Мова йде про різних варіантах пристрої електронного запалення (УЕЗ), виконаного на транзисторах, так і на інтегральній мікросхемі. Відсутність дефіцитних елементів, а також простота схем дозволяють зібрати блок електронного запалювання навіть малосведущим в електроніці автолюбителям. УЕЗ може працювати спільно з котушками запалювання Б-117 (Б-117А) і Б-115В, застосовуваними в автомобілі "Жигулі", "Москвич" і "Запорожець", а оскільки в ньому відсутній спеціальний трансформатор для накопичувального конденсатора, пристрій практично не споживає струм при включеному запаленні, має малі вага і габарити.
Розглянемо спочатку роботу УЕЗ на транзисторах (рис. 1).
Рис. 1. Принципова схема транзисторного варіанти УЕЗ
При повороті ключа в замку запалювання замикається контактна пара ЅА2 і напруга 12 В акумуляторній батареї СВ1 надходить на електронне пристрій і котушку запалювання 1.1. Коли переривач ПР розімкнений, струм батареї протікає через резистори R3 і базу транзистора VТ1. Він відкриється, а транзистори VТ2 і VТ3 залишаться закритими - ток через котушку L1 не потече. У цьому випадку споживаний системою запалювання струм складе близько 10 мА, величину якого визначають опору резисторів R2, RЗ і 1R5.
Якщо контакт ПР замкнутий, тече струм близько 40 мА. Напруга батареї падає на резисторі R2, і транзистор VТ1 виявляється замкненим. По ланцюгу R5, С2, R6 і через бази VТ2, VТ3 протікає струм заряду конденсатора С2, відкриваючи ці транзистори. В результаті струм в котушці запалювання наростає до величини 3,5 А.
У міру заряду конденсатора С2 напруга на ньому зростає, а базовий струм транзисторів VТ2, VТЗ плавно зменшується.
При провертанні колінчастого вала двигуна переривач розмикається. Від батареї СВ1 через резистори R2, R3 і бази VТ1 починає протікати струм близько 2 мА. Транзистор VТ1 відкривається і конденсатор С2 розряджається по ланцюгу: VТ1, VD2, V6.
Під час і після розряду конденсатора С2 транзистори VТ2 і VТЗ залишаються замкненими, струм через котушку запалювання не протікає.
Одночасно з розрядом С2 відбувається заряд від батареї через резистори R2, R1 і діод VD1 конденсатора С1. Елементи R2, R1, R4, VD1 і база VТ1 утворюють дільник напруги, тому на конденсаторі С1 воно не перевищує 5 Ст.
При подальшому замиканні контакту ПР транзистор УТ1 замикається не відразу, оскільки через резистор К4 і базу транзистора конденсатор починає розряджатися С1. Час його розряду вибрано таким, щоб замикання VТ1 (відмикання VТ3) випереджало черговий момент розмикання контакту ПР (замикання VТ3) на проміжок, достатній для наростання в котушці запалювання струму до величини, що забезпечує при розмиканні переривника потужну іскру в свічках запалювання.
Запирання транзистора VТ1 призводить до заряду конденсатора С2 по ланцюгу R5, С2, R6, бази VТ2 і VТ3. Однак з-за великої постійної часу цього ланцюга С2 заряджається незначно, а протікає через базу VТ2 струм визначається величинами резисторів R5 і Rб. Коли через VТ2 починає, протікати струм, транзистор VТ3 відкривається в котушці запалювання починає наростати струм, який до моменту розмикання контакту ПР досягає значення, достатнього для формування потужної іскри на свічках запалювання.
Чим більше ємність конденсатора С2, тим легше двигун запускається заводний рукояткою.
В момент розмикання контактної пари ПР транзистор VT1 відкривається, а транзистори УТ2 і VТ3 різко закриваються, струм в котушці запалювання переривається, на її обмотках виникає напруга, що перевищує аналогічне, створюване у звичайній системі запалювання. Причому енергія, накопичена котушкою, надходить безпосередньо на свічки запалювання, минаючи конденсатор З, включений паралельно прерывателю, і активний опір первинної обмотки. В результаті нагрівання котушки запалювання суттєво зменшується.
