イグニッションユニットの近代化。スキーム、説明

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点火ユニットの近代化。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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Yu. Sverchkov [1] の記事に従って組み立てられ、G. Karasev [2] が提案した改良を加えた電子点火ユニットを国内外の自動車で長年運用してきた結果、これらの改良がプラスの品質 (火花持続時間の増加) とともにあることがわかりました。、例えば）、クランクシャフト速度が 3000 min-1 以上になるとスパーク不良が発生します。さらに、[3] の推奨事項に厳密に従っていたとしても、これらの障害を完全に排除することは非常に困難であることが判明しました。

ユニットのセットアップ段階で、VD5ダイオードを閉じた後、点火コイルの「K」端子に電圧半波が現れることがわかりました（以下の要素の指定は、図1の図に対応します）。 [2] の 2) は非常に不安定です。この半波の特性は、コンデンサC4と抵抗RXNUMXの値だけでなく、電源電圧、さらにはスパークギャップの幅にも大きく依存します。

点火ユニットの近代化

車にユニットを設置後、スタンド上でパルスシェイパー周波数10～200の範囲で問題なく調整・動作させました。コンデンサC3の静電容量値（14から7μF）と抵抗器R2の抵抗値（0,01から0,047オーム）の異なる組み合わせは役に立ちませんでした。また、制御電流用のトリニスタVS4の選択も役に立ちませんでした。

抵抗器 R4 の値が 1,5 kOhm を超え、コンデンサ C2 が 0,01 μF のとき、つまり Yu. Sverchkov のブロック図に従って単周期のスパークが発生したとき、故障は完全に消えました。 C2R3R4VD6 スパーク延長回路を取り外しても、数年間、ユニットは問題なく動作しました。

点火拡張回路を備えた車に取り付けられた点火ユニットで得られた、点火コイルの端子「K」の電圧のオシログラムをさまざまな点火周波数で分析すると、点火失敗の原因は次のとおりであるという結論につながります。ダイオード VD3 が閉じると、コンデンサ C5 の電圧半波の上昇率が不安定になります。

したがって、蓄積コンデンサの残留電圧によって形成されるトリニスタの制御電極に繰り返し開放パルスを印加することにより、トリニスタとコンデンサのユニットで火花放電の持続時間を延長する方法は、車での実用化。

自動車点火システム用に特別に設計された、トリニスタの代わりに強力な複合トランジスタ KT1A を使用することで、コンデンサ点火ユニットの火花放電の持続時間を延長するというアイデアを実践することができました [898]。アップグレードされたユニットのスキームを図 1 に示します (以下、要素の名称はこのスキームに対応します)。

蓄積コンデンサ C2 の放電のための制御回路は、[2] と比較して大幅に簡素化されます。制御コンデンサC3の充電時定数は、素子C3とR3の値とダイオードVD7の抵抗、および放電 - C3とR4、VD6およびエミッタ接合の抵抗によって決まります。トランジスタVT2。

トランジスタ VT2 のベース電流は、コンデンサ C3 の両端の電圧、ダイオード VD6 の抵抗、抵抗 R4、および電源電圧に依存するため、ユニットをベンチ条件にセットアップできます。

調整のために、ユニットは最大15 Vの電圧、3 ... 5 Aの負荷電流の調整可能な電源に接続され、点火コイルには中央端子間に7 mmのスパークギャップが設定されます。そして「B」端子。コネクタ X6 のピン 1.1 に、デューティサイクル 3 および少なくとも 0,5 A の負荷容量を持つ方形パルスの整形器の出力を接続します。

オクタン価補正器 [4] を調整用の補助装置とともに使用すると非常に便利です ([6] の図 1 に従って可変抵抗器 R4 を閉じるだけで済みます。調整されるユニットでは、定抵抗器 R3 の代わりに、公称値 2,2 kOhm の変数が接続され、そのスライダーを最大抵抗の位置に設定します。 14 V の電圧で電源をオンにし、10 ～ 200 Hz の周波数の制御パルスを入力に適用し、形状を制御します。オシロスコープで点火コイルの端子「K」の電圧を測定します - それは図2に示されている電圧に対応している必要があります。

