Цей блок запалювання відрізняється надійною роботою при низькій температурі навколишнього середовища і частково розрядженої акумуляторної батареї, що дуже важливо для пуску холодного двигуна в зимовий час, особливо в північних районах Росії. Крім того, блок більш помехоустойчив, простий у налагодженні і дозволяє регулювати основні параметри.
Основою пристрою став широко відомий радіоаматорам і автолюбителям блок запалювання Р. Карасьова, описаний в [1], тому тут детально розглянуті лише вузли, які зазнали змін.
По-перше, незначні корективи внесені в перетворювач напруги: додано дільник напруги R3R4 (див. схему на рис. 1), конденсатор С1 плюсовим висновком підключений до середньої точки дільника і стабілітрон Д817Б (VD4) замінений на Д817А з напругою стабілізації 56 Ст. Це дозволило встановлювати вихідна напруга перетворювача підбіркою резистора R3, а не стабілітрона VD4 або числа витків вторинної обмотки трансформатора Т1, як рекомендовано в описі блоку Ю. Сверчкова [2] (який, до речі, був використаний Р. Карасьовим як вихідний).
Тепер при використанні трансформатора Т1 конструкції, представленої в [1], зміною опору резистора R3 від нуля до 30 Ом можна встановити на виході перетворювача будь-яку напругу в межах 330...400 У. Щоб після додавання дільника напруги режим роботи транзистора VT1 по постійному струму залишився колишнім, опір резистора R1 збільшено до 560 Ом.
Повній переробці піддався вузол формування імпульсів, керуючих відкриванням тріністора VS1. Хоча конструкція вузла ускладнилася і зросли витрати на його виготовлення, вдалося поліпшити характеристики блоку запалювання.
Вузол складається з зарядно-розрядних ланцюга (резистори R8, R9, стабілітрон VD9, конденсатор С6), комутатора струму на транзисторі VT2 і дільника напруги перетворювача R12R13 з накопичувальним конденсатором С7. Діод VD8 перешкоджає зарядці конденсатора С6 через резистор R8. Токоограничительный резистор R11 також може бути використаний для вимірювання струму колектора транзистора VT2.
При замиканні контактів переривника SF1 конденсатор С6 заряджається від бортової мережі через резистор R9 до напруги стабілізації стабілітрона VD9. З моменту розмикання контактів переривника конденсатор С6 починає розряджатися через емітерний перехід транзистора VT2, діод VD8, керуючий перехід тріністора VS1 і резистор R10. Транзистор VT2 відкривається, і розрядний імпульс конденсатора С7, зарядженого приблизно до 18 В, що надходить на керуючий електрод тріністора.
Таке схемне рішення вузла формування керуючих імпульсів не вибрано випадково. Справа в тому, що з пониженням температури навколишнього середовища або, точніше, температури корпусу тріністора струм відкривання тріністора збільшується. Наприклад, струм відкривання тринисторов серії КУ202 при зміні температури від +20 до -40 С збільшується в 1,5 рази. Нерідко в цьому причина того, що блок, працював безперебійно влітку, зовсім відмовляється працювати взимку.
Експерименти показують [3], що імпульс струмом 160 мА та тривалістю 10 мкс достатній для відкривання будь-якого тріністора серії КУ202 при температурі його корпусу -40°С. Саме такі імпульси виробляє описуваний вузол формування. Це дозволяє відмовитися від копіткої і дорогої збірки примірника тріністора при мінімальній температурі. Зрозуміло, якщо є можливість вибирати тріністори, то нею варто скористатися, так як "чутливий" тріністор дозволяє застосувати стабілітрон VD3 на меншу напругу стабілізації - про це буде сказано нижче.
Застосування стабілітрона VD9 для обмеження напруги зарядки конденсатора С6 і харчування колекторної ланцюга транзистора VT2 від стабілізованого перетворювача напруги дозволили стабілізувати рівень імпульсу управління тріністором у час пуску двигуна при коливаннях напруги акумуляторної батареї від 7,5 до 14,2 Ст.
