Коммутатор тк102а схема подключения

ВРемонт.su – ремонт фото видео аппаратуры, бытовой техники, обзор и анализ рынка сферы услуг

Home Автоэлектроника Контактно-транзисторная система зажигания

Контактно-транзисторная система зажигания

Рис. 1. Электрические схемы контактно-транзисторной системы зажигания: а — принципиальная; б — с транзисторным коммутатором TK102.

На рис. 1, а показана принципиальная схема контактно-транзисторной системы зажигания. Контакты прерывателя S1 включены в цепь базы (Б) транзистора VT, а первичная обмотка L1 катушки зажигания Т1 — в цепь эмиттера (Э) этого транзистора. Наличие транзистора VT значительно облегчает работу контактов прерывателя, так как через них протекает ток управления транзистором (ток базы I_б), а ток первичной обмотки катушки зажигания I₁ — через переход эмиттер — коллектор транзистора.

В цепь первичной обмотки включены добавочный резистор R_д шунтируемый контактами S2 в момент пуска двигателя стартером, выключатель зажигания S3 и аккумуляторная батарея GB.

При включении зажигания и замыкании контактов прерывателя S1 потенциал базы транзистора VT будет отрицательным относительно эмиттера, поэтому транзистор откроется и в первичной цепи появится ток I₁. В этом случае сопротивление транзистора (переход эмиттер—коллектор) будет минимальным (0,15 Ом).

При размыкании контактов прерывателя S1 ток базы транзистора I_б прерывается, разность потенциалов базы и эмиттера становится равной нулю, транзистор запирается (значительно повышается сопротивление перехода эмиттер—коллектор), сила тока в первичной обмотке катушки зажигания резко убывает, что обеспечивает индуктирование высокого напряжения во вторичной обмотке L2.

В случае запирания транзистора при прекращении тока базы, т. е. при обрыве цепи базы, снижается устойчивость работы транзистора. Для улучшения процесса запирания транзистора в реальных схемах контактно-транзисторных систем зажигания применяют запирание транзистора, при котором на базу транзистора в момент размыкания контактов прерывателя подается положительный по отношению к эмиттеру потенциал. В этом случае получается наибольшая скорость спада силы первичного тока, что способствует увеличению вторичного напряжения в катушке зажигания.

На рис. 1, б приведена электрическая схема контактно-транзисторной системы зажигания с транзисторным коммутатором ТК102, которая предназначена для восьмицилиндровых двигателей.

Схема включает транзисторный коммутатор I (ТК102), катушку зажигания Т1 (Б114), прерыватель S1 и распределитель S4, блок резисторов II (СЭ107), составленный из резисторов R_д1 (0,5 Ом) и R_д2 (0,5 Ом), выключатель добавочного резистора S2. Резистор R_д1 ограничивает максимальную силу тока ток I₁ в первичной цепи, а резистор R_д2 выполняет функции добавочного резистора, как в контактной системе зажигания. Катушка зажигания Б114 имеет первичную обмотку L1 из 180 витков провода диаметром 1,25 мм, марки ПЭВ и вторичную L2 из 41 ООО витков провода диаметром 0,06 мм марки ПЭЛ. Сопротивление первичной обмотки 0,38 Ом, вторичной 20 500 Ом. Индуктивность первичной обмотки 3,7 мГн, а вторичной 150—170 Гн. Коэффициент трансформации К_т = w₁/w₂ = 228. Уменьшение числа витков первичной обмотки и ее индуктивности по сравнению с катушками зажигания контактных систем необходимо для понижения ЭДС самоиндукции в первичной цепи чтобы исключить возможность пробоя силового транзистора коммутатора. Поэтому катушки зажигания контактных и контактно-транзисторных систем зажигания не взаимозаменяемы.

Транзисторный коммутатор включает мощный германиевый транзистор VT3 типа ГТ701А, стабилитрон VD2 (Д817В), диод VD1 (Д226), импульсный трансформатор Т2, конденсаторы C1 (1 мкФ) и С2 (50 мкФ), резистор R1 (27 Ом).

