admin / 07.10.2019

Дизель свечи накаливания

Катушки зажигания: энергия для рождения искр

Воспламенение топливно-воздушной смеси в камере сгорания бензинового двигателя производится с помощью искры, проскакивающей между электродами свечи. Электрический импульс, необходимый для возникновения искры, создается с помощью довольно простого устройства — катушки зажигания. Об этом компоненте системы зажигания пойдет речь в данной статье.

Назначение катушки зажигания

Воспламенение топливно-воздушной смеси в камере сгорания бензинового двигателя производится с помощью электрической искры, генерируемой свечой зажигания. Однако создать искру достаточной силы довольно трудно, ведь бензин в смеси с воздухом — это неплохой диэлектрик, и даже короткому искровому пробою в нем возникнуть нелегко. Решить задачу можно только подачей на свечу мощного электрического импульса с напряжением в десятки тысяч вольт. А где в автомобиле взять такое напряжение, пусть даже и на короткие доли секунды?

Эта проблема решается с помощью специального устройства — катушки зажигания, или бобины. Катушка зажигания — это компонент системы зажигания автомобиля, преобразующий постоянный ток низкого напряжения (6, 12 или 24 вольта в зависимости от типа транспортного средства) от аккумулятора или генератора в короткий электрический импульс с напряжением до 35 000 вольт. Импульс от катушки подается на свечу зажигания, в ее искровом промежутке возникает искра, чем достигается поставленная цель — воспламенение топливно-воздушной смеси.

На сегодняшний день катушки зажигания применяются практически на всех автомобилях с бензиновыми двигателями или с моторами, работающими на газе. Бобины с одинаковым успехом используются как в системах зажигания традиционных схем (контактных с трамблёром, бесконтактных на тиристорах), так и в современных электронных системах зажигания. Потому что более простого, надежного и эффективного способа создать высоковольтный электрический импульс не существует.

Устройство и принцип действия катушки зажигания

Катушка имеет довольно простое устройство. В ней имеется две цилиндрических обмотки: первичная, содержащая 100-150 витков провода большого сечения, и вторичная, содержащая несколько тысяч витков (до 30 000) провода малого сечения. Причем витки первичной обмотки расположены поверх витков вторичной обмотки. Внутри обмоток находится металлический сердечник.

Вся эта конструкция помещена в цилиндрический корпус из диэлектрика, крышка корпуса выполнена несъемной, а внутренний объем обычно заполнен трансформаторным маслом (оно обеспечивает охлаждение катушек во время работы). На крышке находится несколько контактов (обычно три): центральная клемма, с которой снимается высокое напряжение, и две боковых клеммы, на которые подается ток низкого напряжения.

В основе работы катушки зажигания лежит явление электромагнитной индукции. В сущности, катушка — это повышающий трансформатор, на первичную обмотку которого подается ток низкого напряжения, а со вторичной снимается ток высокого напряжения. Но в катушке, в отличие от обычных трансформаторов, производится преобразование коротких импульсов электрического тока, и на выходе, соответственно, также получаются электрические импульсы.

Однако, как известно, трансформатор может работать только с переменным током, а в автомобилях используется ток постоянный. Мало того, через первичную обмотку катушки также протекает постоянный ток, а значит, во вторичной обмотке ток возникнуть не может. Нет ли здесь противоречия? На самом деле все просто: катушка зажигания работает совместно с прерывателем — устройством, которое обеспечивает пульсацию постоянного тока, и подает на первичную обмотку достаточно короткие электрические импульсы. Импульс, проходя по первичной обмотке, за счет электромагнитной индукции также возбуждает во вторичной обмотке импульс. Причем пиковое напряжение электрического импульса во вторичной обмотке будет во столько же раз больше напряжения в первичной обмотке, во сколько больше витков во вторичной обмотке по отношению к первичной.

Важно отметить, что преобразование тока происходит именно в момент размыкания прерывателя, то есть — в момент отсоединения первичной обмотки катушки от аккумулятора или генератора. Напряжение в этот момент падает не моментально, а в течение некоторого (очень короткого) промежутка времени, и за это время во вторичной обмотке, за счет изменения тока в первичной обмотке, индуцируется ток высокого напряжения — этот импульс и подается на свечу зажигания.

