21-40

Операционный усилитель 4 усиливает сигнал датчика и через формирователь импульсов 5 подает сигнал на базу выходного транзистора 6 и открывает его. Для исключения влияния на выходной сигнал датчика колебаний напряжения сети и температуры в схеме датчика имеется блок стабилизации 7.

При нахождении шторки экрана в щели воздушного зазора, величина магнитного потока резко падает, вследствие замыкании магнитного потока на шторку.

Рис. Импульсы датчика Холла:

В – магнитная индукция; Uн – напряжение, вырабатываемое элементом Холла;

Ug – напряжение, вырабатываемое датчиком Холла; I – ток первичной обмотки катушки зажигания; tz – момент зажигания электрической искры; а – изменение магнитной индукции; б – изменение напряжения, вырабатываемого элементом Холла; в – изменение напряжения, вырабатываемого датчиком Холла; г – изменение силы тока первичной катушки зажигания.

Напряжение, вырабатываемое элементом Холла Uн, поступает на операционный усилитель, где происходит усиление сигнала. После этого ток поступает на формирователь импульсов и там происходит переработка из аналового сигнала в цифровой. Затем полученный цифровой сигнал поступает на выходной каскад и окончательно усиливается до величины напряжения Ug, достаточного для работы транзисторного коммутатора. При этом напряжение Ug за счет инверсии выходного каскада вырабатывается в момент отсутствия напряжения Uн с входа элемента Холла, т.е. в момент перекрытия шторкой экрана воздушного зазора, что соответствует напряжению Uн ниже 0,4 В. В таком положении экрана транзистор выходного каскада Т0 находится в открытом состоянии, при этом от коммутатора через транзистор Т0 проходит ток и при этом база транзистора Т1 соединяется с массой.

ПО ТЕМЕ: Влияние зажигания на состав отработавших газов

Рис. Электрическая схема коммутатора и датчика Холла:

1 – датчик Холла; 1а – выходной сигнал; 2 – коммутатор; 3 – замок зажигания; 4 – дополнительный резистор; 5 – шунтирование дополнительного резистора; 6

– катушка зажигания

Учитывая, что проводимость транзистора Т1 n-p-n, отсутствие положительного потенциала этого транзистора приводит к его закрытию. В результате этого прекращается подача положительного потенциала на базу В через резистор R4 и коллекторно-эмитерный переход транзистора Т1. При этом ток не проходит через резистор R7 и база В включения транзисторов Т2/Т3 замыкается на массу. Учитывая проводимость этих транзисторов n-p-n, отсутствие положительного заряда на базе В, транзисторы закрываются и ток в первичную обмотку катушки зажигания не поступает. При выходе экрана из воздушного зазора напряжение с элемента Холла достигает 0,4В и через первичную обмотку катушки зажигания начинает протекать ток.

В момент попадания зуба ротора в зазор датчика на выходе датчика создается напряжение Umax примерно на 3 В меньше напряжения питания. Если через зазор датчика проходит прорезь ротора, напряжение на выходе датчика Umin близко к нулю (не более 0,4 В). Отношение периода Т к длительности Ти (скважность) равна трем. Напряжение питания датчика соответствует напряжению бортовой сети и находится в пределах 8…14 В.

Для преобразования управляющих импульсов бесконтактного датчика в импульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания применяются коммутаторы. Коммутатор преобразует управляющие импульсы датчика в импульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания. Коммутатор соединен с генератором импульсов (бесконтактным датчиком) тремя проводниками. Коммутатор управляет зажиганием в зависимости от частоты вращения валика датчика-распределителя, напряжения аккумулятора, полного сопротивления катушки зажигания и при любых режимах работы двигателя выдает импульсы напряжения постоянной величины. Во время прохождения положительного импульса (напряжение Umax ) от бесконтактного датчика происходит постепенное ( в течении 4…8 мс) нарастание тока в первичной обмотке катушки зажигания до максимальной величины В равной 8…9 А. В момент, когда напряжение на выходе датчика падает до Umin , выходной транзистор коммутатора закрывается и ток через первичную обмотку катушки зажигания резко прерывается. В результате во вторичной обмотке индуцируется импульс высокого напряжения.

Отдельно элементы прерывателя-распределителя с датчиком Холла показаны на рисунке. Пластинка и остальные составляющие датчика Холла устанавливается внутри пластмассового корпуса, залитого смолой. Датчик Холла неразборный и не подлежит ремонту. Для соединения с коммутатором датчик Холла имеет 3 вывода.

Рис. Элементы прерывателя-распределителя с датчиком Холла:

1 – ротор: 2 – шторка; 3 – держатель датчика Холла; 4 – постоянный магнит и датчик Холла; 5 – воздушный зазор

Датчик-распределитель выдает управляющие импульсы низкого напряжения и распределяет импульсы высокого напряжения по свечам зажигания. Он имеет центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания. Бесконтактный датчик в сборе с опорной пластиной имеет возможность поворачиваться в зависимости от разряжения, подводимого к вакуумному регулятору.

Катушка зажигания, адаптированная к данной системе зажигания, установлена рядом с коммутатором. Она преобразует прерывистый ток низкого напряжения (12 В) в ток высокого напряжения (20…25 кВ) необходимый для пробоя воздушного зазора между электродами свечей зажигания. Катушка имеет в верхней части отверстие, закрытое пробкой диаметром 5.5 мм для защиты катушки от избыточного внутреннего давления. Пробка выталкивается из отверстия при росте давления вследствие повышения температуры из-за короткого замыкания.

37. В современных условиях происходит постоянное технологическое развитие датчиков Холла. Они отличаются надежностью, точностью и постоянством данных. Широкое распространение эти приборы получили в автомобилях и других транспортных средствах. Они обладают повышенной устойчивостью к агрессивным внешним воздействиям. Датчики Холла являются составной частью многих устройств, с помощью которых контролируется определенное состояние техники.

Во многих случаях этот прибор размещается в трамблере и отвечает за образование искры, то есть он используется вместо контактов. Нередко данный прибор применяется для слежения за током нагрузки. С его помощью производится отключение при возникновении токовых перегрузок. В случае перегревания датчика происходит срабатывание температурной защиты. Резкое изменение напряжения может иметь для устройства тяжелые последствия. Поэтому в последних моделях устанавливается внутренний диод, препятствующий обратному включению напряжения.

Датчик Холла до настоящего времени не смог заменить обычные механические

переключатели. Однако в любом случае он имеет ряд значительных

преимуществ. Основными из них являются отсутствие контактов, загрязнений,

а также механических нагрузок. Поэтому часто можно встретить датчик Холла

на скутере, применяемый в качестве составной части датчика зажигания.

38. Схема электронного ключа на одном транзисторе проста , однако эта схема обладает рядом недостатков, которые полностью устранены применениям схемы электронного ключа с двумя транзисторами.

Первый транзистор получает сигнал от прерывателя и управляет вторым, Второй транзистор является силовым, то есть этот транзистор пропускает через свои контакты ток первичной обмотки катушки зажигания.

Преимуществом этой схемы является работа в пониженном тепловом режиме, что благотворно сказывается на работоспособности транзисторов.

В схеме использованы два транзистора разных типов: транзистор Т1 типа n-p-n, а транзистор Т2 типа p-n-p. Разница между этими двумя транзисторами в том, что первый находится в проводящем состоянии, когда его база имеет отрицательное смещение по отношению к эмиттеру, а второй открывается в том случае, если смещение базы относительно эмиттера имеет положительное значение.

При замкнутых контактах прерывателя ток, проходя по цепи R1 и R2 создает падение напряжения на резисторе R2 достаточное, перевести транзистор Т1 в состояние проводимости.

Между эмиттером и коллектором транзистора Т1 потечет ток, который в свою очередь создаст смещение на базе транзистора Т2. Отсутствие падения напряжения на резисторе R4 запирает транзистор Т2, прерывая ток через первичную обмотку катушки зажигания.

В момент прерывания тока в первичной обмотки катушки зажигания возникает Э.Д.С. самоиндукции, значение которой достигает нескольких сотен Вольт. Это напряжение способно разрушить транзистор, поэтому параллельно транзистору Т2 в цепь включен стабилитрон, который шунтирует транзистор при достижении критических значений напряжения самоиндукции, т о есть стабилитрон открывает проводимость при напряжении около 100 Вольт.

Цепочка резисторов R1 и R2 рассчитана так, чтобы на базе транзистора Т1 создавалось необходимое смещение. Резистор R6 включен в цепь с целью создания на контактах прерывателя тока, силой 250мА. Ток такой силы, не оказывая вредного воздействия на работоспособность контактов, предотвращает отложение загрязнений на контактах прерывателя.

40. Зажигание без распределителя имеет все черты рассмотренной системы программного зажигания, но при использовании катушки

зажигания специального типа высокое напряжение поступает к свечам зажигания без участия высоковольтного распределителя.

Система, вообще говоря, используется только на двигателях с четырьмя цилиндрами, потому что для большего числа цилиндров система управления становится очень сложной. Основной принцип — это принцип «холостой искры». Распределение искры достигается при использовании двух симметричных катушек, которые поочередно активируются блоком управления. На рисунке показана блок-схема системы зажигания без распределения (distributorless ignition system — DIS). Выбор момента зажигания определяется по датчику скорости вращения и углового положения коленчатого вала, а также по датчику нагрузки и другим корректировкам. Когда активирована одна из катушек, высокое напряжение поступает сразу к двум цилиндрам двигателя, например, 1 и 4 или 2 и 3. Искра, возникшая в цилиндре на такте сжатия, воспламенит смесь как нормальную. Искра, возникшая в другом цилиндре, не произведет никакого эффекта, поскольку этот цилиндр будет только заканчивать такт выхлопа.

Рис. Система зажигания без распределения

Из-за низкого давления выхлопных газов в цилиндре с «холостой искрой» требуемое для возникновения этой искры напряжение невелико — всего около 3 кВ. Примерно такое же напряжение теряется в обычных системах между бегунком и распределителем. Поэтому искра, произведенная в цилиндре на такте сжатия, никак не затрагивается.

Здесь есть интересный момент — искра в одном из цилиндров проскочит с «земляного» электрода к центру свечи зажигания. Многие годы это было неприемлемо, так как качество искры с таким путем разряда было бы хуже, чем тогда, когда разряд идет с центрального электрода. Однако энергия, доступная в современных системах зажигания с постоянной энергией, произведет искру надлежащего качества при любом направлении разряда.