Описываемый блок зажигания предназначен для работы в бесконтактной системе зажигания автомобилей ВАЗ-2108 и ВАЗ-2109, укомплектованных прерывателем-распределителем 40.3706, а также модернизированных ВАЗ-2105 и ВАЗ-2107 с прерывателем-распределителем 38.10.3706 и ЗАЗ-1102 ("Таврия") с 53.3706. У этих машин датчиком момента искрообразования служит коммутатор тока, использующий эффект Холла. Блок зажигания пригоден и для автомобилей "Волга" и "Москвич", оборудованных "прерывателем" на эффекте Холла и серийной катушкой зажигания 27.3705 (ТУ 37.0031184 - 83) или близкой к ней по параметрам. Он заменяет серийные блоки зажигания 36.3734, 3620.3734 и зарубежные, выполняющие аналогичные функции.

По принципу работы блок относится к классу транзисторных с нормированием времени накопления энергии в катушке зажигания. Это обеспечивают два определенным образом связанных между собой ждущих мультивибратора, что позволило исключить счетверенный усилитель Нортона, используемый в известных зарубежных и отечественных устройствах. Кроме этого, блок* отличается использованием широко распространенных деталей отечественного производства, простотой конструкции, не требует специальной технологии изготовления, поэтому доступен в повторении.

Устройство выполняет следующие функции: формирует токовые импульсы зажигания в первичной обмотке катушки зажигания; ограничивает ток, протекающий через первичную обмотку, и напряжение на ней и своих выходных транзисторах; закрывает эти транзисторы, когда зажигание включено, а двигатель не запущен.

Ограничение токовых импульсов исключает перегревание катушки зажигания и выходного мощного транзистора блока, а ограничение напряжения снижает износ свечей зажигания и вероятность выхода из строя крышки и бегунка распределителя зажигания, транзисторов выходных ступеней блока. Выключение тока через катушку зажигания при незапущенном двигателе предотвращает безполезное нагревание элементов блока, катушки зажигания, разрядку аккумуляторной батареи и повышает пожаробезопасность автомобиля.

Основные технические характеристики

  • Коммутируемое напряжение, В ...6...17
  • Потребляемый ток, А, при частоте новообразования 33,3 Гц......0,9...1,2
  • Наибольший средний потребляемый ток, А . . 2,4...2,6
  • Коммутируемый ток через первичную обмотку катушки зажигания, А......8...10
  • Длительность пропускания тока через первичную обмотку катушки зажигания, мс......2,5...15
  • Время токовой отсечки при незапущенном двигателе, с......0,7...1,3
  • Наибольшая частота искрообразования, Гц, не менее......250
  • Напряжение на первичной обмотке катушки зажигания, В......380...420
  • Напряжение высоковольтного импульса, В, не менее, при напряжении бортовой сети 14 В......27 000
  • Скорость нарастания фронта высоковольтного импульса, В/мкс, не менее......700
  • Энергия искрового разряда, мДж......50...70
  • Длительность искрового разряда, мс......1,5...2

Принципиальная электрическая схема рассматриваемого блока зажигания с цепями подключения его к системе электрооборудования автомобиля представлена на рис. 1. Блок содержит узел запуска на транзисторе VT1, два одновибратора - первый на транзисторах VT2, VT3, а второй - на VT4, VT5, усилитель тока на транзисторе VT6, коммутатор тока на транзисторах VT7, VT8, включенных по схеме Дарлингтона.

Блок зажигания для ВАЗ-2108 и ВАЗ-2109

(нажмите для увеличения)

Временные диаграммы, показанные на рис. 2, поясняют работу коммутатора и процессы, происходящие в нем при увеличении частоты искрообразования fи. Диагр. 4 и 5 сняты непосредственно с конденсаторов С4 и С5, диагр. 7 - с резистора R24, 9 - с выхода измерительного делителя напряжения 10 МОм/1 кОм, а 10 - с резистора сопротивлением 10 Ом, включенного последовательно с искровым промежутком.

Блок зажигания для ВАЗ-2108 и ВАЗ-2109

Напряжение питания к бесконтактному датчику импульсов новообразования ("прерывателю") поступает через фильтр-ограничитель R19VD1C2C8. Диод VD6 защищает блок от аварийной перемены полярности питающего напряжения.

При включенном зажигании транзисторы VT2, VT3 и VT4, VT5 открыты, a VT6 и VT7, VT8 закрыты. Ток через катушку зажигания не протекает. Транзистор узла запуска VT1 может находиться в любом состоянии в зависимости от уровня сигнала, поступающего с датчика.

С началом вращения коленчатого вала двигателя на вход транзистора VT1 от датчика поступают запускающие импульсы длительностью Тд (диагр. 1). Когда транзистор VT1 закрыт (диагр. 2), конденсатор C3 заряжен через цепь R3R4 и эмиттерный переход транзистора VT3. Времязадающий конденсатор С4 заряжен до напряжения, ограниченного стабилитроном VD1, через транзисторы VT2, VT3, диод VD2 и резисторы R9, R10 (диагр. 4). Зарядка происходит за время около 0,4 с; это время в основном зависит от емкости конденсатора С4 и сопротивления резисторов R9, R10. Времязадающий конденсатор С7 также заряжен через транзисторы VT4, VT5 и резистор R17 (диагр. 6).

