Дипломна робота з теми: «Транзисторна система запал юва ння, кома контактна І безконтактна. Несправності, обслуговування» учня групи №112

Ім'я файлу: 9504.docx
Розширення: docx
Розмір: 554кб.
Дата: 24.10.2022
скачати
Пов'язані файли:
3 презентация.pptx

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ПРОФЕСІЙНО-ТЕХНІЧНИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«ФАСТІВСЬКИЙ ЦЕНТР ПРОФЕСІЙНО-ТЕХНІЧНОЇ ОСВІТИ»

ДИПЛОМНА РОБОТА
з теми:
«Транзисторна система запалювання, кома контактна і безконтактна. Несправності, обслуговування»

учня групи № 112
^{__________________________________________}

^{(П. І. Б.)}
Керівник роботи:
^{І. Мельник}

2022 р.

ЗМІСТ

Вступ…………………………………………...……………………………3

Транзисторна система запалювання, контактна і безконтактна…………5

Недоліки та переваги контактно-транзисторної системи запалювання..24

Висновок…………………………………………………………..………28

Література…………………………………………………………………29

ВСТУП

Контактно-транзисторна система запалювання відрізняється від контактної тим, що між контактами переривника і котушкою запалювання включають транзисторний комутатор. Контактний переривник управляє роботою транзистора, подаючи на нього керуючий струм.

Транзистор - електропреобразовательний напівпровідниковий прилад, службовець для перетворення електричних величин. У контактно-транзисторної системи запалювання він зокрема служить для комутації ланцюга первинної обмотки котушки запалювання.

Що дає застосування транзисторного комутатора в системі запалювання? в чому переваги контактно - транзисторної системи запалювання перед контактною системою?

По-перше, найголовніша перевага, це можливість застосування котушок запалювання з великим числом трансформації. Тобто, можливо, зменшити число витків в первинній обмотці котушки запалювання і в той же час збільшити число витків у вторинній котушці. Це на чверть дає можливість підвищити вторинна напруга і як наслідок збільшити зазор на свічках запалювання до 1мм. При всьому цьому струм, що проходить через контакти трамблера мінімальний, приблизно 0,5 А. Тому не потрібно застосування конденсатора для гасіння іскріння і дозволяє зменшити зазор при цьому збільшується термін служби контактів. До недоліків цієї системи можна віднести наявність деталей, що труться в трамблері. При зносі упору рухомого контакту змінюється зазор між ними, при цьому змінюється кут замкнутого стану контактів і змінюється момент іскроутворення. Крім цього трамблер залишається чутливим до зносу втулок кулачкового вала.

Транзисторний комутатор працює в двох режимах:

схема комутатора відкрита для проходження струму в первинну обмотку котушки запалювання (контакти переривника замкнуті)

схема комутатора закрита для проходження струму в первинну обмотку котушки запалювання (контакти переривника розімкнуті)

При розмиканні контактів у вторинній обмотці котушки запалювання наводиться ЕРС, і в ланцюзі високої напруги тече імпульсний струм, забезпечуючи іскроутворення в свічці.

Контакти переривника включені в ланцюг бази транзистора. При замиканні контактів через них проходить струм невеликої сили (0,75 А). Оскільки сила струму бази транзистора незначна, при розриві контактів зносу від електричної іскри практично не відбувається. На термін служби контактів впливає тільки механічний знос.

Струм, що надходить на первинну обмотку 2 через транзистор, підвищує напругу у вторинному ланцюзі приблизно на 25%. Це дозволяє збільшити зазор між електродами свічки запалювання до 1-1,2 мм і тим самим, по-перше, збільшити довжину іскри, а по-друге, домогтися повного згоряння робочої суміші в циліндрах двигуна при будь-якій частоті обертання колінчастого вала. Завдяки потужній іскрі полегшується пуск двигуна і підвищується його економічність.

У транзисторної системі котушка запалювання має більшу кількість витків у вторинній обмотці 3 (41500 витків) конденсатор в переривнику-розподільнику транзисторної системи запалювання відсутня.

Транзисторна система запалювання, контактна і безконтактна
Основною відмінністю контактно-транзисторної системи запалювання від контактної є наявність в ній транзисторного комутатора. Тому особливості схеми і роботи контактно-транзисторної системи визначаються схемним рішенням комутатора.

На вітчизняних автомобілях застосовується контактно-транзисторна система з комутатором ТК.102 додатковим резистором СЕ107 котушкою запалювання Б114 і розподільниками різних моделей (Р4-Д, Р13-Д, Р133 Р137 - все восьмііскро-ші).

Основним елементом транзисторного комутатора ТК102 є потужний германієвий транзистор VT (ГТ701А), емітер-но-колекторний перехід якого включений в ланцюг первинної обмотки котушки запалювання Б114. База транзистора VT через первинну обмотку імпульсного трансформатора з'єднана з переривачем розподільника, а через вторинну - з емітером.

При включеному вимикачі S транзистор VT комутатора може перебувати у відкритому 'або закритому стані в залежності від того, замкнуті або розімкнуті контакти переривника.

При розімкнутих контактах переривника транзистор знаходиться в закритому стані, так як потенціал бази і потенціал емітера однакові. Опір транзистора при цьому становить сотні омов і струму в первинної обмотці котушки запалювання не буде.

