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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Modernisation de l'unité d'allumage. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Voiture. Allumage De nombreuses années de fonctionnement sur des voitures nationales et étrangères d'unités d'allumage électroniques, assemblées selon l'article de Yu. Sverchkov [1] avec des améliorations proposées par G. Karasev [2], ont montré que ces améliorations, associées à des qualités positives (une augmentation de la durée de l'étincelle, par exemple) conduisent à des échecs d'étincelles à une vitesse de vilebrequin de 3000 min-1 et plus. De plus, il s'est avéré qu'il est extrêmement difficile d'éliminer complètement ces défaillances, même si les recommandations données dans [3] sont strictement suivies. Au stade de la mise en place de l'appareil, il a été constaté que l'apparition d'une alternance de tension sur la borne "K" de la bobine d'allumage après fermeture de la diode VD5 (les désignations des éléments ci-après correspondent au schéma de la Fig. 1 dans [2]) est extrêmement instable. Les caractéristiques de cette demi-onde dépendent fortement non seulement des valeurs du condensateur C2 et de la résistance R4, mais aussi de la tension d'alimentation, et plus encore de la largeur de l'éclateur.
Après avoir installé l'appareil sur la voiture, ajusté et fonctionnant sur le support sans défaillance dans la plage de fréquences du formateur d'impulsions de 10 ... . Ni une combinaison différente des valeurs de capacité du condensateur C200 (de 3 à 14 μF) et de la résistance de la résistance R7 (de 2 à 0,01 Ohms) n'a aidé, ni même la sélection du trinistor VS0,047 pour le courant de commande. Les pannes ont complètement disparu lorsque la valeur de la résistance R4 était supérieure à 1,5 kOhm et que le condensateur C2 était de 0,01 μF, c'est-à-dire avec des étincelles à une seule période conformément au schéma fonctionnel de Yu. Sverchkov. Pendant plusieurs années, l'unité a fonctionné parfaitement avec le circuit d'extension d'étincelle C2R3R4VD6 retiré. L'analyse des oscillogrammes de la tension à la borne "K" de la bobine d'allumage, obtenus sur l'unité d'allumage installée dans la voiture avec un circuit d'extension d'étincelle, à différentes fréquences d'étincelles, conduit à la conclusion que la cause des pannes d'étincelles réside dans l'instabilité de la vitesse de montée de l'alternance de tension sur le condensateur C3, ce qui suit derrière la fermeture de la diode VD5. Par conséquent, nous devons admettre que la méthode d'augmentation de la durée de la décharge d'étincelle avec un ensemble trinistor-condensateur en appliquant une impulsion d'ouverture répétée à l'électrode de commande du trinistor, formée par la tension résiduelle sur le condensateur de stockage, est inadaptée pour utilisation pratique dans une voiture. Il a été possible de mettre en pratique l'idée d'augmenter la durée d'une décharge d'étincelle dans une unité d'allumage à condensateur [1] grâce à l'utilisation d'un puissant transistor composite KT898A au lieu d'un trinistor, spécialement conçu pour les systèmes d'allumage automobile. Le schéma de l'unité améliorée est illustré ici sur la Fig. 1 (ci-après, les désignations des éléments correspondent à ce schéma). Le circuit de commande de la décharge du condensateur de stockage C2 est significativement simplifié par rapport à [2]. La constante de temps de charge du condensateur de commande C3 est déterminée par les valeurs des éléments C3 et R3 et la résistance de la diode VD7, et la décharge - par C3 et R4, VD6 et la résistance de la jonction d'émetteur du transistor VT2. Le courant de base du transistor VT2 dépend de la tension aux bornes du condensateur C3, de la résistance de la diode VD6, de la résistance R4 et de la tension d'alimentation, ce qui vous permet de configurer l'unité dans des conditions de banc. Pour le réglage, l'appareil est connecté à une source d'alimentation réglable avec une tension allant jusqu'à 15 V et avec un courant de charge de 3 ... 5 A et à la bobine d'allumage, un éclateur de 7 mm est réglé entre sa borne centrale et la borne "B". À la broche 6 du connecteur X1.1, connectez la sortie du conformateur d'impulsions rectangulaires avec un rapport cyclique de 3 et une capacité de charge d'au moins 0,5 A. Il est très pratique d'utiliser un correcteur d'octane [4] avec des dispositifs auxiliaires de réglage (il suffit de fermer la résistance variable R6 selon la Fig. 1 dans [4]. Dans l'unité en cours de réglage, au lieu de la résistance constante R3, une variable d'une valeur nominale de 2,2 kOhm est connectée, en réglant son curseur sur la position de résistance maximale. Allumez la source d'alimentation pour une tension de 14 V et appliquez des impulsions de commande d'une fréquence de 10 à 200 Hz à l'entrée, contrôlant l'oscilloscope forme de tension ohmique à la borne "K" de la bobine d'allumage - elle doit correspondre à celle illustrée à la Fig. 2.
