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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Unità di accensione multi-scintilla migliorata. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Automobile. Accensione Questa unità di accensione è caratterizzata da un funzionamento affidabile a basse temperature ambiente e da una batteria parzialmente scarica, che è molto importante per l'avviamento di un motore freddo in inverno, soprattutto nelle regioni settentrionali della Russia. Inoltre, l'unità è più resistente al rumore, facile da configurare e consente di regolare i parametri di base. La base del dispositivo era l'unità di accensione di G. Karasev, ampiamente nota ai radioamatori e agli appassionati di automobili, descritta in [1], quindi qui vengono considerati in dettaglio solo i componenti che hanno subito modifiche. Innanzitutto, sono state apportate piccole modifiche al convertitore di tensione: è stato aggiunto un partitore di tensione R3R4 (vedi diagramma in Fig. 1), il condensatore C1 è collegato con il suo terminale positivo al punto medio del partitore e il diodo zener D817B (VD4 ) è stato sostituito da D817A con una tensione di stabilizzazione di 56 V. Ciò ha permesso di impostare la tensione di uscita del convertitore selezionando il resistore R3 e non il diodo zener VD4 o il numero di spire dell'avvolgimento secondario del trasformatore T1, come raccomandato nella descrizione del blocco da Yu Sverchkov [2] (che, tra l'altro, è stato utilizzato da G. Karasev come originale).
Ora, quando si utilizza il trasformatore T1 del progetto presentato in [1], modificando la resistenza del resistore R3 da zero a 30 Ohm, è possibile impostare qualsiasi tensione all'uscita del convertitore entro 330...400 V. In modo che dopo aggiungendo un partitore di tensione, la modalità operativa del transistor VT1 a corrente costante è rimasta la stessa, la resistenza del resistore R1 è stata aumentata a 560 Ohm. L'unità per la generazione di impulsi che controlla l'apertura del tiristore VS1 ha subito una riprogettazione completa. Sebbene la progettazione dell'unità sia diventata più complessa e i costi di fabbricazione siano aumentati, è stato possibile migliorare le caratteristiche dell'unità di accensione. L'unità è costituita da un circuito di carica-scarica (resistori R8, R9, diodo zener VD9, condensatore C6), un interruttore di corrente sul transistor VT2 e un convertitore partitore di tensione R12R13 con condensatore di accumulo C7. Il diodo VD8 impedisce al condensatore C6 di caricarsi attraverso il resistore R8. Il resistore limitatore di corrente R11 può essere utilizzato anche per misurare la corrente di collettore del transistor VT2. Quando i contatti dell'interruttore SF1 sono chiusi, il condensatore C6 viene caricato dalla rete di bordo attraverso il resistore R9 alla tensione di stabilizzazione del diodo zener VD9. Dal momento in cui i contatti dell'interruttore si aprono, il condensatore C6 inizia a scaricarsi attraverso la giunzione dell'emettitore del transistor VT2, del diodo VD8, della giunzione di controllo del tiristore VS1 e del resistore R10. Il transistor VT2 si apre e l'impulso di scarica del condensatore C7, caricato a circa 18 V, viene inviato all'elettrodo di controllo del tiristore. Questa progettazione circuitale dell'unità di generazione degli impulsi di controllo non è stata scelta per caso. Il fatto è che con una diminuzione della temperatura ambiente o, più precisamente, della temperatura del corpo del tiristore, aumenta la corrente di apertura del tiristore. Ad esempio, la corrente di apertura dei tiristori della serie KU202 aumenta di 20 volte quando la temperatura cambia da +40 a -1,5 o C. Questo è spesso il motivo per cui un'unità che ha funzionato ininterrottamente in estate si rifiuta di funzionare del tutto in inverno. Gli esperimenti dimostrano [3] che un impulso con una corrente di 160 mA e una durata di 10 μs è sufficiente per aprire qualsiasi tiristore della serie KU202 ad una temperatura del case di -40°C. Sono proprio questi impulsi che vengono prodotti dall'unità di formazione descritta. Ciò consente di abbandonare la selezione scrupolosa e costosa di un campione SCR a una temperatura minima. Naturalmente, se è possibile scegliere i tiristori, allora dovrebbe essere utilizzato, poiché il tiristore "sensibile" consente l'uso del diodo zener VD3 con una tensione di stabilizzazione inferiore - questo sarà discusso di seguito. L'uso del diodo zener VD9 per limitare la tensione di carica del condensatore C6 e l'alimentazione del circuito del collettore del transistor VT2 da un convertitore di tensione stabilizzato ha permesso di stabilizzare il livello dell'impulso di controllo del tiristore durante l'avviamento del motore quando la tensione