Экономические, мощностные и эксплуатационные параметры двигателя автомобиля в значительной степени зависят от правильной установки угла опережения зажигания. Заводская установка угла опережения зажигания пригодна не для всех случаев, и поэтому его приходится корректировать, находя более точное значение в зоне между появлением детонации и заметным уменьшением мощности двигателя.
Известно, что при отклонении от оптимального угла опережения зажигания на 10 град расход горючего может возрасти на 10 % [1 ]. Часто требуется значительно изменять начальный угол опережения зажигания в зависимости от октанового числа бензина, состава горючей смеси и реальных дорожных условий. Недостатком применяемых на автомобилях центробежных и вакуумных регуляторов является невозможность регулировки угла опережения зажигания с рабочего места водителя во время движения. Описываемое ниже устройство допускает такую регулировку.
От подобных по назначению устройств [2, 3, 4] электронный корректор отличается простотой схемы и широким диапазоном дистанционной установки начального угла опережения зажигания. Корректор работает совместно с центробежным и вакуумным регуляторами. Он защищен от влияния дребезга контактов прерывателя и от помех бортовой сети автомобиля. Кроме коррекции угла опережения зажигания, устройство позволяет измерять частоту вращения коленчатого вала двигателя. От цифрового корректора [5] описываемый отличается тем, что обеспечивает плавную регулировку угла коррекции, содержит меньшее число деталей и несколько проще в изготовлении.
Основные технические характеристики:
Напряжение питания. В 6…17
Потребляемый ток при неработающем двигателе. А,
при замкнутых контактах прерывателя 0,18
при разомкнутых контактах прерывателя 0,04
Частота запускающих импульсов. Гц … 3,3…200
Установочный начальный угол ОЗ на распределителе, град …. ’20
Пределы дистанционной коррекции угла ОЗ. град …….. 13…17
Длительность импульса задержки, мс:
наибольшая …. 100
наименьшая …. 0,1
Длительность выходного импульса коммутации, мс …….. 2.3
Максимальное значение выходного коммутируемого тока. А . . . 0.22
Работа двигателя при установочных углах, заданных корректором, возможна в том случае, если импульс от прерывателя задержан на время:
T3=(Фр-Фк)/6n=(Фр-Фк)/180*Fn,
где Фр, Фк — начальный угол опережения зажигания, установленный распределителем и корректором соответственно; n — частота вращения коленчатого вала; Fn=n/30 частота искрообразования.
Pис.1
На рис.1 в логарифмическом масштабе показаны зависимости длительности времени задержки искрообразования от частоты вращения коленчатого вала, вычисленные при различных значениях начального угла опережения зажигания, установленного корректором. Этим графиком удобно пользоваться при налаживании и градуировке устройства.
Pис.2
На рис. 2 изображены характеристики и пределы изменения текущего значения угла опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Кривая 1 показана для сравнения и иллюстрирует эту зависимость для центробежного регулятора при установочном начальном угле опережения зажигания, равном 20 град. Кривые 2, 3, 4 — результирующие. Они получены при совместной работе центробежного регулятора и электронного корректора при установочных углах 17, 0 и -13 град.
Корректор (рис.3) состоит из узла запуска на транзисторе VT1, 2-х ждущих мультивибраторов на транзисторах VT2, VT3 и VT4, VT5 и выходного ключа на транзисторе VT6. Первый мультивибратор формирует импульс задержки искрообразования, а второй управляет транзисторным ключом.
Pис.3
Допустим, что в исходном состоянии контакты прерывателя замкнуты, тогда транзистор VT1 узла запуска закрыт. Формирующий конденсатор С5 в первом мультивибраторе заряжен током через эмиттерный переход транзистора VT2, резисторы R11, R12 и транзистор VT3 (время зарядки конденсатора С5 можно регулировать резистором R12). Формирующий конденсатор С8 второго мультивибратора также будет заряжен. Так как транзисторы VT4 и VT5 открыты, то VT6 будет тоже открыт и замкнет вывод «Прерыватель» блока зажигания через резистор R23 на корпус.
При размыкании контактов прерывателя транзистор VT1 открывается, а VT2 и VT3 закрываются. Формирующий конденсатор С5 начинает перезаряжаться через цепь R7R8R14VD5R13. Параметры этой цепи подобраны так, что перезарядка конденсатора происходит намного быстрее, чем его зарядка. Скорость перезарядки регулируют резистором R8.
