O mașină modernă este greu de imaginat fără contact. Principalele avantaje pe care le oferă sistemul de aprindere electronică sunt binecunoscute, acestea sunt următoarele:
arderea mai completă a combustibilului și creșterea asociată a puterii și eficienței;
reducerea toxicității gazelor de eșapament;
ameliorarea pornirii la rece
creșterea resurselor de bujii;
consum redus de energie;
posibilitatea controlului cu microprocesor al aprinderii.
Dar toate acestea se aplică în principal sistemului CDI.
În prezent, în industria auto nu există practic sisteme de aprindere bazate pe acumularea de energie într-un condensator: CDI (Condensator Discharge Ignition) - este și tiristor (condensator) (cu excepția motoarelor în 2 timpi importate). Și sisteme de aprindere bazate pe acumularea de energie în inductanță: ICI (inductor bobină de aprindere) a supraviețuit momentului de tranziție de la contacte la comutatoare, unde contactele întrerupătorului au fost înlocuite cu o cheie de tranzistor și un senzor Hall fără a suferi modificări fundamentale (un exemplu de aprindere în VAZ 2101 ... 07 și în sistemele de aprindere integrale VAZ 2108 ... 2115 și mai departe). Motivul principal al distribuției dominante a sistemelor de aprindere ICI este posibilitatea de execuție integrală, care presupune o producție mai ieftină, simplificarea asamblarii și instalării, pentru care utilizatorul final plătește.
Cu aceasta, ca să spunem așa, sistemul ICI are toate dezavantajele, principalul dintre acestea fiind rata relativ scăzută de remagnetizare a miezului și, ca urmare, o creștere bruscă a curentului de înfășurare primară cu o creștere a turației motorului, si pierderi de energie. Acest lucru duce la faptul că, odată cu creșterea vitezei, aprinderea amestecului se înrăutățește, ca urmare, faza momentului inițial de creștere a presiunii flash se pierde, iar eficiența se deteriorează.
O soluție parțială, dar departe de a fi cea mai bună, la această problemă este utilizarea bobinelor de aprindere duble și cvadru (așa-numitele).Prin aceasta, producătorul a distribuit sarcina pe frecvența de remagnetizare de la o bobină de aprindere la două sau patru, astfel reducerea frecvenței de remagnetizare a miezului pentru aprinderea unei bobine.
Vreau să remarc faptul că la mașinile cu circuit de aprindere (VAZ 2101 ... 2107), în care scânteia se formează prin întreruperea curentului într-o bobină de rezistență suficient de mare cu un întrerupător mecanic, că înlocuirea acesteia cu un comutator electronic de la sau similar în mașinile cu o bobină de înaltă rezistență nu face altceva decât să reducă sarcina curentă pe contact.
Faptul este că parametrii RL ai bobinei trebuie să îndeplinească cerințe contradictorii. În primul rând, rezistența activă R trebuie să limiteze curentul la un nivel suficient pentru a acumula cantitatea necesară de energie în timpul pornirii, când tensiunea bateriei poate scădea de 1,5 ori. Pe de altă parte, prea mult curent duce la defectarea prematură a grupului de contact, prin urmare este limitat de variator sau de durata impulsului pompei c. În al doilea rând, pentru a crește cantitatea de energie stocată, este necesară creșterea inductanței bobinei. În același timp, cu o creștere a rotațiilor, miezul nu are timp să se remagnetizeze (așa cum este descris mai sus). Ca urmare, tensiunea secundară din bobină nu are timp să atingă valoarea nominală, iar energia scânteii, proporțională cu pătratul curentului, scade brusc la turații mari (mai mult de ~3000) ale motorului.
Avantajele unui sistem electronic de aprindere se manifestă cel mai pe deplin într-un sistem de aprindere cu condensator cu stocare de energie într-un rezervor, și nu într-un miez. Una dintre opțiunile pentru sistemul de aprindere a condensatorului este descrisă în acest articol. Astfel de dispozitive îndeplinesc majoritatea cerințelor pentru sistemul de aprindere. Cu toate acestea, distribuția lor în masă este împiedicată de prezența în circuit a unui transformator de impulsuri de înaltă tensiune, a cărui fabricare este o dificultate cunoscută (mai multe despre aceasta mai jos).
În acest circuit, condensatorul de înaltă tensiune este încărcat de la un convertor DC/DC, pe tranzistoarele P210, când sosește un semnal de control, tiristorul conectează condensatorul încărcat la înfășurarea primară a bobinei de aprindere, în timp ce DC-DC funcționează în modul generator de blocare se oprește. Bobina de aprindere este folosită doar ca transformator (circuit LC de impact).
De obicei, tensiunea de pe înfășurarea primară este normalizată la 450 ... 500V. Prezența unui generator de înaltă frecvență și stabilizarea tensiunii fac ca cantitatea de energie stocată să fie practic independentă de tensiunea bateriei și de viteza arborelui. O astfel de structură este mult mai economică decât atunci când energia este stocată într-un inductor, deoarece curentul trece prin bobina de aprindere numai în momentul aprinderii. Utilizarea unui convertor autooscilant în 2 timpi a făcut posibilă creșterea eficienței la 0,85. Schema de mai jos are avantajele și dezavantajele sale. LA virtuti ar trebui atribuite:
normalizarea tensiunii secundare, indiferent de turația arborelui cotit în domeniul de turație de funcționare.
simplitatea designului și, ca rezultat, fiabilitate ridicată;
Eficiență ridicată.
Spre dezavantaje:
încălzire puternică și, ca urmare, nu este de dorit să îl plasați în locul compartimentului motorului. Cel mai mult, după părerea mea, o locație bună este bara de protecție a mașinii.
În comparație cu sistemul de aprindere ICI cu stocare de energie în bobina de aprindere, aprinderea condensatorului (CDI) are următoarele avantaje:
rată mare de mișcare de înaltă tensiune;
și timp de ardere suficient (0,8 ms) de descărcare a arcului și, ca urmare, o creștere a presiunii fulgerului amestecului de combustibil în cilindru, din această cauză, rezistența motorului la detonare crește;
energia circuitului secundar este mai mare, deoarece este normalizat de timpul de ardere a arcului din momentul aprinderii (MZ) până la punctul mort superior (PMS) și nu este limitat de miezul bobinei. Ca rezultat - o mai bună inflamabilitate a combustibilului;
arderea mai completă a combustibilului;
o mai bună autocurățare a bujiilor, a camerelor de ardere;
lipsa pre-aprinderii.
mai puțină uzură erozivă a contactelor bujiilor, distribuitor. Ca rezultat - o durată de viață mai lungă;
pornire sigur pe orice vreme, chiar și cu o baterie descărcată. Unitatea începe să funcționeze cu încredere de la 7 V;
funcționarea moale a motorului, datorită unui singur front de ardere.
Pentru transformator se folosește un inel cu permeabilitate magnetică h = 2000, secțiune >= 1,5 cm 2 (de exemplu, s-au arătat rezultate bune: „nucleu M2000NM1-36 45x28x12”).
Date de înfășurare:
Tehnologia de asamblare:
Înfășurarea se aplică întors pentru a răsturna o garnitură epoxidică proaspăt impregnată.
După terminarea stratului sau înfășurarea într-un singur strat, înfășurarea este acoperită cu rășină epoxidică până când golurile interturn sunt umplute.
Înfășurarea este închisă cu o garnitură peste rășină epoxidică proaspătă, stoarcendu-se excesul. (din cauza lipsei de impregnare cu vid)
De asemenea, ar trebui să acordați atenție încheierii concluziilor:
se pune un tub fluoroplastic și se fixează cu un fir de nailon. Pe infasurarea step-up, cablurile sunt flexibile, realizate cu sarma: MGTF-0.2 ... 0.35.
După impregnarea și izolarea primului rând (înfășurări 1-2-3, 4-5-6), o înfășurare treptată (7-8) este înfășurată în jurul întregului inel în straturi, rând pe rând. , expunerea straturilor, „miei” – nu sunt permise.
