Электротехника и электрооборудование транспортных и транспортно технологических машин и оборудования”, “ Электрооборудование автомобилей и тракторов” Новочеркасск 2017

ГЛАВА 4. КОНТАКТНО-ТРАНЗИСТОРНАЯ СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ На рис. 4.1(а) показана принципиальная схема контактно-транзисторной системы зажигания. Контакты прерывателя S1 включены в цепь базы (Б) транзистора VT, а первичная обмотка L1 катушки зажигания Т1 — в цепь эмиттера (Э) этого транзистора. Наличие транзистора VT значительно облегчает работу контактов прерывателя, так как через них протекает ток управления транзистором (ток базы Iб), а ток первичной обмотки катушки зажигания I1 — через переход эмиттер — коллектор транзистора. В цепь первичной обмотки включены добавочный резистор Rд, шунтируемый контактами S2 в момент пуска двигателя стартером, выключатель зажигания S3 и аккумуляторная батарея GB. При включении зажигания и замыкании контактов прерыва­теля S1 потенциал базы транзистора VT будет отрицательным относительно эмиттера, поэтому транзистор откроется и в первичной цепи появится ток I1. В этом случае сопротивление транзи­стора (переход эмиттер—коллектор) будет минимальным (0,15 Ом). При размыкании контактов прерывателя S1 ток базы транзистора IБ прерывается, разность потенциалов базы и эмиттера становится равной нулю, транзистор запирается (значительно повышается сопротивление перехода эмиттер—коллектор), сила тока в первичной обмотке катушки зажигания резко убывает, что обеспечивает индуктирование высокого напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания L2. В случае запирания транзистора при прекращении тока базы, т. е. при обрыве цепи базы, снижается устойчивость работы транзистора. Для улучшения процесса запирания транзистора в реальных схемах контактно-транзисторных систем зажигания применяют запирание транзистора, при котором на базу транзистора в момент размыкания контактов прерывателя подается положительный по отношению к эмиттеру потенциал. Рис. 4.1 Электрические схемы контактно-транзисторной системы зажигания: а-принципиальная; б-с транзисторным коммутатором TK-102 На рис. 4.1(б) приведена электрическая схема контактно-транзисторной системы зажигания с транзисторным коммутатором ТК102, которая предназначена для восьмицилиндровых двигателей. Схема включает транзисторный коммутатор I (ТК-102), катушку зажигания Т1 (Б-114), прерыватель S1 и распределитель S4, блок резисторов II (СЭ107), составленный из резисторов Rдl (0,5 Ом) и RД2 (0,5 Ом), выключатель добавочного резистора S2. Резистор RД1 ограничивает максимальную силу тока I1 в первичной цепи, а резистор RД2 выполняет функции добавочного резистора, как в контактной системе зажигания. Катушка зажигания Б114 имеет первичную обмотку L1 из 180 витков провода диаметром 1,25 мм, марки ПЭВ и вторичную L2 из 41 000 витков провода диаметром 0,06 мм марки ПЭЛ. Сопротивление первичной обмотки 0,38 Ом, вторичной 20500 Ом. Индуктивность первичной обмотки 3,7 мГн, а вторичной 150—170 Гн. Коэффициент трансформации КT = ω1/ω2 = 228. Уменьшение числа витков первичной обмотки и ее индуктивности по сравнению с катушками зажигания контактных систем необходимо для понижения ЭДС самоиндукции в первичной цепи, чтобы исключить возможность пробоя силового транзистора коммутатора. Поэтому катушки зажигания контактных и контактно-транзисторных систем зажигания не взаимозаменяемы. Транзисторный коммутатор включает мощный германиевый транзистор VT3 (ГТ701А) или его аналоги, стабилитрон VD2 (Д817В), диод VD1 (Д226), импульсный трансформатор Т2, конденсаторы С1 (1 мкФ) и С2 (50 мкФ), резистор R1 (27 Ом). Все элементы транзисторного коммутатора смонтированы в литом алюминиевом корпусе, имеющем ребристую поверхность для увеличения теплоотдачи. Необходимость интенсивного отвода теплоты вызвана применением германиевого транзистора. Чтобы транзистор не перегревался, температура окружающей среды не должна превышать 65 °С, поэтому транзисторный коммутатор ТК-102 на автомобиле устанавливается в кабине водителя, а не под капотом двигателя. Система работает следующим образом. При включении выключателя зажигания S3 после замыкания контактов прерывателя S1 транзистор VT3 открывается, так как потенциал его базы (Б) транзистора становится ниже потенциала эмиттера (Э), и по первичной обмотке L1 катушки зажигания будет протекать ток I1. Сила тока базы IБ равна 0,8—0,3 А (уменьшается при увеличении частоты вращения кулачка валика прерывателя), а сила тока в первичной обмотке 7—8 А. В момент размыкания контактов прерывателя транзистор VT3 запирается. Ток в первичной цепи резко уменьшается, и во вторичной обмотке L2 катушки зажигания создается высокое напряжение, импульсы которого распределяются по свечам