29Ноя

Схемы электронного зажигания: Электронное зажигание

Содержание

Электронное зажигание | Все своими руками

Эта схема электронного зажигания пришла на смену контактному зажиганию. Схема
давно известная в интернете и показала себя в работе с самой лучшей стороны. Проверена
годами так сказать. Среди некоторых моих знакомых видел данное устройство в работе

Данное электронное зажигание несет кучу плюсов за собой:
— универсальность(ВАЗ,ГАЗ,УАЗ и т.д.)
— защита катушки зажигания
— качественная искра
— контакты больше не будут подгорать
— не нужен балластный резистор в цепи катушки

Давайте рассмотрим подробнее
— Во-первых, благодаря тонкой и не сложной настройке компонентов, схема работает
практическими со всеми катушками зажигания, что делает ее практически универсальной
для всех автомобилей с контактным зажигание
— Во-вторых, практически исключает порчу катушки при включенном зажигании, но
заглушенном двигателе
— В третьих электронное зажигание дает более качественную искру. При запуске двигателя
искра более мощная, что облегчает запуск. А в работе искра стабилизируется до

нормальной
— В четвертых не пригорают контакты зажигания на трамблере, потому что всю нагрузку
от катушки зажигания берет на себя транзистор
— В пятых не знаю на сколько достоверная информация, но слух есть что уменьшается
расход топлива благодаря хорошей искре. Сомнительное утверждение, но слышал не раз.
Поэтому к плюсам добавлю экономию на топливе

Схема электронного зажигания

Используемые компоненты
C1 = 4.7мФ
C2 = 0.047мФ
R1 = 390
R2,3 = 110к
R4,5 = 100
R6 = 20к нужен для стабилизации напряжения на катушке и подбирается под катушку индивидуально. Этот расчет для
катушки Б115
VD1 = 1N4148
VT1 = КТ973
VT2 = КТ898А рекомендуется ставить составные транзисторы для повышения надежности схемы

Работа электронного зажигания. Когда прерыватель замыкается и размыкается, импульс
проходит через конденсатор C1, открывая транзисторы. Когда транзистор VT2

закрывается, возникает искра сглаживающаяся конденсаторам C2.-1   9000;
  • Диапазон рабочих температур, °С  15 +80;
  • Ток, потребляемый системой, А   2.
  • Принципиальная схема

    Устройство состоит из формирователя запускающих импульсов, на транзисторе V1, стабилизированного преобразователя постоянного напряжения на транзисторах V2, VЗ и трансформаторе ТУ, а также генератора импульсов зажигания, выполненного на тринисторе V6. Транзистор V1 работает в ключевом режиме.

    При замкнутых контактах прерывателя S1 транзистор закрыт, и конденсатор СУ заряжается до половины напряжения питания через эмиттерный переход транзистора V2. При размыкании контактов транзистор V1 открывается и напряжение на хонденсаторе оказывается приложенным к эмиттерному переходу транзистора V2 в закрывающей полярности.

    Стабилизированный преобразователь по стоянного напряжения выполнен по схеме ждущего мультивибратора с катушкой индуктивности на насыщающемся сердечнике.

    В исходном состоянии, что соответствует замкнутым контактам прерывателя, транзистор V2 открыт базовым током, протекающим через обмотку I трансформатора Т1 и резистор R7, а транзистор VЗ закрыт. При размыкании контактов прерывателя транзистор V2 закрывается, а VЗ — открывается.

    Генератор импульсов зажигания состоит из конденсатора СЗ и тринистора V6 (резисторы R8, R9, конденсатор С2 и диод V7 составляют цепь запуска тринистора). Снимаемое с обмотки ІІа трансформатора ТУ напряжение через диод V4 заряжает конденсатор СЗ. В момент открывания тринистора V6 конденсатор СЗ разряжается на первичную обмотку катушки зажигания Т2.

    Тринистор открывается одновременно с размыканием контактов прерывателя передним отрицательным фронтом импульса ждущего мультивибратора — преобразователя напряжения. Заряд конденсатора СЗ происходит в момент положительного выброса напряжения, таким образом, моменты заряда и разряда конденсатора СЗ разнесены во времени.

    Диод V5 служит для устранения колебаний напряжения на катушке зажигания по окончании действия импульса зажигания. Система зажигания защищена от дребезга контактов прерывателя.

    В момент первого размыкания контактов S1 прерывателя транзистор V2 закрывается и остается в этом состоянии до окончания цикла работы преобразователя напряжения независимо от дальнейшего положения контактов S1. Рабочий ток через контакты прерывателя определяется сопротивлением резисторов R1 и R2.

    Детали

    Диоды V4, V5, тринистор V6 и транзисторы V2 и VЗ установлены на фрезерованном дюралюминиевом теплоотводе. Конденсатор СЗ прикреплен к тепловоду.

    Резистор R8 припаян непосредственно к выводам тринистора. Транзистор КТ315А (V1) может быть заменен любым транзистором этой серии. Вместо тринистора КУ202М (V6) можно использовать КУ202Н.

    Диоды КД202Н (V4, V5) можно заменить диодами с буквенными индексами К, Л, М, Р или С. Конденсатор СЗ — МБГО на номинальное напряжение 400 В. Резистор R6 состоит из двух резисторов ПЭВ-15 по 48 Ом каждый.

    Трансформатор Т1 намотан на магнитопроводе ШЛ 16 X 25, зазор в магнитопроводе — 50 мкм. Обмотка I содержит 60 витков провода ПЭВ-2 — 1,2; ІІа — 100 витков провода ПЭВ-1 — 0,2; IIб — 360 витков провода ПЭВ-2 — 0,35.

    Источник: Борноволоков Э. П., Фролов В. В. — Радиолюбительские схемы.

    Блок электронного зажигания

    В. Беспалов, «Радио», №1, 1987
    Модификация: Алексей Кузнецов
    E-mail: RA3TSL (at) mail.ru
    (замените (at) на @)

    Для экономии бензина и уменьшения вредных продуктов сгорания в последнее время наметилась тенденция обеднять горючую смесь в двигателях автомобилей. Для надежного воспламенения обедненной смеси требуется мощный и длительный искровой разряд. Установлено, что такой разряд, кроме этого, допускает больший разброс угла опережения зажигания, уменьшает детонацию, улучшает пуск и повышает устойчивость работы двигателя на любых режимах. Формирование запальных искровых разрядов в последние годы все чаще доверяют электронным системам зажигания, преимущества которых широко известны.

    Описываемый ниже блок объединяет в себе свойства транзисторной и тринисторной систем зажигания. От первой он отличается тем, что в нем использован закрытый (при замкнутых контактах прерывателя) транзисторный ключ, коммутирующий цепь первичной обмотки катушки зажигания, а от второй — тем, что накопительный конденсатор заряжается от ЭДС самоиндукции этой же обмотки, когда транзисторный ключ прерывает ток через нее [1].

    От известных систем зажигания с импульсным накоплением энергии на конденсаторе [2] и от комбинированных систем [3, 4] она отличается отсутствием специального многообмоточного накопительного трансформатора. Система обеспечивает искровой разряд более высокой длительности и энергии. По этим параметрам она превосходит известные системы зажигания. Так, по длительности разряда устройство в 8… 10 раз превосходит тринисторно-конденсаторные системы с непрерывным и импульсным накоплением энергии. При неработающем двигателе она потребляет незначительный ток, имеет высоную скорость нарастания высоковольтного импульса и при всех значениях частоты вращения коленчатого вала двигателя формирует на один запускающий импульс мощный двойной искровой разряд. Система защищена от дребезга контактов прерывателя и от помех бортовой сети автомобиля.