Din calitatea fabricării transformatorului, fiabilitatea și durabilitatea unității sunt aproape de invidiat.
Locația înfășurărilor este prezentată în Figura 3.
Pentru o mai bună disipare a căldurii se recomandă asamblarea blocului într-o carcasă cu aripioare din duraluminiu, dimensiunea aproximativă este de 120 x 100 x 60 mm, grosimea materialului este de 4...5 mm.
Tranzistoarele P210 sunt plasate pe peretele carcasei printr-o garnitură termoconductoare izolatoare.
Montarea se realizează prin montare suspendată, ținând cont de regulile de montare a dispozitivelor cu impulsuri de înaltă tensiune.
Placa de control poate fi realizată pe o placă de circuit imprimat sau pe o placă de prototipare.
Dispozitivul finit nu necesită ajustare, este necesar doar să clarificați includerea înfășurărilor 1, 3 în circuitul tranzistorului de bază și, dacă generatorul nu pornește, schimbați-le.
Condensatorul instalat pe distribuitor la utilizarea CDI este oprit.
Detalii
Practica a arătat că o încercare de a înlocui tranzistoarele P210 cu cele moderne din siliciu duce la o complicație semnificativă a circuitului electric (vezi 2 diagrame inferioare pentru KT819 și TL494), necesitatea unei reglaje atente, care după unul sau doi ani de funcționare în condiții severe. condițiile (încălzire, vibrații) trebuie efectuate din nou.
Practica personală din 1968 a arătat că utilizarea tranzistoarelor P210 vă permite să uitați de unitatea electronică pentru 5 ... .
1969-2006 Toate drepturile asupra acestui design de circuit aparțin lui VV Alekseev. Când reimprimați este necesară o legătură.
Puteți adresa o întrebare la adresa indicată în colțul din dreapta jos.
Literatură
P. ALEKSEEV
Sistemul de aprindere cu tiristoare dintr-un motor de mașină a câștigat o popularitate atât de mare încât astăzi practic nu există șoferi care să nu manifeste interes pentru el.
O diagramă schematică a unei versiuni dovedite a blocului sistemului de aprindere cu tiristoare este prezentată în fig. unu.
Orez. 1. Schema schematică a unității de aprindere cu tiristoare
Liniile punctate punctate evidențiază componentele blocului: o sursă de înaltă tensiune, un dispozitiv de stocare a energiei, un generator de impulsuri de pornire, un comutator de aprindere „Electronic - convențional”.
Sursa de inalta tensiune, care este un convertor de tranzistor push-pull (un singur ciclu poate să nu ofere rata de încărcare necesară a dispozitivului de stocare a energiei), este proiectat pentru a converti tensiunea joasă (12-14 V) a unei baterii sau a unui generator de mașină într-o tensiune constantă relativ ridicată de 380-400 V. Alegerea unei astfel de tensiuni nu este întâmplătoare. Faptul este că energia din bujia motorului cu un sistem de aprindere cu tiristor este determinată de expresia A \u003d C * U 2 / 2. din care rezultă că cu cât capacitatea (C) a stocării de energie este mai mare și cu cât tensiunea (U) este mai mare, cu atât energia în scânteie este mai mare. Creșterea tensiunii este limitată de limita de rezistență electrică a izolației înfășurării primare a bobinei de aprindere (400-450 V), iar creșterea capacității este limitată de timpul de încărcare al condensatorului de stocare, care ar trebui să fie mai mic decât durata intervalului inter-sparke. Pe baza acestui lucru, într-un sistem de aprindere cu tiristoare, tensiunea de ieșire a convertorului este de obicei 300-400 V, iar capacitatea condensatorului de stocare este de 1-2 microfaradi.
Transformatorul convertizorului de tensiune este elementul cel mai consumator de timp al sistemului de aprindere. În condiții de amatori, nu este întotdeauna posibilă utilizarea oțelului de transformator recomandat de autorul unui anumit articol. Cel mai adesea, circuitele magnetice cu caracteristici necunoscute sunt utilizate de la transformatoare vechi demontate, bobine. După cum a arătat experiența, un transformator convertor de tensiune poate fi realizat fără calcule preliminare, în funcție de calitatea oțelului transformatorului, dar cu o putere ușor supraestimată, ceea ce nu va face decât să îmbunătățească performanța convertorului.
Datele transformatorului pot fi următoarele: secțiunea transversală a circuitului magnetic este de 3,5-4,5 cm2; înfășurări I și IV - 9 spire de sârmă PEV-2 0,47-0,53 fiecare; înfășurări II și III - 32 de spire de sârmă PEV-2 1,0-1,1 fiecare; înfășurare V - 830-880 spire de sârmă PELSHO sau PEV-2 0,31-0,35.
Între rândurile de înfășurări de înaltă tensiune, precum și între înfășurări, trebuie așezată pânză lăcuită sau hârtie de condensator. Asamblarea plăcilor circuitului magnetic se realizează strâns și fără goluri (prezența golurilor de andocare reduce drastic calitatea transformatorului).
După asamblarea întregului convertor cu un redresor pe diode D3-D6 sub forma unei singure unități, acesta trebuie verificat în funcție de următorii parametri: puterea curentului fără sarcină consumat, valoarea tensiunii constante la ieșire de convertor, forma curbei tensiunii pe înfășurarea de ieșire V, frecvența curentului convertizorului.
Verificarea se efectuează conform schemei prezentate în fig. 2.
Orez. 2. Circuit de testare a convertizorului de tensiune
Când înfășurările I, II, III și IV sunt pornite corect, convertorul de tensiune ar trebui să înceapă imediat să funcționeze (se aude un sunet slab creat de circuitul magnetic al transformatorului). Curentul consumat de convertizorul de tensiune, măsurat de ampermetrul IP1, trebuie să fie între 0,6-0,8 A (în funcție de secțiunea transversală și gradul de oțel al circuitului magnetic al transformatorului).
După oprirea alimentării, rezistorul R1 (vezi Fig. 2) este îndepărtat, intrarea „Y” a osciloscopului este comutată la punctele 3 și 4 (vezi Fig. 1) ale punții redresoare și un condensator cu o capacitate de 0,25-1 este conectat la punctele 1 și 2, 0 uF pentru o tensiune nominală de 600 V și în paralel cu acesta un voltmetru DC cu o scară de 0-600 V. Reaplicați puterea la convertor, măsurați tensiunea DC la ieșirea redresorului. La ralanti, poate ajunge la 480 -550 V (în funcție de numărul de spire ale înfășurării V). Selectând rezistorul R5 (începând de la cel mai mare rating), se realizează o scădere a acestei tensiuni la 370-420 V. În același timp, pe ecranul osciloscopului se observă forma curbei tensiunii de ieșire a convertorului. La ralanti, ar trebui să corespundă cu fig. 3, a (supratensiunile frontale pot atinge 25-30% din amplitudinea tensiunii secundare), iar cu rezistorul conectat R5 - curba prezentată în fig. 3, b (emisiile fronturilor sunt reduse la 10 - 15%). Apoi, folosind un osciloscop, se măsoară frecvența convertorului - poate fi în intervalul 300-800 Hz (o frecvență mai mare, care se poate datora asamblarii insuficient de atent a circuitului magnetic al transformatorului, este nedorită, deoarece conduce la încălzirea crescută a transformatorului).
Orez. 3. Diagrame ale tensiunii de ieșire a convertorului
Aceasta completează testul funcționării convertorului de tensiune.
Diodele D1 și D2 limitează la nivelul de 0,6-0,8 V tensiunile care închid tranzistoarele și, prin urmare, protejează joncțiunile emițătorului de defectare și, de asemenea, ajută la reducerea amplitudinii supratensiunilor fronturilor secundare de tensiune.
În convertorul de tensiune, tranzistoarele precum P210A, P209, P217 și altele similare acestora cu un coeficient de transfer de curent de cel puțin 12-15 funcționează bine. O condiție prealabilă este selectarea unei perechi de tranzistoare cu același coeficient de transfer de curent.
