САЙТ КРЫЛОВА ПАВЛА
Главная
Схемы Ветрогенераторы Собаки Стройка Книги О сельском хозяйстве и прочем


СХЕМЫ---->
СХЕМЫ АВТОЭЛЕКТРОНИКИ статьи № 1-50---->
СХЕМЫ АВТОЭЛЕКТРОНИКИ статьи № 51-100---->
СХЕМЫ АВТОЭЛЕКТРОНИКИ статьи № 101-150

Электронная бесконтактная система зажигания для автомобилей с индуктивным датчиком.

Н.Комков

В последние годы и нашей стране разработано много различных вариантов контактных систем электронного зажигания, обладающих повышенной мощностью поджигающей искры, более длительным сроком службы контактов прерывателя и повышенной стабильностью момента воспламенения рабочей смеси. Увеличение срока службы контактов объясняется тем, что в этих системах удается резко уменьшить разрываемый контактами ток, поэтому обгорание контактов практически прекращается, а срок службы определяется лишь механическим износом. Однако, как показывает практика, контакты прерывателя, работающие в режиме малых токов, становятся весьма чувствительными к запылению, что иногда является причиной отказов. В силу специфики работы прерывателя надежно защитить его от пыли затруднительно. Поэтому наилучшим решением проблемы является полный отказ от каких-либо механических контактов в системе зажигания.

В журнале «Радио», 1960, № 1 и 1972, № 7 были описаны бесконтактные системы зажигания с фотодатчиком и индукционным датчиком. Ниже помещено описание более простой и надежной бесконтактной системы зажигания с индуктивным датчиком. Эта система содержит меньшее число транзисторов и других элементов. Индуктивный датчик гораздо более надежен и долговечен, чем фотодатчик. Параметры сигнала с индуктивного датчика в меньшей степени зависят от числа оборотов по сравнению с индукционным.

Описываемая система зажигания была испытана в интервале температур от —40 до +70° С при частоте формирования искры до 400 гц, что для четырехцилиндрового двигателя соответствует 12 000 об/мин коленчатого вала. Хорошие результаты были получены при эксплуатации системы на автомобиле ЗАЗ-965А. Установка элементов бесконтактного датчика требует некоторой доработки подвижного диска прерывателя-распределителя, который остается пригодным для работы в стандартной системе зажигания. Требуется также незначительная фрезеровка крышки распределителя.



Принципиальная схема тиристорной системы зажигания с бесконтактным индуктивным датчиком приведена на рис. 1.

Принципиальная схема тиристорной системы зажигания с бесконтактным индуктивным датчиком,

Система состоит из двух блоков: электронного блока формирования искры и формирователя импульсов управления. Электронный блок в основном аналогичен описанному в журнале «Радио», 1966, № 6. Отличие состоит лишь во введении трансформатора Tpl, улучшающего работу преобразователя напряжения, и резистора R4, уменьшающего время возникновения генерации после срыва колебаний в моменты искрообразования, что позволяет снизить нагрев транзисторов Т1 и Т2 преобразователя. Рабочая частота преобразователя в отличие от известных систем выбрана более высокой, порядка 2,5—3 кгц. Это заметно увеличивает отношение частоты преобразования к максимальной частоте искрообразования, от которого зависит устойчивость работы преобразователя во всем интервале чисел оборотов двигателя.

Основное отличие описываемой системы зажигания заключается в принципе работы формирователя импульсов управления тиристором, срабатывающего от сигналов индуктивного датчика. Формирователь импульсов состоит из двух узлов: блокинг-генератора и формирующего триггера. Блокинг-генератор включает в себя транзистор Т5, импульсный трансформатор-датчик Тр3, резисторы R15— R19, конденсаторы С7, С8, диод Д12. Формирующий триггер состоит из транзисторов Т3, Т4, резисторов R10— R13, конденсатора С6 и диодов Д10, Д11.

Принцип работы датчика основан на изменении магнитной связи между катушками, размещенными на двух частях ферритового сердечника импульсного трансформатора Тр3, при введении в воздушный зазор между этими частями экрана. При отсутствии экрана обратная связь между коллекторной и базовой цепями транзистора Т5 (между катушками I и III) достаточна для возникновения в блокинг-генераторе высокочастотных колебании с частотой 300—500 кгц. При введении -экрана в зазор сердечника трансформатора глубина положительной обратной связи в блокинг-генераторе резко уменьшается и генерация прекращается. Экраном является тонкостенный дюралюминиевый цилиндр-прерыватель, и котором прорезаны четыре (по числу цилиндров двигателя) прямоугольных отверстия. Ширина воздушного зазора сердечника трансформатора 1 мм. Искра возникает в момент прохождения прорези цилиндра в зазоре сердечника. Точность момента зажигания для различных цилиндров определяется точностью размещения прорезей на цилиндре.