    Недостатком системы зажигания является обязательность использования в ней катушки зажигания с малой индуктивностью первичной обмотки и высоким коэффициентом трансформации (около 300). Удовлетворительно работает система с катушкой Б114 (коэффициент трансформации 227). Но для полной реализации возможностей системы катушку надо несколько переделать, чтобы довести коэффициент трансформации до 280. После переделки можно использовать и широко распространенные катушки Б115, Б117 О самой переделке рассказано в конце статьи.

    Основные технические характеристики

    Напряжение питания. В 6…17
    Потребляемый ток, А. при неработающем двигателе и замкнутых контактах прерывателя 0,15
    разомкнутых контактах прерывателя 0.015
    частоте искрообразования 100 Гц 3.3
    максимальной частоте искр образования (200 Гц) 4.5
    Энергия искры, мДж, при напряжении питания 14 В, частоте искрообразования 100 Гц и длине искрового промежутка 7 мм 170
    Длительность искрового разряда при тех же. условиях, мс 4.8
    Скорость нарастания высоковольтного импульса, В/мкс, при длине искрового промежутка 7 мм 350
    15 мм 500

    Принципиальная схема блока зажигания показана выше. Устройство состоит нз узла запуска, собранного на транзисторе VТ1, формирователя запускающих импульсов на транзисторах VT2 и VТЗ, транзисторного ключа VТ4, тринисторного ключа VS1 и накопительного конденсатора С5.

    Временные диаграммы (мгновенное значение) поясняют работу системы зажигания при частоте искрообразования 50 Гц, угле замкнутого состояния контактов прерывателя 55°, напряжении питания 14 В и длине искрового промежутка 7 мм. Диаграммы А, Б, В, Е, И сняты относительно общего провода, Г (показана в увеличенном масштабе времени) и Ж — относительно катода тринистора VS1; Д снята в разрыве цепи коллектора транзистора VT4; И — диаграмма напряжения на вторичной обмотке, снята с делителя напряжения, составленного из резисторов 10 МОм и 1кОм; для снятия диаграммы К — тока вторичной обмотки катушки зажигания — последовательно с искровым промежутком, со стороны общего провода, включали резистор сопротивлением 10 Ом, с которого сигнал подавали на осциллограф.

    Предположим, что в исходном состоянии контакты прерывателя замкнуты, тогда конденсатор С1 узла запуска разряжен и транзистор VT1 закрыт. Транзистор VT2 открывается током, протекающим через резисторы R5—R7, a VT3 будет закрыт, так как напряжение на его базе будет близко к нулю. Формирующий конденсатор С2 через резисторы R10, R9, R7 и эмиттерный переход транзистора VT2 заряжен до напряжения около 5,3 В. Так как транзистор VT3 закрыт, то транзистор VT4 будет также закрыт. Ток через первичную обмотку катушки зажигания Т2 от бортовой сети автомобиля не протекает и накопительный конденсатор С5 разряжен.

    При первом размыкании контактов прерывателя через цепь R1VD1 заряжается конденсатор С1 и открывается транзистор VT1. Напряжение конденсатора С2 оказывается приложенным через открытый транзистор VT1 с закрывающей полярности к эмиттерному переходу транзистора VT2 и поэтому он закрывается, а сам конденсатор начинает перезаряжаться от источника питания через резисторы R5 и R6. Пока разряжается конденсатор С2, транзисторы VT3— VT4 открыты. Время разрядки конденсатора С2 можно регулировать резистором R5. Через первичную обмотку катушки зажигания начинает протекать ток, и в ней накапливается электромагнитная энергия. Параметры этой обмотки должны быть такими, чтобы процесс накопления энергии закончился через 2…2.5 мс. Примерно такое же время необходимо, чтобы напряжение на конденсаторе С2 успело уменьшиться до напряжения, при котором открывается транзистор VT2. Из-за большого статического коэффициента передачи тока транзисторов VT2—VT4 транзисторный ключ VT4 в момент открывания транзистора VT2 резко закрывается, что приводит к прерыванию тока в первичной обмотке катушки зажигания. Во вторичной обмотке катушки зажигания через 2…2,5 мс возникает высоковольтный импульс, вызывающий искру в запальной свече. После уменьшения его напряжения до 1,2 кВ искровой разряд поддерживается некоторое время, которое зависит от параметров катушки зажигания и искрового промежутка.

    В момент закрывания ключа VT4 возникает большая ЭДС самоиндукции в первичной обмотке Импульсом этой ЭДС через диоды VD6 и VD4 накопительный конденсатор С5 заряжается до напряжения примерно 105 В даже при замкнутой вторичной обмотке катушки зажигания.

    После замыкания контактов прерывателя из-за разрядки конденсатора С1 через базовую цепь транзистора VT1 обеспечивается временная задержка (около 0.5 мс) закрывания этого транзистора, что защищает систему от дребезга контактов п р рывателя. Как только транзистор VT1 закроется, вновь заряжается формирующий конденсатор С2.

    При втором и последующих размыканиях контактов прерывателя снова открываются транзисторы VT1, VT3 — VT4. Перепад напряжения, который формируют транзисторы VT2, VT3. открывает транзистор VT4. Во вторичной обмотке трансформатора T1 возникает импульс, который открывает тринистор VS1. Ранее заряженный накопительный конденсатор С5 разряжается через транзистор VT4, источник питания, первичную обмотку катушки зажигания и тринистор VS1. Во время разрядки накопительного конденсатора диод VD6 закрывается. Пропускание разрядного тока конденсатора по первичной обмотке катушки зажигания вызывает пробой искрового промежутка в свече зажигания, но теперь уже в момент размыкания контактов прерывателя.

    После того, как разрядный ток накопительного конденсатора значительно уменьшится, триннстор VS1 закроется, через первичную обмотку катушки зажигания, открывшийся диод VD6, транзистор VT4 от бортовой сети потечет тек. Этот ток некоторое время поддерживает возникший искровой разряд. Одновременно с ним происходит накопление энергии в первичной обмотке катушки зажигания.

    Когда через 2…2,5 мс будет прерван ток в первичной обмотке катушки зажигания, накопленная в ней энергия преобразуется в положительный импульс для повторного пробоя искрового промежутка и разряд поддерживается еще некоторое время. Одновременно после закрывания транзисторного ключа вновь заряжается накопительный конденсатор. Таким образом, длительность всего искрового разряда достигает 4,8 мс.

    С повышением частоты искрообразования из-за уменьшения времени, отводимого на зарядку формирующего конденсатора С2, время, в течение которого открыт транзисторный ключ УТ5, уменьшается (при частоте более 120 Гц — до 1,7.-2 мс), что приводит к уменьшению длительности и энергии искрового разряда.

    Защиту блока зажигания от помех со стороны бортовой сети автомобиля обеспечивают цепи VD7C6, СЗС4 и резистор R7. Кроме этого, во время формирования запускающих импульсов цепь обратной связи через резистор R4 удерживает транзистор VT1 открытым, что увеличивает помехозащищенность и четкость работы системы в момент размыкания контактов прерывателя.

    Чертеж печатной платы, которая изготовлена из фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм, показан на рисунке. Диод VD6 для улучшения его охлаждения установлен на дюралюминиевом уголке и изолирован слюдяной прокладкой. Соединительные проводники между коллектором транзистора VT4, диодом VD6 и зажимом 2 блока должны иметь минимальную длику и сечение не менее 0,75 мм2.

    Разделительный трансформатор Т1 наматывают на кольцевом магнито проводе типоразмера К12Х6Х4 из феррита с магнитной проницаемостью 1000—2000. Можно применить магнитопровод другого типоразмера, например, K12X5X5,5 или из двух колец K10Х Х6Х4.5. Обмотки содержат по 70 витков провода ПЭЛШО 0,15. Наматывают их одновременно двумя проводами.

