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Erweiterte Zündeinheit für Auto

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Automobil. Elektronische Geräte

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Diese Bauform kann geübten Funkamateuren empfohlen werden, die bereits Erfahrung in der Herstellung einfacher Zündblöcke haben und ein Gerät haben wollen, aus dem bildlich gesprochen alles „herausgequetscht“ wird, was heute möglich erscheint. Das stabilisierte Zündgerät [ 1 ] wurde in den vergangenen Jahren von vielen Auto- und Funkamateuren wiederholt, und trotz der festgestellten Mängel können wir davon ausgehen, dass es sich bewährt hat. Es ist auch bezeichnend, dass in der Literatur noch keine Veröffentlichungen ähnlich einfacher Strukturen mit ähnlichen Parametern erschienen sind. Diese Umstände veranlassten den Autor, einen weiteren Versuch zu unternehmen, die Leistung der Zündeinheit grundlegend zu verbessern und gleichzeitig ihre Einfachheit beizubehalten.

Der Hauptunterschied zwischen dem verbesserten Zündblock und [1] ist eine spürbare Verbesserung seiner Energieeigenschaften. Wenn die maximale Funkendauer für den ursprünglichen Block 1,2 ms nicht überschritten hat und nur bei den niedrigsten Werten der Funkenfrequenz erhalten werden konnte, ist die Funkendauer für den neuen im gesamten Betriebsband von 5 konstant ... 200 Hz und beträgt 1,2 ... 1,4 ms. Das bedeutet, dass bei mittleren und maximalen Motordrehzahlen – und das sind die am häufigsten verwendeten Modi – die Dauer des Zündfunkens praktisch den derzeit etablierten Anforderungen entspricht.

Die der Zündspule zugeführte Leistung hat sich ebenfalls erheblich geändert. Bei einer Frequenz von 20 Hz mit einer B-115-Spule erreicht sie 50 ... 52 mJ und bei 200 Hz etwa 16 mJ. Auch die Grenzen der Versorgungsspannung, innerhalb derer das Gerät betrieben werden kann, wurden erweitert. Bei einer Bordspannung von 3,5 V ist ein sicheres Zünden beim Starten des Motors gewährleistet, aber das Gerät bleibt auch bei 2,5 V betriebsbereit. Bei der maximalen Frequenz wird das Zünden nicht gestört, wenn die Versorgungsspannung 6 V erreicht und die Zündfunkendauer nicht weniger als beträgt 0,5 ms. Diese Ergebnisse wurden hauptsächlich durch Änderung der Betriebsart des Konverters, insbesondere der Bedingungen seiner Erregung, erzielt. Diese Indikatoren, die nach Angaben des Autors bei Verwendung nur eines Transistors an der praktischen Grenze der Möglichkeiten liegen, werden auch durch die Verwendung eines Ferrit-Magnetkreises im Stromrichtertransformator bereitgestellt.

Wie aus dem schematischen Diagramm des in Fig. 1 gezeigten Zündblocks ersichtlich ist, beziehen sich seine Hauptänderungen auf den Wandler, d. h. Ladeimpulsgenerator, der den Speicherkondensator C2 speist. Die Schaltung zum Starten des Konverters wird vereinfacht, die nach wie vor nach dem Schema eines eintaktstabilisierten Blockiergenerators aufgebaut ist. Die Funktionen der Start- und Entladedioden (jeweils VD3 und VD9 gemäß dem vorherigen Schema) werden nun von einer Zenerdiode VD1 ausgeführt. Diese Lösung sorgt für einen zuverlässigeren Start des Generators nach jedem Funkenzyklus, indem die anfängliche Vorspannung am Emitterübergang des Transistors VT1 erheblich erhöht wird. Dies hat jedoch die Gesamtzuverlässigkeit der Zündeinheit nicht beeinträchtigt, da der Transistormodus in keinem der Parameter die zulässigen Werte überschritten hat.