În redresor (D3-D6), puteți utiliza orice diode de siliciu cu Uobr> 500-600 V și Ipr> 1 A.
Stocare a energiei este un condensator cu o capacitate de 1-2 uF, încărcat de la redresorul convertizorului la o tensiune de 400-300 V și descărcat în momentul declanșării prin tiristorul de deschidere D7 și înfășurarea primară a bobinei de aprindere. În sistemul de aprindere luat în considerare, condensatorul C2 joacă rolul unui dispozitiv de stocare a energiei. Puteți folosi orice condensator de hârtie (MBGP, MBGO etc.) cu o tensiune nominală de 500-600 V. Este recomandabil să selectați un condensator a cărui capacitate să fie puțin mai mare decât cea nominală, care va afecta pozitiv energia din scânteie. (mai ales când tensiunea redresorului este mai mică de 380 V).
În sistemul de aprindere cu tiristoare asamblat conform schemei prezentate în fig. 1, pe lângă acumulatorul principal de energie (condensator C2), este prevăzut un condensator de „pornire” C3, conectat în paralel cu condensatorul C2 folosind contactele releului P1 (tensiune de acționare a releului 6-8 V), care este declanșat de tensiunea furnizată. la terminalul „VK” în timpul pornirii motorului de pornire. Acest lucru a fost făcut pentru a crește energia în scânteie prin creșterea capacității de stocare, reducând în același timp tensiunea bateriei la 7-9 V.
Tensiunea de pornire a tiristorului utilizat în sistemul de aprindere trebuie să fie mai mică de 500 V, iar curentul de scurgere la o tensiune de funcționare de 400 V nu trebuie să depășească 1 mA. Din păcate, tensiunea de pornire a tiristoarelor chiar și a unui lot poate diferi semnificativ, așa că este foarte de dorit să se verifice tiristorul pentru tensiunea de pornire și curentul de scurgere.
Porniți modelul de pulsîn sistemul de aprindere cu tiristoare, acesta îndeplinește cea mai importantă funcție: generează impulsuri de o anumită formă, durată și amplitudine și le livrează electrodului de control al tiristorului exact în momentul în care contactele întreruptorului se deschid. Putem presupune că indicatorii de calitate ai unității de aprindere a tiristoarelor sunt determinați de cât de perfect este modelul de impuls de pornire. În plus, trebuie să aibă imunitate ridicată la zgomot la tot felul de supratensiuni și scăderi ale tensiunii rețelei de bord a mașinii și să fie fără pretenții la calitatea întreruptorului și, în primul rând, la săritul contactelor acestuia. Cea mai bună performanță din acest punct de vedere este asigurată de un transformator de modelare a impulsurilor de pornire. Este format dintr-un transformator de impulsuri Tr2, diode D8 și D9, condensator C4 și rezistențe R7, R8. Când contactele întreruptorului sunt închise, curentul care circulă prin rezistențele R7, R8 și înfășurarea primară a transformatorului creează o rezervă de energie în înfășurările transformatorului, ceea ce asigură apariția unui impuls de polaritate pozitivă în înfășurarea secundară în momentul în care întrerupătorul se află. contactele deschise. Acest impuls g merge direct la electrodul de control al tiristorului D7, îl deschide și astfel asigură descărcarea condensatorului C2 prin bobina de aprindere.
Pentru a elimina impulsurile false de pornire care apar în momentul săriturii contactelor întreruptorului, înfășurarea primară a transformatorului este derivată de dioda D9 și condensatorul C4 conectate în paralel. Capacitatea acestui condensator, în funcție de datele transformatorului de impulsuri, este selectată empiric. Dioda D8 limitează la nivelul de 0,6-0,8 V un impuls negativ pe înfășurarea II a transformatorului care apare atunci când contactele întreruptorului sunt închise, protejând tranziția de control a tiristorului de defectare.
Deschiderea sigură a tiristorului este asigurată de un impuls cu o amplitudine de aproximativ 5-7 V și o durată de 100-200 μs.
Pentru un transformator de impulsuri, poate fi utilizat orice miez magnetic în formă de W cu o secțiune transversală de 0,7-1,5 cm2. În primul rând, este de dorit să se testeze o versiune experimentală a transformatorului: 80-120 de spire de sârmă PEV-0,35-0,5 sunt înfășurate pe cadru (înfășurare I), iar deasupra lor 35-40 de spire ale aceluiași fir (înfășurare). II). După asamblarea circuitului magnetic, fără a-l strânge, la transformator (Fig. 4)
Orez. 4. Schema de verificare și setare a modelului de puls
Conectați temporar toate elementele modelului de impuls de pornire (D8, D9, C4, R7 și R8), electrodul de control și catodul tiristor (anodul tiristor rămâne liber). Ca întrerupător, contactele P1 / 1 ale releului electromagnetic P1 (tip RES-6 sau RES-22) sunt incluse în circuitul înfășurării primare a transformatorului, a cărui înfășurare este conectată la rețea printr-un rezistor de stingere. (Rgas) sau un transformator coborâtor. Un inel de cauciuc este pus pe grupul de contact al releului pentru a reduce saritura contactului. Un astfel de dispozitiv asigură funcționarea generatorului de impulsuri de pornire cu o frecvență de 100 Hz, corespunzătoare frecvenței de rotație a arborelui cotit al unui motor cu patru cilindri, egală cu 3000 rpm. Saritura inevitabila a contactelor releului va permite sa configurati modelul de impuls de pornire sa functioneze in conditii mai dure decat un intrerupator real (din acest motiv nu trebuie sa folositi un releu polarizat care sa nu sari contactele). Pornirea alimentării, observați pe ecranul osciloscopului curba de tensiune la intrarea tiristorului, care ar trebui să aibă forma prezentată în Fig. 5, a, aflați parametrii inițiali ai pulsului de pornire. Prin reducerea sau creșterea numărului de spire ale înfășurării secundare a transformatorului, este posibil să se reducă sau respectiv să se mărească amplitudinea impulsului și prin selectarea numărului de spire ale înfășurării primare și a capacității condensatorului C4 - modificarea durata impulsului si „puritatea” acestuia din punct de vedere al protectiei impotriva sariturii contactelor intrerupatorului. De regulă, după două sau trei teste, este posibil să se selecteze datele pieselor astfel încât pulsul să aibă durata și amplitudinea necesare, iar săritul contactelor întreruptorului să nu afecteze stabilitatea funcționării și forma curba de tensiune a impulsurilor de pornire. Conform datelor obținute în urma testelor, se realizează o versiune funcțională a transformatorului de impulsuri.
Orez. Fig. 5. Diagrame ale tensiunii impulsului de pornire (a) și impulsului de descărcare a condensatorului de stocare (b)
Comutator de aprindere „electronic - convențional”, asamblat pe comutatoare basculante sau un comutator biscuit, asigură o tranziție rapidă de la un tip de aprindere la altul (pentru a evita deteriorarea unității de aprindere a tiristoarelor, comutarea se efectuează numai atunci când sursa de alimentare este oprită). Condensatorul C5, conectat în modul normal de aprindere în paralel cu contactele întreruptorului („Pr”), înlocuiește condensatorul situat pe carcasa distribuitorului de aprindere (trebuie scos sau deconectat, deoarece perturbă funcționarea normală a sistemului de aprindere cu tiristoare). ). Bornele conductoarelor, marcate VK, VKB, General și Pr, sunt conectate la bornele corespunzătoare ale bobinei de aprindere și întrerupător, iar contactele VKB și VK încercuite de linii punctate sunt utilizate pentru a conecta firele conectate anterior la bornele bobinei de aprindere cu același nume.
O unitate de aprindere cu tiristoare complet asamblată trebuie conectată la un întrerupător și o bobină de aprindere cu o bujie (conectată între borna de înaltă tensiune și minusul sursei de alimentare), apoi, după aplicarea tensiunii acesteia, verificați următoarele parametri: consumul de curent, tensiunea de ieșire redresor, amplitudinea și durata impulsului de pornire, impulsul de descărcare a condensatorului de stocare.
