Контактно-транзисторна система запалювання.
Високі вимоги, що ставляться до системи запалювання, не можна задовольнити класична система батарейного запалювання, оскільки в цьому випадку реальним способом підвищення вторинної напруги є збільшення сили струму розривання. Проте, якщо ця сила перевищить певне значення — (3,5...4,0 А при 12 В), то це призведе до ненадійної роботи контактів переривача та різкого скорочення терміну їхньої служби, А тому постала потреба створення нових пристроїв, які б дали змогу поліпшити умови займання робочої суміші в циліндрах.
Один із шляхів підвищення системою запалювання вторинної напруги — застосування напівпровідникових приладів, що працюють як керувальні ключі для переривання струму в первинній обмотці котушки запалювання. Як напівпровідникові реле найчастіше використовують потужні транзистори, здатні комугувати струми силою до 10 А в індуктивному навантаженні без будь-якого іскріння та механічного пошкодження, що притаманне контактам переривача.
Контактно-транзисторна система запалювання (рис.6.2) складається з елементів, що їх містить і класична система батарейного запалювання, й відрізняється від неї наявністю транзистора та відсутністю конденсатора, який шунтує контакти переривача. Схема має ту особливість, що в ній контакти переривача комутують тільки незначний струм бази іσ — струм керування транзистором, тоді як струм емітера іе в силовому колі комугує транзистор. Слід зазначити, що ця особливість контактно-транзисторної системи дає змогу позбутися головної вади класичної системи запалювання. Вторинну напругу U2,і що її розвиває котушка запалювання в цій системі можна підвищувати у великих межах, оскільки збільшення струму і обмежують лише параметри транзистора, а не стійкість контактів переривача.
На автомобілях ЗІЛ-130, ГАЗ-53А та інших встановлена контактно-транзисторна система (рис.6.3) з комутатором (ТК102). додатковим резистором 4 (СЭ-107), котушкою запалювання 3 (БП4) та восьмиіскровим розподільником 5 типу Р13-Д, Р11-33 чи Р137.
Система працює так. Коли запалювання ввімкнено і контакти переривача розімкнено. то транзистор закритий і в первинному колі струм не протікає. У момент замикання контактів переривача в колі
Рис. 5.2. Принципова схема контактно-транзисторної системи батарейного запалювання:
1 — акумуляторна батарея; 2 — переривач; 3 — котушка запалювання; 4 — вимикач додаткового резистора; 5 — розподільник; 6 — свічки запалювання; 7 — вимикач
Стрілками на рис.5.3 зображено шлях струму в колі керування транзистора: позитивний вивід батареї GB — вимикач запалювання 5 — додаткові резистори СЭ-107 — первинна обмотка котушки запалювання — перехід емітер-база транзистора — первинна обмотка імпульсного трансформатора — контакти переривача 2 — корпус — негативний вивід акумуляторної батареї.
Внаслідок протікання струму керування через перехід між базою та емітером транзистора різко знижується опір переходу емітер — колектор транзистора з кількох сотень до кількох часток ома, і він відкривається, вмикаючи коло струму низької напруги.
Коло струму низької напруги: позитивний вивід акумуляторної батареї — вимикач запалювання — додаткові резистори — первинна обмотка котушки запалювання — перехід емітер-колектор транзистора — корпус — негативний вивід батареї. Сила струму в первинному колі, коли транзистор відкритий, досягає 8 А у непрацюючому двигуні й знижується до 3 А із збільшенням частоти обертання його колінчастого вала. Після ввімкнення стартера вимикач запалювання вмикає реле, яке спричинює замикання контактів і первинна обмотка котушки запалювання вмикається до акумуляторної батареї, минаючи резистор (нижній за схемою). Сила струму в первинному колі зростає, а разом з цим збільшується напруга у вторинному колі запалювання.
