Катушка зажигания Б114 в отличие от катушки Б115 имеет следующие конструктивные особенности.

Первичная обмотка имеет меньшее число витков и наматывается проводом большого диаметра, что уменьшает сопротивление и индуктивность. Конпы первичной обмотки соединены с зажимом К крышки и зажимом без обозначения. Увеличено число витков вторичной обмотки. Один конец вторичной обмотки соединен с центральным выводом крышки, а второй соединен с корпусом катушки. В крышке катушки зажигания Б114-Б высоковольтный вывод не имеет резьбового штуцера и аналогичен выводам крышки распределителя.

Дополнительный резисторСЭ107. В металлической коробке на двух фарфоровых изоляторах закреплены спирали резисторов сопротивлением по 0,5 Ом каждый, выполненные из константановой проволоки, что предотвращает увеличение сопротивления цепи при нагреве. Концы резисторов приварены к контактным пластинам, которые соединяются с изолированными от коробки зажимами. Зажимы обозначены буквами К, В К и В К-Б.

Свечи зажигания такие же, как и в нетранзисторной системе зажигания.

Транзисторный коммутатор ТКЮ2. В коммутаторе установлены транзистор ГТ701А с допустимым напряжением между эмиттером и коллектором 100 В и допустимой силой тока коллектора 12 А; германиевый диод Д1 типа Д220; кремниевый стабилитрон Д2 типа Д817В; резистор R сопротивлением 27 Ом; конденсатор емкостью 1 мкФ, электролитический конденсатор С2 емкостью 50 мкФ и импульсный трансформатор ИТ. Трансформатор ИТ состоит из сердечника, первичной и вторичной обмоток.

Для отвода тепла от транзистора его устанавливают в горловину цинкового корпуса, после чего горловину заливают эпоксидной смолой. Блок защиты транзистора состоит из диода Д1, стабилитрона Д2 с теплоотводом, резистора R и конденсатора С1. Все приборы блока защиты залиты эпоксидной смолой. К зажимам блока подключаются проводники от других приборов коммутатора. Германиевый транзистор работоспособен при температуре не выше 65 °С, поэтому транзисторный коммутатор устанавливают в кабине водителя.

Транзисторный коммутатор имеет четыре зажима (Р, К, М и один зажим без обозначения). При установке коммутатора зажим М надежно соединяется с корпусом автомобиля неизолированным проводником, установленным под винт крепления коммутатора. Крышка 8 крепится к корпусу заклепками.

Схема контактно-транзисторной системы зажигания приведена на рис. 4.

Работа контактно-транзисторной системы зажигания

При включенном зажигании, когда контакты прерывателя разомкнуты, транзистор закрыт и в первичной цепи ток не проходит.

В момент замыкания контактов прерывателя в цепи управления транзистора будет проходить ток не более 0,8 А. С увеличением частоты вращения кулачка прерывателя, вследствие уменьшения времени замкнутого состояния контактов, сила тока в цепи управления транзистора уменьшается до 0,3 А.

Путь тока в цепи управления транзистора: плюсовой вывод батареи — зажим тягового реле стартера — амперметр — зажим AM выключателя зажигания — контактная пластина выключателя — зажим КЗ выключателя — дополнительный резистор СЭ107 — первичная обмотка катушки зажигания — безымянный зажим транзисторного коммутатора — переход эмиттер — база транзистора — первичная обмотка импульсного трансформатора — контакты прерывателя — корпус — минусовой вывод аккумуляторной батареи.

Вследствие прохождения тока управления через пере ход между базой и эмиттером транзистора происходит рез кое снижение сопротивления переходов эмиттер — коллек тор транзистора с нескольких сотен Ом до нескольких до лей Ом, и он открывается, включая цепь тока низкого на пряжения.

Цепь тока низкого напряжения: плюсовой вывод аккумуляторной батареи — зажим тягового реле стартера — амперметр — выключатель зажигания — дополнительные резисторы — первичная обмотка катушки зажигания — переход эмиттер — коллектор транзистора — корпус — минусовый вывод батареи. Сила тока в первичной цепи при открытом транзисторе достигает 8 А при неработающем двигателе и снижается до 3 А при увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя.

При включении стартера выключатель зажигания подключает обмотку реле включения к аккумуляторной батарее. Ток, проходящий по обмотке реле, намагничивает сердечник,что вызывает замыкание контактов, и первичная обмотка катушки зажигания подключается к аккумуляторной батарее помимо резистора (левого по схеме). Произойдет увеличение силы тока в первичной цепи, а вместе с этим увеличится напряжение во вторичной цепи зажигания.

Ток, протекая по первичной обмотке катушки зажигания, вызывает намагничивание сердечника катушки.

Размыкание контактов прерывателя сопровождается прерыванием тока управления, что вызывает резкое повышение сопротивления транзистора и он, закрываясь, выключает цепь тока первичной цепи зажигания.

В момент прерывания тока управления во вторичной обмотке импульсного трансформатора индуктируется э. д. с.

Импульс э. д. с. вторичной обмотки трансформатора действует в цепи транзистора в направлении, противоположном току управления, вследствие чего ускоряется запирание транзистора за время 3—5 мкс, а поэтому ускоряется прерывание тока в первичной обмотке катушки и быстрей уменьшается магнитный поток. Энергия тока взаимоиндукции вторичной обмотки трансформатора расходуется на нагрев резистора R. Резистор увеличивает длительность действия запирающего импульса.

Во вторичной обмотке катушки индуктируется э. д, с. от 17 до 30 кВ, а в первичной обмотке катушки — э. д. с. самоиндукции величиной до 100 В.

Цепь тока высокого напряжения: вторичная обмотка катушки — распределитель — свеча зажигания — корпус — вторичная обмотка.

Э. д. с.самоиндукции первичной обмотки катушки вызывает заряд конденсатора (1 мкФ). В дальнейшем при разомкнутых контактах прерывателя конденсатор разряжается через первичную обмотку катушки.

Для предотвращения перегрева и пробоя транзистора при увеличении э. д. с. самоиндукции первичной обмотки, что имеет место на малой частоте вращения коленчатого вала двигателя или обрыве в цепи высокого напряжения, параллельно цепочке конденсатора С1 включена цепочка, состоящая из диода Д1 и стабилитрона Д2 со встречным направлением прямых проводимостей. Диод Д1 препятствует прохождению тока от аккумуляторной батареи через стабилитрон Д2, минуя первичную обмотку катушки зажигания.

При увеличении э. д. с. самоиндукции первичной обмотки катушки зажигания выше 80 В (напряжение стабилизации) стабилитрон пропускает через себя ток самоиндукции, шунтируя тем самым первичную обмотку катушки зажигания. Благодаря прохождению тока самоиндукции через цепочку стабилитрона Д2 и диода Д1 напряжение на зажимах первичной обмотки снижается, что предотвращает перегрев и пробой транзистора.

При уменьшении э. д. с. самоиндукции ниже 80 В стабилитрон не проводит через себя ток и э. д. с. самоиндукции расходуется на заряд конденсатора С1.

Электролитический конденсатор С2 включен параллельно генератору и защищает транзистор от импульсных перенапряжений, возникающих в цепи генератор — аккумуляторная батарея. При импульсе напряжения генератора конденсатор С2 будет заряжаться, что уменьшит напряжение, а следовательно, и импульс силы тока в цепи транзистора, тем самым предотвращая перегрев транзистора.

В контактно-транзисторной системе зажигания контакты прерывателя разгружены от тока цепи первичной обмотки катушки зажигания, что ликвидирует окисление и эрозию контактов. Вследствие этого контакты прерывателя не требуют зачистки в процессе эксплуатации в пределах 100— 150 тыс. км пробега автомобиля. Кроме того, устранение окисления и подгорания контактов прерывателя предотвращает изменение зазора между ними, а следовательно и разрегулировку угла опережения зажигания при эксплуатации автомобиля.

Напряжение во вторичной цепи повышается не менее чем на 25% по сравнению с классической системой зажигания, что приводит к увеличению энергии искрового разряда.

Повышение энергии искрового разряда способствует более полному сгоранию даже обедненной рабочей смеси. Облегчается пуск двигателя и улучшается приемистость и экономичность двигателя (расход топлива снижается до 2%).

Недостатки контактно-транзисторной системы зажигания

Малая сила тока в цепи управления транзистора (0,3— 0,8А) предъявляет особые требования к чистоте поверхности контактов прерывателя. При незначительном увеличении сопротивления контактов прерывателя из-за окисления, загрязнения, замасливания и т. п. сила тока управления транзистором снижается, транзистор не открывается и двигатель не запускается.

—

Общие сведения. Для повышения надежности системы зажигания в современных двигателях начинают все шире применять контактно-транзисторную систему зажигания. Это новая, связанная с использованием полупроводниковых приборов система зажигания, в которой источником электроэнергии также является аккумуляторная батарея с генератором.

Преимущества контактно-транзисторной системы зажигания по сравнению с батарейной системой следующие: через контакты прерывателя проходит небольшой ток управления транзистора, а не ток (до 8 А) первичной обмотки катушки зажигания, поэтому исключается эрозия и износ контактов; возрастает ток высокого напряжения и энергия искрового разряда, что позволяет увеличить зазор между электродами свечи зажигания; облегчается пуск и улучшается экономичность двигателя.

