Трудно е да си представим модерен автомобил без запалване. Основните предимства, които дава електронната система за запалване, са добре известни, те са както следва:
по-пълно изгаряне на горивото и свързаното с това увеличение на мощността и ефективността;
намаляване на токсичността на отработените газове;
лекота на студен старт;
увеличаване на ресурса на запалителните свещи;
намалена консумация на енергия;
възможност за микропроцесорно управление на запалването.
Но това е свързано най-вече със системата CDI.
В момента в автомобилната индустрия практически няма системи за запалване, базирани на натрупване на енергия в кондензатор: CDI (Capacitor Discharge Ignition) - той също е тиристор (кондензатор) (с изключение на 2-тактови вносни двигатели). И системи за запалване, базирани на натрупване на енергия в индуктивност: ICI (индуктор на бобината за запалване) оцеля в момента на преход от контакти към превключватели, където контактите на прекъсвача бяха банално заменени с транзисторен превключвател и сензор на Хол, без да се подлагат на фундаментални промени (пример на запалване във VAZ 2101 ... 07 и в интегрални запалителни системи VAZ 2108 ... 2115 и по-нататък). Основната причина за доминиращото разпространение на ICI запалителните системи е възможността за цялостно изпълнение, което води до намаляване на производствените разходи, опростяване на монтажа и монтажа, за което плаща крайният потребител.
С това, така да се каже, системата ICI има всички недостатъци, основният от които е относително ниската скорост на обръщане на намагнитването на сърцевината и като следствие рязко увеличаване на тока на първичната намотка с увеличаване на оборотите на двигателя и загубата на енергия. Това води до факта, че с увеличаване на скоростта запалването на сместа се влошава, в резултат на това се губи фазата на началния момент на повишаване на налягането на флаш и ефективността се влошава.
Частично, но далеч от най-доброто решение на този проблем е използването на двойни и четворни бобини за запалване (т.нар.), като по този начин производителят разпределя натоварването по отношение на честотата на обръщане на намагнитването от една запалителна бобина към две или четири , като по този начин се намалява честотата на обръщане на намагнитването на сърцевината за едно запалване на бобината.
Искам да отбележа, че при автомобили с верига за запалване (VAZ 2101 ... 2107), където искра се образува чрез прекъсване на тока в намотка с достатъчно висок импеданс с механичен прекъсвач, замяната му с електронен превключвател от или подобно в колите с намотка с висок импеданс не прави нищо друго освен намалява текущото натоварване на контакта.
Въпросът е, че параметрите на RL на бобината трябва да отговарят на противоречиви изисквания. Първо, съпротивлението R трябва да ограничи тока на ниво, достатъчно за натрупване на необходимото количество енергия при стартиране, когато напрежението на батерията може да спадне с коефициент 1,5. От друга страна, твърде големият ток води до преждевременна повреда на контактната група, поради което тя е ограничена от вариатора или продължителността на импулса на помпата. Второ, за да се увеличи количеството съхранявана енергия, е необходимо да се увеличи индуктивността на бобината. В същото време, с увеличаване на оборотите, ядрото няма време за повторно намагнитване (както е описано по-горе). В резултат на това вторичното напрежение в намотката няма време да достигне номиналната стойност, а енергията на искрата, пропорционална на квадрата на тока, рязко намалява при високи (повече от ~ 3000) обороти на двигателя.
Предимствата на електронната система за запалване се проявяват най-пълно в кондензаторна система за запалване със съхранение на енергия в контейнер, а не в ядро. Една от опциите за кондензаторната система за запалване е описана в тази статия. Такива устройства отговарят на повечето изисквания за система за запалване. Разпределението на масата им обаче се възпрепятства от наличието на импулсен трансформатор с високо напрежение във веригата, чието производство е с известна трудност (повече за това по-долу).
В тази схема високоволтовият кондензатор се зарежда от DC / DC преобразувател, на транзистори P210, когато се получи управляващ сигнал, тиристорът свързва заредения кондензатор към първичната намотка на бобината за запалване, докато DC-DC работи в режим на блокиращ генератор спира. Бобината за запалване се използва само като трансформатор (шокова LC верига).
Обикновено напрежението на първичната намотка е оценено на 450 ... 500V. Наличието на високочестотен генератор и стабилизиране на напрежението прави количеството акумулирана енергия практически независимо от напрежението на акумулатора и скоростта на вала. Такава структура се оказва много по-икономична, отколкото когато енергията се съхранява в индуктор, тъй като токът протича през бобината за запалване само в момента на искри. Използването на 2-тактов автогенериращ преобразувател направи възможно повишаването на ефективността до 0,85. Диаграмата по-долу има своите предимства и недостатъци. ДА СЕ заслугитрябва да се припише:
нормиране на вторичното напрежение, независимо от скоростта на коляновия вал в работния диапазон на оборотите.
простота на дизайна и в резултат на това висока надеждност;
висока ефективност.
недостатъци:
силно нагряване и в резултат на това е нежелателно да се поставя на мястото на двигателното отделение. Най-удобното място според мен е бронята на колата.
В сравнение със системата за запалване ICI със съхранение на енергия в запалителната бобина, кондензаторната (CDI) система за запалване има следните предимства:
висока скорост на покачване на високо напрежение;
и достатъчно (0,8 ms) време на горене на дъговия разряд и, като следствие, повишаване на налягането на мигане на горивната смес в цилиндъра, поради което устойчивостта на двигателя към детонация се увеличава;
енергията на вторичната верига е по-висока, т.к То е нормализирано по отношение на времето на изгаряне на дъгата от момента на запалване (MV) до горната мъртва точка (TDC) и не е ограничено от сърцевината на бобината. В резултат на това по-добра запалимост на горивото;
по-пълно изгаряне на горивото;
по-добро самопочистване на свещи, горивни камери;
липса на тлеещо запалване.
по-малко ерозивно износване на контактите на свещите, разпределителя. В резултат на това по-дълъг експлоатационен живот;
уверено стартиране при всяко време, дори при изтощен акумулатор. Устройството започва да работи уверено от 7 V;
плавна работа на двигателя, поради само една предна част на горене.
За трансформатора се използва пръстен с магнитна проницаемост h = 2000, с напречно сечение> = 1,5 cm 2 (например са показани добри резултати: "ядро М2000НМ1-36 45х28х12").
Данни за навиване:
Технология на сглобяване:
Намотката се прилага, за да обърнете прясно импрегнирано уплътнение от епоксидна смола.
След края на един слой или навиване в един слой - намотката се покрива с епоксидна смола, докато се запълнят междувитковите кухини.
Намотката се затваря с уплътнение върху свеж епоксид и излишъкът се изстисква. (поради липса на вакуумно импрегниране)
Трябва също да обърнете внимание на прекратяването на заключенията:
поставя се флуоропластова тръба и се фиксира с найлонова нишка. На покачващата намотка, гъвкави проводници, направени с тел: MGTF-0,2 ... 0,35.
След импрегниране и изолация на първия ред (намотки 1-2-3, 4-5-6), намотка за стъпка нагоре (7-8) се навива около целия пръстен слой по слой, завой към завой. , излагане на пластове, "агнета" - не се допускат.
Надеждността и издръжливостта на работа на агрегата на практика зависят от качеството на производство на трансформатора.