Die Ladeschaltung des Verzögerungskondensators C1 wurde ebenfalls geändert. Nun wird nach dem Aufladen des Speicherkondensators dieser über den Widerstand R1 und die Zenerdioden VD1 und V03 aufgeladen. An der Stabilisierung sind also zwei Zenerdioden beteiligt, deren Gesamtspannung im geöffneten Zustand die Spannungshöhe am Speicherkondensator C2 bestimmt. Ein gewisser Spannungsanstieg an diesem Kondensator wird durch eine entsprechende Erhöhung der Windungszahl der Basiswicklung II des Transformators kompensiert. Der durchschnittliche Spannungspegel am Speicherkondensator wird auf 345...365 V reduziert, was die Gesamtzuverlässigkeit der Zündeinheit erhöht und gleichzeitig die erforderliche Funkenleistung bereitstellt.

Verbesserter Zündblock für das Auto. Blockdiagramm der Zündung

(zum Vergrößern klicken)

Im Entladekreis des Kondensators C1 wird ein Stabilisator VD2 verwendet, der es ermöglicht, bei einer Verringerung der Bordspannung den gleichen Grad an Überkompensation zu erzielen wie drei oder vier herkömmliche Reihendioden. Wenn dieser Kondensator entladen ist, ist die Zenerdiode VD1 in Durchlassrichtung geöffnet (wie die Diode VD9 des Originalgeräts).

Der Kondensator C1 erhöht die Dauer und Leistung des Impulses, der den Trinistor VS2 öffnet. Dies ist insbesondere bei hoher Funkenfrequenz erforderlich, wenn der durchschnittliche Spannungspegel am Kondensator CXNUMX deutlich reduziert ist.

Bei elektronischen Zündgeräten mit mehrfacher Entladung des Speicherkondensators zur Zündspule [1,2, XNUMX] bestimmt die Dauer des Funkens und in gewissem Maße seine Leistung die Qualität des Trinistors, da alle Schwingungsperioden außer der Erstens, werden nur durch die Speicherenergie erzeugt und aufrechterhalten. Je geringer der Energieverbrauch pro Einschaltung des Trinistors ist, desto mehr Starts sind möglich und desto mehr Energie (und über längere Zeit) wird auf die Zündspule übertragen. Daher ist es höchst wünschenswert, einen Trinistor mit einem minimalen Öffnungsstrom auszuwählen.

Ein Trinistor kann als gut angesehen werden, wenn die Zündeinheit den Beginn des Funkens (mit einer Frequenz von 1 ... 2 Hz) liefert, wenn die Einheit mit einer Spannung von 3 V versorgt wird. Eine zufriedenstellende Qualität entspricht dem Betrieb bei einer Spannung von 4 . .. 5 V. Bei einem guten Trinistor beträgt die Funkendauer 1,3 ... 1,5 ms, bei einem schlechten - sinkt sie auf 1 ... 1,2 ms. In diesem Fall, so seltsam es auch erscheinen mag, ist die Funkenleistung in beiden Fällen aufgrund der begrenzten Leistung des Wandlers ungefähr gleich. Bei längerer Dauer wird der Speicherkondensator fast vollständig entladen, der anfängliche (auch mittlere) Spannungspegel am Kondensator, der vom Wandler eingestellt wird, ist etwas niedriger als bei kürzerer Dauer. Bei kürzerer Dauer ist der Anfangspegel höher, aber der Restspannungspegel am Kondensator ist aufgrund seiner unvollständigen Entladung ebenfalls hoch. Somit ist die Differenz zwischen Anfangs- und Endspannung am Speicher in beiden Fällen praktisch gleich und die in die Zündspule eingebrachte Energiemenge hängt davon ab [8]. Und doch wird mit einer längeren Funkendauer eine bessere Nachverbrennung des brennbaren Gemisches in den Motorzylindern erreicht, d. h. erhöht seine Effizienz.

Bei normalem Betrieb der Zündeinheit entspricht die Bildung jedes Funkens 4,5 Schwingungsperioden in der Zündspule. Das heisst. dass der Funke neun Wechselentladungen in der Zündkerze sind, die ständig aufeinander folgen. Daher kann man der (in [4] vertretenen) Meinung nicht zustimmen, dass der Beitrag der dritten und erst recht der vierten Schwingungsperiode unter keinen Umständen nachgewiesen werden kann. Tatsächlich leistet jede Periode ihren ganz spezifischen und greifbaren Beitrag zur Gesamtenergie des Funkens, was auch durch andere Veröffentlichungen bestätigt wird, z. B. [2]. Wenn jedoch die Bordspannungsquelle in Reihe mit den Schaltungselementen (d. h. in Reihe mit der Zündspule und dem Speicher) geschaltet ist, macht die starke Dämpfung, die durch die Quelle und nicht durch andere Elemente eingeführt wird, dies wirklich nicht möglich um den oben genannten Beitrag zu erkennen. Genau solch eine Inklusion wurde in [4] verwendet.