Puterea curentului consumat al convertorului încărcat, măsurată de un ampermetru conectat la circuitul de alimentare al unității, ar trebui să fie de 1,3-1,5 A. Tensiunea de ieșire a redresorului (pe condensatorul C2), măsurată conform circuitului prezentat. în fig. 6, ar trebui să fie egală cu tensiunea în circuit deschis sau mai mică de 5-7% (uneori până la 10%).
Orez. Fig. 6. Schema de măsurare a tensiunii la dispozitivul de stocare a energiei atunci când unitatea de aprindere cu tiristoare este în funcțiune.
Amplitudinea și durata impulsului de declanșare măsurate de osciloscop ar trebui să fie de 5-7 V și, respectiv, 150-250 µs. În intervalul dintre impulsuri, apare o mică interferență cu o amplitudine mică (nu mai mult de 0,1-0,2 din amplitudinea impulsului de pornire) (în momentul închiderii contactelor). Dacă sunt vizibile mici „crestături” (de obicei cu frecvența convertorului), atunci trebuie selectată capacitatea condensatorului C1.
Impulsul de descărcare al condensatorului de stocare C2, vizualizat pe ecranul osciloscopului, are forma prezentată în Fig. 5 B. Încărcarea condensatorului trebuie să se termine nu mai târziu de 2/3 din intervalul dintre impulsuri (de obicei se termină la 1/3-1/2 din interval).
Unitatea de aprindere cu tiristoare testată trebuie lăsată în stare de funcționare timp de 30-40 de minute pentru a controla regimul termic. În acest timp, transformatorul convertizorului trebuie încălzit la o temperatură care să nu depășească 70-80 ° C (mâna suferă), iar radiatoarele tranzistoarelor - până la 35-45 ° C.
Designul blocului este arbitrar. Tranzistoarele convertoare de tensiune sunt montate pe radiatoare cu plăci sau duraluminiu profilat de 4-5 mm grosime cu o suprafață totală de 60-80 cm2.
În fig. 7.
Orez. 7. Proiectarea blocului sistemului de aprindere cu tiristoare
Unitatea trebuie plasată pe mașină (sub capotă), astfel încât firele sale de ieșire VKB, VK și „Common” să poată fi conectate la bornele corespunzătoare ale bobinei de aprindere (firul care conectează terminalul „Comun” al bobinei de aprindere la întrerupător este îndepărtat). Firele care se aflau anterior pe bornele bobinei de aprindere cu același nume sunt conectate la contactele VKB și VK ale plăcuțelor blocului de aprindere.
Avantajul acestui dispozitiv este oprirea automată a modului cu mai multe scântei după pornirea motorului. Acest lucru elimină posibilitatea de a opri motorul în timpul aprinderii cu mai multe scântei, dacă decalajul dintre contactele întreruptorului este mai mare decât cel optim. La unghiuri mari deschise ale contactelor întreruptorului, o scânteie poate aluneca în următorul cilindru de-a lungul distribuitorului, ceea ce va determina oprirea motorului. Circuitul poate funcționa la o tensiune de alimentare de 5 până la 20 V. La o turație a motorului de 1000 rpm, dispozitivul de aprindere electronică consumă un curent de aproximativ 0,3 A. Odată cu creșterea turației motorului, curentul consumat crește și la 6000 rpm ajunge. o valoare de aproximativ 1 A .
O tensiune de aproximativ 4000 V, la care este încărcat condensatorul de stocare C8, se formează folosind un convertor de tensiune realizat conform unui circuit excitat extern. Oscilatorul principal, realizat conform circuitului multivibrator pe elementele D2.1 și D2.2, funcționează la o frecvență de 5 ... 6 kHz, când la intrările 2 și 13 este prezent un „1” logic. Separarea treptelor inversoare pe elementele D2.3 și D2.4 asigură transmiterea impulsurilor dreptunghiulare antifază ale multivibratorului la intrările cheilor V6, V7 și V8, V9 conectate la înfășurările I și II ale transformatorului T1. În înfășurarea III este indusă o tensiune dreptunghiulară cu o amplitudine de aproximativ 400 V. Această tensiune este redresată folosind puntea V12 și încarcă condensatorul de stocare C8.
Modul de aprindere cu mai multe scântei la pornirea motorului este furnizat cu ajutorul unui multivibrator pe elementele D1.3 și D1.4. Frecvența multivibratorului de aproximativ 200 Hz este setată prin selectarea condensatorilor C1 și C2. Multivibratorul comută în modul auto-oscilant atunci când este furnizat 12 V de la releul de pornire la catodul diodei V2 și îl închide. De la ieșirea 3 a elementului D1.3, impulsurile dreptunghiulare ale multivibratorului sunt alimentate la intrarea 4 a declanșatorului Schmitt, realizată pe elementele D1.1 și D1.2. Când contactele întreruptorului sunt închise, la intrarea 5 a elementului D1.1. există un „0” logic, iar la ieșirea sa inversă - „1 logic” indiferent de nivelul de tensiune la intrarea 4. Apoi multivibratorul D2.1, D2.2 funcționează, iar condensatorul de stocare este încărcat la o tensiune de 400 V. Dacă contactele întreruptorului sunt deschise, atunci la ieșirea 6 a elementului D1.1 apare „logic 1” cu frecvența multivibratorului D1.3, D1A. Cu o cădere de tensiune negativă, un impuls diferențiat de la această ieșire deschide tranzistorul V3, care asigură lansarea tiristorului V10. Condensatorul C8 este descărcat prin tiristor și înfășurarea primară a bobinei de aprindere, creând o scânteie în lumânare. Aceeași cădere de tensiune negativă se aplică intrărilor de la 2 la 13 ale multivibratorului D2 1, D2.2 și o încetinește, datorită faptului că tastele V6 ... V9 sunt închise și nu se consumă energie din baterie. După descărcarea condensatorului C8, tiristorul V10 se închide. Datorită procesului de oscilație din înfășurarea primară a bobinei de aprindere, condensatorul C8 este încărcat la un nivel de 0,4 ... 0,5 din tensiunea inițială. Procesul de aprindere repetată are loc atâta timp cât plăcile de contact ale întreruptorului sunt deschise. După pornirea motorului și oprirea demarorului, dioda V2 se deschide, multivibratorul D1.3, D1.4 încetinește și dispozitivul trece în modul de aprindere cu o singură scânteie. Condensatorul C, un întrerupător de șunt, oferă protecție împotriva respingerii contactului. Comutatorul S1 pornește convertorul de tensiune pentru a alimenta aparatul de ras. Acest comutator poate fi folosit ca dispozitiv antifurt.
Transformatorul T1 este înfășurat pe un miez de ferită Sh16x8 tip M2000NM și este format din patru jumătăți Sh8 X 8. Înfășurările I și II conțin fiecare 22 de spire de sârmă PEV-2 0,26. Aparatul folosește rezistențe MLT-0.25, condensatoare electrolitice K50-6, S8-MBGO, 1.0 X 600 V. Tranzistoare V6, V8 tip KT503, KT630, MP37, V7, V9 - KT817, KT819, KT805 A, KT808 Și cu curent coeficient de transfer de minim 10. Tranzistoare V3 - KT502G, MP25B, MP26B, V4 - KT815 A ... G, KT404 A ... G. Diode VI, V2 - orice putere redusă. Tranzistoarele V7, V9 sunt instalate pe radiatoare separate cu o suprafață totală de disipare de cel puțin 50 cm2.
La instalarea dispozitivului de aprindere, este recomandabil să corectați momentul aprinderii folosind un stroboscop. Un dispozitiv asamblat corect nu trebuie ajustat.
