А. Х. Синельников электроника в автомобиле
|
Скачать 1.33 Mb.
|
Приставка к электронному блоку конденсаторной системы зажиганияс непрерывным накоплением энергии для получения многократного искрообразования Приставка обеспечивает получение многократного искрообразования в режиме пуска двигателя стартером. Первая искра возникает, как и обычно, после размыкания контактов прерывателя, затем следует серия искр до тех пор, пока контакты не замкнутся. Отличительной чертой приставки является отсутствие собственного автогенератора, и частота многократного искрообразования определяется быстродействием самой системы зажигания. Каждая последующая искра возникает лишь после того, как накопительный конденсатор полностью заряжается. Если же накопительный конденсатор не успеет полностью зарядится, режим многократного искрообразования прекращается и система работает в однократном режиме. Электрическая принципиальная схема приставки с цепями подключения на автомобиле приведена на рис. 24. Приставка состоит из симметричного триггера на транзисторах V4, V7, электронного ключа — эмитатора контактов прерывателя — на транзисторах VT0, VII и импульсного инвертора на транзисторе V3. К электронному блоку приставка подключается, как показано на рис. 24. На рис. 24 элементы электронного блока обозначены так же, как на рис. 21. Рис. 24. Электрическая схема приставки к электронному блоку конденсаторной системы зажигания с непрерывным накоплением энергии для получения многократного искрообразования Система с приставкой работает следующим образом. Допустим, что в момент подачи питания на приставку выключателем стартера ВСт контакты прерывателя Пр замкнуты {tu рис. 25). После включения питания триггер на транзисторах V4, V9 может установиться в любое состояние. Допустим, что V4 закрыт, a V9 открыт. Такое состояние триггера будем называть первым. При этом транзистор V10 будет закрыт, а транзистор VII открыт через резистор R12. Через резисторы R5, R6 электронного блока и обмотку wl трансформатора Т2 протекает ток коллектора транзистора VII, и в магнитопроводе трансформатора накапливается электромагнитная энергия. Если триггер установится во второе устойчивое состояние, транзистор V11 будет закрыт, ток обмотки wl будет протекать через диод V12 и замкнутые контакты прерывателя. Первое размыкание (tz, рис. 25) контактов прерывателя, если транзистор VI1 открыт, ничего не изменит. При замыкании контактов прерывателя (t3, рис. 25) конденсатор С7 заряжается через переход эмиттер — база транзистора V3, резистор R2 и диод V2. Транзистор V8 на короткое время открывается и положительный импульс с его коллектора через резистор R4, конденсатор С1 и диод V6 поступает на базу транзистора V4. Триггер переключается во второе устойчивое состояние, транзистор V4 открывается, a V9 закрывается. Транзистор V10 открывается через резисторы R9, R11, а транзистор VII закрывается. Ток обмотки wl трансформатора Т1 теперь протекает через диод V12 и замкнутые контакты прерывателя. Рис. 25. Временные диаграммы работы системы с приставкой в режиме многократного искрообразования В момент размыкания контактов прерывателя, как и обычно, в системе происходит искрообразование (t4, рис. 25). Кроме того, положительный импульс, образующийся при этом в обмотке wl трансформатора Т1, проходит через конденсатор С5, диод V7 и резистор R7 к базе транзистора V9, и триггер снова переключается в первое устойчивое состояние. Транзистор V9 открывается, и, следовательно, открывается транзистор VII, что равносильно замыканию контактов прерывателя. Через обмотку wl трансформатора Т1 начинает протекать коллекторный ток транзистора VII. После прекращения искрообразования в свече зажигания (U, рис. 25) преобразователь начинает работать и в момент t& заряжает накопительный конденсатор до заданного напряжения 350 — 360 В. Как только это произойдет, стабилитрон VII (рис. 21) устройства стабилизации электронного блока открывается, транзисторы V12 — V14 релейного усилителя переключаются, причем транзистор V13 закрывается, и напряжение на его коллекторе скачком становится положительным. Положительный импульс с коллектора транзистора V13 через конденсатор СЗ и диод V6 поступает на базу транзистора V4. Триггер переключается во второе устойчивое состояние — транзистор V4 открывается, а транзисторы V9 и VII закрываются. Закрывание транзистора VII равносильно размыканию контактов прерывателя. В системе возникает вторая искра. Одновременно положительный импульс с коллектора транзистора VII через конденсатор С5, диод V7 резистор R7 поступает на базу транзистора V9, вследствие чего триггер снова переключается в первое устойчивое состояние (tj на рис. 25). Транзистор V4 закрывается, a V9 открывается. В результате напряжение на коллекторах транзисторов V4, V9, VII имеет вид коротких импульсов длительностью несколько микросекунд. На рис. 25 длительность этих импульсов для большей наглядности условно увеличена. Описанные процессы многократно повторяются до момента замыкания контактов прерывателя {tg на рис. 25). В этот момент на базу транзистора V4 с коллектора V3 поступает положительный импульс, и триггер переключается во второе устойчивое состояние. Транзистор V4 открывается, а транзисторы V9 и VII закрываются. Однако искра в системе не возникает, так как транзистор VII в это время зашунтирован замкнутыми контактами прерывателя, и ток через обмотку wl трансформатора Т1 не прекращается. Положительный импульс, возникающий на коллекторе транзистора V13 и поступающий на базу транзистора V4 в момент окончания заряда накопи- ; тельного конденсатора . (Т9 на рис. 25), тоже ничего не изменяет, так как триггер уже находится во втором устойчивом состоянии. Таким образом, в режиме многократного искрообразования, когда контакты прерывателя разомкнуты, сигналом для каждой последующей искры служит положительный импульс, возникающий на коллекторе транзистора V13 в момент окончания заряда накопительного конденсатора. Если накопительный конденсатор по каким-либо причинам не успеет полностью зарядиться до момента замыкания контактов прерывателя и указанный импульс не возникнет, то в момент замыкания контактов благодаря импульсу от инвертора на транзисторе V3 триггер переключится во второе устойчивое состояние i и система сможет работать в режиме однократного искрообразования. Диоды VI, V5, V8 предназначены для разряда конденсаторов С1, СЗ, С5, С7 после окончания действия рабочих импульсов. Резистор R10 и конденсатор ч С6 образуют фильтр низких частот, защищающий приставку от импульсных помех бортовой сети автомобиля, интенсивность которых усиливается во время работы стартера. Конструкция и детали. Приставка не имеет элементов, нагревающихся при работе, поэтому все элементы располагают на печатной или монтажной платах из текстолита или гетинакса с контактными лепестками. Плату помещают в металлический кожух или коробку, защищающую от попадания воды и пыли. Приставка может быть собрана также в одном корпусе с электронным блоком, тем более что в этом случае не потребуются дополнительные контакты в штепсельном разъеме. Как видно из рис. 21, контакт 1 РСт в разъеме XI свободен. В приставке применены резисторы типа МЛТ и конденсаторы любого типа с рабочим напряжением не менее 50 В. Электролитический конденсатор С6 должен иметь емкость не менее 20 мкФ и допускать работу при температурах от — 30 до +60° С, Например, конденсатор типа К50-6 в данном случае не подходит. Все указания, приведенные выше по элементам электронного блока и их г возможной замене, остаются в силе в данном случае. Налаживание и установка на автомобиле. Если приставка собрана правильно и ее детали исправны, то она начинает работать сразу и никакого налаживания не требует. Проверку ее работоспособности следует производить совместно с исправным электронным блоком, собранным по схеме рис. 21, причем именно тем, с которым приставка будет работать на автомобиле. Это требование связано с необходимостью некоторой доработки электронного блока для работы с приставкой. Необходимо вывести из блока два провода — от коллектора транзистора V13 (5) и от контакта 1 разъема XI, которые подключают к одноименным выводам приставки. Подключение приставки производят в соответствии со схемой рис. 24. Провод от прерывателя разрывают и его концы подключают к выводам приставки 4 и прерывателя Пр. Проверку работоспособности производят при напряжении питания 12 — 15 В и частоте искрообразования не более 20 Гц (не более 600 об/мин). Сначала проверяют работоспособность системы в режиме однократного искрообразования, т. е. при разомкнутом выключателе ВСт, после чего включают выключатель ВСт. Ток, потребляемый системой, должен сразу возрасти и должен повыситься тон «писка» преобразователя. Удобно контролировать работу системы с помощью осциллографа, подключив его через делитель напряжения параллельно первичной обмотке катушки зажигания. При работе в режиме однократного искрообразования на экране осциллографа должны наблюдаться импульсы с амплитудой около 350 В, частота следования которых равна частоте размыкания контактов прерывателя. При включении выключателя ВСт количество импульсов должно увеличиться (примерно половина периода должна быть заполнена импульсами). Проверку работы приставки можно производить также непосредственно на автомобиле, используя электронный тахометр, измеряющий частоту искрообразования, или же на наличие искры. В последнем случае отсоединяют центральный высоковольтный провод распределителя и приближают его на расстояние 10 — 15 мм к массе двигателя. Вывод блока 1 РСт сначала не подключают. Затем, вращая вал двигателя стартером и наблюдая за искрообра-зованием между центральным проводом и массой, «на ходу» подключают вывод 1 РСт. Звук искрообразования и цвет искры должны измениться. ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОНИКИВ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИИ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРАХ АВТОМОБИЛЯ Экономайзер принудительного холостого хода для автомобилей ВАЗ 2103, 2106, 2121Как известно, двигатели автомобилей ВАЗ 2105 и 2107 оборудовав ны новой системой питания «Каскад», которая по данным [10] позволяет на-5% повысить экономичность автомобиля при езде по городу. Основным элементом этой системы является специальное устройство, называемое экономайзером принудительного холостого хода (ЭПХХ), которым снабжен карбюратор. Кроме того, в систему входят электронный блок управления, электропневмоклапан и микровыключатель, устанавливаемый на карбюраторе. Принцип действия системы состоит в том, что в режиме принудительного холостого хода, т. е. при торможении двигателем или при движении под уклон с включенной передачей и отпущенной педалью акселератора, подача топливной смеси в двигатель отключается. Это и создает экономию и, кроме того, резко снижает токсичность отработавших газов. Система «Каскад» может быть установлена на любую модель автомобиля «Жигули» путем соответствующей замены карбюратора и установки дополнительных элементов — электронного блока и электропневмоклапана. Однако такой подход не всегда целесообразен в связи с дефицитностью указанных элементов, а также их значительной стоимостью. Вместе с тем на моделях ВАЗ 2103, 2106, 2121 система, подобная системе «Каскад», может быть установлена без замены карбюратора и без установки пневмоклапана. Дело в том, что карбюратор у этих моделей имеет специальный клапан в системе холостого хода, предназначенный для отключения подачи топливной смеси после выключения зажигания, с целью предо- i твращения калильного зажигания. Этот клапан и может быть использован-: для отключения подачи топливной смеси на принудительном холостом ходу [8, 9]. Предлагаемая система ЭПХХ обладает рядом преимуществ по сравнению с описанными ранее. Принцип работы системы рассмотрим по структурной схеме, показанной на рис. 26, на которой: ВЗ — выключатель зажигания; MB — микровыключатель; ЭБ — электронный блок, состоящий из тахометрического реле ТХР и устройства временной задержки УВЗ; ЭК — электромагнитный клапан карбюратора; СД — светодиод. Контакты MB разомкнуты только тогда, когда педаль акселератора полностью отпущена. Рис. 26. Структурная схема системы ЭПХХ Рис. 27. Частотная характеристика тахеометрического реле системы ЭПХХ Рис. 28. Временные диаграммы работы устройства временной задержки системы ЭПХХ Тахометрическое реле имеет частотную характеристику, показанную на рис. 27. После включения питания выключателем ВЗ на выходе ТХР сразу же появляется полное напряжение питания 12 В и остается после запуска двигателя до тех пор, пока частота вращения коленчатого вала jV не достигнет 1600 об/мин. При достижении этой частоты напряжение на выходе ТХР исчезает и при дальнейшем увеличении частоты больше не появляется. При уменьшении частоты вращения вала двигателя напряжение на выходе ТХР появляется при частоте 1200 об/мин, т. е. на 400 об/мин меньшей. Гистерезис характеристики ТХР предотвращает автоколебания частоты вращения вала двигателя на режимах работы вблизи частоты переключения. Напряжение с выхода ТХР поступает на электромагнитный клапан карбюратора.ЭК. Кроме того, напряжение на ЭК поступает также с выхода УВЗ, временные диаграммы работы которого показаны на рис. 28. При подаче напряжения UВХ на вход УВЗ (от микровыключателя MB) такое же напряжение UВЫХ сразу появляется на его выходе (Tf, рис. 28). При снятии же напряжения со входа УВЗ (t2, на рис. 28) напряжение на его выходе исчезает не сразу, а лишь через некоторое время ДТ в момент Т3. Временная задержка AT предотвращает нежелательную остановку двигателя после резкого отпускания педали акселератора при выключенной трансмиссии, если до этого частота вращения вала двигателя была больше 1600 об/мин. Когда педаль акселератора нажата, контакты MB замкнуты и на ЭК от УВЗ поступает напряжение питания. Кроме того, напряжение на ЭК может поступать и от ТХР при малой частоте вращения вала двигателя N. При N> > 1600 об/мин напряжение на ЭК поступает только от УВЗ. Однако, если частота вращения вала двигателя N>1600 об/мин, а дроссельная заслонка закрыта (режим принудительного холостого хода), то напряжение на ЭК вообще не поступает и подача топливной смеси перекрыта. Принципиальная электрическая схема электронного блока системы ЭПХХ с цепями подключения на автомобиле приведена на рис. 29. Тахометрическое реле состоит из заторможенного мультивибратора на транзисторах V2, V3, электронного ключа на транзисторе V5, компаратора на микросхеме D1, триггера Шмитта на транзисторах V13, V14 и электронных ключей на транзисторах V15 — V17. Временные диаграммы работы ТХР приведены на рис. 30. Оно работает следующим образом. После включения питания мультивибратор устанавливается в исходное устойчивое состояние, при котором транзистор V2 открыт через резистор R3 и диод VI, а транзистор V3 закрыт. Конденсатор С2 заряжен почти до полного напряжения питания через резистор R6, диод VI и переход база — эмиттер транзистора V2. Транзистор V5 закрыт, и конденсатор С4 заряжен через резисторы R9, R10 до напряжения стабилизации стабилитрона V10 (tu рис. 4). Положительное напряжение с конденсатора С4 через диод V6 поступает на неинвертирующий вход 10 микросхемы D1, на инвертирующий вход 9 которой подается опорное напряжение UОп с дели-Теля Rll, R12. При неработающем двигателе UOn меньше чем напряжение на конденсаторе С4, поэтому на выходе 5 микросхемы имеется положительное постоянное напряжение, которое через диод VII и резистор R17 поступает на вход Триггера Шмитта и устанавливает его во второе устойчивое состояние: транзистор V13 открыт, а транзистор V14 закрывается. При этом закрывается и Транзистор V16, а транзисторы V17, V15 открыты. Напряжение питания поступает к электромагнитному клапану и светодиоду. Рис. 29. Схема электронного блока системы ЭПХХ с цепями подключения на автомобиле Вывод XI электронного блока с помощью пружинного зажима «кроко1дил» подключен к изоляции центрального высоковольтного провода распределителя. Импульсы высокого напряжения, возникающие в момент искрообразования {U, рис. 30), проходят через емкость между высоковольтным прово-дом и зажимом «крокодил», ослабляются делителем напряжения на резисторах Rl, R2 и через конденсатор С1 поступают на вход заторможенного мультивибратора. Отрицательная полуволна импульса зажигания закрывает транзистор V2, переводя мультивибратор во второе, временно устойчивое состояние. При этом заряженный конденсатор С2 через открывшийся транзистор V3 и резистор R4 подключается к диоду VI в запирающей полярности и тем самым удерживает мультивибратор во временно устойчивом состоянии после окончания действия импульса зажигания. Конденсатор С2 начинает перезаряжаться через резистор R3 и транзистор V3. Рис. 30. Временные диаграммы работы тахометрического реле при низких (а), средних (б) и больших (в) частотах вращения коленчатого вала Через некоторое время, которое определяется постоянной времени цепи R3C2, напряжение на левой по схеме обкладке конденсатора С2 становится положительным, диод VI и транзистор V2 открываются, а транзистор V3 закрывается. Мультивибратор возвращается в исходное устойчивое состояние (Тз на рис. 30). Таким образом, во время работы двигателя на выходе мультивибратора (на коллекторе транзистора V3) появляется последовательность прямоугольных положительных импульсов, длительность которых обратно пропорциональна частоте искрообразования, а промежутки между импульсами имеют фиксированную длительность (примерно 0,5 мс), определяемую постоянной времени цепи R3C2. Положительные импульсы с выхода мультивибратора через диод V4 и конденсатор СЗ поступают на базу транзистора V5 и открывают его на время заряда конденсатора СЗ через резистор R6 (примерно на 0,05 мс). В результате конденсатор С4 в течение нескольких микросекунд разряжается через открывшийся транзистор V5 (t3, t4, рис. 30). После закрывания транзистора V5 конденсатор С4 снова заряжается через резисторы R9, R10, причем напряжение, до которого он зарядится (t4, рис. 30), зависит от длительности положительного импульса на коллекторе транзистора V3 или, что то же самое, от частоты вращения вала двигателя. Чем частота выше, тем импульс короче и тем до меньшего напряжения зарядится конденсатор С4. При низких частотах вращения коленчатого вала двигателя конденсатор С4 успевает зарядиться до напряжения, превышающего опорное (рис. 30,а, б), в результате чего на выходе 5 микросхемы D1 появляется последовательность положительных импульсов. Постоянная составляющая напряжения этих импульсов выделяется на конденсаторе С6 и через резистор R17 поступает на вход триггера Шмитта, удерживая его во втором устойчивом состоянии. Транзисторы VI5, VI7 остаются открытыми, и напряжение питания продолжает поступать к электромагнитному клапану и светодиоду. При увеличении частоты вращения вала двигателя длительность положительных импульсов на коллекторе транзистора уменьшается (рис. 30,6), следовательно, уменьшается и время заряда конденсатора С4, теперь он успевает зарядиться до меньшего напряжения. Длительность импульсов на выходе 5 ми- | кросхемы D1 уменьшается. Уменьшается и положительное напряжение, поступающее от выпрямителя V11C6 на вход триггера Шмитта. Однако триггер до определенного уровня входного напряжения остается во втором устойчивом состоянии, и электромагнитный клапан и светодиод не обесточиваются. При дальнейшем увеличении частоты наступает момент, когда напряжение на конденсаторе С4 не успевает достичь значения опорного напряжения (рис. 30,в), и положительное напряжение на входе триггера Шмитта исчезает. Триггер переключается в основное устойчивое состояние: транзистор V13 закрывается, а транзистор V14 открывается через резистор R21. Транзистор V16 открывается коллекторным током транзистора V14, а транзисторы V17 и VI5 закрываются. Электромагнитный клапан и светодиод обесточиваются. Точность работы ТХР обеспечивается тем, что заряд конденсатора С4 и питание делителя Rll, R12 опорного напряжения производятся от одного и того же и при том стабилизованного источника питания — стабилитрона V10, а также соответствующим выбором типа конденсатора С4. Цепь, состоящая из транзистора V15, диода V12 и резисторов R13, R14 служит для получения заданной величины петли гистерезиса частотной характеристики ТХР. Когда электромагнитный клапан и светодиод обесточены, транзистор V15 и диод V12 закрыты, и эта цепь не оказывает влияния на работу ТХР. Когда же при уменьшении частоты транзистор VI5 открывается, резистор R13 через диод V12 и транзистор V15 подключается параллельно резистору R12, вследствие чего опорное напряжение на входе 9 микросхемы D! уменьшается, и переключение схемы (снятие питания с электромагнитного клапана и светодиода) происходит теперь уже при большей частоте (см. рис. 27). С помощью переменного резистора R9 выставляют частоту я включения электромагнитного клапана и светодиода при уменьшении частоты вращения вала двигателя, а с помощью переменного резистора R13 — величину петли гистерезиса An. Диоды V8, V9 ограничивают напряжение между входами микросхемы D1 на допустимом уровне. Устройство временной задержки УВЗ состоит из цепи временной задержки С5, R18, R20, триггера Шмитта на транзисторах V20, V21 и электронного ключа на транзисторах V22, V23, причем триггер Шмитта и электронный ключ такие же, как и в ТХР. Устройство временной задержки работает следующим образом. Допустим, что контакты микровыключателя MB разомкнуты. Тогда после включения питания триггер Шмитта устанавливается в основное устойчивое состояние, когда транзистор V20 закрыт, а транзистор V21 открыт. Следовательно, открыт также транзистор V22, а транзистор V23 заперт. На- . пряжение к электромагнитному клапану и светодиоду от УВЗ не поступает. |
Похожие:
 |
01. 04. 21 «Лазерная физика» ... |
|
International Lighting Fair (Spring) 2013 Основные группы товаров: бытовая электроника, компьютеры и сетевое оборудование, коммуникационные системы, системы безопасности,... |
|
Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 4 Электротехника и электроника Омский институт водного транспорта (филиал) фбоу впо «Новосибирская государственная академия водного транспорта» |
|
Рабочая программа по дисциплине с б. 7/Б б. 10 Общая электротехника и электроника Омский институт водного транспорта (филиал) фбоу впо «Новосибирская государственная академия водного транспорта» |
|
Книга раскроет для вас таинственную формулу любви. Если ваша любовь не взаимна, любовь-ли это? В своей новой книге Валерий Синельников познакомит вас с эффективной стратегией словесного кодирования на успех, здоровье и благосостояние,... |
|
Исследование люминесцентных свойств катодолюминофоров и их соответствия теоретической модели Несмотря на то, что в настоящее время широкоиспользуемыми источниками излучения являются диодные и газоразрядные лампы, непрерывно... |