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Stabilisiertes elektronisches Auto-Zündgerät

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Automobil. Elektronische Geräte

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Die Vorteile der elektronischen Zündung in Verbrennungsmotoren sind bekannt. Gleichzeitig erfüllen derzeit weit verbreitete elektronische Zündsysteme die konstruktiven und betrieblichen Anforderungen noch nicht vollständig. Systeme mit gepulster Energiespeicherung [1,2, XNUMX] sind komplex, nicht immer zuverlässig und für die meisten Autoenthusiasten praktisch unzugänglich. Einfache Systeme mit kontinuierlicher Energiespeicherung bieten keine Stabilisierung der gespeicherten Energie [3], und wenn eine Stabilisierung erreicht ist, sind sie fast so komplex wie Impulssysteme [3, vier].

Es ist daher nicht verwunderlich, dass der in der Zeitschrift „Radio“ veröffentlichte Artikel von Yu. Eine durchdachte, extrem einfache stabilisierte Zündeinheit kann ohne Übertreibung als gutes Beispiel für die optimale Lösung bei der Konstruktion solcher Geräte dienen.

Die Ergebnisse des Betriebs der Einheit nach dem Schema von Yu Sverchkov zeigten, dass sie trotz der insgesamt recht hohen Betriebsqualität und hohen Zuverlässigkeit auch erhebliche Nachteile aufweist. Die wichtigste ist die kurze Dauer des Funkens (nicht mehr als 280 μs) und dementsprechend seine geringe Energie (nicht mehr als 5 mJ).

Dieser Nachteil, der allen Kondensatorzündsystemen mit einer Schwingungsperiode in der Spule eigen ist, führt zu einem instabilen Betrieb eines kalten Motors, einer unvollständigen Verbrennung eines angereicherten Gemischs während des Aufwärmens und einem schwierigen Starten eines heißen Motors. Außerdem ist die Spannungsstabilität an der Primärwicklung der Zündspule in der Yu.Sverchkov-Einheit etwas geringer als bei den besten Impulssystemen. Wenn sich die Versorgungsspannung von 6 auf 15 V ändert, ändert sich die Primärspannung von 330 auf 390 V (±8 %), während diese Änderung in komplexen Pulssystemen ±2 % nicht überschreitet.

Mit zunehmender Funkenfrequenz nimmt die Spannung an der Primärwicklung der Zündspule ab. Wenn sich also die Frequenz von 20 auf 200 Hz ändert (die Kurbelwellendrehzahl beträgt 600 und 6000 min^-1bzw.) variiert die Spannung von 390 bis 325 V, was ebenfalls etwas schlechter ist als bei Impulsblöcken. Dieses Manko kann jedoch

praktisch vernachlässigt, da bei einer Frequenz von 200 Hz die Durchbruchspannung der Funkenstrecke der Kerzen (aufgrund von Restionisation und anderen Faktoren) fast halbiert wird.

Der Autor dieser Zeilen, der seit mehr als 10 Jahren mit verschiedenen elektronischen Zündsystemen experimentiert, hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Energieeigenschaften des Yu Sverchkov-Blocks zu verbessern und gleichzeitig die Einfachheit des Designs beizubehalten. Es stellte sich heraus, dass es dank der internen Reserven des Blocks gelöst werden konnte, da die Energie des Speichers darin nur zur Hälfte verbraucht wurde.

Dieses Ziel wurde erreicht, indem ein Modus der mehrperiodischen oszillierenden Entladung des Speicherkondensators an der Zündspule eingeführt wurde, der zu seiner fast vollständigen Entladung führt. Die Idee einer solchen Lösung ist nicht neu [6], wird aber selten genutzt. Als Ergebnis wurde eine verbesserte elektronische Zündeinheit mit Eigenschaften entwickelt, die nicht alle Impulskonstruktionen aufweisen.

Bei einer Funkenfrequenz von 20...200 Hz liefert das Gerät eine Funkendauer von mindestens 900 µs. Die in der Zündkerze mit einem Abstand von 0,9 ... 1 mm freigesetzte Funkenenergie beträgt nicht weniger als 12 mJ. Die Genauigkeit der Aufrechterhaltung der Energie im Speicherkondensator bei einer Änderung der Versorgungsspannung von 5,5 auf 15 V und einer Funkenfrequenz von 20 Hz beträgt nicht weniger als ± 5 %. Andere Eigenschaften des Blocks haben sich nicht geändert.