Рис. 5.3. Схема контактно-транзисторної системи запалювання:
VT1 — транзистор ГТ701А; VD1 -— діод Д220; VD2 ~ стабілітрон Д8117В; С1 — конденсатор БМБ-160-l; С2 — конденсатор К50-6 50 мкФ, 25 В; R2— резистор УЛИ-0,25-27; ТА — імпульсний трансформатор (W1 = 57, W2= 500), 1 — транзисторний комутатор; 2 — переривач; 3 — котушка запалювання; 4 — блок резисторів; 5 — розподільник; 6 — свічки запалювання
Розмикання контактів переривача супроводжує переривання струму керування транзистора, що спричинює різке підвищення опору транзистора і він, закриваючись, вимикає коло струму первинного кола запалювання. У момент переривання струму керування у вторинній обмотці імпульсного трансформатора індукується ЕРС.
Імпульс ЕРС вторинної обмотки трансформатора діє в колі транзистора в напрямі, супротивному струму керування, внаслідок чого прискорюється закриття транзистора за 3,..5 мкс, а отже, прискорюється переривання струму в первинній обмотці котушки, і різко зменшується магнітний потік. Енергія струму взаємоіндукції вторинної обмотки трансформатора втрачається на нагрівання резистора R2, який збільшує тривалість дії запірного імпульсу.
У вторинній обмотці котушки індукується ЕРС від 17 до 30 кВ., а в первинній обмотці котушки — ЕРС самоіндукції до 100 В.
Коло струму високої напруги: вторинна обмотка котушки — розподільник — свічка запалювання — корпус.
ЕРС самоіндукції первинної обмотки котушки спричинює заряджання конденсатора СІ (1 мкФ). Надалі, коли контакти переривача розімкнеш, конденсатор розряджається через первинну обмотку котушки.
Щоб запобігти перегріванню й пробиванню транзистора в разі збільшення ЕРС самоіндукції первинної обмотки, що може статися За малої частоти обертання колінчастого вала двигуна чи обривання в колі високої напруги, паралельно колу конденсатора СІ увімкнено коло з діода VD1 та стабілітрона VD2 із зустрічними напрямами прямих провідностей. Діод VD1 перешкоджає протіканню струму від акумуляторної батареї через стабілітрон VD2 поза первинною обмоткою котушки запалювання.
Із збільшенням ЕРС самоіндукції первинної обмотки котушки запалювання понад 80 В (напруга стабілізації) стабілітрон пропускає через себе струм самоіндукції, шунтуючи дану обмотку. Завдяки протіканню струму самоіндукції по колу стабілітрона VD2 і діода VD1 напруга на затискачах первинної обмотки знижується, а це запобігає перегріванню та пробиванню транзистора.
Якщо ЕРС самоіндукції стає меншою за 80 В, стабілітрон не проводить через себе струм, і ЕРС самоіндукції витрачається на заряджання конденсатора СІ.
У контактно-транзисторній системі запалювання контакти переривача розвантажені від струму кола первинної обмотки котушки запалювання, що ліквідує окислення та ерозію контактів. Завдяки цьому вони не потребують зачищення в процесі експлуатації в межах 100...150 тис. км пробігу автомобіля. Крім цього, усунення окислення та підгоряння контактів переривача запобігає зміні зазору між ними, а отже, й розрстулюванню кута випередження запалювання під час експлуатації автомобіля.
Напруга у вторинному колі підвищується не менш як на 25 % порівняно-з класичною системою запалювання, а це збільшує енергію іскрового розряду.
Підвищення енергії іскрового розряду сприяє повнішому згорянню навіть збідненої робочої суміші, полегшує пуск двигуна та поліпшує прийомистісьть і економічність двигуна (витрата пального знижується на 2%).
Однією з вад контактно-транзисторної системи запалювання є те, що мала сила струму в колі керування транзистора (0,3.,.0,8 А) зумовлює особливі вимоги до чистоти поверхні контактів переривача. Із незначним збільшенням їхнього опору через забруднення, окислення чи замаслювання сила струму керування транзистором знижується транзистор не відкривається і двигун не запускається. Внаслідок деренчання контактів в контактно-транзисторній системі запалювання вторинна напруга зменшується. Максимальна частота подачі іскор збільшується незначно порівняно з класичною системою. З огляду на механічне спрацювання контактів потрібно періодично регулювати зазор між ними. Тому в багатоциліндрових високообертових двигунах, які потребують великої частоти подачі іскор, іноді застосовують двоє незалежних кіл запалювання (подвійний переривач, дві котушки запалювання).
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 6575;