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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Verbesserte Zündeinheit. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik /Automobil. Zündung Diese Konstruktion ist geübten Funkamateuren zu empfehlen, die bereits Erfahrung in der Herstellung einfacher Zündblöcke haben und ein Gerät haben möchten, aus dem im übertragenen Sinne alles „herausgequetscht“ wird, was heute möglich erscheint. In den letzten Jahren wurde die stabilisierte Zündeinheit [1] von vielen Auto- und Funkamateuren wiederholt und trotz der festgestellten Mängel können wir davon ausgehen, dass sie den Test der Zeit bestanden hat. Bezeichnend ist auch, dass in der Literatur bisher keine Veröffentlichungen zu Strukturen mit ähnlicher Einfachheit und ähnlichen Parametern erschienen sind. Diese Umstände veranlassten den Autor, einen weiteren Versuch zu unternehmen, die Leistung des Blocks grundlegend zu verbessern und gleichzeitig seine Einfachheit beizubehalten. Der Hauptunterschied zwischen der verbesserten Zündeinheit und [1] besteht in einer spürbaren Verbesserung ihrer Energieeigenschaften. Wenn für den ursprünglichen Block die maximale Funkendauer 1,2 ms nicht überschritt und sie nur bei den niedrigsten Werten der Funkenfrequenz erreicht werden konnte, dann ist die Funkendauer für den neuen Block im gesamten Betriebsbereich konstant bei 5 ... 200 Hz und beträgt 1,2 .. .1,4 ms. Dies bedeutet, dass bei mittleren und maximalen Motordrehzahlen – und das sind die am häufigsten verwendeten Modi – die Dauer des Funkens praktisch den derzeit geltenden 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 in Fig. 1 gezeigten Blockdiagramm ersichtlich ist, beziehen sich seine Hauptänderungen auf den Konverter, d. h. Ladeimpulsgenerator, der den Speicherkondensator C2 speist. Die Schaltung zum Starten des Konverters ist vereinfacht und wie zuvor nach dem Schema eines stabilisierten Blockiergenerators mit einem Zyklus ausgeführt. 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 des Blocks nicht verringert, 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 des Geräts erhöht und gleichzeitig die erforderliche Funkenleistung liefert.
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 C3 sorgt für eine Erhöhung der Dauer und Leistung des Impulses, der den Trinistor VS1 öffnet. Dies ist insbesondere bei einer hohen Funkenfrequenz erforderlich, wenn der durchschnittliche Spannungspegel am Kondensator C2 deutlich reduziert wird. 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 der Block den Beginn der Funkenbildung (mit einer Frequenz von 1 ... 2 Hz) bereitstellt, wenn der Block 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 schlechtem Trinistor sinkt sie auf 1...1,2 ms. In diesem Fall wird die Funkenleistung, so seltsam es auch erscheinen mag, aufgrund der begrenzten Leistung des Konverters in beiden Fällen ungefähr gleich sein. Bei längerer Dauer wird der Speicherkondensator fast vollständig entladen, der vom Wandler eingestellte anfängliche (auch durchschnittliche) Spannungspegel am Kondensator ist etwas niedriger als bei kürzerer Dauer. Bei kürzerer Dauer ist der Anfangspegel höher, allerdings ist auch der Restspannungspegel am Kondensator aufgrund seiner unvollständigen Entladung hoch. Somit ist der Unterschied zwischen Anfangs- und Endspannungsniveau 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. steigert seine Effizienz. Im Normalbetrieb des Gerätes entspricht die Entstehung jedes Funkens 4,5 Schwingungsperioden der Zündspule. Das heisst. dass der Funke aus neun abwechselnden Entladungen in der Zündkerze besteht, die kontinuierlich aufeinander folgen. Daher kann man der Meinung (dargestellt in [4]) nicht zustimmen, dass der Beitrag der dritten und noch mehr der vierten Schwingungsperiode unter keinen Umständen nachgewiesen werden kann. Tatsächlich leistet jede Periode ihren eigenen, ganz spezifischen und greifbaren Beitrag zur Gesamtenergie des Funkens, was auch durch andere Veröffentlichungen, beispielsweise [2], bestätigt wird. Wenn die Bordspannungsquelle jedoch in Reihe mit den Schaltungselementen (also in Reihe mit der Zündspule und dem Speicher) geschaltet ist, ist dies aufgrund der starken Dämpfung, die durch die Quelle und nicht durch andere Elemente verursacht wird, eigentlich nicht möglich um den oben genannten Beitrag zu erkennen. Eine solche Einbindung wurde in [4] verwendet. Bei dem beschriebenen Block nimmt die Bordspannungsquelle nicht an dem Schwingungsvorgang teil und führt natürlich nicht die erwähnten Verluste ein. Eine der kritischsten Einheiten des Blocks 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 werden sie beim Zusammenbau zwischen ihren äußersten Stäben ohne Klebstoff entlang einer Getinax- (oder Textolith-) 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 am Ende der gesamten Wicklung angebracht. Die Enden der Wicklungen 1 und II sollten in die diametral entgegengesetzte Richtung zu den Enden der Wicklung Y1 gezogen werden, aber alle Leitungen sollten