Unité d'allumage multi-étincelles avancée. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Cette unité d'allumage se caractérise par un fonctionnement fiable à basse température ambiante et une batterie partiellement déchargée, ce qui est très important pour démarrer un moteur froid en hiver, en particulier dans les régions du nord de la Russie. De plus, l'appareil est plus résistant au bruit, facile à installer et permet d'ajuster les paramètres de base.

La base de l'appareil était l'unité d'allumage de G. Karasev, largement connue des radioamateurs et des passionnés de voitures, décrite dans [1], donc seuls les composants qui ont subi des modifications sont examinés en détail ici.

Tout d'abord, des ajustements mineurs ont été apportés au convertisseur de tension : un diviseur de tension R3R4 a été ajouté (voir schéma de la Fig. 1), le condensateur C1 est connecté avec sa borne positive au point milieu du diviseur, et la diode Zener D817B (VD4 ) a été remplacé par D817A avec une tension de stabilisation de 56 V. Cela permettait de régler la tension de sortie du convertisseur en sélectionnant la résistance R3, et non la diode Zener VD4 ou le nombre de spires de l'enroulement secondaire du transformateur T1, comme recommandé dans la description du bloc par Yu. Sverchkov [2] (qui, soit dit en passant, a été utilisé par G. Karasev comme original).

Désormais, lorsque vous utilisez le transformateur T1 de la conception présentée dans [1], en modifiant la résistance de la résistance R3 de zéro à 30 Ohms, vous pouvez régler n'importe quelle tension à la sortie du convertisseur entre 330...400 V. De sorte qu'après en ajoutant un diviseur de tension, le mode de fonctionnement du transistor VT1 est à courant constant resté le même, la résistance de la résistance R1 a été augmentée à 560 Ohms.

L'unité de génération d'impulsions qui commande l'ouverture du thyristor VS1 a fait l'objet d'une refonte complète. Bien que la conception de l'unité soit devenue plus complexe et que les coûts de sa fabrication aient augmenté, il a été possible d'améliorer les caractéristiques de l'unité d'allumage.

L'unité se compose d'un circuit de charge-décharge (résistances R8, R9, diode Zener VD9, condensateur C6), d'un interrupteur de courant sur le transistor VT2 et d'un convertisseur diviseur de tension R12R13 avec condensateur de stockage C7. La diode VD8 empêche le condensateur C6 de se charger via la résistance R8. La résistance de limitation de courant R11 peut également être utilisée pour mesurer le courant de collecteur du transistor VT2.

Lorsque les contacts du disjoncteur SF1 sont fermés, le condensateur C6 est chargé depuis le réseau de bord via la résistance R9 jusqu'à la tension de stabilisation de la diode Zener VD9. A partir du moment où les contacts du disjoncteur s'ouvrent, le condensateur C6 commence à se décharger à travers la jonction émetteur du transistor VT2, la diode VD8, la jonction de commande du thyristor VS1 et la résistance R10. Le transistor VT2 s'ouvre et l'impulsion de décharge du condensateur C7, chargé à environ 18 V, est envoyée à l'électrode de commande du thyristor.

Cette conception de circuit de l'unité de génération d'impulsions de commande n'a pas été choisie par hasard. Le fait est qu'avec une diminution de la température ambiante ou, plus précisément, de la température du corps du thyristor, le courant d'ouverture du thyristor augmente. Par exemple, le courant d'ouverture des thyristors de la série KU202 augmente de 20 fois lorsque la température passe de +40 à -1,5 o C. C'est souvent la raison pour laquelle une unité qui fonctionnait sans interruption en été refuse de fonctionner du tout en hiver.

Les expériences montrent [3] qu'une impulsion avec un courant de 160 mA et une durée de 10 μs suffit pour ouvrir n'importe quel thyristor de la série KU202 à une température de boîtier de -40°C. Ce sont précisément ces impulsions qui sont produites par l'unité de formation décrite. Cela vous permet d'abandonner la sélection minutieuse et coûteuse d'un échantillon SCR à une température minimale. Bien sûr, s'il est possible de choisir des thyristors, alors il convient de les utiliser, car le thyristor « sensible » permet l'utilisation de la diode Zener VD3 à une tension de stabilisation inférieure - cela sera discuté ci-dessous.

L'utilisation de la diode Zener VD9 pour limiter la tension de charge du condensateur C6 et l'alimentation du circuit collecteur du transistor VT2 à partir d'un convertisseur de tension stabilisé ont permis de stabiliser le niveau de l'impulsion de commande du thyristor lors du démarrage du moteur lorsque la tension de la batterie fluctue de 7,5 à 14,2 V.

La réduction de la tension sur le condensateur C6 a augmenté l'immunité au bruit de l'unité de génération d'impulsions et de l'unité d'allumage dans son ensemble. Ce problème est généralement considéré comme un problème tertiaire, et en vain. Si l'influence des interférences avec les contacts ouverts du disjoncteur peut être négligée, puisque la décharge d'étincelles provoquée par l'interférence se produira dans le cylindre où se produit la course motrice, alors avec des contacts fermés, il peut y avoir des dysfonctionnements dans le moteur.

