§ 4. Особенности работы и обслуживания контактно-транзисторных систем зажигания

Применяемая на современных автомобилях с многоцилиндровыми и многооборотными двигателями батарейная система зажигания не обеспечивает надежную и долговечную работу двигателя в различных условиях, а также его запуск при низких температурах.

В связи с уменьшением угла замкнутого состояния контактов прерывателя в многоцилиндровых двигателях с батарейным зажиганием для повышения надежности работы системы увеличивают силу тока в первичной цепи. Однако при этом резко снижается ее долговечность. Прохождение тока большой силы между контактами прерывателя приводит к их обгоранию, вследствие чего часто приходится их зачищать и регулировать. На восьмицилиндровых карбюраторных двигателях с батарейным зажиганием срок службы контактов прерывателя сокращается до 35 000 - 40 000 км пробега.

Рис. 119. Принципиальная схема контактно-транзисторной системы зажигания: 1 - аккумуляторная батарея; 2 - контактный диск тягового реле включения стартера; 3 - коробка добавочных сопротивлений СЭ107; 4 - добавочное сопротивление Rsub1/sub; 5 - добавочное сопротивление Rsub2/sub; 6 - катушка зажигания (КЗ) Б114; 7 - первичная обмотка КЗ; 8 - вторичная обмотка КЗ; 9 - транзисторный коммутатор ТК102; 10 - германиевый транзистор (Т) - усилитель; 11 - керамическое сопротивление базы Rsubб/sub; транзистора; 12 - импульсный трансформатор (ИТ); 13 - первичная обмотка ИТ; 14 - вторичная обмотка ИТ; 15 - германиевый диод (Дsub1/sub) запирания транзистора; 16 - конденсатор (Сsub1/sub) блока защиты; 17 - керамическое сопротивление (Rsub1/sub) блока защиты; 18 - кремниевый стабилитрон (Дsubст/sub) блока защиты; 19 - электролитический конденсатор (Сsub2/sub); 20 - прерыватель тока управления транзистором; 21 - распределитель тока высокого напряжения; 22 - свечи зажигания

Повышение надежности работы системы зажигания и срока службы контактов прерывателя достигается применением контактно-транзисторной системы зажигания (рис. 119).

В этой системе через контакты прерывателя 20 вместо рабочего тока цепи низкого напряжения катушки зажигания проходит ток управления работой транзистора 10. При этом цепь тока управления будет следующая: от положительного полюса батареи 1 через коробку добавочных сопротивлений 3, первичную обмотку 7 катушки зажигания - на электрод-эмиттер (Э) транзистора 10. В связи с наличием в цепи базы (Б) транзистора керамического сопротивления 11 (R_б) между электродами Э и Б транзистора создается разность потенциалов и через Э-Б переход транзистора пройдет прямой ток управления, который поступит в первичную обмотку 13 импульсного трансформатора 12 транзисторного коммутатора 9, и через контакты прерывателя 20 - на "массу" и "минус" батареи 1. Этот ток имеет небольшую величину (до 0,4 а), в связи с чем контакты прерывателя совершенно не обгорают, и потребность в их зачистке не возникает в пределах пробега автомобилем до 100 000 км.

В результате прохождения тока управления через Э-Б переход транзистора, электрическое сопротивление его перехода эмиттер-коллектора (Э-К) резко уменьшается, транзистор открывается и в Э-К переходе происходит значительное усиление рабочего тока цепи низкого напряжения катушки зажигания, который следует через первичную обмотку 7 катушки по пути: от электрода К транзистора 10 на "массу", через батарею 1, коробку добавочных сопротивлений 3, в первичную обмотку 7 и далее - на электрод Э транзистора. При размыкании контактов прерывателя рабочий ток и ток управления в первичной обмотке 7 катушки зажигания исчезают. Причем, в связи с тем, что усиленный транзистором рабочий ток обычно в 13 раз больше тока, проходящего через контакты прерывателя 20, во вторичной обмотке 8 катушки зажигания индуктируется ток напряжением до 30 000 в, что значительно повышает надежность зажигания. Применяемая в транзисторном зажигании катушка зажигания Б114 не взаимозаменяема с применяемой на многоцилиндровых двигателях с батарейным зажиганием катушкой Б₁₃. Они отличаются между собой по следующим параметрам:

- первичная обмотка катушки Б114 состоит из 179 - 182 витков медной эмалированной проволоки диаметром 1,25 - 1,33 мм , в то время как катушка Б13 имеет 270 витков провода диаметром 0,72 мм ;

- вторичная обмотка Б114 имеет 41000 - 41700 витков медной эмалированной проволоки диаметром 0,19 - 0,21 мм , в то время как Б13 имеет 26 500 витков провода диаметром 0,07 мм ;

в отличие от катушки Б13, в катушке Б114 первичная и вторичная обмотки не соединяются между собой; конец вторичной обмотки припаян к контактной пластине и, таким образом, надежно присоединяется к "массе" цельнометаллического корпуса катушки зажигания.