Транзистор — трехэлектродный прибор, изменяющий свое сопротивление от нескольких сот омов (транзистор закрыт) до нескольких долей ома (транзистор открыт). Имея малое сопротивление во включенном состоянии и очень большое сопротивление в выключенном состоянии, транзистор вполне удовлетворяет требованиям, предъявляемым к переключающим элементам. В контактно-транзисторной системе зажигания транзистор работает в режиме переключения (режим ключа).

Контактно-транзисторная система зажигания состоит из транзисторного коммутатора, катушки зажигания, свечей зажигания, распределителя, добавочных резисторов, замыкателя добавочного резистора, аккумуляторной батареи и выключателя зажигания.

Катушка зажигания Б-114 маслонаполненная; она выполнена по трансформаторной схеме, т. е. ее первичная и вторичная обмотки не соединены между собой. Концы первичной обмотки катушки зажигания выведены к двум клеммам, расположенным на карболитовой крышке. Одна клемма обозначена буквой К, другая не имеет обозначения. Один конец вторичной обмотки присоединен к корпусу, а другой соединен с проводом высокого напряжения, укрепленным в центральном отверстии крышки катушки зажигания. При установке катушки зажигания ее надежно соединяют с массой (корпусом) так, чтобы не было зазора, окалины и т. п.

Добавочные резисторы СЭ-107, выполненные в виде двух спиралей, установлены в отдельном кожухе и имеют три выводные клеммы: ВК-Б, ВК. и К- Спирали изготовлены из константановой проволоки, сопротивление которой при нагреве не изменяется, и в первичной обмотке катушки зажигания поддерживается постоянное напряжение.

Транзисторный коммутатор ТК-102 состоит из транзистора, импульс ноготрансформатора и блока защиты транзистора. В блок защиты входят резисторы, диод, стабилитрон и конденсатор. Все приборы коммутатора размещены в алюминиевом корпусе, имеющем ребра для лучшего отвода тепла. У транзисторного коммутатора есть четыре клеммы, обозначенные буквами М, К, Р, и одна без обозначения. Клемму М надежно соединяют с корпусом (массой) автомобиля многожильным неизолированным проводником; клемму К — с концом первичной обмотки катушки зажигания; клемму без обозначения — со вторым концом первичной обмотки катушки зажигания и клемму Р — с подвижным контактом прерывателя. Первичная обмотка катушки зажигания включена в цепь эмиттера, а контакты прерывателя — в цепь базы Б транзистора.

Работа контактно-транзисторной системы зажигания. Если выключатель зажигания включен, а контакты прерывателя разомкнуты, то транзистор заперт, так как нет тока в его цепи управления т. е. в переходе эмиттер — база. Ток не проходит и между эмиттером и коллектором на корпус, так как сопротивление этого перехода очень большое. При замыкании контактов прерывателя в цепи управления транзистора (эмиттер — база) проходит ток, т. е. транзистор открывается. Сила тока управления невелика (около 0,8 А) и уменьшается до 0,3 А с увеличением частоты вращения кулачка прерывателя. В контактно-транзисторной системе зажигания имеются две цепи низкого напряжения: цепь управления транзистора и цепь рабочего тока.

Цепь управления транзистора-, положительная клемма аккумуляторной батареи — выключатель зажигания — клеммы ВК-Б и К добавочных резисторов — первичная обмотка катушки зажигания — клемма транзисторного коммутатора — электроды перехода эмиттер — база транзистора — первичная обмотка импульсного трансформатора — клемма Р — контакты прерывателя — масса (корпус) — отрицательная клемма аккумуляторной батареи. При прохождении тока управления транзистора через переход эмиттер — база сильно уменьшается сопротивление перехода эмиттер—коллектор и транзистор открывается, включая цепь рабочего тока.

Цепь рабочего тока низкого напряжения: положительная клемма аккумуляторной батареи 16 — выключатель 17 зажигания — клеммы ВК-Б и К добавочных резисторов — первичная обмотка катушки зажигания — клемма транзисторного коммутатора — электроды перехода эмиттер— коллектор транзистора — клемма М — масса (корпус) — отрицательная клемма аккумуляторной батареи. При размыкании контактов прерывателя прекращается ток в цепи управления транзистора и значительно возрастает его сопротивление. Транзистор закрывается, выключая цепь рабочего тока низкого напряжения. Магнитный поток изменяющегося поля пересекает витки катушки зажигания, индуктируя во вторичной обмотке ЭДС, в результате чего возникает высокое напряжение (около 30 000 В), а в первичной обмотке — ЭДС самоиндукции (около 80—100 В).

Цепь высокого напряжения, вторичная обмотка катушки зажигания — ротор распределителя — свечи зажигания (в соответствии с порядком работы двигателя) — масса (корпус) — вторичная обмотка 6 катушки зажигания.

