高度なマルチスパーク点火ユニット。スキーム、説明

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先進のマルチスパーク点火ユニット。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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この点火ユニットは、低い周囲温度での信頼性の高い動作と部分的に放電したバッテリーによって特徴付けられており、これは冬、特にロシア北部地域で冷えたエンジンを始動するのに非常に重要です。さらに、このブロックはノイズ耐性が高く、セットアップが簡単で、主要なパラメーターを調整できます。

このデバイスの基礎は、[1] で説明されている、アマチュア無線家や自動車運転者に広く知られている G. Karasev 点火ユニットでした。したがって、ここでは変更が加えられたノードのみを詳細に検討します。

まず、電圧コンバータに微調整が加えられました。分圧器 R3R4 が追加され (図 1 の図を参照)、コンデンサ C1 が分圧器の中点とツェナーダイオード D817B の正出力に接続されています ( VD4) は、安定化電圧 817 V の D56A に置き換えられました。これにより、ツェナーダイオード VD3 や二次巻線の巻数ではなく、抵抗 R4 を選択することによってコンバータの出力電圧を設定できるようになりました。 Yu. Sverchkov [1] によるブロックの説明で推奨されているトランス T2 (ちなみに、これは最初のものとして G. Karasev によって使用されました)。

高度なマルチスパーク点火ユニット

ここで、[1] で示された設計のトランス T1 を使用する場合、抵抗 R3 の抵抗値を 30 から 330 オームまで変更することで、コンバータの出力の電圧を 400 Ω の範囲で設定できます。同様に、抵抗器 R1 の抵抗値は 1 オームに増加します。

トリニスタ VS1 の開きを制御するパルスを生成するノードは完全に作り直されました。アセンブリの設計はより複雑になり、その製造コストは増加しましたが、点火ユニットの特性を改善することができました。

このノードは、充放電回路 (抵抗 R8、R9、ツェナーダイオード VD9、コンデンサ C6)、トランジスタ VT2 の電流スイッチ、および蓄積コンデンサ C12 を備えたコンバータ R13R7 の分圧器で構成されます。ダイオード VD8 は、抵抗 R6 を介したコンデンサ C8 の充電を防ぎます。電流制限抵抗 R11 は、トランジスタ VT2 のコレクタ電流の測定にも使用できます。

ブレーカー SF1 の接点が閉じると、コンデンサ C6 はオンボードネットワークから抵抗 R9 を介してツェナーダイオード VD9 の安定化電圧まで充電されます。ブレーカーの接点が開いた瞬間から、コンデンサ C6 は、トランジスタ VT2 のエミッタ接合、ダイオード VD8、トリニスタ VS1 の制御接合、および抵抗 R10 を介して放電を開始します。トランジスタ VT2 が開き、約 7 V に充電されたコンデンサ C18 の放電パルスがトリニスタの制御電極に供給されます。

このような制御パルス生成部の回路設計は偶然に選択されたものではありません。実際には、周囲温度、より正確にはトリニスタのケースの温度が低下すると、トリニスタの開口部の電流が増加します。たとえば、KU202 シリーズの SCR の開放電流は、温度が +20 ℃から -40 ℃に変化すると 1,5 倍に増加します。多くの場合、これが、夏にはスムーズに動作したユニットが冬には完全に動作しなくなる理由です。

実験では、-3°C のケース温度で KU160 シリーズのトリニスタを開くには、電流 10 mA、持続時間 202 μs のパルスで十分であることが示されています [40]。前述の形成ユニットによって生成されるのは、これらのインパルスです。これにより、最低温度での SCR サンプルの骨の折れる高価な選択を放棄することができます。もちろん、トリニスタを選択できる場合は、それを使用する必要があります。「高感度」トリニスタを使用すると、安定化電圧を低くするために VD3 ツェナーダイオードを使用できるためです。これについては以下で説明します。

VD9ツェナーダイオードによるコンデンサC6の充電電圧の制限と、トランジスタVT2のコレクタ回路への電源供給を安定化電圧コンバータにより行うことにより、エンジン始動時のSCR制御パルスのレベルを安定させることができました。バッテリー電圧は7,5～14,2Vの間で変動します。

コンデンサ C6 の電圧を下げると、パルス形成ユニットと点火ユニット全体のノイズ耐性が向上しました。この問題は通常、三次の問題と考えられており、無駄です。遮断器の開接点による干渉の影響が無視できる場合、干渉によって引き起こされる火花放電は作業サイクルが進行しているシリンダ内で発生するため、閉接点ではエンジンに誤動作が発生する可能性があります。

