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.

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.