Так как в катушке действует закон сохранения, то мощность тока во вторичной обмотке почти равна (на деле — чуть меньше) мощности тока в первичной обмотке. Это значит, что электрический импульс на выходе имеет высокое напряжение, но малый ток, а в первичной обмотке все ровно наоборот. Именно поэтому первичная обмотка выполняется из провода большого сечения (так как по ней протекают токи в десятки ампер), а вторичная обмотка — из очень тонкого провода (токи во вторичной обмотке не превышают единицы микроампер).

Часто в катушках зажигания предусмотрено добавочное сопротивление (резистор), включенное последовательно с первичной обмоткой. Этот резистор изготавливается из сплава, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры: при нагревании сопротивление увеличивается, при охлаждении — уменьшается. Добавочное сопротивление необходимо для защиты катушки на малых оборотах двигателя.

Дело в том, что при малых оборотах через первичную обмотку катушки постоянный ток проходит на протяжении довольно длительного времени, а это приводит к усиленному нагреву провода и негативно сказывается на сердечнике. Поэтому на малых оборотах резистор нагревается, его сопротивление повышается, а это приводит к снижению тока в первичной обмотке — так исключается перегрев. При повышении оборотов температура падает, сопротивление резистора снижается, и через первичную обмотку проходит более высокий ток. Во время запуска двигателя сопротивление шунтируется (то есть, замыкается проводом), и не оказывает влияния на систему зажигания.

Классификация и схемы подключения катушек зажигания

Все катушки зажигания устроены одинаково, однако существует несколько схем включения катушек в систему зажигания, и катушки, используемые в каждой схеме, имеют свои особенности. Всего можно выделить три типа катушек зажигания:

— Общая;
— Индивидуальная;
— Сдвоенная (двухвыводная или двухискровая), и ее вариант — четырехвыводная катушка.

Общая катушка зажигания. Это наиболее простой и исторически первый вариант. При такой схеме в автомобиле есть только одна катушка зажигания, вырабатываемые ею высоковольтные импульсы распределяются по свечам зажигания с помощью трамблёра или иного распределительного устройства. Данная схема широко применяется в контактной, бесконтактной и электронной системах зажигания.

Индивидуальная катушка зажигания. Это современный вариант, который находит все большее применение. В данной схеме в паре с каждой свечой зажигания работает своя катушка, чем достигается наилучшее согласование фаз газораспределения и воспламенения горючей смеси. Индивидуальные катушки конструктивно отличаются от общих, но принцип действия их одинаков. Данные катушки применяются в электронной системе зажигания. Часто такие катушки называют катушками карандашного типа (COP).

Сдвоенные (двухискровые) катушки зажигания. Как понятно из названия, эти катушки сдвоены, они позволяют получить сразу две искры в двух цилиндрах. Данные катушки иногда используются в двухтактных мотоциклетных и двухцилиндровых двигателях, такое решение позволяет избавиться от трамблёра и значительно упросить систему зажигания. Существует вариант сдвоенной катушки — счетверенная, она позволяет получить сразу четыре искры. В системах зажигания со сдвоенными (и с четверенными) катушками искры синхронно образуются в обоих цилиндрах, однако воспламенение горючей смеси происходит только в одном из них, так как второй в этот момент находится в НМТ, и воспламеняться там просто нечему.

Признаки неисправности катушки зажигания

Катушка является одним из основных компонентов системы зажигания, поэтому ее выход из строя сразу сказывается на работе двигателя. Наиболее часто поломка катушек проявляется следующим образом:

— В двигателях с общей катушкой — сложный запуск двигателя, нестабильная работа двигателя (пропуски зажигания);
— В двигателях с индивидуальными катушками — «троение» двигателя, пропуски зажигания в каком-либо из цилиндров;
— В двигателях со сдвоенными катушками — «троение», пропуски зажигания сразу в двух цилиндрах, работающих от одной катушки.

В современных двигателях, оснащенных системой самодиагностики, при неисправности катушки зажигания на приборной панели загорается индикатор «Check engine». В этом случае сканером можно легко определить код неисправности, и выяснить, какая именно катушка вышла из строя.

