Automobilový stroboskop. Elektronika v aute

Motoristi si dobre uvedomujú dôležitosť správneho nastavenia počiatočného časovania zapaľovania, ako aj správneho fungovania odstredivých a vákuových ovládačov časovania zapaľovania. Nesprávne načasovanie zapaľovania už od 2 - 3° a chybné regulátory môžu spôsobiť zvýšenú spotrebu paliva, prehrievanie motora, stratu výkonu a dokonca môžu skrátiť životnosť motora.

Kontrola a nastavenie zapaľovacieho systému sú však pomerne zložité operácie, ktoré nie sú vždy dostupné ani skúseným motoristom.

Automobilový stroboskop vám umožňuje zjednodušiť údržbu zapaľovacieho systému. S jeho pomocou môže aj neskúsený motorista skontrolovať a upraviť počiatočné časovanie zapaľovania v priebehu 5-10 minút, ako aj skontrolovať prevádzkyschopnosť odstredivých a vákuových regulátorov predstihu.

Stroboskop je možné použiť aj ako menič jednosmerného napätia batérie 12 V na jednosmerné napätie 110 - 127 V na napájanie jednosmerného kolektorového elektrického holiaceho strojčeka.

Hlavným prvkom zariadenia je pulzná bezinerciálna stroboskopická lampa H1 typu SSH-5, ktorej záblesky sa vyskytujú v momentoch výskytu iskry v sviečke prvého valca motora. V dôsledku toho sa značky zarovnania nanesené na zotrvačníku alebo remenici kľukového hriadeľa, ako aj na iných častiach motora, ktoré sa otáčajú alebo pohybujú synchrónne s kľukovým hriadeľom, javia ako nehybné, keď sú osvetlené zábleskovou lampou. To umožňuje sledovať posun medzi momentom zážihu a okamihom prechodu piesta cez hornú úvrať vo všetkých prevádzkových režimoch motora, t.j. kontrolovať správne nastavenie počiatočného zážihového momentu a kontrolovať výkon odstredivého a podtlakového ovládače časovania zapaľovania.

Schéma elektrického obvodu stroboskopu automobilu je znázornená na obr. 39. Zariadenie pozostáva z push-pull meniča napätia na tranzistoroch VI, V2, usmerňovača pozostávajúceho z usmerňovacej jednotky V3 a kondenzátora C1, obmedzovacích odporov R5, R6, akumulačných kondenzátorov C2, C3, stroboskopickej lampy HI, odklápacieho zapaľovania. obvod pozostávajúci z kondenzátorov C4, C5 a zvodiča F1, ochrannej diódy V4 a spínača S1 prevádzkového režimu "žiletka" alebo "stroboskop".

Ryža. 39. Schéma zapojenia automobilového stroboskopu na germániových tranzistoroch

Zariadenie funguje nasledovne. Po pripojení svoriek X5, X6 k batérii začne pracovať menič napätia, čo je symetrický multivibrátor. Počiatočné otváracie napätie do báz tranzistorov VI, V2 meniča je napájané z deličov R2 - Rl, R4 - R3. Tranzistory VI, V2 sa začínajú otvárať a jeden z nich je nevyhnutne rýchlejší. Tým sa zatvorí druhý tranzistor, pretože na jeho bázu bude privedené blokovacie (kladné) napätie z vinutia w2 alebo w3. Potom sa postupne otvoria tranzistory VI, V2, čím sa pripojí jedna alebo druhá polovica vinutia wl transformátora Tl: k batérii. V sekundárnych vinutiach w4, w5 sa indukuje striedavé napätie pravouhlého tvaru s frekvenciou asi 800 Hz, ktorého hodnota je úmerná počtu závitov vinutí.

Striedavé napätie z vinutia w4 cez otváracie kontakty spínača S1, znázornené na obr. 39 v polohe "Žiletka", ide do usmerňovacej jednotky V3, vyrovnáva a nabíja kondenzátor C1 na napätie 120 - 130 V (na toto napätie sa cez odpory R5, R6 nabíjajú aj kondenzátory C2, C3). Napätie z kondenzátora C1 sa privádza do zásuviek X3, X4 na pripojenie elektrického holiaceho strojčeka.

Keď je prepínač S1 v polohe "Stroboskop", celkové napätie z vinutí w4, w5 sa privádza do usmerňovacej jednotky a kondenzátory C1 - C3 sa nabíjajú na napätie 420 - 450 V.

V momente iskrenia v prvom valci motora vstupuje do zapaľovacích elektród stroboskopickej lampy HI vysokonapäťový impulz zo zásuvky rozdeľovača cez špeciálnu zástrčku X2 zvodiča a kondenzátorov C4, C5. Lampa sa rozsvieti a cez ňu sa vybijú akumulačné kondenzátory C2, C3. V tomto prípade sa energia nahromadená v kondenzátoroch C2, C3 premení na svetelnú energiu blesku lampy. Po vybití kondenzátorov C2, C3 kontrolka HI zhasne a kondenzátory sa znova nabijú cez odpory R5, R6 na napätie 420 - 450 V. Tým je príprava obvodu na ďalší záblesk hotová.

Rezistory R5, R6 zabraňujú skratu vinutí w4, w5 transformátora pri blikaní kontrolky. Dióda V4 chráni tranzistory meniča v prípade náhodného zapojenia stroboskopu v nesprávnej polarite.

Zvodič F1, zapojený medzi rozvádzač a zapaľovacie sviečky, poskytuje potrebné napätie vysokonapäťového impulzu na zapálenie žiarovky, bez ohľadu na vzdialenosť medzi elektródami zapaľovacej sviečky, tlak v spaľovacej komore a ďalšie faktory. . Vďaka aretácii stroboskop zaručene funguje aj pri skratovaní elektród zapaľovacej sviečky.

Konštrukcia a detaily. Konštrukcia stroboskopu môže byť ľubovoľná. Dá sa zložiť v jednom balení alebo v dvoch. Je len potrebné, aby sa s nimi pohodlne pracovalo, aby sa dali pohodlne držať v rukách pri osvetlení zameriavacích značiek na aute a aby bolo zabezpečené dobré zaostrenie lúča. Napríklad stroboskop môže byť vyrobený v jednom balení vo forme pištole, ako je stroboskop STB-1 vyrábaný v priemysle, so zaostrovaním lúča pomocou šošovky.

Stroboskop je možné zložiť aj do dvoch balení, napríklad konvertor v jednom balení a zábleskovú lampu s akumulačnými kondenzátormi C2, C3 a zapaľovacími kondenzátormi C4, C5 v ďalšom, pričom lampa je vybavená reflektorom alebo šošovkou.

Zvodič F1 je v každom prípade umiestnený v samostatnom plexisklovom puzdre, ktoré musí mať zástrčku X2 pre pripojenie do zásuvky rozdeľovača a zásuvku XI pre pripojenie drôtu zapaľovacej sviečky vytiahnutú zo zásuvky rozdeľovača. Vzdialenosť medzi elektródami iskriska je 3 - 4 mm. Elektródy zvodiča sú vyrobené z oceľových alebo mosadzných tyčí, na koncoch zahrotené. Telo zvodiča je spojené so stroboskopom vysokonapäťovým PVA drôtom dlhým 0,7 - 1,0 m.

Kondenzátory C4, C5 sú mosadzné trubice dlhé asi 60 mm, nasadené na izoláciu PVA drôtu vo vnútri puzdra stroboskopu v blízkosti lampy. Ku každej trubici je prispájkovaný vodič MGTF, ktorý sa pripája k zodpovedajúcej svorke (1, 6) panelu lampy. Vonku sú rúry izolované izolačnou páskou. Okrem toho je na konci zahrnutý PVA drôt v stroboskop, nasaďte izolačný uzáver, ktorý je vyrobený z plexiskla alebo fluoroplastu.

Pripojenie k batérii (svorky X5, X6) sa vykonáva pomocou pružinových svoriek "krokodíl".

Stroboskop využíva odpory typu MLT a kondenzátory typu MBM s pracovným napätím 500 V.

Transformátor je navinutý drôtom PEV-2 na toroidnom jadre OL20/32-8 z oceľovej pásky EZZO (E340) hrúbky 0,08 mm. Vinutie wl má 50 + 50 závitov drôtu s priemerom 0,51 mm, w2 a w3 po 10 závitov, w4 - 550 závitov drôtu s priemerom 0,19 mm a w5 - 1450 závitov drôtu s priemerom 0,1 mm . Ako S1 sa používa spínač typu ТЗ. Panel lampy keramický typ PLK-9.

Pri absencii usmerňovacej jednotky KTs402A je možné namiesto nej použiť štyri diódy typu KD209V. Tranzistory P214A musia byť inštalované na radiátore, ktorého povrchová plocha určuje čas nepretržitej prevádzky stroboskopu. Pri absencii tranzistorov P214A je možné namiesto nich použiť germániové tranzistory P215, P216D, P217, P217A-G. V tomto prípade však môže byť potrebné mierne znížiť odpor rezistorov R2, R4.

V prípade výmeny germániových tranzistorov P214A za kremíkové typu KT837D (E) je potrebné výrazne zmeniť obvod meniča a vlastne aj celý stroboskop. Údaje transformátora sa zmenia a na jeho vykonanie sa kladú ďalšie požiadavky. Je to spôsobené tým, že kremíkové tranzistory série KT837 sú vysokofrekvenčné a obvod na nich vyrobený je náchylný na budenie. Navyše na otvorenie týchto tranzistorov potrebujete väčšie napätie ako pri germániových tranzistoroch. Napríklad, ak je v stroboskope zostavenom podľa schémy na obr. 39, spájkujte namiesto tranzistorov P214A, napríklad tranzistory KT837D, bez toho, aby ste čokoľvek zmenili, prevodník nebude fungovať, oba tranzistory budú zatvorené. Aby prevodník začal pracovať, musia byť odpory rezistorov R2, R4 znížené na 200 - 300 ohmov. Tým sa znižuje účinnosť meniča, a čo je najdôležitejšie, bez zjavného dôvodu môže začať vytvárať vysokofrekvenčné sínusové kmity s frekvenciou 50 - 100 kHz.

Výkon rozptýlený v tranzistoroch sa dramaticky zvýši a tranzistory zlyhajú po niekoľkých minútach.

Na obr. 40 je schéma elektrického zapojenia automobilového stroboskopu na kremíkových tranzistoroch KT837D. Výkon rozptýlený v tranzistoroch meniča je v tomto prípade oveľa menší v dôsledku vyššej rýchlosti tranzistorov KT837D a následne väčšej strmosti čela impulzov meniča; vyššia a spoľahlivosť meniča. Zvážte vlastnosti tejto schémy. Kondenzátory Cl, C7. zapojené medzi "základne tranzistorov meniča a mínus zdroja energie, zabraňujú vzniku vysokofrekvenčnej generácie.

Počiatočné odblokovacie predpätie k bázam tranzistorov V6, V7 je napájané z dostatočne vysokoodporových napäťových deličov R3, R2, Rl, R9, R10, R11 a celkovým odporom cca 1000 ohmov, ktorých spodné ramená majú odpor 100 ohmov (deliaci pomer 1/10). Avšak vďaka diódam V5, V10 prúdi bázový prúd tranzistorov z vinutí wl, w3 cez nízkoodporové odpory Rl, R11 (10 ohmov). Je teda možné splniť dve protichodné požiadavky: získať vysokoodporový delič pre počiatočné predpätie s nízkoodporovým odporom v obvode základného prúdu.

Obvody C2, R5 a C3, R4 znižujú na prijateľnú úroveň napäťové rázy, ku ktorým dochádza pri zatvorení tranzistorov V6, V8 a ktoré sú výsledkom ich nadmernej rýchlosti. Hodnoty C2, C3, R4, R5 sa vyberajú experimentálne pre každý konkrétny konštrukcia transformátora T1. Rezistor R8 zabezpečuje vybíjanie kondenzátorov C4, C5, C6 v intervaloch medzi týmito emisiami tak, aby napätie na kondenzátoroch pri zastavení motora neprekročilo normu. Diódy V7, V9 eliminujú spätné prúdové rázy kolektora tranzistorov V6, V8 v momentoch ich zopnutia. Bez týchto diód dosahuje amplitúda spätného prúdového rázu 2 A. Okrem toho tieto diódy chránia tranzistory V6, V8 pri chybnej polarite zapojenia stroboskopu.

