Контактно транзисторное зажигание своими руками. Принцип работы коммутатора зажигания, какие виды бывают и как проверить неисправность. Что собой представляет и каков принцип работы коммутатора зажигания
Заголовок
Коммутаторы в системе зажигания автомобилей используются уже очень давно. Первые из них, буквально, состояли из двух проводов и батареи напряжения. Сегодня, это высокотехнологический узел одной из главных систем автомобильного устройства. Переоценить значение его работы крайне сложно, ведь благодаря эволюции именно этого устройства, удалось достигнуть максимальных показателей сжигания воздухо-горючих смесей.
Работа контактно-транзисторной системы зажигания
Входной сигнал на одном из этих проводов повышал проводимость германия под ними, тем самым модулируя выходной сигнал на другом проводе. Наблюдатели, присутствовавшие на демонстрации этого устройства, на следующей неделе услышали усиленные голоса в наушниках, которые он питал.
Шокли позже назвал это изобретение «великолепным рождественским подарком» для дальновидной компании, которая поддержала исследовательскую программу, которая сделала этот прорыв. Его переходный транзистор был в основном трехслойным сэндвичем из германия или кремния, в котором соседние слои были бы легированы различными примесями, чтобы вызвать различные электрические характеристики. Входной сигнал, поступающий в средний слой - «мясо» полупроводникового сэндвича, - определяет, сколько тока протекало с одного конца устройства на другое под воздействием приложенного напряжения.
Другими словами, применение современного коммутатора системы зажигания, позволяет использовать на автомобилях бензин низкооктановых марок, и увеличивает отдачу двигателя на невысоких оборотах.
Что такое коммутатор системы зажигания
Если говорить просто, то под коммутатором системы зажигания, подразумевается несложная электрическая схема, которая стоит на пути электрического заряда между катушкой зажигания и свечой, которая воспламеняет смесь воздуха и бензина в котлах. В чем смысл, назначение и принцип работы этого устройства системы зажигания? Отвечая на этот вопрос, стоит понимать, что существует два типа прерывающих устройств:
Устройство Шокли часто называют тем, что его работа требует, чтобы отрицательно заряженные электроны и их положительно заряженные аналоги сосуществовали ненадолго в присутствии друг друга. Эти три были в конечном итоге присуждены за физическое изобретение. Изготовление их надежно и с равномерными рабочими характеристиками оказалось сложной проблемой, в основном из-за трудно управляемых изменений в точечных контактах металл-полупроводник. Шокли предвидел эти трудности в процессе зарождения транзитного транзистора, который, по его мнению, будет намного легче производить.
- Коммутаторы механического прерывания. Такими электрическими узлами оснащались практически все машины Советского союза, вплоть, до 1988 года. На то время это были практичные, но крайне ненадежные контактные выключатели. Принцип их работы основывался на законах самоиндукции, и приводился в действие механическим прерывателем. Последний, размыкал первичную цепь низкого напряжения, вследствие чего во вторичных цепях трансформатора возникал электромагнитный импульс, который преобразовывался в электрическую искру, и передавался на свечу зажигания. Для того чтобы обезопасить контакты коммутатора системы зажигания в цепь включался конденсатор.
- Коммутаторы бесконтактного действия, или как их еще называют, транзисторные. Принципиально их схема работы аналогична предшественникам, отличается сам механизм исполнения работы. Так, в отличие от контактных выключателей, бесконтактники осуществляют прерывание тока в электрических цепях за счет входного транзистора, который служит шлюзом для потока электроэнергии. На самых последних моделях автомобилей устанавливаются коммутаторы, которые полностью контролируются электроникой.
При этом последние, явно выигрывают у первых, и с большим преимуществом.
И это то, что вам нужно для логических приложений. Из-за его более высокой температуры плавления и большей реакционной способности кремний был гораздо труднее работать с германием, но он предлагал большие перспективы для повышения производительности, особенно при переключении приложений. Гермиевые транзисторы создают герметичные переключатели; существенные токи утечки могут протекать, когда эти устройства предположительно находятся в выключенном состоянии. У кремниевых транзисторов гораздо меньше утечек.