della batteria fluttua da 7,5 a 14,2 V. La riduzione della tensione sul condensatore C6 ha aumentato l'immunità al rumore dell'unità di generazione degli impulsi e dell'unità di accensione nel suo insieme. Questo problema è solitamente considerato un problema terziario e invano. Se l'influenza dell'interferenza con i contatti aperti dell'interruttore può essere trascurata, poiché la scintilla causata dall'interferenza avverrà nel cilindro dove avviene la corsa di potenza, allora con i contatti chiusi potrebbero esserci malfunzionamenti nel motore. Ma una diminuzione della tensione sul condensatore C6 ha portato al fatto che il transistor VT2, con i contatti chiusi, risulta essere chiuso ad una tensione pari alla differenza tra la tensione della rete di bordo e la tensione sul condensatore. In altre parole, affinché il transistor VT2 si apra e si verifichi la scintilla, il livello di interferenza deve essere maggiore di questa differenza; senza diodo zener, la tensione sul condensatore C6 è uguale alla tensione della rete di bordo. Ne consegue: minore è la tensione di stabilizzazione del diodo zener VD9, maggiore è l'immunità al rumore dell'unità di accensione. I condensatori C4 e C5 sono progettati per proteggere ulteriormente l'unità dalle interferenze nella rete di bordo. Il resistore R10 determina la corrente attraverso i contatti dell'interruttore. Questa corrente per l'autopulizia dei contatti non dovrebbe essere troppo bassa. Di solito viene scelto nell'intervallo 0,1...0,2 A. Il circuito di generazione degli impulsi per la modalità operativa multi-scintilla (diodi VD6, VD7, resistori R5, R6, condensatore C3) è rimasto invariato, ad eccezione dell'aumento della resistenza del resistore R6 a 51 Ohm. Questo viene fatto per equalizzare la tensione del primo impulso del circuito “multi-scintilla” con gli impulsi dell'unità di generazione. Qui è opportuno soffermarsi sull'attuale opinione sull'inutilità e persino sulla nocività della modalità di accensione a scintilla multipla. A mio parere, questa opinione è errata, poiché durante molti anni di funzionamento dell'unità di accensione multi-scintilla, non è stato notato nulla tranne un facile avviamento del motore, un aumento della potenza e dell'efficienza del motore e una diminuzione del contenuto di monossido di carbonio nei gas di scarico ." Per quanto riguarda la maggiore erosione delle candele, quindi, dati i vantaggi dell'accensione multiscintilla, dovrebbe essere accettato. L'accensione a scintilla multipla può essere dannosa solo se la scintilla continua per tutto il tempo in cui i contatti dell'interruttore sono aperti [4]. Allora esiste effettivamente il pericolo che si verifichi una scarica di scintilla nel cilindro del motore dove avviene la corsa di compressione. Questa possibilità può verificarsi quando il rotore del distributore, dopo aver aperto i contatti, ruota di un angolo superiore a 45 gradi. Nell'unità di accensione descritta, la scintilla dura circa 0,9 ms e anche alla velocità massima dell'albero motore si ferma molto prima che si verifichi il momento pericoloso. Tuttavia chi non condivide il mio punto di vista può inserire un interruttore nel circuito aperto del diodo VD7 del blocco. Successivamente, dopo aver avviato e riscaldato il motore, aprendo il circuito tramite un interruttore, sarà sempre possibile passare alla modalità di funzionamento single-spark. L'unità di accensione utilizza resistori MLT-0,125 (R1, R3-R9, R11, R13), MLT-2 (R10), MLT-1 (R12); la resistenza R2 è composta da due 18 Ohm 0,5 W. Condensatori - MBM (C3), KM o KLS (C5-C7), K50-6 (C4). I diodi KD102A possono essere sostituiti con KD102B, KD103A, KD103B. Invece di KT603B, sono adatti i transistor KT603A, KT608A o qualsiasi serie KT630. Il trasformatore T1 è assemblato su un nucleo magnetico ShL8x16 con un traferro amagnetico di 0,25 mm in ciascuno dei tre giunti. L'avvolgimento I contiene 50 spire di filo PEV-2 0,7, l'avvolgimento II - 450 spire e l'avvolgimento III - 70 spire di filo PELSHO 0,17. Tutte le parti dell'unità di accensione sono collocate in una resistente scatola metallica di 130x100x50 mm. Il circuito stampato e il trasformatore sono fissati alla base della scatola e il transistor VT1 e il diodo zener VD4 sono fissati alla sua parete, che funge da dissipatore di calore per loro. Il fusibile FU1 è posizionato sul blocco o in un altro posto. Le restanti parti sono montate su un circuito stampato in laminato di fibra di vetro rivestito di spessore 1,5 mm. Il disegno della scheda è mostrato in Fig. 2. Vale la pena ricordare qui che la progettazione e l'installazione dell'unità devono rispettare le dure condizioni di funzionamento: vibrazioni, urti, elevata umidità, spruzzi d'acqua, carburante e oli, polvere, ampi limiti di temperatura.