Ryža. 40. Elektrický obvod automobilového stroboskopu na kremíkových tranzistoroch

Transformátor T1 v stroboskope s kremíkovými tranzistormi má tieto údaje: magnetický obvod (dva krúžky OL-20 / 32-10) z oceľovej pásky EZZO (E340) hrúbky 0,08 mm; vinutia sú navinuté drôtom PEV-2. Vinutie wl má 30 + 30 závitov, vinutia w2 a w3 majú po 11 závitov drôtu s priemerom 0,51 mm a tieto vinutia sa navíjajú najskôr v poradí w2, wl, w3 a vždy v jednej vrstve. Vinutie w4 má 390 závitov drôtu s priemerom 0,19 mm a vinutie w5 má 815 závitov drôtu s priemerom. 0,1 mm.

Prevodník s takýmto transformátorom pracuje s frekvenciou asi 500 Hz.

Treba poznamenať, že stabilita prevádzky meniča a veľkosť napäťových rázov na kolektoroch tranzistorov do značnej miery závisia od konštrukcie transformátora. Pri inej konštrukcii transformátora môžu emisie narásť na neprijateľne veľké hodnoty.

Stroboskop používa kondenzátory C1, C7 typu BM-2 pre pracovné napätie 200 V, ale možno použiť aj iné typy kondenzátorov s pracovným napätím minimálne 50 V.

Ako je možné vidieť zo schémy na obr. 40 boli namiesto usmerňovacej jednotky KTs402A použité vysokonapäťové diódy KD209V. Toto sa robí na zlepšenie spoľahlivosti a je to spôsobené prítomnosťou napäťových rázov vo vinutí transformátora.

Požiadavky na návrh stroboskopu na kremíkových tranzistoroch sa nelíšia od podobných požiadaviek na stroboskop na germániových tranzistoroch, okrem toho, že v dôsledku menšieho výkonu rozptýleného v tranzistoroch sa môže plocha chladiacich radiátorov výrazne zmenšiť. (v tomto prípade musí mať každý tranzistor vlastný, samostatný žiarič).

V prípade absencie lampy SSH-5 je možné použiť lampu IFC-120, ale dizajn stroboskopu sa musí zodpovedajúcim spôsobom zmeniť. Je tiež potrebné vykonať zmeny v elektrickom obvode zariadenia: z neho sú vylúčené zapaľovacie kondenzátory a vodič PV.S je pripojený priamo k zapaľovacej elektróde svietidla.

Životnosť lampy IFC-120 je oveľa kratšia ako SSH-5, preto pri použití lampy IFC-120, aby sa predĺžila životnosť zariadenia, je vhodné zaviesť tlačidlo s menovitými uzatváracími kontaktmi. do silového obvodu meniča na prúd aspoň 1 A. Tým sa odstránia zbytočné záblesky v príprave na prevádzku po naštartovaní motora. Variant konštrukcie stroboskopu s lampou SSH-5 je znázornený na obr. 41.

Práca so zariadením. Zariadenie sa pripája na svorky batérie pomocou pružinových svoriek "krokodíl" pri zastavenom motore. Zapojenie s nesprávnou polaritou nie je nebezpečné: zariadenie jednoducho nebude fungovať. Pri správnom zapojení by malo byť počuť charakteristické „škrípanie“ transformátora s frekvenciou cca 800 Hz.

Pri použití elektrického holiaceho strojčeka je tento pripojený k zásuvkám X3, X4, pričom predtým bol prepínač S1 nastavený do polohy „Razor“.

Pri nastavovaní a monitorovaní zapaľovacieho systému sa zo zásuvky krytu rozdeľovača vyberie vysokonapäťový vodič, ktorý vedie k zapaľovacej sviečke prvého valca, a vloží sa do zásuvky XI puzdra F1. Špeciálna zástrčka X2 krytu zvodiča sa zasunie do voľnej zásuvky krytu rozvádzača. Prepínač S1 je nastavený do polohy "Stroboskop". Potom sa naštartuje motor a blikajúci stroboskop je nasmerovaný na zarovnávacie značky na kladke alebo zotrvačníku kľukového hriadeľa motora.

Ryža. 41. Variant konštrukcie automobilového stroboskopu

tachometer auta

Automobilový tachometer je určený na meranie počtu otáčok kľukového hriadeľa karburátorových spaľovacích motorov. Otáčkomer môže byť užitočný pri nastavovaní a kontrole motora, nastavovaní a kontrole automobilových regulátorov napätia a tiež na sledovanie prevádzkového režimu motora počas jazdy. V druhom prípade je otáčkomer namontovaný na prístrojovej doske v zornom poli vodiča. Zariadenie je napájané z palubnej elektrickej siete automobilu menovitým napätím 12 V. Prúd spotrebovaný tachometrom nepresahuje 0,1 A.

Schéma elektrického zapojenia zariadenia (obr. 42) pozostáva z čakacieho multivibrátora na tranzistoroch V2, V3, regulátora napätia na zenerovej dióde V4 a mikroampérmetra RA1.

Ryža. 42. Schéma elektrického zapojenia tachometra automobilu

V počiatočnom stave sú dióda VI a tranzistor V2 otvorené, tranzistor V3 uzavretý, mikroampérmetrom netečie prúd a kondenzátor C2 je nabitý na stabilizačné napätie zenerovej diódy V4.

Keď sa záporný elektrický impulz privedie zo systému zapaľovania motora na svorku XI zariadenia, dióda VI a tranzistor V2 sa zablokujú a tranzistor V3 sa otvorí. Kondenzátor C2 sa začne nabíjať cez odpor R3 a otvorený tranzistor V3. Keď napätie na anóde diódy VI dosiahne asi +1,2 V, dióda VI a tranzistor V2 sa otvoria, tranzistor V3 sa uzavrie a prúd cez mikroampérmeter PA1 sa zastaví.

Každý záporný impulz prijatý na vstupe zariadenia zo zapaľovacieho systému teda spôsobí prúdový impulz s pevnou amplitúdou a trvaním cez mikroampérmeter PA1. Trvanie tohto impulzu je určené časovou konštantou R3, C2 a amplitúda je určená stabilizačným napätím zenerovej diódy V4 a odpormi rezistorov R7, R8. V dôsledku toho sú hodnoty zariadenia PA1 úmerné frekvencii iskrenia v systéme zapaľovania motora alebo počtu otáčok jeho kľukového hriadeľa.

Konštrukcia a detaily. Zariadenie používa: variabilný odpor R8 typ SP5-1A; pevné odpory typu, MLT; elektrolytické kondenzátory typu K50-16 s prevádzkovým napätím 16 V; kondenzátor S1KM-ZA, S2-KM-5; mikroampérmeter RA1 typ M4200 pre 100 μA. Možno použiť aj iné typy kondenzátorov: C1 pre pracovné napätie minimálne 200 V, C2 - C4 - 15 V, C3 - 6 V. Mikroampérmeter PA1 môže byť aj iného typu pre prúd do 500 μA, pričom môže byť potrebné zvýšiť kapacitu kondenzátora C2.

Tranzistory KT315A môžu byť nahradené akýmikoľvek inými nízkovýkonovými kremíkovými tranzistormi typu n -R-n. Napríklad KT315, KT342, KT3102, MP101, MSHI atď. s ľubovoľným písmenovým indexom. Diódu D223 je možné nahradiť D219, D220. Zenerova dióda D814A - na D814B, D808, D809.

Ryža. 43. Variant konštrukcie automobilového tachometra

Na obr. 43 znázorňuje variant vyhotovenia automobilového tachometra. Všetky prvky prístroja sú umiestnené na doske plošných spojov z fóliového sklolaminátu, upevnenej na svorkách mikroampérmetra. Mikroampérmeter je spolu s plošným spojom vložený do oceľovej skrinky 2 s krytom 3 - telo prístroja. Drôty pre externé pripojenie sú vyvedené cez otvory v puzdre, vybavené gumovými priechodkami. Drôty sú vybavené krokosvorkami s rytinami v súlade s označeniami na obr. 42. Hmotnosť zariadenia je 400 g, celkové rozmery sú 110X100X60 mm.

Kalibrácia prístroja. Na kalibráciu prístroja potrebujete jednosmerný zdroj s napätím 12 V a prúdom 150 - 200 mA a generátor impulzov s opakovacou frekvenciou 20 až 200 Hz a amplitúdou aspoň 20 V, napr. typ G5-54. Odpor odporu R8 je na začiatku nastavený na maximum. Keď je napájanie zapnuté a z generátora nie je žiadny signál, ručička mikroampérmetra by mala byť na nulovom dieliku stupnice (tranzistor V3 je uzavretý).

Frekvencia promócie F vypočítané podľa vzorca

Kde n - bod stupnice na stupnici prístroja, otáčky za minútu; N c - počet valcov;

ct- počet cyklov motora (dva alebo štyri).

Napríklad pre štvorvalcový štvortaktný motor je frekvencia stupnice zodpovedajúca 6000 otáčkam za minútu 200 Hz.

Stupnica prístroja je lineárna, takže kalibráciu je možné vykonať v jednom bode zodpovedajúcom napríklad maximálnemu počtu otáčok, no treba skontrolovať aj medziľahlé body stupnice.

Práca so zariadením. Zariadenie je pripojené pri zastavenom motore. Svorka „-“ je pripojená ku karosérii auta, svorka „+“ je pripojená ku kladnej svorke batérie a svorka XI je nasadená na izoláciu vysokonapäťového vodiča idúceho do rozvádzača od zapaľovacej cievky (centrálna vysokonapäťový drôt). Motor sa naštartuje a na stupnici prístroja sa spočíta počet otáčok kľukového hriadeľa za minútu.

Blokovacie relé štartéra

Relé blokovania štartéra je určené na použitie na vozidlách Zhiguli. Slúži na zabránenie zapnutia štartéra pri bežiacom motore a na uvoľnenie kontaktov spínača zapaľovania z extra prúdov trakčného relé štartéra, ktoré sa vyskytujú v okamihu jeho zapnutia.

Motor áut značky Zhiguli je pomerne tichý. Preto sa niekedy pri jazde v premávke, keď je hluk okolia silnejší ako hluk vlastného motora, môže vodič zdať, že sa motor zadrel, a zapne štartér. Ozve sa nepríjemné drnčanie prevodových stupňov, informujúce vodiča, že motor beží. Takéto prípady sa určite stali každému vodičovi. Zapnutie štartéra pri bežiacom motore spôsobuje zvýšené opotrebovanie častí pohonu a môže dokonca viesť k ich poruche.

Okrem toho trakčné relé štartéra automobilu, ktoré spotrebúva prúd asi 30 A a má značnú indukčnosť, vytvára pri vypnutí na kontaktoch spínača zapaľovania silnú iskru, čo vedie k spáleniu kontaktov a event. k ich zlyhaniu.

Popísané relé blokovania štartéra odstraňuje tieto nevýhody; Eliminuje možnosť zapnutia štartéra pri bežiacom motore a eliminuje iskrenie na kontaktoch spínača zapaľovania.

Použitie blokovacieho relé štartéra zvyšuje životnosť kontaktov spínača zapaľovania a častí pohonu štartéra.

Schéma elektrického obvodu relé blokovania štartéra na pripojenie k autu Zhiguli je znázornená na obr. 44. Hlavným prvkom relé je tyristor VI, zahrnutý v obvode vinutia trakčného relé štartéra. Riadiacim signálom pre činnosť relé blokovania štartéra je kladné napätie z relé PC702 na zapnutie výstražnej kontrolky nabitia batérie.

