![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Контактно-транзисторная система зажигания
Для повышения надежности и долговечности работы приборов системы зажигания и устранения недостатков, присущих контактной системе зажигания, на многих грузовых автомобилях устанавливается контактно-транзисторная система зажигания. Полупроводниковые приборы в этих системах используются в качестве усилителя, включаемого между первичной обмоткой катушки зажигания и прерывателем с тем, чтобы уменьшить ток в момент размыкания его контактов и одновременно увеличить ток в первичной обмотке катушки. То есть, в контактно-транзисторной системе зажигания используется обычный контактный прерыватель-распределитель, но между ним и катушкой зажигания включают полупроводниковый усилитель, часто называемый транзисторным коммутатором При включенном зажигании и разомкнутых контактах прерывателя 10 (рис. 12.6) транзистор 7 закрыт. В момент замыкания контактов прерывателя в цепи управления транзистора будет проходить ток 0, 3-0, 8 А (в зависимости от скорости вращения кулачка прерывателя). Путь тока в цепи управления транзистором показан штриховыми стрелками: «плюс» аккумуляторной батареи 14-зажим " КЗ" тягового реле стартера 17-зажим " AM" выключателя 16 зажигания-ротор вык-лючателя-зажим " КЗ" выключателя два добавочных резистора 15, соединенных с клеммами " ВК-Б" и " ВК" - первичная обмотка катушки зажигания 13-безымянный зажим транзисторного ком- мутатора 1-переход эмиттер (Э)-база (Б) транзистора 7—первичная обмотка импульсного трансформатора 9-замкнутый контакт прерывателя 10-«масса»—«минус» батареи 14. При прохождении тока управления происходит резкое снижение сопротивления перехода эммитер-коллектор (Э-К) транзистора, и он открывается, включая цепь рабочего тока низкого напряжения первичной цепи зажигания Рис.12.6. Схема контактно-транзисторной системы зажигания: 1-транзисторный коммутатор; 2, 5-конденсаторы; 3, 8, 12-резисторы; 4, 6-со-ответственно, диод -стабилитрон Дст и диод Д,; 7-транзистор; 9-импулбьс-ный трансформатор; 10-прерыватель; 11-распределитель; 13-катушка зажигания; 14-аккумулятор; 15-добавочные резисторы; 16-выключатель зажигания; 17-тяговое реле стартера; М, К, Р-зажимы транзисторного коммутатора
Путь рабочего тока низкого напряжения показан сплошными стрелками: «плюс» батареи 14-зажим тягового реле стартера 17—выключатель зажигания 16-резисторы 15-первичная обмотка катушки зажигания 13-безъшянная клемма транзисторного коммутатора 1-переход Э-К транзистора 7-«масса»-«ми-нус» батареи 14. Сила тока в этой цепи зависит от напряжения источника, величины сопротивления, индуктивности первичной цепи и времени замкнутого состояния контактов прерывателя. При размыкании контактов ток управления прерывается, что вызывает резкое повышение сопротивления транзистора, он закрывается, включая цепь рабочего тока первичной цепи зажигания. Резкое прерывание тока в первичной обмотке катушки зажигания сопровождается резким уменьшением магнитного потока, который пересекает витки вторичной и первичной обмоток, сердечник и кольцевой магнитопровод. При этом во вторичной обмотке индуктируется э.д.с. от 17 до 30 кВ, а в первичной обмотке катушки зажигания э.д.с самоиндукции не превышает 100 В. Ток высокого напряжения из вторичной обмотки катушки зажигания 13 поступает на распределитель 11, затем на свечу зажигания, «массу» и возвращается во вторичную обмотку. Э.д.с. самоиндукции первичной обмотки катушки зажигания вызывает заряд конденсатора 5, который защищает транзистор от действия э.д.с., а электролитический конденсатор 2 защищает транзистор от импульсных перенапряжений. Диод Д, препятствует протеканию тока через диод-стабилитрон Дст в прямом направлении, минуя первичную обмотку катушки зажигания. Кремниевый диод-стабилитрон Дст предназначен также для защиты транзистора от пробоя э.