Электронный коммутатор зажигания для скутера
При разработке данной схемы ставилась задача сделать компактную универсальную плату коммутатора, которая позволяла бы быстро и без перепайки деталей повторить разные варианты существующих промышленных образцов, из тех, которые можно купить в магазине. Выглядят они все примерно так, как показано на Рисунке 1.
 | |
| Рисунок 1. | Внешний вид и «начинка» коммутаторов. |
Основной недостаток этих коммутаторов – низкая надежность. При этом ремонтировать их не представляется возможным, поскольку сама электронная плата в корпусе залита компаундом.
В Интернете можно найти множество вариантов электронных схем таких коммутаторов, и различия их, в принципе, незначительны. Каждый производитель делает схему под свой тип двигателя. На Рисунке 2 приведено несколько примеров таких схем.
 | |
| Рисунок 2. | Варианты схем электронных коммутаторов. |
Все эти схемы можно в изобилии найти в Интернете, как правило, без подробных описаний и конкретных примеров применения. Как видно, схемы различаются, в основном, наличием или отсутствием RC-элементов в цепи управляющего электрода тиристора и количеством диодов, что позволяет получать различные параметры управляющих импульсов и, таким образом, менять угол опережения зажигания в зависимости от оборотов двигателя.
В данной статье приведен пример универсальной платы такого электронного коммутатора, позволяющей с помощью подстроечных элементов подобрать подходящий вариант без перепайки схемы. После настройки схемы с конкретным типом двигателя в различных режимах его работы все подстроечные элементы нужно будет заменить на постоянные, подобрав соответствующие номиналы.
 | |
| Рисунок 3. | Принципиальная схема электронного коммутатора. |
В схеме (Рисунок 3) использованы диоды 1N4007 (1000 В, 1 А) или любые с аналогичными параметрами, отечественный тиристор типа КУ202Н (можно поставить импортные, например 1N4202, BT151-400…800, TYN1012, 2P4M; они меньших размеров, и их выводы припаиваются к соответствующим проводникам печатной платы).
Для подключения внешних элементов (конденсаторов и дополнительного диода 1N4007) удобно использовать любые малогабаритные разъемы. На схеме они обозначены J1 … J4. Допустимое напряжение конденсаторов С, как и С1, должно быть не менее 400 В.
 | |
| Рисунок 4. | Внешний вид прототипа электронного коммутатора. |
Следует иметь в виду, что печатная плата устройства, показанного для примера на Рисунке 4, рисовалась без учета цоколевки реального разъема, которого на тот момент просто не было под рукой, поэтому разъем был установлен позже с обратной стороны платы (со стороны печатных проводников). Ниже приведен «нормальный» вариант платы (Рисунок 5), с учетом цоколевки, поэтому стандартный разъем на ней следует устанавливать со стороны деталей. Расположение деталей на печатной плате показано на Рисунке 6.
| |||||
| Рисунок 5. | Печатная плата коммутатора (размеры 40 × 60 мм). | Рисунок 6. | Расположение деталей на печатной плате коммутатора. | ||
Необходимо еще раз напомнить, что схема разрабатывалась как отладочная, поэтому для ее использования в реальных уличных условиях после всех настроек и регулировок следует заменить подстроечные элементы на постоянные с такими же или наиболее близкими номиналами и поместить плату в подходящий герметичный корпус, либо залить эпоксидной смолой или каким-нибудь другим изолирующим компаундом.
Источник
НЕ ПРЫГАЙ! Мощное зажигание за небольшие деньги
Как известно, стандартное контактное зажигание Уралов и Днепров мало кого устраивает. Это обьясняется, в частности, недостаточной энергией искры и низкой надежностью самих контактов, что связано с большой величиной тока, который им приходится коммутировать. Эту проблему можно решить установкой одной из систем бесконтактного зажигания заводского производства, предназначенных для Уралов, благо на рынке их присутствует несколько типов, и можно выбрать по вкусу — получше или подешевле. Но не всех устроит цена, да и купить бывает сложно — не в каждом городе найдешь.
Хочу предложить вариант малобюджетой системы зажигания, основанной на автомобильных комплектующих. Понадобится достать следующие детали:
1. Коммутатор ТК-102 (применяется на грузовиках «ЗИЛ», «ГАЗ-53»);
2. Двухвыводную катушку зажигания (от «Оки», «Волги» или «Газели» с 406-ым двигателем или какой — нибудь иномарки);
3. «Волговский» вариатор (добавочное сопротивление для катушки), или сопротивление СЭ-107.