点火ユニットの近代化

オシログラム上で電圧変動の 12 周期のみが表示される場合は、可変抵抗器のスライダーを回転させることで、スパーク終了の明確な境界が強制的に目に見える 10 番目の周期が実現されます。次に、電源電圧を 200 V に下げて、前の操作を繰り返します。その後、周波数 12 ～ 14 Hz、電源電圧 3 ～ 200 V での動作の制御チェックを実行し、可変抵抗器の導入部分の抵抗を測定し、定抵抗の値を測定します。通常、抵抗 R680 は 3 ～ 1 オームの範囲にあります。場合によっては、3,3 ... XNUMX uF 以内のコンデンサ CXNUMX を選択する必要があるかもしれません。

抵抗器 R3 によるコンデンサ C3 の充電時定数の減少は、ブレーカー接点の「バウンス」の衝撃からのブロックの保護を損なうことはありません。これは、「バウンス」プロセスがブレーカー接点の動作時間よりも短いためです。トランジスタ VT2 のベース電流は、トランジスタ VT4 を開くのに十分な値に達します。オクタン価補正装置と組み合わせてブロックを使用する場合 [5; XNUMX]「跳ね返り」に伴う干渉をさらに確実に抑制します。

点火ユニットの蓄積コンデンサ C2 の静電容量は、放電時間を長くするために 2 マイクロファラッドに増加しました。この場合、最初の放電期間の長さは０．４ｍｓである。次の点火サイクルの前にコンデンサを充電する時間を確保するには、変圧器 T0,4 のプレートのセットの厚さを 1 mm に増やすことによって、ブロック内のコンバーターを強制する必要があります。 Yu. Sverchkov の方法では、抵抗 R8 を選択して、コンデンサ C1 の電圧を 150 ... 160 V にします (この場合、コンデンサは、少なくとも電力が 2 kOhm の抵抗で分路する必要があります) 1,5W）。この実施形態では、ブロック内のコンバータは６年以上確実に動作し続ける。

図のスキームによるダイオードVD5。 [1] の 2 はブロックから除外されます。その機能は、ブロックのトランジスタ VT2 に内蔵された保護ダイオードによって実行されます。コンデンサ C2 - MBGO、C3 - K53-1 または K53-4、K53-14、K53-18; アルミコンデンサは漏れ電流が大きく信頼性が低いため使用できません。 KT898A トランジスタは、KT897A、KT898A1、または海外の BU931Z、BU931ZR BU931ZPF1、BU941ZPF1 にのみ置き換えることができます。コネクタ X1 は、ONP-ZG-52-V-AE インサートと ONP-ZG-52-R-AE ソケットで構成されます。

説明されているブロックは、VAZ-2108 および VAZ-2109 ファミリの車で使用できます。この場合、図の図に従って X1.1 コネクタの左側のブロックに接続する必要があります。 1 つのマッチングノード。図のスキームに従って組み立てられます。 3 (十字はチェーンの切断点を示します)。オクタン価補正器 [5] を点火ユニットと一緒に使用する場合は、抵抗 R1、R4 およびコンデンサ C1、C2 をマッチングユニットから除外し、抵抗 R2 とダイオード VD1 を閉じて、オクタン価補正器の出力を遮断する必要があります。 [5] (抵抗 R7) はベーストランジスタ VT1 ノードに接続する必要があります。ツェナーダイオード D816A を D815V に交換する必要があります。コレクタの正の電源線をコネクタ X5 のピン 1.1 に接続する必要があります。ノード C1 - KM-5 (KM-6、K10-7、K10-17)、C2 - K73-9 (K73-11) のコンデンサー。

コンタクトブレーカーを備えた他のタイプの車両でユニットを使用する場合は、オクタン価補正装置に電力を供給するためにパラメトリック電圧安定装置を取り付ける必要があります (図 4)。 XNUMX.

