Стабилизированный блок электронного зажигания. Усовершенствованный блок электронного зажигания: повышение эффективности и надежности

Как работает усовершенствованный блок электронного зажигания. Какие изменения внесены в схему для повышения энергетических характеристик. Как увеличена длительность и мощность искры. На что обратить внимание при выборе компонентов и настройке блока.

Содержание

Основные улучшения конструкции блока электронного зажигания

Усовершенствованный блок электронного зажигания обладает рядом преимуществ по сравнению с предыдущей версией:

Увеличена длительность искры до 1,2-1,4 мс во всем диапазоне частот искрообразования (5-200 Гц)
Повышена мощность, подводимая к катушке зажигания — до 50-52 мДж на частоте 20 Гц
Расширен диапазон рабочих напряжений питания — от 3,5 В при пуске до 6 В на максимальных оборотах
Улучшена стабильность работы на высоких оборотах двигателя

Эти улучшения достигнуты за счет оптимизации схемы преобразователя и применения ферритового магнитопровода в трансформаторе.

Изменения в схеме преобразователя

Основные изменения в схеме касаются преобразователя, генерирующего зарядные импульсы для накопительного конденсатора:

Упрощена цепь запуска преобразователя — функции пускового и разрядного диодов выполняет один стабилитрон
Изменена цепь зарядки конденсатора задержки — он заряжается через резистор и два стабилитрона
Уменьшен средний уровень напряжения на накопительном конденсаторе до 345-365 В
Добавлен конденсатор для увеличения длительности и мощности импульса, открывающего тиристор

Эти изменения обеспечили более надежный запуск генератора и стабильную работу на высоких частотах.

Как увеличена длительность и мощность искры

Длительность и мощность искры в значительной степени зависят от качества используемого тиристора. Чем меньше ток открывания тиристора, тем больше энергии передается катушке зажигания. При хорошем тиристоре длительность искры составляет 1,3-1,5 мс, при худшем — 1-1,2 мс.

Для увеличения длительности искры использованы следующие решения:

Оптимизирован режим работы преобразователя
Применен ферритовый магнитопровод в трансформаторе
Добавлен конденсатор для усиления импульса открывания тиристора
Обеспечено формирование 4,5 периодов колебаний в катушке зажигания на каждую искру

В результате искра представляет собой 9 непрерывно следующих друг за другом знакопеременных разрядов в свече зажигания.

На что обратить внимание при выборе компонентов

Для достижения максимальной эффективности блока важно правильно подобрать ключевые компоненты:

Тиристор — желательно с минимальным током открывания. Хороший тиристор обеспечивает работу блока при напряжении питания 3 В, удовлетворительный — при 4-5 В
Трансформатор — использовать ферритовый магнитопровод для повышения КПД
Накопительный конденсатор — подобрать оптимальную емкость (обычно 1-2 мкФ)

Стабилитроны — выбрать с подходящим суммарным напряжением стабилизации

Правильный выбор этих компонентов позволит реализовать все преимущества усовершенствованной конструкции блока зажигания.

Настройка и проверка работоспособности блока

При настройке блока электронного зажигания необходимо обратить внимание на следующие моменты:

Проверить начало искрообразования при минимальном напряжении питания (3-5 В)
Измерить длительность искры — она должна составлять 1,2-1,5 мс во всем диапазоне частот
Убедиться в стабильной работе на максимальной частоте 200 Гц
Проконтролировать напряжение на накопительном конденсаторе — оно должно быть в пределах 345-365 В
Проверить формирование полных 4,5 периодов колебаний в катушке зажигания на каждую искру

Тщательная настройка позволит реализовать все преимущества усовершенствованной конструкции и обеспечить стабильную работу блока зажигания в широком диапазоне режимов.

Преимущества многопериодной разрядки накопительного конденсатора

Использование многопериодной разрядки накопительного конденсатора на катушку зажигания имеет ряд важных преимуществ:

Увеличение длительности искры до 1,2-1,5 мс
Повышение энергии, передаваемой в искровой промежуток
Формирование 9 последовательных разрядов различной полярности
Улучшение воспламенения топливовоздушной смеси
Повышение КПД двигателя за счет более полного сгорания топлива

Каждый период колебаний вносит свой вклад в общую энергию искры. Поэтому важно обеспечить формирование максимального количества полных периодов для достижения наилучших характеристик зажигания.