Местоположението на намотките е показано на фигура 3.
За по-добро разсейване на топлината се препоръчва уредът да бъде сглобен в дуралуминий оребрен корпус, приблизителен размер - 120 x 100 x 60 mm, дебелина на материала - 4 ... 5 mm.
Транзисторите P210 са поставени върху стената на корпуса чрез изолиращо топлопроводимо уплътнение.
Монтажът се извършва чрез повърхностен монтаж, като се вземат предвид правилата за монтаж на високоволтови, импулсни устройства.
Контролната платка може да бъде изпълнена на печатна платка или на макетна платка.
Готовото устройство не изисква настройка, необходимо е само да се изясни включването на намотките 1, 3 в основната верига на транзисторите и ако генераторът не стартира, разменете ги.
Кондензаторът, инсталиран на разпределителя, се изключва при използване на CDI.
Подробности
Практиката показа, че опитът за замяна на транзисторите P210 с модерни силициеви води до значително усложнение на електрическата верига (вижте 2 долни вериги на KT819 и TL494), необходимостта от внимателна настройка, която след една или две години работа в тежка условия (нагряване, вибрации) трябва да се извършат отново.
Личната практика от 1968 г. показва, че използването на транзистори P210 ви позволява да забравите за електронния блок за 5 ... 10 години и използването на висококачествени компоненти (особено кондензатор за съхранение (MBHC) с дълъг вечен диелектрик) и внимателно производство на трансформатор - и за по-дълъг период от време ...
1969-2006 Всички права върху тази схема принадлежат на V.V. Alekseev. При препечатване връзката е задължителна.
Можете да зададете въпрос на адреса, посочен в долния десен ъгъл.
литература
П. АЛЕКСЕЕВ
Тиристорната система за запалване в автомобилния двигател придоби толкова голяма популярност, че днес практически няма автомобилисти, които да не проявяват интерес към нея.
Схематичната диаграма на тестваната версия на тиристорната система за запалване е показана на фиг. един.
Ориз. 1. Схематична схема на тиристорния запалителен блок
Съставните части на уреда са маркирани с пунктирани линии: източник на високо напрежение, устройство за съхранение на енергия, генератор на пусков импулс, ключ за запалване "Електронно - конвенционален".
източник на високо напрежение,който е пуш-пул транзисторен преобразувател (еднотактов такъв може да не осигури необходимата скорост на зареждане на устройството за съхранение на енергия), е предназначен да преобразува ниско напрежение (12-14 V) на акумулаторна батерия или автомобилен генератор в относително високо постоянно напрежение от 380-400 V. Изборът на такова напрежение не е случаен. Факт е, че енергията в искрата на запалителната свещ на двигателя с тиристорна система за запалване се определя от израза A = C * U 2/2... от което следва, че колкото по-голям е капацитетът (C) на акумулатора на енергия и колкото по-високо е напрежението (U), толкова по-голяма е енергията в искрата. Увеличаването на напрежението е ограничено от границата на електрическата якост на изолацията на първичната намотка на запалителната бобина (400-450 V), а увеличаването на капацитета е ограничено от времето за зареждане на акумулиращия кондензатор, което трябва да бъде по-малко от продължителността на междуискровата междина. Въз основа на това, в тиристорна система за запалване, изходното напрежение на преобразувателя обикновено е 300-400 V, а капацитетът на кондензатора за съхранение е 1-2 μF.
Трансформаторът на преобразувателя на напрежение е най-отнемащият време елемент от системата за запалване. В любителски условия не винаги е възможно да се използва трансформаторна стомана, препоръчана от автора на тази или онази статия. Най-често използват магнитни вериги с неизвестни характеристики от разглобени стари трансформатори, дросели. Опитът показва, че трансформатор на преобразувател на напрежение може да се извърши без предварителни изчисления, в зависимост от качеството на трансформаторната стомана, но с леко надценена мощност, което само ще подобри производителността на преобразувателя.
Данните на трансформатора могат да бъдат както следва: напречното сечение на магнитната верига е 3,5-4,5 cm2; намотки I и IV-9 завои на тел PEV-2 0,47-0,53; намотки II и III - 32 оборота на тел PEV-2 1.0-1.1; намотка V - 830-880 завъртания на тел PELSHO или PEV-2 0,31-0,35.
Между редовете на намотката с високо напрежение, както и между намотките, е необходимо да се постави лакирана кърпа или кондензаторна хартия. Монтажът на плочите на магнитната сърцевина се извършва плътно и без празнини (наличието на фуги рязко намалява качеството на трансформатора).
След сглобяването на целия преобразувател с токоизправител на диоди D3-D6 под формата на един блок, той трябва да се провери според следните параметри: мощността на консумирания ток на празен ход, величината на постоянното напрежение на изхода на преобразувателя, формата на кривата на напрежението при изходната намотка V, честотата на тока на преобразувателя.
Проверката се извършва по схемата, показана на фиг. 2.
Ориз. 2. Тестова верига на преобразувателя на напрежение
Ако намотките I, II, III и IV са включени правилно, преобразувателят на напрежение трябва да започне да работи незабавно (чува се слаб звук, създаден от магнитната верига на трансформатора). Токът, консумиран от преобразувателя на напрежение, измерен от амперметъра IP1, трябва да бъде в диапазона 0,6-0,8 A (в зависимост от сечението и марката на стоманата на магнитната верига на трансформатора).
След изключване на захранването резисторът R1 (виж фиг. 2) се отстранява, входът "Y" на осцилоскопа се превключва към точки 3 и 4 (виж фиг. 1) на токоизправителния мост и кондензатор с капацитет от 0,25-1 се свързва към точки 1 и 2, 0 μF за номинално напрежение 600 V и успоредно с него DC волтметър със скала 0-600 V. След повторно подаване на захранване към преобразувателя, измерете постояннотоковото напрежение на изход на токоизправителя. На празен ход може да достигне 480 -550 V (в зависимост от броя на завоите на намотката V). Избирайки резистора R5 (започвайки с голяма стойност), те постигат намаляване на това напрежение до 370-420 V. В същото време формата на кривата на изходното напрежение на преобразувателя се наблюдава на екрана на осцилоскопа. На празен ход тя трябва да съответства на фиг. 3, а (скокове на фронтовете могат да достигнат 25-30% от амплитудата на вторичното напрежение), а със свързания резистор R5 - кривата, показана на фиг. 3, b (предните пренапрежения са намалени до 10 - 15%). След това с помощта на осцилоскоп се измерва честотата на преобразувателя - тя може да бъде в диапазона от 300-800 Hz (по-висока честота, която може да бъде при недостатъчно внимателно сглобяване на магнитната верига на трансформатора, е нежелателна, тъй като води до повишено нагряване на трансформатора).
Ориз. 3. Схеми на изходното напрежение на преобразувателя
Това завършва проверката на работата на преобразувателя на напрежение.
Диодите D1 и D2 ограничават напреженията, които затварят транзисторите на ниво 0,6-0,8 V, и по този начин предпазват емитерните връзки от пробив, а също така помагат за намаляване на амплитудата на скокове на фронтовете на вторичното напрежение.
В преобразувателя на напрежение транзистори като P210A, P209, P217 и други подобни на тях с коефициент на пренос на ток най-малко 12-15 работят добре. Предпоставка е изборът на двойка транзистори със същото съотношение на предаване на тока.