зажигания распределителем S4. Трансформатор Т2 обеспечивает активное запирание транзистора VT3. Первичная обмотка L3 этого трансформатора включена последовательно с контактами прерывателя. При размыкании контактов прерывателя во вторичной обмотке L4 индуктируется ЭДС, обеспечивающая активное запирание транзистора VT3 (потенциал его базы в момент запирания становится выше потенциала эмиттера). Резистор RI формирует импульс, ускоряющий запирание транзистора. При наличии резистора RI (27 Ом) время запира­ния транзистора составляет около 30 мкс, без него 60 мкс. Для защиты транзистора при возрастании ЭДС самоиндукции, возникающей в первичной обмотке катушки зажигания (например, при отсоединении провода высокого напряжения от свечи или крышки распределителя во время работы двигателя и при проверке системы зажигания на искру), включен кремниевый стабилитрон VD2. Напряжение стабилизации стабилитрона выбрано таким, что оно вместе с напряжением питания не превышало предельно допустимого напряжения на участке эмиттер—коллектор (свыше 100 В) транзистора VT3. Диод VDI, включенный навстречу стабилитрону, предотвращает шунтирование стабилитроном первичной обмотки. Конденсатор С2 предназначен для защиты транзистора от случайных перенапряжений в цепи питания схемы (например, при работе без батареи, при неисправности регулятора напряжения, коротком замыкании в обмотках генератора, ухудшении контакта с массой генератора и регулятора). При увеличении скорости запирания транзистора импульсным трансформатором Т2 скорость спада силы тока первичной цепи достаточна для получения необходимого вторичного напряжения, поэтому в контактно-транзисторных системах зажигания конденсатор параллельно контактам прерывателя не включается: Конденсатор С1 обеспечивает снижение тепловых потерь в транзисторе VT3 в период его переключения. К преимуществам контактно-транзисторной системы зажига­ния относятся увеличение вторичного напряжения, энергии и длительности искрового разряда ( в 2 раза), повышение срока службы контактов прерывателя, времени наработки свечей между регулировкой зазора в свечах, так как система менее чувствительна к возрастанию искрового промежутка свечи. Вместе с тем контактно-транзисторная система зажигания не устраняет некоторых недостатков контактных систем: вибраций контактов при большой частоте вращения валика прерывателя, износа подушечки рычажка и граней кулачка прерывателя, что требует систематической проверки и регулировки зазора, а также угла замкнутого состояния контактов. Последнее особенно неудобно при экранировании распределителя. Поэтому разработаны бесконтактные системы зажигания, где прерывание тока в первичной цепи осуществляется электронными устройствами. ГЛАВА 5. БЕСКОНТАКТНАЯ СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ С МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ДАТЧИКОМ Отечественная промышленность выпускает бесконтактную систему зажигания с магнитоэлектрическим бесконтактным датчиком и механическим регулятором опережения зажигания для автомобилей семейства ЗИЛ, Урал и др. Система (рис. 5.1) состоит из датчика-распределителя Р351, включающего датчик В импульсов момента зажигания и распределитель S4, выключате ля зажигания S1, транзисторного коммутатора (ТК-200), добавочного резистора (СЭ326) и аварийного вибратора II типа РС331. Датчик-распределитель P35I сконструирован на базе прерывателя-распределителя зажигания типа Р102. Он состоит из распределителя, магнитоэлектрического датчика момента зажигания и центробежного регулятора опережения зажигания обычной конструкции. Добавочный резистор включает в себя проволочный константановый резистор Rд (0,6—0,8 Ом) и выключатель S2, сблокированный с выключателем стартера. Магнитоэлектрическим датчиком (рис. 5.2) является однофазный генератор переменного тока, состоящий из ротора и статора. Ротор представляет собой восьмиполюсную систему с кольцевым постоянным магнитом 2 и с полюсными наконечниками 1 и 3 из магнитомягкой стали. Статор состоит из кольцевой обмотки 5, сверху и снизу которой установлены пластины 4 и 6 магнитопровода из магнитомягкой стали. Число пар полюсов пластин статора так же, как и ротора, равно числу цилиндров двигателя. Рис.5.1..Электрическая схема бесконтактной транзисторной системы зажигания и аварийного вибратора РС331 При вращении ротора меняется магнитный поток, пронизывающий обмотку датчика, и импульсы синусоидального напряжения поступают на вход транзисторного коммутатора. Для установки начального момента зажигания, при котором поршень первого цилиндра находится в ВМТ, на роторе и статоре имеются радиальные риски. Их совпадение соответствует началу размыкания контактов в контактной системе зажигания Катушка зажигания Б118 экранированная, маслонаполненная, герметизированная. Коэффициент трансформации катушки Кт=116. Катушка предназначена для работы в бесконтактной системе зажигания, рассчитанной на напряжение 12 и 24 В, в комплекте с добавочным резистором СЭ326 или СЭ325. Рис. 5.2.