    Конденсаторы С1, СЗ, С4 — К10-7В или КЛС; С2 — К73П-3; С5 — МБГО; Сб — К50-3, его можно заменить малогабаритным К52-2 емкостью 15 мкФ на номинальное напряжение 70 В. Диод КД202Р можно заменить на КД202М, КД202К, Д245А — на Д231А, Д232, Д246А; тринистор КУ202Н — на КУ202Л, КУ202И; стабилитрон КС168А — на КС168В, КС162А, КС156А; КС630А — на 2С930А. Транзисторы КТ315И можно заменить на КТ315В. КТ315Г, КТ503 с любым буквенным индексом; КТ608Б — на КТ608А, КТ815Б — КТ815Г; КТ805АМ — на КТ805БМ; 1Т813В — на 1Т813Б, 1Т806В, ГТ806В.

    Общий вид блока (со снятой крышкой) и размещение деталей в нем показаны на рисунке.

    Переделка катушки зажигания

    Для переделки катушки зажигания Б114 ее разбирают. Перед разборкой, чтобы было легче развальцевать металлический стакан, снимают напильником фаску по его краю. После этого, осторожно, чтобы не повредить пластмассовую крышку, развальцовывают край металлического стакана, вынимают катушку и резиновое уплотнительное кольцо. С первичной обмотки, расположенной поверх вторичной, сматывают верхний слой (35 витков). Оставшиеся витки необходимо надежно укрепить петлей из тесьмы. Поверх обмотки следует уложить 2—3 слоя бумаги и обмотать сверху нитками.

    Для обеспечения оптимальной индуктивности рассеяния сечение стержневого магнитопровода катушки зажигания надо уменьшить в 2,5 раза (оставить 10 пластин). Эти пластины обертывают несколькими слоями бумаги и плотно вставляют в катушку.
    Затем катушку зажигания собирают, при необходимости в стакан добавляют трансформаторного масла и снова завальцовывают. Перед завальцовкой крышку катушки следует прижать, например, струбциной.

    У катушек зажигания Б117, Б115 надо также оставить 10 пластин, а первичную обмотку следует удалить и намотать другую проводом ПЭВ-2 диаметром 1,2 мм. Число витков — 100; их укладывают в три слоя. Обмотку следует надежно закрепить; расстояние по поверхности изоляции между ее крайними витками и магнитопроводом не должно быть менее 15 мм.

    Перед налаживанием блока особое внимание следует уделить проверке цепи управления тринистором и подключению источника питания. Полярность подключения первичной обмотки катушки зажигания Б114 особой роли не играет. Однако, если катушку зажимом «К» подключить к плюсовому выводу источника питания, то запас по пробивному напряжению будет выше на 10… 15 % и произойдет изменение полярности высоковольтных импульсов. У катушек Б117, Б115 общую точку соединения обмоток рекомендуется подключать к плюсовому проводу питания. С такими катушками общая длительность искрового разряда уменьшается до 3,4…3,7 мс, а скорость нарастания высоковольтного импульса увеличивается до 600 В/мкс.

    Для налаживания блока зажигания требуется регулируемый источник питания с напряжением до 15 В на ток нагрузки не менее 2 А. Выходные зажимы источника питания следует зашунтировать батареей конденсаторов с общей емкостью не менее 15 000 мкФ. Налаживают устройство при напряжении питания 14 В. Испытательный искровой промежуток в цепи вторичной обмотки катушки зажигания должен быть равен 7…8 мм. Вместо прерывателя подключают микропереключатель. Параллельно накопительному конденсатору С5 включают вольтметр постоянного тока на напряжение не менее 120 В и с током полного отклонения стрелки не более 100 мкА.

    После включения питания микропереключателем подают одиночные запускающие импульсы. В искровом промежутке должна проскакивать мощная искра. При этом напряжение на накопительном конденсаторе С5 должно быть в пределах 100…105 В, его устанавливают подстроенным резистором R5. Если напряжение превышает 110 В и его не удается уменьшить, то следует проверить подключение обмоток трансформатора Т1 По окончании налаживания печатную плату и внутреннюю поверхность корпуса блока рекомендуется покрыть лаком.

    Блок зажигания устанавливают на автомобиле в двигательном отсеке. Конденсатор, установленный на корпусе прерывателя, следует отключить. Проводники, соединяющие блок с бортовой сетью автомобиля, должны иметь сечение не менее 1,5 мм и минимальную длину.

    Для более полной передачи энергии на свечи зажигания при большой частоте вращения коленчатого вала двигателя (свыше 3000 мин-1) рекомендуется доработать пластину ротора (бегунка) распределителя зажигания [5].

    В. БЕСПАЛОВ, г. Кемерово

    ЛИТЕРАТУРА
    1. Беспалов В. Е. Авторское свидетельство СССР № 977846 Бюллетень «Открытия, изобретения…*, 1982. № 44, с. 155.
    2. Синельников А. X. Электронные приборы для автомобилей.— М.: Энергоиз-дат. 1981; с. 16—34, 41—46.
    3. Everdlnq H. Elektronlsches Zundsystem reduziert schadiiche Abgase.— Elektronik. 1976. № 1, s. 61—64.
    4. Штырлов А., Вавннов В. Комбинированная электронная система зажигания.— Радио, 1983, № 7, с. 30—32.
    5. Синельников А. X. Электроника в автомобиле.— М.: Радист и связь, 1985; с. 32.

    Система зажигания с новым способом воспламенения


    Система зажигания с новым способом воспламенения

      Проблема загрязнения окружающей среды, возникшая вместе с цивилизацией и обостряющаяся по мере ее развития, требует в настоящее время все большего внимания. Обусловлено это тем, что человечество продолжает использовать в качестве энергоносителей наиболее доступные и дешевые источники, т.е. углеводородное топливо. В последнее время стало ясно, что наибольший вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили. Особенно это касается больших городов. Помимо относительно безвредного углекислого газа (парниковый эффект пока не считаем), двигатели внутреннего сгорания выбрасывают в атмосферу целый ряд химических соединений, наличие которых в выхлопных газах не поддается контролю используемыми в настоящее время газоанализаторами. Ведь камера сгорания двигателя — это высокотемпературный химический реактор, заправленный такими реагентами как азот, углерод, водород, свинец, кислород, сера и другие. За рубежом получили широкое распространение каталитические нейтрализаторы, использующие свойство металлов платиновой группы (платина, родий, палладий и т.д.) способствовать доокислению (дожигу) в выхлопной трубе всего того, что не успело сгореть в камере сгорания. Правда, они недолговечны, а стоят достаточно дорого (порядка 10% стоимости автомобиля). Но остается открытым вопрос, что делать с нашим не очень «молодым» парком автомобилей, который будет еще эксплуатироваться непонятно сколько. Из создавшейся ситуации возможен следующий выход. Нужно разработать такую систему зажигания, которая способна по возможности сжечь все в камере сгорания, вдобавок повысив за счет этого экономичность двигателя. Задачу более полного сгорания воздушно-топливной смеси в двигателях внутреннего сгорания в определенной степени удалось решить с помощью системы зажигания, работа которой основана на новом способе воспламенения топлива [1, 2]. Как ни странно, современные системы воспламенения топливно-воздушной смеси, используемые в распространенных марках автомобилей, основаны на том же способе воспламенения, что и в начале эры автомобилизма. Это искровой разряд между электродами свечи зажигания. Описание процессов, происходящих в момент воспламенения топливно-воздушной смеси, и самого процесса горения сопровождаются в литературе, как правило, ссылками на отсутствие единой теоретической модели этого процесса и различными объяснениеми его разными авторами. Известно, что КПД двигателя внутреннего сгорания зависит от температуры газов в камере сгорания, зависящей, в свою очередь, от скорости сгорания топливно-воздушной смеси. Соответственно, с увеличением этой скорости увеличивается КПД двигателя и, как следствие, уменьшается удельный расход топлива.

