Автолюбители, установившие на свой автомобиль электронную систему зажигания
наверное уже оценили ее преимущества. Контактный же прерыватель продолжает по-прежнему
доставлять хлопоты. Эрозия, окисление, загрязнение контактов заставляют автолюбителя
периодически проводить работу по поддержанию их рабочего состояния. Избавиться
от этих забот можно, если дополнить электронную систему зажигания формирователем
импульсов с бесконтактным датчиком.
Известно несколько типов датчиков, способных работать в бесконтактных системах зажигания — фотоэлектрические, гальваномагнитные, параметрические. К параметрическим относят те датчики, в основе работы которых лежит превращение изменения измеряемой величины в изменение параметра — емкости, индуктивности, сопротивления, магнитного сопротивления. Наиболее доступен для изготовления в любительских условиях параметрический электромагнитный датчик. Его работа основана на свойстве магнитопровода катушки, в которой протекает переменный электрический ток, изменять свое магнитное сопротивление при введении в зазор магнитопроеода ферромагнетика с малым удельным магнитным сопротивлением.
В литературе неоднократно были описаны параметрические датчики для бесконтактной системы зажигания, например [1,2,3]. В этих конструкциях катушка датчика, намотанная на Ш-обраэном фер-ритовом магнитопроводе, входит в состав блокинг-генератора. У такого решения много недостатков — сложность изготовления в любительских условиях магнитопроеода датчика, слишком малый зазор между магнитопроводом и переключающим диском, значительный потребляемый ток.
Ниже описана конструкция бесконтактного прерывателя с электромагнитным датчиком, свободная от указанных недостатков. Бесконтактный прерыватель может работать совместно со всеми модификациями электронных систем зажигания промышленного изготовления ("Электроника", "Искра", "ПАЗ"), а также с любительскими конструкциями, описанными в [1.4,5].
Эти электронные системы зажигания рассчитаны на подключение контактного прерывателя, поэтому входной узел у них построен таким образом, чтобы обеспечить ток через замкнутые контакты прерывателя 70…180 мА. Столь значительный ток выбран для уменьшения чувствительности системы к состоянию контактов прерывателя . Обязательным для электронной системы зажигания является узел подавления дребезга контактов. Применение же бесконтактного прерывателя позволяет исключить из системы узел подавления дребезга контактов, выбрать гораздо меньший ток входного узла и таким образом сделать ее более надежной и экономичной. В рамках этой статьи просто невозможно дать рекомендации по модернизации готовых систем зажигания, поскольку существует множество схемных решений как промышленных, так и любительских.
Принципиальная схема бесконтактного прерывателя показана на рис.1. Датчик
представляет собой катушку 11, которая вместе с конденсатором СЗ входит в состав
генератора, выполненного на транзисторах VT1.1, VT1.2 микросборки VT1. При вхождении
зубца диска в зазор маг-нитопровода катушки происходит срыв колебаний генератора,
потому что энергия электромагнитного поля катушки расходуется на образование вихревого
тока в зубце.
В этот момент ток коллектора транзистора VT1.1 уменьшается, вызывая увеличение напряжения на коллекторе. Триггер Шмитта, выполненный на транзисторах VT2, VT3, формирует сигнал с крутыми фронтом и спадом. Транзистор VT4 работает в режиме переключения.
Вхождение зуба переключающего диска в зазор датчика соответствует моменту замыкания контактов прерывателя. Эквивалентный угол замкнутого состояния контактов определяется в основном угловой шириной зубца диска; этот угол выбран равным 50°. Небольшая погрешность в определении угла замкнутого состояния контактов обусловлена гистерезисом триггера Шмитта.
Температурная стабилизация генератора обеспечена отрицательной обратной связью по постоянному току через резистор R2, включенный в цепь эмиттера транзистора VT1.1, диодной термокомпенсацией (диодное включение транзистора VT1.2) и применением согласованной пары транзисторов, размещенных на одном кристалле. Ток через эмит-терный переход транзистора VT1.2 вы бран небольшим, около 1,5 мА. Благодаря этим мерам стабильность режима генератора сохраняется в температурном интервале -48…+90°С.
Напряжение питания генератора и триггера Шмитта фиксировано стабилитроном VD1, что исключает зависимость момента зажигания от напряжения бортовой сети автомобиля. Светодиод HL1 служит для установки момента зажигания и визуального контроля работы прерывателя.