Ryža. 44. Schéma elektrického obvodu relé blokovania štartéra s pripojovacími obvodmi na aute Zhiguli

Relé zámku štartéra funguje nasledovne. Pri vypnutom motore a zapnutom zapaľovaní spínačom VZ, kladné napätie z batérie GB cez poistku F1, zopnuté kontakty K1.1 relé PC702 pre zapnutie kontrolky nabíjania batérie, zástrčka adaptéra X2 odchádza na kontrolku nabíjania batérie HI a cez odpor R1 na riadiacu elektródu tyristora VI. Preto, keď sa štartér zapne pomocou spínača VST, zapne sa tyristor VI a napätie batérie sa privedie do vinutia trakčného relé štartéra vrátane štartéra.

Po naštartovaní motora sa kontakty K11 relé PC702 otvoria, kontrolka HI zhasne a kladné napätie z riadiacej elektródy tyristora V1 klesá. Ak teda teraz zopneme kontakty štartovacieho spínača, tyristor V1 zostane vo vypnutom stave a napätie sa nedostane do vinutia trakčného relé štartéra.

Rezistor R1 obmedzuje prúd riadiacej elektródy tyristora VI a odpor R2 bráni jeho samovoľnému spínaniu. Prostredníctvom diódy V2 sú uzavreté extra prúdy vinutia trakčného relé štartéra, ktoré sa vyskytujú pri otvorení kontaktov štartovacieho spínača.

Konštrukcia a detaily. Na konštrukciu blokovacieho relé štartéra sú kladené nasledujúce požiadavky. Tyristor V1 musí byť inštalovaný na radiátore z hliníkovej zliatiny s hmotnosťou minimálne 40 g. V tomto prípade je dôležitá hmotnosť radiátora a nie jeho povrch. Je to spôsobené krátkym trvaním pracovných cyklov a dlhými intervalmi medzi nimi. Je potrebné, aby počas pracovného cyklu (počas prevádzky štartéra) nemal radiátor čas na zahriatie. Radiátor musí byť elektricky izolovaný od zeme.

Na uľahčenie inštalácie na automobile by mali byť svorky XI, X3 relé vybavené štandardnými automobilovými konektorovými vložkami (XI - kolík, X3 - zásuvka) a výstup X2 - s adaptérom obsahujúcim kolík aj zásuvku.

Okrem toho je žiaduce, aby pri inštalácii zariadenia na auto nie tado museli vyvŕtať ďalšie otvory. Na tento účel musí mať telo zariadenia dve dlhé nohy s otvormi s priemerom 6 mm a vzdialenosťou medzi ich stredmi 60 mm. V tomto prípade je možné zariadenie upevniť pomocou skrutiek, ktoré spolu s ním upevňujú štandardné automobilové relé, ako je PC 752. A, samozrejme, dizajn musí byť odolný voči striekajúcej vode.

Namiesto tyristora T10-25 a diódy D242 je možné použiť iné podobné zariadenia. Tyristor musí byť dimenzovaný na prúd najmenej 25 A a dióda na 5 - 10 A.

Na obr. 45 je znázornený variant konštrukcie blokovacieho relé štartéra, ktorý spĺňa všetky uvedené požiadavky.

Základňa 1 je vyrobená z hliníkovej zliatiny frézovaním a má dve jazýčky s otvormi s priemerom 6 mm na upevnenie na automobil a oká na upevnenie prvkov zariadenia a chladiča 2. Zhora je základňa uzavretá krytom 3, ktorý je upevnený skrutkou inštalovanou v návnade základne. Drôty s dĺžkou 280 mm sú vyvedené cez gumové tesnenie. Drôty ukončujú štandardnými automobilovými zástrčkami a adaptérom.

Inštalácia na auto. Na aute je blokovacie relé štartéra nainštalované na blatníku pravého krídla v motorovom priestore vedľa relé PC702 na zapnutie kontrolky nabíjania batérie a vodiča idúceho od spínača zapaľovania k trakčnému relé štartéra (hrubý červený vodič na spodok blatníka). Konektor tohto vodiča je odpojený a jeho zástrčky sú pripojené k zástrčkám XI, X3 relé blokovania štartéra.

Ryža. 45. Možnosť konštrukcie relé blokovania štartéra

Z kolíka 30/51 relé PC702 odstráňte zásuvku čierneho vodiča, ktorý vedie k kontrolke nabíjania batérie, a nasaďte ho na kolík zástrčky adaptéra X2, ktorého zásuvka je nasmerovaná na uvoľnený kolík 30/51. relé PC702. Kryt relé blokovania štartéra musí mať dobrý elektrický kontakt s uzemnením vozidla.

Po nainštalovaní relé blokovania štartéra, ak je v poriadku, by mal motor naštartovať normálne so štartérom, avšak keď je kľúč zapaľovania otočený do štartovacej polohy pri bežiacom motore, štartér by sa nemal zapnúť.

Na záver treba poznamenať, že ak na aute s nainštalovaným blokovacím relé prestane fungovať štartér, je potrebné v prvom rade skontrolovať stav poistky č. 9 (F1 na obr. 44). Prostredníctvom tejto poistky je napájanie privádzané do kontaktov relé PC702 a riadiacej elektródy tyristora VI relé blokovania štartéra.

Bibliografia

1. Základy elektrického vybavenia lietadiel a dopravných prostriedkov / V.V. N. Akimov, B. P. Aparov, V. A. Balagurov a ďalší; Ed. A. N. Larionová. - M.: Gosenergoizdat, 1955. - 384 s.

2. Glezer G. N., Oparin I. M. Automobilové elektronické zapaľovacie systémy. - M.: Mashinostroenie, 1977. - 144 s.

3. Morgulev A. S., Sonin E. K. Polovodičové zapaľovacie systémy. - M: Energia, 1972. - 80 s.

4. Sinelnikov A. X. Elektronika v aute. 2. vyd., prepracované. a dodatočné - M.: Energia, 1976. - 80 s.

5. Sinelnikov A. X. Elektronické zariadenia pre automobily - M .: Energoiz-dat, 1981. - 162 s.

6. Vaneev A. I. Vplyv iskrového výboja vo valcoch na štart motora karburátora. - Automobilový a traktorový priemysel, 1950, č. 3, s. 3 - 9.

7. Osipov G., Jakovlev G. VAZ 2105. Systém napájania. - Za volantom, 1980, č. 12, s. šestnásť.

8. Bannikov V., Yankovsky A. Ekonomizér pre motor automobilu. - Rozhlas, 1982, č. 11, s. 27 - 28.

9. Moiseevich A. EPHH prebieha. - Za volantom, 1983, č. 7, s. 6 - 7.

10. Moiseevich A. Čo dáva EPHH. - Za volantom, 1983, č. 6, s. 14 - 15.

11. Ilyin N. M., Timofeev Yu. L., Vanyaev V. A. Elektrické vybavenie automobilov. - M.: Doprava, 19718. - 58 s.

12. Bela Buna. Elektronika na aute: Per. s maďarčinou. - M.: Doprava, 1979. - 180 s.

13. Automobilové elektronické systémy: Per. z angličtiny / Ed. Yu M. Galkina - M. Mashinostroenie, 1982. - 144 s.

Predslov k tretiemu vydaniu

Použitie elektroniky v zapaľovacom systéme karburátorových motorov

Všeobecné charakteristiky elektronických zapaľovacích systémov

Princípy konštrukcie tranzistorových zapaľovacích systémov

Princípy konštrukcie kondenzátorových (tyristorových) zapaľovacích systémov

Kondenzátorový zapaľovací systém s impulzným ukladaním energie

Pripojenie k elektronickým jednotkám systému zapaľovania kondenzátora s pulzným ukladaním energie na predĺženie trvania iskrového výboja

Kondenzátorový zapaľovací systém s nepretržitým ukladaním energie

Pripojenie k elektronickej jednotke systému zapaľovania kondenzátora s nepretržitým ukladaním energie pre viaceré novotvary

Použitie elektroniky v elektrických zariadeniach a pomocných zariadeniach automobilu

Ekonomizér núteného nečinnosti pre VAZ 2103, 2106, 2121

Elektronický regulátor napätia pre autá Zhiguli

Strážcovia áut

zábleskové svetlo auta

tachometer auta

Blokovacie relé štartéra

Bibliografia

32,84 BBK

MDT 621,37/39

Redakčný tím:

B. G. Belkin, S. A. Biryukov, V. M. Bondarenko, V. G. Borisov, L. N. Genishta, A. V. Gorochovsky, S. A. Elyashkevich, I P Zherebtsov V. G. Korolkov, V. T. Polyakov, A. D. Smirnov, F. I. Tarasov, O. P. Frolov, Yu L. Chotuntsev, N. I. Chistyakov

RECENZENT tech. Sci. Ya. N. NEFEDEV

Sinelnikov A. Kh.

C38 Elektronika v aute. - 3. vyd., prepracované. a dodatočné - M .: Rádio a komunikácia, 1985. - 96. roky, ill. - (Hromadná rozhlasová knižnica; číslo 1084). 55 k.

Podrobne sa zvažujú praktické návrhy elektronických systémov a zariadení pre automobil: systémy zapaľovania kondenzátora, regulátory napätia, ekonomizér núteného chodu naprázdno, zariadenia proti krádeži, relé blokovania štartéra, ako aj zariadenia na určenie charakteristík zapaľovania automobilu. systém.

V porovnaní s druhým vydaním (1976) bol materiál úplne aktualizovaný.

Pre nadšencov rádií a áut.

2402020000 - 019 BBK 84,32

С----------------36-85

046(01)-85 6FO.Z

Alexander Khananovič Sinelnikov

ELEKTRONIKA V AUTE

Editor V. S. Temkin

Redaktor vydavateľstva Ya. Ya. Suslova

Autor obálky L. G. Prochorovej

Umelecký redaktor N. S. Shein

Technický redaktor A. N. Zolotareva

korektor G. G. Kazakovej

Odovzdané do súpravy 13.08.84 Podpísané do tlače 29.10.84

T-21139 Formát 6OX90/16 Papier typ. č. 2 Literárne písmo Tlač vysoká Konv. rúra l. 6,0 Konv. kr.-ott. 6 375 Uch.-vyd. l. 7.27 Náklad 130 000 kópií. (1. závod: 1 - 80 000 výtlačkov) Ed. č.20568 Obj.č. № 93 Cena 55 k.

Vydavateľstvo "Rozhlas a komunikácia". 101000 Moskva, Pošta, PO Box 693

Moskovská tlačiareň č. 5 VGO "Soyuzuchetizdat" 101000 Moskva, st. Kirova, 40

Náš priemysel vyrába stroboskopické zariadenia: automobilový stroboskop STB-1 (obr. 1) a zariadenie Auto-spark (obr. 2), určené na kontrolu a úpravu počiatočného nastavenia časovania zapaľovania na automobiloch.

Je známe, aké dôležité pre chod motora je správne nastavenie počiatočného časovania zapaľovania, ako aj prevádzkyschopnosť odstredivých a vákuových regulátorov časovania zapaľovania. Nesprávne nastavenie počiatočného časovania zapaľovania len o 2-3°, ako aj poruchy predstihových regulátorov vedú k strate výkonu motora, prehrievaniu, zvýšenej spotrebe paliva a v konečnom dôsledku aj k zníženiu životnosti motora.

Kontrola a nastavenie časovania zapaľovania je však veľmi chúlostivá, časovo náročná operácia, ktorá nie je vždy dostupná ani skúsenému motoristovi. Stroboskopické zariadenia uľahčujú túto operáciu. S ich pomocou môže aj neskúsený motorista v priebehu 5-10 minút skontrolovať a upraviť počiatočné nastavenie časovania zapaľovania, ako aj skontrolovať výkon odstredivých a vákuových regulátorov predstihu.