      При разработке новой системы зажигания было сделано предположение, что увеличить скорость сгорания топливно-воздушной смеси в камере сгорания можно ослабив эффект «шнурования» плазмы, образующейся между электродами свечи за счет протекания в искровом промежутке постоянного тока. Ток в этом случае поддерживается за счет энергии, накопленной в катушке зажигания. В новой системе используется принцип накопления энергии в конденсаторе, обеспечивающий в искровом промежутке свечи зажигания биполярный импульсный ток. В течение первого периода колебаний напряжения на электродах свечи происходит подготовка смеси и ее воспламенение, а в течение последующих — ее сжигание. На рис.1 изображен график изменения напряжения на электродах свечи. В двух последних периодах импульсы напряжения имеют форму, близкую к прямоугольной.

      Схема электронного зажигания представлена на рис.2. Она работает следующим образом. Конденсаторы С5…С7 заряжаются от вторичной обмотки преобразователя на транзисторе VT1 до напряжения, значительно превышающего ЭДС аккумуляторной батареи. При размыкании контакта прерывателя, включенного между точками ПР и М, через, управляющий электрод тиристора VD8 проходит импульс тока, сформированный RC-цепью R1, R2, R5, С1. Тиристор открывается, и начинается колебательный разряд конденсаторов через первичную обмотку катушки зажигания, подключенной к точке КЗ. В течение первого полупериода ток протекает через тиристор, а в течение второго — через диоды VD9, VD10.

      Процесс повторяется до тех пор, пока конденсатор С4 не зарядится до напряжения, при котором открывается ключ на транзисторе VT2, что предотвращает очередное отпирание тиристора. После замыкания контакта прерывателя остаточное напряжение конденсатора С4 прикладывается к управляющему переходу тиристора и надежно запирает его. Конденсатор С4 при этом разряжается через резистор R3 и диод VD4, однако ключ VT2 некоторое время после замыкания контакта остается открытым, что предотвращает случайное отпирание тиристора за счет дребезга контактов прерывателя.

      В случае применения коммутатора в системе зажигания с датчиком Холла, последний непосредственно управляет работой ключа. Процессы, происходящие при этом в схеме, аналогичны описанным выше. Предлагаемая схема зажигания позволяет подавать на электроды свечей зажигания напряжение, полярность которого меняется в течение одного такта работы двигателя. Подбором элементов схемы управления обеспечивается оптимальная продолжительность разряда в свече. Применение описанного способа зажигания дает возможность повысить топливную экономичность двигателя, его мощность и приемистость, уменьшить содержание окиси углерода в выхлопных газах и увеличить ресурс свечей зажигания.


    Рис. 3

      Трансформатор преобразователя блока зажигания имеет послойную рядовую намотку (виток к витку). Изоляция между обмотками — два слоя лакоткани (Uпр>1000В). Изоляция между слоями — один слой лакоткани. Число витков: 1 — 35 вит. ПЭТВ-2-1,0; 2 — 48 вит. ПЭТВ-2-0,42; 3 — 420 вит. ПЭТВ-2-0,25. Порядок намотки обмоток — 2 — 3 — 1. Сердечник трансформатора ферритовый Ш12х15 марки 2000НМ-1, собирается с зазором 1 мм, в который вставляется диэлектрическая прокладка из гетинакса.

      Схема подключения разработанного блока (ОН-427) к системе зажигания автомобиля показана на рис.3 и 4. При подключении и отключении блока зажигание должно быть выключено, а клемма «Масса» («-«) отсоединена от аккумулятора. Блок электронного зажигания, изготовленный по данной схеме, прошел испытания на грузовых автомобилях и сравнивался с различными штатными системами зажигания.

    Рис. 4.

      Были выбраны автомобили ГАЗ-52 с классической контактной системой и ГАЗ-53 с более совершенной транзисторной системой и индукционным датчиком зажигания. Испытания проводились по методике, разработанной НПМП «Витар». Результаты испытаний разработанного блока приведены на рис.5. Анализ результатов свидетельствует об эффективности разработанного устройства и позволяет предположить, что характер происходящих при воспламенении топливно-воздушной смеси процессов в какой-то степени соответствует описанным.

    Puc. 5.

    Литература
    1. Патент РФ N2056521. Способ поджига топливной смеси и коммутатор для его осуществления.
    2. Патент РБ N1429. Способ поджига топливной смеси в двигателе внутреннего сгорания и коммутатор для его осуществления.
    3. Блок системы зажигания ОН-427. Паспорт. — ОАО «МНИПИ», г.Минск.

    В.ЩЕРБАТЮК
    г.Минск
    Радиолюбитель № 7,1999
    Дополнения Евтеева

    Источник: shems.h2.ru

    Простая схема электронного зажигания – Схема-авто – поделки для авто своими руками

    Автор admin На чтение 3 мин. Просмотров 20k. Опубликовано

    Общеизвестно, что воспламенение топлива в двигателях внутреннего сгорания происходит благодаря искре от свечи зажигания, напряжение которого может достигать 20 Кв (если свеча полностью исправна).

    На некоторых двигателях, для полноценной его работы иногда необходима энергия значительно больше, чем могут дать 20 Кв. Для решения данной проблемы и создана специальная электронная система зажигания. В российских отечественных автомашинах применяются обычные системы зажигания. Но все они имеют очень большие минусы.

    Когда авто стоит на холостом ходу, в прерывателе, а иемнно между контактами появляется дуговой разряд, который поглощает большую часть энергии. При достаточно больших оборотах вторичное напряжение на катушке уменьшается из-за дребезга этих контактов. В результате чего это приводит к плохой аккумуляции энергии для образования искры зажигания. Из-за чего значительно снижается КПД двигателя автомобиля, увеличивается объем CO2 в выхлопной системе, топливо практически полностью не расходуется, автомашина прожирает топливо просто так.

    Большим минусом старых систем зажигания является быстрота износа контактов прерывателя. Обратной же стороной этой медали является то, что эти системы с многоискровой механической распределителем, его называют также «Трамблер»ом, простота, которая обеспечивается 2-ной функцией механизма распределителя.

    Для того чтобы повысить вторичное напряжение, которое генерируется такой системой, можно воспользовавшись приборами, на основе полупроводников, которые будут работать в качестве ключей управления. Именно они будут прерывать ток в первичной обмотке катушки. В качестве таких ключей сегодня используются транзисторы, которые генерируют токи до десяти Ампер без всяких повреждений и искр. Существуют экземпляры, построенные на базе тиристоров, но из-за своей нестабильности широкого применения они не нашли.

    Одним из вариантов модернизации БСЗ – переделка в контактно-транзисторную систему зажигания (КТСЗ).

    На схеме проиллюстрировано устройство КТСЗ.

    Данное устройство генерирует искру с достаточно большой длительностью. И благодаря чему сгорание топлива становится оптимальным. По схеме можно разобрать, что система построена на основе так называемого триггера Шмитта. Собран он из транзисторов V1 и V2, усилителя V3, V4 и ключа V5. Здесь ключ выполняет роль коммутатора тока на обмотке катушки.

    Триггер предназначен для генерации импульсов с достаточно широким спадом и фронтов при замыкании контактов в прерывателе. В результате чего на первичной обмотке увеличивается быстрота прерывания тока, что в свою очередь намного увеличивает амплитуду напряжения на вторичной обмотке.

    Это увеличивает шансы для возникновения более мощной искры, которая способствует улучшению запуска мотора и полному результативному расходу топлива.

    В сборке были использованы:
    • Транзисторы VI, V2, V3 – KT312B, V4 – KT608, V5 — KT809A, C4106.
    • Конденсатор – С2 (от 400 Вольт)
    • Катушка B115.