Особенности работы блока на различных режимах

Характеристики блока электронного зажигания изменяются в зависимости от режима работы двигателя:

При пуске — обеспечивается надежное искрообразование при напряжении от 3,5 В

На холостом ходу (20-30 Гц) — максимальная мощность искры до 50-52 мДж
На средних оборотах — стабильная длительность искры 1,2-1,4 мс
На максимальных оборотах (200 Гц) — сохранение работоспособности при напряжении до 6 В

Такие характеристики позволяют обеспечить уверенный пуск двигателя в сложных условиях и его эффективную работу во всем диапазоне оборотов.

Блок электронного зажигания

Блок электронного зажигания для автомобиля ИЖ-2126-020.

Предлагаемый блок электронного зажигания был разработан для автомобилей ИЖ-2126-020 с двигателем УЗАМ 1.7. Возможность работать при пониженном напряжении аккумулятора без снижения энергии искры, а также малая чувствительность к состоянию свечей двигателя (нагар, замасливание) позволяют улучшить пуск двигателя при отрицательных температурах. В блоке использован принцип многопериодной колебательной разрядки накопительного конденсатора на катушку зажигания. От блоков, работающих по такому же принципу [1, 2], отличается более стабильной работой и высокой мощностью искры. Недостатки блоков [1, 2], указанные в [4], а также малая, по сравнению со схемами, использующими принцип накопления энергии катушкой (прерыватель — транзисторный коммутатор – катушка зажигания), энергия получаемой искры заставили разработать новый блок на базе более мощного преобразователя.

На работу блока не влияют дребезг контактов прерывателя и помехи, возникающие в цепях питания при работе стартера и других мощных потребителей. Подключение блока не требует больших изменений в электропроводке автомобиля и не повлияет на работу тахометра [3] и экономайзера. При номинальном напряжении 14 В длительность искры с катушкой зажигания Б117А не менее 1,8 мс, на частоте вращения коленчатого вала 1000 мин^-1 , и 1,2 мс на частоте 6000 мин^-1 , максимальное напряжение на накопительном конденсаторе 380 В. Потребляемый ток при максимальной частоте искрообразования 200 Гц не более 3,5 А. На частоте искрообразования 30 Гц (900 мин^-1) сохраняет работоспособность при снижении напряжения питания до 4,5 В.

Структурная схема блока изображена на рис. 1. При замкнутых контактах прерывателя включается преобразователь и происходит заряд накопительного конденсатора С5 и конденсатора схемы управления тиристорным оптроном С6. Преобразователь обладает большим запасом по мощности и малым временем запуска, конденсатор емкостью 2 мкФ заряжается от 0 В до 300 В за 2,5 мс. Увеличение емкости до 2 мкФ позволило получить большую длительность и энергию искры, чем в [1,2]. Максимальное напряжение 380 В ограничено цепью стабилизации. При размыкании контактов прерывателя преобразователь отключается, а накопительный конденсатор, через открывшейся тиристор оптрона, разряжается на первичную обмотку катушки зажигания. В контуре образованном катушкой зажигания и конденсатором С5 возникают затухающие колебания. Диод, шунтирующий тиристор, обеспечивает протекание тока в обратном направлении. Колебательный процесс продолжается около 2 мс пока тиристорный оптрон остается открыт током разряда конденсатора С6, а искровой разряд в свече длится до тех пор пока амплитуда колебаний не станет ниже напряжения пробоя.

Такое построение схемы позволяет гарантировано, независимо от параметров используемой катушки зажигания и состояния свечей, получить многопериодный колебательный разряд накопительного конденсатора [4]. В момент очередного замыкания прерывателя конденсаторы С5 и С6 разряжены, поэтому схема не чувствительна к дребезгу контактов. После замыкания прерывателя весь описанный процесс повторяется.

