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Unidade de ignição eletrônica de carro estabilizada

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Os benefícios da ignição eletrônica em motores de combustão interna são bem conhecidos. Ao mesmo tempo, os sistemas de ignição eletrônica atualmente difundidos ainda não atendem plenamente ao conjunto de requisitos de projeto e operacionais. Sistemas com armazenamento de energia pulsada [1,2, XNUMX] são complexos, nem sempre confiáveis e praticamente inacessíveis para a maioria dos entusiastas de automóveis. Sistemas simples com armazenamento contínuo de energia não proporcionam estabilização da energia armazenada [3], e quando a estabilização é alcançada, eles são quase tão complexos quanto os sistemas de impulso [3, quatro].

Não surpreende, portanto, que o artigo de Yu. Sverchkov [5] publicado na revista "Radio" tenha despertado grande interesse entre os leitores. Uma unidade de ignição estabilizada bem pensada e extremamente simples pode, sem exagero, servir como um bom exemplo da solução ideal no projeto de tais dispositivos.

Os resultados da operação da unidade de acordo com o esquema de Yu. Sverchkov mostraram que, apesar da alta qualidade geral de sua operação e alta confiabilidade, ela também apresenta desvantagens significativas. A principal delas é a curta duração da faísca (não mais que 280 μs) e, consequentemente, sua baixa energia (não mais que 5 mJ).

Esta desvantagem, inerente a todos os sistemas de ignição por capacitor com um período de oscilação na bobina, leva à operação instável de um motor frio, combustão incompleta de uma mistura enriquecida durante o aquecimento e dificuldade de partida de um motor quente. Além disso, a estabilidade de tensão no enrolamento primário da bobina de ignição na unidade Yu. Sverchkov é um pouco menor do que nos melhores sistemas de pulso. Quando a tensão de alimentação muda de 6 para 15 V, a tensão primária muda de 330 para 390 V (±8%), enquanto em sistemas de pulso complexos essa mudança não excede ±2%.

Com um aumento na frequência de faíscas, a tensão no enrolamento primário da bobina de ignição diminui. Assim, quando a frequência muda de 20 para 200 Hz (a velocidade do virabrequim é de 600 e 6000 min^-1respectivamente) a tensão varia de 390 a 325 V, o que também é um pouco pior do que em blocos de pulso. No entanto, essa deficiência pode

praticamente ignorado, pois em uma frequência de 200 Hz a tensão de ruptura do centelhador das velas (devido à ionização residual e outros fatores) é quase metade.

O autor dessas linhas, que experimenta vários sistemas de ignição eletrônica há mais de 10 anos, definiu a tarefa de melhorar as características de energia do bloco Yu. Sverchkov, mantendo a simplicidade do design. Acabou sendo possível resolvê-lo graças às reservas internas do bloco, pois a energia do dispositivo de armazenamento foi usada apenas pela metade.

Este objetivo foi alcançado através da introdução de um modo de descarga oscilatória multi-período do capacitor de armazenamento para a bobina de ignição, o que leva à sua descarga quase completa. A própria ideia de tal solução não é nova [6], mas raramente é utilizada. Como resultado, foi desenvolvida uma unidade de ignição eletrônica aprimorada com características que nem todos os projetos de impulso possuem.

Com uma frequência de centelhamento de 20...200 Hz, a unidade fornece uma duração de centelha de pelo menos 900 µs. A energia de ignição liberada na vela de ignição com uma folga de 0,9 ... 1 mm não é inferior a 12 mJ. A precisão da manutenção da energia no capacitor de armazenamento quando a tensão de alimentação muda de 5,5 a 15 V e a frequência de centelhamento é de 20 Hz não é pior que ± 5%. Outras características do bloco não foram alteradas.

É significativo que o aumento na duração da descarga da faísca tenha sido alcançado precisamente por um longo processo oscilatório de descarga do capacitor de armazenamento. A faísca neste caso é uma série de 7-9 descargas independentes. Essa descarga alternada de faíscas (frequência de cerca de 3,5 kHz) contribui para uma combustão eficiente da mistura de trabalho com mínima erosão da vela, o que a distingue favoravelmente de um simples alongamento da descarga aperiódica do dispositivo de armazenamento [2].

O circuito do conversor de blocos (Fig. 1) não mudou muito. Apenas o transistor foi substituído para aumentar ligeiramente a potência do conversor e facilitar o regime térmico. Foram excluídos os elementos que asseguravam uma operação multifaísca não controlada. Os circuitos de comutação de energia e os circuitos de controle para a descarga do capacitor de armazenamento SZ foram significativamente alterados. Ele agora é descarregado por três (e em uma frequência abaixo de 20 Hz - ou mais) períodos de oscilações naturais do circuito, consistindo no enrolamento primário da bobina de ignição e no capacitor C2. Os elementos C3, R4, R6, VDXNUMX fornecem este modo .

Unidade de ignição eletrônica estabilizada do carro

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Considerando que o funcionamento do conversor é descrito em detalhes em [5], consideraremos apenas o processo de descarga oscilatória do capacitor C4. Quando os contatos do disjuntor abrem, o capacitor C1, descarregando através da transição de controle do trinistor VS8, diodo VD7 e resistores R8, R2, abre o trinistor, que conecta o capacitor carregado CXNUMX ao enrolamento primário da bobina de ignição. A corrente gradualmente crescente através do enrolamento no final do primeiro trimestre do período tem um valor máximo, e a tensão no capacitor CXNUMX neste momento se torna igual a zero (Fig. XNUMX).

Toda a energia do capacitor (menos as perdas de calor) é convertida no campo magnético da bobina de ignição, que, tentando manter o valor e a direção da corrente, começa a recarregar o capacitor C0,85 através de um trinistor aberto. Como resultado, no final do segundo trimestre do período, a corrente e o campo magnético da bobina de ignição são iguais a zero, o capacitor C1 é carregado a 280 do nível inicial (em tensão) na polaridade oposta. Com a terminação da corrente e a mudança de polaridade no capacitor C0,7, o trinistor VSXNUMX fecha, mas o diodo VDS abre. O próximo processo de descarga do capacitor CXNUMX começa através do enrolamento primário da bobina de ignição, a direção da corrente pela qual muda para o oposto. No final do período de oscilação (ou seja, após aproximadamente XNUMX μs), o capacitor CXNUMX acaba sendo carregado na polaridade inicial para uma tensão igual a XNUMX da inicial. Esta tensão fecha o diodo VDS, interrompendo o circuito de descarga.

No intervalo de tempo considerado, a baixa resistência dos elementos de abertura alternada VD5 e VS1 desvia o circuito R3R4C2 conectado em paralelo a eles, pelo que a tensão em suas extremidades é próxima de zero. No final do período, quando o trinistor e o diodo estão fechados, a tensão do capacitor C250 (cerca de 3 V) é aplicada a este circuito através da bobina de ignição. O pulso de tensão retirado do resistor R6, passando pelo diodo VD1, reabre o trinistor VSXNUMX, e todos os processos descritos acima são repetidos.

Isto é seguido pelo terceiro, e às vezes (na inicialização) e pelo quarto ciclo de descarga. O processo continua até que o capacitor C3, que perde cerca de 50% de energia a cada ciclo, esteja quase completamente descarregado. Como resultado, a duração da faísca aumenta para 900...1200 µs, e sua energia - até 12...16 mJ,

Na fig. 2 mostra uma visão aproximada da forma de onda de tensão no enrolamento primário da bobina de ignição. Para comparação, a linha tracejada mostra o mesmo oscilograma do bloco de Yu. Sverchkov (os primeiros períodos de oscilações em ambos os oscilogramas coincidem),

Para aumentar a proteção contra ressalto dos contatos do disjuntor, o nó inicial teve que ser um pouco alterado. A constante de tempo do circuito de carga do capacitor C4 selecionando o resistor apropriado R6 é aumentada para 4 ms; a corrente de descarga do capacitor (ou seja, a corrente de partida do trinistor), determinada pela resistência do circuito dos resistores R7, R8, também foi aumentada.

A unidade de ignição eletrônica foi testada por três anos em um carro Zhiguli e provou muito bem. A estabilidade do motor após a partida aumentou drasticamente. Mesmo no inverno a uma temperatura de cerca de -30 ° C, a partida do motor foi fácil, foi possível começar a se mover após o aquecimento por 5 minutos. Interrupções na operação do motor observadas durante os primeiros minutos de movimento observados ao usar Yu. O bloco de Sverchkov parou, a dinâmica de aceleração melhorou.

No transformador T1, é utilizado o circuito magnético SHL16X8. Uma folga de 0,25 mm é fornecida por três gaxetas de vão de pressão. O enrolamento I contém 50 espiras de fio PEV-2 0,55; II - 70 voltas de PEV-2 0,25; III - 450 voltas de PEV-2 0,14. No último enrolamento, uma junta de papel de capacitor deve ser colocada entre todas as camadas, e todo o enrolamento deve ser separado do resto por uma ou duas camadas de papel de cabo,

O transformador acabado é revestido 2-3 vezes com resina epóxi ou preenchido com resina completamente em uma caixa de plástico ou metal. Um circuito magnético em forma de E não deve ser usado, pois, como mostra a experiência, é difícil manter uma determinada lacuna entre toda a espessura do conjunto, e também para evitar curto-circuito nas placas externas. Ambos os fatores, especialmente o segundo, reduzem drasticamente a potência do gerador de pulso de carregamento.

Ao configurar a parte geradora do bloco, você pode usar as recomendações de Yu. Sverchkov em [5].

Devido à alta confiabilidade, a unidade pode ser conectada sem o conector X1 (é obrigatória a desconexão do capacitor Csp da ampola), que se destina a uma possível transição de emergência para a ignição da bateria, mas o ajuste inicial do momento de ignição será muito mais difícil. Mantendo o conector X1, a transição para a ignição por bateria é muito simples - em vez do bloco de bloco, um bloco de contato é inserido na parte fêmea do conector X1, no qual os contatos 2, 3 e 4 estão conectados.

Literatura

1. A. Sinelnikov. Como os blocos diferem - Atrás do volante. 1977, No. 10. p. 17,

2. A. Sinelnikov. Unidade de ignição eletrônica de alta confiabilidade. Sentado. "Para ajudar o radioamador", vol. 73.-- M.: DOSAAF URSS, p. 38.

3. A. Sinelnikov. Eletrônica no carro. - M.: Energia, 1976.

4. A. Sinelnikov. Eletrônica e automóvel. - M.: Rádio e comunicação, 1985.

5. Yu. Sverchkov. Unidade de ignição multifaísca estabilizada. - Rádio, 1982, nº 5. p. 27.

6. E. Como. Sistema de ignição por capacitor. Sentado. "Para ajudar o radioamador", edição, 78.- M.: DOSAAF URSS, p. 35.

Autor: G. Karasev, Leningrado; Publicação: cxem.net

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