При замкнутих контактах переривника в схемі піде струм по ланцюгу: позитивний висновок акумуляторної батареї - амперметр- контакти вимикача запалювання-додатковий резистор - первинна обмотка котушки запалювання - резистор R комутатора - первинна обмотка імпульсного трансформатора - контакти переривника - маса автомобіля - негативний висновок акумуляторної батареї. В результаті падіння напруги на резисторі R потенціал бази стане менше потенціалу емітера і транзистор відкриється. При цьому опір транзистора складе частки ома, завдяки чому струм, що протікає через первинну обмотку котушки запалювання, досягає максимальної величини (близько 8 А). Із зростанням частоти обертання колінчастого вала через зменшення часу замкнутого стану контактів переривника струм зменшується до 3 А. Через контакти переривника проходить лише струм бази транзистора, що не перевищує 09 А при непрацюючому двигуні і зменшується до 03 А зі збільшенням частоти обертання.

При розмиканні контактів переривника зникає струм в первинній обмотці імпульсного трансформатора ІТ, що призводить до різкого зменшення магнітного потоку в його осерді. В результаті у вторинній обмотці цього трансформатора індукує е. д. е., прикладена до переходу емітер-база в зворотному напрямку, т. е. потенціал бази стає більше потенціалу емітера, і транзистор VT закривається. Застосування імпульсного трансформатора забезпечує так зване активне замикання транзистора, завдяки чому прискорюється процес перемикання транзистора. У режимі закритого стану транзистора резистор R шунтирует перехід емітер-база і цим забезпечує зниження замикаючої напруги до необхідної величини.

При переході транзистора VT в закритий стан переривається струм в первинній обмотці котушки запалювання, а у вторинній обмотці індукується е. д. з. від 17 до 30 кВ. Висока напруга від вторинної обмотки котушки запалювання подається через розподільник до чергової свічці.

При перериванні струму в первинній обмотці котушки запалювання индуктируется е. д. з. самоіндукції величиною до 100 В. При низькій частоті обертання колінчастого вала або при обриві ланцюга високої напруги величина е. д. з. самоіндукції значно зростає, що може привести до пробою транзистора. Для запобігання транзистора від пробою паралельно первинній обмотці котушки запалювання включено стабілітрон VD2 (Д817В), напруга стабілізації якого становить близько 80 В. Якщо е. д. з. самоіндукції перевищить вказане значення, стабілітрон пробивається, і струм, викликаний е. д. з. самоіндукції, замикається через стабілітрон VD2 і діод VD1. Діод VD1 (Д220) перешкоджає проходженню через стабілітрон струму від акумуляторної батареї.

При величині е. д. з. самоіндукції меншою напруги пробою стабілітрона VD2 ток, нею викликаний, йде на заряд конденсатора С1.

В результаті цього різко зменшується виділяється на транзисторі потужність в момент його замикання, а отже, і його нагрівання.

Електролітичний конденсатор С2 служить для згладжування імпульсів, що виникають в джерелах живлення, і тим самим захищає схему від перенапруг. Такі імпульсні перенапруги можуть досягати значних величин при несправності генераторної установки змінного струму.

Транзисторний комутатор ТКЮ2 (рис. 5.5) змонтований в литому алюмінієвому корпусі, який для кращого тепловідведення має ребристу поверхню. Транзистор укріплений в спеціальному колодязі і для герметизації залитий епоксидною смолою. В останніх конструкціях транзистори ми герметизується.

Всі інші елементи схеми розміщені всередині корпусу комутатора. Електролітичний конденсатор 6 і імпульсний трансформатор розташовані окремо. Інші елементи об'єднані в загальний блок, залитий поліефірним компаундом. Для запобігання перегріву стабилитрона блок забезпечений теплоотводом.

Знизу комутатор закритий металевою дном, яке кріпиться до корпусу заклепками.

Транзисторний комутатор встановлюють в кабіні водія, температура в якій значно нижче, ніж у відсіку двигуна. Цей захід служить для запобігання транзистора від перегріву.

Додатковий резистор СЕ107 виконаний з двох секцій. Секція включена в ланцюг первинної обмотки котушки запалювання постійно. Секція RJ при пуску закорачивается контактами реле стартера або додаткового реле. Таким чином компенсується (як і в контактній системі запалювання) зменшення напруги батареї при харчуванні стартера.

Додатковий резистор СЕ107 складається з двох секцій, розміщених в металевому корпусі. Кожна секція виконана у вигляді спіралей з константановой дроту, закріплених на порцелянових ізоляторах. Опір кожної секції становить 05 Ом. кінці секцій за допомогою пластин 5 до яких вони приварені, з'єднані з трьома ізольованими висновками. Висновки мають маркування К, ВК, ВК-Б.

У наконечниках, що з'єднують високовольтні дроти зі свічками, встановлюються помехоподавительного резистори.

Контактно-транзисторна система запалювання в порівнянні з контактною дозволяє значно підвищити напругу; розвивається вторинної обмоткою котушки запалювання (Рис. 4).

Котушка запалювання Б114 відрізняється від котушок контактної системи запалювання обмотувальними даними і має електрично розділені обмотки для запобігання перевантаження транзистора комутатора від високої напруги вторинної обмотки.