д.с. самоиндукции. 12.4.Бесконтактная система зажигания «Искра» Принцип действия бесконтактной системы зажигания. Применение контактно-транзисторных систем зажигания на карбюраторных двигателях военной автомобильной техники позволило увеличить вторичное напряжение до полуторного запаса, увеличить ресурс контактов прерывателя и в целом повысить надежность системы зажигания. Однако в них не исключен наиболее ненадежный элемент системы-механический прерыватель, который подвергается разрегулировке, износу и требует ухода. Дальнейшим развитием электронных систем зажигания являются системы зажигания с бесконтактным управлением, которые обладают всеми преимуществами контактно-транзисторных систем и в то же время устраняют их основной недостаток-наличие механического прерывателя. В результате чего в процессе эксплуатации система зажигания не подвергается разрегулировке, почти не требует ухода, имеет значительно больший ресурс. Управление коммутатором в бесконтактной системе обеспечивается специальным датчиком импульсов. Датчик вырабатывает импульсы в строго заданные моменты времени, которые управляют током в первичной обмотке катушки зажигания. Важным преимуществом бесконтактных систем зажигания является возможность управления углом опережения зажигания с помощью электронных автоматов, что позволяет создать оптимальный угол опережения зажигания на всех режимах работы двигателя, а это повышает его экономичность, снижает токсичность отработавших газов. Рис. 12.7. Электрическая принципиальная схема (упрощенная) бесконтактной системы зажигания Бесконтактные системы зажигания классифицируются: по виду коммутирующего приборы на транзисторные и тиристорные; по способу накопления энергии-индуктивные и емкостные; по типу дагчика-параметрические и генераторные. В параметрических датчиках выходной сигнал формируется путем изменения параметров электрической цепи датчика: сопротивления, индуктивности, емкости и т.д. В генераторных датчиках выходным сигналом является э.д.с. Датчики, как правило, устанавливаются в стандартном распределителе вместо подвижной пластины прерывателя и кулачка. На военной автомобильной технике нашли наибольшее применение транзисторные индуктивные системы с генераторными магнитоэлектрическими датчиками. На рис. 12.7 представлена простейшая схема такой системы зажигания. Схема работает следующим образом. Когда крестообразный магнит датчика 1 неподвижен, транзистор закрыт и ток в первичной обмотке L, катушки зажигания Т, отсутствует. При вращении магнита в обмотке датчика индуктируется переменная э.д.с. В положительные полупериоды напряжения на датчике транзистор находится в состоянии насыщения и по обмотке L{ катушки протекает ток, а в отрицательные полупериоды транзистор вновь закрывается. Это вызывает исчезновение тока в первичной цепи и индуктирование импульсов высокого напряжения в катушке зажигания, которые распределителем подаются к свечам зажигания. На пусковой частоте вращения амплитуда импульсов датчика мала, поэтому без формирующего каскада эта система начинает работать лишь при средних частотах вращения. В реальных системах зажигания применяются дополнительные каскады усиления, позволяющие снизить начальную частоту вращения ротора датчика импульсов, при которой осуществляется зажигание. Устройство аппаратов бесконтактной системы зажигания. Бесконтактная система зажигания «Искра» устанавливается на автомобилях ЗИЛ-131 и УРАЛ-375. Система выполнена в экранированном исполнении, т.