Bei der beschriebenen Zündeinheit nimmt die Bordspannungsquelle nicht an dem Schwingungsvorgang teil und bringt natürlich auch nicht die erwähnten Verluste ein.

Eine der kritischsten Komponenten der Zündeinheit ist der T1-Transformator. Sein Magnetkreis Sh15x12 besteht aus NM2000 Oxyfer. Wicklung 1 enthält 52 Drahtwindungen PEV-2 0,8; 11-90 Drahtwindungen PEV-2 0,25; III - 450 Drahtwindungen PEV-2 0,25.

Der Spalt zwischen den W-förmigen Teilen des Magnetkreises muss mit größtmöglicher Genauigkeit eingehalten werden. Dazu wird es beim Zusammenbau zwischen seinen äußersten Stäben ohne Klebstoff entlang einer Getinax- (oder Textolit-) Dichtung mit einer Dicke von 1,2 + 0,05 mm platziert, wonach die Teile des Magnetkreises mit starken Fäden zusammengezogen werden.

Außen muss der Trafo mit mehreren Schichten Epoxidharz, Nitrokleber oder Nitrolack überzogen werden.

Die Spule kann auf einer rechteckigen Spule ohne Backen hergestellt werden. Wicklung III wird zuerst gewickelt, wobei jede Lage durch eine dünne Isolierdichtung von der nächsten getrennt und mit einer dreilagigen Dichtung abgeschlossen wird. Als nächstes wird Wicklung II gewickelt. Wicklung 1 ist von der vorherigen durch zwei Isolationsschichten getrennt. Die äußersten Windungen jeder Schicht beim Aufwickeln auf eine Spule sollten mit einem beliebigen Nitrokleber fixiert werden.

Flexible Spulenleitungen werden am besten angeordnet, nachdem die gesamte Wicklung abgeschlossen ist. Die Enden der Wicklungen I und II sollten in die Richtung gezogen werden, die den Enden der Wicklung III diametral entgegengesetzt ist, aber alle Leitungen müssen an einem der Enden der Spule liegen. In der gleichen Reihenfolge werden auch flexible Leitungen platziert, die mit Fäden und Kleber auf einer Dichtung aus Elektrokarton (Pressspan) befestigt werden. Vor dem Gießen werden die Schlussfolgerungen markiert.

Neben KU202N kann der Trinistor KU221 mit den Buchstabenindizes A-G im Block verwendet werden. Bei der Auswahl eines Trinistors sollte man berücksichtigen, dass KU202N erfahrungsgemäß im Vergleich zu KU221 in den meisten Fällen einen geringeren Öffnungsstrom haben, dafür aber kritischer auf die Parameter des Triggerimpulses (Dauer und Frequenz) sind. Für den Fall der Verwendung eines Trinistors der Serie KU221 müssen daher die Werte der Elemente der Funkenverlängerungsschaltung korrigiert werden - der Kondensator C0,25 muss eine Kapazität von 4 μF haben und der Widerstand R620, muss einen Widerstand von XNUMX Ohm haben.

Der KT837-Transistor kann mit beliebigen Buchstabenindizes versehen sein, mit Ausnahme von Zh, I, K, T, U, F. Es ist wünschenswert, dass der statische Stromübertragungskoeffizient nicht weniger als 40 beträgt. Die Verwendung eines Transistors eines anderen Typs ist unerwünscht. Der Kühlkörper des Transistors muss eine nutzbare Fläche von mindestens 250 cm2 haben. Als Kühlkörper ist es zweckmäßig, das Metallgehäuse des Blocks oder seines Sockels zu verwenden, der mit Kühlrippen ergänzt werden sollte. Das Gehäuse muss auch einen Spritzwasserschutz für das Gerät bieten.