Катушка L1 намотана на кольцевом магнитопроводе типоразмера 1(7х4х2 из феррита 2000НМ. В магнитопроводе пропилен сквозной паз шириной 3 мм, а обмотка размещена на стороне, противоположной пазу. Обмотка состоит из 37+50 витков провода ПЭВ-2 0,12. Ширина намотки — 3,5…4 мм. Магнитопровод в месте намотки необходимо обмотать одним слоем лакоткани или покрыть несколькими слоями лака.
К обмотке припаивают выводы длиной 200 мм из провода МГТФ, изолируют места пайки и вставляют катушку в экранирующую коробку с прорезью спереди. Положение магнитопровода 5 в коробке 2 и размещение ее на крепежном фланце 1 иллюстрирует рис.2. Коробку можно изготовить из листовой латуни или меди (но не стали) толщиной 0,2…0,4 мм. Магнитопровод фиксируют относительно прорези, вставив в нее вкладыш из пористой резины, обернутый полиэтиленовой пленкой, после чего заливают коробку эпоксидной смолой.
После затвердевания смолы коробку припаивают к фланцу 1, выполненному из фольгированного стеклотекстолита, латуни или стали. Жгут выводов 3 закрепляют на фланце хомутом 4, фиксированным пайкой.
В электронном узле применены резисторы МЛТ, конденсаторы К1-7 (С1 — СЗ), К53-14 (С4, С5). Транзисторную сборку КР159НТ1Б заменять отдельными транзисторами крайне нежелательно, потому что ухудшится стабильность генератора, особенно в области отрицательных значений температуры.
Все детали формирователя, кроме катушки L1, размещены на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы представлен на рис.3. Плату, установленную в прочную, плотно закрывающуюся коробку, следует монтировать возможно ближе к прерывателю-распределителю автомобиля.
Налаживание формирователя сводится к подборке резистора R3. Подключив вольтметр к коллектору транзистора VT1.1, подбирают этот резистор по минимуму показаний вольтметра — напряжение должно быть 2…3 В. Затем вводят в прорезь датчика стальную пластину. При этом показания вольтметра должны увеличиться до 6…6,5 В.
Конструкция зубчатого диска, рассчитанного для установки на 4-хцилиндровый двигатель, показана на рис.4. Диск можно изготовить из любой малоуглеродистой мягкой стали. Его фиксируют стопорными винтами на кулачке прерывателя.
Установка катушки в прерыватель имеет особенности, зависящие от типа прерывателя-распределителя зажигания. Ниже рассматривается вариант ее монтажа в прерыватель-распределитель Р-118 автомобиля "Москвич-412". Для этого нужно последовательно снять распределитель, "бегунок" и вакуумный регулятор. Затем, вывернув винты крепления неподвижной пластины к дну прерывателя, снять ее, разъединить подвижную и неподвижную пластины. Снять с подвижной пластины контакты в сборе и спилить латунную ось контактной стойки заподлицо с пластиной. Высверлить алюминиевую заклепку крепления стойки фильца смазки кулачка и снять фильц.
На подвижной пластине просверлить в соответствии с рис.5 два отверстия сверлом диаметром 2,1 мм и нарезать резьбу М2,5 для крепления катушки-датчика. Восстановить соединение пластин и закрепить на подвижной пластине двумя винтами М2,5 фланец с датчиком.Установить пластины на место, надеть зубчатый диск на кулачок, отрегулировать положение его зубца в пазу датчика так, чтобы зазоры сверху и снизу были одинаковы и зафиксировать диск двумя стопорными винтами М2.
После выполнения всех электрических соединений включить зажигание и, поворачивая пусковой рукояткой коленчатый вал двигателя, убедиться в срабатывании бесконтактного прерывателя по зажиганию и погасанию светодиода. Затем можно приступить к установке момента зажигания. Методика этого процесса хорошо описана в инструкции по эксплуатации автомобиля. Моменту зажигания соответствует включение светодиода.
Плату формирователя можно встроить в кожух электронной системы зажигания.
А.КОЛОТОВ, г. Бердск
ЛИТЕРАТУРА
1. В.Стаханов. Транзисторные системы зажигания. — Радио, 1991. М" 9, с.26-29.
2. A.Х.Синельников. Электронные приборы для автомобилей. — М.: Энергоатомиздат, 1986.
3. В.Горкин, А.Федоров. Бесконтактная система зажигания. — Сб. "В помощь радиолюбителю". вып.73. — М.: ДОСААФ, 1981.
4. Ю.Сверчков. Стабилизированный многоискро-вой блок зажигания. — Радио, 1982, N 5, с.27-30.
5. Г.Карасев. Стабилизированный блок электронного зажигания. — Радио, 1988, N 9, с.17,18.
(РАДИО N 11, 1993г.)