Однако данные признаки могут говорить о неисправности любых других компонентов системы зажигания, топливной системы и цилиндропоршневой группы. В частности, пропуски зажигания могут возникать из-за неисправностей свечей зажигания, высоковольтных проводов и трамблёра, а также из-за отсутствия необходимой степени компрессии в цилиндре. В инжекторных двигателях проблемы могут возникать из-за загрязнения или выхода из строя топливных форсунок.

Поэтому при возникновении неполадок в работе двигателя необходимо произвести диагностику катушек зажигания. В двигателях, не оснащенных системой самодиагностики, можно выполнить несколько простых действий:

— Выявить неисправную катушку — на работающем двигателе попеременно отсоединять высоковольтные провода от свечей зажигания. Если после снятия колпачка со свечи двигатель начинает работать хуже, то катушка данной свечи исправна, если же после снятия колпачка работа мотора не изменилась проблема в катушке данной свечи;
— Проверить сопротивление обмоток катушки. В рабочей катушке сопротивление первичной обмотки лежит в пределах 3-3,5 Ом, вторичной обмотки — в пределах 5-9 кОм. Слишком низкое сопротивление обмотки, особенно вторичной, свидетельствует о коротком замыкании внутри катушки. Имеет смысл проверять сопротивление всех катушек, так выявить неисправную катушку проще всего;
— Проверить свечу зажигания и высоковольтный провод, чтобы убедиться, что проблема заключается именно в катушке зажигания.

Неисправную катушку зажигания необходимо заменить, так как длительная работа двигателя с такой катушкой чревата различными проблемами, в том числе повышенным расходом топлива, повышенными вибрациями и даже повреждением каталитического нейтрализатора. Заменить катушку в большинстве моторов, особенно на российских автомобилях, несложно и не составит труда автомобилисту.

Как работают и для чего нужны свечи накаливания в дизельном двигателе

В дизельном двигателе топливовоздушная смесь самовоспламеняется за счет сильного нагрева воздуха в процессе его сжатия в цилиндрах. Пока температура в камерах не достигнет нужного значения, мотор находится в режиме «холодного пуска». Если эксплуатационные условия при этом будут отличаться от нормальных (например, температура окружающей среды будет ниже +5 °С), двигатель будет запускаться слишком долго. Чтобы этого не произошло, применяются свечи накаливания, принцип работы которых аналогичен погружному электронагревателю. О том, как устроена свеча накаливания и какую функцию выполняет в дизельном двигателе и пойдет речь далее.

Принцип работы и функции свечи накаливания

Варианты установки свечей накаливания

Основное предназначение свечи накаливания — это прогрев внутреннего пространства камеры сгорания. А потому для каждого цилиндра устанавливается своя свеча. В отличие от бензиновых двигателей она не генерирует искру, а лишь прогревает воздух для запуска мотора.

В зависимости от конструкции самого дизельного двигателя, эти свечи могут устанавливаться в различных местах:

  • в вихревой камере;
  • в форкамере (предкамера);
  • в камере сгорания.

При включении зажигания от аккумулятора на свечи накаливания поступает напряжение. Это позволяет разогреть воздушное пространство в зоне впрыска топлива до высоких значений температуры 850-1350°С. Когда происходит нагрев, на приборной панели автомобиля загорается индикатор состояния нагревателей (свечей).

Если лампочка индикатора гаснет, это означает, что требуемая температура достигнута и двигатель может быть запущен. После запуска силового агрегата свечи накаливания продолжают цикл разогрева, пока датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя не покажет 75 °С. В стандартном режиме это занимает не более 3 минут с момента запуска мотора.

Схема подключения свечей накаливания

Основными характеристиками свечей накаливания являются следующие параметры:

  • скорость нагрева;
  • объем нагрева;
  • габаритные размеры;
  • адаптация к параметрам камеры сгорания.

Устройство и виды свечей накаливания

Конструктивно эти свечи состоят из: корпуса, нагревательного элемента и клеммы подключения к питанию.

В верхней части корпуса присутствует резьба, позволяющая зафиксировать нагреватель на двигателе. Нагревательный элемент состоит из спирали с защитной оболочкой, которая может быть выполнена из металла или керамики. Ранее применялись конструкции с открытой спиралью, которые сегодня можно встретить в старых моделях авто. Такая система не отличалась долговечностью.

Устройство свечи накаливания

В конструкции с металлической защитной оболочкой наконечник нагревателя выполняется из сплава железа, хрома и никеля, устойчивого к воздействию высоких температур. Внутри него находятся нагревательная и регулировочная спирали.