Импульсный трансформатор необходим для быстрого запирания транзистора. При размыкании контактов прерывателя во вторичной обмотке импульсного трансформатора индуктируется ЭДС самоиндукции, направление которой противоположно направлению рабочего тока на переходе база — эмиттер. Благодаря этому быстро исчезает магнитное поле и ток в первичной обмотке катушки зажигания. Диод и стабилитрон предохраняют транзистор от пробоя ЭДС самоиндукции. Они включены параллельно первичной обмотке катушки зажигания, а между собой соединены последовательно со встречным направлением проводимостей. Диод препятствует прохождениям тока через стабилитрон в прямом направлении — мимо первичной обмотки катушки зажигания.

Необходимо помнить, что контакты прерывателя пропускают и прерывают только силу тока управления транзистора, равную 0,8—0,3 А. Если на них попало масло, образовалась масляная пленка или слой окиси, то ток управления транзистора не сможет пройти через контакты. Поэтому контакты прерывателя промывают бензином и следят за тем, чтобы они всегда были чистыми.

—

Внедрение многоцилиндровых высокооборотных автомобильных двигателей с повышенной степенью сжатия потребовало применения более усовершенствованных способов зажигания рабочей смеси. Стремление преодолеть основные недостатки обычной системы батарейного зажигания — ограниченный из-за эрозии контактов ток первичной цепи (3,5— 4 а), малое для форсированных двигателей напряжение вторичной цепи, сильная вибрация контактов и некоторые другие—вынудило искать пути их устранения и привело к созданию и внедрению новой контактнотранзисторной системы зажигания.

Контактно-транзисторная система зажигания отличается от обычной главным образом наличием транзисторного коммутатора и добавочных сопротивлений.

Транзисторный коммутатор типа ТК-102 состоит из германиевых транзистора и диода Дь кремниевого стабилитрона Дст, двух сопротивлений и двух конденсаторов С и С2и импульсного трансформатора. Все приборы транзисторного коммутатора помещены в корпус из алюминиевого сплава. Для подключения в систему имеются зажимы: Р, К, М и 3.

Катушка зажигания Б-114 и прерыватель-распределитель отличаются от аналогичных устройств следующим. Катушка зажигания Б-114 изготовлена без вариатора, ее первичная обмотка состоит из 180 витков, а вторичная — из 41,5 тыс. витков. Прерыватель-распределитель выполнен без конденсатора, так как он разгружен от тока первичной цепи.

Работа контактно-транзисторной системы зажигания протекает следующим образом. При включенном зажигании и разомкнутых контактах прерывателя транзистор закрыт и тока в системе нет. Как только контакты будут замкнуты, в цепи управления транзистора появится ток, движение которого показано на схеме пунктирными стрелками. При прохождении тока через переход между базой и эмиттером (5—Э) сопротивление перехода коллектор — эмиттер (К—Э) резко упадет, транзистор откроется и включит рабочий ток в цепь низкого напряжения первичной цепи системы зажигания. Прохождение тока в первичной цепи создает вокруг витков первичной обмотки катушки зажигания и обмоток трансформатора сильный магнитный поток.

При размыкании контактов прерывателя цепь тока управления разрывается, сопротивление перехода участка коллектор — эмиттер возрастает до нескольких сотен ом, транзистор закрывается и цепь рабочего тока первичной цепи зажигания выключается. Быстрому запиранию транзистора и прерыванию рабочего тока в первичной цепи зажигания способствует индуктируемая в обмотках импульсного трансформатора в момент прерывания тока управления э.д.с. самоиндукции; возникающий при этом импульс э.д.с. вторичной обмотки трансформатора действует на переход база—эмиттер в запирающем направлении. Сопротивление поглощает энергию тока самоиндукции вторичной обмотки импульсного трансформатора. Резкое прерывание тока в первичной обмотке катушки зажигания приводит к возникновению во вторичной обмотке э.д.с. взаимоиндукции (около 30 тыс. в) и в первичной — э.д.с, самоиндукции (около 80—100 в). Путь тока высокого напряжения во вторичной цепи контактно-транзисторной системы зажигания тот же, что и в обычной системе. Э.д.с. самоиндукции первичной обмотки заряжает конденсатор Ci. При разомкнутых контактах в цепи конденсатор Ci разряжается на сопротивление R1.

Рис. 1. Схема контактно-транзисторной системы зажигания

В схему транзистора включены параллельно первичной обмотке катушки зажигания два последовательно соединенных диода Д{ и Дст. Назначение диодов Д1 и ДОт—предохранить транзистор от пробоев током самоиндукции. Электролитический конденсатор С2, включенный параллельно генератору и батарее, предназначен для защиты транзистора от импульсных перенапряжений, возникающих при отключении батареи, обрыве одной из фаз обмотки статора генератора переменного тока или провода, соединяющего корпуса генератора и реле-регулятора.