Бесконтактная система зажигания

Контактно-транзисторные системы позволили увеличить вторичное напряжение до требуемого запаса К_з = 1,5, увеличить ресурс контактов прерывателя, в целом повысить надежность систем зажигания. Однако в них не исключен механический прерыватель, который подвергается разрегулированию, износу и требует ухода. Наличие малого тока через контакты прерывателя привело еще к одному недостатку – отказу системы зажигания при незначительном загрязнении контактов.

Поэтому встал вопрос об исключении механического прерывателя и о бесконтактном управлении транзистором, коммутирующем ток в первичной цепи системы зажигания при подходе поршней в ВМТ.

На военной автомобильной технике нашли широкое применение генераторные магнитоэлектрические датчики, основными узлами которых являются стартерная обмотка и ротор в виде магнита с числом полюсов, равным количеству цилиндров двигателя. Данные датчики по конструкции напоминают генераторы переменного тока.

Рис.89.Схема простейшей БСЗ

Бесконтактная система зажигания (рисунок 89) содержит все элементы контактно-транзисторной системы зажигания, однако управление транзистором осуществляется от датчика, который вырабатывает переменное напряжение при вращении ротора. При положительных импульсах транзистор V1 будет находиться в открытом положении, а при отрицательных – в закрытом. Таким образом – при положительных импульсах в первичной обмотке катушки зажигания будет протекать ток, который будет прерываться при отрицательных импульсах, вызывая высокое напряжение во вторичной обмотке, т.е. БСЗ зажигания отличается от КТСЗ только способом управления транзистором.

Конструкция аппаратов бесконтактной системы зажигания "Искра".

Бесконтактная система зажигания включает в себя:

-дополнительный резистор СЭ-326;

-фильтр радиопомех ФР-82;

-катушку зажигания Б118;

-транзисторный коммутатор ТК-200;

-распределитель зажигания Р-351;

-свечи зажигания СН-307;

-выключатель зажигания ВК-330;

-провода высокого и низкого напряжения;

-аварийный вибратор.

Схема соединения приборов бесконтактной системы зажигания представлена на рисунке 90.

Рис.90.Схема соединений аппаратов зажигания

Особенность распределителя заключается в том, что вместо прерывателя, он содержит датчик импульсов для управления транзисторным коммутатором. А коммутатор выполнен на 3-х транзисторах. Это связано с тем, что датчик импульсов выполнен в корпусе обычного распределителя и представляет собой маломощный генератор, поэтому его мощности не хватает для обеспечения коммутации силового транзистора.

Дополнительный резистор СЭ-326 - имеет сопротивление 0,6 Ом.

Свечи зажигания и катушка зажигания выполнены экранированными для уменьшения уровня радиопомех, по этой причине в систему зажигания введен фильтр радиопомех. Выключатель зажигания конструктивных особенностей не имеет.

Катушка зажигания выполнена по трансформаторной схеме (рисунок 91), что связано с обеспечением работы силового транзистора, поэтому она должна иметь большой К_тр, чем катушка контактных систем зажигания.

Рис.91.Трансформаторная схема

В связи с тем, что силовой транзистор коммутатора ТК-200 рассчитан на большее напряжение, стало возможным снизить коэффициент трансформации до 116, что улучшает характеристики системы зажигания при наличии нагара на свечах.

Магнитоэлектрический датчик импульсов установлен в серийном корпусе распределителя Р 102 и представляет собой однофазный генератор, в соответствии с рисунком 92.

Рис.92.Распределитель РС851

Ротор датчика состоит из кольцевого магнита и двух когтеобразных магнитопроводов, с числом пар полюсов равных восьми, жестко закрепленных на валике пластины центробежного регулятора опережения зажигания. Статор датчика состоит из двух полюсных наконечников, имеющих по восемь выступов и обмотки, намотанной в виде катушки на изоляторе.

Транзисторный коммутатор, изображенный на рисунке 93, служит для прерывания цепи первичной обмотки катушки зажигания.

Рис.93.Коммутатор ТК-200-01-0

Корпус коммутатора ребристый, отлит из алюминиевого сплава. Внутри корпуса располагается печатная плата, на которой расположены все элементы электрической схемы коммутатора, на корпусе имеется четыре одноштырьковых разъема и одна клемма.