Salutări dragi colegi radioamatori. Mulți s-au ocupat de sisteme de aprindere foarte simple și, prin urmare, foarte nesigure la motociclete, mopede, motoare exterioare și produse similare ale secolului trecut. Am avut și un moped. Și-a pierdut scânteia atât de des și din atât de multe motive diferite încât a fost foarte enervant. Probabil că tu însuți ai văzut șoferi fără scânteie întâlnindu-se constant pe drumuri, care încearcă să pornească de la o pornire în alergare, de la un deal, de la un împingător... În general, a trebuit să vin cu propriul sistem de aprindere. Cerințele au fost:
- ar trebui să fie cât mai simplu posibil, dar nu în detrimentul funcționalității;
- modificări minime la locul de instalare;
- sursa de alimentare fara baterie;
- fiabilitate și putere de scânteie îmbunătățite.
Toate acestea, sau aproape toate, au fost implementate și au trecut mulți ani de teste. Am fost multumit si vreau sa va ofer sa montati o astfel de schema voua care mai aveti motoare din secolul trecut. Dar motoarele moderne pot fi echipate și cu acest sistem dacă al tău a devenit inutilizabil, iar cumpărarea unuia nou este costisitoare. Nu te voi dezamăgi!
Odată cu noul sistem electronic de aprindere, scânteia a crescut cu un ordin de mărime, nu ați vedea-o mai devreme într-o zi însorită, după ce distanța bujiilor a crescut de la 0,5 la ~ 1 mm și scânteia a fost alb-albastru (chiar subțire). hârtie de balot a fost aprinsă pe bancul de testare în condiții de laborator). Orice poluare mică a lumânării a devenit nesemnificativă, deoarece sistemul este tiristor. Mopedul a început să pornească, nu ca podeaua - un sfert de tură. Multe lumânări vechi ar putea fi scoase din nou din „coșul de gunoi” și puse la lucru.
Decompresorul, care „scuipa” mereu și polua radiatorul, a fost scos, pentru că acum puteți opri motorul cu un simplu comutator sau buton. Întrerupătorul, care necesită întotdeauna întreținere, a fost oprit - odată setat, nu necesită nicio întreținere.
Schema modulului de aprindere
Schema cablajului modulului
PCB-uri pentru asamblare
Pentru un consum redus de curent, s-a ales un cip CMOS KR561LE5 și un stabilizator LED. KR561LE5 funcționează pornind de la 3 V și cu un curent foarte mic (15 uA), ceea ce este important pentru acest circuit.
Comparatorul pe elementele: DD1.1, DD1.2, R1, R2 servește pentru a răspunde mai clar la nivelul de creștere a tensiunii după senzorul inductiv și pentru a elimina răspunsul la interferențe. Modelul de impulsuri de declanșare pe elementele: DD1.3, DD1.4, R3, C1 este necesar pentru a genera durata dorită a impulsului, pentru buna funcționare a transformatorului de impuls, pentru declanșarea clară a tiristorului și pentru aceeași economisire a impulsului. curent de alimentare a circuitului.
Transformatorul de impulsuri T1 servește și la izolarea de partea de înaltă tensiune a circuitului. Cheia este făcută pe ansamblul tranzistorului K1014KT1A - formează un impuls bun, cu fronturi abrupte și un curent suficient în înfășurarea primară a transformatorului de impuls, care, la rândul său, asigură deblocarea fiabilă a tiristorului. Transformatorul de impulsuri este realizat pe un inel de ferită 2000NM / K 10 * 6 * 5 cu înfășurări de 60-80 de spire de sârmă PEV sau PEL 0,1 - 0,12 mm.
Regulatorul de tensiune de pe LED-uri a fost ales din cauza curentului de stabilizare inițial foarte scăzut, care contribuie în continuare la economisirea consumului de curent al circuitului, dar în același timp, stabilizează în mod clar tensiunea pe microcircuit la 9 V (1,5 V unul). LED) și servește și ca lumină suplimentară un indicator al prezenței tensiunii de la magneți, în circuit.
Diodele zener VD13, VD14 servesc la limitarea tensiunii și sunt pornite doar la turații foarte mari ale motorului, când economia de energie nu este foarte importantă. Este recomandabil să înfășurați astfel de bobine într-un magnet, astfel încât aceste diode zener să pornească numai în partea de sus, doar la cea mai mare tensiune posibilă (în ultima modificare, diode zener nu au fost instalate, deoarece tensiunea nu a depășit niciodată 200 V). Două rezervoare: C4 și C5 pentru a crește puterea scânteii, în principiu, circuitul poate funcționa pe unul singur.
Important! Dioda VD10 (KD411AM) a fost selectată în funcție de răspunsurile la impuls, altele au devenit foarte fierbinți, nu și-au îndeplinit pe deplin funcția de protecție împotriva supratensiunii inverse. În plus, o jumătate de undă inversă de oscilație în bobina de aprindere trece prin aceasta, ceea ce aproape dublează durata scânteii.
Această schemă a arătat, de asemenea, nesolicitare față de bobinele de aprindere - toate care erau la îndemână au fost instalate și totul a funcționat impecabil (pentru tensiuni diferite, pentru diferite sisteme de aprindere - întrerupte, pe o cheie cu tranzistor).
Rezistorul R6 este proiectat pentru a limita curentul tiristorului și pentru a-l bloca clar. Se selectează în funcție de tiristorul utilizat, astfel încât curentul prin acesta să nu depășească maximul pentru tiristor și, cel mai important, ca tiristorul să aibă timp să se blocheze după descărcarea condensatoarelor C4, C5.
Punțile VD11, VD12 sunt selectate în funcție de tensiunea maximă de la bobinele magnetice.
Există două bobine de încărcare condensatoare pentru descărcarea de înaltă tensiune (această soluție este, de asemenea, mult mai economică și mai eficientă decât un convertor de tensiune). Această decizie a venit deoarece bobinele au reactanță inductivă diferită, iar reactanța lor inductivă depinde de frecvența de rotație a magneților, adică. și viteza arborelui. Aceste bobine trebuie să conțină un număr diferit de spire, apoi la viteze mici bobina cu un număr mare de spire va funcționa, iar la viteze mari cu una mică, deoarece creșterea tensiunii induse cu creșterea vitezei va cădea pe inductivul crescător. rezistența bobinei cu un număr mare de spire, iar pe Într-o bobină cu un număr mic de spire, tensiunea crește mai repede decât reactanța sa inductivă. Astfel, totul se compensează unul pe celălalt, iar tensiunea de încărcare a condensatoarelor este stabilizată într-o anumită măsură.
Înfășurarea aprinderii la mopedul Verkhovyna-6 este bobinată după cum urmează:
- mai întâi, se măsoară tensiunea de pe ecranul osciloscopului din această înfășurare. Este necesar un osciloscop pentru a determina cu mai multă precizie tensiunea de amplitudine maximă pe înfășurare, deoarece înfășurarea apropiată de tensiunea maximă este scurtcircuitată de un întrerupător, iar testerul va afișa o anumită valoare a tensiunii subestimată. Dar containerele vor fi încărcate la valoarea maximă a amplitudinii tensiunii și chiar cu o perioadă completă (fără întrerupător).
- după înfășurarea înfășurării, este necesar să se numere numărul de spire.
- împărțind tensiunea de amplitudine maximă a înfășurării la numărul de spire, obținem câți volți dă o tură (volt / tură).
- împărțind tensiunile necesare circuitului nostru la recepționat (volt / tură) obținem numărul de spire care vor trebui înfășurate pentru fiecare dintre tensiunile necesare.
- înfășurăm și aducem la borna. Înfășurarea iluminatului rămâne aceeași.
Piese utilizate în schemă
Chip KR561LE5 (elementele 2 SAU NU); cheie integrală pe MOSFET K1014KT1A; tiristor TS112-10-4; punți redresoare KTs405 (A, B, C, G), KTs407A; diode de impuls KD 522, KD411AM (o dioda foarte buna, altele se incalzesc sau functioneaza mult mai rau); LED-uri AL307 sau altele; condensatoare C4, C5 - K73-17 / 250-400V, restul de orice tip; Rezistori MLT. Fișierele proiectului se află aici. Schema si descriere - PNP.
Discutați articolul SCHEMA UNITĂȚII DE Aprindere ELECTRONICĂ
În sistemele de aprindere cu tiristoare, energia pentru descărcarea scânteii este stocată într-un condensator, așa că sunt adesea numite condensator. În momentul declanșării, condensatorul este descărcat prin tiristor și înfășurarea primară a bobinei de aprindere, iar în înfășurarea secundară este indusă o tensiune ridicată.