Із збільшенням числа обертів двигуна період замкнутого стану переривника наближається до часу наростання струму в котушці запалювання. Одночасно скорочується і період розімкнутого стану контактної пари, приводячи до зниження енергії, що запасається конденсатором С1, і, отже, до зменшення затримки відмикання транзистора VТ3.
УЕЗ можна побудувати з використанням інтегральної мікросхеми (рис. 2).
Рис. 2. Принципова схема УЕЗ на мікросхемі
Конструкція пристрою, призначеного для роботи з котушкою запалювання Б-117,- на малюнку 3.
Рис. 3. Конструкція блоку УЕЗ
Всі вузли і деталі закріплені гвинтами на панелі розміром 100х56 мм з листового текстоліту товщиною 2-3 мм. В центрі розміщена друкована плата (рис. 4), виготовлена з одностороннього фольгованого склотекстоліти товщиною 2-3 мм. Під'єднують її наступним чином: висновок 15 підключають до бази транзистора VТ1; 16 - до пелюстці 1; 17 - висновку "1" перемикача ЅА1; 18 - до клеми Б; 19-до пелюстці 2. Частина елементів, не показаних на малюнку 3, розміщена і приєднана наступним чином: резистор R2 включений між висновком "1" перемикача ЅА1 і пелюсткою 1, резистор R6 - між пелюстками 1 і 2, резистор R7 - між 2 і 3; між пелюстками 6 і 7 встановлюється перемичка; емітер транзистора VТ1 підключається до пелюстці 6, а його колектор - к висновку "2" ЅА1, його висновок "4" підключений до пелюстці 4, а висновок "3" - до пелюстка 5. Перемикач ЅА1 закріплений на кронштейні 9 і піднятий над платою на 10 мм. Конденсатор С3 включається між пелюстками 2 і 6.
Рис. 4. Монтажна плата УЕЗ на ІМС
Висновки УЕЗ для включення його в систему запалювання виконані з листового алюмінію товщиною 1 мм Одночасно вони використовуються для кріплення пристрою до котушці запалювання. Висновки "Б" і "1" закріплюються на відповідних клемах котушки запалювання, а "М" утворює хомут кріплення до неї і затягується гвинтом.
Кожух УЕЗ - пластмасовий або металевий, висотою 30 мм. З одного боку він закріплюється гайкою перемикача ЅА1, а з іншого - двома довгими гвинтами (стійками), які одночасно використовуються для кріплення хомута "М", пелюсток 3 і 7. Кожух повинен охоплювати монтажну плату і кілька звисати з неї, щоб надійно захищати пристрій від потрапляння води або масла. Для охолодження радіатора транзистора VT1 в платі і у верхній частині бічної сторони кожуха, прилеглої до радіатора з боку виведення "ПР", просвердлено кілька отворів.
Пристрій електронного запалювання некритично до можливого розташування деталей, і його конструкція може бути будь. Однак при монтажі УЕЗ слід враховувати, що радіатор транзистора VT1, висновки "Б", "Пр" і "1" перебувають під напругою, тому на них потрібно надіти хлорвінілові трубки.
З'єднання з перемикачем SA1 і емітера транзистора з пелюстками VT7 слід виконувати проводом перерізом не менше 0,5 мм2. Схеми підключення УЕЗ до системи запалювання автомобіля з котушками Б-117 і Б-115В показано на малюнку 5. Провід від Б-115В, що йде до реле стартера, слід відключити від котушки запалювання.
Рис. 5. Схеми підключення до УЕЗ котушок запалювання: 1 - Б-117, 2 - Б-115В
Деталі УЕЗ. Всі резистори типу МЛТ. Діод VD3 повинен мати допустиме зворотне напруга не менше 350 В і прямий струм не менше 100 мА. Конденсатори С2 і СЗ - К53-1 з робочою напругою 15 Ст. Можна використовувати конденсатор К53-4 та інші, здатні працювати при температурі -40°С... +70°С. С1 - К53-1А, К53-4, краще металлобумажные МБГП, МБГЧ.
В якості транзистора VT2 можна використовувати КТ503, КТВ15, а замість КТВ09А - КТ704А (В). Замість резистора R2 краще встановити лампу СМ-37, яка дозволить контролювати роботу УЕЗ, контактів переривника і буде служити індикатором при встановлення початкового кута випередження запалювання. Крім СМ-37 можна використовувати комутаторні лампочки на напругу 24 В з струмом до 100 мА.