Первинна обмотка виконана з дроту діаметром 125 мм і має менше витків, ніж обмотка звичайних котушок. Цим досягається зниження опору і забезпечується підвищений струм первинної ланцюга.

Розподільники, які застосовуються в контактно-транзисторної системи, на відміну від розподільників контактної системи запалювання не мають конденсатора.

Розподільники Р4-Д і Р13-Д не мають істотних конструктивних відмінностей від розподільника Р119-Б.

До найбільш сучасним відносяться розподільники Р133 і Р137 (рис. 5). У них змінена конструкція бігунка розподільника і відцентрового регулятора.

У бігунку розподільника встановлюється дротяний по-мехоподавітельний резистор опором 4-5 кОм.

Конструкція відцентрового регулятора змінена докорінно. Важки повертаються при роботі регулятора навколо осей. При цьому вони тиснуть своїм робочим профілем А на диску приводу пластину кулачка і, долаючи зусилля пружин, при збільшенні частоти обертання колінчастого вала повертають кулачок в сторону збільшення випередження запалювання. Необхідна характеристика відцентрового регулятора досягається відповідною формою робочого профілю важків і жорсткістю пружин.

Установка початкового кута випередження запалювання здійснюється гайками октан-коректора.

Підвищення ступеня стиснення і частоти обертання колінчастого вала двигуна, що відбувається в процесі розвитку конструкцій автомобільних двигунів, тягне за собою підвищення напруги системи запалювання.

В процесі експлуатації напруга змінюється через обгорання електродів свічок і збільшення зазору між ними. З одного боку, ця обставина викликає додаткове зростання напруги, необхідного для пробою проміжку між електродами свічок, а з іншого - знос розподільника і підвищення перехідного опору всіх контактів первинного кола і поступове зниження напруги системи запалювання.

Для підвищення надійності і довговічності роботи приладів системи запалювання і усунення недоліків на більшості багатоциліндрових двигунів встановлюють транзисторні системи запалювання, різновидом яких і є контактно-транзисторна система запалювання, в якій широке застосування отримали напівпровідники. Напівпровідникові прилади можуть бути використані в якості підсилювача, включеного між первинною обмоткою котушки запалювання і переривачем з тим, щоб зменшити струм в момент розмикання його контактів і одночасно збільшити струм в первинній обмотці котушки. За цим принципом і виконуються контактно-транзисторні системи запалювання, в яких застосовують переривник-розподільник звичайної конструкції, але між ним і котушкою запалювання включають напівпровідниковий підсилювач, який часто називають напівпровідниковим комутатором.

Подальшим удосконаленням системи запалювання є заміна переривника імпульсним генератором з напівпровідниковим підсилювачем. Тому струм в первинної ланцюга котушки запалювання виходить переривчастим. На такому принципі засновані схеми безконтактних транзисторних систем запалювання, які через відсутність контактів мають більш високу надійність.

При включеному запалюванні і розімкнутих контактах переривника транзистор закритий. У момент замикання контактів переривника в ланцюзі управління транзистора буде проходити струм 0308 А (в залежності від швидкості обертання кулачка переривника).

Шлях струму в ланцюзі управління транзистора показаний штриховими стрілками: «+» акумуляторної батареї - затиск КЗ тягового реле стартера - затиск AM вимикача запалювання - ротор вимикача - затиск КЗ вимикача - два додаткових резистора, з'єднаних клемами ВКБ і ВК - первинна обмотка котушки запалювання - безіменний затиск транзисторного комутатора - перехід емітер Е - база (Б) транзистора - первинна обмотка імпульсного трансформатора - замкнутий контакт переривника - «маса» - «-» батареї.

При проходженні струму управління відбувається різке зниження опору переходу емітер - колектор (Е-К) транзистора, і він відкривається, включаючи ланцюг робочого струму низької напруги первинного кола запалювання.

Шлях робочого струму низької напруги показаний суцільними стрілками: «+» акумуляторної батареї - затиск КЗ тягового реле стартера - вимикач запалювання - резистори - первинна обмотка котушки запалювання - безіменний затиск транзисторного комутатора - перехід емітер-колектор (3-К) транзистора 7 - «маса» - «-» акумуляторної батареї.

Сила струму в цьому ланцюзі залежить від напруги джерела, величини опору, індуктивності первинної ланцюга і часу замкнутого стану контактів переривника.

При розмиканні контактів переривника струм управління переривається, що викликає різке підвищення опору транзистора, він закривається, вимикаючи ланцюг робочого струму первинної ланцюга запалювання.

Різке переривання струму в первинній обмотці котушки запалювання супроводжується різким зменшенням магнітного потоку, який перетинає витки вторинної та первинної обмоток, сердечник і кільцевий маг-нітопровода. При цьому у вторинній обмотці індукується е.р.с. від 17 до 30 кВ, а в первинній обмотці котушки е.р.с. самоіндукції НЕ перевищує 100 В.

Струм високої напруги з вторинної обмотки котушки запалювання надходить на розподільник, потім на свічку запалювання, «масу» і повертається у вторинну обмотку.

Е.р.с. самоіндукції первинної обмотки котушки запалювання викликає заряд конденсатора, який захищає транзистор від дії е.р.с., а електролітичний конденсатор захищає транзистор від імпульсних перенапруг.

У контактно-транзисторну систему запалювання входять наступні апарати.