В токоизправителя (D3-D6) можете да използвате всякакви силициеви диоди с Urev> 500-600 V и Ipr> 1 A.
Енергиен запасе кондензатор с капацитет 1-2 μF, зареден от токоизправителя на преобразувателя до напрежение 400-300 V и разреден в момента на искрата през отварящия тиристор D7 и първичната намотка на запалителната бобина. В разглежданата система за запалване кондензаторът C2 играе ролята на устройство за съхранение на енергия. Можете да използвате всякакви хартиени кондензатори (MBGP, MBGO и др.) с номинално напрежение 500-600 V. Препоръчително е да изберете кондензатор, чийто капацитет е малко по-висок от номиналния, което ще има положителен ефект върху енергията в искрата (особено когато напрежението на токоизправителя е по-малко от 380 V).
В тиристорна запалителна система, сглобена съгласно диаграмата, показана на фиг. 1, в допълнение към основното устройство за съхранение на енергия (кондензатор C2), е предвиден "стартов" кондензатор C3, свързан успоредно с кондензатор C2 с помощта на релейни контакти P1 (напрежение на задействане на релето 6-8 V), който се задейства от напрежението подава се към терминала "VK" по време на стартиране на стартера на двигателя. Това се прави, за да се увеличи енергията в искрата чрез увеличаване на капацитета за съхранение, когато напрежението на батерията падне до 7-9 V.
Превключващото напрежение на тиристора, използвано в системата за запалване, трябва да бъде по-малко от 500 V, а токът на утечка при работно напрежение 400 V не трябва да надвишава 1 mA. За съжаление, напрежението при включване на тиристорите дори на една партида може да се различава значително, поради което е много желателно да проверите тиристора за напрежение на включване и ток на утечка.
Оформител на стартови импулсив тиристорна запалителна система той изпълнява най-важната функция: генерира импулси с определена форма, продължителност и амплитуда и ги подава към управляващия електрод на тиристора точно в момента на отваряне на контактите на прекъсвача. Можем да предположим, че качествените показатели на тиристорния запалителен блок се определят от това колко перфектен е драйверът на пусковите импулси. Освен това той трябва да има висока шумоустойчивост към всякакви пренапрежения и спадове на напрежението в бордовата мрежа на автомобила и да бъде непретенциозен към качеството на прекъсвача и преди всичко към тракането на неговите контакти. Най-добрата производителност от тази гледна точка се осигурява от трансформатор за оформяне на пускови импулси. Състои се от импулсен трансформатор Tr2, диоди D8 и D9, кондензатор C4 и резистори R7, R8. Когато контактите на прекъсвача са затворени, токът, протичащ през резисторите R7, R8 и първичната намотка на трансформатора, създава резерв от енергия в намотките на трансформатора, което осигурява появата на импулс с положителна полярност във вторичната намотка в момента на отваряне на контактите на прекъсвача. Този r импулс отива директно към управляващия електрод на тиристора D7, отваря го и по този начин осигурява разреждането на кондензатора C2 през запалителната бобина.
За да се елиминират фалшивите стартови импулси, които възникват в момента на отскачане на контактите на прекъсвача, първичната намотка на трансформатора се шунтира от паралелно свързания диод D9 и кондензатора C4. Капацитетът на този кондензатор, в зависимост от данните на импулсния трансформатор, се избира емпирично. Диод D8 ограничава на ниво 0,6-0,8 V отрицателния импулс върху намотката на трансформатора II, който възниква, когато контактите на прекъсвача са затворени, предпазвайки управляващия преход на тиристора от повреда.
Надеждно отваряне на тиристора се осигурява от импулс с амплитуда от порядъка на 5-7 V и продължителност 100-200 μs.
За импулсен трансформатор можете да използвате всяка W-образна магнитна верига с напречно сечение 0,7-1,5 cm2. Първо, препоръчително е да се тества експериментална версия на трансформатора: 80-120 оборота от проводник PEV-0,35-0,5 (намотка I) се навиват върху рамката насипно, а върху тях 35-40 оборота от същия проводник (навиване II). След сглобяване на магнитната сърцевина, без да я дърпате, към трансформатора (фиг. 4)
Ориз. 4. Схема за проверка и настройка на импулсния оформител
Всички елементи на формиращия импулс за задействане (D8, D9, C4, R7 и R8), управляващият електрод и тиристорният катод са временно свързани (тиристорният анод остава свободен). Като прекъсвач, контактите P1 / 1 на електромагнитното реле P1 (тип RES-6 или RES-22) са включени във веригата на първичната намотка на трансформатора, чиято намотка е свързана към мрежата чрез затихващ резистор ( Rgac) или понижаващ трансформатор. Върху контактната група на релето се поставя гумен пръстен, за да се намали отскачането на контакта. Такова устройство осигурява работата на стартов импулсен генератор с честота 100 Hz, съответстваща на честотата на въртене на коляновия вал на четирицилиндров двигател, равна на 3000 rpm. Неизбежното отскачане на контактите на релето ви позволява да конфигурирате генератора на тригерни импулси да работи при по-тежки условия от истински прекъсвач (поради тази причина не трябва да използвате поляризирано реле, което не отскача контактите). След включване на захранването наблюдавайте кривата на напрежението на входа на тиристора на екрана на осцилоскопа, която трябва да има формата, показана на фиг. 5, а, намерете първоначалните параметри на началния импулс. Чрез намаляване или увеличаване на броя на завоите на вторичната намотка на трансформатора може съответно да се намали или увеличи амплитудата на импулса и чрез избор на броя на завоите на първичната намотка и капацитета на кондензатора C4, да се промени продължителността на импулса и неговата "чистота" от гледна точка на защита срещу отскачане на контактите на прекъсвача. По правило след два или три теста е възможно да се изберат детайлите на частите, така че импулсът да има необходимата продължителност и амплитуда, а отскачането на контактите на прекъсвача да не влияе върху стабилността на работата и формата на кривата на напрежението на пусковите импулси. Според данните, получени в резултат на тестове, се произвежда работещ вариант на импулсен трансформатор.
Ориз. 5. Диаграми на напрежението на стартовия импулс (а) и разрядния импулс на акумулиращия кондензатор (б)
Ключ за запалване "електронен - конвенционален",сглобен на превключватели или галет ключ, осигурява бърз преход от един тип запалване към друг (за да се избегне повредата на тиристорния запалителен блок, превключването се извършва само когато източникът на захранване е изключен). Кондензатор C5, свързан в нормален режим на запалване успоредно на контактите на прекъсвача ("Pr"), заменя кондензатора, разположен върху корпуса на разпределителя на запалването (трябва да бъде премахнат или изключен, тъй като нарушава нормалната работа на тиристорната система за запалване ). Клемите на проводниците, обозначени VK, VKB, General и Pr, са свързани към съответните клеми на бобината за запалване и прекъсвача, а контактите VKB и VK, оградени с пунктирани линии, се използват за свързване с проводник предварително свързан към същите клеми на запалителната бобина.