До установки УЕЗ на автомобіль слід перевірити його під струмом. Для цього до клем "Б" і "М" підключають, дотримуючись полярності, джерело живлення напругою 6-12, а до клем "Б" і "1" - контрольну електролампу на 12 В потужністю не більше 5 Вт. При відсутності помилок в монтажі вона не повинна горіти. Потім, періодично замикаючи між собою клеми "Пр" і "М", переконуються, що при будь-якому положенні перемикача ЅА1 контрольна лампа спалахує в такт замикання цих клем.
Встановіть перемикач ЅА1 в положення "Е". Утримуючи в замкнутому стані клеми "Пр" і "М", переконуються, що контрольна лампа, спалахнувши, починає відносно повільно згасати. Після цього УЕЗ можна встановити на автомобіль. Двигун буде працювати нормально. Якщо все ж із збільшенням оборотів він працює ненормально, то це вказує на збільшений зазор між контактними пластинами переривника і його потрібно трохи зменшити.
Для гарантії тривалої надійної роботи бажана повна перевірка УЕЗ. Проводять її в наступній послідовності:
1. Включають амперметр постійного струму 5 А ланцюг дроту, що йде від замку запалювання до клеми "Б" котушки запалювання (до неї повинна бути підключена і клема "Б" УЕЗ). Перемикач БА1 встановлюють у положення "електронне запалювання".
2. Включають запалювання і переконуються, що амперметр покаже кидок струму близько 3 А з подальшим його зменшенням до 0,05-0,1 А (при наявності витоку конденсатора С2 цей струм може бути більше 0,1 А, але не повинен перевищувати 1,1 А). Якщо струм не спадає, то негайно вимкніть запалювання - УЕЗ несправне. Коли кидка струму ні, проверніть трохи колінчастий вал (контакт переривника міг опинитися розімкненим). При слабкому кидку струму необхідно зменшити опір резистора R6.
3. Запускають двигун і вимірюють струм, споживаний системою запалювання. Якщо струм більше 1,1 А, його зменшують незначним збільшенням зазору контактної системи переривника. Прогрівають двигун.
4. Збільшуючи оберти двигуна, стежать за показаннями амперметра. Струм спочатку може збільшуватися, але не перевищувати 1,1 А, а потім зменшується до 0,6-0,7 А. Якщо струм менше 0,6 А, необхідно збільшити опір резистора 1?1 (з 22 до 27 кОм), незважаючи на те, що двигун може стійко працювати на всіх обертах. В процесі експлуатації УЕЗ ніякої підстроювання, не вимагає.
Для використання УЕЗ на мотоциклах рекомендується:
1. Зменшити величини опорів резисторів в два рази, а резистора R5 до 1,5 кОм.
2. Ємності конденсаторів збільшити в два рази.
3. Виміряти струм, що протікає через первинну обмотку котушки (трансформатора) запалювання, на великих обертах при звичайному запаленні.
4. Встановити на мотоцикл УЕЗ і провести його перевірку і настройку аналогічно виконуваної на автомобілі. При цьому може знадобитися змінити ємність конденсатора С1.
Протікає від замка запалювання до котушці струм не повинен перевищувати 1,1 А. напрузі живлення 6 В можна використовувати мікросхему К149КТ1Б.
Транзисторний варіант УЕЗ значно спроститься, якщо виключити зі схеми перемикач 5А1 і елементи, що забезпечують затримку відмикання транзисторів VT2 і VT3. Принципова схема і друкована плата упрошенного електронного варіанту запалювання - на малюнках 6 і 7.
Рис. 6. Принципова схема спрощеного варіанту УЕЗ на транзисторах
Рис. 7. Монтажна плата спрощеного УЕЗ
Недоліками такого УЕЗ є необхідність його демонтажу при переході на звичайне запалення; більш навантажений режим роботи транзисторів, а також те обставина, що середній струм, що протікає через котушку запалювання при працюючому двигуні, майже такий же, як при звичайному запаленні. Це не виключає нагрівання котушки запалювання. Однак мінімум деталей, простота конструкції і незалежність характеристик пристрою від величини зазору між контактними пластинами переривника все ж дають ряд переваг останнього варіанти УЕЗ перед попередніми.
Автор: Б. Круглов