Як працює контактно-транзисторне запалювання в автомобілі

Досвідчені автовадельци напевно знають, який саме віп системи запалювання встановлений на їх транспортному засобі. Цілком можливо, що їм виявиться контактно-транзисторний варіант, розглянутий нами в даній темі. Що таке контактно-транзисторне запалювання? Який принцип і схема його роботи? Про це ви дізнаєтесь вже через кілька хвилин.

Схема контактно транзисторного запалювання в автомобілі

Контактно-транзисторна система запалювання - це перехідний етап між контактним і безконтактним електронним варіантами систем запалювання. Вона позбавлена основного недоліку свого попередника - можливості підгоряння і зносу контактів переривника, які комутують ланцюг з індуктивністю і значною силою струму. Схема контактно-транзисторної системи запалювання передбачає комутацію первинної ланцюга обмотки збудження за допомогою транзистора, який управляється контактами переривника. Більш того, з початком використання такої системи запалювання з'явився новий блок - електронний комутатор, який об'єднує в собі коммутирующий транзистор і елементи схеми його управління.

Чи знаєте Ви? Для роботи перших бензинових двигунів використовували акумуляторну батарею системи запалювання, яка грунтувалася на ефекті самоіндукції.

Схема контактно-транзисторної системи запалювання передбачає наявність наступних елементів:

акумуляторної батареї напругою 1,2 В (на малюнку позначена цифрою 1);
затиску стартера (цифра 2);
замку (включателя) запалювання (3);
додаткових резисторів, виготовлених з константановой дроту (4);
транзисторного комутатора, доповненого електричним конденсатором (5);
германієвого діода (8);
транзистора (9);
резисторів, що мають опір в 20 Ом (6 і 10);
імпульсного трансформатора з двома обмотками: первинної (11) і вторинної (12);
стабилитрона (22);
переривника, що має рухливий (під номером 14) і нерухомий (під номером 15) контакти, а також кулачкову муфту (21);
розподільника (16), що має токоразносную пластину (17);
свічок (18) і котушки (19) запалювання;
помехоподавительного опору (20).

Всі зазначені деталі об'єднані в алюмінієвому ребристому корпусі, який розташований в кабіні автомобіля і володіє чотирма затискачами: «Р», «К», «М» і одним - без позначення.

Затиск «Р» з'єднаний з рухомим контактом переривника, затиск «К» - надійно з'єднаний із затискачем котушки запалювання, «М» - з'єднаний з масою за допомогою багатожильного дроти, а затиск, який не має позначення - з відповідним затиском цієї ж котушки.

Принцип роботи контактно транзисторного запалювання

Принцип роботи контактно-транзисторної системи запалювання не можна назвати надто простим, тим більше, що він має свої, специфічні особливості. Коли запалення вимкнене або контакти переривника розімкнуті, транзистор знаходиться в закритому положенні, але як тільки ситуація змінюється (запалювання включається, або контакти переривника замикаються), з'являється ланцюг струму, що відповідає за управління транзистором.

Вона має такий вигляд: «+» батареї - затиск стартера 2 - вмикач запалювання 3 - резистори 4 - первинна обмотка котушки запалювання - затиск транзисторного комутатора (той, який без позначення) - вторинна обмотка імпульсного трансформатора 12 - резистор 10 - емітер - база транзистора - затиск 13, до якого підключена первинна обмотка імпульсного трансформатора 11 - рухливий 14 - нерухомий 15 контакти переривника - «маса» - «-» акумуляторної батареї.

Як тільки керуючий струм подолає емітер, базу транзистора опору переходу, колектор почне знижуватися і транзистор відкриється.

З'являється ще один ланцюг робочого струму низької напруги: «+» батареї - затиск стартера 2 - вмикач запалювання 3 - резистори 4 - первинна обмотка котушки запалювання - емітер - база - колектор - затиск «М» транзисторного комутатора - «маса» - «- »батареї. З огляду на невелику силу опору транзистора в первинній обмотці котушки запалювання, не дивно, що з'являється сильне магнітне поле, що сприяє отриманню більш високої напруги у вторинній обмотці.

Обертання коленвала змушує грань кулачковою муфти впливати на важіль рухомого контакту, через що переривається ланцюг керуючого струму і транзистор знову закривається. Відповідно, ланцюг робочого струму низької напруги так само переривається.