Переривачі-розподільники Р133 і Р137 восьмііскровие, правого обертання, з відцентровим і вакуумним регуляторами випередження запалювання і октан-коректором.

Конструкція переривників-розподільників Р133 і Р137 в основному аналогічна конструкції розподільника Р119-Б. В роторі розподільника встановлений дротяний помехоподавительного резистор опором 4-5 кОм. До валу жорстко кріпиться повідкова пластина. На осях пластини встановлені важки відцентрового регулятора випередження запалювання.

При роботі регулятора робочий профіль А важків перекочується по робочій площині Б повідкової пластини кулачка.

Підбором робочого профілю А важків і жорсткості пружин забезпечують оптимальну характеристику кута випередження запалювання.

В розподільника Р4-Д і Р13-Д та ін., Які застосовуються на восьмициліндрових двигунах, конструкція ротора розподільника і відцентрового регулятора випередження запалювання аналогічна конструкції цих вузлів розподільника Р119-Б. В розподільника, що застосовуються в контактно-транзиторною системі запалювання, конденсатор не встановлюють.

Зразком класичної системи батарейного запалювання може бути система запалювання двигуна автомобіля ГАЗ-24-01 “Волга” (рис. 1.1).

Система запалювання працює так. Коли запалювання ввімкнено і контакти переривача замкнено, в первинному колі протікає струм низької напруги.

Коло струму низької напруги (рис. 1.1): плюсовий вивід батареї — амперметр — затискач AM — вимикач запалювання 14 — контактна пластина 15 — контакт 16 — затискач вимикача КЗ — додатковий резистор ІЗ — первинна обмотка 11 котушки запалювання — затискач 10 переривача — важіль 8 — контакти 7 переривача — корпус автомобіля — мінусовий вивід батареї.

Коло струму низької напруги переривається в момент, коли кулачок 6, набігаючи виступом на важіль 8 переривача, спричинює розмикання контактів 7. У цей час у первинній обмотці її індукується ЕРС самоіндукції близько 200...300 В, а у вторинній — до 24 кВ і більше; в осерді та кільцевому магнітопроводі з'являються вихрові струми. Електрорушійна сила, індукована у вторинній обмотці, створює між електродами свічок запалювання іскровий розряд, внаслідок чого у вторинному колі з'являється струм.

Коло струму високої напруги: вторинна обмотка 12 котушки запалювання — приглушувальний резистор 5 кришки розподільника — електрод ротора 4 розподільника — іскровий зазор — електрод кришки 3 — приглушувальний резистор 2 — центральний електрод свічки запалювання 1 — іскровий зазор — маса автомобіля.

Під час пуску двигуна, стартером напруга акумуляторної батареї, а отже, й сила струму в первинній обмотці котушки запалювання знижується, що знижує високу напругу. Щоб його збільшити, контакти реле стартера замикаються та закорочують додатковий резистор 13, а це знижує опір первинного кола, і отже, сила струму в ньому збільшується.

Рис.1.1 Напівмонтажна схема системи запалювання двигуна автомобіля ГАЗ-24-01 “Волгa”:

1— свічка запалювання; 2, 5 — приглушувальні резистори; 3 — кришка розподільника; 4 — ротор розподільника; 6 — кулачок; 7 — контакти переривача; 8— важіль переривача; 9 — конденсатор; 10 — затискач переривача; 11,12 — первинна і вторинна обмотки котушки запалювання відповідно; 13 — додатковий резистор із затискачами НК і ВК-Б; 14 — вимикач запалювання із затискачами КЗ, СТ, ПР та АМ; 15 — контактна пластина; 16 — пружинний контакт; 17 — реле ввімкнення стартера із затискачами К. КЗ, С та Б.

Контактно-транзисторна система запалювання.

Високі вимоги, що ставляться до системи запалювання, не можна задовольнити класична система батарейного запалювання, оскільки в цьому випадку реальним способом підвищення вторинної напруги є збільшення сили струму розривання. Проте, якщо ця сила перевищить певне значення — (3,5...4,0 А при 12 В), то це призведе до ненадійної роботи контактів переривача та різкого скорочення терміну їхньої служби, А тому постала потреба створення нових пристроїв, які б дали змогу поліпшити умови займання робочої суміші в циліндрах.

Один із шляхів підвищення системою запалювання вторинної напруги — застосування напівпровідникових приладів, що працюють як керувальні ключі для переривання струму в первинній обмотці котушки запалювання. Як напівпровідникові реле найчастіше використовують потужні транзистори, здатні комугувати струми силою до 10 А в індуктивному навантаженні без будь-якого іскріння та механічного пошкодження, що притаманне контактам переривача.

Контактно-транзисторна система запалювання (рис.1.2) складається з елементів, що їх містить і класична система батарейного запалювання, й відрізняється від неї наявністю транзистора та відсутністю конденсатора, який шунтує контакти переривача. Схема має ту особливість, що в ній контакти переривача комутують тільки незначний струм бази і_σ — струм керування транзистором, тоді як струм емітера і_е в силовому колі комугує транзистор. Слід зазначити, що ця особливість контактно-транзисторної системи дає змогу позбутися головної вади класичної системи запалювання. Вторинну напругу U₂,і що її розвиває котушка запалювання в цій системі можна підвищувати у великих межах, оскільки збільшення струму і обмежують лише параметри транзистора, а не стійкість контактів переривача.

