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无线电电子与电气工程百科全书 先进的汽车点火装置
这种设计可以推荐给训练有素的业余无线电爱好者，他们已经有制造简单点火块的经验，并且想要拥有一种设备，从形象上讲，今天看起来可能的一切都被“挤出”了。 在过去的几年里，稳定点火装置 [1] 被许多汽车和无线电爱好者重复使用，尽管发现了一些缺点，但我们可以假设它经受住了时间的考验。 同样重要的是，文献中还没有出现具有相似参数的简单结构的出版物。 这些情况促使作者再次尝试彻底提高点火装置的性能，同时保持其简单性。
改进的点火块和 [1] 之间的主要区别在于其能量特性的显着改进。 如果原始块的最大火花持续时间不超过 1,2 ms，并且只能在火花频率的最低值下获得，那么对于新块，火花持续时间在整个工作频带 5 上是恒定的... 200 赫兹，等于 1,2 .. .1,4 毫秒。 这意味着在中等和最大发动机转速下——这些是最常用的模式——火花的持续时间实际上对应于当前建立的要求。
供给点火线圈的功率也发生了显着变化。 在 B-20 线圈的 115 Hz 频率下，它达到 50 ... 52 mJ，在 200 Hz - 约 16 mJ 下。 该装置可操作的电源电压限制也已扩大。 在 3,5 V 的板载电压下确保启动发动机时产生可靠的火花，但即使在 2,5 V 时设备仍可运行。在最大频率下，如果电源电压达到 6 V 且火花持续时间不小于0,5 毫秒。 这些结果主要是通过改变转换器的工作模式，特别是改变其励磁条件而获得的。 根据作者的说法，这些指标在仅使用一个晶体管时处于实际可能性的极限，也可以通过在转换器变压器中使用铁氧体磁路来确保。
从图 1 所示的点火块示意图可以看出，其主要变化与变矩器有关，即充电脉冲发生器为存储电容器 C2 供电。 简化了启动转换器的电路，与之前一样，它是根据单周期稳定阻塞发生器的方案制作的。 现在由一个齐纳二极管 VD3 执行启动和放电二极管（根据前面的方案分别为 VD9 和 VD1）的功能。 该解决方案通过显着增加晶体管 VT1 发射极结处的初始偏置，在每个火花循环之后提供更可靠的发电机启动。 尽管如此，这并没有降低点火单元的整体可靠性，因为晶体管模式没有超过任何参数的允许值。
延迟电容器C1的充电电路也有所改变。 现在，存储电容充电后，通过电阻R1和稳压二极管VD1和V03进行充电。 因此，两个齐纳二极管参与稳定，当它们打开时，它们的总电压决定了存储电容器 C2 上的电压电平。 该电容器上的一些电压增加通过变压器基极绕组 II 的匝数相应增加来补偿。 存储电容器上的平均电压水平降低到 345...365 V，这提高了点火装置的整体可靠性，同时提供了所需的火花功率。
 （点击放大） 在电容器C1的放电电路中，使用了稳定器VD2，这使得随着板载电压的降低可以获得与三个或四个传统串联二极管相同程度的过补偿。 当该电容放电时，齐纳二极管 VD1 正向开路（与原单元的二极管 VD9 一样）。
电容器 C1 增加了打开三极管 VS2 的脉冲的持续时间和功率。 当电容器 CXNUMX 两端的平均电压水平显着降低时，这在高火花频率下尤其必要。
在将存储电容器多次放电到点火线圈 [1,2, XNUMX] 的电子点火装置中，火花的持续时间以及在一定程度上，其功率决定了三极管的质量，因为所有的振荡周期，除了第一个，仅由存储能量创建和维护。 每个包含三极管的能量消耗越低，启动次数就越多，传递到点火线圈的能量就越多（并且在更长的时间内）。 因此，非常希望选择具有最小开启电流的三极管。
如果点火单元在 1 V 电压供电时提供火花开始（频率为 2 ... 3 Hz），则可以认为三晶体管是好的。令人满意的质量对应于在 4 电压下运行。 .. 5 V. 使用良好的三极管，火花持续时间为 1,3 ...1,5 ms，在不良情况下 - 减少到 1...1,2ms。 在这种情况下，无论看起来多么奇怪，由于转换器的功率有限，两种情况下的火花功率将大致相同。 在较长持续时间的情况下，存储电容器几乎完全放电，由转换器设置的电容器上的初始（也称为平均）电压电平略低于持续时间较短的情况。 持续时间越短，初始电平越高，但由于放电不完全，电容器上的残余电压电平也很高。 因此，在两种情况下，存储设备上的初始电压电平和最终电压电平之间的差异实际上是相同的，并且引入点火线圈的能量数量取决于它[8]。 然而，火花持续时间越长，发动机气缸中可燃混合物的后燃效果越好，即提高其效率。
