Контактно-транзисторна система запалювання, Система запалювання
Безконтактно-транзисторні системи запалювання (БТСЗ) почали застосовувати з 80-х. Якщо в контактній системі запалення (КСЗ) переривник безпосередньо розмикає первинний ланцюг,в контактно-транзисторній (КТСЗ) — ланцюг управління, то в БТСЗ і управління стає безконтактним. У цих системах транзисторний комутатор, що перериває ланцюг первинної обмотки котушки запалювання, спрацьовує під впливом електричного імпульсу, що створюється безконтактним датчиком. Усі види датчиків, що використовуються в БТСЗ ділять на параметричні та генераторні.
У параметричних датчиках змінюються ті чи інші параметри керуючого (базового) ланцюга (опір, індуктивність, ємність), у зв'язку з чим змінюється сила струму бази транзистора.
Генераторні датчики (магнітоелектричні, фотоелектричні та ін) є джерелами живлення керуючого ланцюга. Найбільшого поширення набули магнітоелектричні датчики – індукційні та датчики Холла.
Індукційний датчик є однофазним генератором змінного струму з ротором на постійних магнітах. Основним недоліком індукційних датчиків є середній великий споживаний струм (6 ... 8 А) і залежність сили струму від частоти обертання колінчастого валу двигуна.
Пристрій комутатора безконтактних систем досить складний (у ньому є мікросхема, силовий транзистор, а також кілька резисторів, стабілітрони та конденсатори). Енергія іскри втричі-вчетверо більше, ніж у КСЗ. Система небезпечна та потребує обережності.
У всіх системах запалення та інших приладах системи запалення широко застосовуються напівпровідникові тріоди (транзистори), що являють собою пластинку кремнію або германію і двох наплавлених крапель, що утворюють двапереходу.
Кожна з трьох областей тріода має свою назву: нижня область, що випускає електрони - носії зарядів, називається емітером, верхня область, що збирає носії зарядів - колектором, а середня область - основою, або базою.
До цих трьох областей тріода роблять самостійні висновки. Середній висновок з'єднують із базою, один – з емітером, а інший – із колектором.
Якщо транзистор включити в ланцюг якогось джерела, з'єднавши виведення емітера з плюсовим затискачем, а виведення колектора з мінусовим, то струму в ланцюзі не буде, оскільки один із переходів буде закритий.
Але якщо транзистор включити в ланцюг так, щоб одна з областей була спільною, а між іншими створити різницю потенціалів, потенційний бар'єр відкривається, опір транзистора падає до нуля і на вихідному затиску колектора виходить збільшення сили струму.
Мал. Схема германієвого транзистора: а – схема включення в ланцюг; б – умовне позначення; в – зовнішній вигляд
Транзистори застосовуються у всіх системах запалення і малюнку показана елементарна схема контактно-транзисторної системи запалення.
При включеному запалюванні, коли контакти переривника розімкнуті, руху електронів від «мінусу» до «плюсу» акумуляторної батареї немає, тобто. струму у схемі запалення не буде, оскільки транзистор закритий у зв'язку з великим перехідним опором між емітером та колектором транзистора.
У момент замикання контактів переривника в ланцюзі керування транзистора через базу і колектор проходитиме струм 0,3…0,8 А залежно від частоти обертання кулачка переривника. У зв'язку з проходженням струму управління відбувається різке зниження опору переходу «емітер-колектор» транзистора до кількох часток Ома та транзисторвідкривається, включаючи ланцюг первинної обмотки котушки запалювання.
Сила струму цього ланцюга залежить від напруги джерела (акумуляторної батареї), величин опору та індуктивності первинної обмотки і часу замкнутого стану контактів переривника. Зі збільшенням частоти обертання колінчастого валу двигуна сила струму ланцюга низької напруги знижується з 7 до 3 А.
При розмиканні контактів переривника струм управління переривається, що викликає різке підвищення опору переходу силової ділянки транзистора «емітер-колектор» до кількох сотень Ом і транзистор замикається, вимикаючи ланцюг струму первинної обмотки котушки запалювання.
Так як через контакти переривника йде тільки керуючий струм (контакти перетворилися на датчик керуючих імпульсів), енергію іскроутворення збільшують застосуванням спеціальних котушок запалювання зі збільшеним числом витків вторинної обмотки та зменшеним числом первинної витків.
При значному зниженні опору первинної обмотки котушки запалення комутатор вводять спеціальну ланцюг, яка через 1,5 з після зупинки двигуна (валика розподільника) розриває ланцюг живлення котушки запалення. Цим обмежується надмірне нагрівання котушки запалення з низьким опором первинної обмотки.
Мал. Принципова схема контактно-транзисторної системи запалювання: 1 – свічки запалювання; 2 – розподільник запалювання; 3 – комутатор; 4 – котушка запалювання. Електроди транзистора: силові К – колектор, Е – емітер, керуючий Б – основа, R – резистор