Mais une diminution de la tension sur le condensateur C6 a conduit au fait que le transistor VT2, lorsque les contacts sont fermés, s'avère avoir une tension fermée égale à la différence entre la tension du réseau de bord et la tension sur le condensateur. Autrement dit, pour que le transistor VT2 s'ouvre et que des étincelles se produisent, le niveau d'interférence doit être supérieur à cette différence ; sans diode Zener, la tension sur le condensateur C6 est égale à la tension du réseau de bord. Il en découle : plus la tension de stabilisation de la diode Zener VD9 est faible, plus l'immunité au bruit de l'unité d'allumage est élevée.

Les condensateurs C4 et C5 sont conçus pour protéger en outre l'unité des interférences du réseau de bord.

La résistance R10 détermine le courant traversant les contacts du disjoncteur. Ce courant d'auto-nettoyage des contacts ne doit pas être trop faible. Il est généralement choisi dans la plage de 0,1 à 0,2 A.

Le circuit de génération d'impulsions pour le mode de fonctionnement multi-étincelles (diodes VD6, VD7, résistances R5, R6, condensateur C3) est resté inchangé, à l'exception de l'augmentation de la résistance de la résistance R6 à 51 Ohms. Ceci est fait afin d'égaliser la tension de la première impulsion du circuit « multi-étincelles » avec les impulsions de l'unité de génération.

Il convient ici de s'attarder sur l'opinion actuelle sur l'inutilité voire la nocivité du mode d'allumage multi-étincelles. À mon avis, cette opinion est erronée, car pendant de nombreuses années de fonctionnement de l'unité d'allumage multi-étincelles, rien d'autre n'a été remarqué à part un démarrage facile du moteur, une puissance et une efficacité accrues du moteur et une diminution de la teneur en monoxyde de carbone dans les gaz d'échappement. gaz." Quant à l'érosion accrue des bougies d'allumage, alors, compte tenu des avantages de l'allumage multi-étincelles, elle devrait être acceptée.

L'allumage à étincelles multiples ne peut être nocif que si les étincelles continuent pendant toute la durée d'ouverture des contacts du disjoncteur [4]. Il existe alors en effet un risque qu'une décharge d'étincelle se produise dans le cylindre du moteur où se produit la course de compression. Cette possibilité peut survenir lorsque le rotor du distributeur, après ouverture des contacts, tourne selon un angle supérieur à 45 degrés.

Dans l'unité d'allumage décrite, les étincelles durent environ 0,9 ms et même à la vitesse maximale du vilebrequin du moteur, elles s'arrêtent bien avant que le moment dangereux ne se produise.

Néanmoins, ceux qui ne partagent pas mon point de vue peuvent insérer un interrupteur dans le circuit ouvert de la diode VD7 du bloc. Puis, après avoir démarré et réchauffé le moteur, en ouvrant le circuit avec un interrupteur, il sera toujours possible de passer en mode de fonctionnement à étincelle unique.

L'unité d'allumage utilise des résistances MLT-0,125 (R1, R3-R9, R11, R13), MLT-2 (R10), MLT-1 (R12) ; la résistance R2 est composée de deux 18 Ohm 0,5 W. Condensateurs - MBM (C3), KM ou KLS (C5-C7), K50-6 (C4). Les diodes KD102A peuvent être remplacées par KD102B, KD103A, KD103B. Au lieu du KT603B, les transistors KT603A, KT608A ou l'une des séries KT630 ​​​​conviennent.

Le transformateur T1 est assemblé sur un noyau magnétique ShL8x16 avec un entrefer amagnétique de 0,25 mm dans chacune des trois articulations. L'enroulement I contient 50 tours de fil PEV-2 0,7, l'enroulement II - 450 tours et l'enroulement III - 70 tours de fil PELSHO 0,17.

Toutes les pièces de l'unité d'allumage sont placées dans une boîte métallique durable mesurant 130x100x50 mm. Le circuit imprimé et le transformateur sont fixés à la base du boîtier, et le transistor VT1 et la diode Zener VD4 sont fixés à sa paroi, qui leur sert de dissipateur thermique. Le fusible FU1 est placé soit sur le bloc, soit à un autre endroit.

Les pièces restantes sont montées sur un circuit imprimé en stratifié de fibre de verre de 1,5 mm d'épaisseur. Le dessin du tableau est présenté sur la Fig. 2. Il convient de rappeler ici que la conception et l'installation de l'unité doivent être conformes aux conditions difficiles de son fonctionnement - vibrations, chocs, humidité élevée, projections d'eau, de carburant et d'huile, poussière, limites de température larges.

Configurez l'unité à l'aide d'un oscilloscope avec la bobine d'allumage et la bougie d'allumage connectées. L'unité peut être alimentée à partir de n'importe quelle source CC avec une tension de 8...15 V, capable de fournir un courant de charge allant jusqu'à 2 A.

Il est pratique de remplacer le disjoncteur par un accessoire fait maison, dont le schéma est illustré à la Fig. 3. Un signal de la sortie de n'importe quel générateur de fréquence audio est fourni à l'entrée du décodeur et le collecteur du transistor VT1 est connecté au condensateur C6 de l'unité pour générer des impulsions de commande de l'unité d'allumage.

Avec une tension d'alimentation de 14,2 V et une fréquence d'étincelles de 20 Hz, la résistance R3 est sélectionnée dans la plage de zéro à 30 Ohms (il est pratique de remplacer temporairement la résistance R3 par une variable) afin que l'amplitude de tension sur l'enroulement primaire de la bobine d'allumage est comprise entre 360...380 V. Vérifiez ensuite l'amplitude de la tension en dents de scie sur le condensateur C7. Si elle dépasse 18...20 V, il faut préciser la résistance de la résistance R13.

Réglez la tension d'alimentation sur 8 V, mesurez la chute de tension Uу à la transition de commande du thyristor VS1 et la chute de tension UR11 aux bornes de la résistance R11. Le courant de l'impulsion ouvrant le thyristor est calculé à l'aide de la formule

Iu.imp \u11d UR11 / R7-Uu / RXNUMX.

Si les paramètres d'impulsion mesurés ne correspondent pas à la norme - courant 160 mA, durée d'au moins 10 μs au niveau de 0,7, sélectionnez la diode Zener VD9 pour que sa tension de stabilisation soit comprise entre 5,6...8 V et le condensateur C7 jusqu'à ce que la durée requise.

Ensuite, la tension d'alimentation de l'unité est à nouveau réglée sur 14,2 V et ses performances sont vérifiées sur toute la plage de fonctionnement de la fréquence d'étincelles, c'est-à-dire de 20 à 200 Hz. Le courant d'impulsion d'ouverture diminue avec l'augmentation de la fréquence et la diminution ne devient perceptible qu'après 100 Hz. Cela est dû au fait que les condensateurs C6 et C7 n'ont pas le temps de se charger jusqu'au niveau défini.

Ensuite, la fréquence d'étincelles est augmentée jusqu'au maximum possible Fmax, auquel l'unité d'allumage cesse de fonctionner. Le temps de protection contre les impulsions de rebond des contacts de fermeture est estimé à l'aide de la formule tз.др>1/2Fmax. D'après [4], ce temps devrait être d'au moins 0,2 ms. Le temps de protection est ajusté en sélectionnant la résistance R9.

Avec les valeurs nominales des pièces indiquées dans le schéma, les paramètres de l'unité d'allumage à une fréquence d'étincelle de 20 Hz et un changement de tension d'alimentation de 8 à 14,2 V doivent être les suivants : amplitude de tension à la sortie du convertisseur - 360 ...380 V ; Courant d'impulsion d'ouverture SCR - au moins 160 mA avec une durée d'impulsion d'au moins 10 μs à un niveau de 0,7 ; temps de protection contre les impulsions de rebond de contact - au moins 1 ms. À une tension d'alimentation de 14,2 V et une fréquence d'étincelles de 200 Hz, le courant de l'impulsion d'ouverture du SCR a diminué jusqu'à 55 mA.

Une unité d'allumage entièrement assemblée est installée sous le capot de la voiture, près de la bobine d'allumage. L'unité est reliée au système électrique par quatre fils de longueur minimale : deux à la bobine d'allumage, le troisième au boîtier et le quatrième au disjoncteur.

Le condensateur du disjoncteur doit être déconnecté. Pour revenir rapidement à l'ancienne option d'allumage en cas de panne du boîtier électronique, il convient de prévoir un interrupteur spécial, comme proposé par exemple dans [1].

Selon les experts, lors de l'utilisation de l'allumage multi-étincelles en mode de fonctionnement, il ne faut pas s'attendre à une augmentation de la puissance et de l'efficacité du moteur, ni à une diminution de la teneur en monoxyde de carbone dans les gaz d'échappement. L'allumage multi-étincelles ne peut que faciliter le démarrage du moteur pendant la saison froide. Par conséquent, il convient de considérer l'installation d'un interrupteur à bascule dans le circuit ouvert de la diode VD7 du bloc, comme suggéré par l'auteur.

littérature

1. G. Karasev. Unité d'allumage électronique stabilisée. - Radio, 1988, n°9, p. 17, 18.
2. Yu. Sverchkov. Unité d'allumage multi-étincelles stabilisée. - Radio, 1982, n°5, p. 27-30.
3. N. Goryunov. Dispositifs semi-conducteurs. - M. : Energoizdat, 1983, p. 634.
4. A. Sinelnikov. L'électronique dans la voiture. - M. : Radio et communication, 1985, p. 6, 16, 17, 32.

Auteur : V. Yakovlev, Troïtsk, région de Moscou

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