На автомобілях ЗІЛ-130, ГАЗ-53А та інших встановлена контактно-транзисторна система (рис.6.3) з комутатором (ТК102). додатковим резистором 4 (СЭ-107), котушкою запалювання 3 (БП4) та восьмиіскровим розподільником 5 типу Р13-Д, Р11-33 чи Р137.

Система працює так. Коли запалювання ввімкнено і контакти переривача розімкнено. то транзистор закритий і в первинному колі струм не протікає. У момент замикання контактів переривача в колі керування транзистора протікає струм силою не більш як 0,8 А.

Рис. 1.2. Принципова схема контактно-транзисторної системи батарейного запалювання:

1 — акумуляторна батарея;

2 — переривач;

3 — котушка запалювання;

4 — вимикач додаткового резистора;

5 — розподільник;

6 — свічки запалювання;

7 — вимикач

Стрілками на рис.1.3 зображено шлях струму в колі керування транзистора: позитивний вивід батареї GB — вимикач запалювання 5 — додаткові резистори СЭ-107 — первинна обмотка котушки запалювання — перехід емітер-база транзистора — первинна обмотка імпульсного трансформатора — контакти переривача 2 — корпус — негативний вивід акумуляторної батареї.

Внаслідок протікання струму керування через перехід між базою та емітером транзистора різко знижується опір переходу емітер — колектор транзистора з кількох сотень до кількох часток ома, і він відкривається, вмикаючи коло струму низької напруги.

Коло струму низької напруги: позитивний вивід акумуляторної батареї — вимикач запалювання — додаткові резистори — первинна обмотка котушки запалювання — перехід емітер-колектор транзистора — корпус — негативний вивід батареї. Сила струму в первинному колі, коли транзистор відкритий, досягає 8 А у непрацюючому двигуні й знижується до 3 А із збільшенням частоти обертання його колінчастого вала. Після ввімкнення стартера вимикач запалювання вмикає реле, яке спричинює замикання контактів і первинна обмотка котушки запалювання вмикається до акумуляторної батареї, минаючи резистор (нижній за схемою). Сила струму в первинному колі зростає, а разом з цим збільшується напруга у вторинному колі запалювання.

Рис. 1.3. Схема контактно-транзисторної системи запалювання:

VT1 — транзистор ГТ701А; VD1 -— діод Д220; VD2

стабілітрон Д8117В; С1 — конденсатор БМБ-160-l; С2 — конденсатор К50-6 50 мкФ, 25 В; R2— резистор УЛИ-0,25-27; ТА — імпульсний трансформатор (W1 = 57, W2= 500), 1 — транзисторний комутатор; 2 — переривач; 3 — котушка запалювання; 4 — блок резисторів; 5 — розподільник; 6 — свічки запалювання

Розмикання контактів переривача супроводжує переривання струму керування транзистора, що спричинює різке підвищення опору транзистора і він, закриваючись, вимикає коло струму первинного кола запалювання. У момент переривання струму керування у вторинній обмотці імпульсного трансформатора індукується ЕРС.

Імпульс ЕРС вторинної обмотки трансформатора діє в колі транзистора в напрямі, супротивному струму керування, внаслідок чого прискорюється закриття транзистора за 3,..5 мкс, а отже, прискорюється переривання струму в первинній обмотці котушки, і різко зменшується магнітний потік. Енергія струму взаємоіндукції вторинної обмотки трансформатора втрачається на нагрівання резистора R2, який збільшує тривалість дії запірного імпульсу.

У вторинній обмотці котушки індукується ЕРС від 17 до 30 кВ., а в первинній обмотці котушки — ЕРС самоіндукції до 100 В.

Коло струму високої напруги: вторинна обмотка котушки — розподільник — свічка запалювання — корпус.

ЕРС самоіндукції первинної обмотки котушки спричинює заряджання конденсатора СІ (1 мкФ). Надалі, коли контакти переривача розімкнеш, конденсатор розряджається через первинну обмотку котушки.

Щоб запобігти перегріванню й пробиванню транзистора в разі збільшення ЕРС самоіндукції первинної обмотки, що може статися За малої частоти обертання колінчастого вала двигуна чи обривання в колі високої напруги, паралельно колу конденсатора СІ увімкнено коло з діода VD1 та стабілітрона VD2 із зустрічними напрямами прямих провідностей. Діод VD1 перешкоджає протіканню струму від акумуляторної батареї через стабілітрон VD2 поза первинною обмоткою котушки запалювання.

Із збільшенням ЕРС самоіндукції первинної обмотки котушки запалювання понад 80 В (напруга стабілізації) стабілітрон пропускає через себе струм самоіндукції, шунтуючи дану обмотку. Завдяки протіканню струму самоіндукції по колу стабілітрона VD2 і діода VD1 напруга на затискачах первинної обмотки знижується, а це запобігає перегріванню та пробиванню транзистора.

Якщо ЕРС самоіндукції стає меншою за 80 В, стабілітрон не проводить через себе струм, і ЕРС самоіндукції витрачається на заряджання конденсатора СІ.

У контактно-транзисторній системі запалювання контакти переривача розвантажені від струму кола первинної обмотки котушки запалювання, що ліквідує окислення та ерозію контактів. Завдяки цьому вони не потребують зачищення в процесі експлуатації в межах 100...150 тис. км пробігу автомобіля. Крім цього, усунення окислення та підгоряння контактів переривача запобігає зміні зазору між ними, а отже, й розрстулюванню кута випередження запалювання під час експлуатації автомобіля.

