02.04.21

[Домашняя]

Главное отличие предлагаемого вниманию читателей электронного блока зажигания от ранее описанных устройств заключается в том, что длительность искры, формируемой блоком, примерно обратно пропорциональна квадрату напряжения питания, другими словами, если при напряжении питания 14 В установить длительность искры в пределах 1,5...2 мс, то при снижении напряжения на аккумуляторной батарее до 7...8 В при пуске двигателя длительность искры возрастает до 7...8 мс. Это обеспечивает уверенный пуск при любых погодных условиях и повышает ресурс аккумуляторной батареи. Блок формирует искру из двух фаз — начальной (тиристорной), и конечной (транзисторной) Узлы формирования фаз искры в нем разнесены, что несколько усложняет блок, но упрощает настройку и повышает надежность. Все детали, используемые в электронной системе зажигания (ЭСЗ), кроме трансформатора Т1, стандартные ЭСЗ эксплуатируется около 10 лет, и каких-либо отказов в ее работе  не наблюдалось. Принципиальная схема блока приведена на рис. 1

РИС. 1

ЭСЗ состоит из двух похожих по строению частей, верхней и нижней. Верхняя часть формирует короткую тиристорную фазу искры, длительность которой практически не зависит от напряжения питания и составляет около 0.2 мс. Тиристорная часть ЭСЗ управляет работой нижней части, формирующей транзисторную фазу, длительность которой обратно пропорциональна квадрату напряжения питания. Входные цепи обеих половин системы зажигания очень похожи. О верхней части схемы они предназначены для подавления "дребезга" контактов прерывателя (элементы C1, R2, С2, R4, VD6) Диоды VD2— VD5 ограничивают амплитуду входного импульса. Аналогичные элементы в нижней части схемы устраняют помехи, возникающие при переключении триггера, собранного на транзисторах VT2 и VT3. Когда контакты прерывателя замкнуты, оба транзистора этого триггера и управляющий транзистор VT4 закрыты. Закрыты и мощные транзисторы VT5, VT6 Транзистор VT1 и диод VD1 уменьшают взаимное влияние тиристорной и транзисторной частей блока. При размыкании контактов прерывателя триггер VT2, VT3 включается, и открываются транзисторы VT5, VT6. Транзистор VT4 остаётся закрытым. Через первичную обмотку трансформатора Т1 и резистор R13 начнет протекать линейно нарастающий ток. Когда он достигнет величины примерно 6 А, падение напряжения на резисторе R13 окажется достаточным дня открывания транзистора VT4, что приведет к быстрому переключению триггера VT2, VT3 в исходное состояние и закрыванию транзисторов VT5, VT6. Накопленную энергию трансформатор Т1 преобразует в импульс напряжения на обмотке III, который, пройдя через диод VD7, зарядит конденсатор С5 до напряжения 110…120 В. Сталь низкое напряжение на накопительном конденсаторе, по сравнению с обычными тиристорными системами зажигания 350...400 В, объясняется очень большим коэффициентом трансформации катушки зажигания Б114 — более 350. а энергия искры сохраняется благодаря увеличению емкости накопительного конденсатора С5 до 10 мкФ. Напряжение, до которого заряжается конденсатор С5, не зависит от напряжения питания, но при его снижении резко возрастает время накопления энергии и трансформаторе Т1. Это свойство используется для управления транзисторной частью ЭСЗ. Замыкание контактов прерывателя не приводит к каким-либо переключениям в блоке. При очередном размыкании контактов прерывателя повторяется описанный процесс переключения триггера VT2, VT3. В момент открывания транзисторов VT5 и VT6 с обмотки II трансформатора Т1 на управляющий электрод тринистора VS1 подается открывающий импульс. Конденсатор С5 разряжается через первичную обмотку катушки зажигания Т2. При этом формируется первичная тиристорная фаза искры. Одновременно с открыванием транзисторов триггера VТ2 и VT3 открывается транзистор VT1 и через диод VD1 подается напряжение питания и запускающий импульс на триггер VT7, VT8. Открывается и транзистор VT10. На базу транзистора VT11 подается отпирающее напряжение. По мере разрядки конденсатора С5 напряжение на нижнем выводе первичной обмотки катушки зажигания увеличивается. Как только оно пройдет через нуль, откроется диод VD13 и через первичную обмотку катушки зажигания и транзистор VT12 начнет протекать в том же направлении нарастающий ток, который будет поддерживать искру в свече. Одновременно с этим будет происходить накопление энергии в первичной обмотке катушки зажигания. Время этою процесса зависит от времени накопления энергии в первичной обмотке трансформатора Т1, а это время в свою очередь определяется напряжением питания и резко возрастает при его снижении. Напряжение с резистора R13 поступает на базу транзистора VT9 через делитель R24. R25.  Когда это напряжение окажется достаточным для открывания транзистора VT9. триггер VT7, VT8 выключится и закроет транзисторы VT10, VT11, VT12. Это приведет к резкому прерывания тока через первичную обмотку катушки зажигания Т2, и на ее вторичной обмотке сформируется высоковольтный импульс противоположной полярности, поддерживая искровой разряд. Форма тока во вторичной обмотке катушки зажигания в зависимости от напряжения питания приведена на рис. 2