Внутри диффузионной печи примесные атомы легче проникают в поверхность кремния или германия; их глубина проникновения регулируется изменением плотности, температуры и давления газа, а также временем обработки. Впервые диоды и транзисторы, создаваемые этими процессами диффузионной имплантации, функционировали на частотах выше 100 мегагерц.
Так, например, при использовании транзисторного коммутатора для бесконтактной системы зажигания:
- уменьшается ток, который проходит по контактам прерывателя, вследствие чего они перестают обгорать и залипать;
- далее, увеличивается длительность подачи искры, что автоматически гарантирует лучшее воспламенение, и более эффективное выгорание горючих смесей;
- в случае если по каким-то причинам вышел из строя транзистор, всегда можно перекинуть провода в стандартное положение, и автомобиль продолжит работать.
Ремонт и замена коммутатора
Рано или поздно, как и любой механизм, коммутаторы системы зажигания тоже выходят из строя. И здесь совершенно неважно, какой именно прерыватель был установлен на автомобиле - ремонту эти узлы, как правило, не подлежат. Конечно, если у вас есть определенные навыки в электронике и радиотехнике, то перепаять вышедшую из строя деталь коммутатора будет совсем несложно.
Этот слой предложил транзисторным производителям перспективный способ защитить кремний под дополнительными примесями после завершения процесса диффузии и установления желаемых электрических свойств. Для этого им пришлось преодолеть проблему электронов поверхностного состояния, которые в противном случае заблокировали бы проникновение внешних электрических полей в полупроводник. Им удалось провести тщательную очистку поверхности кремния и выращивание на нем очень чистого слоя диоксида кремния.
Этот подход в конечном итоге оказался идеальным для использования в интегральных схемах из-за его простоты производства и очень низкой рассеиваемой мощности во время работы в режиме ожидания. Добавление этих примесных элементов называется допированием. Атомы элементов из группы 15, такие как или, вносят электрон, который не имеет естественного места покоя в кристаллической решетке. Таким образом, эти избыточные электроны свободно связаны и относительно свободны в движении, действуя как носители заряда, которые могут проводить электрический ток.
Но, как показывает практика, гораздо меньше мороки, купить новый прерыватель, и установить его. Дело в том, что перепаянные выключатели крайне ненадежны, и могут подвести в самое неподходящее время.
Поэтому простой совет:
- Ремонт коммутатора системы зажигания - это не вариант, покупайте новый!
Ниже несколько советов, где и какие коммутаторы лучше покупать. За основу возьмем ситуацию, когда нужен бесконтактный выключатель.
Атомы элементов из группы 13, такие как или, вызывают дефицит электронов при добавлении в качестве примесей, эффективно создают «дырки» в решетке. Эти положительно заряженные квантовомеханические объекты также довольно свободно перемещаются и проводят электричество.
Под действием а электроны и дырки движутся в противоположных направлениях. Правильно контролируя примеси в двух веществах, на их поверхности может образовываться канал с высокой проводимостью, способствующий протеканию через него электронов. То, что сделало этот драматический взрыв возможной сложностью схемы, - это стабильно уменьшающийся размер транзисторов на протяжении десятилетий. На заре 21-го века эти функции приблизились к 1 микрону, что позволило изготовить гигабитные чипы памяти и микропроцессоры, работающие на гигагерцовых частотах.
Какие коммутаторы и где покупать
Естественно, если у вас иномарка, то приобретение нужных вам запчастей лучше производить в соответствующих дилерских центрах, или магазинах, которые официально представляют компанию производителя вашего автомобиля. Ну а если, вы счастливый обладатель, прекрасного наследия Советского автопрома, поиски требуемых вам деталей можно смело начинать на авто и радиорынках. Правда, нужно быть осмотрительным.
Поскольку размер транзисторов сократился, их стоимость резко упала с десятков долларов за штуку до тысячных долей. Как Мур любил говорить, каждый год больше транзисторов производятся, чем капли дождя над Калифорнией, и это стоит меньше, чем один, чтобы напечатать на странице книги один символ. Они на сегодняшний день являются наиболее распространенным человеческим артефактом на планете. Глубоко встроенные во все электронные, транзисторы пронизывают современную жизнь почти так же тщательно, как и молекулы, проникающие в вещество.