Преобразователь выполнен по схеме однотактного блокинг-генератора рис. 2. Когда контакты прерывателя замкнуты транзистор VT1 закрывается, транзисторы VT2 и VT3 открываются током проходящим через резисторы R6 и R7. В первичной обмотке I трансформатора Т1 появляется линейно нарастающий ток. ЭДС наведенная в обмотке обратной связи II переводит транзисторы в состояние насыщения. При протекании тока по обмотке I трансформатора на вторичных обмотках этого трансформатора образуются напряжения, которые закрывают диоды VD4, VD6, и транзистор VT4. В сердечнике трансформатора накапливается энергия. Возрастающий ток коллектора транзистора VT3 протекает через резистор R11. Когда падение напряжения на нем достигнет величины 0,7…0,8 В (ток коллектора 14…16 А) транзистор VT1 открывается а транзисторы VT2 и VT3 начинают закрываться. При закрывании транзисторов полярность напряжений на обмотках трансформатора изменяется на обратную, диоды VD4, VD6, и транзистор VT4 открываются, происходит заряд конденсаторов С5 и С6. Изменение полярности напряжения обмотки I обратной связи приводит к быстрому закрытию транзисторов VT2, VT3 и удержанию их в таком состоянии. После того как накопленная в предыдущем полупериоде энергия будет израсходована, исчезнет закрывающее напряжение на обмотке обратной связи, транзисторы VT2, VT3 будут снова открыты и начнется следующий период работы блокинг-генератора.

Когда напряжение на конденсаторе С5 достигнет 320…350 В откроется стабилитрон VD7, ток, протекающий через него, будет открывать транзистор VT1, уменьшая максимальный ток коллектора VT3. Блокинг-генератор перейдет в режим стабилизации. Напряжение на стабилитрон VD7 подано с делителя напряжения R14, R15, R16. Подбором сопротивления резистора R16 можно изменять максимальное напряжение на накопительном конденсаторе. При размыкании контактов транзистор VT1 открывается и блокинг-генератор выключается.

Ключ на транзисторе VT4 открыт во время работы блокинг-генератора импульсами с обмотки IV и закрыт при разомкнутых контактах прерывателя, когда блокинг-генератор не работает. Закрытый ключ препятствует протеканию тока по вторичной обмотке III трансформатора во время отрицательной полуволны колебаний на первичной обмотке катушки зажигания и конденсаторе С5. Без этого ключа при отрицательном напряжении, на нижней по схеме обкладке конденсатора C5, он будет разряжаться, через открытый диод VD4 и обмотку III, теряя часть энергии (без ключа длительность искры будет меньше). В блоках [1,2] из-за большой индуктивности вторичной обмотки, эти потери практически отсутствуют. Использование ключа позволило уменьшить число витков обмоток трансформатора и увеличить мощность преобразователя за счет повышения частоты без увеличения габаритов трансформатора. Частота работы преобразователя в режиме заряда 5…7 кГц, в режиме стабилизации 10…20 кГц. Меньшее число витков позволяет увеличить толщину межобмоточной изоляции и увеличить надежность трансформатора.

Конденсатор С6 схемы управления тиристорным оптроном заряжается при работе блокинг-генератора до напряжения 12…14 В. Это напряжение стабилизировано также как и напряжение на накопительном конденсаторе С5. При размыкании контактов прерывателя открывается транзистор VT5 и конденсатор разряжается через резистор R18 и светодиод оптрона. Сопротивлением резистора R18 устанавливают максимальный импульсный ток. Емкость конденсатора С6 определяет время в течении которого тиристор будет открыт, а следовательно и длительность колебательного процесса.

Диоды VD1 и VD2 препятствуют открытию транзисторов VT1, VT5 падением напряжения на проводе, соединяющем общий провод блока и “массу”.

Примерный вид осциллограмм (относительно общего провода) в различных точках схемы приведен на рис. 3 для частоты искрообразования 100 Гц и 200 Гц, при напряжения питания 14 В и угле замкнутого состояния 45⁰.

Для трансформатора Т1 использован ферритовый магнитопровод Ш 12х19, с воздушным зазором 1,5 мм в центральном стержне, от трансформатора блока питания телевизора 3УСЦТ. Первой наматывают обмотку I. Она содержит 24 витка провода ПЭВ 1,2 мм. Затем обмотку III – 136 витков провода ПЭВ 0,45 мм. Последними наматывают обмотки II, IV, V – по 5 витков провода ПЭВ 0,45 мм. Изоляция между обмотками выполнена из нескольких слоев тонкой фторопластовой ленты. Для изоляции не следует применять пористые материалы способные впитывать влагу.