Нагревательная спираль выполняет разогрев воздуха, и ее сопротивление не зависит от температуры. Регулировочная спираль путем повышения сопротивления выполняет регулировку интенсивности накаливания, предотвращая перегрев. Внутреннее пространство наконечника заполняется изолятором из оксида магния.

Кроме классических конструкций существуют турбосвечи, которые имеют специфическую форму корпуса и конический наконечник, что позволяет сократить утечки. Применяются такие модели в гоночных автомобилях.

Керамические свечи накаливания имеют аналогичную конструкцию, но вместо металла и защитная оболочка, и нагревательный элемент выполняются из керамики.

Спираль в нагревателе может быть целостной (моноспираль) или двойной. В первом случае она одновременно выполняет и функции накаливания, и при этом самостоятельно регулируется, препятствуя разогреву до критических температур. Конструкции с двойной спиралью применяются сравнительно недавно. Они позволяют более точно регулировать температурный режим нагревательного элемента на всех режимах работы двигателя.

Управление свечами накаливания

Охлаждение нагревательного стержня осуществляется за счет потока топливно-воздушной смеси на такте подачи и потока воздуха на такте сжатия. Снижение температуры происходит при увеличении скорости, а повышение — при стабильной работе двигателя. Для компенсации и регулирования этих процессов в современных автомобилях задействуется электронный блок управления двигателем (ЭБУ), который подает на свечу такое напряжение, которое оптимально соответствует текущему режиму работы мотора.

Помимо этого ЭБУ может осуществлять экстремальный разогрев свечи накаливания (за максимально короткие промежутки времени до 2 секунд). Наиболее прогрессивные системы предусматривают возможность независимого управления каждой свечой с помощью полупроводниковых элементов, что также упрощает процесс диагностики их состояния.

Неисправности свечей накаливания в дизельных двигателях

Срок службы свечи зависит от ее конструктивных особенностей, материала электрода и условий эксплуатации. Штифтовые конструкции в среднем имеют ресурс до 30 тысяч километров пробега, но некоторые наиболее качественные способны обеспечивать бесперебойную работу до 60 тысяч километров эксплуатации.

Выполнять проверку неисправности свечей в дизельном двигателе лучше всего до наступления холодов, поскольку летом проблемы могут вовсе не проявляться. Наиболее распространенными неполадками этого элемента являются:

  • обрыв спирали;
  • разрушение или оплавление нагревательного стержня;
  • повреждение резьбы монтажного соединения.

Причинами неполадок могут служить как естественные процессы, так и нарушения правил эксплуатации. В их числе:

  • перегрев нагревательного элемента при подаче слишком высокого напряжения;
  • неисправность двигателя и нарушение режимов впрыска топлива;
  • загрязнение форсунок мотора;
  • повреждение корпуса наконечника;
  • некорректная установка свечи в двигатель;
  • электрохимическая коррозия;
  • неисправность электронного блока управления.

Для более эффективной работы свеча должна устанавливаться точно на периферии воронки топливовоздушной смеси. При этом она должна быть продвинута достаточно глубоко в камеру сгорания или в форкамеру. Диагностику и замену этого элемента следует доверять профессионалам.

Свечи накала представляют собой расходный элемент. Качественные свечи имеют рабочий ресурс около 100 тысяч км. пробега автомобиля, но замена свечей накаливания при работе дизельного двигателя в тяжелых условиях является плановой процедурой, которую рекомендуется осуществлять через каждые 20-30 тыс. пройденных километров. От их исправности напрямую зависит эффективность холодного запуска дизельного двигателя и стабильность работы агрегата до полного выхода мотора на рабочие температуры.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как самостоятельно почистить сажевый фильтр дизельного двигателя. Из этой статьи вы узнаете о способах очистки фильтрующего элемента со снятием и без.

Что нужно знать перед началом работ

Острая необходимость замены свечей накаливания своими руками может возникнуть в холодное время года, так как свечи повышают температуру внутри цилиндра для эффективного самовоспламенения смеси солярки и сжатого воздуха в момент прогрева ДВС. При выходе из строя более одной свечи дизель зимой уже не заводится. Также калильные свечи влияют на эффективность распыла топлива в цилиндрах.