Напълно сглобеният тиристорен запалителен блок трябва да бъде свързан към прекъсвача и запалителната бобина със свещ (свързан между високоволтовия терминал и минуса на захранването) и след това, като приложите напрежение към него, проверете следните параметри: консумация на ток, изходно напрежение на токоизправителя, амплитуда и продължителност на пусковия импулс, импулс на разреждане на акумулаторен кондензатор.
Консумацията на ток на натоварения преобразувател, измерена от амперметър, свързан към захранващата верига на блока, трябва да бъде 1,3-1,5 A. Изходното напрежение на токоизправителя (на кондензатора C2), измерено според схемата, показана на фиг. . 6, трябва да бъде равно или по-малко от напрежението на отворената верига с 5-7% (понякога до 10%).
Ориз. 6. Верига за измерване на напрежението на акумулатора на енергия при работещ тиристорен блок за запалване
Амплитудата и продължителността на тригерния импулс, измерени от осцилоскопа, трябва да бъдат съответно 5-7 V и 150-250 μs. В интервала между импулсите (в момента на затваряне на контактите) малък шум с малка амплитуда (не повече от 0,1-0,2 от амплитудата на началния импулс). Ако се виждат малки "нарези" (обикновено с честотата на преобразувателя), тогава трябва да изберете капацитета на кондензатора C1.
Разрядният импулс на кондензатора за съхранение C2, гледан на екрана на осцилоскопа, има формата, показана на фиг. 5 Б. Зареждането на кондензатора трябва да приключи не по-късно от 2/3 от интервала между импулсите (обикновено завършва на 1 / 3-1 / 2 от пролуката).
Провереният тиристорен запалителен блок трябва да се остави в работно състояние за 30-40 минути, за да се контролира топлинният режим. През това време трансформаторът на преобразувателя трябва да се нагрее до температура не по-висока от 70-80 ° C (ръката толерира), а радиаторите на транзисторите - до 35-45 ° C.
Дизайнът на блока е произволен. Транзисторите с преобразуватели на напрежение са монтирани на плочи радиатори или профилиран дурал с дебелина 4-5 mm с обща площ 60-80 cm2.
На фиг. 7.
Ориз. 7. Дизайнът на тиристорната система за запалване
Поставете уреда върху автомобила (под капака), така че неговите изходни проводници VKB, VK и "Общи" да могат да бъдат свързани към съответните клеми на запалителната бобина (проводникът, свързващ "Общ" извод на бобината за запалване към прекъсвачът е премахнат). Към контактите "VKB" и "VK" на блока на блока за запалване свържете проводниците, които преди това са стояли на клемите със същото име на бобината за запалване.
Предимството на това устройство е автоматичното изключване на режима с няколко искри след стартиране на двигателя. Това елиминира възможността за спиране на двигателя с многоискрово запалване, ако размерът на пролуката в контактите на прекъсвача е по-голям от оптималния. При големи ъгли на отворено състояние на контактите на прекъсвача, искра може да се плъзне в следващия цилиндър по посока на разпределителя, което ще доведе до спиране на двигателя. Веригата може да работи при захранващо напрежение от 5 до 20 V. При обороти на двигателя от 1000 об/мин електронното запалително устройство консумира ток от около 0,3 A. С увеличаване на оборотите на двигателя консумацията на ток се увеличава и при 6000 об/мин достига около 1 А...
Напрежение от около 4000 V, до което се зарежда акумулаторният кондензатор C8, се формира с помощта на преобразувател на напрежение, направен по схема с външно възбуждане. Главният осцилатор, направен по схемата на мултивибратора на елементите D2.1 и D2.2, работи с честота от 5 ... 6 kHz, когато на входове 2 и 13 има логика "1". Разделителните инвертиращи каскади върху елементите D2.3 и D2.4 осигуряват предаването на антифазни правоъгълни импулси на мултивибратора към входовете на ключовете V6, V7 и V8, V9, свързани към намотките I и II на трансформатора T1. В намотка III се индуцира правоъгълно напрежение с амплитуда около 400 V. Това напрежение се изправя с помощта на моста V12 и зарежда акумулаторния кондензатор C8.
Режимът на многоискрово запалване при стартиране на двигателя се осигурява с помощта на мултивибратор на елементи D1.3 и D1.4. Честотата на мултивибратора е около 200 Hz, зададена от избора на кондензатори C1 и C2. Мултивибраторът преминава в автоосцилиращ режим, когато 12 V се подава от ключа на стартера към катода на диода V2 и го затваря. От изхода 3 на елемента D1.3 правоъгълните импулси на мултивибратора се подават към входа 4 на спусъка на Шмит, направени на елементите D1.1 и D1.2. Когато контактите на прекъсвача са затворени, на вход 5 на елемента D1.1. има логическа "0", а на неговия обратен изход има "логическа 1" независимо от нивото на напрежение на вход 4. Тогава мултивибраторът D2.1, D2.2 работи, а кондензаторът за съхранение се зарежда до напрежение от 400 V. Ако контактите на прекъсвача са отворени, тогава на изхода 6 на елемента D1.1 се появява "логическа 1" с честотата на мултивибратора D1.3, D1A. При отрицателен спад на напрежението, диференцираният импулс от този изход отваря транзистора V3, който задейства тиристора V10. Кондензатор C8 се разрежда през тиристора и първичната намотка на запалителната бобина, създавайки искра в свещта. Същият отрицателен спад на напрежението отива към входове 2 до 13 на мултивибратора D2 1, D2.2 и го спира, поради което ключовете V6 ... V9 са затворени, а енергията от батерията не се изразходва. След разреждането на кондензатора C8 тиристорът V10 се затваря. Поради осцилационния процес в първичната намотка на бобината за запалване, кондензаторът C8 се зарежда до ниво от 0,4 ... 0,5 от първоначалното напрежение. Процесът на многократно искри се случва, докато контактните пластини на прекъсвача са отворени. След стартиране на двигателя и изключване на стартера, диодът V2 се отваря, мултивибраторът D1.3, D1.4 се забавя и устройството преминава в режим на едноискрово запалване. Кондензатор C, заобикалящ прекъсвача, осигурява защита от отскачане. Превключвателят S1 включва преобразувателя на напрежение, за да захранва самобръсначката. Този превключвател може да се използва като устройство против кражба.
Трансформатор T1 е навит на феритна сърцевина Ø16x8 от тип М2000НМ и се състои от четири половини Ø8 X 8. Всяка намотка I и II съдържа по 22 намотки тел PEV-2 0,26. Устройството използва резистори MLT-0.25, електролитни кондензатори K50-6, C8-MBGO, 1.0 X 600 V. Транзистори V6, V8 от тип KT503, KT630, MP37, V7, V9 - KT817, KT819, KT808 A и a коефициент на предаване на тока най-малко 10. Транзистори V3 - KT502G, MP25B, MP26B, V4 - KT815 A ... G, KT404 A ... G. Диоди VI, V2 - всякакви с ниска мощност. Транзисторите V7, V9 са инсталирани на отделни радиатори с обща площ на разсейване най-малко 50 cm2.
При инсталиране на запалителното устройство е препоръчително да коригирате момента на запалване със стробоскоп. Правилно сглобеното устройство не е необходимо да се регулира.
