W układach zapłonowych z magazynowaniem energii w polu elektrostatycznym kondensatora funkcję przekaźnika elektronicznego pełnią tyrystory sterowane wyłącznikiem stykowym, dlatego takie układy nazywane są układami stykowo-tyrystorowymi. Znane są układy z impulsową i ciągłą akumulacją energii w polu elektrostatycznym.
Układ z ciągłym magazynowaniem energii zawiera przetwornicę napięcia przeciwsobnego składającą się z dwóch tranzystorów VT1 i VT2, transformatora T1, rezystorów R2 i R3 oraz kondensatora C1. Do prostowania napięcia wyjściowego przetwornicy służy prostownik pełnookresowy z punktem zerowym (diody VD1 i VD2). Prostownik jest obciążony kondensatorem akumulacyjnym C2, do którego równolegle podłączony jest rezystor R4. Tyrystor VS przerywa prąd w uzwojeniu pierwotnym L1 cewki zapłonowej (transformator T2). Tyrystor jest sterowany za pomocą stykowego synchronizatora zapłonu S2.
Ryż. Tyrystorowy układ zapłonowy z ciągłą akumulacją energii w polu elektrostatycznym kondensatora
Gdy styki S1 wyłącznika zapłonu są zwarte, aktywowany jest konwerter napięcia przeciwsobnego. Na zaciskach uzwojenia wtórnego L2 transformatora T1 pojawia się prostokątne napięcie przemienne o amplitudzie 200–500 V. Wyprostowane napięcie stałe jest dostarczane do ładowania kondensatora C2, jeśli styki S2 synchronizatora zapłonu są zwarte. Tyrystor jest w stanie zamkniętym, ponieważ jego obwód sterujący jest omijany przez zamknięte styki S2 synchronizatora.
W momencie rozwarcia styków synchronizatora S2 napięcie z GB jest podawane przez rezystor R1 na elektrodę sterującą tyrystora VS. Przez otwarty tyrystor kondensator C2 jest rozładowywany na uzwojeniu pierwotnym L1 cewki zapłonowej T2, w wyniku czego indukuje się wysokie pole elektromagnetyczne w jej uzwojeniu wtórnym L2. Przy odpowiednim doborze parametrów elementów rozpatrywanego układu zapłonowego można zapewnić pełne naładowanie kondensatora we wszystkich trybach pracy silnika i uzyskać napięcie wtórne praktycznie niezależne od prędkości obrotowej wału korbowego. Łańcuch C1-R2 zapewnia niezawodny rozruch konwertera tranzystorowego.
W układzie z impulsowym magazynowaniem energii, gdy styki S1 wyłącznika zapłonu są zwarte, a styki S2 synchronizatora zapłonu są otwarte, dodatni impuls napięcia z akumulatora GB jest dostarczany do bazy tranzystora VT. Tranzystor przechodzi w stan nasycenia, przepuszczając prąd przez złącze emiter-kolektor i uzwojenie pierwotne L1 transformatora, wytwarzając w transformatorze pole magnetyczne. W momencie zwarcia styków S2 synchronizatora następuje zwarcie obwodu bazy tranzystora KG, tranzystor przechodzi w stan odcięcia, zanika prąd w uzwojeniu L1 transformatora i pojawia się wysokie pole elektromagnetyczne indukowane w uzwojeniu wtórnym. W tym momencie zwarte styki S2 synchronizatora omijają obwód sterujący tyrystora. Tyrystor jest zamknięty, a kondensator C jest ładowany przez diodę VD1 do napięcia 200-400 V.
Ryż. Tyrystorowy układ zapłonowy z pulsacyjną akumulacją energii w polu elektrostatycznym kondensatora
Przy następnym zwarciu styków S2 synchronizatora napięcie z akumulatora jest dostarczane do elektrody sterującej tyrystora poprzez rezystory Ra, Rl, R3. Tyrystor otwiera się. Prąd rozładowania kondensatora przepływa przez uzwojenie pierwotne L1 cewki transformatora, a na zaciskach uzwojenia wtórnego pojawia się impuls wysokiego napięcia i jest dostarczany do świecy zapłonowej.
Układy zapłonowe magazynujące energię w polu elektrostatycznym kondensatora zapewniają większą szybkość narastania napięcia wtórnego, co czyni go mniej wrażliwym na obecność rezystorów bocznikowych sadzy. Jednak ze względu na dużą szybkość narastania napięcia wtórnego, napięcie przebicia wzrasta w porównaniu do systemów z magazynowaniem energii w polu magnetycznym. Ponadto, ze względu na skrócenie czasu trwania składowej indukcyjnej wyładowania iskrowego, zapłon i spalanie mieszanki paliwowo-powietrznej pogarszają się podczas uruchamiania silnika i pracy przy częściowym obciążeniu.
Tyrystorowy obwód zapłonowy w silnikach łodziowych bardziej przypomina obwód amatorski wykonany w myśl zasady, że działa, ale cóż. Przerobienie go jest dość trudne, ale możesz sprawić, że będzie działać bez awarii.
Główną wadą tyrystora jest bardzo duży rozrzut parametrów. Parę o w przybliżeniu tych samych parametrach można wybrać, mając skrzynkę z 25 tyrystorami. Pomiar charakterystyk tyrystorów w domu, a tym bardziej w sklepie, jest bardzo problematyczny, chociaż schemat pomiaru jest bardzo prosty, do tego potrzebny jest autotransformator laboratoryjny (LATR), woltomierz, kilka przewodów i kilka zwykłych lamp żarówki. Ale można z grubsza wybrać parę metodą amatorską, mierząc jedynie rezystancję przejścia elektrody sterującej katodą w dwóch kierunkach za pomocą testera zegarowego (avometru). Cyfrowy avometr nie nadaje się do pomiarów ze względu na swoje cechy konstrukcyjne.
Kolejną wadą tyrystorów jest zmiana ich parametrów po nagrzaniu oraz zmiana parametrów podczas pracy spowodowana nagrzewaniem.
Wcześniej w elektronicznym układzie zapłonowym stosowano tyrystory KU-202M. Naturalnie nikt nie dobrał tyrystorów i po pewnym czasie pojawiły się problemy, aż do całkowitej utraty zapłonu na jednym cylindrze po rozgrzaniu silnika. Bardzo dobrym zamiennikiem tyrystora KU-202M jest tyrystor 2U-202M. Parametry techniczne są całkowicie takie same, ale dopuszczalna temperatura ogrzewania obudowy jest znacznie wyższa. Wskazane jest również wybranie pary, ponieważ zakres parametrów jest duży. Przy wymianie tyrystorów problemy znikają na długi czas, można powiedzieć, że na zawsze.