Die VD3-Zenerdiode muss auch auf dem Kühlkörper installiert werden. Er besteht im Block aus zwei 60x25x2 mm großen Streifen, die U-förmig gebogen und ineinander verschachtelt sind. Die Zenerdiode D817B kann durch eine Reihenschaltung von zwei Zenerdioden DV16V ersetzt werden; Bei einer Bordspannung von 14 V und einer Funkenfrequenz von 20 Hz soll dieses Paar am Antrieb eine Spannung von 350 ... 360 V liefern, die jeweils auf einem kleinen Kühlkörper installiert sind. Zenerdioden werden erst nach der Auswahl und Installation des Trinistors ausgewählt.

Die Zenerdiode VD1 erfordert keine Auswahl, muss sich jedoch in einem Metallgehäuse befinden. Um die Gesamtzuverlässigkeit des Blocks zu erhöhen, ist es ratsam, diese Zenerdiode mit einem kleinen Kühlkörper in Form eines Crimps aus einem dünnen Duraluminiumstreifen zu versehen.

Der Stabilisator KS119A (VD2) kann durch drei in Reihe geschaltete D223A-Dioden (oder andere Siliziumdioden mit einem gepulsten direkten Volumen von mindestens 0,5 A) ersetzt werden. Die meisten Teile der Zündeinheit sind auf einer 1,5 mm dicken Glasfaserleiterplatte montiert. Die Zeichnung der Platine ist in Abb. 2 dargestellt. Die Platine ist unter Berücksichtigung der Möglichkeit der Montage von Teilen mit verschiedenen Austauschoptionen konzipiert.

Für eine Zündeinheit, die für den Betrieb in Gebieten mit rauem Winterklima ausgelegt ist, empfiehlt es sich, einen Tantaloxidkondensator C1 mit einer Betriebsspannung von mindestens 10 V zu verwenden. Er wird anstelle eines großen Jumpers auf der Platine installiert, während die Verbindung Die für den Betrieb in den allermeisten Klimazonen geeigneten Kontakte des Aluminiumoxid-Kondensators (ist auf der Platine angegeben) sollten mit einem Jumper entsprechender Länge geschlossen werden. Kondensator C2 - MBGO, MBGCH oder K73-17 für eine Spannung von 400 ... 600 V.

Bei der Montage des Trinistors muss eine der Befestigungsschrauben von der gedruckten Spur des gemeinsamen Drahts isoliert werden.

Die Leistungsprüfung und vor allem die Einstellung sollte mit genau einer solchen Zündspule durchgeführt werden, mit der das Zündgerät in Zukunft funktioniert. Es ist zu beachten, dass das Einschalten des Geräts ohne eine mit einer Glühkerze beladene Zündspule völlig inakzeptabel ist. Zur Kontrolle reicht es völlig aus, die Spannung am Speicherkondensator C2 mit einem Spitzenvoltmeter zu messen. Als solches Voltmeter kann ein Avometer mit einer konstanten Spannungsgrenze von 500 V dienen.Das Avometer ist über eine D2B-Diode (oder ähnliches) mit dem Kondensator C226 verbunden, und die Avometerklemmen werden mit einem Kondensator mit einer Kapazität von 0,1 ... 0,5 μF bei einer Spannung von 400 ... 600 V .

Bei einer Nennversorgungsspannung (14 V) und einer Funkenfrequenz von 20 Hz sollte die Spannung am Antrieb im Bereich von 345 ... 365 V liegen. Wenn die Spannung geringer ist, wird zunächst ein Trinistor ausgewählt unter Berücksichtigung des oben Gesagten. Wenn nach der Auswahl die Funkenbildung bei Absinken der Versorgungsspannung auf 3 V gewährleistet ist, aber bei Nennversorgungsspannung eine erhöhte Spannung am Kondensator C2 anliegt, sollte die VD3-Zenerdiode mit etwas geringerer Stabilisierungsspannung ausgewählt werden.

Als nächstes wird das Gerät bei der höchsten Funkenfrequenz (200 Hz) überprüft, wobei die Bordnennspannung beibehalten wird. Die Spannung am Kondensator C2 sollte im Bereich von 185 ... 200 V liegen, und der von der Zündeinheit nach 15 ... 20 Minuten Dauerbetrieb verbrauchte Strom sollte 2,2 A nicht überschreiten. Wenn sich der Transistor während dieser Zeit erwärmt bis über 60 °C bei Raumtemperatur sollte die wärmeabgebende Fläche etwas vergrößert werden.