В цей же час, у другій обмотці, індукується ЕРС взаємної індукції, вплив якої повністю протилежно напрямку робочого струму низької напруги. Внаслідок цього явища швидкість закриття транзистора збільшується. Різке переривання струму в первинній котушці запалювання веде до того, що її магнітні силові лінії, при зникання перетинають витки вторинної обмотки і в них індукується струм високої напруги (до 30 000 В).

Утворився струм проходить по дроту напруги, мине опір і потрапляє на центральну клему розподільника. Потім, за допомогою токоразносной пластини він підводиться до бічного електрода і через провід надходить на свічки запалювання. Після цього і відбувається займання горючої суміші. Виходить, що струм ввисокого напруги ніяк не взаємодіє з транзистором, що попереджає його «пробою» і підвищує надійність системи запалювання в цілому.

Магнітні силові лінії індукують в первинній обмотці котушки запалювання струм самоіндукції, напругою до 100 В. Ось він то якраз і може пошкодити ( «пробити») транзистор. Тому, паралельно первинній обмотці котушки запалювання послідовно розміщені діод і стабілітрон, із зустрічним напрямком прямих проводимостей.

Важливо! Діод не дає току протікати через стабілітрон, минаючи при цьому первинну котушку запалювання. У свою чергу, стабілітрон пропускає струм самоіндукції, якщо його напруга перевищує 100 В. В результаті, загальне напруження в первинній котушці запалювання йде на спад.

Коли контакти переривника розмикаються, в первинній обмотці імпульсного трансформатора, також починає індукувати ЕРС самоіндукції. Нею заряджається конденсатор і передає цей заряд резистору, який, в свою чергу, перетворює електричну енергію в теплову.

Електричний конденсатор функціонує паралельно генератору і АКБ, захищаючи транзистор від імпульсних перенапруг, які з'являються в ланцюзі «генератор - батарея» в тих випадках, коли АКБ вимикається, обривається одна з фаз обмотки статора генератора змінного струму або ж обривається провід, який з'єднує корпус генератора з регулятором напруги. У цій ситуації конденсатор заряджатиметься, що знизить напругу в ланцюзі приладів і запобіжить «пробою» транзистора.

У чому відмінність від звичайної системи

Основним елементом контактно-транзисторної системи, який допоміг новій схемі поліпшити початкові характеристики, є транзистор. Крім того, саме він посприяв встановленню нового вузла - комутатора. Характерна особливість транзистора - невеликий струм, який надходить на управління (в базу) і дає можливість управління струмом куди більшої величини.

Незважаючи на незначне, на перший погляд, зміна принципу роботи, контактно-транзисторна система запалювання придбала нові властивості, недоступні раніше класичній системі. Так, що стосується робочого процесу, то основною відмінністю від класичного варіанта, є прямий вплив переривника на базу транзистора, а не на бобіну, як це було раніше.

У всьому ж іншому, контактно-транзисторна схема працює також як і класична система запалювання. Переривання струму в первинній обмотці бобіни сприяє появі високовольтної напруги у вторинній. Якщо не розглядати пристрій комутатора і його підключення занадто детально, то не можна не відзначити, що навіть в такому спрощеному варіанті транзисторне запалювання має низку переваг, про які й піде мова далі.

Переваги та недоліки контактно транзисторного запалювання

Серед позитивних моментів використання контактно-транзисторних систем запалювання виділяють:

Отримання порівняно великих вихідних напруг, завдяки яким збільшується сила струму в первинній обмотці, а контакти переривника відчувають меншу електричну навантаження.
Полегшений запуск двигуна і підвищений рівень його надійності на малих і великих оборотах;
Більш тривалий термін служби контактів переривника за рахунок зменшення значення проходить через них струму (контакти також менше підгорають).
Зниження середніх експлуатаційних витрат палива.

Важливо! Вихлопні гази містять в своєму складі близько 200 хімічних сполук, серед яких особливо виділяються канцерогени - речовини, що сприяють появі злоякісних пухлин.

Проте, не все так добре, як може здатися на перший погляд. Контактно-транзисторна система запалювання має і ряд певних недоліків, які викликані використанням переривника. Система починає створювати іскровий заряд в той час, коли в обмотці бобіни розривається ланцюг проходження струму. Величина струму, яка надходить в базу транзистора, істотно позначається на його роботі, а зменшення струму через якість контактів негативно позначається на роботі всієї системи.

Чи знаєте Ви? Початок використання безконтактно-транзисторних систем запалювання (БТСЗ) припадає на 80-ті роки ХХ століття.

Підписуйтесь на наші стрічки в Facebook. Вконтакте і Instagram. всі найцікавіші автомобільні події в одному місці.