Для самостоятельной замены необходимо иметь минимальный набор подручного инструмента: гаечный ключ, торцевой ключ-трещетку и отвертку. Полный набор подразумевает наличие перчаток, гаечные и торцевые ключи (которые имеют удлинители и замки-трещотки), развертку и плоскогубцы. Также понадобится немного графитовой и высокотемпературной смазки.

Стоит добавить, что свечи накала достаточно хрупкие. В процессе замены их можно сломать в результате неосторожной работы с ключами. Поломка свечи внутри свечного колодца приведет к тому, что возникнет необходимость высверливания остатков контактного стержня при помощи сверла и дрели. Также могут потребоваться дополнительные инструменты для восстановления поврежденной резьбы.

В отдельных источниках рекомендуется менять свечи накаливания дизельного двигателя на прогретом моторе. Это объясняется тем, что резьба в блоке цилиндров может оказаться более хрупкой сравнительно с корпусом свечи. Благодаря температурному расширению свечи на разогретом дизеле должны выкручиваться легче. Другие руководства рекомендуют осуществлять замену на холодном моторе. Перед началом работ в обязательном порядке ознакомьтесь с инструкциями касательно замены калильных свечей на конкретном дизельном двигателе.

Самостоятельная замена

Обратите внимание, что при замене желательно менять сразу все свечи на новые независимо от их визуального состояния. Свечи накала подбираются согласно их соответствию для установки на тот или иной тип дизельного двигателя.

Снятие защиты

Свечи накаливания зачастую располагаются в верхней части головки блока цилиндров (обычно рядом с дизельными форсунками). Их может быть не видно в том случае, если мотор сверху прикрыт пластиковой крышкой или защитным кожухом. Данную защиту необходимо демонтировать для обеспечения доступа.

Отсоединение клемм АКБ

Так как свечи накала представляют собой электрический нагревательный элемент, потребуется осуществить отсоединение от АКБ минусовой клеммы. Затем производится откручивание небольших гаек, которые фиксируют наконечники высоковольтных проводов на контактных стержнях калильных свечей. Провод подключается к верхней части свечи. Указанную гайку необходимо отвернуть при помощи гаечного ключа, а сам провод можно немного сдвинуть, чтобы он не мешал дальнейшему снятию свечей накаливания.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как раскоксовать дизельный двигатель своими руками. Из этой статьи вы узнаете о различных способах раскоксовки мотора, а также о преимуществах и недостатках того или иного решения.

Выкручивание калильных свечей

Следующим шагом становится выкручивание свечей при помощи ключа-трещотки. Выкручивать необходимо предельно аккуратно, чтобы не повредить резьбу в ГБЦ. Также существует риск сломать саму свечу, в результате чего могут возникнуть дополнительные сложности с последующим высверливанием стрежня и восстановлением резьбы.

Зачистка контактов

Далее необходимо произвести зачистку от загрязнений контактов на каждом высоковольтном проводе свечи накала. Это необходимо для полной работоспособности новых свечей после их установки на дизельный двигатель. Если контакт «прикипел», тогда его можно без особых затруднений снять при помощи плоской отвертки.

После демонтажа осуществляется визуальный осмотр снятых свечей накаливания. Если даже только на одной из них видны расширения стержня, стержень вздулся или деформирован, оплавлен, заметны трещины или другие дефекты, тогда все свечи меняются на новые. Также поводом для замены служит присутствие обильного нагара в том месте, где наконечник соединен с корпусом свечи, любые заметные повреждения наконечника.

Удаление грязи из свечных отверстий

Отдельно стоит отметить процедуру очистки от нагара отверстий для установки свечей. Для этого понадобится специальная развертка, длинна которой позволит эффективно очистить свечные колодцы. Перед вкручиванием на развертку необходимо нанести смазку. Указанную развертку нужно вкрутить в каждое отверстие. Для процедуры лучше использовать не универсальную, а штатную развертку. Если имеется такая возможность, дополнительно необходимо удалить отложения из каналов при помощи сжатого воздуха.

Установка новых свечей накала

После очистки производится установка новых и/или заранее проверенных на работоспособность калильных свечей на дизельный двигатель. Затягивать свечи необходимо до появления небольшого сопротивления. Момент затяжки регулируется динамометрическим ключом и составляет 15 Нм. Перетяжка может привести к тому, что в процессе следующей замены будет присутствовать риск поломки свечи в колодце при попытке демонтажа.