W układach elektronicznych ostatnich lat produkcji stosowane są tyrystory KU-221KM. Kształtem i właściwościami różnią się od KU-202M (2U-202M). Nowy układ zapłonowy wykazał efekt, którego wcześniej nie zauważono. Po nagrzaniu przy maksymalnej prędkości zapłon nagle przestaje działać, ale zostaje przywrócony po sekundzie. Jeśli nieco zmniejszysz prędkość, efekt zniknie. Z powodu tego efektu amortyzator śmigła ulega awarii, a obciążenia, jakie doświadcza skrzynia biegów podczas takiego „kichnięcia”, są dość znaczne. Ze względu na fakt, że prawie wszystkie elektroniczne jednostki zapłonowe w nowych Veterkach są wyposażone w tyrystory KU-221KM, rozważmy ten problem bardziej szczegółowo. Tyrystory mają „pamięć”. Podczas pracy w obwodach prądu stałego tyrystory otwierają się od dodatniego krótkiego impulsu na elektrodzie sterującej, ale aby tyrystor się zamknął, konieczne jest zapewnienie, aby anoda i katoda miały to samo napięcie, bliskie zeru. Podczas pracy przy dużych prędkościach na anodzie-katodzie pozostaje niewielki potencjał, ponieważ kondensator nie jest całkowicie rozładowany, a tyrystor po prostu pozostaje otwarty. Nie ma pewności, że wymiana tyrystorów na nowe lub zakup nowego elektronicznego modułu zapłonowego przyniesie pożądany efekt. Dlatego proponuję zastosować prosty schemat (przetestowany tylko na KU-221KM), który można łatwo wdrożyć w domu i nie wymaga specjalnej wiedzy ani szkolenia. Do odrzucenia potrzebny jest tester wskaźnikowy (Avometr), bateria AA i kilka przewodów.
Montaż obwodu
Zwykle w testerze minus jest oznaczony gwiazdką, ale w tym przypadku będzie to wynik dodatni. Pozycja przełącznika urządzenia to KOhm x1. Dotykamy przewodu dodatniego od akumulatora do elektrody sterującej tyrystora. Jeśli trzy przewody nie są splątane, strzałka urządzenia będzie odchylać się w prawo. Powoli, aby nie było drgań, usuwamy drut z elektrody sterującej. Jeśli igła instrumentu spadnie do zera, tyrystor można bezpiecznie wlutować w obwód, a jeśli sygnał zostanie zapamiętany, wówczas tyrystor jest całkiem normalny, ale szczególnie w obwodzie Veteroka nie będzie działał zgodnie z oczekiwaniami. Dla pewności powtórz operację kilka razy.
Na płytce zamontowałem tyrystory 2U 202M zamiast tyrystorów KU 221KM. Umieszczenie ich w etui jest problematyczne, ale możliwe. Trzeba tylko zadbać o izolację i uważać, aby nie dotykała metalowej pokrywy obudowy.
Trochę o działaniu układu zapłonowego ogólnie
Wskazane jest sprawdzenie świec zapłonowych za pomocą specjalnego aparatu ciśnieniowego. Odrzucenie zależy od partii i może wynosić 50 procent. Urządzenia dostępne są w warsztatach samochodowych oraz w sklepach sprzedających drogie, importowane świece samochodowe. Każda świeca zapłonowa ma o-ring, więc nie trzeba zbyt mocno owijać świecy, w przeciwnym razie pierścień się spłaszczy i na silniku wokół świecy pojawi się tłusta plama. Nie ma też potrzeby odkręcania świec zapłonowych z czystej ciekawości, lepiej zaopatrzyć się w tester świec zapłonowych, kosztujący 70 rubli, który pozwala sprawdzić świece bez konieczności ich wykręcania z silnika. Świeca zapłonowa jest w doskonałym stanie, jeśli po naciśnięciu spustu urządzenia nastąpi 6-8 wyładowań.
Cewki zapłonowe są niezawodne, ale mogą zawieść podczas obracania koła zamachowego nawet ręcznie, gdy końcówki są zdjęte ze świec zapłonowych. Można przypadkowo zdjąć końcówkę i obrócić koło zamachowe, a możliwe są trzy scenariusze. Pierwsza - miałeś szczęście i nic złego się nie stało, druga - też miałeś szczęście w tym sensie, że cewka była całkowicie niesprawna, o czym łatwo rozpoznać po braku iskry, a trzecia opcja jest najgorsza. Cewka działa, ale zamiast np. pięciu iskier wytwarza tylko cztery. Piąte wyładowanie następuje wewnątrz samej cewki. Jeśli w cewce wystąpi niewielkie zwarcie międzyzwojowe, wówczas moc iskry znacznie spada. Taką usterkę można znaleźć za pomocą dowolnej starej, ale działającej świecy zapłonowej z na wpół wygiętym płatkiem bocznym. Świecę zapłonową odsuwa się od otworu świecy zapłonowej, a gwintowaną część świecy zapłonowej łączy się z masą za pomocą przewodu. Nie polecam testowania cewki poprzez przybliżenie przewodu wysokiego napięcia do masy, gdyż ręka może się trząść, a iskiernik może okazać się bardzo duży, co może skutkować awarią cewki roboczej.
Zgodnie z zasadą działania układ ten odnosi się do urządzeń, w których energia zużyta na wytworzenie iskry jest akumulowana (w przeciwieństwie do układów akumulatorowych i tranzystorowych) nie w polu magnetycznym cewki zapłonowej, ale w polu elektrycznym specjalnego kondensatora akumulującego, który za pomocą elementu przełączającego (tyrystor) jest z nim połączony w określonych momentach.Ryż. 1. Schemat ideowy układu zapłonowego kondensatorowego (tyrystorowego).
Schemat obwodu elektrycznego układu zapłonowego bez kondensatora (tyrystorowego) z ciągłym magazynowaniem energii (ryc. 33) w zasadzie niewiele różni się od obwodu opublikowanego po raz pierwszy w jednym z amerykańskich magazynów, a także w publikacjach krajowych. Główną różnicą jest dokładniejszy dobór elementów, co znacznie zwiększa niezawodność działania i zmniejsza gabaryty urządzenia.
W szczególności w obwodzie zastosowano tranzystory o mniejszej mocy (P216), zmieniono wartości rezystorów w ich obwodach bazowych, zmniejszono wymiary transformatora, w prostowniku zastosowano diody o napięciu wstecznym 600 V , zastosowano jeden mocny tyrystor (zamiast dwóch) dla wyższego napięcia roboczego, wprowadzono przełączniki Bl, B2.
Wszystko to umożliwiło opracowanie bardziej zwartej konstrukcji, która przez wiele lat była testowana w samochodzie. Obwód pozostaje sprawny, gdy napięcie zasilania waha się w granicach 9-15 V.
Można go stosować w każdym samochodzie o napięciu zasilania +12 V. W porównaniu do standardowego układu zapłonowego nie wymaga żadnych dodatkowych urządzeń poza modułem elektronicznym.
Obwód może współpracować z cewkami zapłonowymi typu B1, B7, B7A, B13, B21, B21A, B117 (samochody Zhiguli: VAZ-2101, 2102, 2103, 21011). Zakres temperatur pracy wynosi od -40 do +65° C. Układ zapłonowy składa się z elektronicznego modułu elektronicznego, zwarciowej cewki zapłonowej z wariatorem (lub bez niego), styków przerywacza Pr.
Podstawą układu jest jednostka elektroniczna przetwarzająca sygnały wyłącznika na impulsy wysokiego napięcia o amplitudzie 400 V, które następnie podawane są na konwencjonalną cewkę zapłonową, która zwiększa napięcie wyjściowe do 25-30 kV.
