|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Zaawansowana jednostka zapłonowa do samochodu
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Samochód. Urządzenia elektryczne Projekt ten można polecić wyszkolonym radioamatorom, którzy mają już doświadczenie w produkcji prostych klocków zapłonowych i chcą mieć urządzenie, z którego, mówiąc w przenośni, „wyciska się” wszystko, co dziś wydaje się możliwe. W ostatnich latach stabilizowana jednostka zapłonowa [1] była powtarzana przez wielu amatorów samochodów i radioamatorów i pomimo stwierdzonych niedociągnięć można przypuszczać, że przetrwała próbę czasu. Nie bez znaczenia jest również to, że w literaturze nie pojawiły się dotychczas publikacje struktur podobnych w prostocie o podobnych parametrach. Okoliczności te skłoniły autora do podjęcia kolejnej próby gruntownej poprawy osiągów jednostki zapłonowej przy zachowaniu jej prostoty.
Główną różnicą pomiędzy ulepszonym blokiem zapłonowym a [1] jest zauważalna poprawa jego charakterystyki energetycznej. Jeżeli maksymalny czas trwania iskry dla oryginalnego bloku nie przekraczał 1,2 ms, a można go było uzyskać tylko przy najniższych wartościach częstotliwości iskrzenia, to dla nowego czas trwania iskry jest stały w całym paśmie pracy 5 ... 200 Hz i jest równy 1,2 ... 1,4 ms. Oznacza to, że przy średnich i maksymalnych obrotach silnika – a są to najczęściej stosowane tryby – czas trwania iskry praktycznie odpowiada aktualnie ustalonym wymaganiom.
Znacząco zmieniła się również moc dostarczana do cewki zapłonowej. Przy częstotliwości 20 Hz z cewką B-115 osiąga 50 ... 52 mJ, a przy 200 Hz - około 16 mJ. Rozszerzono również granice napięcia zasilania, w którym jednostka może pracować. Pewne iskrzenie przy uruchamianiu silnika zapewnione jest przy napięciu pokładowym 3,5 V, ale urządzenie pracuje nawet przy 2,5 V. Przy maksymalnej częstotliwości iskrzenie nie jest zakłócane, jeżeli napięcie zasilania osiągnie 6 V, a czas trwania iskry nie jest krótszy niż 0,5 ms. Wyniki te uzyskano głównie poprzez zmianę trybu pracy konwertera, a zwłaszcza warunków jego wzbudzenia. Te wskaźniki, które według autora znajdują się na praktycznym ograniczeniu możliwości przy zastosowaniu tylko jednego tranzystora, zapewnia również zastosowanie ferrytowego obwodu magnetycznego w transformatorze przekształtnikowym.
Jak widać ze schematu ideowego bloku zapłonowego pokazanego na rys. 1, jego główne zmiany dotyczą konwertera, tj. generator impulsów ładowania, który zasila kondensator magazynujący C2. Obwód uruchamiania konwertera jest uproszczony, który, jak poprzednio, jest wykonany zgodnie ze schematem generatora blokującego stabilizowanego jednocyklowo. Funkcje diod rozruchowych i rozładowczych (odpowiednio VD3 i VD9 zgodnie z poprzednim schematem) są teraz wykonywane przez jedną diodę Zenera VD1. To rozwiązanie zapewnia bardziej niezawodny rozruch generatora po każdym cyklu iskrzenia poprzez znaczne zwiększenie początkowej polaryzacji na złączu emiterowym tranzystora VT1. Niemniej jednak nie zmniejszyło to ogólnej niezawodności jednostki zapłonowej, ponieważ tryb tranzystorowy nie przekraczał dopuszczalnych wartości w żadnym z parametrów.
