блока электронного зажигания, изображенная на рис.1, содержит: - схему формирования импульсов с регулируемой скважностью на микросхеме DD1. собранную по схеме триггера Шмитта; - мощный ключ на транзисторах VT1 и VT3 с активным ограничителем тока на транзисторе VT2,делителем напряжения на резисторах R8, R9 и токоизмерительным резистором R10; - стабилизатор напряжения для питания микросхемы DD1 на стабилитроне VD4, конденсаторе СЗ и резисторе R3; - схему защиты от превышения импульсного напряжения в бортовой сети на стабилитроне VD6, конденсаторе С4 и резисторе R11; - схему защиты блока от неверного присоединения аккумуляторной батареи на диоде VD7; - схему защиты транзистора VT3 от импульсных перегрузок при работе катушки зажигания на диоде VD5. резисторах R12, R13.
Работает схема следующим образом. При включении зажигания напряжение от аккумуляторной батареи подается на схему через диод VD7 и резистор R 11. На катушку зажигания напряжение в начальный момент не поступает, так как стартер не вращает вал двигателя, и на входе микросхемы DD1.2 отсутствуют импульсы. На выходе DD1 присутствует напряжение низкого уровня, которое удерживает транзистор VT1 в закрытом состоянии, поэтому закрыт и транзистор VT3.
Когда стартер поворачивает вал двигателя, на выходе датчика возникают импульсы, поступающие через С2 на вход элемента DD1.1. Последний переключается, и на выходе DD1.2 появляется импульс, который открывает транзисторы VT1 и VT3. Через катушку зажигания проходит ток, и в магнитном поле катушки накапливается электрическая энергия. В следующий момент, когда с выхода датчика исчезает импульс положительной полярности, триггер Шмитта резко переключается в обратное состояние, на выходе элемента DD1.2 появляется низкий уровень, поступающий на базу транзистора VT1. Транзисторы VT1 и VT3 быстро закрываются, и ток, проходящий через катушку зажигания, также быстро исчезает. При этом в первичной обмотке катушки индуцируется ЭДС самоиндукции напряжением 400 В, а во вторичной обмотке катушки зажигания возникает импульс высокого напряжения - 23000...25000 В.
В мощном ключе на транзисторах VT1 и VT3 применена схема активного ограничения тока в катушке зажигания, которая защищает транзистор VT3 от перегрузки и стабилизирует величину тока"разрыва"при колебаниях питающего напряжения бортовой сети автомобиля, тем самым обеспечивая неизменность выходных характеристик системы зажигания [З].
При отпирании транзистора VT1 выходной транзистор VT3 насыщается, обеспечивая низкую величину остаточного напряжения на выходе блока электронного зажигания. Пока ток, протекающий через выходной транзистор VT3 и токоизме-рительный резистор R10, включенный в его эмиттерную цепь, ниже допустимого уровня ограничения, транзистор VT2 заперт.
При достижении выходным током предельного уровня,транзистор VT2 начинает открываться, и потенциал на его коллекторе понижается, что приводит к уменьшению величины тока управления. Транзистор VT3 при этом выходит из режима насыщения в активный режим, напряжение на выходе возрастает до уровня, при котором поддерживается заданный режим тока ограничения. В случае превышения импульсного напряжения в катушке зажигания, оно через делитель R12-R13 подается на стабилитрон VD5, который, открываясь, запирает транзистор VT3. Цепочка C5-R14, включенная параллельно выходному транзистору,является элементом колебательного контура ударного возбуждения,т.е. определяет величину и скорость нарастания вторичного напряжения, развиваемого системой зажигания. Резистор R14 ограничивает емкостный ток через транзистор VT3 в момент отпирания последнего, если конденсатор С5 разряжен. Конструктивно блок электронного зажигания выполнен на печатной плате (рис.2) из одностороннего фольгиро-ванного стеклотекстолита размером 95х75 мм, на которой смонтированы элементы схемы. Плата устанавливается в штатный корпус от коммутатора 3620-3734.
В электронном блоке зажигания использована микросхема К561ЛА8 и резисторы МЛТ. Резистор R10 - типа С5-16 мощностью не менее 1 Вт. Конденсаторы - К73-11 на напряжение не менее 63 В. Диоды VD2, VD3 - КД521А или любые кремниевые маломощные. Стабилитрон VD1 - на напряжение стабилизации 8 В, типа Д814А или КС182А. Стабилитрон VD4 - на напряжение стабилизации 9 В, типа Д814Б или КС191А. Стабилитрон VD5 - КС518А или КС508Г. Диод VD7 - типа КД209А, можно заменить диодом КД226Г. Транзисторы VT1, VT2 - КТ972А; VT3 - КТ898А или КТ890А (КТ8109А). VT3 устанавливается на штатный радиатор из алюминиевой пластины толщиной 4 мм, изолированный от корпуса двойной слюдяной прокладкой с термопроводной пастой.