Jednostka elektroniczna składa się z przetwornika napięcia na tranzystorach 77, T2 i transformatora Tr1; prostownik wysokiego napięcia na diodach D1-D4;
kondensator magazynujący C2; bezdotykowy przełącznik tyrystorowy D6; obwód sterujący tyrystora D6, wykonany na kondensatorze SZ, diodach D7-D9 i rezystorach R5, R7-R9; dwa przełączniki Bl i B2, przeznaczone do szybkiego przejścia, jeśli to konieczne, z zapłonu elektronicznego (pozycja 1) na konwencjonalny zapłon akumulatorowy (pozycja 2) i odwrotnie.
Przetwornik napięcia wykonany jest w oparciu o obwód symetrycznego multiwibratora ze sprzężeniem indukcyjnym na wydajnych tranzystorach germanowych 77, T2 z obciążeniem w obwodzie emitera, który służy jako uzwojenie pierwotne transformatora Tr1. Pomimo tego, że tranzystory 77, T2 pracują w trybie przełączania (trybie nasycenia), przydzielana jest im znaczna moc w momentach przejścia ze stanu przewodzącego do stanu nieprzewodzącego i odwrotnie.
Do korpusu urządzenia można podłączyć obwody kolektorów tranzystorów T1, T2. Umożliwia to montaż tranzystorów bezpośrednio, bez uszczelki izolacyjnej, na korpusie jednostki elektronicznej, wykorzystując tę ostatnią jako radiator.
Tranzystory 77, T2 są przeznaczone do krótkotrwałych (około 1 ms) czterokrotnych przeciążeń prądowych, które występują w każdym cyklu iskrzenia, gdy generacja przetwornicy nie powiedzie się po włączeniu tyrystora D6. Rezystory Rl, R2 służą do zasilania początkowego polaryzacji, a rezystory R3, R4 ograniczają prąd bazowy odpowiedniego tranzystora.
Transformator Tr1 jest tak zaprojektowany, że prąd kolektora tranzystorów 77, T2 powoduje nasycenie jego rdzenia. Zjawisko to poprawia sprawność przetwornicy, a także przyczynia się do zwiększenia stabilności jego pracy w różnych warunkach eksploatacji pojazdu. Częstotliwość generacji przetwornika - 800 Hz
Prostownik przekształtnikowy wykonany jest w układzie mostkowym z wykorzystaniem diod mocy D237V, pobiera energię z uzwojenia wtórnego Tr1 i jest zaprojektowany na maksymalne napięcie wyjściowe 500 V. Pracuje na obciążeniu składającym się z kondensatora akumulacyjnego C2 o małych prądach upływowych i rezystor R6, przeznaczony do rozładowywania kondensatora C2 po wyłączeniu zasilania jednostki elektronicznej.
Energia zgromadzona w kondensatorze C2 przekazywana jest do uzwojenia pierwotnego cewki zapłonowej po włączeniu tyrystora D6, który pełni funkcję przełącznika elektronicznego. O chwili załączenia tyrystora D6 decyduje moment rozwarcia styków wyłącznika.
Gdy styki wyłącznika są zamknięte, tyrystor D6 jest niezawodnie zamknięty z ujemnym napięciem polaryzacji 0,7 V, które powstaje, gdy prąd przepływa w kierunku do przodu przez diodę D7. Rezystor R5 ogranicza ilość prądu płynącego przez diodę D7 i „wiąże” elektrodę sterującą tyrystora z potencjałem zerowym. Kondensator akumulacyjny C2 jest w tym momencie ładowany z prostownika do wysokiego potencjału UB (patrz tabela 4), którego wartość zależy od napięcia sieci zasilającej pojazd.
Gdy styki wyłącznika są zwarte, przepływa przez nie prąd określony przez rezystancję przewodzenia diody D5 i wartość rezystorów R9, RIO. W naszym przypadku prąd wynosi około 150 mA, a kondensator SZ przez diodę D7 i rezystor R7 jest ładowany do prawie +12 V zasilacza*.
Gdy tylko styki wyłącznika się rozłączą, napięcie, do którego ładowany jest kondensator SZ, jest przykładane (przy biegunowości dodatniej) przez diodę D8 i rezystory R9. RIO do elektrody sterującej rysora Tn D6. Tyrystor otwiera się i kondensator C2 rozładowuje się na uzwojeniu pierwotnym cewki zapłonowej, czemu towarzyszy pojawienie się impulsu wysokiego napięcia U2max w uzwojeniu wtórnym.
Obwód R8D9 przepuszcza ujemny impuls z uzwojenia pierwotnego cewki zapłonowej, który całkowicie ładuje kondensator SZ w przeciwnej polaryzacji, gdy tylko tyrystor D6 się otworzy. To natychmiast usuwa dodatnie napięcie z elektrody sterującej tyrystora D6 i eliminuje możliwość wielokrotnego przełączania tego ostatniego, gdy styki wyłącznika są nadal otwarte.
Zatem dzięki łańcuchowi R8D9 na elektrodę sterującą tyrystora D6 dostarczane jest napięcie dodatnie w postaci krótkiego impulsu o czasie trwania około 2-3 μs, co zapewnia powstanie tylko jednej iskry w momencie otwarcia styków . Dioda D5 i kondensator C/ tworzą filtr odsprzęgający niskiej częstotliwości, który zapobiega przedostawaniu się zakłóceń do obwodu mocy.
*Stałą czasową ładowania kondensatora SZ wybrano na 120 ms, aby uniknąć pojawienia się dodatkowego impulsu wyzwalającego na skutek „odbijania” styków wyłącznika po ich zamknięciu.
W tabeli Na rysunku 5 przedstawiono doświadczalną zależność prądu pobieranego przez moduł elektroniczny od prędkości obrotowej wału korbowego dla silnika czterocylindrowego o napięciu źródła zasilania 12 V.
Z tabeli wynika, że układ ten zasadniczo różni się (pod względem poboru prądu ze źródła zasilania) od akumulatorowych i tranzystorowych układów zapłonowych.
Faktycznie w akumulatorowym układzie zapłonowym (jeśli wał silnika jest nieruchomy, a styki wyłącznika są zwarte) prąd płynący przez uzwojenie pierwotne cewki zapłonowej osiąga maksymalną wartość około 4 A (pobór mocy wynosi około 50 W). W tych samych warunkach dla tranzystorowego układu zapłonowego prąd uzwojenia pierwotnego wynosi około 7 A (pobór mocy wynosi około 80 W).
Wraz ze wzrostem prędkości obrotowej silnika prąd zerwania maleje, a średni prąd pobierany ze źródła spada odpowiednio do 1,5-2 A i 3-4 A dla układów akumulatorowych i tranzystorowych.
W układzie kondensatorowym, przy wyłączonym silniku i dowolnym położeniu styków wyłącznika, pobór prądu ze źródła zasilania wynosi około 0,5 A (pobór mocy wynosi około 6 W). Prąd ten wzrasta wprost proporcjonalnie do prędkości obrotowej wału, osiągając około 2 A przy 6000 obr/min (pobór mocy około 25 W).
Oprócz oczywistej opłacalności, system kondensatorów ma kilka dodatkowych zalet.
Jeden z nich jest następujący. Jeśli w samochodzie z zapłonem akumulatorowym (lub tranzystorowym) zapomniałeś wyłączyć stacyjkę, a styki wyłącznika przypadkowo się zamknęły, wówczas cewka zapłonowa może ulec awarii, ponieważ przez długi czas będzie płynął przez nią znaczny prąd. W układzie kondensatorów sytuacja ta nie powoduje żadnych szkodliwych konsekwencji, z wyjątkiem pewnego rozładowania akumulatora prądem 0,5-0,6 A.
