Транзисторна безконтактна система запалювання.

Застосування безконтактних транзисторних систем запалювання дае

змогу усунути вади контактно-транзисторних систем завдяки великій

точності подачі іскор i відсутності контактів. Транзисторы безконтакты системи запалювання почали застосовуватися з 80-х років минулого століття i з тих пip постійно вдосконалюються. Якщо в класичній системі запалювання контакти переривача безпосередньо розмикають первинне коло, а в контактно-транзисторній системі ці контакти комутують коло керування транзистором, то в транзисторжй безконтактній системі керування транзистора стає безконтактним. В цих системах силовий транзистор комутатора, що переривае коло первинної обмотки котушки запалювання, спрацьовуе під діею електричного iмпульсу, створеного безконтактним датчиком.

В ролі безконтактних датчиків з механічним приводом від розподіль-

чого вала ДВЗ були досліджені магнітоелектричні, індукційні, електромагнітнi, генераторні, оптичні та інші перетворювачі механічного обертання в електричний сигнал.

Спочатку як більш простий i достатньо надійний, широке впровадження отримав магнітоелектричний датчик. Але з розробкою датчика, що працюе на ефекті Холла, останній став основним елементом для вcix наступних електронних систем запалювання, що серійно випускаються за кордоном.

На рис. наведено принципову схему транзисторної безконтактної

системи запалювання з накопиченням енергії в індуктивності з магнітоелектричним датчиком. Схема працюе так. Коли хрестоподібний магніт нерухомий, транзистор УТ1 закритий, i струм у первиншй обмотці XVI котушки запалювання 3 не протікае. Коли магніт обертаеться, в обмотці датчика 2 індукується зміна ЕРС, яка керуе транзистором. Під час позитивних півперіодів напруги на датчику транзистор перебувае в стані насичення, а негативних - у стані відтину. Коли транзистор відкритий, від акумуляторної батареї через перехід емітер-колектор i первинну обмотку котушки запалювання протікае струм. За негативної ЕРС транзис­тор закриваеться, струм у первиншй обмотці перериваеться i у вторинній

обмотці індукуеться значна ЕРС. Кількість пар полюсів магніт датчика має відповідати кількості циліндрів двигуна.

л

запалювання з магнітоелектричним датчиком: I - акумуляторна батарея; 2 - магнтоелектричний датчик;

3 - котушка запалювання; 4 - розподільник; 5 - свічки запалювання

Як бачимо зi схеми, контакти переривача замінено безконтактним дат­чиком. Замість переривачів у класичній i контактно-транзисторнш сис­темах запалювання в безконтактній транзисторній застосовано датчики- розподільники. Виготовляють їх на базi традицшних переривачів- розподільників, однак вузол переривача замінюють безконтактним датчиком.

Під час обертання зубчастого магніта в обмотці статора згідно індукції виникає змінна напруга. Коли один iз зубців магніта наближається до обмотки, напруга в ній швидко зростае i досягає максимуму, потім зубець розміщуеться на середній лiнiї обмотки, після цього, коли він віддалиться, швидко змінює знак i збільшується в протилежному напрямі до максимуму. Напруга дуже швидко змінюється від позитивного максимуму до негатив­ного, тому нульовий перехід між ними можна використати для керування системою запалювання. Зубчастий маг- нітний яюр встановлено у звичайний корпус переривача. Кількість зубців залежить від кількості цшпндрів i тактності двигуна. Прикладом реалізації магнітоелектричного датчика може служити датчик- розподільник 24.3706 він складаеться з таких основних вузлів: магнітоелектричного генераторного датчика iз статором 13 та

ротором 21, відцентрового регулятора 16, вакуумного регулятора 6. Кор­пус 3 вилито з алюмінієвого сплаву, а у хвостовій його частині розмщено

пластину 2 октан-коректора. призначеного для ручного регулювання мо­менту іскроутворення та кріплення датчика-розподільника на двигуні.

Датчик-розподшьник приводиться в рух через приєднувальний шип 1, який закріплено на валику 18, Для змащування підшипника 19 валика

18 та упорного підшипника 17 у Kopпyci поставлено маслянку 4. Ротор 21 датчика - це кільцевий постійний магніт 26 iз щільно притис-

неними до нього зверху та знизу 8-полюсними обоймами 25 i 27, що міцно

закріплені на втулці 12, на верхний частині якої розмщено бігунець 11 високовольтного розподільного пристрою. У нижній частині втулки 12 є паз, в який

входить виступ втулки, нерухомо закріплений на повідковій пластинi ротора

. Рис. 3.22. Датчик-розподшьник 24.3706: а - загалъний вигляд; б - конструкция датчика; 1 - приеднувалъний шип; 2 - пластина; 3 - корпус; 4 - маслянка; 5 - вивід; б - вакуумний регулятор;

7 - крышка; 8 - вугілъный контакт; 9, 10- електроды;

11 - бігунецъ-розподілъиик; 12 - втулка; 13 - статор; 14 - опора;

15, 17,

19 - підшипники; 16- відцентровий регулятор; 18 - вал; 20 - позначки,

21 -ротор; 22, 24 - полюсні пластины; 23 - обмотка; 25, 27 – обойми. Статор 13 датчика - це обмотка 23, вміщена у 8-полюсних пластинах

22 i 24, з'єднаних між собою заклепками. Статор має один ізольований

вивід 5, розмщений на Kopпyci розподільника. Другий юнець обмотки

проводами з'єднано з корпусом. Статор 13 за допомогою опор 14 постав­лено на рухомій пластині, нерухомо закріпленій на внутршній обмотці

підшипника 15. Зовнішню обойму підшипника 15 закріплено нерухомо щодо корпусу 3. Рухома пластина шарнірно з'єднана з тягою

вакуумного регулятора 6.