Kondensator C4 und Widerstand R200 müssen in der Regel nicht ausgewählt werden. Für Einzelfälle von SCRs (beider Typen) kann es jedoch erforderlich sein, die Nennwerte anzupassen, wenn bei einer Frequenz von XNUMX Hz eine Instabilität der Funkenbildung festgestellt wird. Es äußert sich normalerweise in Form eines kurzzeitigen Ausfalls der Messwerte eines an den Antrieb angeschlossenen Voltmeters und ist mit dem Ohr deutlich wahrnehmbar.

In diesem Fall sollten Sie die Kapazität des C0,1-Kondensators um 0,2 ... 4 μF erhöhen. Wenn dies nicht hilft, kehren Sie zum vorherigen Wert zurück und erhöhen Sie den Widerstand des Widerstands R100 um 200 ... XNUMX Ohm. Eine dieser Maßnahmen, und manchmal beide zusammen, beseitigt normalerweise die Startinstabilität. Beachten Sie, dass eine Erhöhung des Widerstands die Dauer des Funkens verringert und eine Erhöhung der Kapazität erhöht.

Wenn die Verwendung eines Oszilloskops möglich ist, ist es sinnvoll, den normalen Verlauf des Schwingungsvorgangs in der Zündspule und seine tatsächliche Dauer zu überprüfen. Bis zur vollständigen Dämpfung sollten 9-11 Halbwellen deutlich unterscheidbar sein, deren Gesamtdauer bei jeder Funkenfrequenz 1,3 ... 1,5 ms betragen sollte. Der X-Eingang des Oszilloskops sollte mit dem gemeinsamen Punkt der Zündspulenwicklungen verbunden werden.

Eine typische Ansicht des Oszillogramms ist in Abb. 4 dargestellt. Bursts in der Mitte der negativen Halbwellen entsprechen Einzelimpulsen des Sperrgenerators, wenn sich die Richtung des Stroms in der Zündspule ändert.

Es empfiehlt sich auch, die Abhängigkeit der Spannung am Speicherkondensator von der Bordspannung zu prüfen. Sein Aussehen sollte sich nicht merklich von dem in Abb. 5 gezeigten unterscheiden.

Es wird empfohlen, die hergestellte Zündeinheit im Motorraum im vorderen, kühleren Teil zu installieren. Der Funkenlöschkondensator des Unterbrechers sollte abgeklemmt und sein Ausgang mit dem entsprechenden Kontakt der Buchse X1 verbunden werden. Der Übergang zur klassischen Zündung erfolgt, wie beim bisherigen Design, durch den Einbau des Kontakteinsatzes X1.3.

Abschließend stellen wir fest, dass Versuche, mit einem Transformator auf einem stählernen Magnetkreis einen gleich "langen" Funken zu erhalten, selbst aus Stahl höchster Qualität, nicht zum Erfolg führen werden. Die längste erreichbare Dauer beträgt 0,8...0,85 ms. Trotzdem ist das Gerät nahezu unverändert (der Widerstandswert des Widerstands R1 sollte auf 6...80m reduziert werden) und ist mit einem Stahlmagnetkerntransformator mit den angegebenen Wicklungskennlinien betriebsbereit, und die Leistung des Geräts ist höher als die von sein Prototyp [1].

Literatur

1. G. Karasev. Stabilisierte elektronische Zündeinheit. - Radio, 1988, Nr. 9, p. 17; 1989, Nr. 5, S. 91
2. P. Gatsanyuk. Verbessertes elektronisches Zündsystem. In Sa: "Dem Funkamateur helfen", Bd. 101, p. 52,- M.: DOSAAF
3. A. Sinelnikow. Elektronik im Auto. - M.: Funk und Kommunikation, 1985, S.46
4. Ju Archipow. Halbautomatische Zündeinheit. - Radio, 1990, Nr. 1, p. 31-34; Nr. 2, p. 39-42.

Veröffentlichung: cxem.net

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