Дешевое, портативное и надежное оборудование, основанное на этом замечательном устройстве, можно найти практически в любой деревне и деревушке в мире. Это крошечное изобретение, сделав возможным информационный век, превратило мир в действительно глобальное общество, сделав его гораздо более тесно связанным местом, чем когда-либо прежде.
Основываясь на многолетнем опыте, и на практических тестах, которые лично проводились над многими марками бесконтактных выключателей, можно выделить два коммутатора системы зажигания, которые отлично зарекомендовали себя.
- Коммутатор аварийный К562.3734 (или К563.3734 ТУ11 КЖЩГ 023-94).
- «Калашников и К° Плазменное зажигание» ТУ 4573-001045363119-97.
Почему именно они? Во-первых, оба выключателя производятся на отечественных заводах. Они рассчитаны для работы именно в наших условиях, все остальные аналоги, будь-то китайские или корейские, не выдерживают тех нагрузок, к которым привычны автомобили советского производства. Во-вторых, как уже говорилось выше, опытным путем было установлено, что только эти коммутаторы достаточно стабильно выдают приемлемые результаты токового разрыва.
Еще во времена простых систем воспламенения, основанных на точках, время пребывания катушек не имело большого значения. Время устанавливалось по форме точек кулачка - и это было так. Но с программируемым управлением, где время задержки катушки может быть указано, это имеет большое значение!
Слишком много, и вы расплавите катушку зажигания - вот что случилось с изображенным устройством. Слишком мало обитают, и вы не получите сильной искры. Так что же все-таки обитает? Остановка в системах зажигания относится к периоду времени включения катушки. То есть, это время, в течение которого ток протекает через первичную обмотку катушки.
Первый, за счет своей оригинальной схемы, по которой он был собран, формирует импульсные разряды, которые позволяют достигать амплитуды тока до 12-13А, при этом потребляемая величина токового заряда составляет всего 2А, и зависит от частоты вращения вала. Еще одним существенным преимуществом этого коммутационного устройства является умеренный температурный режим, в котором он работает. Хотя есть и очевидные недостатки, размеры самого коммутатора могли бы быть несколько меньше.
В старых системах точек это время, когда точки закрыты. В современных системах это время, когда включен транзистор драйвера. Так почему же текущий ток на катушку даже нужно включать и выключать? Катушка зажигания состоит из двух катушек, намотанных вокруг того же железного сердечника. Две катушки известны как первичная и вторичная обмотки.
Вторичные обмотки имеют тысячи оборотов очень тонкой проволоки, которая должна выдерживать высокое напряжение, но очень мало тока. Один конец идет к башне с высоким напряжением, к которой подключена свеча зажигания, а другая заземлена или соединена с внутренним зажимом зажигания.
Второй, это, вообще, инновационное ноу-хау. Коммутатор «Калашников и К° Плазменное зажигание» соединяет в себе два устройства: основной рабочий блок, и запасной. Как и предыдущий выключатель, этот показал достаточно высокие показатели и в продолжительности искрового момента, и в силе импульса разрывного тока.
Но его главное достоинство заключается не в основном блоке, а в резервном, который рассчитан на работу в тех условиях, когда из строя выйдет не только основной блок коммутатора, но и датчик Хола. В последнем обстоятельстве пришлось убедиться самостоятельно.
На первичной обмотке меньше оборотов более толстого провода, так как он несет большой ток. С одной стороны он имеет напряжение зажигания, а другой подключен к драйверному транзистору. Первичная обмотка включается, и через нее начинает протекать ток, создавая магнитное поле, причем это магнитное поле окружает обе катушки. Когда первичный ток выключен, магнитное поле быстро обрушивается вокруг обеих катушек, и это вызывает высокое напряжение во вторичной обмотке для получения искры.
Таким образом, это является отключением первичного тока, который заставляет магнитное поле разрушаться, поэтому создавая импульс высокого напряжения, который запускает вилку. Индуктивные системы зажигания сохраняют свою энергию в магнитном поле - правильное пребывание позволяет этому полю достичь максимальной силы в пределах проектных пределов катушки.
«Калашников и К° Плазменное зажигание» для работы был установлен на девятку в стандартной комплектации, и когда из строя вышел основной блок коммутатора системы зажигания, пришлось переключиться на резервный. Единственный минус - делать это приходится вручную. При включении блок моментально отреагировал приветствующим писком испод капота. Конечно, давать газу на нем не получится, не позволяет принцип устройства системы коммутатора, но поддерживая минимальные обороты, можно добраться до гаража или станции техобслуживания.
Если рассеиваемая мощность в катушке превышает расчетные пределы, плавильная бобина расплавляется, а эпоксидный наполнитель разрушается. Затем расширяющийся материал и газы разрывают корпус. Как уже упоминалось, катушка хранит энергию в магнитном поле, и уровень этого зависит от тока катушки.
Это означает, что небольшое уменьшение тока имеет огромное значение для энергии. Правильное управление прожигом оказывает прямое влияние на текущий уровень и, следовательно, на сохранение энергии. Разница заключалась в том, что ток катушки составлял 2 против 7 ампер. Искра, показанная слева, могла спрыгнуть только на 6-миллиметровый зазор перед тушением. Искра справа перескочила на 22 мм.
1. Цель работы
Изучение устройства и принципа действия автомобильной контактно-транзисторной системы зажигания.
2. Краткие сведения
Контактно-транзисторная система зажигания, электрическая схема которой представлена на рис. 5.1., состоит из следующих основных элементов: транзисторного коммутатора I TК 102 , выполняющего роль усилителя, катушки зажигания III преобразующей получаемый от источника ток низкого напряжения в ток высокого напряжения, необходимый для образования искры в свечах; блока добавочных сопротивлений II; прерывателя-распределителя IV, расположенных на общем валике и служащих для прерывания тока в первичной цепи катушки и распределения высокого напряжения по свечам зажигания, и искровых свечей зажигания.
Чтобы достичь этих изменений тока для этой конкретной катушки, время выдержки должно было быть изменено чуть более 3 миллисекунд! Это показывает, насколько критически правильное время ожидания. Это хороший сравнительный показатель энергии накопленной катушки. Для этой демонстрации мы стреляли катушкой в фиксированный искровой промежуток, измеряя напряжение и время.
Этот график показывает миллисекунды на нижней оси и искровое напряжение на вертикальной оси. При 2 амперах первичного тока продолжительность искры составляла всего 5 миллисекунд. При 7 ампер первичного тока продолжительность искры составляла 4 миллисекунды - в 8 раз.
Транзисторный коммутатор ТК 102 (рис. 5.1 и 5.2), корпус 1 которого выполнен из алюминиевого сплава АЛ-2 и снабжен охлаждающими ребрами, включает в себя мощный германиевый транзистор VT(2) типа ГТ701А , кремниевый стабилитрон VD2 типа Д817В , диод VД1 типа Д220 , специальный двухобмоточный импульсный трансформатор Т1(5) , конденсаторы С 1 =1 мкФ и С 2 =50 мкФ, сопротивления R2=27 ОМ и R1=2 Ом.
Использование современного электронного модуля зажигания с замкнутым контуром. Отображаемое пребывание. Эти модули контролируют ток катушки и регулируют задержку, чтобы обеспечить достижение целевого уровня - обычно около 7 ампер. Если ток поднимается выше цели, то транзистор модуля частично отключится, чтобы ограничить ток. При просмотре текущей трассировки это можно рассматривать как «плоскую» секцию в верхней части импульса.
Эти модули часто используются в послепродажных приложениях, поскольку они очень просты в настройке и легко доступны. При использовании модулей зажигания с замкнутым контуром. Внутри эти модули используют наклон входного сигнала датчика в процессе их установки останова, и если они запускаются с квадратной волной, они не будут иметь доступ к управлению выдержкой.
- Используйте катушки, совместимые с модулем.
- Количество, которое они могут регулировать, будет ограничено.
- Если вы не дадите им достаточно длительный импульс.
Транзистор, работающий в режиме ключа, крепится на корпусе коммутатора. Для обеспечения герметичности и улучшения теплоотвода транзистор иногда заливается эпоксидной смолой с наполнителем из окиси алюминия 6 . Снизу корпус коммутатора закрыт пластиной, выполненной из алюминиевого листа 8 .
