С. ВЫЧУГЖАНИН, г. С.-Петербург

Многим владельцам вазовских "восьмерок" и "девяток" известно старое правило — не отправляться в дальние поездки без запасного электронного блока зажигания. И хотя в последние годы его надежность стала заметно выше, все равно он может доставить неприятности из-за своей непригодности к ремонту. Так или иначе, самодельные блоки зажигания себя еще далеко не изжили.

Блок зажигания современного автомобиля представляет собой устройство со сложным алгоритмом работы, выполненное из довольно дорогостоящих элементов. При изучении различных вариантов блока выяснилось, что основой большинства из них служат специализированная микросхема L497B, статья с подробностями её работы находится здесь (L497D1 — для поверхностного монтажа) и высоковольтный составной транзистор BU941ZP фирмы THOMSON. Иногда применяют отечественные аналоги этой микросхемы — КР1055ХА1, КС1055ХА1 (или ХА2, ХА4).

В отказавшем блоке, как правило, оказываются неисправными один или оба основных компонента. При попытке ремонта обнаруживается, что их стоимость в розничной торговле может превышать стоимость нового блока, а некоторые модели вообще не подлежат восстановлению, так как изготовлены поверхностным монтажом с заливкой компаундом. Кроме того, указанные элементы можно приобрести только в крупных городах.

Эти обстоятельства привели меня к необходимости разработки варианта блока зажигания меньшей стоимости и повышенной ремонтопригодности по сравнению с прототипом. В нем использованы недефицитные электронные элементы только отечественного производства, а корпус с теплоотводом — от неисправного блока.

Попутно были исследованы характеристики некоторых распространенных блоков. При этом установлено, что в разных системах зажигания для отсчета момента начала накопления энергии используют один из двух способов.

В первом анализируется скважность сигнала с датчика Холла,
а во втором — период.

У каждого способа есть достоинства и недостатки, так как эти блоки по-разному реагируют на изменение частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Блок, использующий первый способ, быстрее реагирует на изменение часто ты, но более критичен к скважности входного сигнала. При другом способе выходной сигнал не зависит от скважности, но на изменение частоты блок реагирует медленнее. На очень низкой частоте вращения коленчатого вала, т. е. при пуске холодного двигателя, оба этих параметра нестабильны, что приводит к колебаниям времени накопления энергии в катушке зажигания. В этих условиях возможно даже выпадение отдельных искровых разрядов из общей серии.

Для борьбы с этим применяют два основных метода. Например, при возникновении нестабильности длительность импульсов намагничивания преднамеренно увеличивают, а с выходом на стационарный режим плавно возвращают к норме. Другой метод — это создание избыточной длительности. Так, на средних значениях частоты вращения коленчатого вала вполне достаточно длительности импульса намагничивания 5 мс, а у большинства блоков она равна 7,5... 10 мс (почти двукратный запас). Остальное время тратится на разогревание выходного транзистора и катушки зажигания (плоский участок ограничения тока на графике намагничивания [1]). В энергетическом балансе автомобиля эта величина мала, но для блока представляет значительную дополнительную нагрузку, снижая его надежность.

В разработанном устройстве были учтены указанные обстоятельства. Его принцип действия подробно описан в статье [2]. В отличие от промышленно выпускаемых систем время намагничивания уменьшено до 4...5 мс. Очевидно, что вероятность пропуска искровых разрядов при пуске двигателя при этом повышается в еще большей степени, из-за чего разработанный блок дополнен устройством компенсации выпадений искры.

Его действие основано на непрерывном контроле длительности импульсов намагничивания. Те, что имеют длительность 3 мс, "растягиваются" за счет небольшого отставания момента зажигания. На пуске двигателя это отразится положительно, поскольку незначительное запаздывание отдельных искр лучше, чем их отсутствие. К тому же такое возможно только на частоте искрообразования менее 10 Гц (когда стартер с трудом вращает вал холодного двигателя), и отставание по углу поворота коленчатого вала будет ничтожным и никак не влияющим на качество запуска.