8 Транзистор; остальные обозначения соответствуют принципиальной схеме классической системы зажигания (рис. 4.10, стр.31).
Как видно из схемы, контакты прерывателя коммутируют только незначительный ток управления транзистором Iб, при этом ток силовой цепи (ток разрыва) коммутируется транзистором.
Таким образом, применение транзистора позволило принципиально устранить основной недостаток классической системы зажигания. Величина тока разрыва уже не ограничивается стойкостью контактов прерывателя, а зависит лишь от параметров транзистора. По конструктивному исполнению контактно–транзисторные системы различны и могут содержать от одного до нескольких полупроводниковых усилительных элементов.
В системах с транзисторным управлением режим работы контактов прерывателя значительно облегчен, и поэтому их срок службы больше. Однако этим системам по–прежнему присущи недостатки классической системы зажигания (механический износ контактов прерывателя, ограниченный скоростной режим из–за вибрации контактов и т. д.).
Достоинства и недостатки ктсз.
Однако следует иметь в виду, что преимущества транзисторной системы зажигания могут быть реализованы лишь при применении специальной катушки зажигания, имеющей низкоомную первичную обмотку с малой индуктивностью и большой коэффициент трансформации. В этом случае необходимые энергия искрообразования и вторичное напряжение достигаются соответствующим увеличением тока разрыва и коэффициентом трансформации катушки зажигания.
Применять же контактно–транзисторную систему зажигания с обыкновенной катушкой зажигания нецелесообразно, т.к. при этом, кроме увеличения срока службы контактов прерывателя, никаких преимуществ получить не удается. Более того, в результате неизбежного падения напряжения на транзисторе общая энергия искрообразования уменьшится.
Принципиальная схема контактно–транзисторной системы зажигания с одним силовым транзистором проста, но лучшим решением является схема с двумя транзисторами. В таком варианте первый транзистор получает сигнал от прерывателя и управляет вторым, силовым, транзистором, который, в свою очередь, и коммутирует первичный ток в катушке зажигания. Основным преимуществом контактно–транзисторной системы зажигания с электронным ключом на двух транзисторах является пониженный тепловой режим работы транзисторов.
Тиристорная (конденсаторная) система зажигания
В тиристорных системах зажигания энергия для искрового разряда накапливается в конденсаторе, поэтому их часто называют конденсаторными. В момент искрообразования конденсатор разряжается через тиристор и первичную обмотку катушки зажигания, и во вторичной обмотке индуцируется высокое напряжение.
Энергия Wс, накапливаемая в конденсаторе С1, зависит от его емкости и напряжения U, подводимого к конденсатору: Wс = C·U2/2.
Поэтому конденсатор заряжают до напряжения 300 … 400 В от бортовой сети (12 В) через преобразователь напряжения П и выпрямитель В (рис. 4.14).
Рис. 4.14. Принципиальная схема тиристорной системы зажигания с непрерывным накоплением энергии
Время полного заряда накопительного конденсатора значительно меньше времени накопления энергии в индуктивности и может быть доведено до 2 мс. Оно зависит от мощности и выходного сопротивления преобразователя и емкости накопительного конденсатора. Время заряда конденсатора рассчитывается так, чтобы к моменту подачи следующей искры он был полностью заряжен. Это обеспечивает энергию искры постоянной во всем диапазоне частот искрообразования. Тиристоры менее чувствительны к повышенному напряжению, чем транзисторы. Тиристорные системы зажигания могут работать с катушкой контактной системы батарейного зажигания, максимальная величина ЭДС самоиндукции которой примерно соответствует зарядному напряжению накопительного конденсатора. Конденсатор прерывателя не влияет на работу тиристорной системы. Это позволяет в случае ее отказа быстро перейти на батарейную систему зажигания.
Высокое напряжение в тиристорной системе зажигания нарастает примерно в десять раз быстрее, чем в батарейной и контактно — транзисторной системах. Поэтому оно обеспечивает пробой искрового промежутка в свечах с загрязненными, покрытыми нагаром изоляторами. Но продолжительность разряда в искровом промежутке значительно меньше (около 300 мкс), чем в системах с накоплением энергии в индуктивности (около 1 мс), так как частота колебаний контура накопительный конденсатор – первичная обмотка в тиристорной системе значительно выше.
Тиристорные системы зажигания по принципу действия делят на две группы: с импульсным (одноимпульсным) и импульсным непрерывным (многоимпульсным) накоплением энергии в емкости.
В импульсных системах конденсатор заряжается одним импульсом прямоугольной формы до конечного напряжения, а затем наступает пауза до момента его разряда. В схемах с непрерывным накоплением энергии конденсатор заряжается многочисленными прерывистыми импульсами напряжения.
Системы с импульсным накоплением позволяют простыми средствами стабилизировать напряжение заряда накопительного конденсатора, т. е. сделать его независящим от изменении напряжения питания и других дестабилизирующих факторов. Однако при малой пусковой частоте вращения вала двигателя в этих системах, вследствие увеличения времени паузы, накопительный конденсатор к моменту искрообразования успевает несколько разрядиться, и напряжение искрообразования уменьшается. Это налагает жесткие требования на значения токов утечки в элементах вторичной цепи – тиристоре, накопительном конденсаторе, выпрямительном диоде – и является недостатком систем с импульсным накоплением.
Системы с непрерывным накоплением энергии свободны от указанного недостатка. Эти системы практически нечувствительны к утечкам в элементах вторичной цепи и обеспечивают независимость напряжения искрообразования от частоты вращения вала двигателя.