Bedeutsam ist, dass die Verlängerung der Dauer der Funkenentladung gerade durch einen langen Schwingungsvorgang der Entladung des Speicherkondensators erreicht wurde. Der Funke ist in diesem Fall eine Reihe von 7-9 unabhängigen Entladungen. Eine solche Wechselfunkenentladung (Frequenz ca. 3,5 kHz) trägt zu einer effizienten Verbrennung des Arbeitsgemisches bei minimalem Zündkerzenabbrand bei, was sie vorteilhaft von einer einfachen Verlängerung der aperiodischen Entladung des Speichers unterscheidet [2].

An der Blockwandlerschaltung (Bild 1) hat sich nicht viel geändert. Nur der Transistor wurde ersetzt, um die Leistung des Wandlers leicht zu erhöhen und das thermische Regime zu erleichtern. Elemente, die einen unkontrollierten Multi-Spark-Betrieb gewährleisteten, wurden ausgeschlossen. Die Energieschaltkreise und die Steuerkreise für die Entladung des Speicherkondensators SZ wurden wesentlich verändert. Es wird nun für drei (und bei einer Frequenz unter 20 Hz - oder mehr) Perioden von Eigenschwingungen des Stromkreises entladen, der aus der Primärwicklung der Zündspule und dem Kondensator C2 besteht. Die Elemente C3, R4, R6, VDXNUMX liefern diesen Modus .

Stabilisiertes elektronisches Auto-Zündgerät

(zum Vergrößern klicken)

In Anbetracht der Tatsache, dass der Betrieb des Konverters ausführlich in [5] beschrieben ist, betrachten wir nur den Prozess der oszillierenden Entladung des Kondensators C4. Wenn sich die Unterbrecherkontakte öffnen, öffnet der Kondensator C1, der sich über den Steuerübergang des Trinistors VS8, der Diode VD7 und der Widerstände R8, R2 entlädt, den Trinistor, der den geladenen Kondensator CXNUMX mit der Primärwicklung der Zündspule verbindet. Der allmählich ansteigende Strom durch die Wicklung am Ende des ersten Viertels der Periode hat einen Maximalwert, und die Spannung am Kondensator CXNUMX wird in diesem Moment gleich Null (Abb. XNUMX).

Die gesamte Energie des Kondensators (abzüglich Wärmeverluste) wird in das Magnetfeld der Zündspule umgewandelt, die versucht, den Wert und die Richtung des Stroms beizubehalten, und beginnt, den C0,85-Kondensator über einen offenen Trinistor aufzuladen. Als Ergebnis sind am Ende des zweiten Viertels der Periode der Strom und das Magnetfeld der Zündspule gleich Null, der Kondensator C1 wird auf 280 des anfänglichen (Spannungs-) Pegels in der entgegengesetzten Polarität geladen. Mit der Beendigung des Stroms und dem Polaritätswechsel am Kondensator C0,7 schließt der Trinistor VSXNUMX, aber die Diode VDS öffnet. Der nächste Entladevorgang des Kondensators CXNUMX beginnt durch die Primärwicklung der Zündspule, deren Stromrichtung sich in die entgegengesetzte Richtung ändert. Am Ende der Oszillationsperiode (d. h. nach ungefähr XNUMX &mgr;s) wird der Kondensator CXNUMX in der ursprünglichen Polarität auf eine Spannung gleich dem XNUMX-fachen der Anfangsspannung geladen. Diese Spannung schließt die VDS-Diode und unterbricht den Entladekreis.

Im betrachteten Zeitintervall überbrückt der niedrige Widerstand der abwechselnd öffnenden Elemente VD5 und VS1 die parallel zu ihnen geschaltete Schaltung R3R4C2, wodurch die Spannung an ihren Enden nahe Null ist. Am Ende der Periode, wenn der Trinistor und die Diode geschlossen sind, wird die Spannung des Kondensators C250 (etwa 3 V) über die Zündspule an diesen Stromkreis angelegt. Der vom Widerstand R6 abgenommene Spannungsimpuls, der durch die Diode VD1 geht, öffnet den Trinistor VSXNUMX wieder, und alle oben beschriebenen Prozesse werden wiederholt.