Разъемы предназначены:

Д – для соединения с выводом датчика импульсов;

КЗ – для соединения с выводом Р катушки зажигания;

ВК – для соединения с выводом ВК катушки зажигания, а второй ВК – для соединения с фильтром радиопомех ФР-81.

Клемма М – для соединения с массой.

Аварийный вибратор, изображенный на рисунке 94, РС-331 служит для обеспечения работы системы зажигания при выходе из строя или коммутатора или датчика импульсов. Состоит из корпуса, платы, электромагнитного реле, двух конденсаторов.

Корпус имеет одноштырьковый разъем для соединения с разъемом Р катушки зажигания при работе системы в аварийном режиме.

Рис.94.Вибратор аварийный РС-331

Действие бесконтактной системы зажигания (рисунок 95).

При включении зажигания схема находится в следующем состоянии: транзистор V1 – закрыт, т.к. на его базу положительное напряжение может подаваться только с датчика импульсов, и сопротивление перехода коллектор-эмиттер - будет большое. Транзистор V2 будет открыт, т.к. на его базу подается положительный потенциал от АКБ через клемму ВК коммутатора и резисторы R4 и R2. Транзистор V2 обеспечивает базовый ток транзистораV3, который будет открыт, в результате чего по первичной цепи БСЗ будет пропускать ток. При вращении вала двигателя датчик-импульсов начинает вырабатывать переменное напряжение, положительные импульсы которого через резистор R1 и диод V4 поступают на базу транзистора V1. Транзистор V1 открывается и своим почти нулевым сопротивлением шунтирует база-эмиттерный переход транзистора V2, который закрывает базовый ток транзистора V3.

Рис.95.Схема электрическая принципиальная БСЗ

Последний закрывается и прерывает ток в первичной цепи системы зажигания. В результате во вторичной цепи наводится высокое напряжения, которое посредством распределителя подается на свечи зажигания. Таким образом, при каждом положительном импульсе датчика во вторичной цепи системы зажигания будет вырабатываться высокое напряжение.

В реальной схеме коммутатора предусмотрены элементы, улучшающие работу системы зажигания: конденсатор С1, С2, исключающие срабатывание коммутатора от импульсных помех в бортовой сети; конденсатор С3 – увеличивающий скорость изменения магнитного потока; диод V5 – защищающий первые два транзистора от обратного включения батареи. Схема защиты коммутатора от перенапряжения в бортовой сети представлена стабилитроном V6 и резистором R5, которые при достижении напряжения генератора 16,5 – 17 В работают следующим образом: стабилитрон V6 пробивается, транзистор V1 открывается, а транзистор V2 и V3 закрываются, отключая систему зажигания. В коммутаторе введена цепочка обратной связи R6, С4, которая при пуске двигателя (когда напряжение мало), увеличивает чувствительность коммутатора, т.к. конденсатор С4, заряжаясь от положительных импульсов ЭДС первичной обмотки катушки зажигания увеличивает ток транзистора V1 и способствует его открытию при меньшем напряжении на базе транзистора V1 от положительных импульсов датчика. Резистор R7 стабилизирует режим транзистора V3 в зависимости от температуры.

В аварийном режиме вместо коммутатора подключается аварийный вибратор, который обеспечивает непрерывное искрообразование с частотой 250-400 Гц, т.к. обмотка и нормально замкнутые контакты реле вибратора соединены последовательно и под действием намагничивающей силы, создаваемой обмоткой, контакты периодически размыкаются. В момент размыкания контактов во вторичной обмотке катушки зажигания образуется высокое напряжение, а угол опережения будет определяться положением ротора распределителя. Конденсаторы вибратора выполняют те же функции, что и в контактной системе зажигания.

БСЗ позволила увеличить коэффициент запаса по вторичному напряжению, уменьшить объем ТО и в целом повысить надежность работы двигателя.

Однако эта система имеет механические автоматы опережения зажигания и высоковольтный распределитель. Дальнейшее совершенствование систем связано с разработкой электронных автоматов опережения зажигания и бесконтактных распределителей, что будет осуществлено в цифровых системах зажигания.