Бесконтактная транзисторная система зажигания.

В процессе совершенствования транзисторной системы зажигания был исключен механический прерыватель. Устанавливаемый вместо механического прерывателя бесконтактный датчик позволяет исключить регулировку системы, и повысить надежность.

Генерирование импульсов управления моментом искрообразования может осуществляться следующими типами датчиков:

1. магнитоэлектрическими;

2. параметрическими,

3. фотодатчиками,

4. датичиками Холла,

5. пьезодатчиками и др.

В магнитоэлектрических датчиках механическая энергия преобразуется в электрическую, как в обычном генераторе с возбуждением от постоянных

магнитов.

Из датчиков параметрического типа применение находят взамоиндуктивные, в основу работы которых положен принцип изменения магнитной связи между обмотками или изменения, например индуктивности.

В фотодатчиках может быть использован фотоэлемент, который преобразует энергию световых импульсов в электрические. С этой целью между источником света и фотодатчиком помещают прерыватель света, например вращающийся диск с прорезями.

В датчике Холла преобразователь представляет собой пластинку из полупроводника, помещенную в магнитное поле и по которой протекает ток. При

изменеении одной из этих величин изменяется разность потенциалов на гранях пластинки.

В пьезоэлектрических датчиках использован эффект возбуждения ЭДС в специальных кристаллах при механических воздействиях.

На рис. 131 приведена принципиальная электрическая схема бесконтактной системы зажигания с использованием магнитоэлектрического датчика.

Рис. 131. Бесконтактная система зажигания

При включенном замке зажигания ВЗ и неподвижном коленвале двигателя транзистор V4 закрыт, а транзисторы V₁, V₂, V₃ открыты. Состояние насыщения транзисторов V₁, V₂, V₃ обеспечивается цепочкой смещения V7—R8—V9—R7—R4—R2, которая подключена к аккумуляторной батарее через дополнительное сопротивление R_d.

При вращении коленчатого вала двигателя в обмотке статора оэлектрического датчика Г генерируется переменное напряжение. При положительных полупериодах напряжения, поступающих на вход, транзистор V4 переключается в состояние насыщения, а это приводит к переключению транзисторов V1, V2, V3 в состоя­ние отсечки. С целью ускорения переключения транзисторов в схеме применена гибкая коллекторная обратная связь, образованная с помощью сопротивления R₅ и емкости С₃. При переключении транзистора V₁ в состояние отсечки первичная обмотка катушки отключается от источника. Возникает затухающий колебательный процесс, и во вторичной обмотке индуцируется высокое напряже­ние, поступающее на распределитель.

Для защиты транзисторного коммутатора от перенапряжений в цепи питания введена цепочка V₁₂—R₉. При напряжении питания свыше 18 В стабилитрон V₁₂ пробивается и транзистор V₄ переключается в состояние насыщения, а транзисторы V1, V₂, V₃ — в состояние отсечки на все время действия перенапряжения.

В случае отказа транзисторного коммутатора или датчика схема может работать без этих приборов в аварийном режиме. Для этой цели предусмотрен аварийный вибратор АВ. При пере­ходе на аварийное резервирование провод катушки зажигания с клеммы X₁ коммутатора переключается на клемму Х₂ вибра­тора, который представляет собой электромагнитное реле с обмоткой К и нормально замкнутыми контактами К1. Под дей­ствием проходящего по обмотке вибратора тока якорь притяги­вается и размыкает контакты. После уменьшения силы тока пружина вновь замыкает контакты и сила тока в цепи возрастает. Этот процесс повторяется с частотой 250—400 Гц, что и определяет частоту генерируемых искр.

При работе системы в аварийном режиме момент зажигания определяется не датчиком, который отключен, а положением бегунка распределителя. При этом в каждый цилиндр подается серия искр.

В современных бесконтактных системах зажигания применяется специальная микросхема L497, в которой реализуются основные функциональные узлы. Узел управления скважностью, узел управления уровнем выходного тока, схема безискрового отключения тока и др. Микросхема L497 представляет собой функционально законченный контроллер зажигания и предназначена для использования в системах зажигания автомобилей с бесконтактным датчиком (на эффекте Холла) и катушками зажигания повышенной мощности. Этот контроллер также может быть использован совместно с микропроцессорной системой управления зажиганием автомобилей.   Контроллер L497 обеспечивает:

1. прямое управление мощным выходным транзистором (не требуется промежуточный буферный каскад);

2. управление длительностью импульсов в катушке зажигания;

3. контроль значения импульсного тока через катушку зажигания;

4. защиту катушки зажигания от воздействия постоянного тока;

5. защиту выходного транзистора от повышенного напряжения.

Кроме того, контроллер формирует сигнал с частотой, пропорциональной вращению коленчатого вала двигателя (можно использовать, как сигнал тахометра).   Схема подключения контроллера приведена на рис. 3, а назначение выводов — в табл. 2.

Рис. 19.4. Коммутатор на микросхеме L497

Таблица 19.1

N° вывода	Обозначение	Краткое описание
1	GND	Общий
2	SIGNAL GND	Общий
3	POWER SUPPLY	Питающее напряжение
4	N.C.	Не используется
5	HALL-EFFECT INPUT	Вход сигнала с датчика Холла
6	RPM OUTPUT	Сигнал низкого уровня на этом выводе соответствует открытому состоянию выходного транзистора
7	AUX. ZENER	Вход внутреннего стабилитрона
8	RECOVERY TIME	Аналоговый вход. Подключенный к этому выводу конденсатор (С4 на рис. 3) определяет количество периодов искрообразования, когда выходной транзистор открывается с опережением
9	MAX CONDUCTION TIME	Подключенный к этому выводу конденсатор (С5) определяет задержку срабатывания схемы защиты. Время задержки (с) определяется формулой: 16 · С5 · R3, где величина С5 выражена в мкф, R3 — кОм
10	DWELL CONTROL TIMER	К этим выводам подключаются времязадающие конденсаторы, определяющие длительность импульсов, поступающих через выходной транзистор на катушку зажигания
11	DWELL CONTROL
12	BIAS CURRENT	К этому выводу подключается токозадающий резистор R3
13	CURRENT SENSING	Вход контроля тока через катушку зажигания
14	DRIVER EMITTER OUTPUT	Выход управления выходным транзистором
15	OVERVOLTAGE LIMIT	На этот вход подается сигнал сдатчика напряжения, который используется для защиты выходного транзистора от повышенного напряжения
16	DRIVER COLLECTOR INPUT	Вывод соединен с коллектором внутреннего транзистора, управляющего внешним выходным транзистором

Электрические параметры

Питающее напряжение, В	3,5...28
Потребляемый ток, мА	18
Напряжение «пробоя» защитного стабилитрона (выв. 6), В	19...27
Уровни сигнала сдатчика Холла (выв. 5), В низкий	не более 0,6
высокий	не менее 2,5
Чувствительность входа датчика тока катушки зажигания (выв. 10), В	0,26...0,37
Пороговое значение максимального тока через катушку зажигания, при котором срабатывает схема восстановления искроообразования,% от номинального тока	98...98,5
Температурный диапазон, °С	-40...+125

Контроллер обеспечивает работу системы зажигания автомобиля при вращении коленчатого вала двигателя в диапазоне 30...6000 об/мин. Если в один из периодов искрообразования ток через катушку зажигания не достиг 94% от номинального значения, в последующие несколько периодов контроллер открывает выходной транзистор с опережением, чтобы обеспечить гарантированное искрообразование.