3.2. Бесконтактные системы зажигания с нерегулируемым
временем накопления энергии
Бесконтактная система зажигания с нерегулируемым временем накопления энергии отличается от контактно-транзисторной только тем, что в ней контактный прерыватель заменён бесконтактным датчиком. Совокупность формирующего каскада и электронного ключа называют коммутатором. Коммутатор предназначен для формирования импульсов тока первичной обмотки катушки зажигания заданной амплитуды и длительности в моменты образования искры. На вход коммутатора поступают сигналы с выхода датчика углового положения коленчатого вала ДВС. Нагрузкой коммутатора является первичная обмотка катушки зажигания. В зависимости от класса системы зажигания в состав коммутатора могут входить элементы защиты выходного каскада (транзистора электронного ключа) от перенапряжения, от инверсного включения, регуляторы времени накопления, контроллеры и т. п.
В качестве примера рассмотрим схему отечественного коммутатора 13.3734-01 автомобилей «Волга», приведенную на рис. 9.4. Схема содержит формирователь сигнала датчика (транзистор Т1, резисторы R1 – R6, конденсатор С1, а также диоды D1, D2 и стабилитрон D3), каскад предварительного усиления (транзистор Т2, резисторы R7, R9, конденсатор С5) и выходной каскад (Т3, С6). Элементы С1, R3 обеспечивают частотную коррекцию момента зажигания. Резисторы R4, R5 и стабилитрон D3 образуют цепь смещения с фиксацией напряжения на базе Т1. Резистор R9 улучшает условия запирания транзистора Т3 при закрытом транзисторе Т2. Элементы С4, R8 образуют фильтр в цепи источника питания. Положительная обратная связь на элементах С7, R10 обеспечивает устойчивую работу коммутатора при запуске.
Сигнал с обмотки L магнитоэлектрического датчика через диод D2, пропускающий только положительную полуволну напряжения, и резисторы R2, R3 поступает на базу транзистора Т1. Транзистор открывается и шунтирует переход база-эмиттер транзистора Т2, который закрывается и, в свою очередь, закрывает транзистор Т3. Ток в первичной обмотке катушки зажигания прерывается, а на выходе вторичной обмотки индуцируется высокое напряжение.
Во время отрицательной полуволны сигнала датчика транзистор Т1 закрыт, а транзисторы Т2 и Т3 открыты. Через первичную обмотку катушки зажигания начинает протекать ток. Очевидно, что число пар полюсов датчика должно соответствовать числу цилиндров двигателя.
Цепь С1, R3 – фазосдвигающая. Она позволяет компенсировать запаздывание тока базы транзистора Т1, возникающее из-за значительной индуктивности L обмотки датчика.
Стабилитрон D3 и резистор R4 защищают схему коммутатора от повышенного напряжения в аварийных режимах. Если напряжение бортовой сети превысит 18 В, стабилитрон пробивается, его током открывается транзистор Т1, а транзисторы Т2 и Т3 закрываются. Цепями защиты от опасных импульсов напряжения служат конденсаторы С3 ÷ С6 и диод D4. Последний защищает схему от изменения полярности бортовой сети.
Установка угла опережения зажигания по частоте вращения коленчатого вала и нагрузке двигателя осуществляется так же, как и в контактной системе. Форма и величина выходного напряжения магнитоэлектрического датчика изменяются с изменением частоты вращения коленчатого вала, что влияет на момент образования искры. Кроме того, рассмотренный регулятор не устраняет существенный недостаток контактной системы – уменьшение вторичного напряжения при росте частоты вращения коленчатого вала.