Si une seule période de fluctuation de tension est visible sur l'oscillogramme, en faisant tourner le curseur de résistance variable, une deuxième période est obtenue avec une limite claire visible obligatoire pour la fin de l'étincelle. Réduisez ensuite la tension d'alimentation à 12 V et répétez l'opération précédente. Après cela, une vérification de contrôle du fonctionnement à une fréquence de 10 ... 200 Hz à une tension d'alimentation de 12 ... 14 V est effectuée.La résistance de la partie introduite de la résistance variable est mesurée et une résistance constante de la cote la plus proche est soudée.Habituellement, la résistance R3 est comprise entre 200 et 680 ohms. Dans certains cas, il peut être nécessaire de sélectionner le condensateur C3 entre 1 ... 3,3 uF. La diminution de la constante de temps de charge du condensateur C3 due à la résistance R3 ne nuit pas à la protection du bloc contre les impulsions de "rebond" des contacts du disjoncteur, puisque le processus de "rebond" est plus court que le temps pendant lequel le courant de base du transistor VT2 atteint une valeur suffisante pour l'ouvrir. Lors de l'utilisation du bloc en conjonction avec un correcteur d'octane [4; 5] les interférences associées au "rebond" sont supprimées de manière encore plus fiable. La capacité du condensateur de stockage C2 de l'unité d'allumage a été portée à 2 microfarads afin d'augmenter son temps de décharge. Dans ce cas, la durée de la première période de décharge est de 0,4 ms. Pour que le condensateur ait le temps de se charger avant le prochain cycle d'étincelles, le convertisseur dans le bloc doit être forcé en augmentant l'épaisseur du jeu de plaques du transformateur T1 à 8 mm, et lors de la configuration du bloc selon le méthode de Yu. Sverchkov, en sélectionnant la résistance R1, atteindre une tension de 150 ... 160 V sur le condensateur C2 (dans ce cas, le condensateur doit être shunté avec une résistance d'une résistance de 1,5 kOhm avec une puissance d'au moins 5W). Dans ce mode de réalisation, le convertisseur du bloc continue de fonctionner de manière fiable pendant plus de 6 ans. Diode VD5 selon le schéma de la fig. 1 dans [2] est exclu du bloc ; sa fonction est remplie par la diode de protection intégrée du transistor VT2 du bloc. Condensateur C2 - MBGO, C3 - K53-1 ou K53-4, K53-14, K53-18 ; les condensateurs en aluminium ne peuvent pas être utilisés en raison du courant de fuite élevé et de la faible fiabilité. Le transistor KT898A ne peut être remplacé que par KT897A, KT898A1 ou BU931Z étranger, BU931ZR BU931ZPF1, BU941ZPF1. Le connecteur X1 se compose d'un insert ONP-ZG-52-V-AE et d'une prise ONP-ZG-52-R-AE. Le bloc décrit peut être utilisé dans les voitures des familles VAZ-2108 et VAZ-2109, pour lesquelles il sera nécessaire de se connecter au bloc à gauche du connecteur X1.1 selon le schéma de la Fig. 1 nœud assorti, assemblé selon le schéma de la fig. 3 (la croix marque le point de rupture de la chaîne). S'il est censé utiliser un correcteur d'octane [5] avec l'unité d'allumage, les résistances R1, R4 et les condensateurs C1, C2 doivent être exclus de l'unité d'adaptation, la résistance R2 et la diode VD1 doivent être fermées et la sortie du correcteur d'octane [5] (résistance R7) doit être connecté au nœud du transistor de base VT1. La diode Zener D816A doit être remplacée par D815V, le fil d'alimentation positif du correcteur doit être connecté à la broche 5 du connecteur X1.1. Condensateurs dans le nœud C1 - KM-5 (KM-6, K10-7, K10-17), C2 - K73-9 (K73-11). Lors de l'utilisation de l'unité sur des voitures d'autres types avec un disjoncteur, un stabilisateur de tension paramétrique doit être installé pour alimenter le correcteur d'octane, fig. 4.