Для налаживания блока применяется звуковой генератор с частотой от 30 до 400 Гц, имитирующий работу датчика прерывателя. Для получения выходного сигнала напряжением 7...9 В, в случае необходимости, к нему нужно изготовить усилитель мощности на транзисторе КТ815 [4]. Для просмотра импульсов годится любой осциллограф, лучше двухлучевой. Кроме того, необходим блок питания с регулировкой напряжения от 8 до 18 В с током не менее 10 А.
На момент настройки схемы можно обойтись без катушки зажигания, нагрузив коллектор транзистора VT3 на дроссель с магнитопроводом из пластин электротехнической стали индуктивностью 3,8 мГн, сопротивлением 0,5 Ом. Для этого можно использовать унифицированный низкочастотный дроссель типа Д 179-0,01-6,3. Генератор-имитатор датчика импульсов подключают на вход схемы и наблюдают на осциллографе форму и амплитуду выходных импульсов.
Изменением сопротивлений в цепях VD2-R4 и VD3-R5 можно регулировать скважность импульсов, что позволяет регулировать время замыкания и размыкания катушки зажигания.
Для установки необходимого тока ограничения осциллограф подключают к эмиттеру транзистора VT2. При этом в эмиттерную цепь транзистора VT2 необходимо временно подключить резистор сопротивлением 0,1 Ом. Изменяя напряжение на блоке питания, наблюдают появление сигнала на эмиттере. Регулировка уровня ограничения тока производится резисторами R12 и R13. После предварительной настройки схему устанавливают в автомобиле в соответствии со схемой подключения [2] и производят ее окончательную настройку.
Литература: 1. Ломакин Л. Электроника за рулем. - Радио, 1996, N8, С.58, 2. Старков В. Транзисторные системы зажигания - Радио, 1991, N9. С.26-29. 3. Бела Буна. Электроника на автомобиле. - М.: Транспорт,1979. 4. Автомобили "Жигули 2108" и их модификации. Устройство и ремонт. - М.: Транспорт,1987. 5. Ютт В.Е. Электрооборудование автомобилей: Учебник. - М.: Транспорт,1989, 175с. 6. Сидорчук В. Электронный октан-корректор. - Радио, 1991, N11, С.26.
Г.СКОБЕЛЕВ, 640000, г.Курган, а/я 2881.
Раздел: [Зажигание] Сохрани статью в: Оставь свой комментарий или вопрос:www.cavr.ru
Усовершенствованный блок зажигания « схемопедия
Эта конструкция может быть рекомендована подготовленным радиолюбителям, уже имеющим опыт изготовления простых блоков зажигания и желающим иметь устройство, из которого, образно говоря, «выжато» все на сегодня кажущееся возможным. За истекшие годы стабилизированный блок зажигания [ 1 ] повторили очень многие авто- и радиолюбители, и несмотря на выявленные недостатки, можно считать, что он проверку временем выдержал. Существенно также, что в литературе пока не появились публикации сходных по простоте конструкций с аналогичными параметрами. Эти обстоятельства и побудили автора сделать еще одну попытку основательно улучшить показатели блока зажигания, сохранив его простоту.
Основное отличие усовершенствованного блока зажигания от [ 1 ] — заметное улучшение его энергетических характеристик. Если у исходного блока максимальная длительность искры не превышала 1,2 мс, причем она могла быть получена лишь на самых низких значениях частоты искрообразования, то у нового длительность искры постоянна во всей рабочей полосе 5…200 Гц и равна 1,2…1,4 мс. Это значит, что на средних и максимальных оборотах двигателя — а это наиболее часто используемые режимы — длительность искры практически соответствует установившимся в настоящее время требованиям.
Ощутимо изменилась и мощность, подводимая к катушке зажигания. На частоте 20 Гц при катушке Б-115 она достигает 50…52 мДж, а на 200 Гц — около 16 мДж. Расширены также пределы питающего напряжения, в которых блок работоспособен. Уверенное искрообразование при пуске двигателя обеспечивается при бортовом напряжении 3,5 В, но работоспособность блока сохраняется и при 2,5 В. На максимальной частоте искрообразование не нарушается, если питающее напряжение достигает 6 В, а длительность искры — не ниже 0,5 мс. Указанные результаты получены главным образом за счет изменения режима работы преобразователя, особенно условий его возбуждения. Эти показатели, которые, по мнению автора, находятся на практическом пределе возможностей при использовании всего одного транзистора, обеспечены также применением ферритового магнитопровода в трансформаторе преобразователя.