    Лекция №6-3 Бесконтактная система зажигания

     Исторически сложилось так, что для первых бензиновых моторов использовалась батарейная (аккумуляторная) система зажигания, основанная на эффекте самоиндукции. Самой первой была контактная, ставшей впоследствии классической, система. По мере совершенствования автомашины развивались и его отдельные компоненты, так появилась контактно транзисторная система зажигания.

     

    НОВЫЙ ЭТАП РАЗВИТИЯ

    Основным элементом, благодаря которому новая схема приобрела улучшенные характеристики, относительно прежней, классической, стал транзистор. Причем он явился причиной, что контактно-транзисторная система зажигания получила новый узел – коммутатор.

    Отличительной особенностью, присущей транзистору, является то, что небольшой ток, поступающий на управление (в базу), позволяет управлять током гораздо большей величины, протекающим через прибор.

     

     

     

    Контактно транзисторная система зажигания, несмотря на незначительные, на первый взгляд, изменения и сохранение принципа работы, приобрела новые свойства, недоступные классической системе. Но прежде чем оценивать достоинства и недостатки, которыми обладает контактно-транзисторная схема, необходимо коснуться отличий в работе.

    Главное отличие от классического зажигания заключается в том, что прерыватель воздействует не на бобину, а на базу транзистора. В остальном контактно-транзисторная схема работает так же, как обычная система зажигания. При прерывании, в первичной обмотке бобины протекания тока, во вторичной наводится высоковольтное напряжение. Не касаясь деталей внутреннего устройства коммутатора и его подключения, можно отметить, что транзисторная схема зажигания даже в таком упрощенном виде обладает следующими достоинствами:

    Контактно-транзисторное управление процессами, происходящими в катушке зажигания, обеспечивает возможность увеличить в первичной обмотке ток, вследствие чего:

    1. можно повысить величину вторичного напряжения;
    2. увеличить между электродами свечи зазор;
    3. улучшить процесс искрообразования, сделать его более устойчивым, а также улучшить запуск двигателя при пониженной температуре;
    4. повысить количество оборотов и увеличить мощность двигателя.

    Однако подобная контактно-транзисторная схема требует использования катушки зажигания с отдельными обмотками (первичной и вторичной).
    Повысилась надёжность: контактно-транзисторная система позволяет снизить нагрузку на контакты прерывателя, уменьшив значение проходящего через них тока, следствием чего является уменьшение подгорания контактов.
    Однако не все так хорошо, как кажется с первого взгляда.

    Контактно-транзисторная система зажигания имеет и свои недостатки.

    Вызваны они использованием прерывателя, т.е. система начинает работать и формировать искру, когда контактно разрывается цепь прохождения тока в обмотке бобины. Величина тока, поступающего в базу транзистора, существенно влияет на его работу, и уменьшение тока из-за качества контактов скажется на работе всей системы.

     

         Для того чтобы бензиновый двигатель заработал, в его цилиндрах должно произойти воспламенение топлива. Это истина. Поэтому система зажигания (сначала, естественно, контактная) и возникла одновременно с автомобилем. Но прогресс не стоит на месте. Он, конечно же, коснулся и системы зажигания: на смену традиционному способу образования искры пришел более эффективный и надежный, а именно, бесконтактный. О нем и пойдет речь в данной статье.

    Основные различия традиционной и бесконтактной систем зажигания

    При работе бензинового двигателя искрообразование (то есть подача высокого напряжения на свечу) происходит в момент, когда осуществляется размыкания низковольтной цепи питания катушки зажигания.

    В традиционной системе в качестве такого «выключателя» выступают контакты механического прерывателя, которые периодически размыкаются при соприкосновении с кулачками вращающегося ротора прерывателя.

    Именно этот узел и был заменен при переходе на бесконтактную систему.

    Управляющий сигнал в ней формируется специальным сенсором (индуктивным, оптическим или датчиком Холла), установленным под крышкой распределителя. Электрический импульс поступает на полупроводниковый коммутатор, который и осуществляет управление первичной обмоткой катушки зажигания.

     

         Датчик Холла получил свое название по имени Э.Холла, американского физика, открывшего в 1879 г. важное гальваномагнитное явление.

        Суть данного явления заключалась в следующем: Если на полупроводник, по которому (вдоль) протекает ток, воздействовать магнитным полем, то в нем возникает поперечная разность потенциалов (ЭДС Холла). Возникающая поперечная ЭДС может иметь напряжение только на 3 В меньше, чем напряжение питания.

    а — нет магнитного поля, по полупроводнику протекает ток питания — АВ; б — под действием магнитного поля — Н появляется ЭДС Холла — ЕF; в — датчик Холла     

    Эфект Холла

    Рисунок. Эффект Холла

    • Av А2 — соединения, полупроводниковый слой
    • UH — напряжение Холла
    • В — магнитное поле (плотное)
    • Iv — постоянный ток питания

       

        Датчик Холла имеет щелевую конструкцию.

       С одной стороны щели расположен полупроводник, по которому при включенном зажигании протекает ток, а с другой стороны — постоянный магнит. В щель датчика входит стальной цилиндрический экран с прорезями. При вращении экрана, когда его прорези оказываются в щели датчика, магнитный поток воздействует на полупроводник с протекающим по нему током и управляющие импульсы датчика Холла подаются в коммутатор, в котором они преобразуются в импульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания.

    На примере датчика Холла, применяемого в бесконтактной системе зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099.

          На практике это выглядит так: датчик Холла автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 установлен на опорной пластине распределителя и состоит из двух частей – магнита и элемента Холла с усилителем. На датчик Холла подается напряжение с коммутатора (вывод 5) через токовый красный провод. «Масса» так же с коммутатора – бело-черный провод с вывода 3. Магнит создает магнитное поле, элемент Холла принимает его, создает напряжение, которое усиливает усилитель и через зеленый импульсный провод напряжение подается на коммутатор (вывод 6).

            

          Для изменения магнитного поля применяется экран с четырьмя прорезями, который вращается вместе с валом распределителя зажигания (трамблера) проходя между магнитом и принимающей частью датчика Холла. При прохождении в пазу датчика прорези экрана магнитное поле имеет определенную величину и соответственно датчик выдает на коммутатор электрический ток определенного напряжения (9-12 В).

          При прохождении в пазу датчика зубца экрана магнитное поле экранируется и не поступает на приемник датчика, при этом напряжение, поступающее на коммутатор, падает (0-0,5 В).

         

         Соответственно коммутатор прерывает электрический ток, подающийся на катушку зажигания, магнитное поле в ней резко сжимается и, пересекая витки обмотки, наводит ЭДС 22-25 кВ (ток высокого напряжения). Ток через бронепровода попадает на распределитель и далее на свечи зажигания, производя разряд, поджигающий топливную смесь. Прохождение каждого из четырех зубцов экрана в прорези датчика соответствует такту сжатия в одном из четырех цилиндров двигателя.

     

     

    1 — свечи зажигания; 2 — датчик-распредепитель; 3 — коммутатор; 4 — генератор; 5 — аккумуляторная батарея; 6 — монтажный блок; 7 — репе зажигания; 8 — катушка зажигания; 9 — датчик Холла

    Данные системы являются системами зажигания с регулированием времени накопления энергии. Данная система зажигания пришла на смену TSZi, чтобы исправить 2 недостатка:

    1. Форма и величина выходного напряжения магнитоэлектрического датчика изменяются с частотой вращения, что влияет на момент искрообразования.
    2. Уменьшение вторичного напряжения при росте частоты вращения коленчатого вала. Поэтому более перспективна система с регулированием времени накопления энергии.