Kolejną zaletą jest to, że układ kondensatorów zapewnia niezawodny rozruch korbą, gdy akumulator jest bardzo rozładowany, ponieważ pobiera znikomy prąd, gdy wał silnika jest nieruchomy. Nie jest możliwe uruchomienie silnika w tych samych warunkach z układem zapłonu akumulatorowego (lub tranzystorowego).
Ryż. 2. Schemat podłączenia cewki zapłonowej bez wariatora do kondensatorowego układu zapłonowego (dla samochodów Zhiguli wszystkich modeli)
Na ryc. Ryc. 34 pokazuje prawą stronę schematu jednostki elektronicznej układu kondensatorów, zaprojektowanego specjalnie dla samochodu Zhiguli wszystkich modeli, który różni się przełączaniem cewki zapłonowej, gdy układ jest przełączany na konwencjonalny tryb zapłonu akumulatorowego (pozycja 2). Wynika to z faktu, że układ zapłonowy samochodu Zhiguli nie ma wariatora w obwodzie pierwotnym cewki zapłonowej.
Kondensator C4 na schematach z ryc. 33, 34, gdy przełączniki B1 i B2 są zainstalowane w pozycji 2, okazuje się, że są one połączone równolegle ze stykami wyłącznika i pełnią funkcję kondensatora gaszącego iskry. Podczas montażu modułu elektronicznego należy odłączyć standardowy kondensator.
Ryż. 3. Płytka drukowana i schemat połączeń jednostki elektronicznej kondensatorowego układu zapłonowego
Strukturalnie jednostka elektroniczna wykonana jest w postaci urządzenia o wymiarach 100X100X50 mm. Korpus urządzenia wykonany jest z materiału arkuszowego (stop AMTSAM) o grubości 2-3 mm.
Wewnątrz obudowy znajduje się transformator Tr1, kondensatory C2, C4 oraz płytka drukowana pokazana na rys. Rozmiar naturalny 35. Tranzystory T1, T2 mocowane są śrubami M3 na bocznej ściance na zewnątrz obudowy. Tam też umieszczono przełączniki B1 i B2. Rezystory R1-R4 montuje się bezpośrednio pomiędzy zaciskami tranzystorów i transformatora Tr1. Aby podłączyć obwody zewnętrzne, z korpusu urządzenia usuwa się wiązkę przewodów poprzez tuleję izolacyjną, której długość uzależniona jest od miejsca montażu urządzenia pod maską samochodu. Urządzenie jest zamontowane na sztywno (bez amortyzatorów); należy zapewnić dobry kontakt termiczny z elementami konstrukcyjnymi pojazdu.
W razie potrzeby transformatory P216 można zastąpić P216A, P217A, P217V.
Wszystkie rezystory są typu MLT lub MT; kondensatory C2 i C4 są odpowiednio typu MBGO dla napięć roboczych 500 i 400 V; kondensator C1 jest typu K50-6, a kondensator SZ jest typu MBM na napięcie robocze 160 V. Przełączniki B1. B2 - typ TP2-1 lub MT-2.
Transformator Tr1 jest typu toroidalnego, wykonanego na rdzeniu OL o średnicy 20/32-10 mm i przekroju żelaznym 0,6 cm^2. Uzwojenia transformatora mają następujące dane: w1=1700 zwojów drutu PEV-2 0,18; w2, w3 - 15 zwojów każdy PEV-2 0,31, nawiń jednocześnie dwa druty; w4, w5 - 50 zwojów drutu PEV-2 0,78. Transformator jest nawinięty w jednym kierunku, kolejność uzwojeń odpowiada numeracji uzwojeń. Uzwojenia są odizolowane od siebie warstwą papieru kablowego. Po uzwojeniu warto zaimpregnować transformator lakierem, aby zmniejszyć higroskopijność i zwiększyć wytrzymałość elektryczną.
Kilka praktycznych zaleceń. W przypadku stosowania kondensatorowego układu zapłonowego odstępy świec zapłonowych należy zwiększyć do około 1 mm, niezależnie od modelu pojazdu. Ponadto podczas wykonywania prac konserwacyjnych nie ma potrzeby mocnego nasycania filtra krzywkowego wyłącznika olejem, aby uniknąć zaoliwienia jego styków. Spełnienie tego warunku gwarantuje niezawodną pracę układu zapłonowego.
Czas zapłonu ustawia się (lub sprawdza) w pozycji 2 przełączników B1, B2 jednostki elektronicznej za pomocą żarówki podłączonej równolegle do styków wyłącznika, zgodnie ze zwykłą metodą. Po zakończeniu pracy przełączniki ponownie ustawiamy w pozycji 1 („zapłon elektroniczny”), a korektor oktanowy służy do ustawienia czasu zapłonu o 1° później niż zalecany przez producenta dla zapłonu akumulatorowego. Wyjaśnia to fakt, że wytworzenie iskry przy zapłonie elektronicznym następuje nieco wcześniej (na samym początku otwarcia styków wyłącznika) niż przy zapłonie akumulatorowym. Ostateczną regulację czasu zapłonu przeprowadza się podczas jazdy pojazdu.
Konfiguracja urządzenia sprowadza się do sprawdzenia generacji przetwornicy napięcia (w czasie pracy przetwornicy słychać cichy pisk o częstotliwości 700-800 Hz) i monitorowania poboru prądu ze źródła zasilania (patrz tabela 5) w zależności od na prędkość silnika.
Przy zastosowaniu znanych, dobrych części i prawidłowym okablowaniu końcówek transformatora Tr1, jednostka elektroniczna zaczyna działać natychmiast po zamontowaniu w samochodzie i podłączeniu do urządzeń elektrycznych zgodnie ze schematami połączeń na ryc. 33, 34.
Należy zauważyć, że taki elektroniczny układ zapłonowy jest zainstalowany w samochodzie Zhiguli VAZ-2101, który jest używany przez cały rok.Skuteczność jego działania można ocenić przynajmniej na podstawie następujących danych.Przy przebiegu ponad 100 tys. Km nie zanotowano ani jednej awarii układu zapłonowego, a styki wyłącznika wyglądają jak nowe.W trakcie całej pracy układu wystarczyło tylko raz (po 50 tys. km) sprawdzić poprawność montażu zapłonu i szczelinę pomiędzy stykami wyłącznika Niewielka zmiana szczeliny spowodowana była zużyciem podkładki tekstolitowej młota.
Ostrzeżenie. Obrotomierz samochodu Zhiguli VAZ-2103 nie będzie działał w przypadku korzystania z układu zapłonowego kondensatora (lub tranzystora), ponieważ amplituda impulsów dostarczanych do niego ze styków przerywacza wynosi w tym przypadku 12 V.
Z własnego doświadczenia byłem przekonany, że dla rosyjskich konstruktorów motocykli nie ma granic doskonałości. Zegnij i wygnij ramę, przesuń widelec do przodu, wepchnij koło samochodu w tył, a koło roweru w przód – w ogóle dzika wyobraźnia nie zna granic! Natomiast jeśli chodzi o przeróbki sprzętu elektrycznego, doświadczony motocyklista najczęściej drapie się po głowie ze zdziwienia lub kłania się warsztatowemu „specjaliście”.