Почти все элементы блока электронного зажигания смонтированы на двух одинаковых по размеру Г-образных печатных платах из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Транзисторы VT5, VT11 установлены на П-образных теплоотводах размерами 15х10х15мм, изготовленных из мягкого листового дюралюминия толщиной 1 мм. Транзисторы VT6, тринистор VS1, диоды VD7, VD13 смонтированы на односторонних ребристых радиаторах. Радиатор VD13 имеет пять ребер, VD7 — 2  ребра, VS1 - 4 ребра, VT6 — 4 ребра. Высота ребер около 15 мм. Эти радиаторы расположены между печатными платами ребрами наружу и служат стойками, связывающими платы.  Высота радиаторов выбрана такой, чтобы элементы, расположенные на печатных платах и радиаторах, не касались друг друга. Транзистор VT12 установлен на аналогичном ребристом радиаторе, снаружи корпуса на его боковой стенке Размеры радиатора должны быть примерно равны размерам большей боковой стенки корпуса. Радиатор электрически соединен с корпусом системы зажигания, но между ними следует оставить теплоизолирующий зазор около 5 мм. Ребра всех радиаторов должны быть расположены вертикально. Резистор R12 припаян к соответствующим выводам транзистора VT6. В блоке в основном использованы резисторы МЛТ. Резистор R30 — включенные параллельно два резистора по 10 Ом. Резистор R13 — типа С5-16 или самодельный. Оксидные конденсаторы С4 и С8 — К50-38, конденсатор С5 — МБГЧ, остальные — КМ-5. КМ-6 Диоды VD1—VD6, VD8, VD10, VD11 — любые кремниевые маломощные, VD7 и VD13 должны быть рассчитаны на обратное напряжение не менее 200 В и прямой ток 3 и 10 А соответственно. Вместо транзисторов КТ315Г и КТ361Г можно использовать любые кремниевые маломощные транзисторы соответствующей структуры. Транзисторы VT11 и VT12 должны выдерживать напряжение 130 В и ток коллектора не менее 1 и 15 А соответственно. В качестве замены KT805AM подойдут КТ805БМ, КТ854, КТ858, КТ859 с любым буквенным индексом. На замену ГТ813Б — ГТ813В, ГТ806В, ГТ806Д. При этом напряжение стабилизации стабилитрона VD12 должно соответствовать максимально допустимому напряжению транзисторов VT11 и VT12. Для трансформатора Т1 использован магнитопровод ШЛ12х25. Обмотка 1 содержит 60 витков провода ПЭВ-2 1,2   мм,  обмотка 2—100 витков провода ПЭВ-2 1,25 мм, а обмотка 3 — 180 витков ПЭВ-2 0,4 мм. В зазор магнитопровода вложена прокладка толщиной 0,2 мм, это может быть тонкий плотный картон, например, перфокарта. Магнитопровод ШЛ12х25 проще всего использовать от стандартных дросселей Д25—ДЗЗ, Д144—Д156, которые широко применялись в блоках питания устаревшей вычислительной техники. Дроссели покрыты компаундом, поэтому их разборку следует производить в определенной последовательности. Сначала, не снимая бандажа, срезают ножовкой выступающие части обмоток как можно ближе к сердечнику. Затем удаляют остатки обмотки из окон сердечника, остатки компаунда и только потом снимают бандаж и окончательно очищают части сердечника. При сборке готового трансформатора все части тщательно смазывают эпоксидным компаундом, в том числе и каркас трансформатора с обмотками, затем трансформатор заворачивают в полиэтилен и зажимают в тиски так, чтобы все части сердечника были хорошо сжаты, а детали сердечника стояли так же, как в дросселе. После отвержения компаунда полиэтилен удаляют, и надеваю бандаж. Осе блоки системы зажигания установлены на текстолитовой пластине толщиной 7 .10 мм Трансформатор Т1 и конденсатор С5 расположены в Г-образном вырезе печатных плат. Сверху вся конструкция накрыта кожухом из листового дюралюминия.  Кожух должен быть герметичен, так как система зажигания располагается под капотом автомобиля. Катушка зажигания Б114Б применяется в автомобилях ЗИЛ-130, автобусах ЛИАЗ. Вместо нее можно применить и другую низкоомную катушку с сопротивлением первичной обмотки 0,4.. .0,5 Ом. Налаживание системы зажигания начинают с отключенным диодом VD13. На  вход системы зажигания подключают звуковой генератор, нагруженный герконовым реле или коммутатором (рис. 3).