Зниження напруги на конденсаторі С6 підвищило стійкість вузла формування імпульсів і блоку запалювання в цілому. Цю проблему зазвичай вважають третьорядної, та марно. Якщо впливом перешкод при розімкнутих контактах переривника можна знехтувати, так як іскровий розряд, викликане перешкодою, буде відбуватися в тому циліндрі, де йде робочий такт, то при замкнутих контактах можуть бути збої в роботі двигуна.
Але зниження напруги на конденсаторі С6 призвело до того, що транзистор VT2 при замкнутих контактах виявляється закритим напругою, рівним різниці між напругою бортової мережі і напругою на конденсаторі. Інакше кажучи, щоб транзистор VT2 відкрився і виникло іскроутворення, рівень перешкоди повинен бути більше цієї різниці, без стабілітрона ж напруга на конденсаторі С6 одно напругою бортової мережі. Звідси випливає: чим менше напруга стабілізації стабілітрона VD9, тим вище завадостійкість блоку запалювання.
Конденсатори С4 і С5 призначені для додаткового захисту блока від перешкод в бортової мережі.
Резистор R10 визначає струм через контакти переривника. Цей струм для самоочищення контактів не повинен бути занадто малим. Його вибирають зазвичай в межах 0,1...0,2 А.
Ланцюг формування імпульсів для многоискрового режиму роботи (діоди VD6, VD7, резистори R5, R6, конденсатор C3) залишилася без змін, за винятком збільшення опору резистора R6 до 51 Ом. Це зроблено з метою вирівнювання напруги першого імпульсу "многоіскровой" ланцюги з імпульсами вузла формування.
Тут доречно зупинитися на існуючому зараз думці про непотрібність і навіть шкідливість многоискрового режиму запалювання. На мій погляд, ця думка помилкова, так як протягом багаторічної експлуатації блоку многоискрового запалювання нічого, крім легкого пуску двигуна, збільшення потужності і економічності двигуна, зниження вмісту окису вуглецю у вихлопних газах, не помічено". Що стосується підвищеної ерозії свічок, то, враховуючи переваги многоискрового запалювання, з нею слід змиритися.
Многоискровое запалювання може принести шкоду лише у тому випадку, якщо іскри триває протягом всього часу розімкнутого стану контактів переривника [4]. Тоді, дійсно, існує небезпека виникнення іскрового розряду в тому циліндрі двигуна, де протікає такт стиснення. Така можливість може виникнути, коли ротор розподільника після розмикання контактів повернеться на кут, більший ніж 45 град.
В описуваному блоці запалювання іскроутворення триває близько 0,9 мс і навіть на максимальній частоті обертання колінчастого вала двигуна припиняється задовго до настання небезпечного моменту.
Тим не менше ті, хто не поділяє моєї точки зору, можуть розрив у ланцюзі діода VD7 блоку ввести вимикач. Тоді після запуску двигуна та його прогрівання, разомкнув ланцюг вимикачем, завжди можна буде перейти на режим одноискровой роботи.
У блоці запалювання використані резистори МЛТ-0,125 (R1, R3-R9, R11, R13), МЛТ-2 (R10), МЛТ-1 (R12); резистор R2 складено з двох по 18 Ом 0,5 Вт. Конденсатори - МБМ (C3), КМ або КОР (С5-С7), К50-6 (С4). Діоди КД102А можуть бути замінені на КД102Б, КД103А, КД103Б. Замість КТ603Б підійдуть транзистори КТ603А, КТ608А або будь-який з серії КТ630.
Трансформатор Т1 зібраний на магнітопроводі ШЛ8х16 з немагнітним зазором 0,25 мм кожному з трьох стиків. Обмотка I містить 50 витків дроту ПЕВ-2 0,7, II - 450 витків, а III - 70 витків дроту ПЕЛШО 0,17.
Всі деталі блоку запалювання розміщені в міцній металевій коробці розмірами 130x100x50 мм. Монтажну плату і трансформатор кріплять до основи коробки, а транзистор VT1 і стабілітрон VD4 - до її стінці, яка служить для них тепловідводом. Запобіжник FU1 розміщують або на блоці, або в іншому місці.