点火ユニットの近代化

ブレーカーコンデンサ Spr の出力は切断され、ソケット X7 のピン 1.2 にはんだ付けされます。さて、従来の点火に切り替えるには、プラグプラグX1.2をソケットX1.3に挿入するだけで十分です。ソケットX1,6,7では、接点1、1.2、1.3が接続されています（図4の図には示されていません）。。ブレーカーコンデンサSprからX73ソケットへの配線をX11プラグに出力しないようにするには、電圧0,22Vに対して容量400μFのコンデンサC1 K6-7を接続することで対応できます。ピン 2、XNUMX、XNUMX とピン XNUMX の間に接続します。この場合、コンデンサ Spr は単に分解されます。

指定された最新化を実行した後、ユニットは、エンジンクランクシャフト速度 0,8 ～ 30 min-6000 および車載ネットワークの電圧変化で、合計スパーク持続期間が少なくとも 1 ms の 12 つの期間で中断のないスパークを提供します。 14 VからXNUMX Vに。エンジンは「より柔らかく」動作し始め、車のダイナミクスが改善されました。

供給電圧が 6 V に低下すると、ユニットはクランクシャフト速度の指定制限内で 1500 周期の途切れのないスパークを維持し、1 周期のスパークはオン電圧の低下とともに 8 min-XNUMX の速度まで維持されます。ボード電圧を XNUMX V に引き上げることで、エンジンの始動が大幅に容易になります。

ユニット内でトリニスタの代わりにスイッチングトランジスタを使用することにより、パルスエネルギー蓄積を備えたコンデンサ点火ユニットと同様に、点火コイルの一次巻線を介した蓄積コンデンサのほぼ完全な放電により、火花エネルギーを増加させることも可能になります。。このオプションは、Yu. Sverchkov のユニット [1] が蓄積コンデンサ C2 を閉じることを恐れていないという事実により可能になりました。指定された品質を実現するには、点火コイルの一次巻線と並列に VD8 ダイオードをオンにします (ブロック図では破線で示されています)。

コンデンサーに継続的にエネルギーを蓄積しながら点火ユニットの蓄積コンデンサーを放電するプロセスは、やや特殊です。ブレーカーの接点が閉じると、制御コンデンサ C3 が充電され、開いた瞬間に、プラス極が VD6 ダイオードを介してトランジスタ VT2 のベースに接続され、マイナス極がトランジスタ VT4 に接続されることがわかります。抵抗R2をエミッタに接続します。トランジスタ VT3 は開き、そのベース電流 (コンデンサ CXNUMX の放電電流) がこれに十分なままである限り、開いたままになります。

蓄積コンデンサＣ２は、トランジスタＶＴ２を介して点火コイルの一次巻線に接続されており、ブロック［１］と同様に周期の第１四半期中に放電される。コイルの「K」端子の電圧がゼロを通過すると、VD2 ダイオードが開きます。この瞬間の回路内の電流は最大値に達します。開いたダイオード VD2 は、開いたトランジスタ VT1 を介してコイル巻線 I に接続されたコンデンサ C8 を分路します。そのため、コンデンサは再充電されず、点火コイル巻線 I に完全に放電され、そのすべてのエネルギーがその磁界に入ります。。

オープンダイオード VD8 は、それと巻線 I によって形成される回路内の電流と、期間の最初の 2 分の 2 に発生した火花放電を維持します。コイルの蓄えられたエネルギーがすべて使い果たされると、火花放電は停止します。この場合、コンデンサ C2 を放電する振動プロセスの場合とは対照的に、放電期間はトランジスタ VTXNUMX の状態には依存せず、コンデンサ CXNUMX の静電容量とコンデンサの特性によってのみ決定されることに注意してください。点火コイル。