Z ogólnym szacunkiem dla technologii dwusuwowej, z jakiegoś powodu IZH-Planet cieszy się szczególnym szacunkiem na odludziu. Oczywiście samochód jest niezawodny, prosty i bezpośredni. Jeśli chcesz pozbyć się akumulatora, wymień adapter płyty czołowej, zainstaluj 90-watowy generator Voskhod i zmontuj standardowy obwód tego samego Voskhoda. Lepota! Jowisz to inna sprawa. Wydaje się, że to ten sam IZH, ale nie, są tylko dwa cylindry. I tutaj liczne publikacje na temat bezdotykowego zapłonu na IZH-U niewiele pomagają. W końcu trzeba samemu przylutować obwód, nawinąć transformatory, wydać pieniądze na drogie czujniki Halla, przełączniki i cewki.
Jeździsz i trzęsiesz: jak zepsuje się ta cała elektronika domowej roboty, jak to przylutować na poboczu drogi? Z drugiej strony „Jowisz” będzie potężniejszy niż „Planeta”. Tak więc na bezkresach Rosji pojawiają się alternatywne wersje „zapalniczek”, jak dwuiskrowy magneto zainstalowany w IZH-Yu z 1962 r. z ciągnika T-100: nadal jest „wyrafinowany”, ale odpowiedni dla wioski. Ten problem również mnie niepokoił. Przez dwa sezony szukałem najlepszej opcji. W rezultacie powstało rozwiązanie obwodów zaproponowane czytelnikom. Za podstawę przyjąłem:
1) W dwusuwowym silniku dwucylindrowym iskra może być dostarczana jednocześnie do obu cylindrów. Będzie tylko jeden skok roboczy. Na przykład silnik RMZ-640 Buran.
2) Niemożliwe jest podłączenie dwóch BCS równolegle do jednego generatora: wewnętrzna struktura jednostek na to nie pozwoli, to znaczy oczywiście będzie iskra, ale po pierwsze będzie bardzo słaba, a po drugie , aby rozpocząć go „kopnięciem”, wymagane będzie dość energiczne szarpnięcie. Po rozważeniu rozwiniętego schematu (ryc. 1) staje się oczywiste: jednostka BKS jest przeznaczona do współpracy z silnikiem 1-cylindrowym. W IZH-Yu wyładowania zmieniają się w zakresie 180°.
Dlatego energia generatora przeciążonego dwoma blokami nie wystarcza do uzupełnienia ładunku kondensatorów rozładowczych C2, ponieważ całkowita pojemność wzrosła dwukrotnie do 4,0 μF. Podczas procesu iskrzenia otwarty tyrystor bloku A1 bocznikuje wyjście generatora, w tym momencie kondensator C2 bloku A2 nie jest ładowany. Argumenty przeciwników: „Zmontowałem to na dwóch przełącznikach i działa” zapewne należy wiązać z rozbieżnością parametrów elektrycznych elementów obwodu.
3) Nie można bezpośrednio podłączyć przewodów czujników indukcyjnych - znoszą one wzajemnie swój sygnał.
4) Układ zapłonowy należy złożyć z elementów fabrycznych (przemysłowych).
5) I oczywiście powinno być jak najmniej części (elementów) - wynika to z ograniczonej przestrzeni na motocyklu. Złożyłem swoją pierwszą wersję elektronicznego zapłonu według opisu z "M-K" nr 8 "1998 - "Zapomnij o akumulatorze". Jeździłem z dwoma wyłącznikami przez sezon, ale po namyśle stwierdziłem, że dam radę lepiej - podobny obwód zmontowałem na domowej roboty płytce drukowanej o mniejszych wymiarach. Kondensatory zostały wzięte o mniejszej pojemności (1,0 µF.).
Uruchomienie poprawiło się, ale pozostały wątpliwości co do niezawodności projektu. To wydarzenie zbliżyło mnie do ludzi, którzy są pasjonatami motolotniarzy. To właśnie na Poisk-06 zapoznałem się z układem zapłonowym Buran. Kwestia „jednego lub dwóch” została rozwiązana na korzyść systemu jednokanałowego, ponieważ jest on bardziej niezawodny. Spójrzmy na obwód pokazany na ryc. 2 Przełącznik (A1) - tyrystor 251.3734, 261.3734, 252.3734, 262.3734 (mam motorower 251.3734, ale można zastosować dowolny, aż do KET-1A; stosowanie BKS-1MK jest niepożądane -211: jest uduszony przez obwód zgodnie z maksymalną prędkością).
Cewki (TV1, TV2) - dwa „Voskhod”: 2102.3705 lub B-300B. Nie sprawdzałem przydatności iżewskich, myślę, że nie posłużą długo. Generator (G)-43.3701 lub 80.3701 - montowany przez płytę czołową, moc (i napięcie) obwodów oświetleniowych zależy od typu, dwa standardowe czujniki indukcyjne z Mińska są osadzone w górnej pokrywie odwrotnie; Modernizacja ta była opisywana wielokrotnie, więc nie będę się nad nią rozwodzić. Sygnały z czujników przesyłane są do jednego, również domowego, węzła.
Mikser (A2 na rys. 2): diody VD1, VD2 oddzielają uzwojenia czujników D1, D2, ale mieszają z nich sygnały. Zmieszany sygnał podawany jest na wejście D przełącznika, który generuje impulsy wyładowcze przez obie cewki zapłonowe TV1 i TV2 połączone szeregowo. Należy zwrócić uwagę na polaryzację podłączenia cewek i czujników. To jest ważne! Pozostała część obwodu jest podobna do tej stosowanej w lekkich motocyklach.
Do miksera zmieszczą się dowolne diody (najlepiej z małą rezystancją przewodzenia) o Upa6 = 50 V, 1praca = 500 mA (mam KD212), ich awaria jest mało prawdopodobna. Umieściłem je na płytce wykonanej z folii z włókna szklanego (patrz rysunek na rys. 3) i podłączyłem przewodami do standardowej wtyczki samochodowej. Owiń zewnętrzną część taśmą PCV. Przełącznik zamontowano na wsporniku pod zbiornikiem gazu obok cewek. Przewody łączące od włącznika do nich mają minimalną długość i maksymalny możliwy przekrój (ja mam około 2,5 mm2) - mniejsze straty energii wyładowania.
Teraz na podstawie sygnału z czujników iskra przeskakuje jednocześnie w obu cylindrach. Zauważyłem, że w porównaniu z przełącznikiem dwukanałowym wykorzystującym różne autorskie układy iskra jest dłuższa i ma charakterystyczny dźwięk kliknięcia, prędkość początkowa spadła (zaczyna się „od połowy strzału”), a ze względu na większą energię , prędkość biegu jałowego również stała się bardziej stabilna.
Obawy tych, którzy wątpili w możliwy odwrotny zapłon w gaźniku, nie były uzasadnione. Początkowo istniały obawy, że kondensator C2 nie będzie miał czasu naładować się w czasie pomiędzy dwoma impulsami wyzwalającymi, ale wszystko jest w porządku: przy maksymalnych obrotach nie odnotowano żadnych przerw zapłonu. Oczywiście noszę ze sobą zapasowy przełącznik, ale to dla świętego spokoju.
Zużycie świec F1, F2 w okresie eksploatacji (2 sezony) jest nieznaczne, nigdy ich nie czyściłem. Ponieważ wyładowanie świec zapłonowych następuje teraz jednocześnie, można wymienić kapturki świec zapłonowych – silnik będzie nadal pracować. Ogólnie jestem zadowolony ze swojego planu, dlatego polecam go każdemu - powtórz, nie pożałujesz.
Ryż. 1. Schemat ideowy dwukanałowego elektronicznego układu zapłonowego do 2-cylindrowych silników motocyklowych
Ryż. 2. Schemat ideowy jednokanałowego elektronicznego układu zapłonowego motocykla IZH-JUPITER
Ryż. 3. Schemat montażu diod mieszających
Smirnow Władimir Fiodorowicz
Rosja, region Twerski, Kimry
E-mail:
[e-mail chroniony] Strona internetowa:Podczas uruchamiania zimnego silnika, przed iskrą, świece zapłonowe mają czas na pokrycie warstwą ciekłego dielektryka - filmem olejowo-benzynowym zanieczyszczonym wodą, sadzą, cząsteczkami gazów resztkowych i atmosferycznych. Im niższa temperatura silnika i wyższy stopień sprężania mieszanki paliwowej, tym grubszy film.Występy elektrod świecy zapłonowej, które mają małe promienie krzywizny, pod warstwą ciekłego dielektryka przestają wpływać na redukcję napięcia przebicia. Kiedy świece są „zalane”, awaria w ogóle nie następuje. Wskazuje to na dominujący wpływ ciekłego dielektryka.
W momencie powstania iskry w iskierniku świecy przez cewkę zapłonową (IC), wzbudzane jest pole elektryczne, które jest niejednorodne. Jeżeli jego natężenie w pobliżu występów elektrod o małym promieniu krzywizny przekracza poziom progowy, to z tych występówniezależne wyładowanie elektryczne, zaczynające się od ciemnego wyładowania, zamieniające się w wyładowanie koronowe, którego prąd musi najpierw przebić warstwę ciekłego dielektryka. Znaczącą rolę odgrywa przewodzący zanieczyszczenia w ciekłym dielektryku, powodując zwiększenie wartości prądów przewodzenia. W większości teorii : „...rozkład ciekłych dielektryków uważany jest za proces termiczny, w wyniku którego w warstwie ciekłego dielektryka powstają kanały gazowe lub parowe... Przy krytycznych wartościach natężenia pola elektrycznego w kanałach gazowych i parowych zaczyna rozwijać się proces jonizacji uderzeniowej gazu, kończący się rozkładem.” Następnie między elektrodami świecy zapłonowej pojawia się wyładowanie iskrowe, następnie wyładowanie tlące, a jeśli prąd jest wystarczający, to wyładowanie łukowe.
NA grafika przedstawione zależność czasu przebicia ciekłego dielektryka od wysokiego napięcia. Jak widać, gdy czas ekspozycji na pole elektryczne jest dłuższy niż 1 ms, napięcie przebicia gwałtownie maleje. Zjawisko to, w związku ze wzrostem liczby lawin jonowych, stało się bodźcem do stworzenia kondensatorowych, wieloiskrowych układów zapłonowych AEM.
W miarę nagrzewania się silnika warstwa ciekłego dielektryka zaczyna się rozrzedzać i ulegać degradacji, aż do całkowitego zaniku -model standardowy staje się niemożliwy do zastosowania . Silnik powraca do normalnego trybu pracy i : « Silny szok termiczny, powodujący przyspieszenie procesów prowadzących do powstania centrum spalania, można uzyskać poprzez wyładowanie elektryczne pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej przy napięciu 8–15 k. B. Przy wysokich temperaturach w kanale wylotowym lub przewodzie (T ≥ 10000 ) powstaje ognisko o małej objętości. Oznacza to, że w danej objętości procesy nagrzewania, rozpadu, jonizacji cząsteczek paliwa i tlenu oraz zapłonu zachodzą na tyle szybko (poprzez stan plazmowy), że mieszczą się w okresie wyładowania, którego czas trwania nie przekracza 10–20 µm Z.". Zatem w normalnym trybie pracy wystarczający jest czas wyładowania wynoszący zaledwie 10...20 mikrosekund. Jest oczywiste, że energia wyładowania musi być wystarczająca, aby wytworzyć źródło spalania wstępnego, które intensywnie inicjuje późniejszą reakcję łańcuchową procesu zapłonu w całej objętości sprężonej mieszanki paliwowej.
Podobne dane podają A. Kurczenko i A. Sinelnikov : « Stosunkowo krótki czas trwania wyładowania iskrowego nie jest wadą opisywanego układu. Jak wykazały badania, w sprawnym i poprawnie obliczonym silniku, po osiągnięciu normalnych warunków termicznych, zapłon mieszanki roboczej następuje w ciągu 10...15 μs, a wyładowanie iskrowe trwające dłużej niż 1 ms, co występuje przy zapłonie akumulatorowym lub tranzystorowym układów zapłonowych, jest bezużyteczny i powoduje jedynie erozję elektrod świec zapłonowych, skracając ich żywotność. Iskra trwająca 1,0 ms lub dłużej może być przydatna tylko przy uruchamianiu silnika ze zbyt bogatą mieszanką, zarówno gorącą, jak i zimną.
Alternatywny sposób. W modelu standardowym w zakresie od 1 ms do 10 μs skrócenie czasu przebicia ciekłego dielektryka można wytłumaczyć faktem, że moc wyładowania koronowego jest funkcją kwadratową przyłożonego napięcia. Na początku lat 90-tych miałem nową koncepcję (od łacińskiego conceptio – rozumienie, układ) zapłonu kondensatorowo-tyrystorowego, opartą na następujących postulatach:
Długie wyładowanie iskrowe o czasie trwania 1...5 ms jest przydatne tylko przy uruchamianiu zimnego silnika, gdy na elektrodach świec zapłonowych tworzy się film ciekłego dielektryka. Po rozgrzaniu silnika i zniknięciu filmu pierwsze 10...20 μs wystarczą do zapłonu, a pozostały nadmiar wyładowania będzie bezskutecznie próbował zapalić już spaloną mieszankę i wykona szkodliwe działanie - rozgrzej elektrody świec zapłonowych, które przy dużych prędkościach przy dużej mocy rozładowania mogą powodować zapłon żarzeniowy – ograniczenie prędkości.
Przy 6000 obr/min = 100 obr/min silnika dwusuwowego jeden obrót następuje w ciągu 10 ms. Łatwo obliczyć, że w temperaturze 36° nastąpi wyładowanie iskrowe o czasie trwania 1 ms. Przekracza to czas zapłonu o np. 29°, zajmując kolejne 7° fazy szybkiego spalania. Zdolność zapalna tak długiego wyładowania iskrowego okazuje się niewielka – jego energia jest rozłożona w czasie, moment zapłonu nie jest dokładnie określony. Zapłon jest probabilistyczny. Jedynym sposobem na wyeliminowanie czynnika probabilistycznego jest skupienie energii iskry w wyładowaniu o czasie trwania 10...20 μs.
W elektronicznym zapłonie kondensatorowo-tyrystorowym iskrzenie występuje tylko w pierwszym okresie fali cosinusowej tłumionych oscylacji obwodu uderzeniowego LC (zwarcie + kondensator rozładowujący) - wyładowanie iskrowe jest krótkie, a kondensator nie ma czasu na całkowite rozładowanie - brak zasilania z przetwornicy napięcia. Tę wadę można łatwo przekształcić w zaletę, zwiększając napięcie ładowania kondensatora. W takim przypadku moc rozładowania wzrośnie kwadratowo w zależności od napięcia i w tym samym czasie.
Należy zwiększyć pojemność kondensatora, wówczas częstotliwość tłumionych oscylacji obwodu LC zmniejszy się, a czas rozładowania wzrośnie.
Przy takim samym poborze mocy alternatywny układ zapłonowy z kondensatorem o dużej pojemności ładowanym do wyższego napięcia i krótkim czasem rozładowania ze względu na zastosowanie zwarcia o niskiej impedancji, a także ze względu na fakt, że iskrzenie występuje tylko podczas w pierwszym okresie tłumionych oscylacji będzie w stanie skoncentrować wyładowania iskrowe.
Integralną częścią nowego układu zapłonowego powinien być zimowy rozrusznik silnika – gdy olej zgęstnieje i rozrusznik może spowodować spadek napięcia nawet do 6 V.
Główną zaletą CDI kondensatorowo-tyrystorowego zapłon jest określone przez pierwszą zasadę komutacji, która stwierdza, że napięcie na kondensatorze nie może zmieniać się gwałtownie. Teoretycznie kondensator jest źródłem pola elektromagnetycznego, które ma zerową rezystancję wewnętrzną i jest w stanie wytworzyć prąd do nieskończoności w momencie przełączenia przy zerowej rezystancji obciążenia.
Moc szczytowa- najwyższa chwilowa wartość mocy rozładowania. Przy zapłonie kondensatorowo-tyrystorowym największa wartość mocy szczytowej przypada na te najważniejsze - pierwsze 10...20 μs początku powstawania iskry, a zaleta ta wynika naturalnie z zasady działania. W miarę rozładowywania kondensatora moc chwilowa maleje. Szczytowa moc rozładowania jest najważniejszą charakterystyką zapłonu silników wysokoobrotowych i konwencjonalnych w normalnym trybie pracy.
Moc impulsu(moc impulsu) - średnia wartość mocy w czasie trwania impulsu. Ta cecha jest ważna przy uruchamianiu zimnego silnika ze względu na rozkład ciekłego dielektryka.
W momencie iskrzenia Tyrystor VS otwiera i zwiera wyjście przetwornicy, zatrzymując jej pracę. Naładowany kondensator C5 jest podłączony do uzwojenia pierwotnego zwarcia, tworząc swoją indukcyjnością obwód wzbudzenia udaru LC, w którym tłumione oscylacje cosinusowe są wzbudzane z częstotliwością rezonansową przez ładunek kondensatora C5. W uzwojeniu podwyższającym zwarcia te oscylacje o częstotliwości 2...10 kHz (w zależności od zwarcia) są przekształcane na 100...400-krotność napięcia i są kierowane przez dystrybutora do świecy zapłonowej cylindra, w którym powinna nastąpić zapłon sprężonej mieszanki paliwowo-powietrznej.
W świecy zapłonowej następuje wyładowanie iskrowe. Energia pola elektrycznego kondensatora C5 jest zużywana na zapalenie mieszanki paliwowej i zamieniana na energię zwarciowego pola magnetycznego. W momencie, gdy kondensator C5 zostanie całkowicie rozładowany, a napięcie na nim spadnie do zera, prąd w obwodzie osiąga największą wartość. Z powodu całkowitego rozładowania kondensatora prąd w obwodzie zaczyna spadać, ale nie zatrzymuje się, ponieważ zgodnie z drugą zasadą komutacji samoindukcja zwarcia emf zmienia znak i utrzymuje poprzednią wartość prądu. Źródłem energii staje się energia pola magnetycznego zwarcia, a kondensator staje się obciążeniem.
Prąd przepływający przez rozładowany kondensator zaczyna go ładować. Ponieważ kierunek prądu pozostaje taki sam, tyrystor pozostaje otwarty, ale zmienia się polaryzacja napięcia na kondensatorze. W miarę ładowania kondensatora napięcie na nim wzrasta, a prąd w obwodzie maleje. Energia zwarciowego pola magnetycznego maleje - jest wydawana na utrzymanie wyładowania iskrowego i ładowanie kondensatora.
Kiedy prąd w obwodzie stanie się mniejszy niż prąd trzymania, tyrystor wyłączy się. W tym momencie prawie cała energia pola magnetycznego, pomniejszona o energię wydatkowaną na utrzymanie wyładowania iskrowego, jest magazynowana w polu elektrycznym kondensatora, napięcie na nim osiąga maksimum, ale w przeciwnej polaryzacji.
Rozładowanie kondensatora rozpoczyna się ponownie, ale kierunek prądu rozładowania jest odwrócony. Teraz obwód obwodu LC zamyka rezystancję dynamiczną rozwartych diod VD4...VD7 mostka - przetwornica nadal nie działa. Po rozładowaniu kondensatora wzrośnie rezystancja dynamiczna diod mostkowych, obwód obwodu LC zostanie całkowicie przerwany - ustanie iskrzenie. Przetwornica uruchomi się na częstotliwości roboczej (18...32 kHz) i naładuje do pełna pojemność C5, po czym pobór prądu będzie się zmniejszał - przetwornica przejdzie w stan jałowy do momentu pojawienia się kolejnej iskry.
Zatem przy prawdziwym zapłonie iskrzenie występuje podczas pierwszego okresu oscylacji obwodu LC, a tyrystor jest otwarty tylko w pierwszej 1/2 tego okresu.
Zimowe urządzenie rozruchowe silnika- dioda VD1 i kondensator C1. Podczas uruchamiania zimnego silnika zimą rozrusznik może spowodować spadek napięcia akumulatora do 6 V, napięcie na kondensatorze C1 staje się wyższe niż napięcie wejściowe, dioda VD1 zamyka się i autonomiczne zasilanie urządzenia ładunkiem o pojemności C1 zaczyna się. Wielkość pojemności C1 powinna wynosić dziesiątki tysięcy mikrofaradów, ale praktyka pokazała, że 4700 μF jest wystarczające.
Tranzystorowy konwerter napięcia - zmodernizowany schemat Royera działa na częstotliwości około 32 kHz i gwarantuje czas na naładowanie kondensatora C5 o pojemności 2 μF przy 6000 obr./min do napięcia około 600 V, pobierając prąd nie większy niż 2,5 A. Przy niskich prędkościach napięcie jest jeszcze większe, a pobór prądu wynosi około 0,7 A. Tranzystory wymagają grzejników - aluminiowych płytek 80x80x3 mm, które na końcach są przyklejone przez izolator za pomocą kleju cyjanoakrylowego i umieszczone w obudowie z otworami, tak aby wszystkie powierzchnie były otwarte w celu chłodzenia powietrzem. Projekt obwodu przetwornicy z jednym uzwojeniem bazowym , przełączany diodami, korzystnie wyróżnia się tym, że otwarta dioda przełączająca działa jak stabilizator, zapobiegając przebiciu Zenera spolaryzowanego odwrotnie złącza baza-emiter zamkniętego tranzystora, co zwiększa wydajność. Obwód wykorzystuje nieliniowy rezystor bazowy w żarówce EL. W stanie zimnym opór jego nici jest do dziesięciu razy mniejszy niż w stanie gorącym. Podczas rozruchu początkowego wartość prądu bazy jest większa niż w trybie pracy, a rozruch charakteryzuje się szybkim wzrostem niestabilności, kończącym się samogeneracją oscylacji prostokątnych. Żarówka świeci z mocą 1/2 żaru i jest wskaźnikiem: konwerter działa lub nie. Zapłon pracuje stabilnie nawet przy obrotach powyżej 7000 obr/min, jednak napięcie na kondensatorze zaczyna spadać.