В место диодов КД212А можно использовать диоды КД226. Диоды VD1, VD2 любые из серий КД521, КД522 или аналогичные. Транзистор КТ858А заменим на КТ859А, транзисторы КТ872А и КТ3117А – на любые другие с аналогичными параметрами. На месте VT3 можно использовать мощные составные транзисторы разработанные для транзисторных систем зажигания автомобилей допускающие напряжение коллектор-эмиттер 300 В и ток коллектора 20 А, например КТ898А. Транзистор VT3, через изолирующую прокладку, установлен на радиаторе площадью около 100 см². Тиристорный оптрон любой из серий ТО125, ТО325 на напряжение не менее 400 В.

Конденсатор С5 составлен из двух параллельно соединенных конденсаторов К73-11 1 мкФ х 400 В. Остальные конденсаторы С2 – К50-24, С3 и С4 – К73-17, С6 – К24-14.

Резистор R11 составлен из двух резисторов С5-16МВ1 0,1 Ом соединенных параллельно.

На месте VD7 можно использовать стабилитроны на напряжение 350…380 В (от него будет завесить максимальное напряжение на конденсаторе С5), при этом резистор R16 исключить, а в место R14,R15 использовать один меньшей мощности и сопротивления.

Все детали, за исключением трансформатора и транзистора VT3 смонтированы на двухсторонней макетной плате размером 80х100 мм. Крупногабаритные детали (конденсаторы С2, С3, С5, резисторы мощностью 2 Вт, оптрон) зафиксированы на плате клеем-герметиком. После монтажа плата покрыта влагостойким лаком. Корпус блока пластмассовый, герметичный. Одной из боковых стенок корпуса служит радиатор транзистора VT3. К электропроводке автомобиля блок подключается через четырех контактный разъем. В случае отказа блока вместо него в разъем включается заглушка.

Для налаживания блок подключают к источнику питания с регулируемым напряжением 0…15 В, током нагрузки до 5 А и катушке зажигания, установив между высоковольтным выходом и зажимом Б искровой промежуток 7 мм. В место контактов прерывателя используют формирователь прямоугольных импульсов рис. 4 . На вход формирователя подают прямоугольные импульсы от генератора частотой 0…200 Гц и амплитудой 5 В (можно использовать простейший генератор собранный на микросхемах ТТЛ). Регулировкой генератора установить скважность импульсов на выходе формирователя равной 2…2,25, что соответствует углу замкнутого состояния прерывателя 45…50ْ. Резистор R16 заменяют подстроечным сопротивлением 10 кОм.

Контакт 3 разъема X1 соединить с общим проводом. Подстроечный резистор установить в положение максимального сопротивления, а к конденсатору С5 подключить вольтметр. Затем, включить источник питания и постепенно увеличивать напряжение от 0 В до 5 В. При напряжении 3,5…4,5 В преобразователь должен начинать работать. Далее, контролируя показания вольтметра, увеличить напряжение питания до 14 В, и подстроечным резистором установить напряжение на конденсаторе С5 равным 380 В, при этом напряжение на конденсаторе С6 должно быть 13…14 В. После налаживания подстроечный резистор заменяют постоянным соответствующего сопротивления. При изменении питающего напряжения 5…14 В напряжение на накопительном конденсаторе должно оставаться в пределах 350…380 В.

