Усовершенствованный блок зажигания для автомобиля. Статья Бесплатной технической библиотеки

Бесплатная техническая библиотека

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Усовершенствованный блок зажигания для автомобиля

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Автомобиль. Электронные устройства

Комментарии к статье

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.

Усовершенствованный блок зажигания для автомобиля. Схема блока зажигания

(нажмите для увеличения)

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.

Усовершенствованный блок зажигания для автомобиля

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...0,2 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 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.

Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Автомобиль. Электронные устройства

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива

Не только Солнце виной в глобальном потеплении 17.11.2013

Солнечная активность играет минимальную роль в глобальном потеплении - показывают исследования ученых из университетов Ланкастера и Дарема. Изменения солнечной активности ответственны не более чем за 10% глобального потепления в ХХ веке.

Некоторые ученые считают, что за глобальное потепление ответственна не деятельность человечества, а изменение количества энергии, которую получает Земля от Солнца. Есть гипотеза, что космические лучи играют определенную роль в охлаждении Земли, помогая формировать облака, которые отражают солнечные лучи в космос и охлаждают таким образом планету. Согласно гипотезе, в периоды высокой активности Солнца, блокируется часть космических лучей, попадающих в атмосферу Земли. Из-за этого формируется меньше облаков, и глобальная температура растет.

Однако, в недавнем исследовании ученые пришли к выводу, что ни изменения в активности Солнца, ни его влияние на блокирование космических лучей не могут оказать значительного влияния на глобальное потепление. Ученые провели анализ данных по солнечной активности и глобальным температурам с 1955 года. Исследователи нашли небольшую корреляцию между 22-летними циклами солнечной активности и ростом глобальной температуры, однако разница между вспышками и повышением температуры составляет 1-2 года и, скорее всего, изменение температуры связано с непосредственным воздействием Солнца, а не блокированием космических лучей. В целом, вклад изменений солнечной активности, либо непосредственно, либо через космические лучи, не мог быть более 10% от глобального потепления в ХХ веке.

Также ученые пришли к выводу, что палеонтологические доказательства, полученные путем анализа изотопов углерода и кислорода, были "слабым и запутанными". К тому же исследования, связывавшие блокирование космических лучей с низким уровнем облачности, касались лишь отдельных регионов, а не всей планеты. Исследователи также не нашли доказательств "вины" Солнца в глобальном потеплении и при изучении экспериментов ЦЕРНа, где пытаются смоделировать процессы, при которых космические лучи могут ионизировать аэрозоли в атмосфере. Ни эти эксперименты, ни реальные крупномасштабные случаи ионизации атмосферы, например авария на ЧАЭС, не указывают на связь изменениями в воздействии космического излучения на облачность.

Таким образом, попытка "свалить вину" за глобальное потепление на Солнце не имеет под собой научной основы. Гипотеза о том, что Солнечная активность косвенно снижает количество облаков, не подтверждается, и другие причины потепления, кроме человеческой деятельности, найти довольно трудно.

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

▪ раздел сайта Узлы радиолюбительской техники

▪ журналы Силовые машины (годовые архивы)

▪ книга Радиолюбительская аппаратура в народном хозяйстве. Экспонаты 8-й Всесоюзной радиовыставки. Гинзбург З.Б. (сост), 1950

▪ статья Когда появился балет? Подробный ответ

▪ статья Проведение занятий в кабинетах начальных классов, математического и гуманитарного циклов. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Увеличивает ли увеличительное стекло? Физический эксперимент

▪ справочник Вхождение в режим сервиса зарубежных телевизоров. Книга №8

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте