Система зажигания транзисторная – Чем отличается контактно — транзисторная система зажигания от батарейной?

Содержание

Контактно транзисторная система зажигания

Работа контактно транзисторной системы основана на использовании полупроводниковых приборов. Преимущества контактно транзисторной системы по сравнению с батарейной системой зажигания следующие:

  • через контакты прерывателя проходит небольшой ток управления транзистора, а не ток (до 8 А) первичной обмотки катушки зажигания (исключается эрозия и износ контактов).
  • Возрастает ток высокого напряжения и энергия искрового разряда (это позволяет увеличить зазор между электродами свечи зажигания, приводит к облегчению пуска двигателя, делает двигатель экономичнее).

Для начала давайте разберемся,

Что такое транзистор

Транзистор — это трехэлектродный прибор, изменяющий сопротивление от нескольких сот омов (транзистор закрыт) до нескольких долей ома (транзистор открыт).

Имея малое сопротивление во включенном состоянии и очень большое сопротивление в выключенном состоянии, транзистор вполне удовлетворяет требованиям предъявляемым к переключающим элементам. В контактно-транзисторной системе зажигания транзистор работает в режиме переключения (режим ключа).

Устройство контактно транзисторной системы ЗИЛ-130

Устройство контактно транзисторной системы зажигания

Схема устройства контактно-транзисторной системы зажигания двигателя ЗИЛ-130 (стрелками указана цепь высокого напряжения):

а – расположение выводов на транзисторном коммутаторе; б – общая схема системы зажигания; 1 – транзисторный коммутатор ТК 102; 2 — резисторы; 3 – блок защиты транзистора; 4 – первичная обмотка; 5 – катушка зажигания; 6 – вторичная обмотка; 7 – свечи зажигания; 8 — крышка; 9 – ротор с электродом; 10 – распределитель зажигания; 11 –подвижный контакт; 12 – неподвижный контакт; 13 – кулачок прерывателя; 14 – добавочные резисторы СЭ 117; 15 – выключатель добавочного резистора; 16 — АКБ; 17 – выключатель зажигания; 18 — стабилитрон; 19 — диод; 20 – импульсный трансформатор; 21 – германиевый транзистор; К, Б, Э – электроды транзистора (коллектор, база, эмиттер).

Контактно транзисторная система ЗИЛ-130 состоит из транзисторного коммутатора1, катушки зажигания 5, свечей зажигания 7, распределителя 10, добавочных резисторов 14, выключателя 15 добавочного резистора, АКБ 16 и выключателя зажигания 17.

Катушка зажигания Б114 – маслонаполненная, выполнена по трансформаторной схеме, т.е. ее первичная и вторичная обмотки не соединены между собой и между ними существует только магнитная связь. Первичная обмотка катушки зажигания имеет два вывода, расположенные на карболитовой крышке. Один вывод обозначен буквой К, другой не имеет обозначения. Один вывод вторичной обмотки присоединен к корпусу, а другой соединен с проводом высокого напряжения, укрепленным в центральном отверстии крышки катушки зажигания. При установке катушки зажигания ее надежно соединяют с массой так, чтобы не было зазоров.

Добавочные резисторы СЭ 107, выполненные в виде двух спиралей, установлены в отдельном кожухе и имеют три вывода: ВК-Б, ВК и К. Спирали изготовлены из константановой проволоки, сопротивление которой при нагреве не изменяется, и в первичной обмотке катушки зажигания поддерживается постоянное напряжение.

Транзисторный коммутатор ТК 102 состоит из транзистора 21, импульсного трансформатора 20 и блока 3 защиты транзистора. В блок защиты входят резисторы 2, диод 19, стабилитрон 18 и конденсатор.

Все приборы коммутатора размещены в алюминиевом корпусе, имеющем ребра для лучшего отвода теплоты. У транзисторного коммутатора есть четыре вывода, обозначенные М, К, Р, и один без обозначения. Вывод М надежно соединяют с массой автомобиля многожильным неизолированным проводом, вывод К с концом первичной обмотки катушки зажигания, вывод без обозначения – со вторым концом первичной обмотки катушки зажигания, Р с подвижным контактом прерывателя.

Как работает контактно-транзисторная система зажигания?

Если выключатель зажигания 17 включен, а контакты прерывателя разомкнуты, то транзистор 21 заперт, так как нет тока в его цепи управления, т.е. в переходе эмиттер – база. Ток не проходит и между эмиттером и коллектором на массу, так как сопротивление этого перехода очень большое. При замыкании контактов прерывателя в цепи управления транзистора (эмиттер-база) проходит ток, в результате транзистор открывается. Сила тока управления невелика около (0,8 А) и уменьшается до 0,3 А с увеличением частоты вращения кулачка прерывателя. В контактно-транзисторной системе зажигания имеются две цепи низкого напряжения: цепь управления транзистора и цепь рабочего тока.

Цепь управления транзистора: положительный вывод АКБ 16 – выключатель зажигания 17 – выводы ВК-Б и К добавочных резисторов 14 – первичная обмотка 4 катушки зажигания 5 – вывод транзисторного коммутатора 1 – электроды перехода эмиттер – база транзистора 21 – первичная обмотка импульсного трансформатора 20 – вывод Р – контакты 11 и 12 прерывателя – масса – отрицательный вывод АКБ. При прохождении тока управления транзистора через переход эмиттер-база значительно уменьшается сопротивление эмиттер-коллектор, и транзистор открывается, включая цепь рабочего тока (7-8 А).

Цепь рабочего тока низкого напряжения

Положительный вывод АКБ 16 – выключатель зажигания 17 – выводы ВК-Б и К добавочных резисторов 14 – первичная обмотка 4 катушки зажигания 5 – вывод транзисторного коммутатора 1 – электроды перехода эмиттер-коллектор транзистора 21 – вывод М – масса – отрицательный вывод АКБ. При размыкании контактов прерывателя прекращается ток в цепи управления транзистора и значительно возрастает его сопротивление. Транзистор закрывается, выключая цепь рабочего тока низкого напряжения. Магнитный поток изменяющегося поля пересекает витки катушки зажигания, индуктируя во вторичной обмотке ЭДС, в результате чего возникает высокое напряжение (около 30000 В), а в первичной обмотке ЭДС самоиндукции (около 80-100 В).

Цепь высокого напряжения

Вторичная обмотка 6 катушки зажигания 5 ротор 9 распределителя 10 – свечи зажигания 7 ( в соответствии с порядком работы двигателя) – масса – вторичная обмотка 6 катушки зажигания 5.

Импульсный трансформатор необходим для быстрого запирания транзистора. При размыкании контактов прерывателя во вторичной обмотке импульсного трансформатора индуктируется ЭДС самоиндукции, направление которой противоположно направлению рабочего тока на переходе база-эмиттер. Благодаря этому быстро исчезает магнитное поле и ток в первичной обмотке 4 катушки зажигания 5. Диод 19 и стабилитрон 18 в прямом направлении – мимо первичной обмотки катушки зажигания.

Необходимо помнить, что контакты прерывателя пропускают и прерывают только силу тока управления транзистора 0,3-0,8 А. Если на них попало масло, образовалась масляная пленка или слой окиси, то ток управления транзистора не сможет пройти через контакты. Поэтому контакты прерывателя промывают бензином и следят за тем, чтобы они всегда были чистыми.

Транзисторная индуктивная система зажигания | Система зажигания

Недостатком традиционной индуктивной системы зажигания является само наличие контактов прерывателя и зависимость силы тока высоковольтной катушки от частоты вращения коленчатого вала и, соответственно, вала привода прерывателя-распределителя. Эта зависимость точно определяется геометрическими параметрами кулачка распределителя.

Контактно-транзисторная индуктивная система зажигания

Рис. Контактно-транзисторная индуктивная система зажигания

Улучшить ситуацию можно путем использования транзистора для прерывания тока в первичной цепи. При этом не допускается нежелательное искрообразование, а сила тока в первичной цепи может повышаться, что при одновременном снижении числа витков первичной обмотки способствует быстрому созданию магнитного поля. Как следствие спад напряжения во вторичной цепи системы зажигания при растущей частоте вращения становится незначительным.

Изменение по времени силы тока в первичной обмотке

Рис. Изменение по времени силы тока в первичной обмотке высоковольтной катушки индуктивной (черный график) и транзисторно-индуктивной (красный график) систем зажигания

Включение транзистора происходит посредством тока управления. Когда ток управления подается на транзистор, тот открыт для тока первичной цепи. Если ток управления прерывается, прерывается и ток первичной цепи. Управление током первичной цепи осуществляется первоначально посредством уже известных контактов прерывателя, что также используется в индуктивной системе зажигания. Так как сила тока управления значительно меньше, чем сила тока первичной цепи, все указанные недостатки в данном случае становятся незначительными. Такая конструкция называется контактно-транзисторной индуктивной системой зажигания.

В современных системах зажигания ток управления генерируется с помощью датчика импульсов. В этом случае речь идет о бесконтактной транзисторной индуктивной системе зажигания. Так как здесь нет механических контактов, нет и необходимости проводить техническое обслуживание. Кроме того, в данной системе момент зажигания будет точно обеспечиваться электроникой. В качестве электрического датчика импульсов используется индукционный датчик или датчик Холла. Индукционный датчик состоит из постоянного магнита и стального ротора.

Индукционный датчик

Рис. Индукционный датчик: 1 — постоянный магнит; 2 — сердечник из магнитомягкой стали с индукционной обмоткой; 3 — изменяемый воздушный зазор; 4 — ротор; 5 — зубцы ротора

Ротор установлен на валу распределителя зажигания. При вращении изменяется зазор между сердечниками из магнитомягкой стали и зубцами ротора, что приводит к изменениям магнитного потока, идущего через индукционную обмотку. В индукционной обмотке индуцируется переменное напряжение, которое после преобразования в других устройствах служит для управления транзистором.

Индукционный датчик может устанавливаться непосредственно на коленчатый вал или рядом с зубчатым венцом маховика; в последнем случае сигнал датчика должен преобразовываться в отвечающий числу цилиндров периодический ток управления при помощи соответствующего электронного устройства. Преимуществом данного типа установки является точное по времени возбуждение напряжения во вторичной цепи системы зажигания, так как исключены производственные допуски и износ привода распределителя зажигания.

В датчике Холла используется эффект Холла, названный в честь его первооткрывателя: если ток течет в электрическом проводнике, который пронизывается магнитным полем, электроны отклоняются вертикально в направлении тока и магнитного поля. Особенно четко можно увидеть эффект Холла в полупроводнике.

Датчик Холла

Рис. Датчик Холла:

  1. Обтюратор
  2. Магнитомягкая электропроводящая деталь
  3. Слой Холла
  4. Воздушный зазор
  • U — Напряжение Холла

На рисунке в слое Холла вверху царит избыток электронов, а внизу — недостаток электронов. Благодаря этому на датчике Холла снимается напряжение. Если магнитное поле, например, прерывается обтюратором, напряжение Холла ослабевает. Периодическая смена напряженности магнитного поля, вызванная вращающимся обтюратором, может использоваться для определения частоты вращения.

Часто на двигатель устанавливается дифференциальный датчик Холла. В этом случае вследствие изменения профиля боковой поверхности магнитного зубчатого диска импульсного датчика вырабатываются два сигнала, которые дифференцировано усиливаются и становятся более чувствительными к помехам.

Напряжение Холла используется после преобразования и усиления с помощью других электронных устройств для управления транзистором.

Фактическое напряжение во вторичной цепи и энергию, необходимую для воспламенения рабочей смеси, можно увеличить с помощью электронной регулировки угла замкнутого состояния контактов. Без регулировки данный угол будет иметь постоянную величину, а достигнутая сила тока первичной цепи будет уменьшаться при увеличении частоты вращения коленчатого вала или снижающемся напряжении батареи. Как следствие, уменьшаются энергия, необходимая для воспламенения рабочей смеси, и напряжение во вторичной цепи системы зажигания. С помощью электронной регулировки величина угла замкнутого состояния контактов варьируется в соответствии с условиями работы двигателя, таким образом всегда обеспечивается необходимая сила тока в первичной цепи. При этом энергия, необходимая для воспламенения рабочей смеси, и напряжение во вторичной цепи системы зажигания остаются высокими.

Изменение по времени силы тока в первичной цепи

Рис. Изменение по времени силы тока в первичной цепи системы зажигания с регулировкой угла замкнутого состояния контактов и без нее

Регулировка возможна только в ограниченных пределах, так как слишком большое увеличение угла опережения зажигания сможет снизить продолжительность искрового разряда, и, как следствие, надежное воспламенение смеси не может гарантироваться. При использовании полностью электронной системы зажигания ротор распределителя зажигания так-же заменяется электронным устройством.

При этом обеспечиваются следующие преимущества:

  • отсутствие износа механических деталей;
  • отсутствие паразитных электромагнитных волн вследствие искрового перекрытия в распределителе зажигания;
  • простая конструкция, так как отсутствует механический привод прерывателя-распределителя.

В системах зажигания без механического распределителя, управляемых транзистором, чаще всего устанавливаются одноискровые катушки зажигания. В этом случае каждый цилиндр оборудован отдельной катушкой зажигания, которая насаживается непосредственно на свечу зажигания.

Одноискровая катушка зажигания производства фирмы «Bosch»

Рис. Одноискровая катушка зажигания производства фирмы «Bosch»

Такая катушка состоит из первичной и вторичной обмоток, расположенных друг над другом, и наборного пластинчатого сердечника из электротехнической стали, замыкающегося с помощью магнита. Вся конструкция залита эпоксидной смолой. Преимуществами являются точная управляемость и компактность устройства, что важно при ужесточенных предельных ограничениях содержания вредных примесей в отработавших газах и повышенных требованиях к системам диагностики.

Для подавления искровых помех при подаче тока, которые могут содействовать перебоям в зажигании, необходимо установить диод высокого напряжения во вторичной цепи. Далее необходимо позаботится о том, чтобы подавление помех в катушке зажигания происходило самостоятельно. При замене так называемой «индивидуальной катушки зажигания» на длинный тянутый магнитопровод уменьшается пространство, необходимое для размещения катушки зажигания.

Стержневая катушка зажигания производства фирмы «Bosch»

Рис. Стержневая катушка зажигания производства фирмы «Bosch»

В последние годы широкое распространение получили многоискровые катушки зажигания, рассчитанные на работу сразу с двумя или четырьмя свечами зажигания.

Рассмотрим принцип работы двухискровой катушки зажигания, которая имеет два высоковольтных вывода, к каждому из которых подсоединяется одна свеча зажигания. В четырехцилиндровом двигателе обычно к одной катушке подключают свечи зажигания первого и четвертого цидиндров, а к другой — второго и третьего цилиндров. Соответственно, при срабатывании высоковольтной катушки обе подключенные свечи зажигания начинают искрить одновременно. При этом в одном цилиндре искра подается на свечу зажигания к началу рабочего хода, в то время как в другом свеча зажигания срабатывает «вхолостую» при выпуске отработавших газов, индуцируя слабую опорную искру.

Порядок работы электронной системы зажигания

Рис. Порядок работы электронной системы зажигания с двухискровыми катушками зажигания в четырехцилиндровом четырехтактном двигателе

На рисунке этот процесс показан на примере четырехцилиндрового четырехтактного двигателя. Обе катушки зажигания индуцируют одну искру зажигания за один оборот коленчатого вала.

К преимуществам бесконтактной транзисторной системы зажигания по сравнению с контактной системой зажигания можно отнести:

  • отсутствие необходимости в обслуживании;
  • постоянство момента искрообразования;
  • незначительное снижение напряжения во вторичной цепи системы зажигания и количества энергии, необходимой для воспламенения рабочей смеси при увеличении частоты вращения коленчатого вала;
  • максимальная частота искрообразования может достигать 30000 искр/мин.

Новые разработки приводят к созданию компактных систем с незначительными потерями. В дальнейшем будут использоваться системы, позволяющие оценить параметры сгорания рабочей смеси путем измерения ионного тока непосредственно после зажигания.

Контактно-транзисторная система зажигания

просмотров 8 314 Google+

С развитием техники и повышением мощности бензинового двигателя потребовалась модернизация системы зажигания. При увеличении числа цилиндров, повышении числа оборотов вращения коленвала, увеличение степени сжатия и применение обеднённых рабочих смесей, она не могла обеспечивать нормального пробивного напряжения на свечах.
Если на шестицилиндровом двигателе эта система ещё как то справлялась со своей функцией, то при появлении восьмицилиндрового двигателя, начала давать сбой при малейшей неполадке. Так же существенно снизился срок службы контактов в прерывателе.

Контактно-транзисторная система зажигания отличия от контактной.

В 60-х годах на её смену в этих двигателях пришло контактно-транзисторное зажигание. Его единственное отличие контактно-транзисторной система зажигания от контактной, это наличие в цепи между контактами трамблёра и катушкой зажигания, коммутатора, на базе транзистора.
Транзистор – электропреобразовательный полупроводниковый прибор, служащий для преобразования электрических величин. В контактно-транзисторной системе зажигания он в частности служит для коммутации цепи первичной обмотки катушки зажигания.

Контактно-транзисторная система зажигания преимущества перед контактной.

Что даёт применение транзисторного коммутатора в системе зажигания?
Во первых, самое главное преимущество, это возможность применения катушек зажигания с большим числом трансформации. То есть, возможно, уменьшить число витков в первичной обмотке катушки зажигания и в тоже время увеличить число витков во вторичной катушке. Это на четверть даёт возможность повысить вторичное напряжение и как следствие увеличить зазор на свечах зажигания до 1мм.

При всём этом ток, проходящий через контакты трамблёра минимален, примерно 0,5А. Поэтому не нужно применения конденсатора для гашения искрения и позволяет уменьшить зазор при этом увеличивается срок службы контактов.
К недостаткам этой системы можно отнести наличие трущихся деталей в трамблёре. При износе упора подвижного контакта изменяется зазор между ними, при этом изменяется угол замкнутого состояния контактов и изменяется момент искрообразования. Кроме этого трамблёр остаётся чувствительным к износу втулок кулачкового вала.  Но контактно-транзисторная система зажигания, в отличае от контактной, менее чувствительна к износам в трмблёре.

Контактно-транзисторная система зажигания принцип работы.

Рассмотрим подробнее схему подключения и работу контактно – транзисторной системы зажигания. Как видно из схемы единственным отличием от контактной системы зажигания является наличие коммутатора на базе транзистора. Транзистор выполняет роль ключа, замыкает и размыкает цепь первичной катушки зажигания. Контакты трамблёра в этом случае выполняют роль датчика, подавая импульсы на базу транзистора.

При включенном зажигании, когда контакты разомкнуты, база транзистора в коммутаторе не соединяется с минусом, при этом из-за большого переходного сопротивления в P-N переходе отсутствует ток между эмиттером и коллектором транзистора (транзистор закрыт). Следовательно, ток в первичной обмотке катушки зажигания отсутствует.

При замыкании контактов, база транзистора соединяется с минусом, при этом сопротивление в P-N-P переходе падает и через базу и коллектор будет проходить ток. При этом сопротивление эмиттер – коллектор резко снижается (транзистор открывается) замыкая цепь первичной обмотки катушки зажигания. При размыкании контактов прерывателя база транзистора отключается от минуса, при этом резко увеличивается сопротивление эмиттер – коллектор, транзистор закрывается, и цепь питания катушки зажигания рвётся.
В конструкцию коммутатора добавлена схема отключения питания катушки зажигания при длительно замкнутом положении контактов, то есть когда коленчатый вал двигателя не вращается. Это служит для защиты катушки зажигания от перегрева при замкнутых контактах трамблёра.

Эта система стала первой на пути электронного зажигания. На её основе было сделано множество приставок к контактному зажиганию, преимуществом которых является возможность регулировки угла опережения зажигания непосредственно из салона автомобиля при его движении.

admin 24/02/2012«Если Вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста выделите это место мышкой и нажмите CTRL+ENTER» «Если статья была Вам полезна, поделитесь ссылкой на неё в соцсетях»

Контактно транзисторная система зажигания

Контактно-транзисторная система зажигания!
Схема контактно-транзисторной системы зажигания двигателей ЗИЛ-130, ГАЗ-53А и др.!

   Повышение степени сжатия и частоты вращения коленчатого вала двигателя, происходящее в процессе развития конструкций автомобильных двигателей, влечет за собой повышение напряжения системы зажигания.

В процессе эксплуатации напряжение изменяется из-за обгорания электродов свечей и увеличения зазора между ними. С одной стороны, это обстоятельство вызывает дополнительное возрастание напряжения, необходимого для пробоя промежутка между электродами свечей, а с другой — износ прерывателя-распределителя и повышение переходного сопротивления всех контактов первичной цепи и постепенное снижение напряжения системы зажигания.

Для повышения надежности и долговечности работы приборов системы зажигания и устранения недостатков на большинстве многоцилиндровых двигателей устанавливают транзисторные системы зажигания, разновидностью которых и является контактно-транзисторная система зажигания, в которой широкое применение получили полупроводники. Полупроводниковые приборы могут быть использованы в качестве усилителя, включенного между первичной обмоткой катушки зажигания и прерывателем с тем, чтобы уменьшить ток в момент размыкания его контактов и одновременно увеличить ток в первичной обмотке катушки. По этому принципу и выполняются контактно-транзисторные системы зажигания, в которых применяют прерыватель-распределитель обычной конструкции, но между ним и катушкой зажигания включают полупроводниковый усилитель, часто называемый полупроводниковым коммутатором.

Дальнейшим усовершенствованием системы зажигания является замена прерывателя импульсным генератором с полупроводниковым усилителем. Поэтому ток в первичной цепи катушки зажигания получается прерывистым. На таком принципе основаны схемы бесконтактных транзисторных систем зажигания, которые из-за отсутствия контактов имеют более высокую надежность.

При включенном зажигании и разомкнутых контактах прерывателя (рис. 11.7) транзистор закрыт. В момент замыкания контактов прерывателя в цепи управления транзистора будет проходить ток 0,3— 0,8 А (в зависимости от скорости вращения кулачка прерывателя).

Путь тока в цепи управления транзистора показан штриховыми стрелками: « + » аккумуляторной батареи — зажим КЗ тягового реле стартера — зажим AM выключателя зажигания — ротор выключателя — зажим КЗ выключателя — два добавочных резистора, соединенных клеммами ВКБ и ВК — первичная обмотка катушки зажигания — безымянный зажим транзисторного коммутатора — переход эмиттер Э — база (Б) транзистора — первичная обмотка импульсного трансформатора — замкнутый контакт прерывателя — «масса» — « — » батареи.

При прохождении тока управления происходит резкое снижение сопротивления перехода эмиттер — коллектор (Э—К) транзистора, и он открывается, включая цепь рабочего тока низкого напряжения первичной цепи зажигания.

Путь рабочего тока низкого напряжения показан сплошными стрелками: « + » аккумуляторной батареи — зажим КЗ тягового реле стартера — выключатель зажигания — резисторы — первичная обмотка катушки зажигания — безымянный зажим транзисторного коммутатора — переход эмиттер-коллектор (3—К) транзистора 7 — «масса»—«—» аккумуляторной батареи.

Сила тока в этой цепи зависит от напряжения источника, величины сопротивления, индуктивности первичной цепи и времени замкнутого состояния контактов прерывателя.

При размыкании контактов прерывателя ток управления прерывается, что вызывает резкое повышение сопротивления транзистора, он закрывается, выключая цепь рабочего тока первичной цепи зажигания.

Резкое прерывание тока в первичной обмотке катушки зажигания сопровождается резким уменьшением магнитного потока, который пересекает витки вторичной и первичной обмоток, сердечник и кольцевой магнитопровод. При этом во вторичной обмотке индуктируется э.д.с. от 17 до 30 кВ, а в первичней обмотке катушки э.д.с. самоиндукции не превышает 100 В.

Ток высокого напряжения из вторичной обмотки катушки зажигания поступает на распределитель, затем на свечу зажигания, «массу» и возвращается во вторичную обмотку.

Э.д.с. самоиндукции первичной обмотки катушки зажигания вызывает заряд конденсатора, который защищает транзистор от действия э.д.с., а электролитический конденсатор защищает транзистор от импульсных перенапряжений.

картинка

Рис. 11.7. Схема контактно-транзисторной системы зажигания двигателей ЗИЛ-130, ГАЗ-53А и др.:
1—транзисторный коммутатор; 2, 5— конденсаторы; 3, 8, 12— резисторы; 4, 6— соответственно диод-стабилитрон Д„ и диод Д; 7— транзистор; 9— импульсный трансформатор; 10— прерыватель; 11 — распределитель; 13— катушка зажигания; 14 — аккумуляторная батарея; 15 — добавочные резисторы; 16 — выключатель зажигания с зажимами AM, КЗ и СТ; 17 — тяговое реле стартера; М, К. Р — зажимы транзисторного коммутатора

Диод Д1 препятствует протеканию тока через диод-стабилитрон Дет в прямом направлении, минуя первичную обмотку катушки зажигания. Кремниевый диод-стабилитрон Дет предназначен для защиты транзистора от пробоя э.д.с. самоиндукции.

С системой зажигания ГАЗ-3307 можно ознакомится вот в этой статье:

Система зажигания ГАЗ-3307.

  Если вдруг, Вы что то не нашли, или у Вас просто нет времени на поиски, то я рекомендую ознакомиться со статьями в категорий «Ремонт ГАЗ«. Я уверен Вы найдете ответ на свой вопрос, а если же нет напишите в комментариях интересующий Вас вопрос я обязательно отвечу.

Схема и принцип работы контактно-транзисторной системы зажигания


Рис. 1. Электрические схемы контактно-транзисторной системы зажигания: а — принципиальная; б — с транзисторным коммутатором TK102.

На рис. 1, а показана принципиальная схема контактно-транзисторной системы зажигания. Контакты прерывателя S1 включены в цепь базы (Б) транзистора VT, а первичная обмотка L1 катушки зажигания Т1 — в цепь эмиттера (Э) этого транзистора. Наличие транзистора VT значительно облегчает работу контактов прерывателя, так как через них протекает ток управления транзистором (ток базы Iб), а ток первичной обмотки катушки зажигания I1 — через переход эмиттер — коллектор транзистора.

В цепь первичной обмотки включены добавочный резистор Rд шунтируемый контактами S2 в момент пуска двигателя стартером, выключатель зажигания S3 и аккумуляторная батарея GB.

При включении зажигания и замыкании контактов прерывателя S1 потенциал базы транзистора VT будет отрицательным относительно эмиттера, поэтому транзистор откроется и в первичной цепи появится ток I1. В этом случае сопротивление транзистора (переход эмиттер—коллектор) будет минимальным (0,15 Ом).

При размыкании контактов прерывателя S1 ток базы транзистора Iб прерывается, разность потенциалов базы и эмиттера становится равной нулю, транзистор запирается (значительно повышается сопротивление перехода эмиттер—коллектор), сила тока в первичной обмотке катушки зажигания резко убывает, что обеспечивает индуктирование высокого напряжения во вторичной обмотке L2.

В случае запирания транзистора при прекращении тока базы, т. е. при обрыве цепи базы, снижается устойчивость работы транзистора. Для улучшения процесса запирания транзистора в реальных схемах контактно-транзисторных систем зажигания применяют запирание транзистора, при котором на базу транзистора в момент размыкания контактов прерывателя подается положительный по отношению к эмиттеру потенциал. В этом случае получается наибольшая скорость спада силы первичного тока, что способствует увеличению вторичного напряжения в катушке зажигания.

На рис. 1, б приведена электрическая схема контактно-транзисторной системы зажигания с транзисторным коммутатором ТК102, которая предназначена для восьмицилиндровых двигателей.

Схема включает транзисторный коммутатор I (ТК102), катушку зажигания Т1 (Б114), прерыватель S1 и распределитель S4, блок резисторов II (СЭ107), составленный из резисторов Rд1 (0,5 Ом) и Rд2 (0,5 Ом), выключатель добавочного резистора S2. Резистор Rд1 ограничивает максимальную силу тока ток I1 в первичной цепи, а резистор Rд2 выполняет функции добавочного резистора, как в контактной системе зажигания. Катушка зажигания Б114 имеет первичную обмотку L1 из 180 витков провода диаметром 1,25 мм, марки ПЭВ и вторичную L2 из 41 ООО витков провода диаметром 0,06 мм марки ПЭЛ. Сопротивление первичной обмотки 0,38 Ом, вторичной 20 500 Ом. Индуктивность первичной обмотки 3,7 мГн, а вторичной 150—170 Гн. Коэффициент трансформации Кт = w1/w2 = 228. Уменьшение числа витков первичной обмотки и ее индуктивности по сравнению с катушками зажигания контактных систем необходимо для понижения ЭДС самоиндукции в первичной цепи чтобы исключить возможность пробоя силового транзистора коммутатора. Поэтому катушки зажигания контактных и контактно-транзисторных систем зажигания не взаимозаменяемы.

Транзисторный коммутатор включает мощный германиевый транзистор VT3 типа ГТ701А, стабилитрон VD2 (Д817В), диод VD1 (Д226), импульсный трансформатор Т2, конденсаторы C1 (1 мкФ) и С2 (50 мкФ), резистор R1 (27 Ом).

Все элементы транзисторного коммутатора смонтированы в литом алюминиевом корпусе, имеющем ребристую поверхность для увеличения теплоотдачи. Необходимость интенсивного отвода теплоты вызвана применением германиевого транзистора. Чтобы транзистор не перегревался, температура окружающей среды не должна превышать 65°С, поэтому транзисторный коммутатор ТК102 на автомобиле устанавливается в кабине водителя, а не под капотом двигателя.

Система работает следующим образом. При включении выключателя зажигания S3 после замыкания контактов прерывателя S1 транзистор VT3 открывается, так как потенциал его базы (Б) становится ниже потенциала эмиттера (Э), и по первичной обмотке L1 катушки зажигания будет протекать ток I1. Сила тока базы Iб равна 0,8—0,3 А (уменьшаясь при увеличении частоты вращения кулачка валика прерывателя), а сила тока в первичной обмотке 7—8 А.

В момент размыкания контактов прерывателя транзистор VT3 запирается. Ток в первичной цепи резко уменьшается, и во вторичной обмотке L2 катушки зажигания создается высокое напряжение, импульсы которого распределяются по свечам зажигания распределителем S4. Трансформатор Т2 обеспечивает активное запирание транзистора VT3. Первичная обмотка L3 этого трансформатора включена последовательно с контактами прерывателя. При размыкании контактов прерывателя во вторичной обмотке L4 индуктируется ЭДС, обеспечивающая активное запирание транзистора VT3 (потенциал его базы в момент запирания становится выше потенциала эмиттера).

Резистор формирует импульс, ускоряющий запирание транзистора. При наличии резистора (27 Ом) время запирания транзистора составляет около 30 мкс, без него 60 мкс.

Для защиты транзистора при возрастании ЭДС самоиндукции, возникающей в первичной обмотке катушки зажигания (например, при отсоединении провода высокого напряжения от свечи или крышки распределителя во время работы двигателя и при проверке системы зажигания на искру), включен кремниевый стабилитрон VD2. Напряжение стабилизации стабилитрона выбрано таким, что оно вместе с напряжением питания не превышало предельно допустимого напряжения на участке эмиттер—коллектор (свыше 100 В) транзистора VT3.

Диод VD1, включенный встречно стабилитрону, предотвращает шунтирование стабилитроном первичной обмотки.

Конденсатор С2 предназначен для защиты транзистора от случайных перенапряжений в цепи питания схемы (например, при работе без батареи, при неисправности регулятора напряжения, коротком замыкании в обмотках генератора, ухудшении контакта с массой генератора и регулятора). При увеличении скорости запирания транзистора импульсном трансформатором Т2 скорость спада силы тока первичной цепи достаточна для получения необходимого вторичного напряжения, поэтому в контактно-транзисторных системах зажигания конденсатор параллельно контактам прерывателя не включается.

Конденсатор С1 обеспечивает снижение тепловых потерь в транзисторе VT3 в период его переключения.

К преимуществам контактно-транзисторной системы зажигания относятся увеличение в два раза вторичного напряжения, энергии и длительности искрового разряда, повышение срока службы контактов прерывателя, времени наработки свечей между регулировкой зазора в свечах, так как система менее чувствительна к возрастанию искрового промежутка свечи.

Вместе с тем контактно-транзисторная система зажигания не устраняет некоторых недостатков контактных систем: вибраций контактов при большой частоте вращения валика прерывателя, износа подушечки рычажка и граней кулачка прерывателя, что требует систематической проверки и регулировки зазора и угла замкнутого состояния контактов. Последнее особенно неудобно при экранировании распределителя. Поэтому разработаны бесконтактные системы зажигания, где прерывание тока в первичной цепи осуществляется электронным устройством.

Контактно – транзисторная система зажигания

Контактно – транзисторная система зажигания

В описанной выше системе контактного батарейного зажигания с ростом частоты вращения коленчатого вала двигателя снижается напряжение во вторичной цепи, вызываемое сокращением времени замкнутого состояния контактов прерывателя, вследствие чего уменьшается магнитный поток в катушке зажигания. Этого можно избежать увеличив силу тока в первичной цепи, но такое увеличение вызывает после 10 000 – 15000 километров пробега подгорание контактов прерывателя, наблюдается ненадежное воспламенение смеси в современных высокооборотных многоцилиндровых двигателях.

Поэтому на последних моделях грузовых автомобилей применяют более сложную систему зажигания с применением транзисторов, которая имеет ряд преимуществ перед системой контактного батарейного зажигания. Транзисторная система зажигания обеспечивает надежную и экономичную работу высокооборотных, многоцилиндровых двигателей с повышенной степенью сжатия.

Помимо деталей и приборов, входящих в обычную систему батарейного зажигания, контактно – транзисторная система имеет транзисторный коммутатор1 и блок добавочных сопротивлений. Механический прерыватель управляет работой транзистора, подавая на него управляющий ток. Прерыватель контактно – транзисторной системы размыкает не первичную цепь системы зажигания, а цепь сравнительно слабого тока 0,75А управления германиевым транзистором, являющимся основной частью транзисторного коммутатора. В свою очередь транзистор прерывает более сильный ток первичной обмотки 2 катушки зажигания. Сила тока базы транзистора незначительна, при разрыве контактов износа от электрической искры практически не происходит, на срок службы контактов влияет только механический износ и поскольку контакты прерывателя разгружены от первичного тока, срок их службы увеличивается до 100 тыс. километров пробега и более.

Рис. Схема контактно – транзисторной системы зажигания 1 – коммутатор, 2 – первичная обмотка катушки зажигания, 3 – вторичная обмотка, 4 – включатель зажигания, 5 – аккумуляторная батарея, 6 – свеча зажигания, 7 – провод высокого напряжения, 8 – боковой контакт распределителя, 9 – ротор распределителя, 10 – кулачок, 11 – контакты прерывателя, 12 – центральный провод высокого напряжения, I – прерыватель, II – катушка зажигания, Б – база, К – коллектор, Э – – эммитер.

Прерыватель – распределитель I контактно-транзисторной системы устроен так же, как прерыватель – распределитель обычной системы зажигания, но не имеет конденсатора. Катушка зажигания контактно – транзисторной системы отличается меньшим, чем у обычных катушек, сопротивлением первичной обмотки, благодаря чему максимальный ток первичной цепи достигает 8А, тогда как в обычной катушке он не превышает 4А. Кроме того, с целью исключения перегрузки транзистора высоким напряжением вторичная обмотка катушки не соединена с первичной.

Ток, поступающий на первичную обмотку через транзистор повышает напряжение во вторичной цепи примерно на четверть. Это позволяет увеличить зазор между электродами свечи зажигания до 1, 2 мм и тем самым увеличить длину искры и добиться полного сгорания рабочей смеси в цилиндрах двигателя при любой частоте вращения коленчатого вала. При этом облегчается пуск двигателя и увеличивается его экономичность.

Транзисторный коммутатор смонтирован в оребренном корпусе из оцинкованного сплава. В корпусе находятся транзистор и импульсный трансформатор. Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Читать книгу целиком

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Бесконтактно-транзисторная система зажигания

Категория:

   Электрооборудование автомобилей

Публикация:

   Бесконтактно-транзисторная система зажигания

Читать далее:



Бесконтактно-транзисторная система зажигания

Система зажигания включает в себя транзисторный коммутатор ТК200, датчик-распределитель Р351, катушку зажигания Б118, дополнительный резистор СЭ326 и аварийный вибратор РС331. Такая система применяется на автомобилях ЗИЛ-131, ЗИЛ-133 и Урал-375. На автомобиле ГАЗ-66 применяется датчик-распределитель Р352.

Катушка зажигания Б118 (рис. 1) экранированная. На кожухе с помощью обоймы закреплен стальной экран с двумя герметизированными зажимами ВК и Р для закрепления проводников цепи низкого напряжения и центральным зажимом для закрепления провода высокого напряжения. Герметичность в местах крепления экрана и зажимов обеспечивается резиновыми прокладками и уплотнительной мастикой.

Проводники низкого напряжения закрепляются в зажимах ВК и Р, которые своими торцами соприкасаются с контактными пластинами выводов первичной обмотки. Зажимы крепятся к экрану гайками. Провод высокого напряжения вводится внутрь штуцера и поджимается гайкой.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 1. Аппараты зажигания: а — катушка зажигания Б118; б — дополнительный резистор СЭ325

Жила провода вводится внутрь латунной втулки кар-болитовой крышки.

Соединение обмоток катушки Б118 аналогично схеме соединения обмоток катушки Б114, поэтому при установке корпус катушки должен иметь надежный контакт с корпусом автомобиля.

В систему зажигания входит также дополнительный резистор СЭ326. В корпусе на фарфоровом изоляторе устанавливается спираль, концы которой подключены к выводам.

Транзисторный коммутатор ТК200 является 12-вольтным аппаратом. Все его элементы -смонтированы в алюминиевом корпусе, залиты специальной компаундной массой и закрыты крышками. Коммутатор имеет четыре клеммных разъемных соединения: два соединения ВК-12 для подключения в цепь аккумуляторной батареи; КЗ — для подключения катушки зажигания; Д — для подключения датчика распределителя; винтовой зажим М —для соединения с корпусом автомобиля.

Датчик-распределитель Р351 экранированный, герметизированный, восьмиискровой, без вакуумного регулятора опережения зажигания.

Герметизация внутренней полости распределителя обеспечивается установкой резиновых колец под корпус экрана, крышку, а также в местах ввода экранированного проводника низкого напряжения в муфте и провода высокого напряжения в муфте. Место крепления экранирующего шланга к патрубку экрана уплотняется алюминиевыми коническими кольцами или резиновыми колпачками. Резиновое кольцо герметизирует картер двигателя. К корпусу экрана присоединяются шланги от воздушного фильтра карбюратора, что необходимо для отсоса озона.

Датчик-распределит.ель Р351 выполнен на базе прерывателя-распределителя Р102, у которого прерыватель заменен магнито-электрическим датчиком импульсов э. д. с. Датчик является генератором переменного тока и служит для управления работой коммутатора. Вместо кулачка на бронзовой втулке И крепится ротор датчика, а вместо пластины прерывателя устанавливается статор с кольцевой обмоткой. Датчик закрепляется к корпусу распределителя двумя винтами. Все остальные детали распределителя оставлены без изменения.

Рис. 2. Транзисторный коммутатор ТК200

Бронзовая втулка запрессована в поводковой пластине, которая устанавливается на шипы грузиков центробежного регулятора опережения зажигания. Ротор состоит из кольцевого постоянного магнита и двух клювообразных восьмиполюсных стальных наконечников, расположенных по обоим торцам магнита. Один наконечник будет иметь северный полюс, а другой — южный. Наконечники с северными полюсами входят в наконечники с южными полюсами. Между разноименными наконечниками имеется воздушный зазор 1,5 мм.

Статор состоит из обмотки и двух стальных пластин. Обмотка закладывается между пластинами. Обе пластины имеют по восемь зубцов, входящих друг в друга. Соединены пластины заклепками. На пластине статора закреплена пластмассовая колодка с контактной пластиной. Один конец обмотки припаивается к пластине, а другой при помощи заклепки соединяется с пластиной на корпус. Контактная пластина соединяется с зажимом муфты.

На роторе и статоре нанесены метки, которые совмещают при установке зажигания.

Датчик-распределитель Р352 имеет вакуумный регулятор опережения зажигания. В остальном его устройство аналогично устройству датчика-распределителя Р351.

Аварийный вибратор РС331 предназначен для прерывания тока в первичной обмотке катушки зажигания. Его подключают в цепь низкого напряжения в случае отказа в работе транзисторного коммутатора или датчика. Вибратор представляет собой обычное электромагнитное реле. Параллельно контактам подключены два конденсатора. Вибратор экранирован и герметизирован. Включение вибратора в электрическую цепь низкого напряжения показано на рис. 4.

Рис. 3. Датчик-распределитель Р351: а — общий вид; б — статор датчика; в — ротор и центробежный регулятор датчика 1 — валик; 2, 6 муфты ввода проводников; 3 — ротор распределителя; 4 — подавительный резистор; 5 — патрубок; 7 — крышка экрана; 8 — корпус экрана; 9 — крышка распределителя; 10 и 15 — уплотнительные прокладки; 11 — бронзовая втулка; 12 — статор; 13 — ротор; 14 — центробежный регулятор; 16 — контактная пластина; 17 — установочные метки; 18 — концы обмотки; 19 — колодка; 20, 22 — пластины статора; 21 — обмотка; 23—полюсные наконечники ротора; 24 — магнит; 25 — шпонка; 26 — поводковая пластина регулятора; 27 — грузики регулятора

Рис. 4. Схема бесконтактно-транзисторной системы зажигания: 77, Т2 — транзисторы КТ602Б; ТЗ — транзистор П702; Т4 — транзистор КТ808А; Д1—Д5 — диоды Д237Б; Д6 — диод Д232; Д7ст—Д2ст — стабилитроны Д814Б; ДЗст — стабилитрон 2С980А; С1 — конденсатор МБМ-160-0,1; С2 — конденсатор МБМ-160-0,5; СЗ — конденсатор МБМ-160-1; С4 — конденсатор МБИ-160-0,33; С5 —конденсатор КД-10000 пкФ; С6 — конденсатор КД-3300 пкФ; R1 — резистор ОМЛТ-2-3,9; R2 — резистор ОМЛТ-1-820; R3 — резистор ОВС-О.5-62; R4 — резистор ОПЭВ-Е-10-10; R5 — резистор ОМЛТ-0,25-510; R6 — резистор ОМЛТ-5-51; R7 — резистор УЛИ-0,5-10; R8 — резистор ОМЛТ-0,25-51 кОм; R9 — резистор 0,5—1; RI0 — резистор УЛИ-0,25-1

Принцип действия бесконтактно-транзисторной системы зажигания

В этой системе, принципиальная электрическая схема которой приведена на рис. 4, цепь тока первичной обмотки катушки зажигания прерывается транзистором Т4. Транзисторы 77, Т2 и ТЗ усиливают сигнал датчика, так как его мощности недостаточно для управления транзистором Т4.

При включенном зажигании и неподвижном роторе датчика транзистор Т1 закрыт, так как его база и эмиттер имеют одинаковый потенциал. Если транзистор 77 закрыт, то потенциал базы транзистора Т2 выше потенциала эмиттера, а поэтому через переход база — эмиттер транзистора Т2 проходит ток управления: плюсовой вывод аккумуляторной батареи — выключатель зажигания ВЗ — дополнительный резистор СЭ326 — разъем ВК-12 — диод Д5 — резистор R6 — диод ДЗ — переход база — эмиттер транзистора Т2 — резисторы R3, R9 — корпус — минусовой вывод аккумуляторной батареи. Транзистор Т2 открывается и через его переход коллектор — эмиттер будет проходить ток управления транзистора ТЗ, что приводит к открытию транзистора ТЗ и появлению тока управления транзистора Т4, а затем и к открытию транзистора Т4. Через открытый транзистор Т4 проходит ток в первичную обмотку катушки зажигания. Цепь тока: плюсовой вывод батареи — выключатель ВЗ — резистор СЭ326 — разъем В К-12 — зажим ВК катушки зажигания — первичная обмотка — зажим Р катушки зажигания — разъем КЗ — диод Д6 — переход коллектор — эмиттер транзистора Т4 — корпус — минусовой вывод батареи. Ток, проходя по первичной обмотке катушки зажигания, создает магнитный поток.

При вращении ротора датчика в обмотке статора индуктируется переменная э. д. с. При положительном импульсе э.д.с. появляется ток управления транзистора ТР. обмотка датчика — разъем Д коммутатора — диод Д1 — резистор R7 — переход база — эмиттер транзистора Т1 — корпус — обмотка датчика. При прохождении тока управления транзистор открывается.

Открытый транзистор шунтирует переход база — эмиттер транзистора Т2, соединяя его базу через диод ДЗ с минусом источника тока, что вызывает закрытие транзистора Т2 а затем и закрытие транзисторов ТЗ и Т4.

В момент закрытия транзистора Т4 резко уменьшается сила тока в первичной обмотке катушки зажигания, а следовательно, уменьшается и магнитный поток, который, пересекая витки вторичной обмотки, индуктирует в них э.д.с. величиной до 30 кВ. Импульс э. д. с. создает ток высокого напряжения, вызывающий образование искры между электродами свечей зажигания.

Исчезающий магнитный поток пересекает витки первичной обмотки катушки зажигания, индуктируя в них э. д. с. самоиндукции, которая может пробить транзисторы.

Стабилитрон ДЗСХ, включенный параллельно транзистору Т4, защищает его от пробоя. Под действием э. д. с. самоиндукции заряжаются конденсаторы СЗ и Сб. В контуре, состоящем из индуктивности первичной обмотки катушки зажигания и конденсатора СЗ, возникают затухающие колебания.

Через диод Д6 положительная полуволна э. д. с. самоиндукции по цепочке обратной связи, состоящей из резистора R2 и конденсатора С1, действует на базу транзистора Т1, ускоряя его отпирание.

В период пуска двигателя частота вращения ротора, а следовательно, и частота э. д. с. датчика мала, поэтому возрастает время действия положительного импульса э. д. с. датчика. За это время конденсатор С1 успевает несколько раз зарядиться и разрядиться, а следовательно, транзисторы Tl, Т2, ТЗ, Т4 несколько раз переходят из открытого состояния в закрытое. Магнитный ток первичной обмотки катушки зажигания будет неоднократно пересекать витки вторичной обмотки, что позволяет создать серию искр (до 10 искр) между электродами свечи, обеспечивающих надежный запуск двигателя.

Как только частота вращения коленчатого вала увеличивается до 600 об/мин и выше, частота заряда и разряда конденсатора С1 в цепи обратной связи становится меньше частоты э. д. с. датчика, и между электродами свечи будет возникать только по одной искре.

Защита транзисторного коммутатора от перенапряжений, возникающих в цепи генератор—аккумуляторная батарея, осуществляется цепочкой стабилитронов Д1СТ и Д2СТ. В случае повышения напряжения генератора до 17—18 В через стабилитроны Д1СТ и Д2СТ будет проходить ток в обратном направлении от плюсового вывода генератора через резистор R5 на переход база — эмиттер транзистора Т1 независимо от работы датчика транзистор Т1 будет открываться, что вызовет запирание транзисторов Т2, ТЗ и Т4. На этом режиме работы коммутатора двигатель работает с перебоями, с значительным уменьшением частоты вращения коленчатого вала.

Работа системы в аварийном режиме

В случае неисправности датчика или транзисторного коммутатора катушка зажигания подключается к аварийному вибратору. На рис. 5 соединение катушки с вибратором показано пунктирной линией. Работа катушки зажигания с вибратором допускается не более 30 ч, так как сильно подгорают контакты вибратора. При работе системы ток от источников энергии проходит по первичной обмотке катушки зажигания, а затем по обмотке и через контакты вибратора на корпус автомобиля. Сердечник вибратора намагничивается и, притягивая якорек, вызывает размыкание контактов. В этот момент прерывается ток в обмотке вибратора и в первичной обмотке катушки. Сердечник вибратора размагничивается и усилием пружины якорька происходит замыкание контактов. Прерывание тока в первичной обмотке катушки сопровождается размагничиванием ее сердечника и во вторичной обмотке индуктируется импульс э. д.с.

Конденсаторы С7 и С8 уменьшают искрение между контактами вибратора и, вызывая при разряде ускорение размагничивания сердечника, повышают частоту вибрации контактов до 250—400 Гц.

Рекламные предложения:


Читать далее: Регулирование угла опережения зажигания

Категория: — Электрооборудование автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум


Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о