Zwiększone napięcie zadecydowało o wyborze tyrystora klasa nie mniejsza niż 9 (900 V). Tyrystor uruchamiany jest poprzez rozładowanie pojemności C2 przez negatron - fototranzystor transoptora U1, pracujący w trybie lawinowym . Parametry obwodu ładowania R4, VD8 dobiera się tak, aby granica ładowania pojemności C2 występowała powyżej 8000 obr/min. VD8 to regulator napięcia 51 V, a R4 to źródło prądu. Układ ten umożliwia impulsowe wyzwalanie dowolnych tyrystorów, charakteryzuje się wyjątkowo krótkim opóźnieniem rozruchu, dobrą stabilnością temperaturową, dużą czułością na wyzwalanie, optyczną separacją obwodów wejściowych i wyjściowych oraz jest niezwykle ekonomiczny.
Wszechstronność prawdziwy kondensator-tyrystor CDI zapłon elektroniczny - możliwość pracy zarówno z wyłącznika, jak i z samochodowego czujnika Halla. Kiedy styki wyłącznika są otwarte, obwód czasowy R3, C4, R6 generuje impuls prądowy dla diody transoptorowej U1, która ładuje kondensator C4. Kiedy styki są zwarte, pojemność C4 rozładowuje się przez rezystancję rezystora R6 - tworzy się odstęp czasowy ochronny przed „odbiciem”. W samochodowym czujniku Halla impuls prądowy ma polaryzację ujemną, dlatego obwód: dioda VD9 + dioda LED należy podłączyć zgodnie ze schematem z zielonymi zworkami.
Opcjonalne testowanie oscyloskopu. Konieczne jest wykonanie dzielnika napięcia 1/100 z rezystora 2 W - 1 MOhm i rezystora 0,25 W - 10 kOhm. Wejście dzielnika jest podłączone równolegle do tyrystora VS, a wyjście jest podłączone do otwartego wejścia oscyloskopu w trybie ciągłego skanowania. Zamiast wyłącznika podłącz prosty, domowy generator testowy impulsów prostokątnych o regulowanej częstotliwości od jednostek do 250-300 Hz, symulując wyłącznik za pomocą przełącznika tranzystorowego. Generator testowy wymaga metalowej obudowy ekranu bez szczelin i krótkiego przewodu ekranowanego - wyjście. Wewnątrz obudowy musi znajdować się filtr zasilania RC.
Podłącz zwarcie i świecę zapłonową do stacyjki. Włącz oscyloskop. Przy wyłączonym generatorze testowym podajemy do zapłonu napięcie 13,8 V. Patrzymy na żarnik lampy EL, jeśli się świeci, konwerter działa. Oscyloskop powinien pokazywać napięcie większe niż 600 V. Teraz włącz generator testowy. Na świecy zapłonowej powinny pojawić się wyładowania iskrowe. Obracając pokrętło regulacji częstotliwości generatora testowego, należy upewnić się, że do częstotliwości 200 Hz napięcie na tyrystorze (kondensator C5) przed iskrzeniem osiąga wartość szczytową na poziomie ponad 600 V. Przy dalszy wzrost częstotliwości, czas trwania szczytu będzie się zmniejszał, następnie impulsy zaczną przypominać piłę - napięcie na kondensatorze C5 zacznie spadać.
Teraz zamiast świecy musisz utworzyć szczelinę wylotu powietrza o wielkości 10 milimetrów i sprawdzić przebicie w całym zakresie częstotliwości. Stopniowo odstęp należy zwiększać, aż do ustania awarii. W ten sposób można poznać długość wyładowania iskrowego w powietrzu. Dobre zwarcie nie przeniknie podczas takich testów, ale złe tam pójdzie. Zapamiętaj producenta i w przyszłości ignoruj jego zwarcie. Długość wyładowania iskrowego w powietrzu jest 11 razy większa niż jego długość w sprężonej mieszance paliwowej, a im wyższy stopień sprężania, tym większa. W ten sposób można oszacować maksymalną szczelinę świecy zapłonowej, jaką można ustawić.
Prąd przez tyrystor podczas iskrzenia. Za pomocą oscyloskopu mierzymy okres T oscylacji obwodu wzbudzenia szoku LC. Charakterystyczną rezystancję obwodu LC określa się za pomocą wyrażenia: ρ = T/2πС. Wartość prądu obliczamy, korzystając z prawa Ohma: I = U/ρ = U2πC/T, gdzie U = 600 V, C to pojemność kondensatora C5 = 2 μF, a 2π = 6,28.
Przy T = 100 μs prąd wynosi około 75 A. Przy częstotliwości iskrzenia 200 Hz czas otwarcia tyrystora jest co najmniej 25 razy krótszy niż w stanie zamkniętym, co daje średni prąd tylko 3 A. Tyrystor T132 -50-9-4 ma akceptowalny średni prąd w stanie otwartym 50 A, co zapewnia wielokrotną redundancję parametryczną i niezawodność.
Prawdziwy kondensator tyrystorowy CDI zapłon- rozwój lat 90-tych. Wielokrotnie udowodnił cuda - po zamontowaniu w palącym samochodzie nie tylko dym zniknął, ale poziom CO był niższy niż normalnie. Urządzenie charakteryzuje się dużą niezawodnością, ponieważ każdy jego element jest używany w bezpiecznym i wygodnym dla niego obszarze pracy.
Ze względu na wysoki poziom szumów impulsowych światowy przemysł motoryzacyjny wypracował negatywne podejście do elektronicznych układów zapłonu CDI z kondensatorem i tyrystorem. Są stosowane wyłącznie w samochodach wyścigowych lub w niektórych silnikach zaburtowych.
Należy przestrzegać przepisów bezpieczeństwa elektrycznego, ponieważ w urządzeniu występuje bardzo niebezpieczne napięcie!
Literatura
Elektrotechniczny informator. W 3 tomach T. 1. Pytania ogólne. Materiały elektryczne/Pod tytułem ogólnym. wyd. Profesorowie MPEI V.G. Gerasimov, P.G. Grudinsky, L.A. Żukow i inni - wyd. 6, wyd. i dodatkowe - M.; Energia, 1980. - 520 s., il.
Silniki spalanie wewnętrzne: Teoria silników tłokowych i kombinowanych. Podręcznik dla szkół wyższych w specjalności „Silniki spalinowe” / D. N. Vyrubov, N. A. Ivashchenko, V. I. Ivin itp.; Pod redakcją A. S. Orlina, M. G. Kruglova. - wyd. 4, poprawione. I dodatkowe - M.: Inżynieria mechaniczna, 1983. - 372 s., il.