2.12. Бесконтактные системы зажигания

Основной элемент, понижающий надежность контактно-полупроводниковых систем, - механический прерыватель. Поэтому для повышения надежности электронных систем зажигания применяется зажигание с бесконтактным управлением (рис. 2.10). В таких системах специальные датчики вырабатывают импульсы в строго заданные моменты времени, которые через формирующий и выходной каскады управляют током в первичной обмотке катушки зажигания. Созданные при этом импульсы высокого напряжения подаются в необходимой последовательности обычным распределителем к свечам зажигания.

Рис. 2.10. Блок-схема бесконтатной системы зажигания

Бесконтактные системы, обладая всеми преимуществами контактно-транзисторной системы, не имеют указанных недостатков.

Момент образования искры определяется подачей сигнала, который вырабатывается бесконтактными датчиками, установленными в стандартном распределителе. Как правило, мощность выходного сигнала бесконтактного датчика мала, поэтому выходные сигналы предварительно формируются и усиливаются.

В качестве источников сигналов в бесконтактных системах зажигания в настоящее время применяются магнитоэлектрические, индуктивные датчики и датчики Холла.

2.13. Бесконтактная система зажигания с коммутатором тк-200

Система состоит из датчика-распределителя Р-351, в который входит магнитоэлектрический бесконтактный датчик (рис. 2.11), транзисторный коммутатор ТК-200, катушки зажигания типа Б-118, свечи, добавочный резистор, сблокированный с выключателем пуска стартера и выключателя зажигания SB .

Принцип действия датчика основан на явлении электромагнитной индукции. Датчик состоит из неподвижной обмотки с железным сердечником (статора) 1, выполненным из электротехнической стали, и подвижного постоянного магнита (ротора) 2, жестко связанного с валом двигателя, причем число пар полюсов постоянного магнита равно количеству цилиндров двигателя.

При вращении ротора в обмотке статора возникает переменная ЭДС, которая изменяется по частоте и амплитуде в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Рис.2.11. Магнитоэлектрический датчик

Преимущество датчика - простота устройства. Бесконтактный датчик исключает периодическую регулировку системы и повышает надежность системы зажигания. Основной недостаток его - изменение ампли туды и формы сигнала. С изменением частоты вращения коленчатого вала двигателя (рис. 2.12).

Если частота вращения ротора датчика мала (менее 20 об/мин), то вырабатываемый им импульс напряжения оказывается недостаточным для срабатывания входного транзистора коммутатора. Бесконтактной системе зажигания с магнитоэлектрическим датчиком присуще некоторое электрическое смещение угла опережения зажигания в зависимости от частоты вращения (в пределах 5...10^о), которое необходимо компенсировать механическим автоматом опережения зажигания, что не всегда возможно.

Транзисторный коммутатор (рис. 2.13) содержит формирующий каскад на транзисторах VT1 -VT3 и выходной каскад на мощном транзисторе VT4 в цепь коллектора которого включена первичная обмотка катушки зажигания.

При включенном зажигании и неподвижном роторе датчика BR VT1 закрыт, так как на его базе имеется нулевой потенциал. При этом база VT2 через диод VD4 и резистор R4 соединена с положительной клеммой аккумуляторной батареи и транзистор открывается. Ток VT2 создает на R9 падение напряжения с "+" у базы VT3 и он открывается, а ток VT3 открывает VT4 и через первичную обмотку катушки зажигания начинает протекать ток.

При вращении ротора датчика импульсов положительный полупериод напряжения через VD1 и R2 подается на базу VT1 и он открывается. Открытый VT1 шунтирует вход VT2-VT4 и они запираются. В результате запирания VT4 ток в первичной обмотке прерывается и во вторичной обмотке W2 индуцируется высокое напряжение (до 30 кВ), которое подается к свечам зажигания.

Рис.2.12. График напряжения магнитоэлектрического датчика

Диод VD8 защищает транзисторы от перегрузок при случайном изменении полярности аккумуляторной батареи.

Стабилитрон VD7 служит для защиты VT4 от токов само­индукции первичной обмотки катушки зажигания. Диод VD1 и резистор R2 ограничивают ток управления VT1 при большой частоте вращения ротора датчика.

Для того, чтобы улучшить работу схемы в режиме пуска при малой частоте вращения валика распределителя, когда скорость нарастания напряжения недостаточна, введена положительная обратная связь через R7 и С1.

Рис 2.13. Схема бесконтактной системы зажигания с коммутатором ТК-200

Это позволяет создать в режиме пуска серию искр (до 10), что благоприятно сказывается на пуске двигателя. Конденсатор C2 резко снижает энергию, рассеиваемую во время запирания VT4, что повышает надежность его работы, а также несколько увеличивает вторичное напряжение катушки зажигания.

Для защиты коммутатора от перенапряжений в цепи питания применена цепь, состоящая из VD2 и R3. Если напряжение питания превышает допустимое, стабилитрон пробивается, и транзистор открывается, вследствие чего все три транзистора (VT2, VT3 и VT4) оказываются запертыми.