La sortie du condensateur de disjoncteur Spr est déconnectée et soudée à la broche 7 de la prise X1.2. Maintenant, pour passer à l'allumage conventionnel, il suffit d'insérer une fiche X1.2 dans la prise X1.3, dans laquelle les contacts 1,6,7 sont connectés ensemble (cela n'est pas représenté sur le schéma de la Fig. 1) . Afin de ne pas sortir le fil du condensateur de disjoncteur Spr vers la prise X1.2 de la prise X1.3, il est possible de prévoir un condensateur C4 K73-11 d'une capacité de 0,22 μF pour une tension de 400 V en connectant entre les broches 1, 6, 7 et la broche 2. Dans ce cas, le condensateur Spr est simplement démonté. Après avoir effectué la modernisation spécifiée, l'unité fournit une étincelle ininterrompue avec deux périodes avec une durée totale d'étincelle d'au moins 0,8 ms à une vitesse de vilebrequin du moteur de 30 à 6000 min-1 et une modification de la tension du réseau de bord de la voiture de 12 à 14 V. Le moteur a commencé à fonctionner "plus doucement", a amélioré la dynamique de la voiture. Lorsque la tension d'alimentation est réduite à 6 V, l'unité maintient l'étincelle ininterrompue avec une période dans les limites spécifiées de la vitesse du vilebrequin, et l'étincelle à deux périodes est maintenue jusqu'à une vitesse de 1500 min-1 avec une diminution de la sur- tension de bord à 8 V, ce qui facilite grandement le démarrage du moteur. L'utilisation d'un transistor de commutation au lieu d'un trinistor dans l'unité permet également d'augmenter l'énergie d'étincelle grâce à la décharge presque complète du condensateur de stockage à travers l'enroulement primaire de la bobine d'allumage, comme dans les unités d'allumage à condensateur avec stockage d'énergie pulsée. Cette option est devenue possible du fait que l'unité de Yu. Sverchkov [1] n'a pas peur de fermer le condensateur de stockage C2. La mise en œuvre de la qualité spécifiée est obtenue en allumant la diode VD8 en parallèle avec l'enroulement primaire de la bobine d'allumage (dans le schéma fonctionnel, elle est représentée par des lignes pointillées). Le processus de décharge du condensateur de stockage pour une unité d'allumage avec stockage d'énergie continu dans le condensateur est quelque peu inhabituel. Lorsque les contacts du disjoncteur sont fermés, le condensateur de commande C3 est chargé, et au moment où ils sont ouverts, il s'avère être connecté par une plaque positive à travers la diode VD6 à la base du transistor VT2, et par un moins à travers le résistance R4 à l'émetteur. Le transistor VT2 s'ouvre et reste ouvert tant que son courant de base - le courant de décharge du condensateur C3 - reste suffisant pour cela. Le condensateur de stockage C2 est connecté à travers le transistor VT2 à l'enroulement primaire de la bobine d'allumage et se décharge pendant le premier quart de la période de la même manière que dans le bloc [1]. Lorsque la tension à la borne "K" de la bobine passe par zéro, la diode VD8 s'ouvre. Le courant dans le circuit à ce moment atteint un maximum. La diode ouverte VD8 shunte le condensateur C2, connecté via un transistor ouvert VT2 à l'enroulement de bobine I, et, par conséquent, le condensateur ne se recharge pas, il est complètement déchargé vers l'enroulement de bobine d'allumage I et toute son énergie va dans son champ magnétique. La diode ouverte VD8 maintient le courant dans le circuit formé par elle et