Все это нужно соединить в соответствии со следующей схемой:
Коммутатор ТК-102 является по сути мощным транзисторным ключом, что позволяет с его помощью управлять более мощной ( с меньшим сопротивлением обмотки ), чем стандартная «ураловская», катушкой зажигания — теперь ток катушки течет через него. Через контакты же течет ток оптимальной величины, который не вызывает их обгорания и эррозии, но в то же время позволяет им самоочищаться. Принцип работы остается тем же — искра на свечах возникает при прекращении тока через катушку в момент размыкания контактов. Другие коммутаторы, например, от «восьмерки», функционируют совсем иначе и без переделки не подойдут для данной схемы, т.к. не предназначены для работы с контактным прерывателем. Добавочное сопротивление (вариатор) необходимо для ограничения тока через катушку — сама она имеет очень малое сопротивление, поэтому не стоит надолго оставлять зажигание включенным на незаведенном двигателе — это может вызвать перегрев и выход из строя катушки, вариатора или коммутатора или быстрый разряд аккумулятора, если контакты прерывателя остановятся в замкнутом положении. Впрочем, это относится и к стандартному зажиганию, только в меньшей степени.
Коммутатор и вариатор смонтированы на алюминиевой пластине под седлом, катушка — с помощью стальной пластины на шпильках верхнего крепления двигателя, катушка к пластине крепится длинными винтами с дистанционными втулками из медных тормозных трубок — медь устойчивее к вибрации. Важно обеспечить хороший контакт корпуса коммутатора и «массы» двигателя или рамы, для этого не грех даже использовать отдельный провод. Конденсатор в прерывателе теперь не нужен, его можно отключить — еще одним слабым местом меньше. Зазор в контактах — по инструкции, в свечах можно увеличить до 0.8 мм (обычно рекомендуется для электронного зажигания)- искра станет мощнее. Больше не стоит — высоковольтное напряжение может слишком возрасти и, например, пробить катушку. Да и искрообразование в жестких условиях («залитые» свечи и т.п.) ухудшится. Т.к. катушка теперь стоит в другом месте, могут понадобиться высоковольтные провода подлиннее. Использовать модные силиконовые провода с улеродным проводником нужно осторожнее — при попытке навернуть на него мотоциклетный колпачок проводник повреждается. Обычные автопровода с центральной жилкой — паутинкой в этом смысле не лучше. Поэтому используйте либо готовые, с наконечниками (но наконечники «углом» почти не встречаются), либо обычные мотоциклетные старого образца — с толстым многожильным медным проводником (их еще можно поискать в магазинах с зч для бензопил и т.п.), они иногда продаются по принципу «. руб. за метр».
В случае отказа вернуться к стандартной схеме проблем не составит даже в чистом поле, если при переделке оставить на своем месте неподключенные штатную катушку и конденсатор.
Система установлена на мотоцикл «Днепр 11» и прошла проверку эксплуатацией в течение двух сезонов. Заметно улучшился запуск и работа двигателя на холостом ходу. Запуск — всегда «с первого пинка». Свечи с того времени выворачивал ,чтобы залить масло при консервации, да из любопытства. Черезмерного нагрева катушки или коммутатора не замечено, вариатор бывает теплым и даже горячим, но для него это нормально.
Прыгать на кикстартере более одного раза — это несолидно. Поэтому собирайте — и вперед!
Источник
— блог Л е о н ы ч а
Запись опубликовал Л е о н ы ч · 22 июля, 2019
4 862 просмотра
Без претензий на истинность в последней инстанции, разбираю пару схем коммутаторов от импортных скутеров.
Начнём с питания. Узел питания системы УОЗ (управление опережением зажигания) — выпрямитель и параметрический стабилизатор, составлены из элементов D3, R1, C1, D4, Z1 и C2. Стабилизатор выдаёт два положительных напряжения: 7,5 вольт для питания формирователя пилообразного напряжения (R17,C8,Q4) и около 8,2 вольта для питания остальной схемы. Интересно, что питание на часть схемы подаётся через ключ Q5 только на короткое время, после воздействия положительного импульса.
Управляющие импульсы вырабатывает штатный индукционный датчик:
При появлении положительного входного импульса, открываются транзисторы Q2 и Q5. При этом, на оставшуюся часть схемы подаётся питание 8,2 вольта. Через диод D5 до напряжения около 7 вольт заряжается конденсатор C10, а через активный делитель Q3, R14, R13 заряжается до напряжения около 3,5 вольт конденсатор С9.
После этого, напряжение на конденсаторе С9 начинает плавно повышаться за счёт перетекания заряда с конденсатора С10 через резистор R12. Цепь R12-C9 влияет на «крутизну» регулировочной характеристики.