Поздрави на скъпи колеги радиолюбители. Мнозина са се занимавали с много прости и следователно много ненадеждни системи за запалване в мотоциклети, мотопеди, мотори за лодки и подобни продукти от миналия век. Имах и мотопед. Искрата изчезваше от него толкова често и по толкова различни причини, че беше много досадно. Вие самият вероятно сте виждали автомобилисти, които непрекъснато се срещат по пътищата без искра, които се опитват да тръгнат от бягане, от хълм, от тласкач ... Като цяло трябваше да измисля собствената си система за запалване. Изискванията бяха както следва:
- трябва да бъде възможно най-просто, но не за сметка на функционалността;
- минимални промени на мястото на монтаж;
- захранване без батерии;
- подобряване на надеждността и мощността на искрата.
Всичко това, или почти всичко, е внедрено и е преминало много години на тестване. Останах доволен и искам да предложа сглобяването на такава схема на вас, които все още имате двигатели от миналия век. Но съвременните двигатели също могат да бъдат оборудвани с тази система, ако вашият собствен е станал неизползваем и е скъпо да закупите нов. Няма да ви подведе!
С новата електронна система за запалване искрата се увеличи с порядък, по-рано в слънчев ден нямаше да я видите, след това междината на свещта беше увеличена от 0,5 на ~ 1 мм и искрата беше синьо-бяла (дори тънка хартия Kipov беше запалена на стенда за изпитване в лабораторни условия). Всяко незначително замърсяване на свещта е станало незначително, тъй като системата е тиристорна. Мотопедът започна да пали, не само от пода - с четвърт оборот. Много стари свещи биха могли да бъдат върнати в експлоатация, като се извадят от „кофата за боклук“.
Декомпресора, който винаги "плюеше" и замърсяваше радиатора, беше свален, защото вече можете да изключите двигателя с обикновен ключ или бутон. Прекъсвачът, който винаги изисква поддръжка, беше изключен - след като е настроен, не изисква никаква поддръжка.
Схема на модула за запалване
Схема на свързване на модула
Печатни платки за монтаж
За ниска консумация на ток бяха избрани CMOS микросхема KR561LE5 и стабилизатор на светодиоди. KR561LE5 работи от 3 V и с много нисък (15 uA) ток, което е важно за тази верига.
Компараторът на елементите: DD1.1, DD1.2, R1, R2 служи за по-прецизен отговор на нивото на нарастващо напрежение след индукционния сензор и за елиминиране на реакцията на смущения. Генератор на импулсен тригер на елементите: DD1.3, DD1.4, R3, C1 е необходим за формиране на необходимата продължителност на импулса, за добра работа на импулсния трансформатор, ясно отключване на тиристора и за същото спестяване на мощността на веригата захранващ ток.
Импулсният трансформатор Т1 служи и за изолиране от високоволтовата част на веригата. Ключът е направен върху транзисторния модул K1014KT1A - той образува добър импулс, със стръмни ръбове и достатъчен ток в първичната намотка на импулсния трансформатор, което от своя страна осигурява надеждно отключване на тиристора. Импулсният трансформатор е направен върху феритен пръстен 2000NM / K 10 * 6 * 5 с намотки от 60-80 оборота на тел PEV или PEL 0,1 - 0,12 mm.
Светодиодният стабилизатор на напрежението е избран поради много малкия първоначален стабилизиращ ток, който също допринася за спестяването на текущата консумация на веригата, но в същото време ясно стабилизира напрежението на микросхемата на ниво от 9 V (1,5 V един светодиод) и също така служи като допълнителна светлина индикатор за наличието на напрежение от магнит, във веригата.
Ценеровите диоди VD13, VD14 служат за ограничаване на напрежението и се включват само при много високи обороти на двигателя, когато пестенето на енергия не е много важно. Препоръчително е да навиете такива намотки в магнит, така че тези ценерови диоди да се включват само в самия връх, само при възможно най-високото напрежение (в последната модификация ценеровите диоди не бяха инсталирани, тъй като напрежението никога не надвишава 200 V) . Два контейнера: C4 и C5 за увеличаване на мощността на искрата, по принцип веригата може да работи на един.
Важно! Диодът VD10 (KD411AM) беше избран според импулсните характеристики, други бяха много горещи, не изпълниха напълно функцията си за защита срещу обратно излъчване. Освен това през нея преминава обратна полувълна на трептене в бобината за запалване, което увеличава продължителността на искрата почти два пъти.
Тази схема показа и невзискателността на запалителните бобини - всички, които бяха под ръка, бяха монтирани и всичко работеше безупречно (за различни напрежения, за различни системи за запалване - прекъсващо, на транзисторен ключ).
Резистор R6 е предназначен да ограничи тока на тиристор и да го изключи точно. Избира се в зависимост от използвания тиристор, така че токът през него да не може да надвишава максимума за тиристора и най-важното е, че тиристорът има време да се изключи след разреждането на кондензаторите C4, C5.
Мостовете VD11, VD12 се избират според максималното напрежение от магнитните бобини.
Има два капацитета за зареждане на бобини за разреждане с високо напрежение (това решение също е много по-икономично и ефективно от преобразувател на напрежение). Това решение дойде, защото бобините имат различни индуктивни реактиви и техните индуктивни реактивни съпротивления зависят от честотата на въртене на магнитите, т.е. и на честотата на въртене на вала. Тези намотки трябва да съдържат различен брой завои, тогава при ниски скорости бобината с голям брой завои ще работи, а при високи скорости с малък, тъй като увеличаването на индуцираното напрежение с увеличаване на скоростта ще падне върху нарастващата индуктивност съпротивление на бобината с голям брой завои, а при В намотка с малък брой навивки напрежението нараства по-бързо от нейното индуктивно реактивно съпротивление. Така всичко се компенсира едно за друго и напрежението на заряда на капацитетите се стабилизира до известна степен.
Намотката за запалване в мотопеда "Верховина-6" се пренавива, както следва:
- първо, напрежението на екрана на осцилоскопа се измерва от тази намотка. Осцилоскопът е необходим за по-точно определяне на напрежението на максималната амплитуда на намотката, тъй като намотката, близка до максималното напрежение, е накъсо от прекъсвача и тестерът ще покаже определена подценена стойност на ефективно напрежение. Но капацитетите ще бъдат заредени до максималната амплитуда на напрежението и дори с пълен (без прекъсвач) период.
- след като навиете намотката, е необходимо да преброите броя на нейните завои.
- разделяйки максималното амплитудно напрежение на намотката на броя на нейните завои, получаваме колко волта дава един завой (волта / завой).
- разделяйки напреженията, необходими за нашата верига, на полученото (волт / завой), получаваме броя на завоите, които ще трябва да се навият за всяко от необходимите напрежения.
- навиваме го и го поставяме на клемния блок. Намотката на осветлението остава същата.
Части, използвани в диаграмата
Микросхема KR561LE5 (елементи 2 ИЛИ НЕ); интегриран ключ на MOS транзистора K1014KT1A; тиристор TC112-10-4; токоизправителни мостове KTs405 (A, B, C, D), KTs407A; импулсни диоди KD 522, KD411AM (много добър диод, други се нагряват или работят много по-зле); Светодиоди AL307 или други; кондензатори C4, C5 - K73-17 / 250-400V, останалите от всякакъв тип; резистори MLT. Файловете на проекта са сгънати тук. Схема и описание - Tnp.