Energia Wc stocată în condensatorul C1 depinde de capacitatea acestuia și de tensiunea pătratului (U2) aplicată condensatorului: Wc = OU2/2.
Prin urmare, condensatorul este încărcat la o tensiune de 300 + 400 V din rețeaua de bord 12 + 14 V sau o altă sursă de tensiune crescută printr-un convertor de tensiune P și un redresor V (a se vedea figura).
Timpul pentru o încărcare completă a condensatorului de stocare este mult mai mic decât timpul pentru acumularea de energie în inductanță și poate fi mărit la 2 ms. Depinde de puterea și impedanța de ieșire a convertorului și de capacitatea condensatorului de stocare. Timpul de încărcare al condensatorului este calculat astfel încât până la aplicarea următoarei scântei, acesta să fie complet încărcat. Acest lucru asigură că energia scânteii este constantă pe întreaga gamă de frecvențe de scânteie. Tiristoarele sunt mai puțin sensibile la tensiune înaltă decât tranzistoarele. Sistemele de aprindere cu tiristoare pot funcționa cu o bobină a unui sistem de aprindere a bateriei de contact, a cărui valoare maximă a EMF de auto-inducție corespunde aproximativ cu tensiunea de încărcare a condensatorului de stocare. Condensatorul întrerupător nu afectează funcționarea sistemului tiristoare. Acest lucru permite, în caz de defecțiune, trecerea rapidă la sistemul de baterii.
Tensiunea ridicată a sistemului de aprindere cu tiristoare crește de aproximativ zece ori mai repede decât în sistemele de baterie și tranzistori de contact. Prin urmare, oferă o defalcare a eclatorului în lumânările cu izolatori murdari, acoperiți cu carbon. Dar durata descărcării în eclator este mult mai scurtă (aproximativ 300 μA) decât în sistemele cu stocare de energie în inductanță (aproximativ 1 ms), deoarece frecvența de oscilație a circuitului condensatorului de stocare - înfășurarea primară a sistemului tiristor. este mult mai mare.
Sistemele de aprindere cu tiristoare sunt împărțite în două grupe în funcție de principiul de funcționare: cu stocare de energie pulsată continuă (multi-pulse) și cu un singur impuls în rezervor.
În sistemele cu impulsuri, condensatorul este încărcat cu un singur impuls dreptunghiular până la tensiunea finală, apoi are loc o pauză până când este descărcat.În circuitele cu stocare continuă de energie, condensatorul este încărcat cu numeroase impulsuri de tensiune intermitente.
Sistemele cu stocare în impulsuri fac posibilă stabilizarea tensiunii de încărcare a condensatorului de stocare prin mijloace simple, adică să o facă independentă de modificările tensiunii de alimentare și de alți factori destabilizatori. Cu toate acestea, la o viteză scăzută de pornire a arborelui motorului în aceste sisteme, datorită creșterii timpului de pauză, condensatorul de stocare are timp să se descarce oarecum până în momentul declanșării scânteilor, iar tensiunea de scânteie scade. Acest lucru impune cerințe stricte asupra valorilor curenților de scurgere în elementele circuitului secundar - tiristor, condensator de stocare, diodă redresoare și este un dezavantaj al sistemelor cu acumulare de impulsuri.
Sistemele cu stocare continuă a energiei nu prezintă acest dezavantaj. Aceste sisteme sunt practic insensibile la scurgeri în elementele circuitului secundar și asigură independența tensiunii de scânteie față de turația motorului.
O diagramă schematică a unui sistem de aprindere cu tiristoare cu stocare continuă a energiei este prezentată în Figura nr. 2
Include un convertor P tensiune continuă 12 ¦ 15 V la AC 300 + 400 V cu o frecvență de aproximativ 500 Hz. Redresor de tensiune AC B, tiristor VD5, condensator de stocare C1, unitate de control și bobină de aprindere în scurtcircuit.
Ca convertor de tensiune, un convertor push-pull cu cuplare cu autoexcitare la transformator, prezentat în diagramă, asamblat conform unui circuit colector comun pe tranzistoarele VTI, VT2, rezistențele R1, R2, R3, R4 și transformatorul peTI, poate fi folosit.
Când contactul este pornit, tensiunea rețelei de bord este furnizată la mijlocul înfășurării transformatorului și a colectoarelor tranzistorului. Un curent ia naștere în două circuite paralele, care curge din punctul mijlociu al transformatorului prin jumătatea sa superioară, rezistențele Rl, R3, tranzistorul VT1 și prin jumătatea inferioară a transformatorului, rezistențele R2, R4, tranzistorul VT2. Datorită răspândirii parametrilor tranzistorilor și rezistențelor, tk într-o jumătate a transformatorului (de exemplu, cea superioară) va deveni puțin mai mare decât în a doua (inferioară). Acest lucru determină deblocarea accelerată a unui tranzistor (VT1) și blocarea celui de-al doilea (VT2). În această stare, tranzistoarele sunt până când fluxul magnetic din miezul transformatorului ajunge la saturație. Încetinirea bruscă a creșterii curentului care are loc în acest caz provoacă un EMF de polaritate opusă în înfășurările transformatorului, care comută tranzistoarele: blochează VT1 și deblochează VT2. Tranzistoarele comută la o frecvență de aproximativ 500 Hz, schimbând direcția curentului în înfășurarea transformatorului, iar la ieșirea transformatorului apare o tensiune alternativă de ordinul a 350 ¦ 400 V. Un redresor cu undă completă pe diodele VD2 + VD4 transformă tensiunea alternativă într-una directă, care încarcă condensatorul C1. În momentul declanșării, în funcție de semnalul unui senzor de contact sau fără contact, se aplică un impuls pozitiv de la unitatea de comandă la electrodul de control al tiristorului VD5. Tiristorul se deschide și condensatorul este descărcat prin înfășurarea primară a bobinei de aprindere, iar în înfășurarea secundară este indusă o tensiune înaltă.
Să luăm în considerare mai detaliat etapele principale ale funcționării sistemului: încărcarea condensatorului de stocare după comutarea comutatorului VD5 în poziția 1 (etapa 1, Fig. 2) și procesele care apar după deschiderea contactelor întreruptorului și comutarea VD5. comutați în poziția 2 (etapa 2, Fig. 3).
Etapa 1. Conform circuitului echivalent (Fig. 2), un circuit constând dintr-un condensator de stocare C1, un rezistor Rvn, a cărui rezistență este egală cu rezistența internă a convertorului și un rezistor Rut, a cărui rezistență este egală cu rezistența de scurgere rezultată în circuitul secundar, este conectată la o sursă de tensiune constantă Ub cu ajutorul comutatorului VD5, care este convertorul.
Tensiunea pe condensator crește exponențial:
Unde 
constanta de timp a circuitului de încărcare a condensatorului.
De regulă, Rut > Rin (în caz contrar, așa cum se va arăta mai jos, sistemul nu este deloc operabil), iar tensiunea de pe condensatorul de stocare după un timp t« ЗТ = 3Rbm С1 atinge practic valoarea de echilibru Ub.