Транзистор Q4 представляет собой входной формирователь, обрабатывающий отрицательный входной импульс. При появлении на его эмиттере отрицательного напряжения относительно базы, «сидящей» на нуле, транзистор открывается. При этом происходит разряд конденсатора С8, который заряжается от узла питания через резистор R17. Таким образом, на С8 присутствует пилообразное напряжение с частотой равной числу оборотов. Амплитуда этого напряжения определяется частотой. Чем частота меньше, тем амплитуда выше. Собственно, таким образом и происходит измерение оборотов. Изменяя параметры RC цепи R17-C8, можно сдвигать регулировочную характеристику в область более высоких или низких оборотов.
На транзисторе Q7 реализована схема сравнения. На базу его подаётся пилообразное напряжение с конденсатора С8, на эмиттер — нарастающее напряжение с конденсатора С9. В тот момент, когда напряжение на эмиттере превысит на 0,6. 0,75 вольта напряжение на базе, транзистор Q7 откроется, открывая транзистор Q8, который в свою очередь, отпирает ключ Q6. Конденсатор С10 разряжается через открывшийся Q6 и делитель R8, R3 в цепи управляющего электрода тиристора Q1. Тиристор отпирается.
Очевидно, что чем выше обороты, и меньше амплитуда пилообразного напряжения на C8, тем раньше от момента начала заряда C9, возникнут условия для отпирания Q7. И соответственно, тем меньше задержка между положительным входным импульсом, и моментом искрообразования.
При указанных на схеме номиналах, устройство начинает изменять УОЗ при оборотах порядка 3000/мин, и заканчивает при 5000/мин.
Необходимо отметить, что все возможные значения углов опережения, для данной схемы лежат между положительным и отрицательным импульсами индукционного датчика. Это значит, что замыкающий сектор должен занимать ориентировочно, от 9. 11 до 25. 30 градусов перед ВМТ.
Седующая схема представляет собой несколько усовершенствованный вариант предыдущей.
Прежде всего — она питается от бортсети +12 В, и имеет повышающий преобразователь для питания системы зажигания.
Собственно преобразователь, представляет собой блокинг-генератор на одном транзисторе Q5. Положительные импульсы с повышающей обмотки трансформатора через диод D7 заряжают накопительный конденсатор С6. Когда напряжение на нём достигнет 200 вольт, генератор отключается. Устройство выключения генератора собрано на транзисторе Q6, и срабатывает также от превышения напряжения в бортсети более 18 вольт, и (через диод D8) во время искрообразования. Последнее необходимо для запирания тиристора.
На транзисторе Q8 собран стабилизатор питания схемы УОЗ напряжением 4,3 вольта.
Входные цепи схемы УОЗ повторяют предыдущую схему.
Генератор пилообразного напряжения собран на элементах С8, R20 и «верхней» половине микросхемы IC1. (Эта микросхема представляет собой сдвоенный аналоговый компаратор с «открытым коллектором» на выходе). Запускается генератор через резистор R6 импульсом, который формируется на коллекторе транзистора Q1 при воздействии на его эмиттер отрицательного импульса индукционного датчика.
Формирование импульса зажигания происходит следующим образом: Положительный импульс от датчика через цепь R3,C2 на короткое время открывает транзисторы Q2 и Q3. При этом, конденатор С7 заряжается до напряжения питания 4,3 вольта. На выходе активного делителя напряжения (R12,Q6,D5,D6,R27) и на подключенном к нему конденсаторе С9 появляется напряжение около 2 вольт. После этого, напряжение на этом конденсаторе начинает расти за счёт его заряда через резисторы R10, R11. На «нижней» половине микросхемы IC1 происходит сравнение этого напряжения с пилообразным напряжением. В момент, когда напряжение на С9 окажется больше пилообразного, выход компаратора переключится, и на тиристор поступит отпирающее напряжение.Тиристор Q9 откроется и будет сформирован импульс зажигания. (Как уже указывалось ранее, одновременно будет заблокирован блокинг-генератор преобразователя напряжения). Очевидно, что как и в предыдущем случае, задержка между положительным импульсом индуктивного датчика, и моментом искрообразования, определяется амплитудой пилообразного напряжения, зависящей от оборотов.
Отпирающее напряжение на управляющем электроде тиристора будет поддерживаться до момента прихода отрицательного импульса с индукционного датчика. С поступлением этого импульса, происходит перезапуск пилообразного генератора, открывается транзистор Q4, через него разряжается конденсатор С7. Конденсатор С9 разрядится через цепь D10-R6-Q1, «нижний» компаратор переключится в исходное состояние, блокинг-генератор запустится, и после заряда накопительного конденсатора С6, система будет готова к обработке следующего цикла.
Требования к расположению замыкающего сектора индкуционного датчика, аналогичны предыдущей схеме.
Также важна последовательность импульсов с датчика: сначала положительный, затем отрицательный.
Источник