Обсъдете статията СХЕМА НА ЕЛЕКТРОННО ЗАПАЛИВАНЕ
В тиристорните запалителни системи енергията за искровия разряд се съхранява в кондензатор, поради което често се наричат кондензатор. В момента на искрата кондензаторът се разрежда през тиристора и първичната намотка на запалителната бобина, а във вторичната намотка се индуцира високо напрежение.
Енергията Wc, натрупана в кондензатора C1, зависи от неговия капацитет и напрежението на квадрат (U2), подадено на кондензатора: Wc = OU2 / 2.
Следователно, кондензаторът се зарежда до напрежение 300 + 400 V от бордовата мрежа 12 + 14 V или друг източник на повишено напрежение чрез преобразувател на напрежение P и токоизправител B (виж фигурата).
Времето за пълно зареждане на акумулиращия кондензатор е много по-кратко от времето за съхранение на енергия в индуктора и може да бъде увеличено до 2 ms. Зависи от мощността и изходното съпротивление на преобразувателя и капацитета на акумулиращия кондензатор. Времето за зареждане на кондензатора се изчислява така, че до момента на подаване на следващата искра да е напълно зареден. Това гарантира, че енергията на искри е постоянна в целия честотен диапазон на искри. Тиристорите са по-малко чувствителни към пренапрежение от транзисторите. Системите за тиристорно запалване могат да работят със запалителна намотка с контакт на акумулатора, чиято максимална стойност на ЕМП на самоиндукция приблизително съответства на напрежението на зареждане на акумулиращия кондензатор. Прекъсващият кондензатор не влияе на работата на тиристорната система. Това му позволява бързо да премине към акумулаторна система в случай на повреда.
Високото напрежение на тиристорната запалителна система се повишава около десет пъти по-бързо, отколкото в акумулаторните и контактно-транзисторните системи. Следователно, той осигурява разрушаване на искровата междина в свещи с мръсни, карбонизирани изолатори. Но продължителността на разряда в искровата междина е много по-кратка (около 300 msec), отколкото в системи със съхранение на енергия в индуктивност (около 1 ms), тъй като честотата на трептения на веригата на акумулаторния кондензатор - първичната намотка в тиристорната система е много по-висока.
Според принципа на действие тиристорните запалителни системи са разделени на две групи: с непрекъснат импулс (многоимпулсен) и едноимпулсен акумулатор на енергия в резервоара.
В импулсните системи кондензаторът се зарежда с един правоъгълен импулс до крайното напрежение, след което има пауза до момента на разреждането му. При вериги с непрекъснато съхранение на енергия кондензаторът се зарежда с множество периодични импулси на напрежение.
Системите с импулсно съхранение позволяват прости средства за стабилизиране на напрежението на зареждане на кондензатор за съхранение, тоест да го направят независимо от промените в захранващото напрежение и други дестабилизиращи фактори. Въпреки това, при ниска начална честота на въртене на вала на двигателя в тези системи, поради увеличаване на времето за пауза, акумулиращият кондензатор успява да се разреди до известна степен до момента на искри и напрежението на искри намалява. Това налага строги изисквания към стойностите на токовете на утечка в елементите на вторичната верига - тиристор, акумулаторен кондензатор, изправителен диод и е недостатък на системите с импулсно съхранение.
Системите с непрекъснато съхранение на енергия са лишени от този недостатък. Тези системи са практически нечувствителни към течове в елементите на вторичната верига и гарантират, че напрежението на искри е независимо от оборотите на двигателя.
Схематична диаграма на тиристорна запалителна система с непрекъснато съхранение на енергия е показана на фигура 2
Той включва преобразувател P на постоянно напрежение 12 ¦ 15 V в променливо 300 + 400 V с честота около 500 Hz. Изправител на променливо напрежение V, тиристор VD5, акумулаторен кондензатор C1, блок за управление и късо съединение запалителна бобина.
Като преобразувател на напрежение може да се използва push-pull преобразувател със самовъзбуждане към трансформаторна връзка, показан на диаграмата, сглобен по схема с общ колектор на транзистори VTI, VT2, резистори R1, R2, R3, R4 и трансформатор .
Когато запалването е включено, напрежението на бордовата мрежа се подава към средната точка на намотката на трансформатора и към транзисторните колектори. Има ток в две успоредни вериги, който протича от средната точка на трансформатора през горната му половина, резистори Rl, R3, транзистор VT1 и през долната половина на трансформатора, резистори R2, R4, транзистор VT2. Поради разпространението на параметрите на транзисторите и резисторите tbk, в едната половина на трансформатора (да речем, горната) ще отиде малко по-голям, отколкото във втората (долната). Това причинява ускорено отключване на един транзистор (VT1) и заключване на втория (VT2). Транзисторите са в това състояние, докато магнитният поток в ядрото на трансформатора достигне насищане. Полученото рязко забавяне на нарастването на тока причинява EMF с противоположна полярност в намотките на трансформатора, който превключва транзисторите: заключва VT1 и отключва VT2. Транзисторите се превключват с честота от около 500 Hz, променяйки посоката на тока в намотката на трансформатора и на изхода на трансформатора се появява променливо напрежение от около 350 ¦ 400 V. Пълновълнов токоизправител на VD2 + VD4 диоди преобразува променливото напрежение в постоянно напрежение, което зарежда кондензатора C1. В момента на искри се изпраща положителен импулс от управляващия блок към управляващия електрод на тиристора VD5 по сигнал на контактен или безконтактен сензор. Тиристорът се отваря и кондензаторът се разрежда през първичната намотка на бобината за запалване, а във вторичната намотка се индуцира високо напрежение.
Нека разгледаме по-подробно основните етапи от работата на системата: зареждането на акумулиращия кондензатор след превключване на ключа VD5 в позиция 1 (етап 1, фиг. 2) и процесите, които възникват след отваряне на контактите на прекъсвача и превключвателя VD5 превключете в позиция 2 (етап 2, фиг. 3).
Етап 1.Съгласно еквивалентната схема (фиг. 2), верига, състояща се от акумулаторен кондензатор C1, резистор Rvn, чието съпротивление е равно на вътрешното съпротивление на преобразувателя, и резистор Rut, чието съпротивление е равно на резултантното съпротивление на изтичане във вторичната верига, с помощта на превключвателя VD5 се свързва към източник на постоянно напрежение Ub, който е трансформаторът.
Напрежението в кондензатора нараства експоненциално:
Където 
времевата константа на веригата за зареждане на кондензатора.
По правило Rut> Rvn (в противен случай, както ще бъде показано по-долу, системата изобщо не работи), а напрежението на кондензатора за съхранение след време t «ЗТ = 3Rbm С1 практически достига стационарната стойност Ub.