Напруга у вторинному колі підвищується не менш як на 25 % порівняно-з класичною системою запалювання, а це збільшує енергію іскрового розряду.

Підвищення енергії іскрового розряду сприяє повнішому згорянню навіть збідненої робочої суміші, полегшує пуск двигуна та поліпшує прийомистісьть і економічність двигуна (витрата пального знижується на 2%).

Однією з вад контактно-транзисторної системи запалювання є те, що мала сила струму в колі керування транзистора (0,3.,.0,8 А) зумовлює особливі вимоги до чистоти поверхні контактів переривача. Із незначним збільшенням їхнього опору через забруднення, окислення чи замаслювання сила струму керування транзистором знижується транзистор не відкривається і двигун не запускається. Внаслідок деренчання контактів в контактно-транзисторній системі запалювання вторинна напруга зменшується. Максимальна частота подачі іскор збільшується незначно порівняно з класичною системою. З огляду на механічне спрацювання контактів потрібно періодично регулювати зазор між ними. Тому в багатоциліндрових високообертових двигунах, які потребують великої частоти подачі іскор, іноді застосовують двоє незалежних кіл запалювання (подвійний переривач, дві котушки запалювання).
Транзисторна безконтактна система запалювання.

Застосування безконтактних транзисторних систем запалювання дає змогу усунути вади контактно-транзисторних систем завдяки великій точності подачі іскор і відсутності контактів.

На рис.5.6 наведено принципову схему транзисторної безконтактної системи запалювання з накопиченням енергії в індуктивності з магнітоелектричним датчиком. Схема працює так. Коли хрестоподібний магніт нерухомий, транзистор VT1 закритий і струм у первинній обмотці W1 котушки запалювання 3 не протікає. Коли магніт обертається, в обмотці датчика 2 індукується змінна ЕРС, яка керує транзистором. Під час позитивних півперіодів напруги на датчику транзистор перебуває в стані насичення, а негативних — у стані відтину. Коли транзистор відкритий, від акумуляторної батареї через перехід емітер-колектор і первинну обмотку котушки запалювання протікає струм. За негативної ЕР,С транзистор закривається, струм у первинній обмотці переривається і у вторинній обмотці індукується значна ЕРС. Кількість пар полюсів магніту датчика має відповідати кількості циліндрів двигуна.

Як бачимо із схеми, контакти переривача замінено безконтактним датчиком.

На автомобілях, що випускаються в країнах СНД, застосовують два типи датчиків: магнітоелектричний і напівпровідниковий, керований магнітним потоком з використанням ефекту Холла. На іноземних автомобілях, крім названих датчиків, також застосовуються індуктивні, фотоелектричні, п'єзоелектричні, ємнісні та ін.

Рис.1.4 Принципова схема безконтактної системи запалювання з магнітоелектричним датчиком:

1 — акумуляторна батарея;

2 — магнітоелектричний датчик;

3 — котушка запалювання;

4— розподільник;

5 — свічки запалювання

Отже, замість переривачів у класичній і контактно-транзисторній системах запалювання в безконтактній транзисторній застосовано датчики-розподільники. Виготовляють їх на базі традиційних переривачів-розподільників, однак вузол переривача замінюють безконтактним датчиком.
Ри с.1.5. Принципова схема магніто-електричного датчика для чотирициліндрового двигуна:

1 – магніт, 2 – статор, 3 – обмотка.
Під час обертання зубчастого магніту в обмотці статора згідно із законом індукції виникає змінна напруга. Коли один із зубців магніту наближається до обмотки, напруга в ній швидко зростає, досягає максимуму, потім зубець розміщується на середній лінії обмотки, після цього коли він віддалиться, швидко змінює знак і збільшується в протилежному напрямі до максимуму. Напруга дуже швидко змінюється від позитивного максимуму до негативного, тому нульовий перехід між ними можна використати для керування системою запалювання. Зубчастий магнітний якір встановлено у звичайний корпус переривача. Кількість зубців залежить від кількості циліндрів і тактності двигуна. Напруга, яку виробляє генераторний датчик, залежить від частоти обертання якоря та його конструкції, і має забезпечити надійність запалювання навіть за малої частоти обертання під час пуску двигуна.

Вітчизняна промисловість освоїла випуск безконтактної системи запалення(мал. 1.6), включаючої:

— котушку запалення;

— свічки запалення;

— дроти високої і низької напруги;

— електронний комутатор;

— датчик-розподільник;

— вимикач запалення;

— джерело струму.

Мал. 1.6. Схема безконтактної системи запалення двигуна ваз-2108:

1 — датчик-розподільник; 2 — свічка запалення; 3 — електронний комутатор;

4 — акумуляторна батарея; 5 — генератор; 6 — котушка запалення;

7 і 11 —дроти відповідно низької і високої напруги; 8 — монтажний блок;

9 — вимикач запалення;

10 — штекерний роз'єм датчика-розподільника; +Б — плюсова клема котушки запалення

Електронно-механічний пристрій датчика-розподільника при включеному запаленні і працюючому двигуні видає імпульси напруги на електронний комутатор, який перетворить їх в переривисті імпульси струму в первинній обмотці котушки запалення. У момент переривання імпульсу струму в первинній обмотці у вторинній обмотці індукується струм високої напруги. Струм високої напруги від котушки запалення по дроту подається на центральну клему кришки розподільника і далі через вугільний контакт, токорозносну пластину ротора, бічні клеми подається на свічки запалення і іскровим розрядом запалює робочу суміш в циліндрах двигуна.