Когда установка новых элементов на все цилиндры завершена, очищенные наконечники свечных проводов ставятся обратно на посадочное место, осуществляется их фиксация при помощи гайки и гаечного ключа. Необходимо убедиться в том, что наконечники проводов плотно закреплены, а также реализовано полное закрытие контактов свечей.

Затем можно присоединить минусовую клемму к АКБ. Дальнейшим шагом будет проверка установленных свечей. Проверять следует в штатном порядке: повернуть ключ зажигания, осуществить запуск дизеля, а после оценить работу ДВС в режиме прогрева. Если мотор уверенно запустился, работает ровно и без сбоев, тогда свечи накала полностью работоспособны. В противном случае необходимо провести повторную диагностику дизельного ДВС для поиска потенциальной неисправности.

Дизельное топливо имеет тенденцию парафиниться при низких температурах. В этом состоянии топливо негодно для использования. Насос высокого давления способен прокачать его через форсунки и впрыснуть в цилиндры, но для воспламенения нужна струя горящего топлива с воздухом. Поэтому один из методов пуска дизельных двигателей – установка свечи подогрева смеси — термостартера — во впускном воздушном коллекторе. В отечественных системах на свечу также подводится топливо от насоса. При кручение стартера срабатывает клапан свечи, свеча нагревает и поджигает топливо и смесь втягивается в двигатель. Факел, созданный термостартером, состоящий из горящего топлива впрыснутого в цилиндры, обеспечивает запуск дизельного двигателя даже при очень низких температурах. В зарубежных системах используется просто нагрев при помощи свечей накаливания. Также поступают и автолюбители зимой: когда дизель застывает — вставляют во всасывающий коллектор фен и прогревают так двигатель.

Часто производитель устанавливает кнопку для принудительного включения свечи. Но так как человечество постоянно двигается в сторону автоматики, уже многие переходят на автоматическую систему включения подогрева свечи.

Однажды зимой в моей машине лампочка индикации подогрева свечи просто не засветилась. Соответственно не сработала и свеча, а двигатель не запустился. Пришлось искать электронный блок, который оказался около левого крыла. В некоторых машинах блок управления свечой объединен с основными «мозгами». После визуального изучения платы обнаружилось перегорание «микрухи», на которой все сплавилось. Что за она, понять было невозможно, а вместе с ней полностью вылетела дорожка на печатной плате. Чинить ее было невозможно, по крайней мере для меня.

Встал вопрос о том, как быть дальше. Самый простой вариант — подключить катушку реле включения свечи от замка зажигания. Заводишь машину — и параллельно подается напряжение на катушку свечи, которая срабатывает, пока крутишь стартер. Минус в том, что так крутить можно достаточно долго, а аккумуляторы зимой быстро разряжаются, да и предварительный прогрев свечей также необходим. Вторым вариантом было принудительное включение катушки свечи через кнопку. Способ хороший, только можно забыть выключить свечи и они подсадит аккумулятор, т.к. тянут 40 ампер. Третьим способом стала разработка простой платы, выполняющей все функции родного реле времени. В пользу последнего способа стало еще и то, что заводская плата для современной машины стоит примерно 500 $.

В дебрях инета я нашел примерную схему блока реле времени для свечи нагрева машины toyota. Скорее всего примерные схемы и у остальных авто производителей. Питание подается на 4 и 10 контакты схемы. 4 контакт – «+», 10 – «-«. Датчик температуры подключается на 7 контакт. Датчик температуры установлен рядом с датчиком температуры двигателя и имеет два контакта. Один на плату, а второй — на массу. В зависимости от температуры двигателя, реле времени регулирует время включения реле. Примерно от 20 секунд для -20°С до 0 секунд для +20°С. При этом чтобы разгрузить аккумулятор при срабатывании стартера, стоит блокировка отключения реле, если срабатывает генератор, т.е. машина заводится. 6 контакт шел на «+» перед свечой, но для чего – непонятно. В итоге все стало работать и без него. Как говорится, если остались детали – работать будет.