Енергията, съхранявана в електрическото поле на кондензатора, е равна на: We1 = C1 * U2v / 2
Необходимо условие за нормалната работа на системата е пълното зареждане на кондензатора C1 до напрежението Ub, през времето между две искри при максимална скорост на въртене на вала на двигателя.Като се има предвид, че кондензаторът във веригата на фиг. 1 започва да се зарежда само след като контактите на прекъсвача са затворени и ако приемем, че работният цикъл на прекъсвача е равен на 2, това условие за четиритактов двигател ще изглежда така:
където z е броят на цилиндрите на двигателя; Nmax - максимална скорост на въртене на коляновия вал на двигателя, об/мин. За двутактов двигател числителят на дясната страна трябва да бъде равен на 10. Така че, ако капацитетът на акумулиращия кондензатор CI = 1 μF, двигателят е четиритактов четирицилиндров с максимално въртене на коляновия вал скорост pmax = 6000 rpm, след това T< 0,83 мс, и внутреннее сопротивление преобразователя не должно превышать:
Нека разгледаме по-подробно влиянието на устойчивостта на теч Ryr върху работата на системата. Съпротивлението на изтичане се определя главно от тока на утечка на тиристора, използван като превключвател. Тиристорите от типа KU202M (N) имат максимална стойност на утечка: до 10 mA при напрежение 400 V. Съпротивлението на изтичане в този случай е:
По този начин условието Ryr> Rin е изпълнено дори в този краен случай и следователно влиянието на устойчивостта на изтичане в системи с непрекъснато съхранение на енергия може да се пренебрегне. Освен това в действителност токът на утечка на преобладаващото мнозинство тиристори от този тип не надвишава 0,2 + 0,3 mA.
На практика изпълнението на условието: около пълен заряд на кондензатора C1 до напрежението Ub, през времето между две искри при максимална скорост на въртене на вала на двигателя, не среща затруднения. След като се даде определена енергия Wcl и изберете стойността на изходното напрежение на преобразувателя Ub, от израза: C1 = 2 Wct / U в - определете капацитета на кондензатора за съхранение. Вътрешното съпротивление на преобразувателя Rbh се определя от неговата мощност. Колкото по-висока е мощността на преобразувателя, толкова по-ниско е вътрешното му съпротивление.
С помощта на достатъчно мощен преобразувател е възможно да се гарантира, че енергията Wcl, а оттам и вторичното напрежение, са постоянни до най-високата скорост на двигателя. Що се отнася до ниската скорост, очевидно е, че ако кондензаторът за съхранение е успял да се зареди до напрежението Ub при максимална скорост, той още повече ще има време да се зареди до това напрежение при ниска скорост на коляновия вал.
Етап 2. Свързване на заредения акумулаторен кондензатор C1 към първичната намотка на запалителната бобина.
На фиг. 3 е дадена опростена еквивалентна схема за втория етап от работния процес.
При съставянето и анализа му бяха направени следните предположения: галваничната връзка между намотките на запалителната бобина е елиминирана, искровият контакт на разпределителя се заменя с плъзгащ, разпределените капацитети на вторичната верига се заменят с един сглобен капацитет C1, активните съпротивления на намотките на запалителната бобина са равни на нула, коефициентът на свързване между намотките е равен на единица, вторичната е шунтирана, веригата липсва.
Съгласно еквивалентната схема, след отваряне на контактите на прекъсвача и превключване на превключвателя VD5 в положение 2, в първичната верига се образува осцилаторна верига, състояща се от индуктивността L1 на първичната намотка W1 на бобината за запалване и сумата от капацитетите на захранващия кондензатор CI и вторичната верига C2- (W2 / W1), редуциран до първичния ... Тъй като кондензаторът C1 беше зареден преди превключване, след него в първичната верига възникват естествени затихващи трептения, чиято честота (без да се вземат предвид процесите във вторичната верига) е равна на:
Поради факта, че в момента на превключване успоредно на захранващия кондензатор е свързан капацитет C2 (W2AV1), напрежението през кондензатора за съхранение намалява и максимумът на първичното напрежение, определен от условията за поддържане на заряда, ще бъде равно на:
Очевидно, ако Ulmax е максимумът на първичното напрежение, тогава максимумът на вторичното напрежение се определя от израза:
От този израз следва, че чрез подходящ избор на капацитета на акумулиращия кондензатор C1, така че CI> C2 (W2 / W1), е възможно да се постигне малка зависимост на вторичното напрежение U2max от стойността на капацитета C2, която е принципно невъзможно в класическата система за запалване
В допълнение, в кондензаторна система за запалване, максималното вторично напрежение зависи малко от стойността на съпротивлението, шунтиращо вторичната верига. Практиката потвърждава, че кондензаторната система за запалване остава работеща при ниски стойности на съпротивлението на шунта, до 100 K. Това значително намалява изискванията за грижа за запалителните свещи (почистването им, регулирането на пролуката и др.). Животът на свещите може да бъде значително удължен, тъй като свещите, които вече не могат да се използват в класическата система за запалване, могат да работят задоволително в кондензаторната система.
Това се дължи на факта, че тиристорите обикновено се използват като превключвател в кондензаторна система за запалване, чието време на превключване, което определя продължителността на предната част на първичното напрежение, е само няколко микросекунди. Разбира се, продължителността на предната част на вторичното напрежение зависи и от параметрите на запалителната бобина. Въпреки това, дори при използване на бобини от класическата система за запалване, предната част на импулса на вторичното напрежение в кондензаторната система се оказва много по-стръмна, отколкото в класическата.
Очевидно е, че загубите на енергия при определени стойности на съпротивлението на шунта и вторичното напрежение са пропорционални на продължителността на действието на това напрежение. Следователно, при стръмен фронт, през времето, докато напрежението достигне своя максимум, загубите ще бъдат по-малки, отколкото при плосък фронт. Това обяснява малката зависимост на U2max в кондензаторната система за запалване от съпротивлението, шунтиращо вторичната верига.
Веригата с непрекъснато съхранение на енергия в кондензатор се отличава с простота, технологичност и надеждност на дизайна. Недостатъкът му е зависимостта на енергията на акумулиращия кондензатор от напрежението на източника на енергия. През зимата, когато напрежението на батерията при стартиране падне до 7 + 8 V, кондензаторът се зарежда до напрежение от около 190 V, съхраняваната енергия в него намалява 4 пъти и стартирането е трудно.
Кондензаторните системи с импулсно съхранение на енергия в кондензатор позволяват добра искра, когато напрежението в бордовата мрежа се намали до 6,5 V. Но тези системи са относително по-сложни и по-скъпи. Използваните в тях полупроводникови устройства имат повишени изисквания за токове на утечка, които трябва да бъдат не повече от 0,1 mA.
В системи с импулсно съхранение на енергия, акумулиращият кондензатор се зарежда с един мощен импулс веднага след края на искровия разряд в свещта. На фиг. 4 е показана схематична диаграма на кондензаторна запалителна система с импулс
натрупване на енергия, а на фиг. 5 времеви графики на нейната работа.
Веригата включва транзистор VT1, който работи в ключов режим, усилващ трансформатор T1, кондензатор за съхранение C1, два диода VDi, VD2, тиристор VD3 и запалителна бобина (SC).
Когато ключът за запалване S е затворен и в момента на контактите на прекъсвача се отварят (ti), транзисторът VTI преминава в насищане. Управляващият ток протича от акумулатора през резисторите Poison, RI и R2, основата и емитера на транзистора към тялото на автомобила и "-" акумулатора. Транзисторът провежда линейно нарастващ ток на първичната намотка на трансформатора T1. Енергията се натрупва в магнитното поле Tf. С увеличаване на тока 16 в намотката (01 увеличава спада на напрежението през резистора R3. Това напрежение се подава към входа на управляващата верига и когато токът достигне зададената стойност 1р, ключовете VT1 и VD3 се затварят от грешката сигнал Токът в намотката 0) 1 спира (В, фиг. 5). Енергията, акумулирана в магнитното поле на трансформатора T1, равна на L1 1 p / 2, където L1 е индуктивността на намотката (01 на трансформатора T1, създава импулси на напрежение в неговите намотки. преминава през диода VD1 и зарежда съхраняващ кондензатор C1 до високо напрежение от 350 V. Диод VD 1 предотвратява разряда на кондензатора C1 през намотката 0-2 след края на импулса.