sich an einem der Enden der Spule befinden. In der gleichen Reihenfolge werden auch flexible Leitungen platziert, die mit Fäden befestigt und auf eine Dichtung aus Elektrokarton (Pressspan) geklebt werden. Vor dem Gießen werden die Schlussfolgerungen markiert. Zusätzlich zu KU202N kann im Block der Trinistor KU221 mit den Buchstabenindizes A-G verwendet werden. Bei der Auswahl eines Trinistors ist zu 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) eingehen. Daher müssen für den Fall der Verwendung eines Trinistors der Serie KU221 die Werte der Elemente der Funkenverlängerungsschaltung angepasst werden – der Kondensator C3 muss eine Kapazität von 0,25 Mikrofarad haben und der Widerstand R4, muss einen Widerstand von 620 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. Im Block besteht er 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 verbaut 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 Stabistor KS119A (VD2) kann durch drei in Reihe geschaltete D223A-Dyaden (oder andere Siliziumdioden mit einem gepulsten direkten Volumen von mindestens 0,5 A) ersetzt werden. Die meisten Blockteile sind auf einer Leiterplatte aus Glasfaserfolie mit einer Dicke von 1,5 mm 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 einen Block, der für den Betrieb in Gebieten mit rauem Winterklima ausgelegt ist, empfiehlt es sich, einen Tantaloxid-Kondensator C1 mit einer Betriebsspannung von mindestens 10 V zu verwenden. Er wird anstelle eines großen Jumpers auf der Platine installiert, während die Anschlusspunkte vorhanden sind Der Aluminiumoxid-Kondensator (er ist auf der Platine abgebildet), der für den Betrieb in den allermeisten Klimazonen geeignet ist, sollte mit einer Brücke entsprechender Länge verschlossen werden. Kondensator C2 - MBGO.MBGCH oder K73-17 für eine Spannung von 400 ... 600 V. Im Falle der Wahl für einen Trinistorblock der Serie KU221 der untere Teil der Platine in Abb. 2 muss wie angepasst werden in Abb. 3 gezeigt. 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 Gerät in Zukunft arbeiten wird. Es ist zu beachten, dass das Einschalten des Geräts ohne eine mit einer Glühkerze bestückte 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 ... überbrückt. 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, wählen Sie zunächst den Trinistor aus Berücksichtigen Sie das oben Gesagte. Wenn nach der Auswahl eine Funkenbildung bei Reduzierung der Versorgungsspannung auf 3 V gewährleistet ist, am Kondensator C2 jedoch bei der Nenn-Lithiumspannung eine erhöhte Spannung anliegt, sollte eine VD3-Zenerdiode mit etwas niedrigerer Stabilisierungsspannung gewählt werden. Als nächstes wird der Block bei der höchsten Funkenfrequenz (200 Hz) überprüft, wobei die Bordnennspannung beibehalten wird. Die Spannung am Kondensator C2 sollte innerhalb von 185 ... 200 V liegen, und der vom Gerät verbrauchte Strom nach 15 ... 20 Minuten Dauerbetrieb sollte 2,2 A nicht überschreiten. Wenn sich der Transistor während dieser Zeit über 60 ° erwärmt C bei Raumtemperatur sollte die wärmeabgebende Fläche etwas erhöht werden.
Kondensator C3 und Widerstand R4 sind im Allgemeinen nicht erforderlich. Bei einzelnen Thyristortypen (beider Typen) kann es jedoch erforderlich sein, die Nennwerte anzupassen, wenn eine Instabilität der Funkenbildung bei einer Frequenz von 200 Hz festgestellt wird. Dies äußert sich in der Regel in einem kurzzeitigen Ausfall der Messwerte eines an den Antrieb angeschlossenen Voltmeters und ist deutlich hörbar. In diesem Fall sollten Sie die Kapazität des Kondensators C3 um 0,1 ... 0,2 μF erhöhen. Wenn dies nicht hilft, kehren Sie zum vorherigen Wert zurück und erhöhen Sie den Widerstand des Widerstands R4 um 100 ... 200 Ohm. Eine dieser Maßnahmen, manchmal auch beide zusammen, beseitigt normalerweise die Startinstabilität. Beachten Sie, dass eine Erhöhung des Widerstands abnimmt und eine Erhöhung der Kapazität die Dauer des Funkens verlängert. 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, den hergestellten Block im vorderen, kühleren Teil des Motorraums einzubauen. Der Funkenlöschkondensator des Unterbrechers sollte abgeklemmt und sein Ausgang an den entsprechenden Kontakt der Buchse X1 angeschlossen werden. Der Übergang zur klassischen Zündung erfolgt wie bei der bisherigen Ausführung durch den Einbau des Kontakteinsatzes X1.3. Zusammenfassend stellen wir fest, dass Versuche, mit einem Transformator auf einem Stahlmagnetkreis, selbst aus Stahl höchster Qualität, einen ebenso „langen“ Funken zu erzielen, nicht zum Erfolg führen werden. Die längste erreichbare Dauer beträgt 0,8...0,85 ms. Dennoch ist das Gerät nahezu unverändert (der Widerstandswert des Widerstands R1 sollte auf 6...80 m reduziert werden) und kann mit einem Stahlmagnetkerntransformator mit den angegebenen Wicklungseigenschaften betrieben werden, und die Leistung des Geräts ist höher seines Prototyps [1]. Literatur
Autor: G. Karasev St. Petersburg; Veröffentlichung: N. Bolschakow, rf.atnn.ru
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