Configurare l'unità utilizzando un oscilloscopio con la bobina di accensione e la candela collegate. L'unità può essere alimentata da qualsiasi sorgente CC con una tensione di 8...15 V, in grado di fornire una corrente di carico fino a 2 A. È conveniente sostituire l'interruttore con un accessorio fatto in casa, il cui schema è mostrato in Fig. 3. Un segnale dall'uscita di qualsiasi generatore di frequenza audio viene fornito all'ingresso del set-top box e il collettore del transistor VT1 è collegato al condensatore C6 dell'unità per generare impulsi di controllo dell'unità di accensione.
Con una tensione di alimentazione di 14,2 V e una frequenza di scintilla di 20 Hz, il resistore R3 viene selezionato nell'intervallo da zero a 30 Ohm (è conveniente sostituire temporaneamente il resistore R3 con uno variabile) in modo che l'ampiezza della tensione sull'avvolgimento primario della bobina di accensione è compreso tra 360 e 380 V. Controllare quindi l'ampiezza della tensione a dente di sega sul condensatore C7. Se supera 18...20 V, è necessario chiarire la resistenza della resistenza R13. Impostare la tensione di alimentazione su 8 V, misurare la caduta di tensione Uу sulla transizione di controllo del tiristore VS1 e la caduta di tensione UR11 attraverso il resistore R11. La corrente dell'impulso che apre il tiristore viene calcolata utilizzando la formula Iu.imp \u11d UR11 / R7-Uu / RXNUMX. Se i parametri dell'impulso misurato non corrispondono alla norma - corrente 160 mA, durata almeno 10 μs a un livello di 0,7, selezionare il diodo zener VD9 in modo che la sua tensione di stabilizzazione sia compresa tra 5,6...8 V e il condensatore C7 fino a la durata richiesta. Quindi la tensione di alimentazione dell'unità viene nuovamente impostata su 14,2 V e le sue prestazioni vengono controllate sull'intero intervallo operativo della frequenza di scintilla, ovvero da 20 a 200 Hz. La corrente dell'impulso di apertura diminuisce con l'aumentare della frequenza e la diminuzione diventa evidente solo dopo 100 Hz. Ciò si verifica a causa del fatto che i condensatori C6 e C7 non hanno il tempo di caricarsi al livello impostato. Successivamente, la frequenza di scintilla viene aumentata al massimo Fmax possibile, al quale l'unità di accensione smette di funzionare. Il tempo di protezione contro gli impulsi di rimbalzo dei contatti in chiusura si stima utilizzando la formula tз.др>1/2Fmax. Secondo [4], questo tempo dovrebbe essere almeno 0,2 ms. Il tempo di protezione viene regolato selezionando il resistore R9. Con i valori nominali delle parti indicate nello schema, i parametri dell'unità di accensione con una frequenza di scintilla di 20 Hz e una variazione della tensione di alimentazione da 8 a 14,2 V dovrebbero essere i seguenti: ampiezza della tensione all'uscita del convertitore - 360 ...380 V; Corrente dell'impulso di apertura SCR - almeno 160 mA con una durata dell'impulso di almeno 10 μs a un livello di 0,7; tempo di protezione contro gli impulsi di rimbalzo dei contatti - almeno 1 ms. Con una tensione di alimentazione di 14,2 V e una frequenza di scintilla di 200 Hz, la corrente dell'impulso di apertura dell'SCR è scesa a 55 mA. Un'unità di accensione completamente assemblata è installata sotto il cofano dell'auto vicino alla bobina di accensione. L'unità è collegata all'impianto elettrico tramite quattro fili di lunghezza minima: due alla bobina di accensione, il terzo all'alloggiamento e il quarto all'interruttore. L'interruttore del condensatore deve essere scollegato. Per ritornare rapidamente alla vecchia opzione di accensione in caso di guasto dell'unità elettronica, è consigliabile prevedere un apposito interruttore, come proposto, ad esempio, in [1]. Secondo gli esperti, quando si utilizza l'accensione multi-scintilla in modalità operativa, non ci si dovrebbe aspettare un aumento di potenza ed efficienza dal motore, né una diminuzione del contenuto di monossido di carbonio nei gas di scarico. L'accensione multi-scintilla può facilitare l'avviamento del motore solo nella stagione fredda. Pertanto, è consigliabile installare un interruttore a levetta nel circuito aperto del diodo VD7 del blocco, come suggerito dall'autore. Letteratura
Autore: V. Yakovlev, Troitsk, regione di Mosca
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