Переваги безконтактної системи запалення:

— підвищення надійності зважаючи на відсутність рухомих контактів і необхідності систематичної їх зачистки і регулювання зазорів;

— відсутність впливу вібрації і биття ротора-розподільника на рівномірність моменту іскроутворення;

— підвищення надійності пуску і роботи двигуна при розгонах автомобіля завдяки вищій енергії електричного розряду, що забезпечує надійне запалювання робочої суміші в циліндрах двигуна незалежно від частоти обертання колінчастого валу; — спрощення технічного обслуговування системи запалення

Недоліки та переваги контактно-транзисторної системи запалювання
Мала сила струму в ланцюзі управління транзистора (03- 08 А) висуває особливі вимоги до чистоти поверхні контактів переривника. При незначному збільшенні опору контактів переривника через окислення, забруднення, замасливания і т. П. Сила струму управління транзистором знижується, транзистор не відкривається і двигун не запускається.

Загальні відомості. Для підвищення надійності системи запалювання в сучасних двигунах починають все ширше застосовувати контактно-транзисторну систему запалювання. Це нова, пов'язана з використанням напівпровідникових приладів система запалювання, в якій джерелом електроенергії також є акумуляторна батарея з генератором.

Переваги контактно-транзисторної системи запалювання в порівнянні з батарейній системою наступні: через контакти переривника проходить невеликий струм управління транзистора, а не ток (до 8 А) первинної обмотки котушки запалювання, тому виключається ерозія і знос контактів; зростає струм високої напруги і енергія іскрового розряду, що дозволяє збільшити зазор між електродами свічки запалювання; полегшується пуск і поліпшується економічність двигуна. Транзистор - трьохелектродний прилад, що змінює свій опір від декількох сот омов (транзистор закритий) до декількох часток ома (транзистор відкритий). Маючи малий опір у включеному стані і дуже великий опір в вимкненому стані, транзистор цілком задовольняє вимогам, що пред'являються до переключающим елементам. У контактно-транзисторної системи запалювання транзистор працює в режимі перемикання (режим ключа).

Контактно-транзисторна система запалювання складається з транзисторного комутатора, котушки запалювання, свічок запалювання, розподільника, додаткових резисторів, замикача додаткового резистора, акумуляторної батареї і живлення перевести.

Котушка запалювання Б-114 маслонаповненні вона виконана по трансформаторною схемою, т. е. її первинна та вторинна обмотки пов'язані між собою. Кінці первинної обмотки котушки запалювання виведені до двох клем, розташованим на карболитовой кришці. Одна клема позначена буквою К, інша не має позначення. Один кінець вторинної обмотки приєднаний до корпусу, а інший з'єднаний з проводом високої напруги, укріпленим в центральному отворі кришки котушки запалювання. При установці котушки запалювання її надійно з'єднують з масою (корпусом) так, щоб не було зазору, окалини і т. П..

Додаткові резистори СЕ-107 виконані у вигляді двох спіралей, встановлені в окремому кожусі і мають три вивідні клеми: ВК-Б, ВК. і К Спіралі виготовлені з константановой дроту, опір якої при нагріванні не змінюється, і в первинної обмотці котушки запалювання підтримується постійна напруга.

Транзисторний комутатор ТК-102 складається з транзистора, імпульс ноготрансформатора і блоку захисту транзистора. У блок захисту входять резистори, діод, стабілітрон і конденсатор. Всі прилади комутатора розміщені в алюмінієвому корпусі, що має ребра для кращого відведення тепла. У транзисторного комутатора є чотири клеми, позначені буквами М, К, Р, і одна без позначення. Клему М надійно з'єднують з корпусом (масою) автомобіля багатожильним неізольованих провідником; клему К - з кінцем первинної обмотки котушки запалювання; клему без позначення - з другим кінцем первинної обмотки котушки запалювання і клему Р - з рухомим контактом переривника. Первинна обмотка котушки запалювання включена в ланцюг емітера, а контакти переривника - в ланцюг бази Б транзистора.

Робота контактно-транзисторної системи запалювання. Якщо вимикач запалювання включено, а контакти переривника розімкнуті, то транзистор замкнений, так як немає струму в його ланцюга управління т. Е. В переході емітер - база. Струм не проходить і між емітером і колектором на корпус, так як опір цього переходу дуже велике. При замиканні контактів переривника в ланцюзі управління транзистора (емітер - база) проходить струм, т. Е. Транзистор відкривається. Сила струму управління невелика (близько 08 А) і зменшується до 03 А зі збільшенням частоти обертання кулачка переривника. У контактно-транзисторної системи запалювання є дві ланцюга низької напруги: ланцюг управління транзистора і ланцюг робочого струму.