В итоге блочная схема имеет вид

Следующим шагом стало определение параметров датчика температуры. То, что эта штучка изменяет свое сопротивление при изменении температуры – понятно, но в какую сторону и в каких пределах — предстояло выяснить. Измерять сопротивление можно обычным омметром. Для измерения сопротивления в промежутке от -20°С до +20°С подойдет морозильная камера обычного холодильника. К датчику температуры крепятся провода от омметра (если мультиметр может измерять температуру — отлично), термометр с выносным датчиком температуры. Затем все перематывается изолентой для прочности конструкции и точности измерений. Температура датчика опустится до –20°С минут за 10. На протяжении этого времени нужно на каждом градусе термометра делать измерения сопротивления датчика. Если же наоборот охладить датчик, а затем вынуть и измерять сопротивление, то точность будет ниже, т.к. нагрев будет идти с большой скоростью, а термометр меняет свои показания достаточно редко.

В результате по измеренным величинам можно построить график зависимости сопротивления от температуры. Если требуется измерить сопротивление при высоких температурах, то можно воспользоваться чайником, в который нужно опустить датчик, термометр и провода.

В результате график будет иметь вид.

Далее вопрос в самой схеме необходимого реле времени. На просторах сети распространена схема на таймере NE555. Обвязка микрухи также простая. Если к микрухе добавить пару реле, то вполне можно реализовать реле времени для свечи подогрева. Однако схемы инета не позволяют ввести в схему датчик температуры, который будет влиять на изменение времени срабатывания. Пришлось экспериментально разрабатывать нужную схему.

Итак, при подаче питания от замка зажигания на клемму 4” через конденсатор С1 подается отрицательный импульс для срабатывания таймера. С выхода таймера, нога микрухи 3, подается положительное напряжение на ключ – транзистор VT1, на коллекторе которого появляется отрицательный потенциал. Таймер управляет транзистором, а транзистор обеспечивает нагрузку в цепи катушки реле К1. Лампа HL – лампа индикации на приборной панели. Катушка реле К2 отключит реле свечи нагрева, подключенную на клемму 5” в том случае, если на контакте 11” появится положительное напряжение. Напряжение обязательно появится при включении генератора и это защита свечей — принудительного отключения свечи нагрева. Диод VD2 нужен для того, чтобы напряжение от катушки реле К2 не долбало стартер.

Времязадающие элементы – резистор R1 и конденсатор C2. Для настройки схемы проще менять только конденсатор С2, хотя можно крутить и резистор R1. С увеличением емкости время срабатывания увеличивается. Также времязадающим элементом являются резистор R3 и датчик температуры R4, подключенные между массой и пятой ногой микросхемы. Резистор R3 служит для адаптации датчика.

Промежуточные реле нужно использовать с катушками на 12 В, обычные для машины.

Схема реле подогрева свечей для наших и зарубежных генераторов представлена ниже. На самом деле реле — дополнительные проблемы на машине — лучше без всяких реле.

где 3” – вход «-» через лампочку индикации

4” – вход «+» через предохранитель 7,5 А

5” – выход реле времени на катушку управления свечой нагрева

7” – выход на датчик температуры

9” – вход «-» от генератора

Примерно такая схема получилась. Цена вопроса составила 3 $. Получилась куча деталей, правда с тройным запасом, чтобы несколько раз не катать на рынок. Травить плату на тестовом варианте было лень, да и впоследствии тоже, так что ограничился сборкой на макете.

В роли макета выступила картонка и иголка. Времени было много – электричка везла меня на дачу, поэтому, выверив все места, я проколол отверстия и вставил в них детали. Минусы такого монтажа очевидны – ненадежная подложка: возможные замыкания при перегибании, разрушение при транспортировке, но при этом быстрота и новизна способа монтажа. Возможно, восточные ученые так будут строить в будущем радиооборудование.

Деталей относительно получилось немного. Светодиод я вставил для индикации срабатывания. Светодиод необходимо включать через дополнительное сопротивление. Сопротивление легко найти по формуле

Iсв.д. = 20 мА
Uсв.д. = 3 В
n – количество светодиодов, включенных последовательно
R=(Uпит-n*Uсв.д.)/Iсв.д.

R=(12-1*3)/0,02=450 Ом
Если к примеру нужно подключить группу светодиодов к сети 220 В из 5 штук, то ограничивающее сопротивление будет равным
R=(220-5*3)/0,02=10250 Ом

На обратной стороне картонки можно нарисовать монтажную схему. Из ножек можно собрать часть дорожек схемы. Главное нигде не ошибиться и не закоротить ножки между собой.