Все элементы транзисторного коммутатора смонтированы в литом алюминиевом корпусе, имеющем ребристую поверхность для увеличения теплоотдачи. Необходимость интенсивного отвода теплоты вызвана применением германиевого транзистора. Чтобы транзистор не перегревался, температура окружающей среды не должна превышать 65°С, поэтому транзисторный коммутатор ТК102 на автомобиле устанавливается в кабине водителя, а не под капотом двигателя.

Система работает следующим образом. При включении выключателя зажигания S3 после замыкания контактов прерывателя S1 транзистор VT3 открывается, так как потенциал его базы (Б) становится ниже потенциала эмиттера (Э), и по первичной обмотке L1 катушки зажигания будет протекать ток I₁. Сила тока базы I_б равна 0,8—0,3 А (уменьшаясь при увеличении частоты вращения кулачка валика прерывателя), а сила тока в первичной обмотке 7—8 А.

В момент размыкания контактов прерывателя транзистор VT3 запирается. Ток в первичной цепи резко уменьшается, и во вторичной обмотке L2 катушки зажигания создается высокое напряжение, импульсы которого распределяются по свечам зажигания распределителем S4. Трансформатор Т2 обеспечивает активное запирание транзистора VT3. Первичная обмотка L3 этого трансформатора включена последовательно с контактами прерывателя. При размыкании контактов прерывателя во вторичной обмотке L4 индуктируется ЭДС, обеспечивающая активное запирание транзистора VT3 (потенциал его базы в момент запирания становится выше потенциала эмиттера).

Резистор формирует импульс, ускоряющий запирание транзистора. При наличии резистора (27 Ом) время запирания транзистора составляет около 30 мкс, без него 60 мкс.

Для защиты транзистора при возрастании ЭДС самоиндукции, возникающей в первичной обмотке катушки зажигания (например, при отсоединении провода высокого напряжения от свечи или крышки распределителя во время работы двигателя и при проверке системы зажигания на искру), включен кремниевый стабилитрон VD2. Напряжение стабилизации стабилитрона выбрано таким, что оно вместе с напряжением питания не превышало предельно допустимого напряжения на участке эмиттер—коллектор (свыше 100 В) транзистора VT3.

Диод VD1, включенный встречно стабилитрону, предотвращает шунтирование стабилитроном первичной обмотки.

Конденсатор С2 предназначен для защиты транзистора от случайных перенапряжений в цепи питания схемы (например, при работе без батареи, при неисправности регулятора напряжения, коротком замыкании в обмотках генератора, ухудшении контакта с массой генератора и регулятора). При увеличении скорости запирания транзистора импульсном трансформатором Т2 скорость спада силы тока первичной цепи достаточна для получения необходимого вторичного напряжения, поэтому в контактно-транзисторных системах зажигания конденсатор параллельно контактам прерывателя не включается.

Конденсатор С1 обеспечивает снижение тепловых потерь в транзисторе VT3 в период его переключения.

К преимуществам контактно-транзисторной системы зажигания относятся увеличение в два раза вторичного напряжения, энергии и длительности искрового разряда, повышение срока службы контактов прерывателя, времени наработки свечей между регулировкой зазора в свечах, так как система менее чувствительна к возрастанию искрового промежутка свечи.

Вместе с тем контактно-транзисторная система зажигания не устраняет некоторых недостатков контактных систем: вибраций контактов при большой частоте вращения валика прерывателя, износа подушечки рычажка и граней кулачка прерывателя, что требует систематической проверки и регулировки зазора и угла замкнутого состояния контактов. Последнее особенно неудобно при экранировании распределителя. Поэтому разработаны бесконтактные системы зажигания, где прерывание тока в первичной цепи осуществляется электронным устройством.

Источник: www.xn--b1agveejs.su

Коммутатор тк102а схема подключения

Принципиальная схема простейшей контактно-транзисторной системы зажигания выполнена в соответствии с рисунком 86. Она состоит из тех элементов, которые характерны для классической системы батарейного зажигания, и отличается от нее наличием транзистора V1 и отсутствием конденсатора, шунтирующего контакты прерывателя. Особенностью схемы является то, что в ней ток первичной цепи системы зажигания замыкается при открытом транзисторе V1 через его эмиттерно – коллекторный переход.