Energia stocata in campul electric al condensatorului este egala cu: We1=C1*U2v/2
O conditie necesara pentru functionarea normala a sistemului este incarcarea completa a condensatorului C1 la tensiunea Ub, in timpul intre doua scantei la turatia maxima a arborelui motor.Avand in vedere ca condensatorul din circuitul din fig. 1 începe încărcarea numai după ce contactele întreruptorului sunt închise și, având în vedere ciclul de funcționare al întreruptorului egal cu 2, această condiție pentru un motor în patru timpi va arăta astfel:
unde z este numărul de cilindri ai motorului; Nmax - turația maximă a arborelui cotit al motorului, rpm. Pentru un motor în doi timpi, numărătorul din partea dreaptă ar trebui să fie egal cu 10. Deci, dacă capacitatea condensatorului de stocare CI \u003d 1 μF, motorul este un motor cu patru cilindri în patru timpi cu o viteză maximă a arborelui cotit. nmax \u003d 6000 rpm, apoi T< 0,83 мс, и внутреннее сопротивление преобразователя не должно превышать:
Să luăm în considerare mai detaliat efectul rezistenței la scurgeri Ryr asupra funcționării sistemului. Rezistența la scurgere este determinată în principal de curentul de scurgere al tiristorului folosit ca comutator. Tiristoarele de tip KU202M (N) au valoarea maximă a tensiunii de scurgere: până la 10 mA la o tensiune de 400 V. Rezistența de scurgere în acest caz este egală cu:
Astfel, condiția Ryr > Rin este îndeplinită chiar și în acest caz extrem și, în consecință, efectul rezistenței la scurgeri în sistemele cu stocare continuă a energiei poate fi neglijat. Mai mult, în realitate, curentul de scurgere pentru marea majoritate a tiristoarelor de acest tip nu depășește 0,2 + 0,3 mA.
În practică, îndeplinirea condiției: despre încărcarea completă a condensatorului C1 la tensiunea Ub, în timpul între două scântei la turația maximă a arborelui motor, nu întâmpină dificultăți. Având în vedere o anumită energie Wcl și selectând valoarea tensiunii de ieșire a convertorului Ub, din expresia: C1 = 2 Wct / U in - se determină capacitatea condensatorului de stocare. Rezistența internă a convertorului Rbh este determinată de puterea acestuia. Cu cât puterea convertorului este mai mare, cu atât rezistența sa internă este mai mică.
Folosind un convertor suficient de puternic, este posibil să se asigure că energia Wcl și, prin urmare, tensiunea secundară, sunt constante până la cea mai mare turație a arborelui cotit al motorului. In ceea ce priveste viteza mica, este evident ca daca condensatorul de stocare a avut timp sa se incarce pana la tensiunea Ub la viteza maxima, va avea mai mult timp sa se incarce pana la aceasta tensiune la o viteza mica a arborelui cotit.
Etapa 2. Conectarea unui condensator de stocare încărcat C1 la înfășurarea primară a bobinei de aprindere.
Pe fig. 3given este un circuit echivalent simplificat pentru a doua etapă a fluxului de lucru.
La compilarea și analizarea acestuia s-au făcut următoarele ipoteze: conexiunea galvanică dintre înfășurările bobinei de aprindere este eliminată, contactul de scânteie al distribuitorului este înlocuit cu unul glisant, capacitățile distribuite ale circuitului secundar sunt înlocuite cu una concentrată. capacitatea C1, rezistențele active ale înfășurărilor bobinei de aprindere sunt zero, coeficientul de cuplare dintre înfășurări este egal cu unu, lipsește manevra lanțului secundar.
Conform circuitului echivalent, după deschiderea contactelor întreruptorului și comutarea comutatorului VD5 în poziția 2, în circuitul primar se formează un circuit oscilator, format din inductanța L1 a înfășurării primare W1 a bobinei de aprindere și suma dintre capacitățile condensatorului de stocare CI și ale circuitului secundar C2- (W2 / W1), reduse la primar . Deoarece condensatorul C1 a fost încărcat înainte de comutare, după acesta, în circuitul primar apar oscilații amortizate, a căror frecvență (fără a lua în considerare procesele din circuitul secundar) este egală cu:
Datorită faptului că în momentul comutării, capacitatea C2 (W2AV1) este conectată în paralel cu condensatorul de stocare, tensiunea pe condensatorul de stocare scade, iar tensiunea primară maximă, determinată din condițiile de conservare a sarcinii, va fi egală cu :
Evident, dacă Ulmax este maximul tensiunii primare, atunci maximul tensiunii secundare este determinat de expresia:
Din această expresie rezultă că prin alegerea capacității condensatorului de stocare C1 în așa fel încât CI > C2 (W2/W1), se poate realiza o mică dependență a tensiunii secundare U2max de valoarea capacității lui C2, care este fundamental imposibil într-un sistem clasic de aprindere
În plus, într-un sistem de aprindere cu condensator, tensiunea secundară maximă depinde puțin de valoarea rezistenței care manevrează circuitul secundar. Practica confirmă că sistemul de aprindere a condensatorului rămâne funcțional la valori scăzute ale rezistenței la șunt, până la 100 K. Acest lucru reduce semnificativ cerințele de îngrijire a bujiilor (curățarea acestora, reglarea decalajului etc.). Durata de viață a bujiilor poate fi prelungită semnificativ, deoarece dopurile care nu mai pot fi utilizate într-un sistem clasic de aprindere pot funcționa satisfăcător într-un sistem de condensator.
Acest lucru se datorează faptului că tiristoarele sunt de obicei folosite ca comutator într-un sistem de aprindere a condensatorului, al cărui timp de comutare, care determină durata frontului de tensiune primară, este de doar câteva microsecunde. Desigur, durata frontului tensiunii secundare depinde, în plus, de parametrii bobinei de aprindere. Cu toate acestea, chiar și cu utilizarea bobinelor din sistemul clasic de aprindere, partea frontală a impulsului de tensiune secundară în sistemul de condensatori este mult mai abruptă decât în cel clasic.
Este evident că pierderile de energie la valori specifice ale rezistenței de șunt și ale tensiunii secundare sunt proporționale cu durata acestei tensiuni. Prin urmare, cu un front abrupt, în timpul până când tensiunea atinge maximul, pierderile vor fi mai mici decât la un front blând. Acest lucru explică dependența mică a U2max în sistemul de aprindere a condensatorului de rezistența care șuntează circuitul secundar.
Circuitul cu stocare continuă a energiei într-un condensator se caracterizează prin simplitate, fabricabilitate și fiabilitatea designului. Dezavantajul său este dependența energiei condensatorului de stocare de tensiunea sursei de alimentare. În timpul iernii, când tensiunea bateriei la pornire scade la 7 + 8 V, condensatorul este încărcat la o tensiune de aproximativ 190 V, energia acumulată în acesta scade de 4 ori, iar pornirea este dificilă.
Sistemele de condensatoare cu stocare de energie în impulsuri în capacitate fac posibilă obținerea unei scântei bune atunci când tensiunea din rețeaua de bord scade la 6,5 V. Dar aceste sisteme sunt relativ mai complicate și mai scumpe. Pentru dispozitivele semiconductoare utilizate în ele, cerințele crescute pentru curenții de scurgere, care nu trebuie să depășească 0,1 mA.
În sistemele cu stocare de energie în impulsuri, condensatorul de stocare este încărcat cu un impuls puternic imediat după terminarea descărcării scânteii în bujie. Pe fig. 4 prezintă o diagramă schematică a unui sistem de aprindere a condensatorului cu un impuls
stocarea energiei, iar în fig. 5 diagrame de timp ale muncii ei.
Circuitul include un tranzistor VT1, care funcționează într-un mod cheie, un transformator step-up T1, un condensator de stocare C1, două diode VDi, VD2, un tiristor VD3 și o bobină de aprindere (scurtcircuit).
Cu contactul S închis și în momentul în care contactele întreruptorului sunt deschise (ti), tranzistorul VTI intră în saturație. Curentul de control curge din baterie prin rezistențele Yad, RI și R2, baza și emițătorul tranzistorului către caroseria mașinii și bateria „-”. Tranzistorul conduce liniar - curent crescător al înfășurării primare a transformatorului T1. Energia este stocată în câmpul magnetic Tf. Pe măsură ce curentul 16 din înfășurarea (01) crește, crește scăderea de tensiune pe rezistorul R3. Această tensiune este furnizată la intrarea circuitului de comandă și, când curentul atinge valoarea setată 1p, comutatoarele VT1 și VD3 sunt închise. de semnalul err al circuitului de control.Curentul din infasurarea 0)1 se opreste (b, Fig. 5). Energia acumulată în câmpul magnetic al transformatorului T1, egală cu L1 1 p / 2, unde L1 este inductanța înfășurării (01 a transformatorului T1, creează impulsuri de tensiune în înfășurările sale. Un impuls pozitiv de la sfârșitul înfășurarea (02 (începutul înfășurărilor din Fig. 4. sunt indicate prin puncte) trece prin dioda VD1 și încarcă condensatorul de stocare C1 la o tensiune înaltă de 350 V (ts Fig. 5). Dioda VD 1 împiedică descărcarea a condensatorului C1 prin înfăşurarea 0) 2 după terminarea impulsului.
