Сила тока управления транзисторным коммутатором, проходящего через контакты прерывателя, намного меньше силы тока первичной обмотки катушки зажигания, поэтому в КТСЗ можно устанавливать оптимальную с точки зрения долговечности контактных пар силу прерываемого тока. В КТСЗ режим работы контактов прерывателя значительно облегчен и поэтому их срок службы больше. Увеличение силы тока разрыва первичной цепи ограничивается только параметрами силового транзистора, а не стойкостью контактов прерывателя. Однако включение в схему КТСЗ транзисторного коммутатора не полностью исключает недостатки, присущие классической контактной системе зажигания, такие как механическое изнашивание кулачка, подушечки рычажка и контактной пары прерывателя, а также невозможность воспроизведения сложных характеристик управления углом опрежением зажигания.
Схема и принцип работы КТСЗ (рис. 1). При замыкании контактов прерывателя база транзистора соединяется с массой и далее с минусовым выводом аккумуляторной батареи. По переходу эмиттер-база транзистора проходит ток iб. Транзистор открывается и замыкает цепь первичной обмотки L катушки зажигания.
Рис. 1. Схема КТСЗ: 1 - распределитель; 2 - кулачок; Rд - добавочный резистор
В момент размыкания контактов транзистор переходит в состояние отсечки, разрывая первичную цепь катушки зажигания. Ток i1 в первичной обмотке резко исчезает, а во вторичной обмотке индуктируется высокая ЭДС, вызывающая появление тока i2 во вторичной цепи при пробое искрового промежутка между электродами свечи зажигания.
В реальных коммутаторах КТСЗ кроме силового транзистора имеются другие элементы, которые служат для улучшения условий его переключений. В схеме, приведенной на рис. 2, транзисторный коммутатор содержит мощный германиевый транзистор VT (ГТ701А) типа p-n-p, стабилитрон VD1, диод VD2, резистор R1, импульсный трансформатор Т2 и два конденсатора С1 и С2.
Рис. 2. Схема КТСЗ с транзисторным коммутатором ТК102
Первичная обмотка катушки зажигания включена в цепь эмиттер-коллектор транзистора VT. Управление транзистором осуществляется с помощью контактного прерывателя S2, включенного в цепь базы транзистора. Через замкнутые контакты прерывателя протекает ток силой в (В+1) раз (В — коэффициент усиления транзистора) меньшей силы тока первичной обмотки зажигания.
Когда контакты прерывателя замкнуты, транзистор находится в состоянии насыщения и процесс нарастания силы тока в первичной обмотке катушки зажигания протекает так же, как в классической контактной системе зажигания.
После размыкания контактов прерывателя и перехода транзистора в состояние отсечки накопленная в магнитном поле катушки зажигания энергия преобразуется в импульс высокого вторичного напряжения, подаваемого через распределитель на очередную свечу зажигания в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя.
Импульсный трансформатор Т2, включенный последовательно с контактным прерывателем, при размыкании контактов обеспечивает отрицательное смещение на переходе эмиттер-база транзистора, ускоряя его переход из состояния насыщения в состояние отсечки. Отрицательное смещение возникает при индуктировании ЭДС взаимоиндукции es во вторичной обмотке трансформатора Т2. Резистор R1 служит для формирования необходимого запирающего импульса транзистора.
Когда транзистор переходит в состояние отсечки, в первичной обмотке катушки зажигания также индуктируется достаточно высокая ЭДС. С целью исключения перенапряжения на транзисторе параллельно его эмиттер-коллекторному переходу подключена цепочка стабилизации VD1 — VD2. Напряжение стабилизации стабилитрона VD1 около 80 В. Если ЭДС самоиндукции в первичной обмотке катушки зажигания превысит напряжение стабилизации, то ток, вызванный этой ЭДС, проходит через открытый стабилитрон VD1 и диод VD2. Диод VD2 препятствует прохождению через стабилитрон тока от аккумуляторной батареи.
Стабилитрон VD1 обеспечивает также защиту транзистора от высоковольтных импульсов напряжения, которые могут возникнуть на его эмиттер-коллекторном переходе при отключении нагрузки во вторичной цепи, например при техническом обслуживании системы зажигания.
Если ЭДС самоиндукции в первичной обмотке катушки зажигания меньше напряжения стабилизации стабилитрона VD1, то ток создаваемый этой ЭДС идет на заряд конденсатора С1, подключенного параллельно первичной обмотке. В результате мощность, выделяемая в транзисторе при его переходе в состояние отсечки, и температура его нагрева уменьшаются. За счет этого предотвращается лавинообразный процесс умножения носителей заряда и пробой транзистора, связанный с его локальным перегревом.
Электролитический конденсатор С2 защищает систему зажигания от случайных импульсных перенапряжений в бортовой сети (например, при работе КТСЗ с отключенной аккумуляторной батареей) при неисправности.