Obr.1. Vzhľad zariadenia STB-1

Obr.2. Vzhľad zariadenia AUTO-ISKRA

Hlavným prvkom stroboskopického zariadenia je pulzná zotrvačná lampa, ktorej záblesky nastávajú v okamihu, keď sa v sviečke prvého valca motora objaví iskra. V dôsledku toho sa značky zarovnania nanesené na zotrvačníku alebo remenici kľukového hriadeľa, ako aj na iných častiach motora, ktoré sa otáčajú alebo pohybujú synchrónne s kľukovým hriadeľom, javia ako nehybné, keď sú osvetlené stroboskopickým svetlom. To vám umožní sledovať posun medzi okamihom zapálenia a okamihom, keď piest prejde hornou úvraťou vo všetkých prevádzkových režimoch motora, to znamená, aby ste kontrolovali správne nastavenie počiatočného uhla zapaľovania, kontrolovali výkon odstredivého a podtlakového predstihu. ovládače a tiež skontrolujte činnosť ventilov, vačkového hriadeľa a iných častí motora.

Hlavné technické údaje stroboskopických zariadení STB-1 a Auto-spark sú uvedené v tabuľke. 1. Ako je zrejmé z tabuľky. 1, automobilový stroboskop STB-1 svojimi technickými údajmi výrazne prevyšuje zariadenie Auto-spark.

Názov parametra	Auto stroboskop, STB-1	Zariadenie "Automatické iskrenie"
Vykonávané funkcie	1. Kontrola a úprava počiatočného nastavenia časovania zapaľovania 2. Kontrola výkonu odstredivých a vákuových regulátorov časovania zapaľovania 3. Napájanie holiaceho strojčeka konštantným napätím 127 V	1. Kontrola a nastavenie počiatočného časovania zapaľovania 2. Napájanie holiaceho strojčeka 127V DC
Použiteľnosť (účel)	Pre všetky typy áut	Len pre autá VAZ
Napájacie napätie, V	11 až 14	11 až 13
Maximálne otáčky motora, ot./min	3000	800
Prípustný výkon spotrebovaný elektrickým holiacim strojčekom, W	Nie viac ako 11	Nie viac ako 7,0
Napájacie napätie holiaceho strojčeka, V	115 až 140	112 až 138
Spotrebovaný prúd, A	Nie viac ako 1,5	Nie viac ako 1,0
Pracovný zdroj, h	50	nešpecifikované
Teplota okolia, С	25±10	nešpecifikované
Relatívna vlhkosť okolitého vzduchu, %	85 pri +35°	nešpecifikované
Hmotnosť, kg	0,7	0,8

Po prvé, podľa vykonávaných funkcií. Umožňuje nielen kontrolovať počiatočné nastavenie časovania zapaľovania, ale aj ovládať činnosť odstredivých a vákuových regulátorov časovania zapaľovania. Táto kvalita stroboskopu STB-1 je spôsobená jeho dobrými frekvenčnými vlastnosťami, ktoré mu umožňujú pracovať bez zníženia jasu zábleskov pri frekvencii až 3000 ot./min kľukového hriadeľa motora. V zariadení "Auto-spark" sa jas zábleskov začína znižovať už pri 700-800 ot./min.

Po druhé, použiteľnosť stroboskopu STB-1 je oveľa širšia ako "Auto-sparks", čo súvisí s dizajnom zariadenia. Ako je možné vidieť na obr. 1 a 2 je stroboskop STB-1 pripojený priamo na svorky batérie pomocou pružinových svoriek Kl1 a K.l2 typu krokodíl a zariadenie Auto-spark má koaxiálnu zástrčku X4, podobnú zástrčke prenosnej žiarovky automobilov VAZ. , v súvislosti s tým je možné ho pripojiť len k týmto autám. Rozmery rukoväte zariadenia Auto-spark sú veľké a je nepohodlné ho držať v ruke. Okrem toho zariadenie vyžaruje rozptýlené svetlo a v aby ste dobre videli značky, treba ho priblížiť k motoru s rotujúcou kladkou A to je nielen nepohodlné, ale aj nebezpečné.

Stroboskop STB-1 nemá túto nevýhodu. Vyrobené vo forme pištole so šošovkou, ktorá poskytuje dobré zaostrenie lúča, je pohodlné a bezpečné. Výkonnejší menič napätia v stroboskope STB-1 umožňuje použitie takmer akéhokoľvek kolektorového elektrického holiaceho strojčeka.

Životnosť stroboskopu STB-1 je oveľa dlhšia ako u zariadenia Auto-spark, s čím súvisí aj životnosť v ňom použitej stroboskopovej lampy (SSh5).

Stroboskop STB-1 sa pripája k zapaľovacej sviečke prvého valca motora pomocou špeciálneho adaptéra-vybíjača Рр1, ktorý poskytuje prakticky neobmedzený počet pripojení.Zariadenie "Auto-spark" sa pripája pomocou tenkého kovového vodiča / (pozri obr. 2), ktorý sa zvyčajne preruší po 10-15 spojeniach.

Schematický diagram automobilového stroboskopu STB-1 je znázornený na obr. 3. Zariadenie pozostáva z meniča napätia na tranzistoroch V1 - V2, kremíkovej usmerňovacej jednotky V4; obmedzovacie odpory R5 a R6; akumulačné kondenzátory C2, C3, záblesková lampa H1; zapaľovací obvod stroboskopickej lampy pozostávajúci z kondenzátorov C4, C5 a zvodiča Pp1; ochrannú diódu V3 a prepínač S1 na prepínanie typu práce „Žiletka“ alebo „Stroboskop“.

Obr.3

V režime "Razor" funguje stroboskop nasledovne.

Po pripojení svoriek X5, X6 na svorky batérie začne pracovať menič napätia, ktorým je symetrický multivibrátor. Tranzistory meniča sú striedavo odomknuté a zablokované, pričom je pripojená jedna alebo druhá polovica vinutia 1 transformátora T1 k batérii. V dôsledku toho sa v sekundárnych vinutiach objavuje striedavé napätie obdĺžnikového tvaru s frekvenciou asi 800 Hz. Napätie z vinutia IIa cez kontakty spínača S1 je privádzané do usmerňovacej jednotky V4, usmerňované a privádzané do zásuviek X3, X4 elektrického holiaceho strojčeka.

Keď je prepínač S1 v polohe "Stroboskop", celkové striedavé napätie z vinutí 11a a 11b je privádzané do usmerňovacej jednotky V4, ktorá je usmernená a nabíja akumulačné kondenzátory C2, C3 cez odpory R5, R6 na napätie približne 450 V.

V momente iskrenia v prvom valci je na zapaľovacie elektródy stroboskopickej lampy H1 privedený vysokonapäťový impulz zo zásuvky rozdeľovača zapaľovania cez konektor X2 zvodiča Pp1 a kondenzátory C4, C5. .Lampa sa zapáli a cez lampu sa vybijú akumulačné kondenzátory C2, C3. V tomto prípade sa energia uložená v kondenzátoroch C2 a C3 premení na svetelnú energiu blesku lampy. Po vybití kondenzátorov výbojka H1 zhasne a kondenzátory C2 a C3 sa opäť nabijú cez odpory R5, R6 na napätie 450 V. Tým je príprava na ďalší záblesk hotová.

Kondenzátor C1 eliminuje napäťové rázy na kolektoroch tranzistorov VI, V2 v momentoch ich spínania.

Dióda VZ chráni tranzistory V1, V2 pred poruchou, ak je stroboskop zapojený s nesprávnou polaritou.

Zvodič Рр1, zapojený medzi rozdeľovač a zapaľovaciu sviečku, poskytuje amplitúdu vysokonapäťového impulzu potrebného na zapálenie žiarovky, bez ohľadu na vzdialenosť medzi elektródami zapaľovacej sviečky, tlak v spaľovacej komore a ďalšie faktory. Vďaka iskrišti funguje stroboskop normálne aj pri skratovaných elektródach sviečok.

Schematický diagram zariadenia "Auto-spark" je znázornený na obr. 4. Pozostáva prevažne z rovnakých uzlov ako stroboskop STB-1. Jeho rozdiely spočívajú v tom, že menič napätia je vyrobený trochu inak: počiatočné predpätie k tranzistorovým základniam je napájané z jedného deliča napätia R2R3 pripojeného k stredu vinutia základne III. Na uľahčenie štartu meniča. rezistor R2 je posunutý elektrolytickým kondenzátorom C1.

Obr.4

Transformátor meniča má aj ďalšie údaje o vinutí. Obmedzovací odpor R1 je zapojený pred usmerňovací mostík.

Akumulačný kondenzátor C2 - elektrolytický - s kapacitou 10,0 mikrofarád, stroboskopická lampa - IFC-120.

Použitie tejto lampy spôsobilo zmenu parametrov akumulačného kondenzátora - nabíjacie napätie sa znížilo na 250 - 300 V a kapacita sa zvýšila na 10 mikrofarád, ale jas bleskov sa ukázal byť oveľa nižší. blesku STB-1.

Iným spôsobom sa vykonáva prepínanie typu práce. Časová konštanta nabíjania akumulačného kondenzátora C2 je takmer 10-krát väčšia ako u STB-1, takže zariadenie Auto-spark je možné použiť len pri nízkych otáčkach motora (do 800 ot./min.). Pri vysokých frekvenciách sa kondenzátor C2 nestihne počas prestávok medzi dvoma zábleskami nabiť a jas každého záblesku sa zníži.

Stroboskop STB-1 (pozri obr. 1) je vyrobený v plastovom kufríku vo forme pištole so spúšťou. Spúšť 1 ovláda spínač S1 (pozri obr. 3). Po stlačení spúšte sa prepínač nastaví do polohy „Stroboskop“. Telo spúšte zároveň zakrýva zásuvky X3, X4 na pripojenie elektrického holiaceho strojčeka, kde v tomto čase napätie dosahuje 400-450 V.

Pružinové spony "krokodíl" (X5, X6) sú s vyrytou polaritou a uzavreté vo viacfarebných gumených puzdrách. Puzdro adaptéra-vybíjača Рр1 je plastové, vzdialenosť medzi elektródami je 3 mm, zástrčka X2 a zásuvka XI sú vyrobené z nehrdzavejúcej ocele.

Kondenzátory C1, C2, C3 - MBM pre napätie 600 V. Kondenzátory C4, CS sú vyrobené vo forme tenkých mosadzných trubíc, nasadených na izoláciu vysokonapäťového PVA drôtu spájajúceho stroboskop so zvodičom.

Transformátor T1 je navinutý na toroidnom jadre OL 20x32x8. Vinutia 16 a 1v majú každé 40 závitov drôtu PEV-2 s priemerom 0,51; vinutia 1a a 1d - každé 8 otáčok a vinutie 11b - 440 otáčok drôtu PEV-2 s priemerom 0,19. Navíjanie 11a-1160 závitov drôtu PEV-2 s priemerom 0,1 mm.

Zariadenie "Auto-spark" je vyrobené v obdĺžnikovom puzdre z nárazuvzdorného polystyrénu (pozri obr. 2). Na tele sa nachádza zásuvka X1 pre pripojenie vysokonapäťového PVA vodiča spájajúceho zariadenie so zapaľovacou sviečkou prvého valca motora, zásuvky X2, X3 pre pripojenie elektrického holiaceho strojčeka a spínač pre typ práce B1. Napájací kábel končí koaxiálnou zástrčkou X4. Na pripojenie prvého valca k sviečke sa používajú špeciálne kovové antény 1 pripevnené na koniec PVA drôtu. Prepínač S1 - TP1-2. Všetky vinutia transformátora T1 sú navinuté drôtom PEV-2 s priemerom 0,2 mm. Vinutie 1 má 35 + 35 otáčok, III-50 + 50 otáčok, II-870 otáčok s kohútikom od 460 otáčok. Jadro OL 20x32x8.

Pripojenie zariadení by sa malo vykonávať pri zastavenom motore. Ak je polarita svoriek pripojená nesprávne, stroboskop STB-1 nebude fungovať.

Zariadenie "Auto-spark" je možné použiť aj na iných autách, ak na koaxiálnu napájaciu zástrčku X4 vyrobíte špeciálny adaptér, alebo zástrčku úplne odstránite a namiesto toho prispájkujete pružinové spony "krokodíla" na vodiče. Treba však mať na pamäti, že ak je polarita zapojenia nesprávna, "Auto-spark" okamžite zlyhá. V zariadení nie sú žiadne ochranné obvody.