Ланцюг управління транзістора-, позитивна клема акумуляторної батареї - вимикач запалювання - клеми ВК-Б і К додаткових резисторів - первинна обмотка котушки запалювання - клема транзисторного комутатора - електроди переходу емітер - база транзистора - первинна обмотка імпульсного трансформатора - клема Р - контакти переривника - маса (корпус) - негативна клема акумуляторної батареї. При проходженні струму управління транзистора через перехід емітер - база сильно зменшується опір переходу емітер-колектор і транзистор відкривається, включаючи ланцюг робочого струму.

Ланцюг робочого струму низької напруги: позитивна клема акумуляторної батареї 16 - вимикач 17 запалювання - клеми ВК-Б і К додаткових резисторів - первинна обмотка котушки запалювання - клема транзисторного комутатора - електроди переходу еміттер- колектор транзистора - клема М - маса (корпус) - негативна клема акумуляторної батареї. При розмиканні контактів переривника припиняється струм в ланцюзі управління транзистора і значно зростає його опір. Транзистор закривається, вимикаючи ланцюг робочого струму низької напруги. Магнітний потік змінюється поля перетинає витки котушки запалювання, индуктируя у вторинній обмотці ЕРС , В результаті чого виникає висока напруга (близько 30000 В), а в первинній обмотці - ЕРС самоіндукції (близько 80-100 В).

Ланцюг високої напруги, вторинна обмотка котушки запалювання - ротор розподільника - свічки запалювання (відповідно до порядку роботи двигуна) - маса (корпус) - вторинна обмотка 6 котушки запалювання.

Імпульсний трансформатор необхідний для швидкого замикання транзистора. При розмиканні контактів переривника у вторинній обмотці імпульсного трансформатора індукує ЕРС самоіндукції, напрямок якої протилежно напрямку робочого струму на переході база - емітер. Завдяки цьому швидко зникає магнітне поле і струм в первинній обмотці котушки запалювання. Діод і стабілітрон оберігають транзистор від пробою ЕРС самоіндукції. Вони включені паралельно первинній обмотці котушки запалювання, а між собою з'єднані послідовно із зустрічним напрямком проводимостей. Діод перешкоджає проходженням струму через стабілітрон в прямому напрямку - мимо первинної обмотки котушки запалювання.

Необхідно пам'ятати, що контакти переривника пропускають і переривають тільки силу струму управління транзистора, рівну 08-03 А. Якщо на них потрапило масло, утворилася масляна плівка або шар окису, то струм управління транзистора не зможе пройти через контакти. Тому контакти переривника промивають бензином і стежать за тим, щоб вони завжди були чистими.

ВИСНОВОК

Система запалювання - це сукупність всіх приладів і пристроїв, що забезпечують появу іскри в момент, відповідний порядку і режиму роботи двигуна. Ця система є частиною загальної системи електрообладнання. Перші двигуни (наприклад, двигун Даймлера) як системи запалювання мали калильное голівку. Тобто запалення робочої суміші здійснювалося в кінці такту стиску від сильно нагрітої камери, сполученої з камерою згоряння. Перед запуском калильное головку треба було розігріти, далі її температура підтримувалася згорянням палива. В даний час таким займанням володіють частина мікродвигунів внутрішнього згоряння, що використовуються в різних моделях (авіа-, авто-, судномоделях тощо). Гартівне запалювання в даному випадку виграє своєю простотою і неперевершеною компактністю.

Різних безконтактних систем запалювання існує багато. Принципи дії їх приблизно однакові, однак окремі елементи істотним образом відрізняються, наприклад: транзисторне запалювання з індуктивним датчиком; електронне запалювання, кероване комп'ютером з комплексом даних; електронне запалювання, кероване процесорами, і інш.

При включеному запалюванні і колінчастому валі двигуна, що обертається датчик-розподільник видає імпульси напруги на комутатор, який перетворює їх в переривисті імпульси струму в первинній обмотці котушки запалювання. У момент переривання струму в первинній обмотці індукується струм високої напруги у повторній обмотці. Струм високої напруги йде від котушки запалювання по проводу через вугільний контакт на пластину ротора і потім через клему кришки розподільника по проводу високої напруги, в наконечнику якого встановлений екран, попадає на відповідну свічку запалювання робочу суміш в циліндрі і запалює робочу суміш в циліндрі.

Безконтактна система запалювання підвищує надійність через відсутність жвавих контактів необхідності систематичного їх регулювання зачистки зазорів, а також підвищує надійність пуску і роботу при розгоні автомобіля завдяки більш високій енергії електричного розряду, який забезпечує надійне запалення робочої суміші в циліндрах двигуна незалежно від частоти обертання колінчастого вала. Крім того, однією з переваг безконтактної системи запалювання є відсутність впливу вібрації биття ротора-розподільника на рівномірність моменту іскроутворення.

ЛІТЕРАТУРА

https://budtehnika.pp.ua/5531-kontaktno-tranzistorna-sistema-zapalyuvannya.html
https://studfile.net/preview/9726062/page:18/
https://msn.khnu.km.ua/pluginfile.php/302723/mod_resource/content/0/Тема%2012.pdf
https://avtotachki.com/uk/chto-takoe-kontaktnaya-sistema-zazhiganiya-avtomobilya/
https://studopedia.com.ua/1_24554_kontaktno-tranzistorna-sistema-zapalyuvannya.html
https://www.tme.eu/ua/katalog/ustatkuvannia-maisteren_112607/?search=art

скачати