Рис.86. Электрическая схема простейшей

контактно-транзисторной системы зажигания

Транзистор V1 открыт при замкнутых контактах прерывателя, так как в этом случае база транзистора соединяется с корпусом, к которому подсоединен “минус” аккумуляторной батареи. При этом в первичной обмотке катушки зажигания происходит нарастание тока, аналогичное контактной системе зажигания. В момент размыкания контактов, транзистор V1 закрывается, его сопротивление резко увеличивается в результате чего ток в катушке зажигания прерывается и во вторичной обмотке наводится высокое напряжение, которое через распределитель подается на свечи зажигания. Конденсатор С1 увеличивает скорость изменения магнитного потока Ф1 при закрытии транзистора V1.

Через контакты прерывателя протекает только ток базы транзистора I_б, который меньше тока эмиттера I_э (ток первичной обмотки катушки зажигания) в (1 + β) раз.

, (1)

где β – коэффициент усиления транзистора по току.

Так как ток, протекающий через контакты мал, то отсутствует искрение и нет надобности в искрогасительном конденсаторе.

Отличительной особенностью систем зажигания с транзисторным коммутатором является выполнение катушки зажигания по трансформаторной схеме, когда между первичной и вторичной обмотками существует только магнитная связь и нет электрической. Это сделано для того, чтобы отделить цепь высокого напряжения от коммутирующего транзистора, так как транзистор может работать лишь при напряжении, меньшем U_{кэ макс} . Эта особенность транзистора, так же требует увеличения коэффициента трансформации катушек зажигания. В момент закрытия транзистора в первичной обмотке катушки зажигания возникает ЭДС самоиндукции e₁ , в соответствии с рисунком 87, а во вторичной обмотке наводится ЭДС е₂.

e₂ = e₁, (2)

где ω₂ , ω₁ – число витков вторичной и первичной обмоток катушки зажигания.

Рис.87. Эпюры напряжения на транзисторе при различной нагрузке:

а) при активной нагрузке;

б) при индуктивной нагрузке

ЭДС самоиндукции приложена к эмиттерно-коллекторному переходу транзистора и не должна превышать U_{кэ max}, которое для применяемых в системе зажигания транзисторах не превышает 180 В. Поэтому для уменьшения ЭДС самоиндукции e₁ при требуемом значении е₂ необходимо увеличивать коэффициент трансформации катушки зажигания.

Кроме того в реальных системах зажигания для защиты коммутирующего транзистора и улучшения его переключающих свойств предусмотрены специальные цепи, которые будут рассмотрены на конкретных схемах коммутаторов.

Особенности устройства контактно-транзисторной системы зажигания.

Схема контактно-транзисторной системы зажигания, которая устанавливается на неполноприводных автомобилях семейства ГАЗ и ЗиЛ, выполнена в соответствии с рисунком 88.

Рис.88. Схема электрическая принципиальная

контактно-транзисторной системы с коммутатором ТК-102 А

В системе зажигания применены следующие аппараты: катушка зажигания Б114; дополнительный резистор СЭ107; транзисторный коммутатор ТК102А; прерыватель- распределитель Р13Д (Р4D); свечи зажигания А11; выключатель зажигания ВК337.

Катушка зажигания Б114.

Катушка зажигания Б114 выполнена по трансформаторной схеме, имеет коэффициент трансформации К_тр= 2277 (у контактных систем К_тр = 80 – 100).

Для увеличения тока первичной цепи необходимо уменьшить ее сопротивление, поэтому сопротивление первичной обмотки катушек зажигания и дополнительных резисторов у электронных систем имеют значительно меньшую величину, чем контактных систем.

Первичная обмотка катушки Б114 имеет сопротивление 0,37 Ома, индуктивность 3,7 мГн. Других конструктивных особенностей катушка Б114 по сравнению с катушками контактных систем не имеет.

Дополнительный резистор СЭ107.