しかし、コンデンサC6の電圧の低下により、閉じた接点を持つトランジスタVT2が、オンボードネットワークの電圧とコンデンサの両端の電圧の差に等しい閉じた電圧になることが判明しました。言い換えれば、トランジスタ VT2 が開いてスパークが発生するには、干渉レベルがこの差より大きくなければなりません。ツェナーダイオードがなければ、コンデンサ C6 の両端の電圧はオンボードネットワークの電圧と等しくなります。このことから、ツェナーダイオード VD9 の安定化電圧が低いほど、点火ユニットのノイズ耐性が高くなります。

コンデンサ C4 および C5 は、オンボードネットワークの干渉からユニットをさらに保護するように設計されています。

抵抗 R10 はブレーカー接点に流れる電流を決定します。自己洗浄接点のこの電流は低すぎてはなりません。通常は 0,1 ～ 0,2 A の範囲で選択されます。

マルチスパーク動作モードのパルス整形回路（ダイオード VD6、VD7、抵抗 R5、R6、コンデンサ C3）は、抵抗 R6 の抵抗が 51 オームに増加したことを除いて、変更されていません。これは、「マルチスパーク」回路の最初のパルスの電圧を形成ノードのパルスと等しくするために行われます。

ここで、マルチスパーク点火モードの無益さ、さらには有害性についての現在の意見について詳しく述べるのが適切です。私の意見では、この意見は間違っています。なぜなら、マルチスパーク点火ユニットの長年の運転中に、エンジンの始動が容易になり、エンジン出力と効率が向上し、エンジン内の一酸化炭素含有量が減少するだけだからです。「ろうそくの腐食の増加に関しては、マルチスパーク点火の利点を考慮すると、受け入れられるべきです。

マルチスパーク点火は、ブレーカーの接点が開いている間ずっとスパークが継続する場合にのみ有害となる可能性があります [4]。そうなると、確かに、圧縮行程が流れるエンジンシリンダー内で火花放電が発生する危険性がある。このような可能性は、接点を開いた後にディストリビュータロータが 45 度を超える角度で回転したときに発生する可能性があります。

上記の点火ユニットでは、スパークは約 0,9 ミリ秒続き、最大エンジン速度であっても、危険な瞬間が発生するずっと前に停止します。

それにもかかわらず、私の見解を共有しない人は、ブロックの VD7 ダイオードの回路にスイッチを挿入することができます。そして、エンジンを始動して暖機した後、スイッチで回路を開放すれば、いつでもシングルスパーク運転モードに切り替えることができます。

抵抗器 MLT-0,125 (R1、R3-R9、R11、R13)、MLT-2 (R10)、MLT-1 (R12) が点火ユニットに使用されます。抵抗 R2 は 18 つの 0,5 オーム 3 ワットで構成されます。コンデンサ - MBM (C5)、KM または KLS (C7-C50)、K6-4 (C102)。ダイオード KD102A は、KD103B、KD103A、KD603B で置き換えることができます。 KT603B の代わりに、トランジスタ KT608A、KT630A、または KTXNUMX シリーズのいずれかが適しています。

トランス T1 は、8 つのジョイントのそれぞれに 16 mm の非磁性ギャップを備えた磁気回路 ShL0,25x50 上に組み立てられています。巻線 I には PEV-2 0,7 ワイヤが 450 ターン、II - 70 ターン、III - PELSHO 0,17 ワイヤが XNUMX ターン含まれています。

点火ユニットのすべての部品は、130x100x50 mm の頑丈な金属製の箱に収められています。回路基板と変圧器はボックスの底面に取り付けられ、VT1 トランジスタと VD4 ツェナーダイオードはそれらの壁に取り付けられ、ヒートシンクとして機能します。ヒューズ FU1 はブロック上またはその他の場所に配置されます。

残りの部品は、厚さ 1,5 mm のフォイルグラスファイバーで作られたプリント基板に取り付けられます。基板の図面を図に示します。 2. ここで、ユニットの設計と設置が、振動、衝撃、高湿度、水の飛沫、燃料と油、塵埃、幅広い温度限界などの厳しい動作条件に適合する必要があることを思い出してください。