    На рисунке представлена электрическая схема системы зажигания с датчиком Холла:

    Стабилизация величины вторичного напряжения достигается в схеме двумя путями — во-первых, регулированием времени нахождения транзистора VT1 в открытом состоянии, т.е. времени включения первичной цепи обмотки зажигания в сеть, во-вторых, ограничением величины тока в первичной цепи величиной около 8 А. Последнее, кроме того, предотвращает перегрев катушки.

    Принцип работы: С датчика Холла на вход коммутатора приходит сигнал прямоугольной формы, величина которого приблизительно на 3 В меньше напряжения питания, а длительность, соответствует прохождению выступов экрана мимо чувствительного элемента датчика. Нижний уровень сигнала 0,4 В соответствует прохождению прорези. В момент перехода от высокого уровня к низкому происходит искрообразование.

     

    В микросхеме коммутатора сигнал в блоке формирования периода, накопления энергии сначала инвертируется, затем интегрируется. На выходе интегратора образуется пикообразное напряжение, величина которого тем больше, чем меньше частота вращения двигателя. Это напряжение поступает на вход компаратора, на другой вход которого подано опорное напряжение. Компаратор преобразует величину напряжения во время. Сигнал на входе компаратора имеет место тогда, когда величина пилообразного напряжения достигает опорного и превышает его. При большой частоте вращения величина пилообразного напряжения мала, соответственно мала и длительность сигнала на выходе компаратора. С исчезновением выходного сигнала компаратора через схему управления открывается транзистор VT1, и первичная .цепь зажигания включается в сеть. Следовательно, время накопления энергии в катушке соответствует времени отсутствия сигнала на выходе компаратора. Уменьшение длительности выходного сигнала компаратора позволяет увеличить относительную величину времени накопления энергии и тем самым стабилизировать ее абсолютное значение.

    Блок ограничения силы выходного тока срабатывает по сигналу, снимаемому с резисторов, включенных последовательно в первичную цепь зажигания. Если этот сигнал достигает уровня соответствующего силе тока 8 А, блок переводит выходной транзистор в активное состояние с фиксированием этой величины тока.

    Блок безискровой отсечки отключает катушку зажигания в случае, если включено электропитание, но вал двигателя неподвижен. При этом, если при остановленном двигателе выходное напряжение датчика соответствует низкому уровню, катушка отключается сразу, в противном случае отключение происходит через 2 — 5 с.

    Схема насыщена элементами защиты от всплесков напряжения и включения обратной полярности питания. Регулировка угла опережения зажигания осуществляется традиционными способами, т.е. центробежным и вакуумным регуляторами.

         Датчики индуктивного типа используются главным образом для измерения скорости и положения вращающихся деталей. Их действие основывается на известном принципе электрической индукции (изменение магнитного потока наводит э.д.с. в катушке). В результате вращения ротора датчика управляющих импульсов изменяется магнитное поле и в индукционной обмотке (статоре) создается представленное на рисунке а, б переменное напряжение. При этом напряжение увеличивается по мере приближения зубцов ротора к зубцам статора. Положительный полупериод напряжения достигает своего максимального значения, когда расстояние между зубцами статора и ротора минимальное. При увеличении расстояния магнитный поток резко меняет свое направление и напряжение становится отрицательным.

    Рисунок. Датчик управляющих импульсов по принципу индукции
    а) Технологическая схема

    1. Постоянный магнит
    2. Индукционная обмотка с сердечником
    3. Изменяющийся воздушный зазор
    4. Ротор датчика управляющих импульсов

    б) временная характеристика переменного напряжения, индуктируемого датчиком управляющих импульсов tz = момент зажигания

    В этот момент времени (tz) в результате прерывания первинного тока коммутатором инициируется процесс зажигания.

    Количество зубцов ротора и статора в большинстве случаев соответствует количеству цилиндров. В этом случае ротор вращается с уменьшенной вдове частотой вращения коленчатого вала. Пиковое напряжение (± U) при низкой частоте вращения составляет прибл. 0,5 В, при высокой — прибл. до 100 В.

    Момент зажигания можно проконтролировать только при работающем двигателе, поскольку без вращения ротора изменение магнитного поля не происходит и в результате не создается сигнал.

     


    1 — свечи зажигания; 2 — датчик-распределитель, 3 — коммутатор, 4 — катушка зажигания

          Данные системы являются бесконтактными системами зажигания с нерегулируемым временем накопления энергии. Бесконтактная система зажигания с нерегулируемым временем накопления энергии принципиально отличается от контактно-транзисторной только тем, что в ней контактный прерыватель заменен бесконтактным датчиком. На рисунке ниже приведена электрическая схема системы:

    Принцип работы: Сигнал с обмотки L магнитоэлектрического датчика через диод VD2, пропускающий только положительную полуволну напряжения, и резисторы R2, R3 поступает на базу транзистора VT1. Транзистор открывается, шунтирует переход база-эмиттер транзистора \/Т2, который закрывается. Закрывается и транзистор VT3, ток в первичной обмотке катушки зажигания прерывается, и на выходе вторичной обмотки возникает высокое напряжение. В отрицательную полуволну напряжения транзистор VT1 закрыт, открыты VT2 и VT3, и ток начинает протекать через первичную обмотку Катушки возбуждения. Очевидно, что число пар полюсов датчика должно соответствовать числу цилиндров двигателя.

    Цепь R3-C1 осуществляет фазосдвигающие функций, компенсирующие фазовое запаздывание протекания тока в базе транзистора VT1 из-за значительной индуктивности обмотки датчика L, чем снижается погрешность момента искрообразования.

    Стабилитрон VD3 и резистор R4 защищают схему коммутатора от повышенного напряжения в аварийных режимах, так как, если напряжение в бортовой цепи превышает 18 В, цепочка начинает пропускать ток, транзистор VT1 открывается и закрывается выходной транзистор VT3. Цепями защиты от опасных импульсов напряжения служат конденсаторы СЗ, С4, С5, С6; диод VD4 защищает схему от изменения полярности бортовой сети. Форма и величина выходного напряжения магнитоэлектрического датчика изменяются с частотой вращения, что влияет на момент искрообразования.

    Давайте обобщим всё прочитанное. Не смотря на разность датчиков, системы схожи в построении и различаются внутренним устройством некоторых компонентов. Давайте взглянем на систему и опишем последовательно работу:

    Итак, водитель поворачивает ключ в замке зажигания, тем самым замыкая цепь. Ток начинает поступать из аккумулятора по замкнутому замку зажигания.

    Можно сказать, что питание цепи происходит по схеме: Аккумулятор->Стартер->Генератор. При нахождении ключа в положении «стартер» замыкаются контакты 50 и 30. Электрический ток поступает на реле стартера. Там появляется магнитное поле, что приводит к тому, что бендикс стартера вводится в зацепление с шестернёй маховика. Включается электродвигатель стартера и он начинает крутить маховик. Тот в свою очередь начинает раскручиваться и при достижении скорости, большей чем допустимая скорость вращения вала шестерни стартера привод стартера выводит её из зацепления. В свою очередь, вращение коленчатого вала передаётся на вращение вала генератора, что в свою очередь приводит к выработке электрического тока на нём, который питает бортовую сеть автомобиля и подзаряжает аккумулятор.

    1 —  свечи зажигания; 2 — датчик-распределитель; 3 — распределитель; 4 — датчик импульсов; 5 — коммутатор; 6 — катушка зажигания; 7 — монтажный блок; 8 — реле зажигания; 9 — выключатель зажигания; А — к клемме генератора.

         Электрический ток поступает на первичную обмотку катушки зажигания(6).

         Коммутатор, получая сигнал с датчика(4), прерывает или наоборот включает первичную обмотку. Когда протекание тока по первичной обмотке прерывается, то во вторичной обмотке возникает ток высокого напряжение, который подаётся по высоковольтному проводу на распределитель.