Pri správnom zapojení napájania by malo byť počuť charakteristické škrípanie čistého tónu (asi 500 Hz), ktoré je výsledkom činnosti meniča.

Pri práci so stroboskopom STB-1 je možné pozorovať slabé záblesky lampy aj bez stlačenia spúšte, čo nie je poruchou zariadenia. Po stlačení spúšte sa jas bleskov niekoľkokrát zvýši.

Vibračné holiace strojčeky ("Era", "Neva" atď.) nesmú byť pripojené k prístroju, pretože ho môžu poškodiť.

Doba nepretržitej prevádzky zariadenia, aby sa zabránilo poruche, by nemala presiahnuť 10-15 minút. Nedotýkajte sa pohyblivých častí motora, ktoré sa vo svetle stroboskopického svetla javia ako nehybné.

Čítaj a píš užitočné

Jedným z typov premeny elektrickej energie na vysoko intenzívne optické žiarenie je silný pulzný výboj v plyne. Svetelné zdroje založené na takomto výboji sa používajú na čerpanie rôznych typov laserov. ii osvetlenie pri fotografovaní, pre optickú komunikáciu na krátke vzdialenosti, pre budenie spektier analytov atď.

IL je napájaný zo zdroja schopného krátkodobo poskytnúť veľký prúd, najčastejšie z kondenzátora nabitého na prevádzkové napätie ir. Charakteristickým znakom IL je možnosť ich efektívneho využitia s výrazným kolísaním amplitúdy prúdu, trvania a frekvencie výbojov s malými zmenami v účinnosti a spektrálnom zložení žiarenia. Pre IL s trvaním výboja v stovkách mikrosekúnd to rozširuje rozsah dostupných lámp.

Najbežnejší a najjednoduchší spôsob napájania IL je pripojenie k akumulačnému kondenzátoru, pri vybíjaní ktorého vzniká prúdový impulz (viď obr. 3.108). Pohon sa nabíja cez nabíjačku z primárneho jednosmerného zdroja.

„Mikrosekundové“ IL sa napájajú trochu inak (obr. 3.109). Keďže napätie, na ktoré sa vybíjací obvod nabíja, je vždy vyššie ako samoprierazné napätie svietidla, používa sa riadený výboj - vrchol, ktorý preruší elektrický obvod. V správnom momente sa na riadiacu elektródu zvodiča privedie napätie, výboj nastane najskôr medzi ňou a jednou z hlavných elektród a potom medzi dvoma hlavnými elektródami. V tomto prípade sa na elektródy lampy privedie vysokonapäťové napätie, medzielektródová medzera sa prelomí a všetka energia sa uvoľní v objeme plynu. Ovládateľnosť IL závisí od podmienok výboja vo výbojke, ktoré sa vyznačujú viacerými parametrami. Ide o rozsah regulovateľnosti (napätie medzi pracovnými elektródami lampy, v rámci ktorého je zabezpečené spoľahlivé zapálenie výboja), výkon a energiu v kanáli zapaľovacieho (pomocného) výboja, čas oneskorenia pulzu žiarenia vzhľadom na impulz zapaľovania. Čas oneskorenia je dôležitý pri svetelnej signalizácii. Napríklad vo vesmíre

majákov používaných na geodetické účely, musí v presne stanovenom čase (keď družica preletí nad meracou stanicou) nasledovať pulzný záblesk svetla. Rozptyl doby oneskorenia svetelného impulzu vzhľadom na riadiaci signál určený na spustenie záblesku vedie k chybám pri meraní súradníc terénu. V súvislosti s tým podrobne preskúmajme procesy, ktoré prebiehajú v lampe pri zapálení výboja.

Elektrický rozpad plynových medzier je charakterizovaný procesom vytvárania vysokej vodivosti medzi elektródami pomocou dvoch hlavných mechanizmov: mechanizmu tvorby veľkého počtu elektrónových lavín (Townsep) a šatne. alebo kanálový mechanizmus, kedy už prvá lavína vedie k vytvoreniu prúdového skokana. V reálnych podmienkach existujú prechodné formy, ktoré sú kombináciou týchto dvoch mechanizmov s rôznou štatistickou váhou.

Pri elektrickom prieraze v dlhých plynových medzerách sa zhruba rozlišujú tri štádiá vývoja výboja, ktoré sa navzájom kvalitatívne líšia a sú charakterizované časmi: 7ST - štatistické oneskorenie; /p - pracovný čas vývoja výboja; - vznik výboja, v čase zodpovedajúcom nárastu prúdu na maximálnu hodnotu. Čas oneskorenia vybíjania l je určený od momentu priloženia napätia na elektrónku do začiatku prudkého nárastu prúdu a je súčtom Gst a Gr. Čas Gs| závisí od náhodných udalostí, hoci jeho priemernú hodnotu ovplyvňuje množstvo faktorov (dĺžka medzery, geometria a intenzita poľa, vonkajšie podmienky). Pre zábleskové lampy používajúce na zapálenie hlavného výboja pomocný výboj, rst = 0 a r3 = ?p.

Pomocný výboj tvorí v plyne pomerne úzku vodivú vrstvu s vysokou teplotou, hoci jeho sila je mma, a pôsobenie je krátkodobé. V priebehu času sa vodivá vrstva môže deionizovať alebo začať expandovať. V prvom prípade je uvoľnený výbojový výkon nedostatočný na kompenzáciu tepelných strát a v druhom prípade ich výrazne prevyšuje.

Impulz zapaľovania bude aplikovaný na lampu dvoma spôsobmi. Pri prvom z nich, nazývanom sériový alebo interný, sa sekundárne vinutie impulzného transformátora zavedie do výbojového obvodu a pri druhom, nazývanom paralelný alebo externý, sa impulz aplikuje na pomocnú elektródu vo forme navinutého drôtu. okolo žiarovky lampy. Pri vnútornom zapaľovaní, ktoré tvorí pomocnú výbojovú kvapku pozdĺž axiálnej línie svietidla, dochádza k rozvoju hlavného výboja symetricky a rovnomerne. V prípade vonkajšieho zapálenia geometria pomocného výboja zopakuje geometriu vonkajšej elektródy a hlavný výboj sa vďaka logu určitý čas vyvíja asymetricky. To zhoršuje vyžarovacie charakteristiky lámp. Pri vnútornom zapálení sa žiarenie rozdelí rovnomernejšie po celom priereze trubice. Súčasne zavedenie vinutia transformátora do výbojového obvodu zvyšuje indukčnosť cc a oneskoruje pulz žiarenia. Postupom času. čo zodpovedá 1a, existujú predbežné prierazné prúdy (približne 10-2 + ​​1 A) a žiarenie v blízkosti elektród je slabšie ako v strede výbojky. Toto rozloženie žiarenia pripomína anomálny žeravý výboj. Závislosť času oneskorenia od počiatočného tlaku plniaceho plynu má tvar U: so zvýšením p0 sa najskôr pozoruje pokles Г a potom sa vykopáva. Čas oneskorenia výrazne ovplyvňuje synchrónny chod IC vo viacrúrkových systémoch.

Po vytvorení pomocnej výbojovej kvapky sa v nej uvoľní hlavná výbojová energia. Pre výbojový okruh, ktorý vytvára hlavný výboj.

LdJj + Ri + ^jidt=U0, (3,22)

kde £/() - počiatočné napätie; / - prúd: R - aktívny odpor; L je indukčnosť obvodu: C je kapacita kondenzátora.

Pri napätí, ktoré sa rovná zapaľovaciemu napätiu (ktoré sa zvyčajne určuje s 95% pravdepodobnosťou hlavného výboja), Uq = (/g sa výkon uvoľnený v pomocnom výbojovom kanáli rovná stratám energie. Úplne sa spotrebuje na udržiavanie stacionárneho stavu. Pri páčidle má čas oneskorenia tendenciu k nekonečnu (?3 ->? "). Pre stacionárny režim di / dl = 0 a Ri "it / C. Potom z (3.22) máme

t~=U£/I. (3,23)

Keď u$>ub, pridelený výkon je väčší ako straty a f3 sa znižuje. Jeho pokles je úmerný rozdielu medzi alokovanými a stratenými kapacitami. V (3.23) to bude vyjadrené nahradením i za /o -/3, kde /c je prúd v pomocnom výbojovom kanáli pri napätí i/0. a ii - v Uy

Tu sa hodnota Uq/U3 berie analogicky s i/o /Uc, kde Uc je samoprierazové napätie v neprítomnosti pomocného výboja, nazýva sa prepätie. Vzťah (3.24) nám umožňuje zistiť fyzikálny význam vplyvu na rôzne faktory.

Keďže RC = consi, z (3.24) môžeme získať diferenciáciou

Dg/g = D(/0/(/3:((70/(/,-1). (3,25))

Vzťah (3.25) hovorí, že relatívny rozptyl času oneskorenia sa zvyšuje s

Na obr. 3.110 ukazuje závislosti a L, na i / () a prepätí. Z obr. 3.110b. c možno vidieť, že so zvýšením pomeru Uq /U3, keď výkon uložený v pomocnom výboji výrazne prevyšuje výkon tepelných a radiačných strát, sa doba oneskorenia rapídne skracuje. Zvýšenie kapacity kondenzátora vedie k oneskoreniu vývoja hlavného výboja.

Čas oneskorenia rs je ovplyvnený počiatočnou ionizáciou plynu v pomocnom výboji, ktorá závisí od tvaru a amplitúdy impulzu zapaľovacieho napätia.

Zábleskové lampy s trvaním výboja v stovkách mikrosekúnd môžu pracovať v širokom rozsahu frekvencií opakovania impulzov. Poruchy opätovnej prevádzky lámp, ktoré sa v tomto prípade vyskytujú, sú hriechom - prechod do režimu stacionárneho spaľovania, samovoľné poruchy medzielektronickej medzery a preskakovanie zábleskov. V lampách s výbojmi s trvaním rádovo niekoľkých mikrónov takéto poruchy nie sú.

Vyžarovacie charakteristiky trubicových IL sú určené parametrami výbojky a výbojového obvodu.

Impulzy intenzity svetla 1(1) sa vyznačujú osvetlením - vapiy

amplitúdu intenzity svetla /n a dobu trvania záblesku m. Zmenou tvaru a trvania impulzu vyžarovaného elektrického výkonu II IL je možné meniť tvar a parametre impulzov žiarenia, čím sa získa svetlo impulzy intenzity blízke pravouhlým. Pri napájaní z kondenzátora má však krivka / (t) charakteristický tvar (obr. 3.111). Trvanie blesku

kit t pri danom vnútornom priemere dt výbojky je určený súčinom C / (C je kapacita kondenzátora, / je dĺžka výboja hrubá). Pri relatívne dlhých časoch výboja, keď plazma takmer rovnomerne vyplní celú vnútornú časť výbojky, je možné vypočítať celkovú amplitúdu jasu a integrál jasu.