По този начин напрежението на зареждане на акумулиращия кондензатор не зависи от захранващото напрежение и при постоянни стойности на t |, LI и CI се определя само от прекъсващия ток 1p.
Посоченото свойство на системата позволява да се получи стабилизирано вторично напрежение чрез относително прости средства. За това е необходимо да има управляваща верига със стабилен праг на реакция. Практическото прилагане на такава схема не е трудно.
В момента U контактите на прекъсвача са затворени, което не се отразява на работата на системата.
В момента ts контактите на прекъсвача се отварят отново и ключовете VT1 и VD3 се отварят.
Ключът VT1 свързва намотката C01 на трансформатора T1 към източника на захранване и линейно нарастващ ток започва да тече отново през него. Ключът S2.2 свързва акумулиращия кондензатор, зареден до напрежение 350 V, към първичната намотка WI на запалителната бобина. В
Във вторичната намотка W2 на запалителната бобина се индуцира високо напрежение, което се подава през разпределителя към свещите. След това описаните процеси се повтарят. В момент t6 токът в намотката (01 на трансформатора достига предварително зададената стойност 1p, в момент t7 акумулаторният кондензатор се зарежда отново. В момент U контактите на прекъсвача се отварят и в свещта настъпва искров разряд.
Между моментите, когато акумулиращият кондензатор се зарежда (b, t?, фиг. 5) и моментите, когато кондензаторът е свързан към запалителната бобина (t5, ts), минава интервалът от време XI. През това време акумулаторният кондензатор се разрежда през обратните съпротивления на диода VD 1, тиристора и собственото му изолационно съпротивление, а напрежението върху него намалява с AU в момента на искрата. На фиг. 5, пунктираната линия показва идеалния случай, когато няма течове.
Колкото по-ниска е честотата на искри и следователно, колкото по-дълъг е периодът T и интервалът XI, толкова повече ще бъде разреден акумулаторният кондензатор и толкова по-ниско ще бъде напрежението на искри. При значителен ток на утечка може да се случи вторичното напрежение при ниски пускови обороти на двигателя да падне толкова много, че да се окаже недостатъчно за разрушаване на искровата междина на свещта.
Нека определим допустимия ток на утечка във вторичната верига на система с импулсно съхранение на енергия, при който системата остава работеща при най-ниските начални скорости на вала на двигателя, за които XI = T.
Количеството електричество, първоначално съхранявано в кондензатора C1 за съхранение, е: Ql-Cl-UI.
където C1 е капацитетът на акумулиращия кондензатор; U1 е първоначалното напрежение на неговия заряд.
Общият ток на утечка във вторичната верига ще бъде обозначен с 1ut.
Тогава количеството електричество, загубено от кондензатора за съхранение през времето XI * T, ще бъде равно на: AQ - 1ut- T = I) nr / F, където F е честотата на искри.
Количеството електричество, оставащо в акумулиращия кондензатор до момента на образуване на искра, се определя от израза; Q2 = Q1 -AQ = C1 - 111 -Iyr / F, а напрежението U1 на акумулиращия кондензатор, съответстващо на това количество електроенергия, ще се определи като: U2 = Q2 / C1 = U1 -Iyr / (F C1), и следователно, намаляването на напрежението до момента на искрата ще бъде равно на: di = 1yt / (F C1).
Крайният израз за определяне на допустимия общ ток на утечка Iut, mA, за четиритактов четирицилиндров двигател ще бъде:
1out5p-C1 -U1 -y / 3, където n е скоростта на вала на двигателя, об/мин; y = 100 AU / U1 - допустимо намаляване на напрежението на искри при честота n,%; Ш - начално напрежение на заряда на акумулиращия кондензатор, V; C1 - капацитет на акумулиращия кондензатор, μF.
Като пример, нека определим допустимата стойност на тока на утечка за следния практически случай, минималната начална скорост на вала на двигателя е n = 150 rpm; капацитет на акумулиращия кондензатор CI = 1 μF; първоначалното напрежение в кондензатора за съхранение е U1 = 350 V, а допустимото му намаление е V = 15% (4U = 52 V):
\ ut £ 150 -10 350 - 1S / 3 = 0,26mA.
Както бе споменато по-горе, токът на утечка на тиристор от типа KU202M (N), според неговите технически спецификации, може да достигне 10 mA и въпреки това такъв тиристор е ефективен в система с непрекъснато съхранение на енергия. За система със съхранение на импулси такъв тиристор е неподходящ. Дори ако токът на утечка на тиристора е равен на 1 mA, напрежението на искри при стартиране на двигателя n = 150 об / мин ще намалее с 57%, т.е. не 350 V, а само 150 V ще бъдат подадени към първичната намотка на запалването намотка и системата ще бъде неработеща.
В тази връзка тиристорите за системи с импулсно съхранение на енергия трябва да бъдат специално подбрани за тока на утечка. На практика обаче това не среща трудности, тъй като по-голямата част от тиристорите имат ток на утечка от 0,2 + 0,3 mA.
Както в система с непрекъснато съхранение на енергия, в този случай необходимо условие за нормалната работа на системата е и пълното зареждане на акумулиращия кондензатор в момента на неоплазмата при максимална скорост на двигателя.
От фиг. 5 се вижда, че времето за зареждане на акумулиращия кондензатор се състои от две фази - времето T2 на нарастване на тока в намотката (01 на трансформатора T1 и времето Tz на директния заряд на кондензатора след текущото прекъсване. , условието за нормална работа на системата с натрупване на импулси за четиритактов двигател ще изглежда така: T2 + TZ< 120/Z Птах, где г - число цилиндров; птах - максимальная частота вращения вала двигателя.
Сравнението на това условие с аналогичното за СЗ с непрекъснато натрупване показва, че то е по-малко строго и на практика изпълнението му не среща затруднения.
Процесите, протичащи в момента на отваряне на контактите на прекъсвача и превключване на ключа в позиция 2 в система с импулсно съхранение на енергия, не се различават от тези на процесор в система с непрекъснато съхранение.
Импулсните системи за съхранение на енергия имат най-бързата скорост на нарастване на високо напрежение. Но продължителността на индуктивния компонент на искровия разряд в свещите е намалена от няколко милисекунди (в системи със съхранение на енергия в индуктивност) до десетки или стотици микросекунди. Това влошава запалването и изгарянето на работната смес при средни натоварвания и следователно води до увеличаване на разхода на гориво и токсичността на отработените газове. За да се премахнат тези недостатъци, е необходимо да се коригират машините за синхронизиране на запалването и да се увеличи пролуката в свещите до 1,2 + 1,5 mm, което води до допълнително увеличаване на вторичното напрежение и интензивна работа на изолационните части на високоволтовите система.