Darauf folgt der dritte und manchmal (beim Start) auch der vierte Entladezyklus. Der Vorgang setzt sich fort, bis der Kondensator C3, der mit jedem Zyklus etwa 50 % an Energie verliert, fast vollständig entladen ist. Dadurch erhöht sich die Dauer des Funkens auf 900...1200 µs und seine Energie - bis zu 12...16 mJ,

Auf Abb. 2 zeigt eine ungefähre Ansicht des Spannungsverlaufs an der Primärwicklung der Zündspule. Zum Vergleich zeigt die gestrichelte Linie dasselbe Oszillogramm des Blocks von Yu. Sverchkov (die ersten Schwingungsperioden auf beiden Oszillogrammen fallen zusammen).

Um den Prellschutz der Kontakte des Unterbrechers zu erhöhen, musste der Startknoten etwas verändert werden. Die Zeitkonstante der Ladeschaltung des Kondensators C4 wird durch Wahl des entsprechenden Widerstandes R6 auf 4 ms erhöht; der Entladestrom des Kondensators (d. h. der Anlaufstrom des Trinistors), bestimmt durch den Widerstandswert der Schaltung der Widerstände R7, R8, wurde ebenfalls erhöht.

Die elektronische Zündeinheit wurde drei Jahre lang an einem Zhiguli-Auto getestet und hat sich sehr gut bewährt. Die Stabilität des Motorbetriebs nach dem Start hat stark zugenommen. Selbst im Winter bei einer Temperatur von ca. -30°C war das Starten des Motors problemlos, nach 5 Minuten Aufwärmen konnte man losfahren. Unterbrechungen im Betrieb des Motors, die in den ersten Minuten der Bewegung beobachtet wurden, als der Block von Yu Sverchkov verwendet wurde, hielt an, die Dynamik der Beschleunigung verbesserte sich.

Im Transformator T1 wird der Magnetkreis SHL16X8 verwendet. Durch drei Pressspan-Dichtungen wird ein Spalt von 0,25 mm bereitgestellt. Wicklung I enthält 50 Drahtwindungen PEV-2 0,55; II - 70 Umdrehungen PEV-2 0,25; III - 450 Umdrehungen PEV-2 0,14. Bei der letzten Wicklung sollte eine Dichtung aus Kondensatorpapier zwischen alle Lagen gelegt werden, und die gesamte Wicklung sollte durch eine oder zwei Lagen Kabelpapier vom Rest getrennt werden,

Der fertige Trafo wird 2-3 mal mit Epoxid beschichtet oder komplett mit Harz in eine Kunststoff- oder Metallbox gefüllt.Ein E-förmiger Magnetkreis sollte nicht verwendet werden, da es erfahrungsgemäß schwierig ist, einen gegebenen Spalt darüber einzuhalten gesamte Dicke des Satzes, und auch um ein Kurzschließen der Außenlaschen zu vermeiden. Diese beiden Faktoren, insbesondere der zweite, reduzieren die Leistung des Ladeimpulsgenerators stark.

Beim Aufbau des Generatorteils des Blocks können Sie die Empfehlungen von Yu Sverchkov in [5] verwenden.

Aufgrund der hohen Zuverlässigkeit kann das Gerät ohne Stecker X1 angeschlossen werden (Trennung des Csp-Kondensators des Leistungsschalters ist obligatorisch), der für einen möglichen Notübergang auf Batteriezündung ausgelegt ist, aber die anfängliche Einstellung des Zündzeitpunkts wird viel schwieriger sein . Unter Beibehaltung des X1-Steckers ist der Übergang zur Batteriezündung sehr einfach - anstelle des Blockblocks wird ein Kontaktblock in die Buchse des X1-Steckers eingesetzt, in dem die Kontakte 2, 3 und 4 verbunden sind.

Literatur

1. A. Sinelnikow. Wie unterscheiden sich die Blöcke - Hinter dem Lenkrad. 1977, Nr. 10, p. 17,

2. A. Sinelnikow. Hochzuverlässige elektronische Zündeinheit. Sa. "Dem Funkamateur helfen", Bd. 73.-- M.: DOSAAF UdSSR, p. 38.

3. A. Sinelnikow. Elektronik im Auto. - M.: Energie, 1976.

4. A. Sinelnikow. Elektronik und Auto. - M.: Radio und Kommunikation, 1985.

5. Ju Swertschkow. Stabilisierte Multifunken-Zündeinheit. - Radio, 1982, Nr. 5. p. 27.

6. E. Litke. Kondensator-Zündsystem. Sa. "Um dem Funkamateur zu helfen", Ausgabe, 78.- M .: DOSAAF UdSSR, p. 35.

Autor: G. Karasev, Leningrad; Veröffentlichung: cxem.net

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