Импульсный трансформатор T1 , предназначенный для обеспечения надежного и активного запирания транзистора, содержит две обмотки: первичную w ’ 1 , которая намотана в три ряда на набранный из пластин сердечник, и вторичную w ’ 2 . Первичная обмотка состоит из 60 витков медной эмалированной проволоки диаметром 0,72...0,78 мм. Вторичная обмотка содержит 500 витков из медной эмалированной проволоки диаметром 0,29...0,33 мм. Начало вторичной обмотки и конец первичной соединены между собой.
Контроль простоя при очень низких скоростях обжига катушки может быть вне его способности, и поэтому обивка часто слишком длинная.
- Вы не можете изменить предел тока катушки, если это требует ваше приложение.
- Дорого, если вам нужно несколько единиц.
Рис. 5.1. Электрическая схема контактно-транзисторной системы зажигания:
I – транзисторный коммутатор; II – блок добавочных сопротивлений; III – катушка зажигания; IV – прерыватель-распределитель; VT – транзистор ГТ701А; VD1 – диод Д7Ж; VD2 – стабилитрон Д817В; T1 – импульсный трансформатор; R2 – резистор УЛИ-0,25-27; С 1 – конденсатор БМБ-160-1; С 2 – конденсатор К50-6; R1 – резистор УЛИ-0,25-2; GB – аккумуляторная батарея; SA – выключатель зажигания.
Первичная и вторичная обмотки намотаны без межслойной изоляции. Между собой они изолированы кабельной бумагой. Обмотки трансформатора и его поверхность пропитаны специальным лаком.
Блок защиты 9 транзистора от перенапряжений, которые возникают на первичной обмотке катушки зажигания w 1 , состоит из кремниевого стабилитрона VD2 и германиевого диода VD2 .Напряжение стабилизации стабилитрона VD2 выбрано так, чтобы оно суммируясь с напряжением питания, не превышало предельно допустимого напряжения эмиттер-коллекторного перехода транзистора VТ , равного 100 В.
Рис. 5.2. Транзисторный коммутатор ТК-102
1 – корпус коммутатора; 2 – транзистор; 3 – теплоотвод блока защиты; 4 – электрический конденсатор; 5 – импульсный трансформатор; 6 - эпоксидная смола; 7 – зажимы блока защиты; 8 – пластина; 9 – блок защиты транзистора.
Диод VD1 включен встречно стабилитрону и препятствует протеканию электрического тока от аккумуляторной батареи через стабилитрон в прямом направлении, в противном случае первичная обмотка катушки зажигания w 1 была бы шунтирована стабилитроном VD2 .
Для улучшения процесса переключения германиевого транзистора служит цепочка, состоящая из конденсатора С 1 марки MБМ-160-1,0±10% (предельное напряжение 160 В, емкость 1 мкФ) и резистора R1 марки УЛИ 0,25-2±2%. Все приборы блока защиты залиты эпоксидной смолой.
Электрический конденсатор С 2 (4) марки К-50-6 (емкость 50 мкФ, напряжение 25 В); установленный внутри корпуса отдельно от блока защиты, защищает транзистор VT от случайных перенапряжений, которые могут возникнуть в цепи питания.
В контактно-транзисторной системе зажигания используется 12-вольтовая катушка зажигания типа Б114 (рис. 5.3). Катушка зажигания Б114 маслонаполненная и отличается от катушек классической батарейной системы зажигания в основном обмоточными данными и трансформаторной связью первичной и вторичной обмоток, примененной во избежание перегрузки транзистора дополнительным напряжением при разрядных процессах во вторичной цепи.
Рис. 5.3. Катушка зажигания Б114
1 – сердечник; 2 – кольцевой магнитопровод; 3 – вторичная обмотка; 4 – первичная обмотка; 5 – кожух; 6 – изолятор; 7 – крышка; 8 – зажим; 9 – контактная пружина; 10 – клемма высокого напряжения; 11 – прокладка.
Сердечник 1 и кольцевой магнитопровод 2 катушки зажигания изготовлены из листов электротехнической стали, на поверхности которых имеется слой окалины, что уменьшает вихревые токи.
На изоляционную втулку из электротехнического картона наматывается вторичная обмотка катушки зажигания 3 , которая содержит 41000 витков из провода марки ПЭЛ диаметром 0,06 мм. Сопротивление вторичной обмотки составляет 20,5 кОм, индуктивность 170 Гн.
Для предупреждения пробоя изоляции обмотки особенно в конечных и начальных рядах, где потенциал достигает наибольшей величины, первые восемь рядов и последние изолированы друг от друга тремя слоями конденсаторной бумаги КOH-1 толщиной 0,022 мм; между остальными рядами прокладываются по 1 слою конденсаторной бумаги. Сверху вторичная обмотка изолируется несколькими слоями лакоткани, а затем кабельной бумаги. Первичную обмотку 4 катушки зажигания Б114 наматывают поверх вторичной, что облегчает отвод тепла от обмотки и кожуху при работе катушки. Первичная обмотка 4 содержит 180 витков из провода марки ПЭВ-1 диаметром 1,25 мм, намотана в пять рядов. Между каждым рядом проложена изоляция из кабельной бумаги. Сопротивление первичной обмотки составляет 0,45 Ом, индуктивность 0,0037 Гн. Коэффициент трансформации катушки равен 228, Первичная обмотка катушки зажигания Б114 вместе с блоком добавочных сопротивлений СЭ 107 (рис. 5.1) включена в цепь эмиттера транзистора VT.
Благодаря такой схеме включения транзистора весь ток, подводимый от батареи, используется для наполнения энергии в катушке зажигания, и значительно облегчается отвод тепла от транзистора. Между вторичной и первичной обмотки катушки зажигания проложена изоляция из электрокартона марки ЭВ. Обе катушки в сборе помещены в стальной кожух 5 , изготовленный методом глубокой вытяжки. Вторичная обмотка и сердечник, имеющие высокий потенциал относительно корпуса, изолируются от корпуса стеатитовым изолятором 6 . Сверху катушка имеет крышку 7 , которая герметизирована с корпусом через бензомаслостойкую резиновую прокладку 11 с последующей завальцовкой кожуха. Крышка изготовлена из термореактивной пластмассы. Выводы первичной обмотки 4 припаяны к зажимам 8 , расположенным к крышке. Один вывод вторичной обмотки прижат изолятором сердечника к корпусу катушки (на массу), а второй - высоковольтный вывод выведен под контактную пружину 9 , соединяющуюся с выводной клеммой высокого напряжения 10 .
Первичная обмотка 4 обычно по высоте больше вторичной 3 , что дает возможность увеличить потокосцепление между обмотками и уменьшить емкость между вторичной обмоткой и металлическим кожухом, а также улучшить условия теплоотдачи и уменьшить среднюю длину витка. Для улучшения изоляции первичную и вторичную обмотки подвергают вакуумной пропитке трансформаторным маслом, а затем в кожух заливают трансформаторное масло ТКП, что позволяет значительно улучшить передачу тепла от обмоток к корпусу.
Рис. 5.4. Добавочные резисторы.
1 – резистор R д1 ; 2 – резистор R д2 ; 3 - корпус
Добавочные сопротивления катушки зажигания R д1 и R д2 выполнены из константанового провода в виде спиралей сопротивлением по 0,5 Ома каждое и размещены в отдельном блоке СЭ 107 (рис. 5.4). Сопротивление R д2 с учетом улучшения пуска двигателя внутреннего сгорания закорачивается через контактную пластину тягового реле стартера. Блок добавочных сопротивлений СЭ 107 имеет три изолированных вывода К , ВК и ВК-Б . Клемма К блока соединяется с клеммой К транзисторного коммутатора. Клемма ВК соединяется проводом с дополнительным контактом тягового реле стартера или с выводом дополнительного реле стартера. Клемма ВК-Б соединяется через замок зажигания с плюсовой клеммой аккумуляторной батареи.
Блок добавочных сопротивлений СЭ 107 монтируется под капотом вблизи катушки зажигания и крепится двумя самонарезающимися винтами диаметром 6 мм с пружинными шайбами.
Рис. 5.5. Прерыватель-распределитель Р4-Д.