Применение чисто трансформаторной схемы соединения обмоток в катушке Б114 дает возможность исключить влияние высокого напряжения БО вторичной обмотке (при разрядных процессах) на работу и состояние транзистора, что предохраняет его от повреждения.

В связи с тем, что первичная обмотка катушки имеет относительно малое число витков и намотана толстым проводом, сила тока в первичной цепи увеличивается до 7 - 8 а, что дает возможность создать мощный магнитный поток и получить более высокое напряжение во вторичной обмотке. В целях увеличения силы тока в первичной цепи катушки зажигания при пуске двигателя добавочное сопротивление R₁ (поз. 4) величиной 0,52 ом закорачивается контактным диском 2 включения стартера. Добавочные сопротивления R₁ и R₂ (поз. 4 и 5) выполнены из константановой проволоки, которая не меняет своего сопротивления при нагреве, и тем самым, в цепи катушки зажигания поддерживается постоянство напряжения. Катушку зажигания и коробку добавочных сопротивлений необходимо периодически протирать. Специального ухода эти приборы не требуют.

Для прерывания цепи тока управления работой транзистора применяются распределители: Р4-Д для ЗИЛ-130 и Р13-Д для ГАЗ-53А. По своему устройству эти распределители отличаются от стандартных тем, что в них отсутствуют конденсаторы.

При размыкании контактов прерывателя 20 ток управления транзистором прерывается и транзистор 10 запирается. Резкое прерывание тока и активное запирание транзистора обеспечиваются применением в транзисторном коммутаторе 9 импульсного трансформатора 12. Возникающая во вторичной обмотке 14 э. д. с. самоиндукции подводится к базе транзистора и создает условия для его активного запирания и, одновременно действуя против э. д. с. самоиндукции первичной обмотки 13, ускоряет прерывание рабочего тока в первичной цепи зажигания. Энергия, создаваемая током самоиндукции вторичной обмотки, поглощается нагревающимся при этом керамическим сопротивлением R_б (поз. 11) в 20 ом.

Возникающий в первичной обмотке катушки зажигания 6 ток самоиндукции напряжением 80 - 100 в заряжает конденсатор С₁ (поз. 16) емкостью 1 мкф, рассчитанный на предельное напряжение в 160 в. Последующий колебательно-затухающий разряд конденсатора С₁ содействует поддержанию между электродами свечи зажигания электрической дуги, а энергия разряда расходуется на нагревание керамического сопротивления R₁ (поз. 16). Если во время работы двигателя отсоединить высоковольтный провод от свечи зажигания или крышки распределителя или проверять систему зажигания на искрообразование, а также в случае нарушения регулировки регулятора э. д. с. самоиндукции превысит 100 в и может произойти пробой транзистора. Для защиты транзистора 10 от пробоя током самоиндукции в блоке защиты коммутатора установлен стабилитрон Д_ст (поз. 18), сопротивление которого при напряжении более 100 в уменьшается, и он пропускает ток самоиндукции, шунтируя первичную обмотку. Германиевый диод Д₁ (поз. 15) предохраняет стабилитрон Д_ст от прохождения через него тока в прямом направлении - в обход первичной обмотки катушки зажигания. При отключении батареи 1 от цепи, обрыве одной из фаз обмотки статора генератора переменного тока или обрыве провода, соединяющего "массы" генератора и реле-регулятора, возникает импульсное увеличение напряжения в цепи питания, и в результате транзистор будет поврежден.

Для защиты транзистора от импульсных перенапряжений, возникающих в цепи генератор-аккумуляторная батарея, служит электролитический конденсатор С₂ (поз. 19) емкостью 50 мкф. Он включен параллельно источникам тока (шунтируя цепь питания системы зажигания) и заряжается возникающим импульсом перенапряжения.

Увеличение напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания не менее чем на 25% по сравнению с батарейной системой зажигания позволяет увеличить зазор между электродами свечи до 1,0 - 1,2 мм . При этом повышается энергия электрического разряда, что улучшает условия сгорания рабочей смеси, приемистость и экономичность двигателя, а также способствует повышению пусковых качеств. Срок службы свечей зажигания при контактно-транзисторной системе увеличивается на 25 - 30%.

Категорически запрещается оставлять включенной транзисторную систему зажигания при неработающем двигателе и переключать провода.

В случае прерывания цепей, а также перемены мест проводов, подключаемых к транзисторному коммутатору, он может полностью выйти из строя.