Как видно из принципиальной схемы блока зажигания, показанной на рис.1, основные ее изменения относятся к преобразователю, т.е. генератору зарядных импульсов, питающих накопитель—конденсатор С2. Упрощена цепь запуска преобразователя, выполненного, как и прежде, по схеме однотактного стабилизированного блокинг-генератора. Функции пускового и разрядного диодов (соответственно VD3 и VD9 по прежней схеме) выполняет теперь один стабилитрон VD1. Такое решение обеспечивает более надежный запуск генератора после каждого цикла искрообразования путем значительного увеличения начального смещения на эмиттерном переходе транзистора VT1. Это не снизило тем не менее общей надежности блока зажигания, поскольку режим транзистора ни по одному из параметров не превысил допустимых значений.
Изменена и цепь зарядки конденсатора задержки С1. Теперь он после зарядки накопительного конденсатора заряжается через резистор R1 и стабилитроны VD1 и V03. Таким образом, в стабилизации участвуют два стабилитрона, суммарным напряжением которых при их открывании и определяется уровень напряжения на накопительном конденсаторе С2. Некоторое увеличение напряжения на этом конденсаторе скомпенсировано соответствующим увеличением числа витков базовой обмотки II трансформатора. Средний уровень напряжения на накопительном конденсаторе уменьшен до 345…365 В, что повышает общую надежность блока зажигания и обеспечивает вместе с тем требуемую мощность искры.
В разрядной цепи конденсатора С1 использован стабисторVD2, позволяющий получить такую же степень перекомпенсации при уменьшении бортового напряжения, как три-четыре обычных последовательных диода. При разрядке этого конденсатора стабилитрон VD1 открыт в прямом направлении (подобно диоду VD9 исходного блока).
Конденсатор СЗ обеспечивает увеличение длительности и мощности импульса, открывающего тринистор VS1. Это особенно необходимо при большой частоте искрообразования, когда средний уровень напряжения на конденсаторе С2 существенно снижается.
В блоках электронного зажигания с многократной разрядкой накопительного конденсатора на катушку зажигания [1,2] длительность искры и в определенной степени ее мощность определяет качество тринистора, поскольку все периоды колебаний, кроме первого, создаются и поддерживаются только энергией накопителя. Чем меньше затраты энергии на каждое включение тринистора, тем большее число запусков будет возможно и тем большее количество энергии (и за большее время) будет передано катушке зажигания. Крайне желательно поэтому подобрать тринистор с минимальным открывающим током.
Хорошим можно считать тринистор, если блок зажигания обеспечивает начало искрообразования (с частотой 1 …2 Гц) при питании блока напряжением 3 В. Удовлетворительному качеству соответствует работа при напряжении 4…5 В. С хорошим тринистором длительность искры равна 1,3…1,5 мс, при плохом — уменьшается до 1…1,2мс. При этом, как это ни покажется странным, мощность искры в обоих случаях будет примерно одинаковой по причине ограниченной мощности преобразователя. 8 случае большей длительности конденсатор-накопитель разряжается практически полностью, начальный (он же средний) уровень напряжения на конденсаторе, задаваемый преобразователем несколько ниже, чем в случае с меньшей длительностью. При меньшей же длительности начальный уровень более высок, но высок и остаточный уровень напряжения на конденсаторе из-за его неполной разрядки. Таким образом, разность между начальным и конечным уровнями напряжения на накопителе в обоих случаях практически одинакова, а от нее и зависит количество вводимой в катушку зажигания энергии [З]. И все-таки при большей длительности искры достигается лучшее дожигание горючей смеси в цилиндрах двигателя, т.е. повышается его КПД.
При нормальной работе блока зажигания формированию каждой искры соответствуют 4,5 периода колебаний в катушке зажигания. Это означает. что искра представляет собой девять знакопеременных разрядов в свече зажигания, непрерывно следующих один за другим. Нельзя поэтому согласиться с мнением (изложенным в [4]) о том, что вклад третьего и тем более четвертого периодов колебаний не удается обнаружить ни при каких условиях. На самом деле каждый период вносит свой совершенно конкретный и ощутимый вклад в общую энергию искры, что подтверждают и другие публикации, например [2]. Однако, если источник бортового напряжения включен последовательно с элементами контура (т.е. последовательно с катушкой зажигания и накопителем), сильное затухание, вносимое именно источником, а не другими элементами, действительно, не позволяет обнаружить упомянутый выше вклад. Такое включение как раз и использовано в [4].