1 – валик; 2 – корпус; 3 – втулка; 4 – привод кулачка; 5 – ротор; 6 - центробежный регулятор; 7 – неподвижная пластина; 8 – подвижная пластина; 9 – шариковый подшипник; 10 – кулачок; 11 – втулка; 12 – крышка; 13 – пружинящая пластина; 14 – контактный уголек; 15 – боковые выводы; 16 – октан-корректор.
Для прерывания в необходимый момент цепи низкого напряжения и для распределения высокого напряжения по свечам в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя служит прерыватель-распределитель типа Р4 Д для автомобиля ЗИП-130 и PI3 Д для автомобиля ГАЗ-53А (рис. 5.5). В прерывателе-распределителе расположены также центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания.
В чугунном корпусе 2 прерывателя-распределителя запрессована бронзовая втулка 3 , в ней вращается валик 1 привода кулачка 4 прерывателя, ротора 5 распределителя и центробежного регулятора 6 опережения зажигания. К корпусу 2 двумя винтами крепится неподвижная пластина 7 прерывателя. Подвижная пластина 8 прерывателя устанавливается на шариковом подшипнике 9 , обеспечивающем легкость движения пластины при работе вакуумного регулятора. Контакты прерывателя вольфрамовые.
Кулачок 10 напрессован на втулку 11 . Выступы кулачка имеют специальный профиль, обеспечивающий быстрое размыкание контактов, а, следовательно, и уменьшение искрения между ними, а также плавное безударное замыкание контактов, что значительно снижает их вибрацию. Зазор между контактами прерывателя в пределах 0,30...0,40 мм регулируют смещением неподвижного контакта вокруг оси рычажка при помощи эксцентрика.
Ротор 5 и крышка 12 распределителя выполнены из специального пресспорошка. Крышку крепят двумя пружинящими пластинами 13 . Уголёк 14 с пружиной подводит ток высокого напряжения от центрального ввода крышки к электроду ротора. Уголёк одновременно служит и для снижения уровня радиопомех. Величина сопротивления уголька составляет 8000...14000 Ом. В боковые выводы 15 крышки устанавливают высоковольтные провода от свечей зажигания.
К корпусу прерывателя-распределителя прикреплен вакуумный регулятор опережения зажигания. Тяга вакуумного регулятора соединена с подвижной пластиной 8 прерывателя. Установочный угол опережения зажигания регулируют гайками октан-корректора 16 .
Вакуумный регулятор позволяет изменять величину угла опережения зажигания в зависимости от нагрузки двигателя, т.е. от степени открытия дроссельной заслонки карбюратора.
Центробежный регулятор дает возможность изменять угол опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Совместная работа центробежного и вакуумного регуляторов устанавливает наиболее выгодную величину угла опережения зажигания при различных режимах работы двигателя, что обеспечивает повышение мощности и экономичности двигателя. Вследствие малой величины тока, разрываемого контактами прерывателя, в прерывателях-распределителях контактно-транзисторной системы зажигания отсутствует конденсатор, который имеется в распределителях классической батарейной системы зажигания для снижения искрения между контактами.
Принцип работы контактно-транзисторной системы зажигания заключается в следующем (рис. 5.1). При включении выключателя зажигания SА и при замкнутом состоянии контактов прерывателя от аккумуляторной батареи GB через первичную обмотку катушки зажигания w 1 , через эмиттер-базовый переход транзистора VT , через первичную обмотку импульсного трансформатора w ’ 1 и далее через замкнутые контакты прерывателя ПР начинает протекать ток управления до 0,8 А. В результате прохождения тока управления через эмиттерный переход открывается транзистор VТ , электрическое сопротивление эмиттер-коллекторного перехода резко снижается. Ток первичной цепи величиной до 8 А будет проходить от аккумуляторной батареи через выключатель зажигания, дополнительные резисторы, первичную обмотку катушки зажигания, эмиттер-коллекторный переход транзистора - на массу.
При размыкании контактов прерывателя транзистор переходит в состояние отсечки, т.е. запирается, вследствие чего первичный ток, а, следовательно, и созданное им магнитное поле исчезает. Исчезающее магнитное поле индуктирует во вторичной обмотке катушки зажигания Э.Д.С., равную 17...30 кВ, достаточную для пробоя искрового промежутка свечи.