Катушка зажигания КТСЗ. В отличие от катушек зажигания классической контактной системы зажигания в КТСЗ катушка зажигания Б114Б имеет трансформаторную связь с повышенным коэффициентом трансформации и меньшую индуктивность первичной обмотки. Уменьшение числа витков первичной обмотки и ее индуктивности необходимо для снижения ЭДС самоиндукции в ней и предотвращения пробоя транзистора. Катушки классической контактной системы зажигания и КТСЗ не взаимозаменяемы.
Добавочный резистор. По условиям нагрева катушки зажигания мощность потерь в ней не должна превышать предельно допустимый уровень. Так как в КТСЗ сила тока разрыва первичной цепи катушки зажигания повышена по сравнению с классической контактной системой зажигания, то во избежание перегрева первичной обмотки, ее сопротивление уменьшено, что потребовало введения в цепь питания катушки зажигания добавочного резистора, состоящего из двух секций Rдн и Rдз. Резистор Rдн включен в цепь первичной обмотки постоянно. Резистор Rдз при пуске двигателя также, как и в классической контактной системе зажигания, замыкается накоротко контактами реле включения или тягового реле стартера, чем обеспечивается компенсация снижения напряжения аккумуляторной батареи GB, работающей в стартерном режиме разряда.
Обе секции добавочного резистора СЭ107 размещены в одном корпусе 1 (рис. 3). Каждый резистор выполнен в виде спиралей 3 из константановой проволоки, закрепленных на изоляторах 2. Блок резисторов имеет три вывода К, ВК и ВК-Б, к которым с помощью пластин 5 присоединены концы резисторов.
Рис. 3. Добавочный резистор СЭ107: 1 - корпус; 2 - фарфоровый изолятор; 3 - спираль резистора; 4 - вывод; 5 - пластина
Транзисторный коммутатор КТСЗ. Транзисторный коммутатор ТК102 (рис. 4) имеет литой алюминиевый корпус 1 с ребристой поверхностью для лучшего теплоотвода. Внутри корпуса размещены конденсатор 6, импульсный трансформатор 3 и блок 2, залитый полиэфирным компаундом, в котором размещены остальные элементы коммутатора. Теплоотвод 8 предотвращает перегрев стабилитрона. Транзистор 5 находится в углублении корпуса. В первых конструкциях транзистор заливался эпоксидной смолой. Снизу к корпусу 1 коммутатора заклепками прикреплено металлическое основание 7. Вывод Р, К, Мп один вывод без обозначения находятся на колодке, установленной на боковой стенке корпуса. Так как германиевый транзистор ГТ701А имеет низкую максимальную рабочую температуру (75°C), коммутатор устанавливается в кабине водителя.
Рис. 4. Транзисторный коммутатор ТК102: 1 - алюминиевый корпус; 2 - блок; 3 - импульсный трансформатор; 4 - эпоксидная смола; 5 - тразистор; 6 - конденсатор; 7 - основание; 8 - теплоотвод
Распределитель КТСЗ. Распределители КТСЗ выполняют те же функции, что и распределители классической контактной системы зажигания и аналогичны по конструкции, однако отличаются отсутствием конденсатора. В роторе 12 распределителя Р137 (рис. 5, а) установлен помехоподавительный резистор 13. Регулирование угла опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя осуществляется центробежным и вакуумным автоматами. Начальный угол опережения зажигания устанавливается с помощью гаек 24 октан-корректора. Требуемая характеристика центробежного регулятора (рис. 5, 6) обеспечивается соответствующей конфигурацией грузиков 36 и жесткостью пружин 35.
Рис. 5. Распределитель Р137 и центробежный регулятор: 1 - вал; 2 - муфта; 3 - болт для крепления октан-корректора; 4 - корпус; 5 - бронзовая втулка; 6 - центробежный регулятор; 7 - подшипник; 8 - неподвижный диск; 9 - подвижный диск; 10 - защелка; 11, 30 - фильцы; 12 - ротор; 13 - резистор; 14 - крышка; 15 - выводы; 16 - пружина; 17 - контактный диск; 18 - электрод крышки; 19 - кулачок; 20 - октан-корректор; 27 - вакуумный регулятор; 22 - тяга; 23 - проводник, соединяющий подвижный диск с корпусом; 24 - гайка; 25 - эксцентрик; 26 - держатель неподвижного контакта; 27 - рычажок; 28 - винт; 29 - контакты; 37 - проводник; 32 - вывод; 33 - поводковая пластина кулачка; 34 - стойка поводковой пластины; 35 - пружина; 36 - грузик; 37 - ось грузика; 38 - штифт на поводковой пластине кулачка; 39 - втулка кулачка; 40 - поводковая пластина грузиков
Комментарии посетителей