したがって、トランジスタＶＴ２は、火花放電の終了前または終了後に閉じることができ、これにより、ユニット調整の精度に対する要件が軽減される。振動プロセスの場合にはスタンド上で調整し、VD2 ダイオードをはんだ付けするだけで十分です。ブロックのこの特性により、ブロックは普遍的になります。たとえば、点火プラグのリソースを増やす必要がある場合、ユニットは振動モードで使用され、火花放電の継続時間は 8 ミリ秒であり、どのような状況でも確実にエンジンを始動できます。また、高い火花エネルギーが必要な場合（排気ガスの毒性レベルの要求が高まる場合）、ユニットは VD0,8 ダイオードを取り付けて電流放電プロセスで使用されます。ダイオードを備えたブロックのテスト中の火花放電は、トランジスタシステムと同様に、青深紅色のコードの形をしています。

すでに製造されているブロック [2] を最新化する場合、大幅な変更は必要ありません。 KT898A トランジスタと KD226V ダイオードは、VS1 トリニスタと C2R3R4VD6 スパーク拡張回路の代わりに、既存の基板に自由に配置されます。トランジスタにはヒートシンクがまったく必要ありません。これは、トランジスタを流れる電流パルスの持続時間がトランジスタシステムに比べて桁違いに短いためです。

近代化後、エンジン動作中に点火ユニットによって消費されるパルス電流は大幅に増加します（エンジンが停止しても、電流は同じままです - 0,3 ... 0,4 A）。したがって、コネクタ X4 のピン 1 と共通ワイヤの間に、少なくとも 22 V の電圧に対して 000 uF の容量を持つ酸化物ブロックコンデンサを接続することをお勧めします。

もちろん、説明したブロック [1] の近代化によって、火花放電の継続時間とエネルギーをさらに増加させる可能性がなくなるわけではありません。そこで、例えば、点火サイクルの終わりに点火コイルの一次巻線を電源に接続する方法がテストされました。そして、そのようなブロックはより複雑であり、したがって信頼性が低いことが判明しましたが、一般に、これらの指標の観点からは、雑誌で説明されている他の多くの指標を上回っています。

改良版の回路の一部を図に示します。 5 (トランスデューサーは変更されないままです)。

点火ユニットの近代化

ブレーカーの接点を開いた後、蓄積コンデンサ C2 の放電期間の最初の 1 分の 6 にユニット内で発生するプロセスは、上記で説明したプロセス (図 4 のフェーズ 4) と同様ですが、さらに、コンデンサ C5 が充電されます。抵抗R3、R3を介して、トランジスタVTXNUMXのエミッタ接合に接続されます。このコンデンサの充電電流はトランジスタ VTXNUMX を開き、充電回路の要素のパラメータによって決定される時間だけこの状態を維持します。

点火ユニットの近代化

点火コイルの「K」端子の電圧が期間の最初の 9 分の 9 の終わりにゼロを通過し、VD3 ダイオードの順方向電圧を超えると、点火コイルが開き、「K」端子が VD2 ダイオードを介して開き、 VT2 トランジスタは共通線に接続されます。電源からの電流は点火コイルの一次巻線を通って流れ、コンデンサ CXNUMX の放電電流が加算され、結果として生じる火花放電が維持されます (フェーズ XNUMX)。

さらに、トランジスタＶＴ３のベース電流が非常に小さくなり、トランジスタが閉じ、点火コイルの一次巻線がオフになる。結果として生じる端子「K」の電圧のサージ - 約 3 V (図のフェーズ 200) - は、この時点までに実際には火花放電がまだ完了しておらず、3 回目の絶縁破壊が発生するため、火花ギャップの 4 回目の絶縁破壊には十分です。準備された環境で発生します。さらに、トランジスタ方式と同様に放電が進行する（図６のフェーズ４）。

ブレーカーの接点が閉じた後、コンデンサ C4 は抵抗 R5 とダイオード VD10 を介して急速に放電し、次の点火サイクルに備えます。

改良型ユニットのスパーク放電の合計持続時間は 2 ms で、電源電圧 10 V のパルス整形器の周波数範囲 200 ～ 14 Hz でほぼ一定のままです。

このブロックを確立することは難しくありません。まず、上記と同じ方法でトランジスタ VT3 をオフにして問題を修正します。次に、トランジスタ VT3 が接続され、定抵抗 R5 の代わりに 2,2 kΩ の可変抵抗が接続され、そのスライダーが最も高い抵抗の位置に設定されます。