Ryža. 3.113. Spektrálne rozloženia účinnosti v jednotkovom priestorovom uhle v smere kolmom na os trubice pre trubicové xenónové výbojky. (Hustota výkonu 104 MW/m-*: / - 5: 2 - 1; 3 - 0,2; 4 - 0,04). Grafy prepočítané pre lampy veľkej dĺžky so zanedbateľnými takmer elektronickými stratami Výkonnými zdrojmi, ktoré prispievajú k UV žiareniu IL, sú radiálne rázové vlny tvorené rýchlym rozšírením výbojového kanála po prerušení medzielektronickej medzery, intenzívne vyžarujúce vo všetkých fázach pulzu. Charakteristiky štúdia sférických IL sa vyznačujú výrazne kratším trvaním a tvarom svetelného výbojového kanála, ktorý sa mení z impulzu na impulz v krátkej výbojovej medzere ohraničenej stenami. Vzhľadom na nízky odpor kvapkadla sú takéto výboje najčastejšie oscilačné. Neustála zmena priemeru výbojového kanála, hustoty plynu, elektrického odporu a energie spotrebovanej na rozšírenie kanála spôsobuje veľký rozdiel v časových závislostiach intenzity svetla Iv(t) a jasu l. v(t) (obr. 3.114). Pomer elektrickej energie uvoľnenej v sférickom IL fV:I k energii uloženej v kondenzátore, Wp=CUp / 2, (3,28) nazývaná účinnosť výbojky r|k, sa mení v širšom rozsahu ako u rúrkového IL a silne závisí od vlastností obvodu. Pri konštantnom odpore predradníka Г|к výrazne závisí od IR, ktoré určuje priemer a efektívny odpor výtlačného kanála. Svetelný výkon sférických IL zvyčajne nepresahuje 15 lm/W. Zväčšenie vzdialenosti medzi elektródami je sprevádzané približne lineárnym nárastom svetelného výkonu. Špičková sila amplitúdy /P v širokom rozsahu zmien parametrov slabo závisí od Up a C pri konštantnej energii výboja Wp a rastie približne úmerne /. Trvanie impulzu svetelnej intenzity x je určené trvaním procesov uvoľňovania elektrickej energie vo výbojovom kanáli a dobou žeravenia ohriateho plynu; t je približne úmerné bez ohľadu na zmenu Up a C. Zahrnutie malého odporu predradníka do vybíjacieho obvodu zníži m približne 2-krát. Priestorové rozloženie žiarenia zo sférických IL je zvyčajne blízke izotropnému v oblasti priestoru netieneného elektródami. Ekvivalentné priestorové uhly £Xj pre svietidlá typu ISSH sú 10,2-10,8 sr. Pre približné výpočty môžeme odporučiť £1-, = 11 sr. Spektrálne charakteristiky plazmy sférických IL (teplota c sú desiatky tisíc K) majú maximálnu hustotu spektrálneho žiarenia vo vákuovej UV oblasti (100–200 nm). Ultrafialové žiarenie plazmy je čiastočne absorbované plynom naplneným bankou a sklom banky (obr. 3.115). S bankou priehľadnou pre UV sa pozoruje prudký nárast spektrálnej účinnosti pri X<250 пм, обусловленное не только сплошным фоном, но и пакетом мощных линий ксенона. В ИК области излучение зарегистрировано до 1700 им. Rovnako ako svetelný výkon, účinnosť sférických IL je niekoľkonásobne nižšia ako účinnosť tubulárnych IL a vo viditeľnej oblasti je niekoľko percent. Celková účinnosť výbojky typu ISSH7 je len 9% vďaka absorpcii UV žiarenia žiarovkou. Účinnosť výboja v rozsahu 220–250 nm je teda polovičná oproti KG1D v rozsahu 220–1050 pm. Ak vezmeme do úvahy vákuové UV žiarenie, celková účinnosť výkonných neobmedzených výbojov môže pravdepodobne dosiahnuť 0,5. Interval napätia medzi hlavnými elektródami, v rámci ktorého je možné riadené zapaľovanie lámp, je obmedzený napätím zapaľovania a samočinného rozpadu. Metódy merania zapaľovacieho napätia a napätia pri samočinnom rozklade sú štandardizované Charakteristiky zaťaženia. Medzi hlavné parametre zaťaženia IL patrí najvyššia prípustná energia jedného impulzu rozptýlená lampou v režime zriedkavých impulzov a v režime často sa opakujúcich impulzov - najvyšší prípustný priemerný výkon. Limitnou energiou Wnp IL sa rozumie najnižšia hodnota elektrickej energie výboja, pri ktorej výbojka zlyhá pri prvom impulze (najčastejšie v dôsledku deštrukcie plášťa), alebo v sérii impulzov. Limitná energia je jedným z najdôležitejších parametrov IL, pretože charakterizuje rozsah energetického zaťaženia s a slúži na posúdenie životnosti. W je ovplyvnená tvarom prúdového impulzu. Pri rovnakom trvaní impulzu pre RC výboj, ktorý je charakterizovaný strmým prúdovým impulzom vpredu a exponenciálnym poklesom, je IV o 35–40 % väčší ako pri LC výboji, ktorého tvar prúdového impulzu je blízky sínusoide a o 60 % vyšší. ako pre výbojový impulz pravouhlého tvaru. Fyzikálny mechanizmus deštrukcie IL je uvažovaný v (3.38]. Za deštrukciu je zodpovedný výtlačný tlak, ktorý mení svoju hodnotu v závislosti od podmienok, za ktorých k deštrukcii dochádza, a tepelné ťahové napätia na vonkajšom povrchu plášťa. sfarbenie kremenné sklo.Okrem toho je experimentálne preukázaná prítomnosť deštruktívnych tepelných napätí v. Tepelné namáhanie závisí od trvania výboja v lampe. Pri výboji s trvaním niekoľkých mikrónov pravdepodobne chýbajú tepelné napätia a praskací tlak napríklad v lampe s rozmermi trubice 7 x 120 mm a hrúbkou steny 1,5 mm dosahuje 18 MPa. S predĺžením trvania výboja a výskytom tepelných napätí sa deštruktívny tlak znižuje. Tepelné napätie zmizne, keď sa lampa zahreje (napríklad v peci), a potom sa tlak pri roztrhnutí opäť zvýši na 18 MPa. Za limitný výkon IL pracujúcich vo frekvenčnom režime sa považuje najnižší výkon, ktorý vedie k poruche svietidla počas prvej minúty jeho prevádzky. Trvanlivosť. Proces opotrebenia IL ovplyvňuje mnoho faktorov a najmä rozprašovanie elektródy, ktoré je jednoznačne spojené so zmenou osvetlenia (obr. 3.116). Čím intenzívnejšia je erózia elektród, v závislosti od materiálu a priemernej teploty ohrevu tým rýchlejšie osvetlenie klesá (obr. 3.117). Vplyvom intenzívneho tepelného toku na stenu lámp sa pozoruje vyparovanie kremenného skla, ktoré sa ním odnáša do najchladnejších miest v lampe. Vo výbojovej plazme sa SiCh disociuje na oxid kremičitý a kyslík. Ten prispieva k oxidácii materiálu elektródy. Oxidy celkom ľahko opúšťajú povrch elektród a redukciou kovov sa takmer úplne rozložia vo výbojovej plazme. Erózia plášťa lampy znižuje jej mechanickú pevnosť. Tienenie plášťa pokrytého erozívnymi kovovými časticami zvyšuje energiu absorbovanú stenou lampy. Známe príčiny vedúce k opotrebovaniu IL možno rozdeliť do nasledujúcich skupín: Zvýšenie tepelných strát na stenách; Zníženie pevnosti materiálu plášťa; Zníženie hrúbky steny lampy v dôsledku neustálej erózie kremeňa vo výboji: Zvýšenie tlaku plynu v dôsledku odparovania Si02 v predchádzajúcich impulzoch; Zníženie bodu varu kremenného skla. Model opotrebovania IL je že pôsobením plazmy z plášťa výbojky dochádza k vyparovaniu a disociácii Si02 produkty disociácie O2 a O interagujú s elektródami a znižujú ich eróznu odolnosť. Oxidy kremíka a siu pri reakciách s molekulárnymi plynmi nečistoty v xenóne tvoria nepriehľadné zlúčeniny, ktoré spolu s erozívnymi časticami elektród znižujú priehľadnosť plášťa a znižujú pevnosť kremenného skla v dôsledku výskytu defektov v miestach usadzovania. Priepustnosť žiarenia tiež klesá v dôsledku zafarbenia objemového žiarenia kremenného skla. Všetky tieto a efekty fungujú súčasne. Pokles pevnosti plášťa a obmedzujúca energia IL nastáva, kým sa fVnp nerovná energii výboja, pri ktorej je lampa prevádzkovaná. Potom dôjde k zničeniu. Problematike trvanlivosti IL bolo venovaných veľa štúdií, zhrnutých na str. Na výpočet ich zdrojov bolo navrhnutých niekoľko vzorcov. Jedným z prvých vzorcov je výraz log/V=o(l-v), (3,29) kde a je koeficient proporcionality a v = fV / fVnp - faktor zaťaženia, teda pomer energie výboja, pri ktorom je lampa prevádzkovaná, na jej obmedzujúcu energiu. Napríklad pre lampy s fóliovými prúdovými vodičmi prevádzkovanými v zriedkavom pulznom režime platí vzorec pre v = 0,4-0,7. Iné vzorce sú tiež založené na závislosti N na v. Napríklad, N = očakávané, (3,30) kde m je empirický koeficient. 5.w - odolnosť proti tepelnému šoku, ktorá je určená pomerom a0 / a. Tu je teplotné napätie, ku ktorému dochádza, keď je vzorka vystavená teplotným vlnám konštantnej intenzity, ad je limitná hodnota tohto napätia pre konkrétny materiál. Hodnota 51y sa zrejme dá stotožniť s hodnotou. recipročný faktor párovania. Empirická závislosť vo forme yV=(l/v)8,58 (ззі) používa sa na výpočet čerpacieho IL pevnolátkových laserov. Pre výboje s trvaním niekoľkých mikrónov sa navrhuje vzorec na výpočet počtu pracovných impulzov vo forme D/=/1. (3,32) Na obr. Krivka 3,118 / je zostavená podľa tohto pomeru pre jednotlivé impulzy: krivka 2 - pri / = 3 Hz a L = 3,86: krivka 3 pri / = 10 Hz a A = 4,3. Empirický koeficient A závisí od frekvencie opakovania pulzu (pre m = 2–5 µs) v rozsahu / = 0,1–25 Hz: výkonnostné vlastnosti. Štruktúry IL sú veľmi tuhé a znesú značné mechanické zaťaženie (vibrácie, otrasy, neustále zrýchlenie). Kremenné výbojky majú významné výhody z hľadiska mechanickej pevnosti valcových fóliových prúdových vodičov v porovnaní s viečkom alebo objímkami na prechodových sklách. Okolitá teplota ovplyvňuje záťažovú charakteristiku a regulačný rozsah svietidla. Nízka teplota až po bod varu plniaceho plynu (-1()8°C pre Xe) má malý vplyv. Pri prevádzke lámp v uzavretých komorách s obmedzeným objemom treba brať do úvahy celkový vplyv okolitej teploty na lampu a teploty vytvorenej výkonom rozptýleným v lampe. Zníženie tlaku okolitého vzduchu ovplyvňuje zapaľovanie lámp: pri tlaku pod 4 kPa (ale nad 0,001 Pa) je vysokonapäťový riadiaci impulz externého zapaľovania posunutý povrchovým výbojom a lampa môže stratiť svoju schopnosť ovládať . V tomto prípade sa používa vnútorné zapaľovanie. V hlbokom vákuu (napríklad vo vesmíre) sa dostatočne spoľahlivé zapaľovanie uskutočňuje aj pomocou vonkajšej elektródy. Tým sa znižuje prípustné priemerné zaťaženie lampy, pretože k rozptylu energie dochádza iba v dôsledku žiarenia. Pre kremenné výbojky s prípustnou teplotou do 850°C sa maximálny priemerný stratový výkon odhaduje na základe výkonu šedého žiariča (s integrálnou emisivitou asi 0,5) a podiel tepelných strát výboja je 0,2- 0,9. Prevádzka lámp v kvapalných médiách mení ich zaťaženie a zapaľovacie a samočinné napätie. Pri vysokej vlhkosti vonkajšia časť prúdu - vstupy a sokle hrdzavie. Fóliové prúdové vodiče sú na to najviac náchylné. Existujú rôzne spôsoby, ako chrániť tieto uzly pred vlhkosťou pomocou tmelov, nanášaním povlaku odolného voči korózii na prúd - vstup alebo pomocou špeciálnych návrhov. Oblasti použitia. V súčasnosti sa IL používajú v zariadeniach súvisiacich s rôznymi odvetviami vedy a techniky a pulzný výboj pomáha študovať javy spojené s krátkodobými výbuchmi žiarenia v rozsahu optických vlnových dĺžok. Okrem toho sa v súvislosti s rozsiahlym rozvojom kvantovej elektroniky rozšírili zdroje budenia rôznych typov laserových médií. Pre každý typ lasera existuje optimálny rozsah trvania impulzov pumpy. Ako zdroje excitácie používam mikrosekundové lasery! zariadenia na báze vysokoprúdových výbojov a IL s dobou trvania záblesku rádovo μe. Fyzikálne a prevádzkové charakteristiky sa do značnej miery líšia od i: lámp s dobou výboja stoviek μs používaných na čerpanie pevnolátkových laserov. Tieto rozdiely spočívajú v rozdielnej dynamike plazmových procesov. silné vyparovanie plášťa lampy, zmeny vo vývoji a priebehu IR a pod. Takéto lampy sa používajú na čerpanie farbivových laserov, chemických a fotodisociačných laserov. Na čerpanie pevnolátkových laserov boli vytvorené a komerčne vyrábané stovky typov IL s gokovvodmi na báze kovovej fólie, uzáverov a prechodových skiel. Veľa práce sa urobilo aj na určenie (po znalosti parametrov vonkajšieho elektrického obvodu a vlastností výbojovej medzery) časovej závislosti výkonu žiarenia v určitom spektrálnom intervale. Bolo vyriešených veľa variantov inverzného problému: výber parametrov obvodu a výbojovej medzery lampy v súlade s údajmi IC. Výhody IL sa prejavujú v tých prípadoch prenosu informácií, keď sa používa záznamové zariadenie s nízkou zotrvačnosťou, alebo keď samotný proces trvá krátky čas. To vysvetľuje tendenciu využívať pulzné žiarenie ako spôsob zlepšenia parametrov optického systému s cieľom zvýšiť rýchlosť, zlepšiť presnosť, rozšíriť dosah a automatizovať procesy v najnovšej technológii. Existujú IL založené na použití chemickej spaľovacej reakcie (jednorazové lampy). Tieto bleskové žiarovky sú naplnené kovovou fóliou, ktorá horí v atmosfére kyslíka alebo fluóru. V horčíkových svetelných zábleskoch alebo fotobombách kovový prášok okamžite horí v dôsledku uvoľnenia kyslíka zo soli bohatej na kyslík zmiešanej s ním. Vo všetkých rozvinutých krajinách sa IL vyrábajú vo veľkých množstvách s pulznými energiami od zlomkov J (pre intrakavitárnu lekársku fotografiu a prenosné elektronické blesky) až po stovky tisíc J pre nočné letecké fotografovanie a čerpacie lasery. V stroboskopoch pracujú IL s frekvenciou opakovania impulzov niekoľko kHz, rovnako ako v iluminátoroch pre vysokorýchlostné filmovanie. Používajú sa v medicínskych, biologických a iných špeciálnych druhoch fotografie. Zariadenia s IL sa používajú v automatizácii a telemechanike - zariadenia so svetelnými kanálmi na ovládanie a prenos informácií. Ide o optické diaľkové kontaktné zariadenia, počítačové snímače „uhlového čísla“, zariadenia svetelného zábradlia, ovládanie meničov na vysokonapäťových jednosmerných vedeniach, hrúbkomery a pod. vyhľadávače, optická telefónia). Vznikajú mnohé osvetľovacie zariadenia: svetelné indikátory, majáky, bočné svetlá lietadiel, svetlá iných vozidiel. FI sa používa na získanie časových pečiatok. registrácia fotografií, mikrofilmovanie, filmovanie, tlač, fotolitografia, fotometria atď. IL sa vyvíjajú pre technologické aplikácie. Neli IL je umiestnený v akomkoľvek svetelno-optickom zariadení, ktoré obsahuje reflexné plochy, časť vlastného žiarenia sa môže vrátiť do výbojového stĺpca a byť čiastočne absorbovaná plazmou. Absorbované žiarenie je ekvivalentné dodatočnému výkonu dodávanému do výboja, čo spôsobuje zvýšenie teploty plazmy, zvýšenie jasu plazmového stĺpca a prehriatie konštrukcie lampy, vďaka čomu je maximálna povolená energia a životnosť znížený. Najväčší prejav tohto efektu nastáva v extrémne malom reflektore, ktorý tesne obklopuje žiarovku lampy. Amplitúda výbojového prúdu v trubicovej lampe sa v tomto prípade zvyšuje o 20%. Trvanie impulzu vybíjacieho prúdu sa mierne skráti. Nárast spektrálnej jasnosti (420 pm) v úzkom reflektore dosahuje 60 %. V reflektore má svietidlo trvanie predného impulzu o 15-20 % kratšie a trvanie impulzu na úrovni 0,35 špičkovej hodnoty je o 15 % dlhšie ako trvanie impulzu rovnakého svietidla v otvorenom priestore. S poklesom energie výboja a tlaku plynu sa zmenšujú rozdiely v časovom priebehu ich štúdia otvorených lámp a lámp umiestnených v reflektore. V sférických IL sa takýto účinok odrazeného žiarenia nepozoruje, pretože reflektor ho prakticky nekoncentruje na výbojkový kanál lampy. Môžete si prečítať o moderných LED svietidlách