在点火装置正常工作期间，每个火花的形成对应于点火线圈中 4,5 个振荡周期。 它的意思是。 火花是火花塞中九次交替放电，一个接一个地连续放电。 因此，人们不能同意（在 [4] 中阐述的观点）第三甚至更多的贡献，因此在任何条件下都无法检测到第四个振荡周期。 事实上，每个时期都对火花的总能量做出了非常具体和切实的贡献，这也得到了其他出版物的证实，例如 [2]。 但是，如果板载电压源与电路元件串联（即与点火线圈和存储器串联），则电源引入的强衰减，而不是其他元件，确实无法实现检测上述贡献。 在 [4] 中就使用了这种包含。
在所描述的点火单元中，车载电压源不参与振荡过程，当然也不引入上述损耗。
点火装置最关键的部件之一是 T1 变压器。 其磁路Sh15x12由NM2000 oxyfer制成。 绕组1包含52匝线PEV-2 0,8； 11-90匝线PEV-2 0,25； III - 450 匝线 PEV-2 0,25。
磁路的 W 形部分之间的间隙必须保持尽可能高的精度。 为此，在组装过程中，在其极端杆之间，将它们沿厚度为 1,2 + 0,05 mm 的 getinax（或 textolite）垫圈放置，无需胶水，然后用强力螺纹将磁路的各个部分拉在一起。
在外面，变压器必须用几层环氧树脂、硝基胶或硝基搪瓷覆盖。
线圈可以在没有面颊的矩形线轴上制作。 绕组 III 先绕制，其中每一层与下一层用薄绝缘垫片隔开，最后用三层垫片完成。 接下来，缠绕绕组II。 绕组 1 与前一个绕组隔开两层绝缘层。 绕线轴时，每层的极端匝数应使用任何硝基胶固定。
柔性线圈引线最好在整个绕组的末端完成。 绕组 I 和 II 的端部应沿与绕组 III 端部直径相反的方向引出，但所有引线必须位于线圈的一端。 以同样的顺序还放置了柔性引线，它们用螺纹和胶水固定在由电纸板（压板）制成的垫圈上。 浇注前，先对结论进行标注。
除 KU202N 外，还可以在块中使用带有字母索引 A-G 的 KU221 三晶体管。 在选择三极管时，应考虑到，根据经验，KU202N 与 KU221 相比，在大多数情况下具有较低的开启电流，但对触发脉冲的参数（持续时间和频率）更为关键。 因此，对于使用 KU221 系列的三极管的情况，必须校正火花扩展电路元件的值 - 电容器 C0,25 必须具有 4 μF 的电容，电阻器 R620，必须有 XNUMX 欧姆的电阻。
KT837晶体管可以是除Zh、I、K、T、U、F以外的任何字母索引。希望静态电流传递系数不小于40。不希望使用其他类型的晶体管。 晶体管的散热片必须有至少250平方厘米的可用面积。 作为散热片，使用块体的金属外壳或底座较为方便，应辅以散热片。 外壳还必须为设备提供防溅保护。
VD3 齐纳二极管也必须安装在散热器上。 在该块中，它由两个 60x25x2 毫米大小的条带组成，弯曲成 U 形并嵌套在另一个内部。 D817B稳压二极管可以用两个DV16V稳压二极管串联电路代替； 板载电压为 14 V，火花频率为 20 Hz，这对应在驱动器上提供 350 ... .360 V 的电压。它们每个都安装在一个小型散热器上。 稳压二极管只有在三极管选好安装后才能选用。
稳压二极管 VD1 不需要选择，但必须装在金属外壳中。 为了提高模块的整体可靠性，建议为这种齐纳二极管提供一个小型散热器，该散热器采用薄硬铝条压接的形式。
稳压器KS119A（VD2）可以用三个串联的D223A二极管（或其他脉冲直接体积至少为0,5A的硅二极管）代替。 大多数点火单元部件安装在 1,5 毫米厚的箔玻璃纤维印刷电路板上。 电路板的图纸如图 2 所示。 该板的设计考虑了安装具有各种更换选项的部件的可能性。
