改进的点火装置。方案、说明

改进的点火装置。无线电电子电气工程百科全书

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这种设计可以推荐给受过训练的无线电业余爱好者，他们已经具有制造简单点火装置的经验，并且想要拥有一种设备，从形象上来说，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]已被许多汽车和无线电爱好者重复使用，尽管存在一些缺点，但可以认为它经受住了时间的考验。同样重要的是，文献中尚未出现具有类似参数的类似简单设计的出版物。这些情况促使作者再次尝试彻底提高块的性能，同时保持其简单性。

改进后的点火装置与[1]之间的主要区别在于其能量特性的显着改善。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处获得，则新的火花持续时间在 5...200 的整个工作频带内保持不变Hz 等于 1,2.. .1,4 ms。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符合当前建立的要求。

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 所示的框图可以看出，它的主要变化与转换器有关，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，这并没有降低模块的整体可靠性，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的充电电路也发生了变化。现在，存储电容充电后，通过电阻R1和稳压二极管VD1和V03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，这提高了装置的整体可靠性，同时提供了所需的火花功率。

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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 C3 增加了打开晶闸管 VS1 的脉冲的持续时间和功率。当电容器 C2 上的平均电压电平显着降低时，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。

如果装置在使用 1 V 电压供电时确保开始形成火花（频率为 2...3 Hz），则可以认为晶闸管是良好的。在 4...5 V 电压下运行对应于令人满意的质量。对于好的晶闸管，火花的持续时间为 1,3. ..1,5 ms，如果不好，则减少到 1...1,2 ms。在这种情况下，虽然看起来很奇怪，但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）电压电平略低于较短持续时间的情况。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较高。因此，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几乎相同，并且引入点火线圈的能量大小取决于它[8]。然而，通过更长的火花持续时间，可以实现发动机气缸中可燃混合物的更好的后燃烧，即它的效率提高了。

在装置正常运行期间，每个火花的形成对应于点火线圈中的 4,5 个振荡周期。它的意思是。火花由火花塞中的九次交替放电组成，连续不断地发生。因此，我们不能同意在任何条件下都无法检测到第三个振荡周期，尤其是第四个振荡周期的贡献的观点（[4]中所述）。事实上，每个时期都对火花的总能量做出了自己非常具体和切实的贡献，这已被其他出版物所证实，例如[2]。然而，如果板载电压源与电路元件串联（即与点火线圈和蓄电池串联），则由电源而不是由其他元件引入的强衰减实际上不允许上述情况发生。待检测的贡献。该包含正是[4]中使用的内容。

在所描述的模块中，板载电压源不参与振荡过程，当然也不引入上述损耗。

该模块中最关键的单元之一是 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，在组装时，在其极端杆之间，沿着厚度为 1,2 + 0,05 毫米的 getinax（或 textolite）垫圈放置没有胶水，然后用强力螺纹将磁路的各个部分拉在一起。

在外部，变压器必须用几层环氧树脂、硝基胶或硝基搪瓷覆盖。

线圈可以制作在没有面颊的矩形线轴上。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。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进行。绕组 1 和 II 的端部应沿与绕组 J1 端部直径相反的方向引出，但所有引线均应位于线圈的一端。柔性引线按相同顺序排列，用螺纹和胶水固定在由电气纸板（压板）制成的垫片上。浇注前，先标记结论。

除了 KU202N 之外，块中还可以使用带有字母索引 A-G 的 KU221 三极管。选择晶闸管时，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通电流，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SCR的情况，必须调整火花延长电路元件的额定值——电容器C3的容量应为0,25μF，电阻器R4的阻值应为620欧姆。

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，建议为该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 对子（或其他脉冲直接体积至少为 0,5 A 的硅二极管）代替。大多数块部件安装在由厚度为 1,5 毫米的箔玻璃纤维制成的印刷电路板上。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。

对于打算在冬季气候恶劣的地区运行的设备，建议使用工作电压至少为 1 V 的氧化钽电容器 C10。它安装在板上，而不是在板上安装大跳线，连接点为氧化铝电容器（如电路板上所示）适用于绝大多数气候带，应使用适当长度的跳线封闭。电容器 C2 - MBGO.MBGCH 或 K73-17，电压为 400 ... 600 V。

如果选择 KU221 系列的三极管模块图2中板的下部需要调整为如图 3 所示。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，甚至调整，都应该针对设备将来使用的点火线圈进行。应该记住，在没有装有火花塞的点火线圈的情况下打开设备是完全不可接受的。检查时，用峰值电压表测量存储电容C2上的电压就足够了。恒压限制为500V的万用表可以作为这样的电压表，万用表通过D2B二极管（或类似二极管）连接到电容器C226，万用表端子并联一个容量为0,1... 0,5...400 V 电压为 600 µF。

在额定电源电压 (14 V) 和 20 Hz 火花频率下，驱动器上的电压应在 345...365 V 范围内。如果电压较小，则首先选择晶闸管，考虑因素算上以上。如果选择后电源电压降至3V时仍能保证打火，但在额定锂电压下电容C2上的电压有所升高，则应选择稳定电压稍低的稳压二极管VD3。

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，连续运行15 ... 20分钟后单元消耗的电流不应超过2,2 A。如果在此期间晶体管发热室温60℃以上时，散热面应稍加增加。

先进的点火装置

一般不需要电容C3和电阻R4。然而，对于 SCR（两种类型）的个别实例，如果在 200 Hz 频率下检测到火花不稳定，则可能需要调整额定值。它通常表现为连接到驱动器的电压表读数出现短期故障，并且可以通过耳朵清晰地察觉到。

在这种情况下，您应该将电容器 C3 的电容增加 0,1...0,2 μF，如果这没有帮助，请返回到之前的值并将电阻器 R4 的电阻增加 100...200 欧姆。这些措施中的一项，或者有时两者一起，通常可以消除发射的不稳定性。请注意，增加电阻会减少火花的持续时间，增加电容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。

建议将制造好的缸体安装在发动机舱前部冷却器部分。应断开断路器的火花抑制电容器，并将其输出连接到连接器X1插座的相应触点上。与之前的设计一样，通过安装 X1.3 接触器插件来实现向经典点火的过渡。

总之，我们注意到，试图用钢磁芯上的变压器获得同样“长”的火花，即使是采用最高质量的钢，也不会成功。可实现的最长持续时间为 0,8...0,85 毫秒。尽管如此，该模块几乎无需改变（电阻器 R1 的电阻应减小到 6...80 m），也可与具有指定绕组特性的钢磁芯上的变压器一起运行，并且该模块的性能为高于其原型[1]。

文学

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。
P. Gatsanyuk。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。
A. 西内尔尼科夫。车内的电子设备。 - M.：无线电和通信，1985 年，第 46 页。
Y.阿尔希波夫。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。

作者：G. Karasev 圣彼得堡；出版：N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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