       Распределитель, вал которого приводится в движение от шестерни привода масляного насоса или коленчатого вала(зависит от конкретного устройства двигателя) распределяет искру по свечам, тем самым воспламеняя смесь в нужном цилиндре двигателя в нужное время.

    Преимущества БСЗ

    Задача системы зажигания — обеспечение в нужный момент искры зажигания достаточной энергии для воспламенения топливной смеси. Чем точнее выполняется этот процесс, тем выше мощность и эффективность двигателя. Правильно выставленное зажигание позволяет повысить мощность двигателя, снизить расход топлива и выбросы вредных веществ.

         В последние годы и десятилетия эти цели приобретали все большую актуальность. Контактная система зажигания не смогла справиться с требованиями, которые к ней предъявлялись. Максимально передаваемую энергию, необходимую для зажигания рабочей смеси, увеличить не удалось, хотя это было необходимо для двигателей с высокой компрессией и мощностью, частота вращения которых становились все больше. Кроме того, из-за постоянного износа контактов не возможно обеспечить точное соблюдение заданного момента воспламенения. Это вызывало перебои в работе двигателя, повышение расхода топлива и выбросам вредных веществ атмосферу.

         Благодаря развитию электроники удалось инициировать процесс воспламенение бесконтактно, в результате чего решились проблемы износа и технического обслуживания. При этом заданный момент зажигания точно соблюдается практически в течение всего срока службы. В первую очередь, это достигается благодаря индуктивному формированию сигнала (бесконтактная транзисторная система зажигания с накоплением энергии в индуктивности) и формированию сигнала датчиком Холла (TSZ-h). Поскольку обе эти системы экономичны и относительно недорогие, они используются и сегодня на некоторых двигатетелях малого объема.

     

    Основные преимущества бесконтактной системы зажигания:

    • отсутствие износа и технического обслуживания,
    • постоянный момент воспламенения,
    • отсутствие дребезга контактов и, как следствие, возможность увеличения частоты вращения,
    • регулирование накопления энергии и ограничение первичного тока,
    • более высокое вторичное напряжение системы зажигания
    • отключение постоянного тока.

    Простая схема зажигания емкостным разрядом (CDI)

    В этом посте мы обсуждаем схему для простой универсальной цепи зажигания емкостным разрядом или схему CDI, использующую стандартную катушку зажигания и схему на основе твердотельного тиристора.

    Как работает система зажигания в транспортных средствах

    Процесс зажигания в любом транспортном средстве становится сердцем всей системы, поскольку без этого этапа автомобиль просто не запустится.

    Для запуска процесса раньше у нас был выключатель для требуемых действий.

    В настоящее время контакт-прерыватель заменен более эффективной и долговечной электронной системой зажигания, называемой системой зажигания от конденсаторного разряда.

    Базовый принцип работы

    Основная работа блока CDI выполняется в виде следующих шагов:

    1. Два входа напряжения подаются на электронную систему CDI, один — высокое напряжение от генератора переменного тока в диапазоне от 100 В до 200 В переменного тока, другое — это низкое импульсное напряжение от измерительной катушки в диапазоне от 10 В до 12 В переменного тока.
    2. Высокое напряжение выпрямляется, и возникающий постоянный ток заряжает высоковольтный конденсатор.
    3. Короткий импульс низкого напряжения приводит в действие SCR, который разряжает или сбрасывает накопленное напряжение конденсатора в первичную обмотку трансформатора зажигания или катушки.
    4. Трансформатор зажигания увеличивает это напряжение до многих киловольт и подает напряжение на свечу зажигания для создания искры, которая в конечном итоге зажигает двигатель внутреннего сгорания.

    Описание схемы

    Теперь давайте подробно изучим работу схемы CDI со следующими пунктами:

    В основном, как следует из названия, система зажигания в транспортных средствах относится к процессу, при котором топливная смесь воспламеняется для запуска двигателя и приводные механизмы.Это зажигание осуществляется посредством электрического процесса, генерирующего электрические дуги высокого напряжения.

    Вышеупомянутая электрическая дуга возникает из-за прохождения очень высокого напряжения через два потенциально противоположных проводника через закрытый воздушный зазор.

    Как мы все знаем, для генерации высокого напряжения нам требуется какой-то процесс повышения, обычно выполняемый через трансформаторы.

    Поскольку в двухколесных транспортных средствах источником напряжения является генератор переменного тока, он может быть недостаточно мощным для выполнения функций.

    Следовательно, для достижения желаемого уровня дуги необходимо повысить напряжение во много тысяч раз.

    Катушка зажигания, которая очень популярна, и все мы видели ее в наших автомобилях, специально разработана для вышеупомянутого повышения входного напряжения источника.

    Однако напряжение от генератора переменного тока не может быть напрямую подано на катушку зажигания, потому что источник может быть слабым по току, поэтому мы используем блок CDI или блок емкостного разряда для последовательного сбора и высвобождения мощности генератора переменного тока, чтобы сделать выход компактный и высокий с током.

    Дизайн печатной платы

    Схема CDI с использованием SCR, нескольких резисторов и диодов

    Ссылаясь на приведенную выше схему цепи зажигания конденсаторного разряда, мы видим простую конфигурацию, состоящую из нескольких диодов, резисторов, SCR и одного высокого конденсатор напряжения.

    Вход в блок CDI поступает от двух источников генератора. Один источник — это низкое напряжение около 12 вольт, в то время как другой вход берется от ответвления относительно высокого напряжения генератора переменного тока, генерируя около 100 вольт.

    Входное напряжение 100 вольт соответствующим образом выпрямляется диодами и преобразуется в 100 вольт постоянного тока.

    Это напряжение мгновенно сохраняется внутри высоковольтного конденсатора. Сигнал низкого напряжения 12 подается на ступень запуска и используется для запуска SCR.

    SCR реагирует на полуволновое выпрямленное напряжение и попеременно включает и выключает конденсаторы.

    Теперь, поскольку тиристор встроен в первичную катушку зажигания, энергия, выделяемая конденсатором, принудительно сбрасывается в первичную обмотку катушки.

    Действие генерирует магнитную индукцию внутри катушки, и входной сигнал от CDI с высоким током и напряжением дополнительно усиливается до чрезвычайно высоких уровней на вторичной обмотке катушки.

    Генерируемое напряжение на вторичной обмотке катушки может достигать уровня многих десятков тысяч вольт. Этот выход соответствующим образом расположен через два плотно прижатых металлических проводника внутри свечи зажигания.

    Напряжение с очень высоким потенциалом начинает образовывать дугу в точках свечи зажигания, генерируя искры зажигания, необходимые для процесса зажигания.

    Список деталей для СХЕМЫ ЦЕПИ

    R4 = 56 Ом,
    R5 = 100 Ом,
    C4 = 1 мкФ / 250 В
    SCR = рекомендуется BT151.
    Все диоды = 1N4007
    Катушка = Стандартный двухколесный катушка зажигания

    В следующем видеоролике показан основной рабочий процесс описанной выше схемы CDI. Установка была протестирована на столе, поэтому напряжение запуска снимается от сети переменного тока 12 В 50 Гц. Поскольку триггер исходит от источника с частотой 50 Гц, можно увидеть искры с частотой 50 Гц.

    О Swagatam

    Я инженер-электроник (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
    Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

    Электронные схемы зажигания емкостным разрядом (CDI) 12 В постоянного тока

    В следующем сообщении описывается простая, но усовершенствованная система зажигания емкостным разрядом 12 В, которая получает рабочее напряжение от батареи, а не от генератора для генерации искр.

    Поскольку он работает независимо от напряжения генератора, вне зависимости от сигнала приемной катушки, он может работать более эффективно и стабильно, обеспечивая более плавную езду на автомобиле даже на более низких скоростях.