После распайки схемы необходимо подвести все провода. Для теста можно воспользоваться машинным или аккумулятором от шуруповерта, подкинуть датчик и засечь время. Следует учитывать температуру там, где находится датчик. Если время не устраивает, то нужно изменять емкость электролитического конденсатора. Окончательный тест необходимо производить на машине, иначе можно наколоться с временными интервалами включения.

Когда все отлажено, можно перенести схему на стеклотекстолитовую основу. В итоге получилось, что при температуре +20°С реле работает 3 секунды, а при -20°С – 20 секунд. Все проверки времени срабатывания можно производить, если вместо датчика установить переменный резистор на 20 кОм.

Схему можно делать навесным монтажом. В принципе, будет лучше если всю плату залить эпоксидной смолой, чтобы обеспечить водонепроницаемость схемы, а в доступное место установить коммутационные реле.

В итоге схема примерно выполняет все функции родного реле. Непонятно, почему такая разница в стоимости, но скорее всего эту обусловлено большей точностью времени срабатывания, а также большим желанием заработать.

Схема работает следующим образом: R1 и C2 — времязадающие — чем больше емкость или сопротивление, тем больше времени требуется для прекращения работы. С1 нужен для автоматического включения таймера при подачи питания. R3 — сопротивление датчика температуры, его, возможно, придется корректировать — запаивать параллельно дополнительные сопротивления. R4 — отграничивает ток через базу транзистора VT1 от микросхемы NE555. VD3 — не пропускает ток на выход микросхемы NE555 3 при поступлении сигнала от стартера через VD2 и R6. VD1 останавливает таймер при подачи сигнала от генератора. HL1 — лампа индикации на панели прибора. K1 — силовое реле включения свечей. Это реле обычно идет отдельно от таймера и устанавливается вместе со всеми реле. Итак, включаем зажигание в машине. Если на улице прохладно, то лампочка включения свечей начинает светиться. Это означает, что таймер начал отсчет и на выходе микросхемы NE555 есть положительный потенциал. Проходит до 20 секунд, лампочка тухнет, реле отключается — значит таймер отработал и на выходе микросхемы нет потенциала. Начинаем стартовать — включается лампочка включения свечей от сигнала со стартера — все правильно, раскаленные свечи облегчают пуск. После запуска лапочка тухнет — таймер заблокирован потенциалом от генератора. Если не дождаться отработки таймера, а сразу пробовать завестись — ничего страшного, при успешном пуске работа таймера прервется по сигналу от генератора, а если не получилось — таймер доотработает процедуру прогрева свечей. Если одного раза не хватило — прогреть свечи можно еще раз.

где 3” – вход «-» через лампочку индикации

4” – вход «+» через предохранитель 7,5 А

5” – выход реле времени на катушку управления свечой нагрева

7” – выход на датчик температуры

9” – вход «+» от генератора

10” – масса, общий «-«

11” – вход «+» от катушки стартера

Всем удачного паяния.

Реле Времени Для Свечи Нагрева Дизельного Двигателя

Должна была сработать термозащита и отключить ВК. После остывания и передергивания питания все дб нормализоваться. Если этого не случилось, то, с большой долей вероятности, МС деградировала и не работает как надо. Микросхема, при номинальном питании и номинальном заявленном диапазоне частот, обязана работать в полном диапазоне мощностей на номинальную нагрузку. Другое дело- форма сигнала. Квадрат нужно смотреть при выходном напряжении не более 1/3 максимума. В остальных случаях нас интересует, как правило: -синус максимальной звуковой частоты (20к) и минимальной амплитуды, для проверки на ступеньку в сигнале. -ограничение синуса или треугольника на номинальной нагрузке в рабочей полосе частот. -глубокое ограничение на максимальной звуковой частоте и номинальной нагрузке. -тест квадратом на номинальную нагрузку с параллельно включенной небольшой емкостью, как правило 0.1 мкФ. В случае с ИМС УМЗЧ можно посмотреть квадрат и ограничение под нагрузкой. Этого достаточно, чтобы удостовериться в устойчивости усилителя.

FILED UNDER : Разное

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*