对于设计用于在冬季气候恶劣的地区工作的点火装置，建议使用工作电压至少为 1 V 的氧化钽电容器 C10。它安装在电路板上而不是大跳线，而连接氧化铝电容的点（如图所示），适用于绝大多数气候区，应使用适当长度的跳线将其封闭。 电容器 C2 - MBGO、MBGCH 或 K73-17，电压为 400 ... 600 V。
安装三极管时，必须将其紧固螺钉之一与公共电线的印刷轨道隔离，
性能检查，甚至更是如此的调整，应该只使用这样的点火线圈，点火装置将在未来工作。 应该记住，在没有装有电热塞的点火线圈的情况下打开设备是完全不可接受的。 为了检查，用峰值电压表测量存储电容器 C2 两端的电压就足够了。 一个恒压限制为500 V的万用表可以作为这样的电压表，万用表通过一个D2B二极管（或类似的）与电容C226相连，万用表的钳位与一个容量为0,1...对于 0,5 ... 400 V 的电压，为 600 μF。
使用标称电源电压 (14 V) 和 20 Hz 的火花频率，驱动器上的电压应在 345 ... 365 V 范围内。如果电压较低，则首先选择三极管，取考虑到上述情况。 如果经过选择，当电源电压下降到 3 V 时确保火花，但在额定电源电压下电容器 C2 上的电压升高，则应选择稳压电压略低的 VD3 齐纳二极管。
接下来，在最高火花频率 (200 Hz) 下检查模块，保持额定车载电压。 电容器C2上的电压应在185 ... 200 V范围内，点火单元连续工作15 ... 20分钟后消耗的电流不应超过2,2 A。如果在此期间晶体管发热常温60℃以上时，散热面应略微增加。
电容 C4 和电阻 R200 通常不需要选择。 然而，对于单个三极管（两种类型）的实例，如果在 XNUMX Hz 的频率下检测到火花不稳定，则可能需要调整额定值。 它通常以连接到驱动器的电压表读数出现短期故障的形式表现出来，并且可以通过耳朵清楚地注意到。
在这种情况下，您应该将 C0,1 电容器的电容增加 0,2 ... 4 μF，如果这没有帮助，请返回之前的值并将电阻器 R100 的电阻增加 200 ... XNUMX 欧姆。 其中一种措施，有时同时使用两种措施，通常可以消除发射不稳定性。 请注意，电阻的增加会减少，而电容的增加会增加火花的持续时间。
如果可以使用示波器，那么验证点火线圈中振荡过程的正常过程及其实际持续时间是有用的。 在完全衰减之前，9-11 个半波应该是清晰可辨的，在任何火花频率下，其总持续时间应该等于 1,3 ... 1,5 ms。 示波器的 X 输入应连接到点火线圈绕组的公共点。
波形图的典型视图如图 4 所示。 当点火线圈中的电流方向改变时，负半波中间的突发对应于阻断发生器的单脉冲。
还建议检查存储电容器上的电压对板载电压的依赖性。 它的外观不应与图 5 中所示的有明显差异。
建议将制造的点火装置安装在发动机舱前部较冷的部分。 应断开灭弧室的火花抑制电容器，并将其输出连接到X1插座的相应触点。 与之前的设计一样，通过安装 X1.3 触点插件可以过渡到经典点火装置。
总之，我们注意到，即使使用最高质量的钢，尝试在钢磁回路上使用变压器获得同样“长”的火花也不会成功。 可达到的最长持续时间为 0,8...0,85 ms。 尽管如此，该单元几乎没有变化（电阻R1的阻值应降低到6...80 m），并且使用具有规定绕组特性的钢磁芯变压器运行，并且该单元的性能高于其原型 [1]。
文学 1. G.卡拉塞夫。 稳定的电子点火装置。 - 广播，1988 年，第 9 期，p。 17; 1989 年，第 5 期，第 91 页 2. P.加察纽克。 改进的电子点火系统。 在星期六：“帮助无线电爱好者”，卷。 101 页。 52, - M.: DOSAAF 3. A.Sinelnikov。 车内的电子设备。 - M.：无线电和通信，1985 年，第 46 页 4. Yu. Arkhipov。 半自动点火装置。 - 广播，1990 年，第 1 期，p。 31-34; 第 2 页，第 39 页。 42-XNUMX。 出版：cxem.net
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