Когда напряжение на конденсаторе С5 достигнет уровня, при котором открывается транзистор VT2, мультивибратор возвращается в исходное состояние. Чем чаще происходит размыкание контактов прерывателя, тем до меньшего напряжения заряжается конденсатор С5 и тем меньше будет длительность импульса, сформированного первым мультивибратором. Этим достигнута обратно пропорциональная зависимость между временем задержки искрообразования и частотой вращения коленчатого вала двигателя.
Спад импульса, сформированного первым мультивибратором, через конденсатор С7 запускает второй мультивибратор. Он формирует импульс длительностью около 2,3 мс. Этот импульс закрывает транзисторный ключ VT6 и отключает зажим «Прерыватель» от корпуса и тем самым имитирует размыкание контактов прерывателя, но с задержкой на время т, определяемое длительностью импульса, сформированного первым мультивибратором.
Светодиод HL1 информирует о прохождении импульса от датчика-прерывателя через электронный корректор до блока зажигания. Резистор R23 защищает транзистор VT6 при случайном подключении его коллектора к плюсовому проводу бортовой сети автомобиля.
Защиту устройства от дребезга контактов прерывателя обеспечивает конденсатор С1, который создает временную задержку (около 1 мс) закрывания транзистора VT1 после замыкания контактов прерывателя. Диоды VD1 и VD2 препятствуют разрядке конденсатора С) через прерыватель и компенсируют падение напряжения, возникающее на проводнике, соединяющим двигатель с кузовом автомобиля при включении стартера, что повышает надежность работы электронного корректора во время пуска двигателя. От помех, возникающих а бортовой сети, устройство защищает цепь VD8C9, стабилитроны VD6, VD7, резисторы R2, R6, R15 и конденсаторы С2, СЗ, Сб.
Частоту вращения коленчатого вала измеряет цепь VD9VD10R25R26PA1. Шкала этого тахометра линейна, потому что импульсы напряжения на коллекторе транзистора VT5 имеют постоянную длительность и амплитуду, обеспечиваемые стабилитроном V07. Диоды VD9, VD10 исключают влияние остаточного напряжения на транзисторах VT5, VT6 на показания тахометра. Частоту вращения отсчитывают по шкале миллиамперметра РА1 с током полного отклонения стрелки 1…3 мА.
В корректоре использованы конденсаторы К73-17 — С1, С8, С9; К53-14-С2, С5; К10-7 — СЗ, С6; КЛС — С4. С7. Резистор R8 — СПЗ-12а, R12 — СПЗ-6, R23 — составлен из 2-х резисторов МЛТ-0,125 сопротивлением 10 Ом. Диоды КД102Б, КД209А можно заменить на любые из серии КД209 или КД105; КД521А — на КД522. КД503, КД102, КД103, Д223 — с любым буквенным индексом. Стабилитроны КС168А, Д818Е можно заменить на другие с соответствующим напряжением стабилизации. Транзисторы КТ315Г можно заменить на КТ315Б, КТ315В, КТ342А, КТ342Б; КТ361 Г — на КТ361Б, КТ361В, КТ203Б, КТ203Г; КТ815В — на КТ608А, КТ608Б.
Детали устройства смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж печатной платы и расположение деталей на ней показаны на рис. 4.
Pис.4
Для налаживания устройства необходим источник питания напряжением 12…14 В, рассчитанный на ток нагрузки 250…300 мА. Между проводником от резистора R23 и плюсовым выводом источника питания на время настройки подключают резистор сопротивлением 150… 300 Ом с рассеиваемой мощностью 1-2 Вт. На вход устройства подключают имитатор прерывателя — электромагнитное реле. Используют разомкнутую пару контактов; один из них подключают к общей точке резисторов R1, R2, а второй — к общему проводу. Обмотку реле подключают к генератору, обеспечивающему переключение реле с частотой 50 Гц. При отсутствии генератора реле можно питать от понижающего трансформатора, включенного в сеть.
После включения устройства проверяют напряжение на стабилитроне VD6 — оно должно быть 6,8 В. Если корректор собран правильно, то при работе имитатора прерывателя светодиод HL1 должен светиться.
Параллельно транзистору VT3 подключают вольтметр постоянного тока со шкалой на напряжение 2…5 Вис током полного отклонения стрелки не более 100 мкА. Движок резистора R8 выводят а крайнее правое положение. При работающем имитаторе прерывателя подстроечным резистором R12 на шкале вольтметра устанавливают напряжение 1,45 В. При этом напряжении длительность импульса задержки должна быть равна 3,7 мс, а начальный угол 03 равен -13 град. В среднем положении движка резистора R8 вольтметр должен показывать напряжение 1 В, что соответствует нулевому начальному углу ОЗ а в крайнем левом 0,39 В — 17 град (см. табл.).
Фк
град
17
15
10
5
0
— 5
-10
-13
t3
мс
0,33
0,56
1,1
1,7
2,2
2,8
3,4
3,7
Uкэ.VT3
В
0.39
0,46
0,64
0,82
1
1.16
1,34
1,45
Наиболее просто (но не вполне точно) корректор можно наладить следующим образом. Движок резистора R12 устанавливают в среднее положение, а движок резистора R8 поворачивают на треть полного угла поворота от положения минимума сопротивления. Повернув корпус распределителя зажигания на 10 град в сторону более раннего зажигания (против движения вала), запускают двигатель и резистором R12 добиваются устойчивой его работы на холостом ходу. Для градуировки шкалы регулятора начального угла необходим автомобильный стробоскоп.
Тахометр градуируют подстройкой резистора R26 (при частоте запускающих импульсов 50 Гц стрелка микроамперметра должна показывать 1500 мин ‘). Если тахометр не нужен, его элементы можно не монтировать.
Для подключения корректора а удобном для водителя месте устанавливают пятиконтактную розетку (ОНЦ-ВГ-4-5/16-р), на контакты которой выводят проводники от бортовой сети, прерывателя, блока зажигания, корпуса и тахометра (если он предусмотрен). Корректор, смонтированный в кожухе, устанавливают в салоне автомобиля, например, около замка зажигания.
Корректор можно использовать совместно с блоком электронного зажигания, описанным в [6]. Он может работать и с другими тринисторными системами зажигания как с импульсным, так и с непрерывным накоплением энергии на конденсаторе. При этом каких-либо доработок в блоках зажигания, связанных с установкой корректора, как правило, не требуется.
Литература:
1. Экономия горючего. Под ред. E.. П. Серегина. — М.: Военнмат.
2. Синельников А. Устройство ЭК-1. — За рулем. 1987, № 1, с. 30.
3. Кондратьев Е. Регулятор угла опережения зажигания. — Радио, 1981, № 11. с. 13-15.
4. Моисеевич А. Электроника против детонации. За рулем, 198В № 8. с. 26.
5. Бирюков А. Цифровой октан-корректор. — Радио. 1987, №10, с. 34-37.
6. Беспалов В. Блок электронного зажигания. — Радио. 1987, №1, с. 25-27.
Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот
VT1, VT3, VT5
Биполярный транзисторКТ315А3
VT2, VT4
Биполярный транзисторКТ361Г2
VT6
Биполярный транзисторКТ815В1
VD1, VD2
ДиодКД102Б2
VD3-VD5, VD9
ДиодКД521А4
VD6
СтабилитронКС168А1
VD7
СтабилитронД818Е1
VD8
ДиодКД209А1
C1, C8, C9
Конденсатор0.1 мкФ3
C2
Электролитический конденсатор33 мкФ 16В1
C3, C6
Конденсатор1000 пФ2
C4, C7
Конденсатор0.01 мкФ2
C8
Электролитический конденсатор3.3 мкФ 16В1
R1
Резистор100 Ом1
2 ВтR2, R14, R19, R25
Резистор1 кОм4
R3, R17
Резистор6.8 кОм2
R4
Резистор3.9 кОм1
R5
Резистор2.4 кОм1
R6, R15, R24
Резистор510 Ом3
R7
Резистор8.2 кОм1
R8
Переменный резистор33 кОм1
R9
Резистор20 кОм1
R10, R18
Резистор10 кОм2
R11
Резистор100 кОм1
R12
Подстроечный резистор100 кОм1
R13
Резистор4.7 кОм1
R16
Резистор36 кОм1
R20
Резистор160 Ом1
R21
Резистор270 Ом1
0.5 ВтR22
Резистор620 Ом1
R23
Резистор5 Ом1
R26
Подстроечный резистор4.7 кОм1
HL1
СветодиодАЛ307БМ1
PA1
Миллиамперметр1
Ток полного отклонения стрелки 1-3 мАДобавить все