    Контактный выключатель против CDI

    Блок зажигания емкостного разряда, также называемый блоком CDI, является современной альтернативой устаревшим контактным выключателям, которые были довольно грубыми по своим функциям и надежности.

    Современный CDI — это электронная версия прерывателя контактов, в которой используются сложные электронные компоненты для создания необходимой дуги на выводах свечей зажигания.

    Концепция совсем не сложная, секция генератора обеспечивает необходимое напряжение от 100 до 200 В переменного тока в цепи CDI, где напряжение периодически накапливается и разряжается высоковольтным конденсатором через несколько выпрямительных диодов.

    Эти быстрые всплески высоковольтных разрядов сбрасываются в первичную обмотку катушки зажигания, где она соответствующим образом повышается до многих тысяч вольт для получения необходимой дуги, которая в конечном итоге действует как зажигающая искра на подключенных контактах свечи зажигания.

    Я уже обсуждал базовую электронную схему CDI в одном из моих предыдущих постов, хотя эта схема чрезвычайно универсальна, она зависит от генератора и получает свое рабочее напряжение от генератора. Поскольку напряжение генератора зависит от частоты вращения двигателя, генерируемые напряжения имеют тенденцию меняться с различными скоростями.

    На более высоких скоростях он работает нормально, но на более низких скоростях напряжение генератора также снижается, что приводит к непостоянному искру, заставляющему генератор и двигатель заикаться.

    Это несоответствие в конечном итоге влияет на работу CDI, и вся система начинает тормозиться, иногда даже приводя к остановке двигателя.

    Схема усовершенствованной цепи зажигания емкостного разряда, которая обсуждается здесь, исключает использование напряжения генератора переменного тока для работы, вместо этого она использует напряжение батареи для создания требуемых действий.

    Принципиальная схема

    Всю концепцию этого электронного CDI можно понять, изучив приведенную ниже принципиальную схему:

    Диоды, SCR и связанные компоненты образуют стандартную схему CDI.

    Высокое напряжение около 200 В, которое необходимо подать на указанную выше схему, генерируется через обычный понижающий трансформатор, подключенный наоборот.

    Вторичная обмотка трансформатора теперь становится первичной и наоборот.

    На первичную обмотку низкого напряжения подается сильноточный пульсирующий постоянный ток, генерируемый стандартной схемой IC555 через силовой транзистор.

    Это пульсирующее напряжение повышается до требуемых 200 В и становится рабочим напряжением для подключенной цепи CDI.

    Схема CDI преобразует эти 200 В в импульсы сильного тока для питания входной обмотки катушки зажигания.

    Эти быстрые сильноточные всплески дополнительно усиливаются до многих тысяч вольт катушкой зажигания и, наконец, подаются на подключенную свечу зажигания для получения необходимой дуги и инициирования зажигания автомобиля.

    Как видно, входное напряжение поступает от источника постоянного тока 12 В, который фактически является аккумулятором транспортного средства.

    Благодаря этому генерируемые искры очень стабильны без перебоев, обеспечивая транспортному средству постоянную подачу необходимых искр зажигания, независимо от состояния автомобиля.

    Постоянное искрение также снижает расход топлива, снижает износ двигателя и увеличивает общий пробег автомобиля.

    Используйте резистор 1 кОм на базе TIP122 …… 100 Ом отображается неправильно

    Если вы хотите, чтобы указанная выше схема запускалась генератором переменного тока, указанная выше конструкция может быть изменена следующим образом:

    Используйте резистор 1 кОм на базе TIP122 … 100 Ом показано неправильно, также удалите резистор 1 кОм, который идет на плюс.

    Вышеупомянутая конфигурация может быть дополнительно изменена, как показано на следующей диаграмме, которая представляется наиболее подходящим способом реализации предлагаемой усовершенствованной схемы CDI для всех двух- и трехколесных транспортных средств.

    Окончательный вариант усовершенствованной конструкции CDI с ШИМ-управлением

    Цепь печатной платы CDI

    Список деталей

    Все резисторы имеют мощность 1/4 Вт, если не указано иное

    1 кОм — 1
    10 кОм — 1
    POT 10 кОм — 1
    100 Ом 1 / 2 Вт — 1
    56 Ом 1/2 Вт — 1
    Диоды 1N4007 — 9

    Конденсаторы

    1 мкФ / 25 В — 1
    0.01uF / 50V Керамика — 1
    105 / 400V PPC — 1

    Semiconductors

    IC 555-1

    Mosfet IRF540 — 1
    SCR — BT151

    Трансформатор 0-12V / 220V / 1amp — 1

    CDI зажигания катушка — 1

    Видеоклип, демонстрирующий результат тестирования показанной выше системы электронных емкостных цепей

    О Swagatam

    Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, схемотехник / дизайнер печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
    Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

    Как работает электронное зажигание? (с иллюстрациями)

    Системы зажигания, основанные на концепции генерации измеренных и синхронизированных электрических импульсов, существуют с начала 1900-х годов. Современное электронное зажигание больше не требует такого большого количества электромеханических деталей в системе, ключевой из которых является распределитель.Он построен на твердотельной цепи датчиков, запускающих переключатель, пропускающий ток через катушку зажигания. Эти регулярно передаваемые электрические импульсы направляются к свечам зажигания, которые затем воспламеняют топливо. Такая электронная система более эффективна и может поддерживать более высокие уровни мощности двигателя, чем старые распределительные системы или системы с механическим управлением.

    Выключатель зажигания автомобиля и ключ.

    Основное преимущество электронного зажигания, основанного на схемах, а не на механическом управлении, заключается в том, как электрический импульс распределяется по свечам зажигания. Использование транзисторов, датчиков и электрических переключателей, таких как тиристор, для управления электрическим потоком является более точным, надежным и долговечным, чем система выключателя, управляемая механически вращающейся распределительной головкой. Благодаря высокой точности, это также предотвращает неполное сгорание топлива в поршневой камере двигателя, что приводит к повышению топливной эффективности и снижению загрязнения.

    В более новых автомобилях есть кнопка зажигания, и ключ не нужен для работы в качестве распределителя.

    Электронное зажигание также автоматизирует несколько процессов управления зажиганием, которые раньше приходилось настраивать или настраивать вручную.Ранние системы магнето требовали ручного запуска вместо электрического запуска, и они были сначала заменены неперезаряжаемыми батареями с сухими элементами, которые имели ограниченный срок службы. Более ранние системы также были ограничены количеством напряжения, которое они могли генерировать, и такие системы имели неточные временные характеристики распределения электрического тока в целом. Это заставляло ранние автомобильные автомобили работать на более низких скоростях и потреблять больше топлива, чем в случае с новым электронным зажиганием.

    Электрическое зажигание может помочь с топливной экономичностью и уменьшением загрязнения.

    Автомобильные, лодочные и другие крупные бензиновые, керосиновые или дизельные двигатели обычно имеют электронное зажигание. Самолеты отличаются тем, что часто не имеют генератора переменного тока и по-прежнему используют магнето, поскольку могут генерировать собственную электрическую энергию. Меньшие бензиновые двигатели со свечами зажигания, но без встроенных аккумуляторов, такие как газонокосилки, бензопилы и воздуходувки, также используют магнето.

    Генераторы заряжают аккумулятор автомобиля и снабжают его электрическую систему энергией.

    Автомобили, построенные до середины 1970-х годов, в которых использовалось электронное зажигание с распределительным механизмом, также можно дооснастить более новой технологией, объединяющей систему зажигания с системой впрыска топлива в качестве еще одного эффективного устройства.Там, где такая модернизация невозможна на конкретной модели, существуют комплекты для модернизации классического транспортного средства с распределительным механизмом без впрыска топлива до электронного зажигания.