Zmieniono również obwód ładowania kondensatora opóźniającego C1. Teraz, po naładowaniu kondensatora magazynującego, jest on ładowany przez rezystor R1 i diody Zenera VD1 i V03. W ten sposób w stabilizację biorą udział dwie diody Zenera, których całkowite napięcie po otwarciu określa poziom napięcia na kondensatorze magazynującym C2. Pewien wzrost napięcia na tym kondensatorze jest kompensowany przez odpowiedni wzrost liczby zwojów uzwojenia bazowego II transformatora. Średni poziom napięcia na kondensatorze magazynującym jest obniżony do 345...365 V, co zwiększa ogólną niezawodność jednostki zapłonowej i jednocześnie zapewnia wymaganą moc iskry.
 (kliknij, aby powiększyć) W obwodzie rozładowania kondensatora C1 zastosowano stabilizator VD2, który umożliwia uzyskanie takiego samego stopnia przekompensowania przy spadku napięcia na pokładzie, jak trzy lub cztery konwencjonalne diody szeregowe. Kiedy ten kondensator jest rozładowany, dioda Zenera VD1 jest otwarta w kierunku do przodu (jak dioda VD9 oryginalnej jednostki).
Kondensator C1 zapewnia zwiększenie czasu trwania i mocy impulsu otwierającego trinistor VS2. Jest to szczególnie konieczne przy wysokiej częstotliwości iskrzenia, gdy średni poziom napięcia na kondensatorze CXNUMX jest znacznie zmniejszony.
W elektronicznych jednostkach zapłonowych z wielokrotnymi wyładowaniami kondensatora akumulacyjnego do cewki zapłonowej [1,2, XNUMX] czas trwania iskry i do pewnego stopnia jej moc determinuje jakość trinistora, ponieważ wszystkie okresy oscylacji, z wyjątkiem po pierwsze, są tworzone i utrzymywane tylko przez energię magazynującą. Im mniejsze zużycie energii na każde włączenie trinistora, tym większa liczba rozruchów będzie możliwa i tym większa ilość energii (i przez dłuższy czas) będzie przekazywana do cewki zapłonowej. Dlatego wysoce pożądane jest wybranie trinistora o minimalnym prądzie otwarcia.
Trinistor można uznać za dobry, jeśli jednostka zapłonowa zapewnia początek iskrzenia (z częstotliwością 1 ... 2 Hz), gdy jednostka jest zasilana napięciem 3 V. Zadowalająca jakość odpowiada pracy przy napięciu 4 . .. 5 V. Przy dobrym trinistorze czas trwania iskry wynosi 1,3...1,5 ms, w przypadku złego - spada do 1...1,2 ms. W tym przypadku, jakkolwiek może się to wydawać dziwne, moc iskry w obu przypadkach będzie w przybliżeniu taka sama ze względu na ograniczoną moc konwertera. W przypadku dłuższego czasu trwania kondensator jest rozładowywany prawie całkowicie, początkowy (czyli średni) poziom napięcia na kondensatorze ustawiony przez przetwornicę jest nieco niższy niż w przypadku krótszego czasu działania. Przy krótszym czasie początkowy poziom jest wyższy, ale poziom napięcia szczątkowego na kondensatorze jest również wysoki z powodu jego niecałkowitego rozładowania. Zatem różnica pomiędzy początkowym i końcowym poziomem napięcia na zasobniku jest w obu przypadkach praktycznie taka sama i od tego zależy ilość energii wprowadzonej do cewki zapłonowej [8]. A jednak przy dłuższym czasie trwania iskry uzyskuje się lepsze dopalanie mieszanki palnej w cylindrach silnika, tj. zwiększa jego wydajność.
Podczas normalnej pracy jednostki zapłonowej, powstaniu każdej iskry odpowiada 4,5 okresów oscylacji cewki zapłonowej. To znaczy. że iskra to dziewięć naprzemiennych wyładowań w świecy zapłonowej, nieprzerwanie następujących po sobie. Dlatego nie można zgodzić się z opinią (wykładaną w [4]), że wkład trzeciego, a tym bardziej czwartego okresu oscylacji nie może być wykryty w żadnych warunkach. W rzeczywistości każdy okres ma swój bardzo konkretny i namacalny wkład w całkowitą energię iskry, co potwierdzają także inne publikacje, np. [2]. Jeśli jednak pokładowe źródło napięcia jest połączone szeregowo z elementami obwodu (tj. szeregowo z cewką zapłonową i zasobnikiem), silne tłumienie wprowadzone przez źródło, a nie przez inne elementy, naprawdę tego nie umożliwia do wykrywania wkładu, o którym mowa powyżej. Właśnie taką inkluzję zastosowano w [4].
W opisywanej jednostce zapłonowej pokładowe źródło napięcia nie uczestniczy w procesie oscylacyjnym i oczywiście nie wprowadza wspomnianych strat.
Jednym z najważniejszych elementów jednostki zapłonowej jest transformator T1. Jego obwód magnetyczny Sh15x12 wykonany jest z oxyfera NM2000. Uzwojenie 1 zawiera 52 zwoje drutu PEV-2 0,8; 11-90 zwojów drutu PEV-2 0,25; III - 450 zwojów drutu PEV-2 0,25.
Odstęp między częściami obwodu magnetycznego w kształcie litery W musi być zachowany z największą możliwą dokładnością. Aby to zrobić, podczas montażu między skrajnymi prętami umieszcza się je bez kleju wzdłuż uszczelki getinax (lub tekstolitu) o grubości 1,2 + 0,05 mm, po czym części obwodu magnetycznego są ściągane mocnymi nitkami.
Na zewnątrz transformator musi być pokryty kilkoma warstwami żywicy epoksydowej, nitro-kleju lub emalii nitro.
Cewka może być wykonana na prostokątnej szpuli bez policzków. Uzwojenie III jest nawijane jako pierwsze, w którym każda warstwa jest oddzielona od następnej cienką uszczelką izolacyjną i uzupełniona uszczelką trójwarstwową. Następnie uzwojenie II jest nawijane. Uzwojenie 1 jest oddzielone od poprzedniego dwiema warstwami izolacji. Skrajne zwoje każdej warstwy podczas nawijania na szpulę należy utrwalić dowolnym klejem nitro.
Elastyczne przewody cewki najlepiej układać po zakończeniu całego uzwojenia. Końce uzwojeń I i II należy poprowadzić w kierunku diametralnie przeciwnym do końców uzwojenia III, ale wszystkie wyprowadzenia muszą znajdować się na jednym z końców cewki. W tej samej kolejności umieszczane są również przewody elastyczne, które mocuje się za pomocą gwintów i kleju na uszczelce wykonanej z tektury elektrycznej (preszpanu). Przed wylaniem wnioski są zaznaczone.
Oprócz KU202N w bloku można zastosować trinistor KU221 z indeksami literowymi A-G. Przy wyborze trinistora należy wziąć pod uwagę, że jak pokazuje doświadczenie, KU202N w porównaniu do KU221 w większości przypadków mają niższy prąd otwarcia, ale są bardziej krytyczne dla parametrów impulsu wyzwalającego (czas trwania i częstotliwość). Dlatego w przypadku zastosowania trinistora z serii KU221 należy skorygować wartości elementów obwodu przedłużacza iskry - kondensator C0,25 musi mieć pojemność 4 μF, a rezystor R620, musi mieć rezystancję XNUMX omów.
Tranzystor KT837 może mieć dowolne indeksy literowe, z wyjątkiem Zh, I, K, T, U, F. Pożądane jest, aby współczynnik transferu prądu statycznego był nie mniejszy niż 40. Stosowanie tranzystora innego typu jest niepożądane. Radiator tranzystora musi mieć powierzchnię użytkową co najmniej 250 cm2. Jako radiator wygodnie jest zastosować metalową obudowę bloku lub jego podstawę, którą należy uzupełnić o żebra chłodzące. Obudowa musi również zapewniać ochronę urządzenia przed zachlapaniem.
Na radiatorze należy również zainstalować diodę Zenera VD3. W bloku składa się z dwóch pasków o wymiarach 60x25x2 mm, wygiętych w kształt litery U i zagnieżdżonych jedna w drugiej. Diodę Zenera D817B można zastąpić szeregowym obwodem dwóch diod Zenera DV16V; przy napięciu pokładowym 14 V i częstotliwości iskrzenia 20 Hz para ta powinna zapewnić na napędzie napięcie 350 ... 360 V. Każdy z nich jest zainstalowany na małym radiatorze. Diody Zenera są wybierane dopiero po doborze i instalacji trinistora.
Dioda Zenera VD1 nie wymaga selekcji, ale musi być w metalowej obudowie. Aby zwiększyć ogólną niezawodność bloku, wskazane jest zaopatrzenie tej diody Zenera w mały radiator w postaci zagniatanego paska cienkiego duraluminium.
Stabilizator KS119A (VD2) można zastąpić trzema diodami D223A (lub innymi diodami krzemowymi z impulsową objętością bezpośrednią co najmniej 0,5 A) połączonymi szeregowo. Większość części jednostki zapłonowej jest zamontowana na płytce drukowanej z folii z włókna szklanego o grubości 1,5 mm. Rysunek planszy pokazano na rys.2. Tablica została zaprojektowana z uwzględnieniem możliwości montażu części z różnymi opcjami wymiany.
W przypadku jednostki zapłonowej zaprojektowanej do pracy w obszarach o surowym klimacie zimowym zaleca się zastosowanie kondensatora z tlenku tantalu C1 o napięciu roboczym co najmniej 10 V. Jest on instalowany zamiast dużej zworki na płycie, podczas gdy połączenie punkty kondensatora z tlenku glinu (pokazane na płytce), nadającego się do pracy w zdecydowanej większości stref klimatycznych, należy zamknąć zworką o odpowiedniej długości. Kondensator C2 - MBGO, MBGCH lub K73-17 dla napięcia 400 ... 600 V.
Podczas montażu trinistora konieczne jest odizolowanie jednej ze śrub jego mocowania od drukowanej ścieżki wspólnego przewodu,
Kontrolę wydajności, a tym bardziej regulację należy przeprowadzić właśnie z taką cewką zapłonową, z którą jednostka zapłonowa będzie pracowała w przyszłości. Należy pamiętać, że włączenie urządzenia bez cewki zapłonowej obciążonej świecą żarową jest całkowicie niedopuszczalne. Aby to sprawdzić, wystarczy zmierzyć napięcie na kondensatorze magazynującym C2 za pomocą woltomierza szczytowego. Takim woltomierzem może być avometr o stałym limicie napięcia 500 V. Avometr jest połączony z kondensatorem C2 przez diodę D226B (lub podobną), a zaciski avometru są bocznikowane kondensatorem o pojemności 0,1 ... 0,5 μF dla napięcia 400 ... 600 V .
Przy nominalnym napięciu zasilania (14 V) i częstotliwości iskrzenia 20 Hz napięcie na napędzie powinno mieścić się w zakresie 345 ... 365 V. Jeśli napięcie jest mniejsze, to przede wszystkim wybierany jest trinistor biorąc pod uwagę powyższe. Jeżeli po wyborze zapewnione jest iskrzenie przy spadku napięcia zasilania do 3 V, ale przy znamionowym napięciu zasilania na kondensatorze C2 występuje podwyższone napięcie, należy dobrać diodę Zenera VD3 o nieco niższym napięciu stabilizacji.
Następnie blok jest sprawdzany przy najwyższej częstotliwości iskrzenia (200 Hz), utrzymując nominalne napięcie pokładowe. Napięcie na kondensatorze C2 powinno mieścić się w granicach 185…200 V, a prąd pobierany przez jednostkę zapłonową po ciągłej pracy przez 15…20 minut nie powinien przekraczać 2,2 A. Jeśli tranzystor w tym czasie nagrzeje się powyżej 60 ° C w temperaturze pokojowej powierzchnię rozpraszania ciepła należy nieznacznie zwiększyć.
Kondensator C4 i rezystor R200 z reguły nie wymagają wyboru. Jednak w przypadku pojedynczych przypadków trinistorów (obu typów) może być konieczne dostosowanie wartości znamionowych, jeśli niestabilność iskrzenia zostanie wykryta przy częstotliwości XNUMX Hz. Zwykle objawia się to krótkotrwałą awarią wskazań woltomierza podłączonego do napędu i jest wyraźnie odczuwalna słuchem.
W takim przypadku należy zwiększyć pojemność kondensatora C0,1 o 0,2 ... 4 μF, a jeśli to nie pomoże, wróć do poprzedniej wartości i zwiększ rezystancję rezystora R100 o 200 ... XNUMX omów. Jeden z tych środków, a czasem oba razem, zwykle eliminuje niestabilność uruchamiania. Zauważ, że wzrost rezystancji maleje, a wzrost pojemności zwiększa czas trwania iskry.
Jeśli możliwe jest użycie oscyloskopu, warto zweryfikować normalny przebieg procesu oscylacyjnego w cewce zapłonowej i rzeczywisty czas jego trwania. Aż do całkowitego tłumienia powinny być wyraźnie rozróżnialne 9-11 półfal, których całkowity czas trwania powinien wynosić 1,3 ... 1,5 ms przy dowolnej częstotliwości iskrzenia. Wejście X oscyloskopu należy podłączyć do wspólnego punktu uzwojeń cewki zapłonowej.
Typowy widok oscylogramu pokazano na rys.4. Wybuchy w środku ujemnych półfal odpowiadają pojedynczym impulsom generatora blokującego, gdy zmienia się kierunek prądu w cewce zapłonowej.
Wskazane jest również sprawdzenie zależności napięcia na kondensatorze akumulacyjnym od napięcia na pokładzie. Jego wygląd nie powinien znacząco różnić się od pokazanego na rys.5.
Produkowaną jednostkę zapłonową zaleca się montować w komorze silnika w jej przedniej, chłodniejszej części. Kondensator przeciwiskrowy przerywacza należy odłączyć, a jego wyjście podłączyć do odpowiedniego styku gniazda X1. Przejście do klasycznego zapłonu odbywa się, podobnie jak w poprzednim projekcie, poprzez zainstalowanie wkładki stykowej X1.3.
Podsumowując zauważamy, że próby uzyskania równie „długiej” iskry za pomocą transformatora na stalowym obwodzie magnetycznym, nawet ze stali najwyższej jakości, nie doprowadzą do sukcesu. Najdłuższy możliwy do osiągnięcia czas trwania to 0,8...0,85 ms. Niemniej jednak urządzenie jest prawie niezmienione (rezystancja rezystora R1 powinna być zmniejszona do 6...80m) i pracuje ze stalowym transformatorem z rdzeniem magnetycznym o określonej charakterystyce uzwojenia, a osiągi urządzenia są wyższe niż w przypadku jego prototyp [1].
literatura 1. G. Karasev. Stabilizowana elektroniczna jednostka zapłonowa. - Radio, 1988, nr 9, s. 17; 1989, nr 5, s.91 2. P. Gatsanyuk. Ulepszony elektroniczny układ zapłonowy. W sb: „Pomóc radioamatorowi”, cz. 101, s. 52, - M.: DOSAAF 3. A. Sinelnikow. Elektronika w samochodzie. - M.: Radio i komunikacja, 1985, s.46 4. Yu Arkhipow. Półautomatyczna jednostka zapłonowa. - Radio, 1990, nr 1, s. 31-34; nr 2, s. 39-42. Publikacja: cxem.net
Zobacz inne artykuły Sekcja Samochód. Urządzenia elektryczne
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ sekcja strony Szpiegowskie rzeczy ▪ elektroniczne czasopisma informacyjne (archiwum roczne) ▪ książka Naprawa silników elektrycznych wysokiego napięcia elektrowni. Część 1. Inozemtsev E.K., 2001 ▪ artykuł Czym jest chlor? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł o frisbee. Historia wynalazku i produkcji ▪ artykuł Drzewo pieniędzy. Sekret ostrości ▪ książka referencyjna Obce mikroukłady i tranzystory. Seria 5
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Czytaj i pisz przydatne 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony