ОКТАН-КОРРЕКТОР НА БАЗЕ ВАРИАТОРА ФАЗЫ


С. ВЫЧУГЖАНИН, г. Санкт-Петербург

Известно, что российский парк автомобилей с батарейной (классической) системой зажигания все еще весьма обширен. Между тем эта система, увы, давно морально устарела. Повысить в известной мере ее качественные показатели способен электронный октан-корректор с ручным управлением. Подобные устройства уже не раз были описаны в журнале "Радио" и другой популярной литературе. И хотя, судя по всему, самый совершенный вариант этого прибора еще не создан, автор публикуемой здесь статьи сделал, как нам кажется, значительный шаг вперед в этом направлении.

Оснащение классической системы зажигания электронным октан-корректором позволяет увеличить ее долговечность, улучшить качество запальных искр и дает возможность вручную подстраивать режим сгорания топлива под медленно меняющиеся

внешние факторы - октановое число бензина, температуру двигателя, его нагрузку, влажность окружающего воздуха [1, 2]. На быстро изменяющиеся факторы призваны реагировать центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания.

avt-501-1.gif
Рис. 1
Дополнение системы зажигания октан-корректором, по сути, превращает ее в электронную. Схема одного из вариантов такого устройства показана на рис. 1. Оно относится к группе контактно-транзисторных и рассчитано на использование в автомобилях ВАЗ. В его основу положен фазосдвигающий узел, разработанный мною и описанный в [3]. В целом электронный блок зажигания не содержит дефицитных деталей и прост в налаживании. Кроме традиционно присущих любому электронному блоку позитивных качеств, описываемая конструкция имеет несколько дополнительных.

Устройство обеспечивает регулирование с рабочего места водителя начального угла опережения зажигания в пределах ±15 град. В нем предусмотрен узел, защищающий катушку зажигания от перегревания, а аккумуляторную батарею - от разрядки при случайно невыключенном зажигании и остановленном двигателе.

Блок подключают к системе электрооборудования автомобиля всего четырьмя проводами (с помощью разъема Х1) без отключения конденсатора (С7) от прерывателя. Провод, соединяющий прерыватель с катушкой зажигания, нужно разомкнуть (на схеме показано крестом) или удалить совсем. Чтобы вернуться от электронного зажигания к классическому (в случае возникновения неисправности, при сравнительных оценках эффективности работы и пр.), достаточно вынуть из гнезда Х1.2 разъема вставку Х1.1 блока и на ее место установить перемычку Х1.3.

Важно также отметить, что блок обладает определенными противоугонными функциями.

Резистор R9 определяет ток через контакты прерывателя SF1. Элементы С5, VD4 нейтрализуют влияние увеличения уровня постоянной составляющей напряжения на входе при остановке двигателя - в этом случае уже через секунду закрываются транзисторы VT2 и VT3 и ток через первичную обмотку катушки зажигания прекращается.

Стабилитроны VD7 и VD8 защищают коллекторный переход транзистора VT3 при обрыве высоковольтной цепи вторичной обмотки катушки, а диод VD6 предотвращает пробой его эмиттерного перехода импульсами обратного напряжения с первичной обмотки.

Работа октан-корректора основана на регулировании задержки момента начала искры на угол до 15 град, по валу распределителя (или 30 град, по коленчатому валу). Возникающий при этом начальный угол отставания компенсируют поворотом прерывателя-распределителя в сторону опережения зажигания на угол, равный половине выбранного формируемого. Задержку формирует фазовый узел на микросхемном таймере DA1.

Переключение таймера в нулевое состояние, соответствующее низкому уровню на выходах (выводы 7 и 3), происходит по входу R плюсовыми перепадами сигнала, поступающего с прерывателя через дифференцирующую цепь С1R2R3. После переключения открываются транзисторы VT1 током через резистор R4 и VT2 - через R? и светодиод HL1. Интегрирующий конденсатор С2, заряженный с выхода таймера через резистор R4 и диод VD3, начинает разряжаться через резистор R10 и транзистор VT1, а после достижения напряжения переключения Unop на входе S, равного трети напряжения питания,

avt-501-2.gif
Рис. 2
встроенный триггер таймера возвращается в единичное состояние. Транзистор VT1 закрывается, а конденсатор С2 снова начинает заряжаться до момента следующего плюсового перепада входного напряжения. Для исключения ложных срабатываний от импульсов дребезга замыкающихся контактов SF1 последовательно с конденсатором С1 включена параллельная цепь R1VD1, вносящая асимметрию в передаточную характеристику упомянутой выше дифференцирующей цепи.

Из графиков, представленных на рис. 2, видно, что на интервал времени, формируемый таймером, влияют амплитуда напряжения и скорость перезарядки конденсатора С2. Скважность импульсов на выходе (вывод 3) таймера DA1 при этом не зависит от частоты, так как напряжение, с которого начинается разрядка конденсатора, прямо пропорционально периоду входных импульсов. В результате логического умножения по И выходных импульсов таймера с сигналом прерывателя в общей точке элементов R7, VD5, HL1 (точка 4 на схеме) создается регулируемый резистором R10 интервал задержки фазы искро-образования.

Для повышения помехоустойчивости устройства интегрирующий конденсатор составлен из двух последовательно включенных конденсаторов С2 , СЗ, что образует совместно с внутренним делителем напряжения входного компаратора на входе S мост, сбалансированный по переменной составляющей. Поэтому даже при отсутствии стабилизатора пульсации питающего напряжения не проникают в диагональ моста и не нарушают работы фазового узла.

Диод VD2 ограничивает зарядку интегрирующего конденсатора напряжением на делителе R2R3, укорачивая переходный процесс после момента включения стартера (при включенном зажигании). Продолжительную паузу фазовый узел воспринимает как очень низкую входную частоту, и при отсутствии диода потребуется более длительное время для вхождения октан-корректора в рабочее состояние.

Светодиод HL1, включенный в выходную цепь фазового узла, служит для контроля его работы. На правильную работу узла указывает зависимость яркости свечения светодиода от положения движка резистора R10 (при наличии входных импульсов) и слабая зависимость яркости от частоты искрообразования. Более позднему зажиганию, когда сопротивление резистора R10 близко к максимальному, соответствует большая яркость. На низкой частоте должно быть заметное на глаз мерцание.

При расстыковке разъема Х2 резистор R11 блокирует работу устройства, создавая избыточное напряжение на интегрирующих конденсаторах. Если резистор R10 конструктивно объединить со съемной гнездовой колодкой этого разъема, то она станет своеобразным ключом, без которого запустить двигатель невозможно. Если противоугонная функция не нужна, резистор R11 можно не устанавливать.

При подаче на контакты 3,4 разъема Х1 импульсов, близких по параметрам импульсам с прерывателя, можно с помощью осциллографа проконтролировать форму сигналов в характерных точках устройства. Она должна быть такой, как показано на рис. 2. Реальная амплитуда переменной составляющей на интегрирующих конденсаторах должна зависеть от частоты и быть равной нескольким десятым долям вольта (на графике 2 рис. 2 масштаб для наглядности увеличен). При вращении ручки переменного резистора R10 должно быть видно изменение ширины формируемых импульсов низкого уровня в точке 3 блока.

Пределы угла коррекции можно сузить увеличением сопротивления резистора R4 (или уменьшением R10). Расширение угла нежелательно, так как это может привести к грубым ошибкам в определении оптимального угла опережения зажигания.

Схема подключения блока показана в правой части рис. 1. К другим моделям автомобилей с высокоомной катушкой зажигания блок подключают аналогично.

Все постоянные резисторы устройства - МЛТ. Резистор R10 - любой, группы А. Конденсатор С5 - К53-19 (или другой ок-сидно-полупроводниковый), С6 - К50-24, остальные - КМ.

Вместо КР1006ВИ1 подойдет импортный таймер NE555. Транзистор КТ973А (VT1) заменим на КТ3107Ж или КТ3107Л, а КТ834А - на КТ812А или импортный В1_)Н1215фирмыTHOMSON, при этом резисторы R5 и R8 нужно заменить на другие сопротивлением 27 Ом и мощность резистора R8 выбрать равной 5 Вт (при использовании зарубежного транзистора от стабилитронов VD7, VD8 можно отказаться). Теплоотвод для транзистора VT3 не обязателен, но при его наличии надежность работы блока будет выше.

Разъем Х1 может быть любым, например, межблочным телевизионным, а Х2 - СГ-3 или СГ-5, однако надежнее будут работать разъемы, обеспечивающие фиксацию соединенных колодок.

Блок смонтирован на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертеж платы показан на рис. 3. Смонтированную плату укрепляют в прочной коробке подходящих размеров. Если коробка металлическая, транзистор VT3 устанавливают через слюдяную прокладку на одной из ее стенок. Нужно также позаботиться о пыле- и влаго-защите блока.

Следует отметить, что применять катушку зажигания от автомобилей ВАЗ 2109 с описанным блоком нельзя, так как они имеют очень низкое сопротивление первичной обмотки (доли ома). Лучше всего блок работает с катушкой Б117А, но допустимо применение и других, сопротивлением первичной обмотки около 3 Ом.

avt-501-3.gif></IMG><br>Puc.3</CENTER>
<P>
Налаживание блока сложности не представляет. Если форма сигналов в характерных точках 2-4 (см.схему) близка к показанной на рис. 2, требуется только подборкой резистора R4 установить необходимые пределы регулирования угла отставания, формируемого фазовым узлом. В зависимости от состояния контактов прерывателя в некоторых случаях может потребоваться подобрать конденсатор С1 с минимальной, но обеспечивающей устойчивое свечение светодиода HL1, емкостью.

<P>
Для более эффективной работы системы желательно удлинить конец токораз-носной пластины бегунка распределителя в сторону, противоположную направлению его вращения, примерно на 10 мм (здесь помогут рекомендации, данные в [4]).

<P>
Подготавливая автомобиль для работы с описанным блоком, корпус прерывателя-распределителя поворачивают в сторону более раннего зажигания на угол примерно 7 град, по шкале и фиксируют. Ручку переменного резистора R10 устанавливают в среднее положение. При переходе обратно к классической системе зажигания прерыватель-распределитель поворачивают в исходное положение и в гнездовую колодку Х1.2 разъема вставляют перемычку Х1.3.

<P>
Во время движения автомобиля на верхней передаче и средних оборотах прогретого двигателя быстро и до упора нажимают на педаль акселератора. Если при

<P>
этом слышна легкая кратковременная детонация, то опережение октан-корректором установлено правильно. В противном случае, слегка поворачивая ручку резистора R10 в ту или иную сторону, добиваются указанного эффекта. Коррекцию желательно проводить после очередной заправки горючим и при изменении погодных условий. Зазор в свечах зажигания можно немного увеличить. Перемещение регулятора октан-корректора в положение более раннего зажигания облегчает запуск холодного двигателя.

<P>
ЛИТЕРАТУРА

<P>
1. Бирюков А. Цифровой октан-коррекор. - Радио, 1987, № 10, с. 34-37.

<br>
2. Беспалов В. Корректор угла 03. - Радио, 1988, № 5, с. 17,18.

<br>
3. Вычугжанин С. Формирование фазового сдвига периодического сигнала. - Радио, 1999, № 2, с. 42,43.

<br>
4. Бирюков С. Электронный блок зажигания.-Радио, 1996, № 2, с. 48-51.
<hr>
<P align=right>
Радио 5/2001, с.32-33.

<P>
</blockquote><div style=