При использовании герконового реле следует помнить, что частота замыкания контактов вдвое больше частоты звукового генератора. Источник питания должен обеспечивать напряжение 14 В и максимальный ток не менее 5 А. Его необходимо зашунтировать оксидным конденсатором емкостью не менее 10000 мкФ.  К вторичной обмотке катушки зажигания подключают разрядник Расстояние между его электродами должно быть 10... 15 мм. Сначала включают источник питания, а затем генератор. На разряднике должна образоваться тонкая голубая искра. При напряжении питания 14 В, система зажигания должна устойчиво работать в диапазоне частот до 200 Гц. При частоте входных импульсов 20 Гц работоспособность должна сохраняться при напряжении до 6 В. Затем при включеном генераторе импульсным вольтметром (рис. 4) измеряют напряжение на конденсаторе С5.  Оно должно быть в пределах 100. .130 В, в зависимости от типа транзистора VT12, при необходимости напряжение корректируется подбором резистора R13. Его увеличение приводит к снижению напряжения на конденсаторе С5. Затем желательно осциллографом проконтролировать форму напряжения на резисторе R13, она соответствует форме тока в первичной обмотке трансформатора Т1 и должна быть строго пилообразной. Если форма напряжения заметно отличается от указанной, это говорит о неисправности трансформатора Т1. После этого в разрыв общего провода вторичной обмотки катушки зажигания Т2 включают резистор сопротивлением 20…50 Ом и параллельно ему осциллограф, а диод VD13 включают согласно схеме на рис 1.  Длительность импульсов на дополнительном резисторе соответствует длительности искры. При напряжении питания 14 В она устанавливается в пределах 1,5…2 мс подбором резистора R25, при этом искра и разряднике должна стать значительно толще и приобрести оранжевый цвет. Большую длительность искры устанавливать нежелательно, так как это приводит к повышенному износу электродов свечей и распределителя, повышает потребляемый ток, а, следовательно, и нагрев системы зажигания. Максимальный потребляемый ток при напряжении питания 14 В и частоте порообразования 200 Гц не должен превышать 4,5 А. При установке системы зажигания на автомобиль,  к внешнему контакту бегунка распределителя,  следует приклепать с последующей пропайкой дополнительную пластину (рис. 5), это необходимо для того, чтобы искра не прерывалась раньше времени.

Схемотехника №2 2003г стр. 16