Состоит из корпуса, двух резисторов и трех клемм. Резисторы выполнены из константановой проволоки (по 0,5 Ом каждое). Один резистор закорачивается при пуске двигателя стартером.

Служит для коммутации первичной цепи системы зажигания. Состоит из корпуса, транзистора, блока защиты и электролитического конденсатора.

Прерыватель-распределитель Р13 Д (Р4D).

Прерыватель распределитель служит для замыкания цепи базы транзистора. Вследствие малой величины тока (0,8 А) в цепи базы искрения между контактами в моменты их размыкания не происходит, поэтому конденсатора в распределителе нет.

В остальном его конструкция аналогична устройству рассмотренному ранее.

Свечи зажигания А11.

Назначение и конструкция свечей аналогична устройствам свечей контактных неэкранированных систем зажигания. Зазор между электродами свечи должен быть 0,8 – 0,9 мм.

Выключатели зажигания ВК 337.

Конструктивных особенностей не имеет.

Действие системы зажигания с коммутатором ТК – 102 А.

При включенном зажигании и замкнутых контактах прерывателя через них протекает ток управления. Путь тока “+” АКБ, амперметр, выключатель зажигания, дополнительный резистор, первичная обмотка катушки зажигания, безымянная клемма коммутатора, далее по трем параллельным цепям: эмиттер-база транзистора V3, дроссель L1 и резистор R1; затем через контакты прерывателя, корпус и “-” АКБ. В результате протекания базового тока транзистор открывается и через первичную обмотку катушки зажигания начинает протекать ток, равный сумме базового I_б и коллекторного тока I_к транзистора V3.

Вокруг первичной обмотки создается магнитное поле, в котором накапливается электромагнитная энергия.

В момент размыкания контактов транзистор закрывается, ток в первичной обмотке катушки зажигания прекращается в результате чего магнитный поток, создаваемый им, резко изменяется и во вторичной обмотке катушки зажигания наводится ЭДС взаимоиндукции, которая через распределитель подается к свечам зажигания, вызывая искровой разряд между электродами свечи и воспламенение рабочей смеси.

Конденсатор С1 образует колебательный контур с первичной обмоткой катушки зажигания и служит для увеличения скорости изменения магнитного потока. Стабилитрон V2 защищает транзистор V3 от ЭДС самоиндукции первичной обмотки в случае ее превышения более 180 В. Диод V1 исключает протекание прямого тока через стабилитрон и шунтирование первичной обмотки катушки зажигания. Дроссель L1 ускоряет процессы открывания и закрывания транзистора V3. При размыкании контактов ЭДС, возникающая в дросселе, закрывает транзистор, а при замыкании- наоборот. Резистор R1 поглощает часть энергии от ЭДС дросселя, обеспечивая тепловой режим базово-эмиттерного перехода.

Источник: studopedia.ru

Система электрооборудования автомобиля

Устройство контактно транзисторной системы зажигания

Работа контактно транзисторной системы основана на использовании полупроводниковых приборов. Преимущества контактно транзисторной системыпо сравнению с батарейной системой зажигания следующие :

• через контакты прерывателя проходит небольшой ток управления транзистора, а не ток (до 8 А) первичной обмотки катушки зажигания (исключается эрозия и износ контактов).
• Возрастает ток высокого напряжения и энергия искрового разряда (это позволяет увеличить зазор между электродами свечи зажигания, приводит к облегчению пуска двигателя, делает двигатель экономичнее).

Для начала давайте разберемся,

Что такое транзистор

Транзистор – это трехэлектродный прибор, изменяющий 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).

Устройство контактно транзисторной системы ЗИЛ-130

Схема устройства контактно-транзисторной системы зажигания двигателя ЗИЛ-130 (стрелками указана цепь высокого напряжения) :

а – расположение выводов на транзисторном коммутаторе ; б – общая схема системы зажигания ; 1 – транзисторный коммутатор ТК 102 ; 2 – резисторы ; 3 – блок защиты транзистора ; 4 – первичная обмотка ; 5 – катушка зажигания ; 6 – вторичная обмотка ; 7 – свечи зажигания ; 8 – крышка ; 9 – ротор с электродом ; 10 – распределитель зажигания ; 11 – подвижный контакт ; 12 – неподвижный контакт ; 13 – кулачок прерывателя ; 14 – добавочные резисторы СЭ 117 ; 15 – выключатель добавочного резистора ; 16 – АКБ ; 17 – выключатель зажигания ; 18 – стабилитрон ; 19 – диод ; 20 – импульсный трансформатор ; 21 – германиевый транзистор ; К, Б, Э – электроды транзистора (коллектор, база, эмиттер).