е. все аппараты зажигания имеют металлические корпуса, а провода (высоковольтные и низковольтные) проложены в гибких металлических шлангах, выполняющих роль экрана. В системе зажигания применены следующие аппараты: катушка зажигания Б118, дополнительный резистор СЭ326, транзисторный коммутатор ТК200, распределитель Р351, аварийный вибратор РС331, свечи зажигания СН307. Катушка зажигания Б118 выполнена по трансформаторной схеме и от вышеописанных отличается обмоточными данными и коэффициентом трансформации. Увеличение индуктивности первичной обмотки и уменьшение коэффициента трансформации объясняются большим допустимым напряжением у выходного транзистора коммутатора ТК200. Дополнительный резистор СЭ326 выполнен отдельно от катушки зажигания и имеет конструкцию, аналогичную СЭ102. Сопротивление его константановой спирали 0, 6 Ом. Транзисторный коммутатор ТК200 служит для прерывания цепи первичной обмотки катушки зажигания. Корпус коммутатора (рис. 12.8) ребристый, отлит из алюминивого сплава, имеет три отверстия для крепления, два гнезда под транзисторы, четыре одноштырьковых разъема и один вывод. Разъемы предназначены: Рис.12.8. Транзисторный коммутатор ТК-200. - Д-для соединения с низковольтным выводом датчика-рас - КЗ-для соединения с выводом Р катушки зажигания; - ВК-12-для соединения с выводом В К катушки зажигания; - ВК-12-для соединения с разъемом фильтра подавления радиопомех ФР82; - вывод М-для соединения с корпусом автомобиля. Распределитель Р351 (рис. 12.9) служит для управления работой транзисторного коммутатора и распределения высокого напряжения по свечам зажигания в порядке работы цилиндров двигателя. Ротор 13 магнитоэлектрического датчика импульсов состоит из кольцевого магнита 24 и двух 8-полюсных магнитопроводов 23. Ротор закреплен на втулке 11 поводковой пластины 25 центробежного регулятора опережения зажигания. Статор 12 датчика состоит из двух стальных магнитопроводов 20 и 22, имеющих по восемь выступов, и обмотки 21, намотанной на изоляторе в виде катушки. Обмотка закреплена между полюсными наконечниками, один конец ее соединен с корпусом, другой-с изолированным выводом. Распределитель высокого напряжения состоит из крышки и ротора обычной конструкции. Рис. 12.9. Распределитель зажигания Р-351: 1-валик; 2-штуцер; 3-ротор; 4-контактный уголек; 5-патрубок экрана; 6-муф-та; 7-крышка экрана; 8-экран; 9-крышка распределителя; 10-прокладка; 11-втулка; 12-статор; 13-ротор; 14-грузики; 15-прокладка; 16-пластина; 17-ус-тановочные метки; 18-выводы обмотки статора; 19-пласмассовая колодка; 20 и 22-магнитопроводы; 21-обмотка статора; 23-магнитопровод; 24-постоянный магнит; 25-поводковая пластина; 26-палец
Система зажигания работает следующим образом. При включенном зажигании и неподвижном роторе датчика 10 (рис. 12.10) импульсов транзистор V5 закрыт, так как потенциалы базы и эммитера равны. Транзистор V8 открыт, так как его база через диоды V6, V9 и резистор R3 соединена с положительным выводом батареи, а эммитер через резисторы R7 и RIO-c отрицательным выводом. Ток эмиттера транзистора V8 открывает транзистор VI0, а ток эмиттера VlO-выходной транзистор 11. Путь первичного тока: положительный вывод батареи 1, амперметр 2, выключатель 3 зажигания, добавочный резистор 11, фильтр 4 подавления радиопомех, первичная обмотка 6 катушки зажигания, диод V12, открытый транзистор VII, корпус, выключатель 12, отрицательный вывод батареи 1. В поле катушки 6 зажигания создается запас электромагнитной энергии. При вращении ротора датчика 10 его магнитное поле, пересекая витки катушки статора, индуктирует в них переменную э.д.с., которая подается на базу входного транзистора V5. Рис.12.10. Электрическая принципиальная схема бесконтактной транзисторной системы зажигания автомобиля ЗИЛ-131: 1-аккумуляторная батарея; 2-амперметр; 3-выключатель зажигания; 4-фильтр подавления радиопомех; 5-транзисторный коммутатор; 6-катушка зажигания; 7-аварийный вибратор; 8-свеча зажигания; 9-распределитель зажигания; 10-датчик импульсов; 11-добавочный резистор; 12-выключатель батареи