l'enroulement I, et la décharge d'étincelle qui s'est produite pendant le premier quart de la période. Une fois que toute l'énergie stockée de la bobine est épuisée, la décharge par étincelle s'arrête. Il convient de noter que dans ce cas, contrairement au cas du processus oscillatoire de décharge du condensateur C2, la durée de décharge ne dépend pas de l'état du transistor VT2 et n'est déterminée que par la capacité du condensateur C2 et les caractéristiques de la bobine d'allumage. Ainsi, le transistor VT2 peut se fermer avant ou après la fin de la décharge par étincelle, ce qui réduit les exigences de précision du réglage unitaire. Il suffit de l'ajuster sur le support pour le cas d'un processus oscillatoire, puis de souder simplement la diode VD8. Cette propriété du bloc le rend universel. Par exemple, si une ressource accrue de bougies d'allumage est requise, l'unité est utilisée en mode oscillatoire, la durée de la décharge d'étincelle est de 0,8 ms, un démarrage sûr du moteur dans toutes les conditions. Et lorsqu'une énergie d'étincelle élevée est requise (exigences accrues pour le niveau de toxicité des gaz d'échappement), l'unité est utilisée avec un processus de décharge de courant en installant une diode VD8. La décharge d'étincelle lors du test d'un bloc avec une diode a la forme d'un cordon bleu-cramoisi, comme dans les systèmes à transistors. Pour la modernisation de blocs déjà fabriqués [2], aucune modification importante n'est nécessaire. Le transistor KT898A et la diode KD226V sont librement placés sur la carte existante à la place du trinistor VS1 et du circuit d'extension d'étincelle C2R3R4VD6. Le transistor n'a pas du tout besoin de dissipateur thermique, car la durée de l'impulsion de courant qui le traverse est incommensurablement inférieure à celle des systèmes à transistors. Après la modernisation, le courant d'impulsion consommé par l'unité d'allumage pendant le fonctionnement du moteur augmente considérablement (avec le moteur arrêté, le courant est resté le même - 0,3 ... 0,4 A). Par conséquent, il est conseillé de connecter un condensateur de blocage d'oxyde d'une capacité de 4 1 uF pour une tension d'au moins 22 V entre la broche 000 du connecteur X25 et le fil commun. Bien entendu, la modernisation décrite du bloc [1] n'épuise pas les possibilités d'augmenter encore la durée et l'énergie de la décharge par étincelle. Ainsi, par exemple, une méthode a été testée pour connecter l'enroulement primaire de la bobine d'allumage à une source d'alimentation à la fin du cycle d'étincelles. Et bien qu'un tel bloc s'avère plus complexe et, par conséquent, moins fiable, en général, en termes de ces indicateurs, il surpasse bien d'autres décrits dans le magazine. Un fragment du circuit de la version améliorée est représenté sur le schéma de la Fig. 5 (le transducteur reste toujours inchangé).
Après l'ouverture des contacts du disjoncteur, les processus se produisant dans l'unité au cours du premier quart de la période de décharge du condensateur de stockage C2 sont similaires à ceux décrits ci-dessus (phase 1 sur la Fig. 6), cependant, en plus, le condensateur C4 est chargé à travers les résistances R4, R5, la jonction d'émetteur du transistor VT3. Le courant de charge de ce condensateur ouvre le transistor VT3 et le maintient dans cet état pendant un temps déterminé par les paramètres des éléments du circuit de charge.