Разорвать соединение контакта 3 разъема X1 с общим проводом и подключить формирователь импульсов. Установить частоту импульсов равной 20 Гц. К нижнему, по схеме, выводу конденсатора С5 подключить осциллограф. Напряжение питания постепенно увеличить до 14 В (при напряжении 4,5…5 В в разряднике появиться искра). Проверить работу блока при частоте импульсов 20…200 Гц. По осциллограмме определить время заряда конденсатора и длительность колебательного процесса, которые должны соответствовать указанным на рис. 3. Если время заряда значительно превышает 2,5 мс – проверить амплитуду импульсов на резисторе R11. Амплитуда менее 0,7 В указывает (при исправных VT2 и VT3) на недостаточную величину немагнитного зазора сердечника трансформатора. Изменением емкости конденсатора С6 регулируют длительность колебательного процесса, величина которой, при частоте импульсов 200 Гц, не должна быть более 2 мс. Иначе, при максимальной частоте вращения коленчатого вала, к моменту очередного включения преобразователя, тиристор может оказаться открытым, что приведет к шунтированию выходной цепи и сбоям искрообразования. Увеличение продолжительности колебаний свыше 2 мс нецелесообразно (при емкости С5 2 мкФ), так как длительность искры в свечах, из-за снижения амплитуды в конце колебательного процесса ниже напряжения пробоя, не будет более 1,8 мс. Кроме того, при увеличении частоты искрообразования до максимальной происходит снижение (до 300 В) напряжения на накопительном конденсаторе (а также на конденсаторе С6) и уменьшение длительности искры до 1,5-1,2 мс.

Следует заметить, что выше указанная величина длительности искры не является максимально возможной. Емкости С5 и С6 можно увеличить в два раза, а последовательно с диодом VD6 включить резистор сопротивлением 5-10 Ом. Подбирая сопротивление этого резистора нужно добиться длительности колебательного процесса не менее 2,5 мс на частоте 30 Гц и ограничения длительности на частоте 200 Гц примерно до 1,5 мс. Ограничение необходимо для исключения полного разряда накопительного конденсатора на высокой частоте (150…200 Гц), иначе он не успеет полностью зарядится к моменту следующего искрообразования (время заряда конденсатора емкостью 4 мкФ около 6 мс). Длительность искры при этом составит 2,2 мс на малых и средних оборотах двигателя и 1,2 мс на максимальных.

В автомобиле блок установлен рядом с катушкой зажигания. Подключение к электропроводке производят в соответствии с рис. 2. Провод идущий к “массе” соединить с двигателем в близи распределителя зажигания (с кузовом автомобиля общий провод блока не соединять). Провода идущие от разъема Х1 к зажимам К и Б катушки зажигания и провод соединенный с “массой” должны иметь сечение не менее 0,75 мм². Также необходимо проверить чистоту контактов прерывателя и установить угол замкнутого состояния согласно инструкции по эксплуатации автомобиля. Зазор между электродами свечей А20Д может быть увеличен до 1,2 мм.

Зобов Г. В., г. Котлас. 2004

ЛИТЕРАТУРА

1. Карасев Г. Стабилизированный блок электронного зажигания. – Радио, 1988, № 9, с. 17, 18.

2. Карасев Г. Усовершенствованный блок зажигания. – Радио, 1994, № 8, с. 36.

3. Банников В. Усовершенствование блока электронного зажигания. – Радио, 1991, № 4, с. 28, 29.

4. Адигамов Э. Модернизация блока зажигания. – Радио, 2002, № 12, с.33, 34, 35.

РАДИОСВАЛКА: Усовершенствованный электронный блок зажигания

Г.КАРАСЕВ, г. Санкт-Петербург

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.

В случае выбора для блока зажигания 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 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.

Основные улучшения конструкции блока электронного зажигания

Изменения в схеме преобразователя

Как увеличена длительность и мощность искры

На что обратить внимание при выборе компонентов

Настройка и проверка работоспособности блока

Преимущества многопериодной разрядки накопительного конденсатора

Особенности работы блока на различных режимах

Рекомендации по установке блока на автомобиль

Блок электронного зажигания

РАДИОСВАЛКА: Усовершенствованный электронный блок зажигания

Добавить комментарий Отменить ответ

Основные улучшения конструкции блока электронного зажигания

Изменения в схеме преобразователя

Как увеличена длительность и мощность искры

На что обратить внимание при выборе компонентов

Настройка и проверка работоспособности блока

Преимущества многопериодной разрядки накопительного конденсатора

Особенности работы блока на различных режимах

Рекомендации по установке блока на автомобиль

Блок электронного зажигания

РАДИОСВАЛКА: Усовершенствованный электронный блок зажигания

Похожие записи

Особенности питания кормящей мамы: что можно и нельзя есть при грудном вскармливании

Новорожденный какает слизью: причины появления слизи в кале грудничка

Гемангиома у новорожденных: причины, виды, лечение и профилактика

Добавить комментарий Отменить ответ