電源を入れ、電圧を14Vに設定します。可変抵抗器のスライダーを回すと、イグニッションコイルのK端子の電圧の形状が図のようになります。その後、可変抵抗器の代わりに、対応する抵抗の定数（通常は 6 ～ 10 オーム）がはんだ付けされます。

テストは、閉じた追加抵抗を備えたGAZ-115車の接点システム用のB24点火コイルを使用して実行されました。この抵抗器を閉じることを恐れる必要はありません。各サイクルでユニットによって生成される火花放電の時間は、ブレーカーの接点が閉じたときにコイルに電流が流れる時間よりも短いため、コイルは過熱しません。従来の点火システム。他の点火コイルを使用する場合、コンデンサC3、C4の最適な容量を実験的に明らかにする必要がある場合があります。

トランジスタ VT3 上のノードの効率は、調整後にコンデンサ C4 をオフにすることによって評価されます。スパーク周波数は 200 Hz に設定され、コンデンサ C4 がオフになった時点で触れます。スパーク放電音が変化し、スパークコードが少し太くなり、軽い雲が形成されます。トランジスタシステムによって生成される火花放電のような、周囲のイオン化ガス。トランジスタ VT3 が損傷する危険はありません。

VT3 トランジスタはブロック本体に取り付け、隣接する表面を KPT-8 ペーストまたは Litol-24 グリースで潤滑する必要があります。 KT898A1（またはBU931ZPF1）の代わりに別のトランジスタを使用する場合は、その下に絶縁マイカガスケットを配置する必要があります。

図1のスキームによるブロックのプリント回路基板の図面。 7を図に示します。 XNUMX。

点火ユニットの近代化

このボードは、この記事で説明されている点火ユニットのあらゆるバリエーションをできるだけ簡単に組み立てられるように設計されています。抵抗 R1 は、確立を容易にするために、R1.1 と R1.2 の 220 つで構成されます。ダイオード D521 の代わりに、KD521A、KD522V、KD237B を使用できます。 D209V の代わりに、KD209A ～ KD221V、KD221V、KD226G、KD226V ～ KD275D、KD226G が適しており、KD8V (VD226) の代わりに KD226G、KD275D、KDXNUMXG が適しています。オクタン価補正器の場合は別途料金が必要となります。

トランス T1 は磁気回路 Ш16х8 に組み立てられています。プレートは端から端まで組み立てられ、厚さ0,2 mmのグラスファイバーのストリップがギャップに挿入されます。巻線 I には、PEV-50 2 のワイヤが 0,55 回巻かれます（より太くすることもできます - 0,8 まで）、巻線 II - 直径 70 ～ 2 mm のワイヤ PEV-0,25 が 0,35 回巻かれ、巻線 III - ワイヤが 420 ～ 450 回巻かれます。直径2～0,14mmのPEV-0,25。

イグニッションユニットのバリエーションの8つ（ケーシングなし）の写真を図XNUMXに示します。 XNUMX。

点火ユニットの近代化

文学

Sverchkov Yu. 安定化され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。
Karasev G. 電子点火の安定化ブロック。 - ラジオ、1988 年、第 9 号、p. 17、18。
記事の著者とコンサルタントが読者の質問に答えます。 - ラジオ、1993 年、第 6 号、p. 44,45 (G. Karasev. 安定化電子点火ユニット。 - Radio、1988、No. 9、p. 17,18; 1989、No. 5、p. 91; 1990、No. 1.S.77)。
Sidorchuk V. 電子オクタン補正器。 - ラジオ、1991 年、第 11 号、p. 25.
Adigamov E 改良された電子オクタン価補正装置。 - ラジオ、1994 年、第 10 号、p. 30,31。

著者: E.Adigamov、タシケント、ウズベキスタン

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