Контактно транзисторная система ЗИЛ-130 состоит из транзисторного коммутатора1, катушки зажигания 5, свечей зажигания 7, распределителя 10, добавочных резисторов 14, выключателя 15 добавочного резистора, АКБ 16 и выключателя зажигания 17.

Катушка зажигания Б114 – маслонаполненная, выполнена по трансформаторной схеме, т.е. ее первичная и вторичная обмотки не соединены между собой и между ними существует только магнитная связь. Первичная обмотка катушки зажигания имеет два вывода, расположенные на карболитовой крышке. Один вывод обозначен буквой К, другой не имеет обозначения. Один вывод 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 так, чтобы не было зазоров.

Добавочные резисторы СЭ 107 , выполненные в виде двух спиралей, установлены в отдельном кожухе и имеют три вывода : 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 21, импульсного трансформатора 20 и блока 3 защиты транзистора. В блок защиты входят резисторы 2, диод 19, стабилитрон 18 и конденсатор.

Все приборы коммутатора размещены в алюминиевом корпусе, имеющем ребра для лучшего отвода теплоты. У транзисторного коммутатора есть четыре вывода, обозначенные М, К, Р, и один без обозначения. Вывод М надежно соединяют с массой автомобиля многожильным неизолированным проводом, вывод К с концом первичной обмотки катушки зажигания, вывод без обозначения – со вторым концом первичной обмотки катушки зажигания, Р с подвижным контактом прерывателя.

Как работает контактно-транзисторная система зажигания?

Если выключатель зажигания 17 включен, а контакты прерывателя разомкнуты, то транзистор 21 заперт, так как нет тока в его цепи управления, т.е. в переходе эмиттер – база. Ток не проходит и между эмиттером и коллектором на массу, так как сопротивление этого перехода очень большое. При замыкании контактов прерывателя в цепи управления транзистора (эмиттер-база) проходит ток, в результате 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 : положительный вывод АКБ 16 – выключатель зажигания 17 – выводы ВК-Б и К добавочных резисторов 14 – первичная обмотка 4 катушки зажигания 5 – вывод транзисторного коммутатора 1 – электроды перехода эмиттер – база транзистора 21 – первичная обмотка импульсного трансформатора 20 – вывод Р – контакты 11 и 12 прерывателя – масса – отрицательный вывод АКБ. При прохождении тока управления транзистора через переход эмиттер-база значительно уменьшается сопротивление эмиттер-коллектор, и транзистор открывается, включая цепь рабочего тока (7-8 А).

Цепь рабочего тока низкого напряжения

Положительный вывод АКБ 16 – выключатель зажигания 17 – выводы ВК-Б и К добавочных резисторов 14 – первичная обмотка 4 катушки зажигания 5 – вывод транзисторного коммутатора 1 – электроды перехода эмиттер-коллектор транзистора 21 – вывод М – масса – отрицательный вывод АКБ. 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 30000 В), а в первичной обмотке ЭДС самоиндукции (около 80-100 В).

Цепь высокого напряжения

Вторичная обмотка 6 катушки зажигания 5 ротор 9 распределителя 10 – свечи зажигания 7 ( в соответствии с порядком работы двигателя) – масса – вторичная обмотка 6 катушки зажигания 5.

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 4 катушки зажигания 5. Диод 19 и стабилитрон 18 в прямом направлении – мимо первичной обмотки катушки зажигания.

Необходимо помнить, что контакты прерывателя пропускают и прерывают только силу тока управления транзистора 0,3-0,8 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.

Источник: www.autoezda.com