Motoristi si dobre uvedomujú dôležitosť správneho nastavenia počiatočného časovania zapaľovania, ako aj správneho fungovania odstredivých a vákuových ovládačov časovania zapaľovania. Nesprávne načasovanie zapaľovania už od 2-3° a chybné regulátory môžu spôsobiť zvýšenú spotrebu paliva, prehrievanie motora, stratu výkonu a môžu dokonca skrátiť životnosť motora.

Kontrola a nastavenie zapaľovacieho systému sú však pomerne zložité operácie, ktoré nie sú vždy dostupné ani skúseným motoristom.

Automobilový stroboskop vám umožňuje zjednodušiť údržbu zapaľovacieho systému. S jeho pomocou môže aj neskúsený motorista skontrolovať a upraviť počiatočné časovanie zapaľovania v priebehu 5-10 minút, ako aj skontrolovať prevádzkyschopnosť odstredivých a vákuových regulátorov predstihu.

Činnosť stroboskopu je založená na takzvanom stroboskopickom efekte. Jeho podstata je nasledovná: ak osvetlíte objekt pohybujúci sa v tme veľmi krátkym jasným zábleskom, bude sa vizuálne javiť ako nehybne „zamrznutý“ v polohe, v ktorej ho blesk zachytil. Rozsvietením napríklad otáčajúceho sa kolieska blikajúcimi s frekvenciou rovnajúcou sa frekvencii jeho otáčania môžete koliesko vizuálne zastaviť, čo je dobre vidieť podľa polohy akejkoľvek značky na ňom.

Na nastavenie časovania zapaľovania sa motor naštartuje pri voľnobehu a špeciálne montážne značky sa rozsvietia stroboskopickým svetlom. Jeden z nich - pohyblivý - je umiestnený na kľukovom hriadeli (buď na zotrvačníku alebo na hnacej kladke generátora) a druhý je na skrini motora. Záblesky sú synchronizované s momentmi iskrenia v žeraviacej sviečke prvého valca, pre ktoré je na svojom vysokonapäťovom vodiči namontovaný kapacitný zábleskový senzor.

Vo svetle zábleskov budú viditeľné obe značky a ak sú presne jedna proti druhej, načasovanie zapaľovania je optimálne, ale ak sa pohyblivá značka posunie, poloha ističa-rozvádzača sa opraví, kým sa značky nezhodujú .

Hlavným prvkom zariadenia je impulzná stroboskopická lampa bez zotrvačnosti H1 typu SSH-5, ktorej záblesky sa vyskytujú v momentoch výskytu iskry v sviečke prvého valca motora. V dôsledku toho sa značky zarovnania nanesené na zotrvačníku alebo remenici kľukového hriadeľa, ako aj na iných častiach motora, ktoré sa otáčajú alebo pohybujú synchrónne s kľukovým hriadeľom, javia ako nehybné, keď sú osvetlené zábleskovou lampou. To umožňuje sledovať posun medzi momentom zážihu a okamihom prechodu piesta cez hornú úvrať vo všetkých prevádzkových režimoch motora, t.j. kontrolovať správne nastavenie počiatočného momentu zážihu a kontrolovať výkon odstredivého a vákuového zapaľovania. ovládače časovania.

Schéma elektrického obvodu stroboskopu automobilu je znázornená na obr. 1. Zariadenie pozostáva z push-pull meniča napätia na tranzistoroch VI, V2, usmerňovača pozostávajúceho z usmerňovacej jednotky V3 a kondenzátora C1, obmedzovacích odporov R5, R6, akumulačných kondenzátorov C2, C3, stroboskopickej lampy H1, zapaľovania lampy. obvod pozostávajúci z kondenzátorov C4, C5 a zvodiča F1 a ochrannej diódy V4.

Obr.1. Schéma elektrického obvodu automobilového stroboskopu na germániových tranzistoroch.

Zariadenie funguje nasledovne. Po pripojení svoriek X5, X6 k batérii začne pracovať menič napätia, čo je symetrický multivibrátor. Počiatočné otváracie napätie do báz tranzistorov V1, V2 meniča je napájané z deličov R2-R1, R4-R3. Tranzistory V1, V2 sa začínajú otvárať a jeden z nich je nevyhnutne rýchlejší. Tým sa zatvorí druhý tranzistor, pretože na jeho bázu bude privedené blokovacie (kladné) napätie z vinutia w2 alebo w3. Potom sa tranzistory V1, V2 postupne otvoria a pripájajú jednu alebo druhú polovicu vinutia w1 transformátora T1 k batérii. V sekundárnych vinutiach w4, w5 sa indukuje striedavé napätie pravouhlého tvaru s frekvenciou asi 800 Hz, ktorého hodnota je úmerná počtu závitov vinutí.

V momente iskrenia v prvom valci motora vstupuje do zapaľovacích elektród stroboskopickej lampy H1 vysokonapäťový impulz zo zásuvky rozdeľovača cez špeciálnu zástrčku X2 iskriska a kondenzátory C4, C5. Lampa sa zapáli a cez ňu sa vybijú akumulačné kondenzátory C2, C3. V tomto prípade sa energia nahromadená v kondenzátoroch C2, C3 premení na svetelnú energiu blesku lampy. Po vybití kondenzátorov C2, C3 zhasne výbojka H1 a kondenzátory sa opäť nabijú cez odpory R5, R6 na napätie 420-450 V. Tým je príprava obvodu na ďalší záblesk hotová.
Rezistory R5, R6 zabraňujú skratu vinutí w4, w5 transformátora v čase záblesku žiarovky Dióda V4 chráni tranzistory meniča pri náhodnom zapojení stroboskopu v nesprávnej polarite.

Iskrisko F1, zapojené medzi rozdeľovač a zapaľovacie sviečky, poskytuje potrebné napätie vysokonapäťového impulzu na zapálenie žiarovky, bez ohľadu na vzdialenosť medzi elektródami zapaľovacej sviečky, tlak v spaľovacej komore a ďalšie faktory. . Vďaka aretácii stroboskop zaručene funguje aj pri skratovaní elektród zapaľovacej sviečky.

V prípade výmeny germániových tranzistorov P214A za kremíkové typu KT837D (E) treba výrazne zmeniť obvod meniča a vlastne celý stroboskop. Údaje transformátora sa zmenia a na jeho vykonanie sa kladú ďalšie požiadavky. Je to spôsobené tým, že kremíkové tranzistory série KT837 sú vysokofrekvenčné a obvod na nich vyrobený je náchylný na budenie. Navyše na otvorenie týchto tranzistorov potrebujete väčšie napätie ako pri germániových tranzistoroch. Napríklad, ak je v stroboskope zostavenom podľa schémy na obr. 1, prispájkujte namiesto tranzistorov P214A, napríklad tranzistorov KT837D, bez toho, aby ste čokoľvek menili, prevodník nebude fungovať, oba tranzistory budú zatvorené, aby prevodník začal pracovať, musia sa odpory rezistorov R2, R4 znížiť na 200-300 ohmov. Tým sa znižuje účinnosť meniča a čo je najdôležitejšie, bez zjavného dôvodu môže začať vytvárať vysokofrekvenčné sínusové oscilácie s frekvenciou 50-100 kHz. napájanie, zabrániť vzniku vysokofrekvenčného generovania.