高度なマルチスパーク点火ユニット

ユニットの調整は、イグニッションコイルとグロープラグを接続した状態でオシロスコープを使用して行います。このユニットは、8 ～ 15 V の電圧を持つ任意の DC 電源から電力を供給でき、最大 2 A の負荷電流を供給できます。

ブレーカーを自家製のプレフィックスに置き換えると便利です。その回路を図に示します。信号はオーディオ周波数発生器の出力からセットトップボックスの入力に供給され、トランジスタVT3のコレクタは点火ユニットの制御パルスを生成するユニットのコンデンサC1に接続される。

高度なマルチスパーク点火ユニット

電源電圧が 14,2 V、スパーク周波数が 20 Hz の場合、抵抗 R3 は 30 ～ 3 オームの範囲で選択されます (抵抗 R360 を一時的に変数に置き換えると便利です)。これにより、一次側の電圧振幅が点火コイルの巻線は 380 ～ 7 V の範囲にあります。次に、コンデンサ C18 の両端のノコギリ波電圧の振幅を確認します。 20 ... 13 Vを超える場合は、抵抗RXNUMXの抵抗値を明確にする必要があります。

電源電圧を 8 V に設定し、トリニスタ VS1 の制御遷移時の電圧降下 Uy と抵抗 R11 の両端の電圧降下 UR11 を測定します。開始トリニスタパルスの電流は次の式で計算されます。

Iu.imp \u11d UR11 / R7-Uu / RXNUMX。

測定されたパルスパラメータが標準に対応していない場合（電流160 mA、レベル10での持続時間少なくとも0,7μs）、安定化電圧が9 ... 5,6 V以内になるようにツェナーダイオードVD8が選択されます。、コンデンサC7は必要な期間まで続きます。

次に、ユニットの供給電圧を再び 14,2 V に設定し、スパーク周波数の動作範囲全体、つまり 20 ～ 200 Hz にわたってその性能をチェックします。開始パルスの電流は周波数の増加とともに減少し、その減少は 100 Hz を超えて初めて顕著になります。これは、コンデンサ C6 と C7 が設定レベルまで充電する時間がないためです。

さらに、点火周波数は、点火ユニットが動作を停止する可能な最大値 Fmax まで増加します。閉接点のバウンス衝撃に対する保護時間は、tz.dr>1/2Fmax の式で推定されます。 [4] によれば、この時間は少なくとも 0,2 ミリ秒である必要があります。抵抗 R9 を選択して保護時間を調整します。

図に示されている部品の定格を使用すると、点火周波数 20 Hz、供給電圧の 8 から 14,2 V の変化における点火ユニットのパラメータは次のようになります。コンバータの出力における電圧振幅 - 360 ... 380V; SCR 開放パルス電流 - 160 のレベルで少なくとも 10 μs のパルス幅で少なくとも 0,7 mA。接触の「バウンス」のインパルスに対する保護時間 - 1 ミリ秒以上。供給電圧が 14,2 V、スパーク周波数が 200 Hz の場合、SCR 開放パルス電流は 55 mA に減少しました。

完全に組み立てられた点火ユニットは、車のボンネットの下の点火コイルの近くに取り付けられます。ブロックは、最小長のXNUMX本のワイヤで電気機器システムに接続されています。XNUMX本目は点火コイルに、XNUMX本目はハウジングに、XNUMX本目はブレーカーに接続されています。

ブレーカーのコンデンサーを切り離す必要があります。電子ユニットに障害が発生した場合に古い点火オプションに迅速に戻すには、たとえば [1] で提案されているように、特別なスイッチを提供することが望ましいです。

専門家によると、動作モードでマルチスパーク点火を使用する場合、出力と効率の向上、エンジンからの排気ガス中の一酸化炭素含有量の減少を期待すべきではありません。マルチスパーク点火は寒い季節のエンジン始動を容易にするだけです。したがって、著者が提案したように、ブロックの VD7 ダイオードの開回路にトグルスイッチを設置することは適切であると認識される必要があります。

文学

G.カラセフ。安定化された電子点火ユニット。 - ラジオ、1988 年、第 9 号、p. 17、18。
Y.スヴェルチコフ。安定したマルチスパーク点火ユニット。 - ラジオ、1982 年、第 5 号、p. 27-30。
N.ゴリノフ。半導体デバイス。 - M.: Energoizdat, 1983, p. 634。
A.シネルニコフ。車内の電子機器。 - M.: ラジオと通信、1985 年、p. 6、16、17、32。

著者：V.Yakovlev、トロイツク、モスクワ地域

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