Отже, відцентровий регулятор забезпечуе зміну випередження запа-

лювання, повертаючи ротор датчика відносно статора, а вакуумний регу­лятор повертає статор відносно ротора.

Високовольтний розподільний пристрій має кришку 7 з дев'ятьма ви-

водами. З внутрішнього боку в центральному виводі розміщено рухомий

вугільний контакт 8, який забезпечує електричний контакт між централь-

ним виводом i електродом 10 бігунця 11. Через електроди 9 висока напру-

га надходить до 8 високовольтних виводів, призначених для приєднання з проводами високої напруги від свічок запалювання. Для встановлення початкового кута випередження запалювання на poтopi й статорі датчика зроблено позначки 20, які мають збігатися, якщо

колінчастий вал двигуна перебуває в положенні, що відповідає моментовi іскроутворення в першому циліндрі як було сказано вище, останнім часом в усьому світі на автомобілях широко застосовують датчи­ки, принцип дії яких грунтується на ефекті Холла. Ефект Холла виникае в пластині, через яку протікае струм, коли під пря­мим кутом на неї діє магнітне поле ЕРС Холла. Максимально виявляється цей ефект у пластинах iз напівпровідникового матеріалу (германію, кремнію, арсеніду галію, індію). Величина ЕРС Холла дуже мала i тому мае бути п1дсилена поблизу пластини для того, щоб усунути вплив радюелектричних перешкод. Тому конструктивно i технолопчно елемент Холла i підсилювальна схема містять підсилювач 4, тригер Шмітта 5, вихідний транзистор 6 та стабілізатор напруги 7, які виготовлені у вигляді інтегральної мікросхеми (рис.3.24)

Схема безконтактного мікроперемикача, що працює на ефекті Холла: 1 - магніт; 2 - ротор; 3 - чутливий елемент; 4 - підсилювач; 5 - тригер Шмітта; б - вихідний транзистор; 7 - стабілізатор напруги якщо обертаеться вал розподільника, а з ним i ротор 2, то магнітне поле, створене постійним магнітом 1, закривається екраном чи відкриваеться при проходженнi npopiзy. Якщо магштне поле потрапляє на поверхню пластини, створюється ЕРС Холла, яка підсилюється підсилювачем 4 i надходить до бази вихідного транзистора 6, який відкривається. При закриванні екраном магнітного потоку в пластині не виникае ЕРС Холла i вихідний транзистор закривається.

Отже, на виході мікросхеми знімаються сигнали прямокутної форми.

Прикладом реалізації датчика, що працює на ефекті Холла, служить датчик- розподільник 40.3706 (, який має чутливий елемент iз мікросхемою, описаною вище. Цей датчик горизонтального типу i має

корпус 5, вилитий з алюмінієвого сплаву. Датчик- розподшьник приво­диться в рух через муфту 1 i вал 2, на протилежному кінці якого розміщено бігунець 11. Висока напруга між свічками запалювання розподіляється за допомогою виводів, розміщених на кришці 10, прикріплені до корпу­са 5 трьома гвинтами 12. Високовольтну частину пристрою відокремлено від решти конструкції перегородкою 9. Вал 2 обертається у втулках 3 та 6, Сальник 4 перешкоджае потраплянню масла у внутрюшню частину корпуса. До рухомої пластини 7, на якій закріплено напівпровідниковий датчик 13 iз магнітом, приєднано тягу від вакуумного регулятора 18.

Три виводи датчика проводами з'єднано з виводами штекера 17. У npopiзi датчика 13 обертаеться ротор (шторка) 14, який втулкою 15 з'єднаний із повідковою пластиною відцентрового регулятора 16. Отже, під час роботи відцентрового регулятора повідкова пластина повертає замикач відносно датчика, а під час роботи вакуумного регулятора датчик разом iз рухомою пластиною повертаеться відносно замикача.

Котушки запалювання в безконтактних системах запалювання ма- ють таку саму конструкцію, що й у контактно-транзисторних. Обмотки

з'єднано за автотрансформаторною схемою. Особливістю конструкції

є відносно низький oпip первинної обмотки (0, 5 Ом), що дає змогу здобувати стабільні вихідні характеристики зi зменшенням напруги жив-

лення до 6 В.

Уci високовольтні деталі системи виготовлено зi спеціальної пласт- маси типу склонаповненого напівбутилентерефталату, дугостійкої, яка з великим запасом втримує утворювану системою високу напругу.

Рис. 3.25. Датчик- розподтъник 40.3706:

1 -муфта; 2 - вал; 3, 6- втулки; 4 - сальник; 5 - корпус; 7 -рухома пластина; 8 - підшипник; 9 - перегородка; 10 - кришка; 11- бігунець;

12 - гвинт; 13 - датчик Холла; 14 - ротор-шторка; 15 - втулка; 16- відцентровий регулятор; 17 - штекер; 18- вакуумный регулятор