При подаче положительной полуволны потенциал базы транзистора V5 становится выше потенциала эмиттера и транзистор открывается. Сопротивление коллекторного перехода транзистора резко уменьшается, и через транзистор V5 начинает протекать ток: положительный вывод батареи 1, амперметр 2, выключатель 3 зажигания, добавочный резистор 11, фильтр 4 подавления радиопомех, диод V9, резистор R3, транзистор V5, корпус, выключатель 12 батареи, отрицательный вывод батареи. От этого тока увеличивается падение напряжения на резисторе R3'и потенциал базы транзистора V8 уменьшается. Транзистор V8 закрывается, что приводит к закрыванию транзисторов VlOu V11. В первичной цепи ток прерывается, а во вторичной обмотке катушки 6 индуктируется э.д.с. величиной 25-30 кВ, которая подается распределителем 9 на свечи 8 зажигания. Когда напряжение датчика уменьшается до порога срабатывания транзистора V5, он закрывается, а транзисторы V8, V10 и VII открываются. В катушке вновь накапливается электромагнитная энергия. Отрицательная полуволна датчика срезается диодом V4. В дальнейшем процесс повторяется. Для того, чтобы улучшить работу схемы в режиме пуска при малой частоте вращения валика распределителя, когда скорость нарастания напряжения датчика мала, введена положительная обратная связь с коллектором транзистора VI1 на базу транзистора V5. Элементами этой обратной связи являются конденсатор С2 и резистор R4 Эта связь позволяет уменьшить частоту вращения датчика, соответствующую бесперебойному искрообразованию системы, создать в режиме пуска серию искр благодаря тому, что транзистор в это время управляется совместно датчиком и конденсатором С2. Защита транзисторов V5 и V8 от случайной перемены полярности батареи обеспечивается диодом V9, а транзистора VI 1-диодом V12. Стабилитрон V13 защищает транзистор VI1 от перенапряжения э.д.с. самоиндукции катушки 6 зажигания в момент закрытия транзистора: когда э.д.с. самоиндукции достигает предельно допустимого значения для транзистора VII, стабилитрон VI3 пробивается. Для защиты транзисторного коммутатора от завышенного питающего напряжения служат стабилитроны V2 и V3. При повышении напряжения до 18 В (напряжение питания 12 В) стабилитроны пробиваются и транзистор V5 открывается, что вызывает закрытие транзисторов V8, V10, и VI1 на все время действия импульса перенапряжения При комплектовании автомобиля транзисторной системой зажигания в ее состав обязательно входит аварийный вибратор который предназначен для обеспечения работы системы зажигания в случае выхода из строя транзисторного коммутатора или датчика импульсов. Для перевода системы в аварийный режим необходимо отсоединить провод от разъема КЗ транзисторного коммутатора и подсоединить его к разъему аварийного вибратора. Рис.12.11. Аварийный вибратор Ток, проходящий по обмотке 4 (рис. 12.11, б) намагничивает сердечник 3, который притягивает якорь 2 и размыкает контакты 1. Первичная цепь размыкается, что равносильно запиранию транзистора в транзисторном коммутаторе. Под действием пружины 5 контакты снова замыкаются. Частота вибрации контактов составляв 300 - 400 периодов в секунду. Конденсатор 6 уменьшает искрообразование между контактами 1. Так как при переходе на аварийный вибратор нарушается управление опережением зажигания, работа двигателя ухудшается, снижается его мощность и экономичность. По причине сгорания контактов аварийного вибратора продолжительность его работы не превышает 30 часов.
|