Інші деталі монтують на друкованій платі, виготовленої з фольгованого склотекстоліти товщиною 1,5 мм Креслення плати представлений на рис. 2. Незайве нагадати тут, що конструкція і монтаж блоку повинні відповідати важким умовами його експлуатації - вібрація, удари, підвищена вологість, бризки води, палива і масел, пил, широкі температурні межі.
Налагоджують блок з допомогою осцилографа при підключених котушці запалювання і запального свічці. Живити блок можна від будь-якого джерела постійного струму напругою 8...15 В, здатного забезпечити навантажувальний струм до 2 А.
Переривач зручно замінити саморобної приставкою, схема якої показана на рис. 3. На вхід приставки подають сигнал з виходу будь-якого генератора звукової частоти, а колектор транзистора VT1 з'єднують з конденсатором С6 вузла формування керуючих імпульсів блоку запалювання.
При напрузі живлення 14,2 В і частоті іскроутворення 20 Гц підбирають резистор R3 в межах від нуля до 30 Ом (зручно на час замінити резистор R3 змінним) так, щоб амплітуда напруги на первинній обмотці котушки запалювання перебувала в межах 360...380 Ст. Потім перевіряють амплітуду пилкоподібної напруги на конденсаторі С7. Якщо вона виходить за межі 18...20 В, треба уточнити опір резистора R13.
Встановлюють напругу живлення 8, вимірюють падіння напруги на Uу керуючому переході тріністора VS1 і падіння напруги UR11 на резисторі R11. Струм відкриває тріністор імпульсу обчислюють за формулою
Іу.імп=UR11/R11-Uу/R7.
Якщо виміряні параметри імпульсу не відповідають нормі - струм 160 мА, тривалість не менше 10 мкс на рівні 0,7, підбирають стабілітрон VD9 так, щоб його напруга стабілізації було в межах 5,6...8 і конденсатор С7 до отримання необхідної тривалості.
Потім знову встановлюють напруга живлення блоку 14,2 та перевіряють його працездатність у всьому робочому інтервалі частоти іскроутворення, тобто від 20 до 200 Гц. Струм імпульсу відкривання зі збільшенням частоти зменшується, причому зменшення стає помітним лише після 100 Гц. Це відбувається з-за того, що конденсатори С6 і С7 не встигають зарядитися до встановленого рівня.
Далі збільшують частоту іскроутворення до максимально можливої Fmax, при якою блок запалювання перестає працювати. Час захисту від імпульсів брязкоту замикаються контакти оцінюють за формулою t.ін>1/2Fmax. Згідно [4] це час повинно бути не менше 0,2 мс. Регулюють час захисту підбіркою резистора R9.
При номіналах деталей, зазначених на схемі, параметри блоку запалювання при частоті іскроутворення 20 Гц і зміні напруги живлення від 8 до 14,2 повинні бути наступними: амплітуда напруги на виході перетворювача - 360...380 В; струм імпульсу відкривання тріністора - не менше 160 мА при тривалості імпульсу не менше 10 мкс на рівні 0,7; час захисту від імпульсів "брязкоту контактів - не менше 1 мс. При напрузі живлення 14,2 В і частоті іскроутворення 200 Гц струм імпульсу відкривання тріністора зменшувався до 55 мА.
Повністю змонтований блок запалювання встановлюють під капотом автомобіля поблизу котушки запалювання. З системою електрообладнання блок з'єднують чотирма проводами мінімальної довжини: два - до котушки запалювання, третій - до корпусу, четвертий - до прерывателю.
Конденсатор переривника необхідно відключити. Для швидкого повернення до старого варіанту запалювання у разі відмови електронного блоку бажано передбачити спеціальний перемикач, як це запропоновано, наприклад, в [1].
На думку фахівців, при використанні многоискрового запалювання в експлуатаційному режимі від двигуна не слід очікувати збільшення потужності і економічності, зниження вмісту окису вуглецю у відпрацьованих газах. Многоискровое запалювання може лише полегшити запуск двигуна в холодну час року. Тому встановлення тумблера в розрив ланцюга діода VD7 блоку, як це пропонує автор, слід визнати доцільною.
Література
Автор: Ст. Яковлєв, р. Троїцьк Московської обл.