Výkon rozptýlený v tranzistoroch sa dramaticky zvyšuje a tranzistor zlyhá po niekoľkých minútach.
Na obr. 2 je znázornená schéma elektrického zapojenia automobilového stroboskopu na kremíkových tranzistoroch KT837d. Výkon rozptýlený v tranzistoroch meniča je v tomto prípade oveľa menší v dôsledku vyššej rýchlosti tranzistorov KT837D a následne väčšej strmosti čela impulzov meniča; vyššia a spoľahlivosť meniča. Zvážte vlastnosti tejto schémy. Kondenzátory C1, C7, zapojené medzi bázy tranzistorových meničov a mínus zdroja energie, zabraňujú vzniku vysokofrekvenčného generovania.

Obr.2. Schéma elektrického obvodu kremíkového tranzistorového automobilového blesku

Počiatočné predpätie odblokovania na bázach tranzistorov V6, V7 je napájané z dostatočne vysokoodporových napäťových deličov R3, R2, R1, R9, R1O, R11 s celkovým odporom cca 1000 ohmov, ktorých spodné ramená majú odpor 100 ohmov (deliaci pomer 1/10). Avšak vďaka diódam V5, V10 prúdi bázový prúd tranzistorov z vinutí w1, w3 cez nízkoodporové odpory R1, R11 (10 ohmov). Je teda možné splniť dve protichodné požiadavky: získať vysokoodporový delič pre počiatočné predpätie s nízkoodporovým odporom v obvode základného prúdu.

Obvody C2, R5 a C3, R4 znižujú na prijateľnú úroveň napäťové rázy, ktoré vznikajú pri uzavretí tranzistorov V6, V8, ktoré sú výsledkom ich nadmernej rýchlosti. Hodnoty C2, C3, R4, R5 sa vyberajú experimentálne pre každý konkrétny návrh transformátora T1. Rezistor R8 zabezpečuje vybíjanie kondenzátorov C4, C5, C6 v intervaloch medzi týmito emisiami tak, aby napätie na kondenzátoroch pri zastavení motora neprekročilo normu. Diódy V7, V9 eliminujú spätné prúdové rázy kolektora tranzistorov V6, V8 v momentoch ich zopnutia. Bez týchto diód dosahuje amplitúda spätného prúdového rázu 2 A. Okrem toho tieto diódy chránia tranzistory V6, V8 pri chybnej polarite zapojenia stroboskopu.

Žiaľ, životnosť zábleskových lámp je krátka a nie je jednoduché zohnať nové správneho typu. S objavením sa na trhu domácich LED diód so svietivosťou vyššou ako 2000 mcd (pre porovnanie, pre LED série ALZO7-M pri rovnakom prúde je hodnota tohto parametra 10 ... 16 mcd), je možné ich použiť v amatérskych stroboskopických zariadeniach. V dizajne popísanom nižšie je použitá skupina deviatich červených LED diód KIPD21P-K.
Zariadenie je napájané z palubnej siete automobilu. Dióda V1 (pozri schému na obr. 3) chráni stroboskop pred chybným prepólovaním napájacieho napätia.

Obr.3. Schéma elektrického obvodu automobilového LED blesku.

Kapacitným snímačom zariadenia je konvenčná krokosvorka, ktorá je pripevnená k vysokonapäťovému vodiču prvej žeraviacej sviečky motora. Napäťový impulz zo snímača, prechádzajúci obvodom C1 R1 R2, sa privádza na hodinový vstup spúšte DD1.1, zapnutý jediným vibrátorom.

Pred príchodom impulzu je jednorazovka v pôvodnom stave, priamy výstup spúšte je nízky a inverzný je vysoký. Kondenzátor C3 sa nabíja (plus zo strany inverzného výstupu), nabíja sa cez odpor R3. Vysokoúrovňový impulz spustí jednorazový impulz, zatiaľ čo spúšť sa prepne a kondenzátor sa začne nabíjať cez rovnaký odpor R3 z priameho výstupu spúšte. Asi po 15 ms sa kondenzátor nabije natoľko, že sa klopný obvod na vstupe R opäť prepne do nulového stavu.

Jediný vibrátor teda reaguje na sekvenciu impulzov kapacitného snímača generovaním synchrónnej sekvencie obdĺžnikových impulzov vysokej úrovne s konštantným trvaním asi 15 ms. Trvanie impulzov je určené menovitými hodnotami obvodu RЗСЗ. Kladné kvapky tejto sekvencie spúšťajú druhý jednorazový, zostavený podľa rovnakej schémy na spúšti DD1.2.

Trvanie impulzu druhého samostatného vibrátora je až 1,5 ms. V tomto čase tranzistory VT1 - VT3, ktoré tvoria elektronický spínač, otvorené a výkonné prúdové impulzy - 0,7 ... 0,8A, pretekajú cez skupinu LED НL1-НL9.

Tento prúd výrazne prekračuje pasovú hodnotu maximálneho povoleného impulzného dopredného prúdu (100 mA) nastaveného pre LED diódy. Avšak, pretože trvanie impulzov je krátke a ich pracovný cyklus v normálnom režime je najmenej 15, prehriatie a zlyhanie LED nebolo pozorované. Svietivosť bleskov, o ktorú sa stará skupina deviatich LED diód, úplne postačuje na prácu so stroboskopom aj cez deň.

Na overenie spoľahlivosti zariadenia sa uskutočnil kontrolný elektrický chod svetelného žiariča pri prúde na impulz 1 A počas jednej hodiny. Všetky LED diódy prešli testom a nebolo zistené žiadne prehrievanie. Upozorňujeme, že zvyčajne čas používania zariadenia nepresiahne päť minút.

Experimentálne sa zistilo, že trvanie zábleskov by malo byť v rozmedzí 0,5 ... 0,8 ms. Pri kratšom trvaní sa zvyšuje pocit nedostatočnej svietivosti osvetlenia znamienok a pri dlhšom trvaní sa zvyšuje ich „rozmazanosť“. Požadovanú dobu trvania je možné jednoducho zvoliť vizuálne pri práci so stroboskopom s ladiacim odporom R4, ktorý je zahrnutý v obvode nastavenia času R4C4 druhého samostatného vibrátora.

Účelom prvého jednorazového zásahu je chrániť LED diódy pred zlyhaním, ak sa otáčky motora náhodne zvýšia počas používania stroboskopu.

Vytvorili sme model automobilového stroboskopu na princípe LED (pozri obr. 4 (a, b)). Puzdro je puzdro zo svietidla.

Obr. 4(a). Stroboskop elektricky zostavený.

Obr. 4(b). Stroboskop elektricky zostavený.

Testy zostaveného zariadenia prebehli úspešne, používa sa v garáži Štátnej agrárnej univerzity Stavropol.

Funkcie stroboskopu je možné rozšíriť jeho premenou na tachometer. Pretože mnohé staršie vozidlá, ktoré sú stále v prevádzke, nemajú toto zariadenie na paneli vodiča.

Na tento účel bol zostavený generátor nastaviteľnej frekvencie (GFR) s opakovaním impulzov 10–15 Hz, čo zodpovedá frekvencii otáčania kľukového hriadeľa v rozsahu 600–900 ot./min. V tomto rozsahu zvyčajne ležia minimálne otáčky motora na voľnobeh, pri ktorých sa nastavuje počiatočné časovanie zapaľovania.

Rukoväť variabilného rezistora zaradená do obvodu nastavenia frekvencie RC generátora bola vybavená stupnicou kalibrovanou pomocou laboratórneho digitálneho merača frekvencie.
Výstupný signál MG sa privádza namiesto snímača na vstup stroboskopu.

Automechanik po pripojení zariadenia nasmeruje prerušovaný svetelný tok, ako v predchádzajúcom prípade, nastavenie zapaľovania na remenicu kľukového hriadeľa a v prípade potreby ho nastaví na hodnotu špecifikovanú výrobcom pre toto vozidlo.

Po úprave otáčok kľukového hriadeľa sa pristúpi k úprave časovania zapaľovania podľa vyššie uvedeného spôsobu, pozri 1-2.

Pretože presnosť určovania otáčok kľukového hriadeľa je nízka, čo nám umožnilo prijať také jednoduché riešenie bez toho, aby sme sa uchýlili k vývoju digitálnej verzie tachometra.

Bibliografia:

1. Belyatsky P. LED automobilový stroboskop / P. Belyatsky - "Rádio" - 2000 - č. 9, s. 43
2. Sinelnikov A.Kh. Elektronika v aute / A.Kh. Sinelnikov - Moskva: Rádio a komunikácia, 1985, s.82
3. Yutt V.E. "Elektrické vybavenie automobilu" - Moskva: Doprava, 1995
4. Čižkov Yu.P. Anisimov A.V. "Elektrické vybavenie automobilu" - Moskva: "Za volantom", 1999
5. Bannikov S.P. "Elektrické vybavenie automobilu" - Moskva: Doprava, 1993
6. Shiga H. Mizutani S. "Úvod do automobilovej elektroniky" - Moskva: MIR, 1989

Zoznam rádiových prvkov

Označenie	Typ	Denominácia	množstvo	Poznámka	skóre	Môj poznámkový blok
	Schéma 1
V1, V2	bipolárny tranzistor	P214A	2			Do poznámkového bloku
V3	Diódový mostík	KTS402A	1			Do poznámkového bloku
V4	Dióda	KD202A	1			Do poznámkového bloku
C1	Kondenzátor	0,1 uF	1			Do poznámkového bloku
C2, C3	Kondenzátor	0,5uF	2			Do poznámkového bloku
C4, C5	Kondenzátor	10 pF	2			Do poznámkového bloku
R1, R3	Rezistor	24 ohmov	2	0,5 W		Do poznámkového bloku
R2, R4	Rezistor	1,8 kOhm	2	0,5 W		Do poznámkového bloku
R5, R6	Rezistor	6,2 kOhm	2	2 W		Do poznámkového bloku
F1	Vybíjačka		1			Do poznámkového bloku
T1	Transformátor		1			Do poznámkového bloku
H1	Stroboskopická lampa	SSH-5	1			Do poznámkového bloku
X1, X2	Terminál	1 kontakt	2			Do poznámkového bloku
X5, X6	Terminál	2 kontakty	1			Do poznámkového bloku
	Schéma 2
V6, V8	Tranzistor	KT839D	2			Do poznámkového bloku
V1-V4	Dióda	KD209V	4			Do poznámkového bloku
V5, V10	Dióda	KD209A	2			Do poznámkového bloku
V7, V9	Dióda	KD208A	2			Do poznámkového bloku
V11	Stroboskopická lampa	SSH-5	1			Do poznámkového bloku
C1, C7	Kondenzátor	0,01 uF	2			Do poznámkového bloku
C2, C4	Kondenzátor	0,1 uF	2			Do poznámkového bloku
C3	Kondenzátor	680 pF	1			Do poznámkového bloku
C5, C6	Kondenzátor	0,5uF	2			Do poznámkového bloku
C8, C9	Kondenzátor	10 pF	2			Do poznámkového bloku
R1, R11	Rezistor	10 ohmov	2	1 W		Do poznámkového bloku
R2, R10	Rezistor	91 ohmov	2	0,25 W		Do poznámkového bloku
R3, R9	Rezistor	910 ohmov	2	1 W		Do poznámkového bloku
R4	Rezistor	56 kOhm	1	1 W		Do poznámkového bloku
R5	Rezistor	10 ohmov	1	0,25 W		Do poznámkového bloku
R6, R7	Rezistor	6,2 kOhm	2	2 W		Do poznámkového bloku
R8	Rezistor	680 kOhm	1	1 W		Do poznámkového bloku
F1	Vybíjačka		1