С ТРИГГЕРОМ ШМИТТА

Предлагаемый блок электронного зажигания БЭЗ разработан и испытан автором в «Жигулях» ВАЗ-2108 и других автомобилях, оснащаемых транзисторными коммутаторами (3620 — 3734) с бесконтактным датчиком Холла (53.013706). Отличие же данной конструкции от известных аналогов в том, что для формирования импульсов прерывания использована микросхема К561ЛА8, включенная по схеме триггера Шмитта. Это позволило, практически не изменив технические характеристики штатного блока, придать импульсам прерывания более крутой срез, а значит, существенно повысить напряжение на вторичной обмотке катушки зажигания за счет почти мгновенного отключения ее от источника тока.

Более того, по сравнению со штатным возросли надежность и экономичность БЭЗ, чему в немалой степени способствовало введение в принципиальную электрическую схему конденсатора С2. Обеспечив отключение катушки зажигания от источника тока при остановке двигателя автомобиля, тот предотвратил и бесполезный ее нагрев.

Работа самодельного БЭЗ протекает следующим образом. При включении зажигания на блок подается (через диод VD7 и резистор R11) электропитание от аккумуляторной батареи. А вот на катушку зажигания напряжение в начальный момент не поступает, так как стартер не вращает вал двигателя, и на входе микросхемы DD1.2 отсутствуют импульсы. На выходе же DD1 присутствует напряжение низкого уровня, которое удерживает транзистор VT1 в закрытом состоянии, поэтому закрыт и полупроводниковый триод VT3.

Когда стартер поворачивает вал двигателя, на выходе датчика возникают сигналы, поступающие через С2 на вход элемента DD1.1. Последний переключается, и на выходе DD1.2 появляется импульс, который открывает транзисторы VT1 и VT3. Через катушку зажигания проходит ток, и в магнитном поле катушки накапливается электрическая энергия.

В следующий момент, когда с выхода датчика исчезает импульс положительной полярности, триггер Шмитта резко переключается в обратное состояние. Значит, на выходе элемента DD1.2 появляется низкий уровень, поступающий на базу полупроводникового триода VT1. Транзисторы VT1 и VT3 быстро закрываются, и ток, проходящий через катушку зажигания, также быстро исчезает. При этом в первичной обмотке катушки возникает ЭДС самоиндукции напряжением 400 В, а во вторичной обмотке катушки зажигания появляется импульс высокого напряжения 23…25 кВ.

В мощном ключе на транзисторах VT1 и VT3 применена схема активного ограничения тока в катушке зажигания, защищающая VT3 от перегрузки и стабилизирующая величину тока «разрыва» при колебаниях питающего напряжения бортовой сети автомобиля. Тем самым обеспечивается неизменность выходных характеристик системы зажигания.

При отпирании полупроводникового триода VT1 выходной транзистор VT3 насыщается, обеспечивая низкую величину остаточного напряжения на выходе блока электронного зажигания. Пока ток, протекающий через VT3 и включенный в его эмиттерную цепь токоизмерительный резистор R10, остается ниже допустимого уровня ограничения, транзистор VT2 заперт.

При достижении выходным током предельного уровня полупроводниковый триод VT2 начинает открываться. Потенциал на его коллекторе понижается. Это приводит к уменьшению величины тока управления. Транзистор VT3 переходит из насыщения в активный режим. Напряжение на выходе устройства возрастает до уровня, при котором поддерживается заданный режим тока ограничения.

В случае превышения импульсного напряжения в катушке зажигания оно через делитель R12R13 подается на стабилитрон VD5. Последний, открываясь, запирает транзистор VT3.

Цепочка C5R14, включенная параллельно выходному транзистору, является элементом колебательного контура ударного возбуждения. То есть она определяет величину и скорость нарастания вторичного напряжения, развиваемого системой зажигания. Резистор R14 ограничивает емкостный ток через транзистор VT3 в момент отпирания последнего, когда конденсатор С5 разряжен.

Конструктивно блок электронного зажигания выполнен на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, на которой смонтированы элементы схемы. Корпусом служит кожух от коммутатора 3620-3734.

В электронном блоке зажигания использованы микросхема К561ЛА8 и резисторы МЛТ. Резистор R10 — типа С5-16 мощностью не менее 1 Вт. Конденсаторы — К73-11, рассчитанные на рабочее напряжение не менее 63 В.

Диоды VD2, VD3 — типа КД521А или любые кремниевые маломощные. Стабилитрон VD1 — типа Д814А или КС182А с напряжением стабилизации 8 В. А вот в качестве VD4 следует использовать Д814Б или КС191А с Uст = 9 В. Стабилитрон VD5 — КС508Г или КС518А. Диод VD7 — типа КД209А, но его можно заменить и более распространенным КД226Г.

Транзисторы VT1, VT2 — KT817A; VT3 — KT898A или KT890A (KT8109A). Причем VT3 устанавливается на штатный радиатор из алюминиевой пластины толщиной 4 мм, изолированной от корпуса двойной слюдяной прокладкой с термопроводной пастой.

Для налаживания блока применяется звуковой генератор с частотой от 30 до 400 Гц, имитирующий работу датчика прерывателя. В случае необходимости (для получения Uвых = 7…9 В) к нему нужно изготовить усилитель мощности на транзисторе КТ815.

При просмотре импульсов сгодится, в общем-то, любой осциллограф. Но лучше воспользоваться двухлучевым. Кроме того, необходим блок питания с регулировкой напряжения от 8 до 18 В и током не менее 10 А.

На момент настройки схемы можно обойтись без катушки зажигания, воспользовавшись в качестве коллекторной нагрузки транзистора VT3 дросселем с магнитопроводом из пластин электротехнической стали. Индуктивность такого дросселя 3,8 мГн, сопротивление постоянному току — 0,5 Ом. Вполне приемлем и унифицированный низкочастотный дроссель типа Д179-0,01-6,3. Генератор-имитатор датчика импульсов подключают на вход схемы и наблюдают на осциллографе форму и амплитуду выходных импульсов.

Изменением сопротивлений в цепях VD2R4 и VD3R5 можно регулировать скважность импульсов, что позволяет легко добиваться требуемого времени замыкания и размыкания катушки зажигания.

Для установки необходимого тока ограничения осциллограф подключают к эмиттеру транзистора VT2. При этом в эмиттерную цепь полупроводникового триода VT2 временно подсоединяют резистор сопротивлением 0,1 Ом. Изменяя напряжение на блоке питания, наблюдают появление сигнала на эмиттере. Регулировку уровня ограничения тока выполняют резисторами R8 и R9.

После предварительной настройки блок устанавливают в автомобиле в соответствии со схемой подключения и производят его окончательную настройку.

Г. СКОБЕЛЕВ, г. Курган