Как только на выходе датчика появится сигнал высокого уровня, транзистор VT1 откроется, конденсатор C3 разрядится по цепи R4VT1R8, что приведет к закрыванию транзистора VT3, транзистор VT2 также закрывается. Начинается перезарядка конденсатора С4 через цепь R5, R6, R12, R11, VD3. Таким образом, первый одновибратор формирует импульс задержки длительностью Т3, необходимый для запуска второго одновибратора.

Когда напряжение на конденсаторе С4 достигнет уровня, при котором открывается транзистор VT2, первый одновибратор возвращается в исходное состояние. На его выходе возникает спад импульса (диагр. 3), проходящий через цепь R1ЗС6 и запускающий второй одновибратор; транзисторы VT4 и VT5 закрываются.

Это приводит к увеличению напряжения на коллекторе транзистора VT5 (диагр. 6) и перезарядке времязадающего конденсатора С7 через резисторы R14, R18, R17. В результате транзисторы VT6-VT8 открываются, через первичную обмотку катушки зажигания Т1 начинает протекать ток (диагр. 7) от источника питания и в ней накапливается электромагнитная энергия в течение времени tнак. Одновременно с увеличением напряжения на коллекторе транзистора VT5 заряжается конденсатор С5 через резистор R18, диод VD5, транзистор VT3 (диагр. 5), и прекращает действовать зарядная цепь времязадающего конденсатора С4, несмотря на то, что транзисторы VT2 и VT3 открыты (см. диагр. 3 и 4). Его зарядка задерживается на время tнак, пока второй одновибратор не возвратится в исходное состояние.

Как только на выходе датчика "прерывателя" появится спад импульса, транзистор VT1 узла запуска закроется, второй одновибратор вернется в исходное состояние независимо от заряда на конденсаторе С7 из-за связи через диод VD4 (диагр. 6). Поэтому токовый коммутатор VT7, VT8 закроется. В этот момент во вторичной обмотке катушки зажигания индуцируется импульс высокого напряжения (диагр. 7-9), который при напряжении Unp пробивает искровой промежуток запальной свечи. Возникает искровой разряд длительностью тви, зависящей от тока рызрыва Ip в первичной обмотке катушки зажигания и ее параметров (диагр. 10).

После возвращения второго одновибратора в исходное состояние его действие на зарядную цепь конденсатора С4 прекращается, и он вновь заряжается, а конденсатор С5 разряжается через резистор R10, затормаживая таким образом зарядку конденсатора С4, так как к общей точке резисторов R9 и R10 оказывается приложенным положительное напряжение с левой по схеме обкладки конденсатора С5.

На низкой частоте новообразования - при пуске двигателя - конденсатор С5 успевает разрядиться практически полностью, а на высокой он разряжается в два этапа. Первый соответствует времени закрытого состояния транзистора VT1, а второй - закрытого состояния транзисторов VT2, VT3 (диагр. 5). Чем больше частота, тем больше остаточное напряжение Uост на конденсаторе С5 к концу первого этапа и тем меньший заряд получит конденсатор С4.

Как следует из принципа действия устройства, резистор R9 и цепь R10C5 увеличивают время зарядки конденсатора С4 в первом одновибраторе, отвечающего за временную задержку начала накопления электромагнитной энергии в катушке зажигания. При этом диод VD3 обеспечивает протекание разрядного тока конденсатора С4 через резистор R11, минуя резистор R9 и цепь R10C5.

Постоянная времени зарядки конденсатора С4 большая, поэтому при увеличении частоты искрообразования он не успевает зарядиться полностью, что обеспечивает примерно обратно пропорциональную зависимость между длительностью импульсов, сформированных первым одновибратором, и частотой искрообразования. На высокой частоте эти импульсы становятся еще короче, так как конденсатор С4 недозаряжается еще и за счет затормаживающего действия цепи R10C5.

Если вы включили зажигание и не запустили двигатель, а сигнал на выходе датчика "прерывателя" имеет высокий уровень, ток через первичную обмотку катушки зажигания прекратится примерно через секунду, так как в этом случае второй одновибратор возвращается в исходное состояние в результате перезарядки конденсатора С7.

Подборкой резистора R6 устанавливают время накопления энергии в катушке зажигания, а значит, и протекающий через нее ток. Выбором постоянной времени разрядки конденсатора С5 задают требуемый закон изменения этого тока в интервале частоты вращения коленчатого вала от холостого хода до максимального значения.

От помех со стороны бортовой сети автомобиля блок защищают цепи VD6C8, R19C2VD1 и элементы С1, R4, R13. Резистор R23 ограничивает всплески напряжения самоиндукции на выходных транзисторах VT7 и VT8 (диагр. 8). Резистор R24 ограничивает ток червз эти транзисторы и первичную обмотку катушки зажигания, а диод VD7 блокирует импульсы обратного напряжения на транзисторах в переходном процессе.