Резкое прерывание тока и активное запирание транзистора обеспечивается применением импульсного трансформатора. При размыкании контактов прерывателя во вторичной обмотке импульсного трансформатора индуктируется Э.Д.С., которая подается к эмиттер-базовому переходу транзистора VТ в запирающем направлении, т.е. «минусом» на эмиттер, а «плюсом» на базу, вследствие чего ускоряется запирание транзистора VТ и поэтому ускоряется прерывание тока в первичной обмотке катушки зажигания. Индуктируемое во вторичной обмотке катушки зажигания высокое напряжение подается на ротор распределителя и затем на свечи зажигания. Контактно-транзисторная система зажигания по сравнению с классической батарейной системой обеспечивает большее значение вторичного напряжения и энергии искрового разряда, повышает срок службы электродов свечей, а также устраняет эрозию и износ контактов прерывателя, что обеспечивает снижение возможных разрегулировок системы зажигания в эксплуатации.
3. Учебные пособия, приспособления и инструменты.
3.1. Комплект приборов контактно-транзисторной системы зажигания, подлежащий разборке и сборке. Отдельные детали и узлы, учебные плакаты.
3.2. Приспособления и инструменты - отвертка, гаечные ключи 9-11 мм.
4. Порядок проведения работы
4.1. Изучить устройство транзисторного коммутатора катушки зажигания, прерывателя-распределителя и блока добавочных сопротивлений.
4.2. Изучить принцип работы контактно-транзисторной системы зажигания.
4.3. Произвести разборку транзисторного коммутатора.
4.4. Ознакомиться с отдельными узлами и элементами транзисторного коммутатора и собрать коммутатор в последовательности, обратной разборке.
4.5. Разобрать катушку зажигания.
4.6. Нарисовать эскиз магнитопровода катушки зажигания.
4.7. Ознакомиться с отдельными деталями катушки зажигания и собрать её в последовательности, обратной разборке.
4.8. Ознакомиться с устройством блока добавочных сопротивлений.
4.9. Ознакомиться с устройством прерывателя-распределителя.
4.10. Ознакомиться с устройством центробежного и вакуумного регуляторов опережения зажигания.
5.1. Тип изучаемой системы зажигания, технические характеристики катушки и прерывателя-распределителя.
5.2. Краткое описание устройства и принципа действия контактно-транзисторной системы зажигания.
5.3. Электрическая схема контактно-транзисторной системы зажигания.
5.4. Эскиз магнитной цепи катушки зажигания.
5.5. Назначение и параметры элементов схемы контактно-транзисторной системы зажигания.
5.6. Эскизы центробежного и вакуумного регуляторов опережения зажигания.
5.7. Преимущества и недостатки рассматриваемой системы зажигания.
6.1. Из каких основных элементов состоит контактно-транзисторная система зажигания и как они устроены?
6.2. Объяснить назначение импульсного трансформатора.
6.3. Объяснить принцип работы контактно-транзисторной системы зажигания.
6.4. Почему добавочное сопротивление выполняется двухсекционным?
6.5. Каким образом фиксируется обмотки в корпусе катушки зажигания?
6.6. Какие электротехнические материалы используются в катушке зажигания?
6.7. Почему вторичная обмотка катушки зажигания расположена внутри, а первичная снаружи?
6.8. В каком режиме работает транзистор?
6.9. В чем заключаются преимущества и недостатки контактно-транзисторной системы зажигания по сравнению с батарейной?
6.10. Чем отличается катушка зажигания контактно-транзисторной системы от обычной классической системы?
6.11. Объяснить работу центробежного регулятора опережения зажигания.
6.12. Объяснить работу вакуумного регулятора опережения зажигания.
Литература
1. Банников С.П. Электрооборудование автомобилей и тракторов. «Транспорт», М., 1977.
2. Боровских Ю.И. Электрооборудование автомобилей. «Транспорт»,М., 1971.
3. Барабанов В.Е., Василевский В.М., Левин С.М. Электрооборудование тракторов и автомобилей. «Колос», М., 1974.
4. Ильин A.M., Тимофеев Ю.Л., Ваняев В„Л. Электрооборудование автомобилей. «Транспорт», 1982.
5. Резник A.M., Орлов В.П. Электрооборудование автомобилей. «Транспорт», М., 1981.