В описываемом блоке зажигания источник бортового напряжения в колебательном процессе участия не принимает и упомянутых потерь, естественно, не вносит.
Один из наиболее ответственных узлов блока зажигания — трансформатор Т1. Его магнитопровод Ш15х12 изготовлен из оксифера НМ2000. Обмотка 1 содержит 52 витка провода ПЭВ-2 0,8; 11—90 витков провода ПЭВ-2 0,25; III — 450 витков провода ПЭВ-2 0,25.
Зазор между Ш-образными частями магнитопровода должен быть выдержан с максимально возможной точностью. Для этого при сборке между его крайними стержнями помещают без клея по гетинаксовой (или текстолитовой) прокладке толщиной 1,2+0,05 мм, после чего детали магнитопровода стягивают прочными нитками.
Снаружи трансформатор необходимо покрыть несколькими слоями эпоксидной смолы, нитроклея или нитроэмали.
Катушку можно выполнить на прямоугольной шпуле без щек. Первой наматывают обмотку III, в которой каждый слой отделяют от следующего тонкой изоляционной прокладкой, а завершают трехслойной прокладкой. Далее наматывают обмотку II. Обмотку 1 отделяют от предыдущей двумя слоями изоляции. Крайние витки каждого слоя при намотке на шпуле следует фиксировать любым нитроклеем.
Гибкие выводы катушки лучше всего оформить по окончании всей намотки. Выводить концы обмотки I и II следует в сторону диаметрально противоположную концам обмотки III, но все выводы должны быть на одном из торцов катушки. В таком же порядке располагают и гибкие выводы, которые закрепляют нитками и клеем на прокладке из электрокартона (прессшпана). Перед заливкой выводы маркируют.
Кроме КУ202Н, в блоке можно применить тринистор КУ221 с буквенными индексами А—Г. При выборе тринистора следует принять во внимание, что, как показывает опыт, КУ202Н по сравнению с КУ221 имеют в большинстве случаев меньший ток открывания, но более критичны к параметрам импульса запуска (длительности и частоте). Поэтому для случая использования тринистора из серии КУ221 номиналы элементов цепи удлинения искры необходимо скорректировать — конденсатор СЗ должен иметь емкость 0,25 мкф, а резистор, R4 — сопротивление 620 Ом.
Транзистор КТ837 может быть с любыми буквенными индексами, кроме Ж, И, К, Т, У, Ф. Желательно, чтобы статический коэффициент передачи тока не был менее 40. Применение транзистора другого типа нежелательно. Теплоотвод транзистора должен иметь полезную площадь не менее 250см2. В роли теплоотвода удобно использовать металлический кожух блока или его основание, которые следует дополнить охлаждающими ребрами. Кожух должен обеспечивать и брызгозащищенность блока.
Стабилитрон VD3 также необходимо устанавливать на теплоотвод. В блоке он представляет собой две полосы размерами 60х25х2 мм, согнутые П-образно и вложенные одна в другую. Стабилитрон Д817Б можно заменить последовательной цепью из двух стабилитронов ДВ16В; при бортовом напряжении 14 В и частоте искрообразования 20 Гц эта пара должна обеспечивать на накопителе напряжение 350.. .360 В. Каждый из них устанавливают на небольшой теплоотвод. Стабилитроны подбирают только после выбора и установки тринистора.
Стабилитрон VD1 подборки не требует, но он обязательно должен быть в металлическом корпусе. Для увеличения общей надежности блока целесообразно этот стабилитрон снабдить небольшим теплоотводомв виде обжимки из полоски тонкого дюралюминия.
Стабистор КС119А (VD2) можно заменить тремя диодами Д223А (или другими кремниевыми диодами с импульсным прямым томом не менее 0,5 А), включенными последовательно. Большинство деталей блока зажигания смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5мм. Чертеж платы показан на рис.2. Плата разработана с учетам возможности монтажа деталей при различных вариантах замены.
Для блока зажигания, предназначенного работать в местностях с суровым зимним климатом, оксидный конденсатор С1 желательно использовать танталовый с рабочим напряжением не ниже 10 В. Его устанавливают вместо большой перемычки на плате, при этом точки подключения алюминиевого оксидного конденсатора (он-то и показан на плате), пригодного для работы в подавляющем большинстве климатических зон, следует замкнуть перемычкой соответствующей длины. Конденсатор С2 — МБГО, МБГЧ или К73-17 на напряжение 400…600 В.