Магнитоэлектрический датчик бесконтактной системы зажигания: а-ротор, б-статор Транзисторный коммутатор I (ТК-200) осуществляет коммутацию тока в первичной обмотке L1 (см. рис. 5.1) катушки зажигания, максимальное значение силы тока равно 7—8 А. Бесперебойное искрообразование обеспечивается при частоте вращения валика датчика-распределителя S4 до 1600 об/мин. Транзисторный коммутатор размещен в литом алюминиевом корпусе. В схеме имеются два транзистора VT5 и VT9 типа КТ602Б, один транзистор VT2 типа П702 и мощный высоковольтный транзистор VT3 (КТ808А). Для лучшего охлаждения транзисторы VT2 и VT3 смонтированы изолированно от корпуса, на его наружной стенке. Добавочный резистор СЭ326 рассчитан на работу с системой зажигания напряжением 12 В (его сопротивление равно 0,6— 0,8 Ом); резистор СЭ325 — с напряжением 12 и 24 В (его сопротивление 2,7—2,8 Ом), при работе с системой зажигания с напряжением 12 В используется только часть резистора. При неподвижном роторе импульсного датчика В и при включенном выключателе зажигания S1 транзистор VT5 закрыт, так как его база соединена с эмиттером через диод VD1, т.е. они имеют одинаковый потенциал. Когда транзистор VT5 закрыт, транзистор VT9 открыт, так как его база через диод VD7, резистор R6 диод VD14 соединена с положительным выводом батареи GB и имеет положительный потенциал по отношению к эмиттеру. Ток проходит от положительного вывода батареи GB к выключателю зажигания S1, через добавочный резистор Rn, диод VD14, резистор R7, коллекторно-эмиттерный переход транзистора VT9, резисторы R1 и R2, «массу», отрицательный вывод батареи GB. Под действием тока эмиттера транзистора VT9 на базе транзистора VT2 создается положительный потенциал, транзистор открывается, и ток протекает через резистор R8, коллекторно-эмиттерный переход и резистор. R2. Ток эмиттера транзистора VT2 открывает выходной транзистор VT3, эмиттерно-коллекторный переход которого включен последовательно в цепь первичной обмотки L1 катушки зажигания. Цепь первичного тока I1: положительный вывод батареи GB — выключатель зажигания S1 — первичная обмотка L1 катушки зажигания — диод VD15 — коллекторно-эмиттерный переход транзистора VT3 — масса — отрицательный вывод батареи GB. При вращении ротора импульсного датчика В в его обмотке возникает синусоидальное напряжение, которое подается на вход транзисторного коммутатора и через диод VD4, резистор R4 на базу транзистора VT5. При подаче положительного напряжения датчика на базу транзистора VT5 он открывается. Ток, протекающий по цепи: диод VD14 — резистор R6 — коллекторно-эмиттерный переход транзистора VT5, снижает силу тока базы транзистора VT9 практически до нуля, и он запирается, переходя в режим отсечки, что автоматически приводит к запиранию транзисторов VT2 и VТЗ. Сила тока I1 в первичной обмотке L1 катушки зажигания резко уменьшается и во вторичной обмотке L2 создается высокое напряжение, распределяемое по свечам Е зажигания ротором распределителя S4. Отрицательное напряжение датчика В запирает транзистор VT5, открывая транзистор VT9, что приводит к автоматическому открытию транзистора VT2 и выходного транзистора VТЗ, и процесс повторяется. Диод VDI вместе с резистором R4 ограничивает напряжение до допустимого уровня и защищает эмиттерный переход транзистора VT5 от перенапряжений и перегрузок по току при большой частоте вращения ротора датчика В. Диоды VD7 и VD6 и резисторы R3, R1 и R2 обеспечивают надежное запирание транзисторов VТ9, VТ2 и VT3 при открытии транзистора VT5 во всем температурном диапазоне работы системы. Диод VD14 защищает транзисторы VT9 и VТ5 от перегрузок при случайном изменении полярности батареи GB в процессе эксплуатации. Диод VDl5 служит для защиты транзистора VТЗ от обратных токов во время переходного процесса в катушке зажигания Т. Стабилитрон VD8 и резистор R10 предохраняют участок коллектор—эмиттер транзистора VT3 от перенапряжений во время переходного процесса в катушке зажигания. Для того чтобы улучшить работу схемы на режиме пуска при малой частоте вращения валика распределителя, когда скорость нарастания напряжения датчика является недостаточной, введена положительная обратная связь от коллектора транзистора VТЗ на базу транзистора VТ5. Элементами этой связи являются конденсаторы С2 и резистор R9. Положительная обратная связь позволяет снизить частоту вращения валика датчика-распределителя, соответствующую бесперебойному искрообразованию системы, и создать в режиме пуска серию искр (до пяти), что благоприятно сказывается на пуске двигателя. Конденсатор С4 резко снижает энергию, рассеиваемую во время запирания транзистора VТЗ, что повышает надежность его работы, а также несколько увеличивает вторичное напряжение катушки зажигания. Конденсатор СЗ препятствует взаимному влиянию каскадов в переходном режиме. Для защиты транзисторов применена цепь стабилитроны VD10—VD13 и резистор R5. При превышении напряжения питания допустимого значения (15-16В) стабилитроны VD10—VD13 пробиваются и транзистор VT5 открывается, вследствие чего транзисторы VT9, VT2 и VТЗ оказываются запертыми на все время действия импульса перенапряжения в цепи питания. Диод VD4 обеспечивает стабильность срабатывания цепи защиты (стабилитроны VD10—VD13 и резистор R5). Аварийный вибратор II предназначен для кратковременной (до 30 ч) работы бесконтактной системы зажигания в случае отказа транзисторного коммутатора ТК200 или магнитоэлетрического датчика. Вибратор представляет собой электромеханическое реле (см. рис. 5.1) с размыкающими контактами S5 и искрогасительными конденсаторами С1 и С8. В случае отказа коммутатора следует присоединить провод от его разъема КЗ к разъему аварийного вибратора, а заглушку с разъема вибратора поставить на разъем КЗ коммутатора. Сила тока, потребляемого вибратором, не превышает 2 А. Под действием силы тока, проходящего по обмотке вибратора, якорь притягивается и размыкает контакты. После уменьшения силы тока пружина вновь замыкает контакты, и сила тока в цепи возрастает. Процесс повторяется с частотой 250—400 Гц, что достаточно для бесперебойного искрообразования в пределах частоты вращения коленчатого вала от пусковой до 3000 об/мин. При работе вибратора момент подачи высокого напряжения к свечам определяется положением ротора распределителя и к каждой свече подается серия искр.

Похожие:

	Д. Н. Чубенко электротехника и электрооборудование транспортных и... Ч81 электротехника и электрооборудова­ние транспортных и транспортно-технологических машин [Текст] : учебно-практическое пособие...		Учебно-практическое пособие по разделу «электрооборудование автомобилей» «электрооборудование автомобилей» мдк 01. 02 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта
	Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине... Сервис транспортных и технологических машин и оборудования в апк. Фгоу впо ставропольский гау. Ставрополь, 2007. 29 с		Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию для студентов... ...
	Кафедра транспортных процессов и технологий По направлению подготовки 23. 03. 03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»		Выбор и эксплуатация силовых трансформаторов «Электрооборудование и электрохозяйство предприятии организации и учреждении» направления 654500 «Электротехника электромеханика...
	Электрооборудование самолета ту-154М Составлены в соответствии с программой курса Электрооборудование самолета ту-154м (объем 18 ч.). Приведены основные данные систем...		Учебно-методическое обеспечение по направлению подготовки 190600... Характеристика профессиональной деятельности выпускника ооп по направлению подготовки 190600 «Эксплуатация транспортно-технологических...
	Курсовая работа " технология и организация сервиса транспортных и... Механизм формирования рынка услуг технического сервиса транспортных и технологических машин в регионе 9		Обеспечение качества и надежности системы электрооборудования автомобилей Работа выполнена на кафедре «Электрооборудование автомобилей и электромеханика» Тольяттинского государственного университета
	Методические указания к контрольным заданиям для студентов агробиологических... «Механизация с/х», «Технология обслуживания и ремонт машин в апк», «Автомобили и автомобильное хозяйство», «Сервис транспортных и...		Обеспечение экологичности предприятий автосервиса Допущено умо вузов РФ по образованию в области транспортных машин и транспортно-технологических комплексов в качестве учебного пособия...
	Рабочая программа практики к ооп от 02. 07. 2014 №07-101/02-219в Практика Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов. Магистерская программа: Техническая эксплуатация автомобилей		Рабочая программа дисциплины «Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве» В соответствии с Программой кандидатского экзамена по специальности 05. 20. 02 «Электротехнологии и электрооборудование в сельском...
	Электрооборудование и эсуд бюджетных легковых автомобилей Книга предназначена для специалистов, профессионально занимающихся ремонтом автомобилей, а также для обычных автолюбителей, интересующихся...		Методическая разработка частная методика проведения практического... «Техническое обслуживание и диагностирование шасси тракторов и автомобилей» при изучении мдк. 03. 01 «Система технического обслуживания...