В блоке зажигания использованы конденсаторы К73-9 на напряжение 100 В - С1, C3, С6; К53-1А (16 В) - С2; К73-17 (63 В) - С4, С7; К73-17 (250 В) - С5, С8. Резистор R24 - С5-16В номинальной мощностью 10 Вт. Диоды КД503А (VD2-VD5) можно заменить на КД509А, КД521А или другие подобные. Разъем Х1 - вилка блочная ОНП-ЗГ-52-7-В-АЭ (такая же, как и в серийно выпускаемых блоках зажигания).

Почти все детали устройства смонтированы на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертеж печатной платы и расположение деталей на ней изображены на рис. 3. Плату размещают в металлическом корпусе от заводского блока 42.3734. Транзистор VT8 крепят к внутренней стенке корпуса через слюдяную прокладку. Резистор R24 также прикреплен к внутренней стенке.

Блок зажигания для ВАЗ-2108 и ВАЗ-2109

Для налаживания блока потребуются источник питания с выходным напряжением, изменяемым от 5 до 18 В при токе до 3 А (пульсации не должны превышать 0,5 В на частоте 100 Гц), генератор импульсов прямоугольной формы с амплитудой выходного напряжения 3...5 В, частотой повторения импульсов 10...250 Гц и скважностью 3+0,25, осциллограф, обеспечивающий измерение параметров импульсов прямоугольной формы и напряжение до 500 В, разрядник с регулируемым искровым зазором до 15 мм и стандартная катушка зажигания 27.3705.

После проверки правильности монтажа к блоку согласно принципиальной схеме подключают источник питания и катушку зажигания с разрядником (последовательно с ним включают резистор сопротивлением 4,7...5,6 кОм мощностью не менее 2 Вт). Сигнал с выхода генератора подают на вход блока через буферный инвертирующий усилитель с открытым коллекторным выходом, собранный по схеме на рис. 4.

Блок зажигания для ВАЗ-2108 и ВАЗ-2109

Устанавливают напряжение питания блока 14 В и искровой зазор величиной 10 мм. Подают запускающие импульсы длительностью 10 мс с частотой повторения 33,3 Гц, что соответствует работе четырехцилиндрового четырехтактного двигателя на частоте вращения коленчатого вала 1000 мин-1, т. е. близкой к холостому ходу. При этом ток, потребляемый блоком, должен быть в пределах 0,9...1,2 А, в противном случае следует подобрать резистор R6 (или даже изменить сопротивление цепи R5R6, обычно равное 240...270 кОм).

Контролируют по осциллографу амплитуду импульса напряжения на коллекторе транзистора VT7 (VT8). Она должна находиться в пределах 380...420 В. Если амплитуда сильно отличается от указанной, следует подобрать резистор R23.

Далее уменьшают напряжение питания до 7,5 В и наблюдают искру в зазоре разрядника. Если она нестабильна или вообще отсутствует, проверяют точность подборки резисторов R5, R6. В крайнем случае, следует заменить транзисторы VT6, VT7, VT8 другими, с большим значением статического коэффициента передачи тока.

Затем проверяют работоспособность блока на частоте искрообразования 50, 100, 250 Гц при напряжении питания 14 В. Сбоев в искрообразовании не должно быть.

Еще проще наладить блок, если его установить непосредственно на автомобиль. Для этого в разрыв провода, соединяющего первичную обмотку катушки зажигания с бортовой сетью (или с контактом 1 разъема Х1), нужно включить амперметр, измеряющий среднее значение тока, например авометр. На холостом ходе двигателя подбирают резистор R6 так, чтобы амперметр показал ток 0,9... 1,2 А. Вместо R6 можно временно впаять переменный резистор сопротивлением 68 кОм. При этом, как и при лабораторном налаживании, весьма целесообразно проконтролировать амплитуду импульса напряжения на коллекторе транзистора VT8.

Автор: Б.Беспалов, г.Кемерово

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

Навигация

Инструкции по эксплуатации

Модуль RP023 питания 5/3,3 В для беспаечных макетных плат.
Модуль питания для беспаечных плат
Плата представляет собой модуль питания, имеющий в своем составе два стабилизатора напряжений 5 и 3,3 В. Модуль имеет форму и размеры, позволяющие его устанавливать на стандартные макетные платы, используемые на начальном этапе разработки электронных устройств. При этом значительно экономится драгоценное место на макете, которого, как известно, много не бывает. Напряжение каждой шины питания выбирается с помощью установленного на ней переключателя, что позволяет независимо устанавливать требуемое напряжение на каждой из линий питания. Входное напряжение в диапазоне от 5 до 12 В может подаваться на любой из имеющихся разъемов: стандартный круглый разъем типа DJK-02A или miniUSB. Для контроля выходных напряжений на плате имеется индикатор. Технические характеристики: Входное напряжение постоянное, В - 5…12 Нагрузочная способность каждого выхода, А - 1 Габаритные размеры без
Цена 300.00 руб.
Copyright © 2017 Электрические принципиальные схемы.