Работает система зажигания следующим образом. Сразу после замыкания контактов В1 замка зажигания запускается преобразователь напряжения. Переменное напряжение, снимаемое с обмотки II трансформатора Тр2, выпрямляется диодами Д2 — Д5 и через первичную обмотку катушки зажигания КЗ1 заряжает накопительный конденсатор С4 примерно до 400 в. Тиристор Д6 в это время закрыт, так как на его управляющий электрод поступает отрицательное напряжение с диода Д7. Допустим, что в момент замыкания контактов замка зажигания цилиндр экранирует друг от друга половинки сердечника с обмотками I и III трансформатора Тр3 и высокочастотные колебания в блокинг-генераторе отсутствуют. Диод Д11 закрыт. Транзистор Т4 также закрыт, поскольку напряжение на его базе, определяемое делителем R11 — R12, недостаточно для открывания. Транзистор Т3 при этом открыт током через резистор R13. Конденсатор С5 заряжается по цепи: плюс источника питания — диод Д1 — диод Д7 — резистор R6 — С5 — диод Д10 — открытый транзистор Т3 — минус источника питания.

При вращении цилиндра-прерывателя, когда в зазор сердечника трансформатора Тр3 входит прорезь, увеличивается магнитная связь между его катушками и в блокинг-генераторе возникают высокочастотные колебания, амплитуда которых увеличивается по мере входа прорези в зазор сердечника. При некоторой амплитуде колебаний открывается диод Д11 и начинает заряжаться конденсатор С6. При дальнейшем увеличении амплитуды колебаний (примерно равной половине максимальной) напряжение на конденсаторе С6 достигает напряжения открывания транзистора Т4, что через цепь непосредственной связи вызывает закрывание транзистора Т3. Происходит скачкообразное переключение формирующего триггера. При этом транзистор Т4 полностью открывается, а транзистор Т3 закрывается. Благодаря использованию формирующего триггера управляющие импульсы имеют крутой фронт независимо от скорости вращения цилиндра-прерывателя при строго определенных взаимных положениях прорезей цилиндра относительно сердечника трансформатора-датчика. После закрывания транзистора Т3 конденсатор С5 разряжается по цепи: левая (по схеме) обкладка конденсатора — диод Д8 — управляющий электрод тиристора Д6 — параллельно соединенные резисторы R8 и R9 — правая обкладка конденсатора. Открывшийся током разряда конденсатора С5 тиристор Д6 подключает заряженный конденсатор С4 к первичной обмотке катушки зажигания бобины КЗ1. При этом во вторичной ее обмотке индуктируется высокое напряжение искрообразования, которое через распределитель поступает к свече соответствующего цилиндра двигателя.

Процессы, происходящие в других каскадах системы, подробно рассмотрены в статье «Электронная система зажигания», помещенной в журнале «Радио», 1966, № 6.



Основным элементом описываемой системы зажигания является датчик — импульсный трансформатор Тр3 блокинг-генератора с разрезанным кольцевым ферритовым сердечником. Схематическое устройство датчика и чертежи его деталей показаны на рис. 2.

Схематическое устройство датчика и чертежи его деталей.

Чертежи деталей механизма даны применительно к прерывателю Р-114. Для прерывателей других типов размеры деталей должны быть соответственно изменены. Датчик состоит из двух полуколец 1 с обмотками и корпуса 2. Корпус изготовлен из текстолита. Полукольца 1 изготовляют из двух стандартных ферритовых колец 1000НМ (или 1000НН, Ф1000) типоразмера К7Х4Х2 путем стачивания их на мелкозернистом наждачном круге. Перед намоткой катушек необходимо притупить наждачной бумагой острые углы полуколец и покрыть полукольца слоем клея БФ-2. После сушки производят намотку катушек. Катушки I и II, содержащие по 80 витков, наматывают одновременно (в два провода), катушка III — также 80 витков — намотана на втором полукольце. Все катушки датчика намотаны проводом ПЭВ-2 0,12.

Полукольца 1 с катушками вклеиваются клеем БФ-2 в пазы корпуса 2 датчика, при этом в щелевой зазор в корпусе необходимо временно ввести какую-либо пластину толщиной 1 мм, из материала не имеющего адгезии к клею БФ-2; полукольца должны упираться в эту пластину. После сушки клея желательно для большей прочности и герметичности обмоток пропитать датчик эпоксидным компаундом. С электронным блоком датчик соединяют шестипроводным экранированным кабелем длиной до 1,5 м. Кабель изготовляют из проводов с теплостойкой изоляцией МГТФ-0,07 (МГТФ-0,14). Из корпуса прерывателя кабель выведен через отверстие в изоляционном вкладыше (зажим провода низкого напряжения удален). Датчик укреплен на крепежной пластине винтом М3. Крепежная пластина 3 изготовлена из листовой стали толщиной 1,5 мм и по форме и способу крепления на подвижном диске прерывателя-распределителя подобна стандартной пластине с неподвижным контактом. Доработка подвижного диска прерывателя заключается в снятии с него фетрового фильца с держателем, служивших для смазки кулачка и снятии молоточка прерывателя. Ось молоточка (на случай резервирования) лишь укорачивают до выточки для разрезной шайбы и с торца в ней сверлят отверстие сверлом 2,5 мм с последующей нарезкой резьбы М3. Крепежную пластину с датчиком устанавливают и центрируют так же, как и пластину с неподвижным контактом.

В крышке распределителя производят фрезеровку двух внутренних выступов для свободного размещения в ней цилиндра-прерывателя и датчика. Устройство узла цилиндра-прерывателя приведено на рис. 3, а основные детали узла — на рис. 4.

Устройство узла цилиндра-прерывателя.

Устройство узла цилиндра-прерывателя.

Цилиндр-прерыватель 1 изготовляют из дюралюминия Д16Т, а установочную втулку 2 — из стали ст. 45. Конструктивно устройство состоит из основания, монтажной платы и крышки. Основание имеет толщину 15 мм и изготовлено из алюминиевого сплава, что обеспечивает хороший отвод тепла от укрепленных на нем транзисторов Т1 и Т2 и резистора R4, помещенного в специально профрезерованной в основании нише. Транзисторы изолируют от основания прокладками. Блок устанавливают в таком месте автомобиля, где температура не превышает 60° С.

Трансформатор Tpl намотан на тороидальном ленточном, сердечнике с размерами 16X10X6 мм из стали ХВП, стали Э330 или пермаллоя 50НП. Обмотка I содержит 60, а обмотка II — 10+10 витков провода ПЭВ-2 0,25. Трансформатор Тр2 выполнен на сердечнике Ш 9X12 мм из пермаллоя 50НП. Обмотка I содержит 24 + 24 витка провода ПЭВ-2 0,8, обмотка II — 770 витков ПЭВ-2 0,2. Трансформатор Тр2 можно намотать и на ленточном тороидальном сердечнике ОЛ25/40—12,5 из стали ХВП с толщиной ленты 0,08. При этом обмотка I должна содержать 40 + 40 витков провода ПЭВ-2 1,0 мм, обмотка II — 1300 витков ПЭВ-2 0,2.

Резисторы Rl, R3, R5 — R19 — типа МЛТ, R2 — УЛИ, R4 — ПЭВ-7,5. Конденсаторы можно использовать любых типов.

Вместо транзисторов П217Б можно использовать транзисторы П4Б, П214, П214А, П214Б, П217, П217А, П217В; транзистор П701А можно заменить на П701; МП103 — на МП101, МП101А, МП101Б, МП102В; КТ602Б — на КТ602А — КТ602Г, КТ604А, КТ604Б, КТ605А, КТ605Б. Диоды серии Д226 можно заменить на Д205, Д237; диод Д211 —на Д210; диоды Д220 — на Д219А или Д223; взамен тиристора КУ202Н можно использовать КУ202Л, КУ202М, КУ201К, КУ201Л.

Сборку и регулировку бесконтактного прерывателя производят в следующем порядке. Датчик (см. рис. 2) привинчивают к пластине винтом М3 с потайной головкой (сначала лишь для фиксации положения). Крепежную пластину с датчиком устанавливают на подвижном диске прерывателя и слегка прижимают винтом М4 с шайбой.

Установочную втулку (см. рис. 3) надевают на кулачок прерывателя и закрепляют двумя винтами М3, упирающимися в плоские грани кулачка. Цилиндр-прерыватель надевают на установочную втулку, вводят в зазор датчика и прикрепляют к установочной втулке двумя винтами М3. Положение датчика выбирают таким, чтобы плоскость его зазора была параллельна касательной к цилиндрической поверхности цилиндра-прерывателя. После этого датчик жестко фиксируют на крепежной пластине, а пластину — на подвижном диске прерывателя двигателя. При вращении цилиндр-прерыватель не должен касаться стенок датчика в зазоре. На выступающий конец вала насаживают ротор распределителя (рис. 5).

ротор распределителя.

Правильно собранную из исправных деталей конструкцию наладить несложно. После замыкания контактов В1 замка зажигания включается преобразователь — должен появиться характерный писк с частотой 2,5—3 кгц. При вращении коленчатого вала двигателя (крышка распределителя снята, а между центральным электродом и корпусом установлен искровой зазор величиной 2—3 мм) искра между центральным электродом и корпусом должна возникать в момент вхождения передней кромки прорези цилиндра-прерывателя в зазор между полукольцами трансформатора-датчика. При более раннем возникновении искры нужно уменьшить сопротивление резистора R17, при более позднем — увеличить.



Чтобы установить момент зажигания, стрелку октан-корректора надо совместить с нулевым делением шкалы и ослабить винты крепления цилиндра-прерывателя к установочной втулке; установить поршень первого цилиндра двигателя в конце такта сжатия так, чтобы метка «МЗ» на шкиве центрифуги (при монтаже блока зажигания на автомобиле «Запорожец») совпала с выступом на корпусе двигателя. После этого нужно медленно вращать цилиндр-прерыватель со скольжением относительно установочной втулки до момента возникновения искры и в этом положении прочно завернуть два крепежных винта цилиндра-прерывателя; закрыть крышку распределителя. Окончательную установку момента зажигания производят по результатам движения автомобиля.
altay-krylov@yandex.ru