При монтаже тринистора необходимо один из винтов его крепления изолировать от печатной дорожки общего провода
Проверку работоспособности и тем более регулировку следует проводить именно с такой катушкой зажигания, с которой блок зажигания будет работать в дальнейшем. Следует иметь в виду, что включение блока без катушки зажигания, нагруженной запальной свечой, совершенно недопустимо. Для проверки вполне достаточно измерять пиковым вольтметром напряжение на накопительном конденсаторе С2. Таким вольтметром может служить авометр, имеющий предел постоянного напряжения 500 В. Авометр подключают к конденсатору С2 через диод Д226Б (или подобный), а зажимы авометра шунтируют конденсатором емкостью 0,1.. .0,5 мкФ на напряжение 400…600 В.
При номинальном напряжении питания (14 В) и частоте искрообразования 20 Гц напряжение на накопителе должно находиться в пределах 345…365 В. Если напряжение меньше, то прежде всего подбирают тринистор с учетом сказанного выше. Если после подборки будет обеспечено искрообразование при понижении напряжения питания до 3 В, но на конденсаторе С2 при номинальном напряжении питания будет повышенное напряжение, следует подобрать стабилитрон VD3 с несколько пониженным напряжением стабилизации.
Далее проверяют блок на высшей частоте искрообраэования (200 Гц), поддерживая номинальное бортовое напряжение. Напряжение на конденсаторе С2 должно находиться в пределах 185…200 В, а потребляемый блоком зажигания ток после непрерывной работы в течение 15…20 мин не должен превышать 2,2 А. Если транзистор за это время нагреется выше 60°С при комнатной окружающей температуре, теплоотводящую поверхность следует несколько увеличить.
Конденсатор СЗ и резистор R4 подборки, как правило, не требуют. Однако для отдельных экземпляров тринисторов (как того, так и другого типа) может потребоваться корректировка номиналов, если на частоте 200 Гц будет обнаружена неустойчивость в искрообразовании. Она проявляется обычно в виде кратковременного сбоя в показаниях вольтметра, подключенного к накопителю, и хорошо заметна на слух.
В этом случае следует увеличить емкость конденсатора СЗ на 0,1…0,2мкФ,а если это не поможет, вернуться к прежнему значению и увеличить сопротивление резистора R4 на 100…200 Ом. Одна из этих мер, а иногда и обе вместе, обычно устраняют неустойчивость запуска. Заметим, что увеличение сопротивления уменьшает, а увеличение емкости увеличивает длительность искры.
Если есть возможность воспользоваться осциллографом, то полезно убедиться в нормальном течении колебательного процесса в катушке зажигания и фактической его длительности. До полного затухания должны быть хорошо различимы 9—11 полуволн, суммарная длительность которых должна быть равна 1,3…1,5 мс на любой частоте искрообраэования. Вход Х осциллографа следует подключать к общей точке обмоток катушки зажигания.
Типичный вид осциллограммы показан на рис.4. Всплески посредине минусовых полуволн соответствуют единичным импульсам блокинг-генератора при изменении направления тока в катушке зажигания.
Целесообразно проверить также зависимость напряжения на накопительном конденсаторе от бортового напряжения. Ее вид не должен заметно отличаться от показанного на рис.5.
Изготовленный блок зажигания рекомендуется устанавливать в моторном отсеке в передней, более прохладной его части. Искрогасящий конденсатор прерывателя следует отключить и соединить его вывод с соответствующим контактом розетки разъема Х1. Переход на классическое зажигание выполняют, как и в прежней конструкции, установкой вставки-замыкателя Х1.3.
В заключение отметим, что попытки получить столь же «длинную» искру с трансформатором на стальном магнитопроводе, даже из стали самого высокого качества, не приведут к успеху. Наибольшая длительность, которая может быть достигнута, — 0,8…0,85 мс. Тем не менее блок почти без изменений (сопротивление резистора R1 следует уменьшить до 6…80м) работоспособен и с трансформатором на стальном магнитопроводе с указанными намоточными характеристиками, и эксплуатационные качества блока выше, чем у его прототипа [1].
Литература:
1. Г. Карасев. Стабилизированный блок электронного зажигания. — Радио, 1988, № 9, с. 17; 1989, № 5, с.91.
2. П. Гацанюк. Усовершенствованная электронная система зажигания. В сб.: «В помощь радиолюбителю», вып. 101, с. 52, — М.:ДОСААФ.
3. А. Синельников. Электроника в автомобиле. — М.: Радио и связь, 1985, с.46.
4. Ю. Архипов. Полуавтоматический блок зажигания. — Радио, 1990, № 1, с. 31—34; № 2, с. 39-42.
shemopedia.ru