Astfel, tensiunea de încărcare a condensatorului de stocare nu depinde de tensiunea de alimentare, iar la valori constante ale t|, LI și CI este determinată doar de curentul de rupere Ip.
Această proprietate a sistemului face posibilă obținerea unei tensiuni secundare stabilizate prin mijloace relativ simple. Pentru a face acest lucru, este necesar să aveți un circuit de control cu un prag de răspuns stabil. Implementarea practică a unei astfel de scheme nu este dificilă.
În momentul U, contactele întreruptorului se închid, ceea ce nu afectează funcționarea sistemului.
În momentul ts, contactele întreruptorului se deschid din nou, iar cheile VT1 și VD3 se deschid.
Cheia VT1 conectează înfășurarea C01 a transformatorului T1 la sursa de alimentare și un curent în creștere liniar începe să curgă din nou prin ea. Cheia S2.2 conectează un condensator de stocare încărcat la o tensiune de 350 V la înfășurarea primară WI a bobinei de aprindere. În
În înfășurarea secundară W2 a bobinei de aprindere este indusă o tensiune înaltă, care este alimentată prin distribuitor către bujii. Apoi procesele descrise sunt repetate. În momentul t6, curentul din înfășurare (01 al transformatorului atinge valoarea setată 1p, în momentul t7 condensatorul de stocare este încărcat din nou. În momentul U, întrerupătorul se deschid și se produce o descărcare de scânteie în bujie). .
Între momentele sfârșitului de încărcare a condensatorului de stocare (b, t?, Fig. 5) și momentele în care condensatorul este conectat la bobina de aprindere (t5, ts), trece intervalul de timp XI. , condensatorul de stocare este descărcat prin rezistențele inverse ale diodei VD 1, tiristor și rezistența proprie de izolație, iar tensiunea pe el scade cu AU până la momentul aprinderii. Pe fig. 5, linia punctată arată cazul ideal în care nu există scurgeri.
Cu cât frecvența de scânteie este mai mică și, în consecință, cu cât perioada Ti intervalul XI este mai lungă, cu atât condensatorul de stocare se va descărca mai mult și tensiunea de scânteie va fi mai mică. Cu un curent de scurgere semnificativ, se poate întâmpla ca tensiunea secundară la turații scăzute de pornire a arborelui motorului să scadă atât de mult încât să fie insuficientă pentru a sparge ecartul bujiei.
Să determinăm curentul de scurgere admisibil în circuitul secundar al unui sistem cu stocare de energie în impulsuri, la care sistemul rămâne funcțional la cele mai mici viteze de pornire ale arborelui motorului, pentru care XI = Т.
Cantitatea de energie electrică stocată inițial în condensatorul de stocare C1 este: Ql-Cl-UI.
unde C1 este capacitatea condensatorului de stocare; U1 - tensiunea inițială a sarcinii sale.
Curentul total de scurgere în circuitul secundar va fi notat ca 1ut.
Apoi, cantitatea de energie electrică pierdută de condensatorul de stocare în timpul XI * T va fi egală cu: AQ - 1ut- T \u003d I) nr / F, unde F este frecvența de spargere.
Cantitatea de energie electrică rămasă în condensatorul de stocare până la momentul declanșării este determinată de expresie; Q2=Q1 -AQ=C1 - 111 -Iyr/F, iar tensiunea U1 pe condensatorul de stocare, corespunzătoare acestei cantități de energie electrică, este definită ca: U2=Q2/C1 = U1 -Iyr/(F C1), și , în consecință, o scădere a tensiunii în momentul declanșării va fi egală cu: di \u003d 1ut / (F C1).
Expresia finală pentru determinarea curentului total admisibil de scurgere 1ut, mA, pentru un motor cu patru cilindri în patru timpi va fi:
1ut5p-C1 -U1 -y/3, unde n - turația arborelui motorului, rpm; y \u003d 100 AU / U1 - scăderea admisibilă a tensiunii de spargere la frecvența n,%; W - tensiunea inițială de încărcare a condensatorului de stocare, V; C1 - capacitatea condensatorului de stocare, uF.
De exemplu, să determinăm valoarea admisibilă a curentului de scurgere pentru următorul caz practic, viteza minimă de pornire a arborelui motorului n = 150 rpm; capacitatea condensatorului de stocare CI = 1 uF; tensiunea inițială pe condensatorul de stocare U1 \u003d 350 V și scăderea sa permisă V \u003d 15% (4U \u003d 52 V):
\ut £ 150 -10 350 - 1S / 3 \u003d 0,26mA.
După cum sa menționat mai sus, curentul de scurgere al unui tiristor de tip KU202M (N), conform specificațiilor sale, poate ajunge la 10 mA și, în ciuda acestui fapt, un astfel de tiristor este operabil într-un sistem cu stocare continuă de energie. Pentru un sistem cu acumulare de impulsuri, un astfel de tiristor este nepotrivit. Chiar dacă curentul de scurgere a tiristorului este egal cu 1 mA, atunci tensiunea de scânteie la viteza de pornire a arborelui motorului n = 150 rpm va scădea cu 57%, adică nu 350 V, ci doar 150 V vor fi furnizate la primar. înfășurarea bobinei de aprindere, iar sistemul va fi inoperabil.
În acest sens, tiristoarele pentru sistemele cu stocare de energie în impulsuri trebuie selectate special pentru curentul de scurgere. În practică, însă, acest lucru nu întâmpină dificultăți, deoarece marea majoritate a tiristoarelor au un curent de scurgere de 0,2 + 0,3 mA.
Ca și într-un sistem cu stocare continuă a energiei, în acest caz, o condiție necesară pentru funcționarea normală a sistemului este și încărcarea completă a condensatorului de stocare până la momentul formării noi la viteza maximă a arborelui motorului.
Se poate observa din figura 5 că timpul de încărcare al condensatorului de stocare este format din două faze - timpul T2 al creșterii curentului în înfășurare (01 al transformatorului T1 și timpul Tz al încărcării directe a condensatorului după o întreruperea curentului Datorită faptului că creșterea curentului în înfășurare (01) începe simultan cu deschiderea contactelor întreruptorului , condiția pentru funcționarea normală a sistemului cu acumulare de impulsuri pentru un motor în patru timpi va arăta astfel: Т2 + ТЗ< 120/Z Птах, где г - число цилиндров; птах - максимальная частота вращения вала двигателя.
Compararea acestei condiții cu cea similară pentru SZ cu acumulare continuă arată că este mai puțin strictă, iar în practică nu este dificil de îndeplinit.
Procesele care au loc în momentul deschiderii contactelor întreruptorului și comutării cheii în poziția 2 într-un sistem cu stocare de energie în impulsuri nu diferă de procesoarele similare dintr-un sistem cu stocare continuă.
Sistemele cu stocare de energie în impulsuri au cea mai mare rată de creștere a tensiunii înalte. Dar durata componentei inductive a descărcării scânteii în lumânări este redusă de la câteva milisecunde (în sistemele cu stocare a energiei în inductanță) la zeci sau sute de microsecunde. Aceasta înrăutățește aprinderea și arderea amestecului de lucru la sarcini medii și, în consecință, duce la o creștere a consumului de combustibil și a toxicității de evacuare. Pentru a elimina aceste deficiențe, este necesar să se corecteze dispozitivele de sincronizare a aprinderii și să se mărească decalajul din lumânări la 1,2 + 1,5 mm, ceea ce duce la o creștere suplimentară a tensiunii secundare și la munca grea a părților izolatoare ale sistemului de înaltă tensiune. .