Une fois que la tension à la borne "K" de la bobine d'allumage passe par zéro à la fin du premier quart de la période et dépasse la tension directe de la diode VD9, elle s'ouvrira et la borne "K" à travers la diode VD9 et le transistor VT3 seront connectés au fil commun. Un courant provenant de la source d'alimentation traversera l'enroulement primaire de la bobine d'allumage, s'ajoutant au courant de décharge du condensateur C2 et maintenant la décharge d'étincelle résultante (phase 2). De plus, le courant de base du transistor VT3 devient si petit que le transistor se ferme, éteignant l'enroulement primaire de la bobine d'allumage. La surtension qui en résulte à la borne "K" - environ 200 V (phase 3 sur la Fig.) - est suffisante pour une deuxième panne de l'éclateur, car à ce moment-là, la décharge d'étincelle n'est pas encore terminée et la deuxième panne se produit dans un environnement préparé. De plus, la décharge se déroule comme dans un système à transistors (phase 4 sur la figure 6). Une fois les contacts du disjoncteur fermés, le condensateur C4 se décharge rapidement à travers la résistance R5 et la diode VD10, préparant le prochain cycle d'étincelles. La durée totale de la décharge d'étincelle dans l'unité améliorée est de 2 ms et reste presque constante dans la plage de fréquences du formateur d'impulsions de 10 à 200 Hz à une tension d'alimentation de 14 V. L'établissement de ce bloc n'est pas difficile. Tout d'abord, ils le réparent avec le transistor VT3 désactivé de la même manière que décrit ci-dessus. Ensuite, le transistor VT3 est connecté, au lieu de la résistance constante R5, une résistance variable de 2,2 kOhm est connectée et son curseur est réglé sur la position de la résistance la plus élevée. La source d'alimentation est allumée et la tension est réglée sur 14 V. En tournant le curseur de la résistance variable, la forme de la tension à la borne «K» de la bobine d'allumage correspond à celle illustrée à la fig. 6 dans la plage de fréquences du formateur d'impulsions de 10 à 200 Hz, après quoi, au lieu d'une résistance variable, une constante de la résistance correspondante est soudée (généralement de 430 à 1000 Ohms). Les tests ont été effectués avec la bobine d'allumage B115 pour le système de contact de la voiture GAZ-24 avec une résistance supplémentaire fermée. Il n'y a pas besoin d'avoir peur de fermer cette résistance - la bobine ne surchauffera pas, car le temps de la décharge d'étincelle générée par l'unité à chaque cycle est inférieur au temps pendant lequel la bobine est sous courant lorsque les contacts du disjoncteur sont fermés dans un système d'allumage classique. Dans le cas de l'utilisation d'autres bobines d'allumage, la capacité optimale des condensateurs C3 et C4 peut devoir être clarifiée expérimentalement. L'efficacité du nœud sur le transistor VT3 est évaluée en bloquant le condensateur C4 après réglage. La fréquence d'étincelles est réglée sur 200 Hz et le condensateur C4 est touché au point où il est éteint - le son de la décharge d'étincelle devrait changer et le cordon d'étincelle devrait devenir un peu plus épais, avec la formation d'un léger nuage de gaz ionisé qui l'entoure, comme une décharge d'étincelle générée par des systèmes à transistors. Il n'y a aucun risque d'endommagement du transistor VT3. Le transistor VT3 doit être installé sur le corps du bloc, en lubrifiant la surface adjacente avec de la pâte KPT-8 ou de la graisse Litol-24. Si un autre transistor est utilisé à la place du KT898A1 (ou du BU931ZPF1), un joint isolant en mica devra être placé en dessous. Dessin de la carte de circuit imprimé du bloc selon le schéma de la fig. 1 est représenté sur la fig. sept.
La carte est conçue de manière à faciliter au maximum le montage de toute variante de l'unité d'allumage décrite dans l'article. La résistance R1 pour faciliter l'établissement est composée de deux - R1.1 et R1.2. Au lieu des diodes D220, vous pouvez utiliser KD521A, KD521V, KD522B ; au lieu de D237V, KD209A-KD209V, KD221V, KD221G, KD226V-KD226D, KD275G conviennent, et au lieu de KD226V (VD8) - KD226G, KD226D, KD275G. Pour un correcteur d'octane, des frais distincts doivent être fournis. Le transformateur T1 est monté sur un circuit magnétique Ш16х8. Les plaques sont assemblées bout à bout, une bande de fibre de verre de 0,2 mm d'épaisseur est insérée dans l'interstice. L'enroulement I contient 50 tours de fil PEV-2 0,55 (il peut être plus épais - jusqu'à 0,8), l'enroulement II - 70 tours de fil PEV-2 d'un diamètre de 0,25 à 0,35 mm, l'enroulement III - 420-450 tours de fil PEV-2 avec un diamètre de 0,14 à 0,25 mm. Une photo de l'une des variantes de l'unité d'allumage (sans boîtier) est illustrée à la fig. huit.
littérature
Auteur : E. Adigamov, Tachkent, Ouzbékistan
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