Приставка Октан корректор своими руками
Авторизация на сайте
Принципиальная схема устройства изображена на рисунке. Приставка состоит из таймера DA1, выключателя задержки на транзисторах VT1, VT2, транзисторного ключа VT3, VT4 и автогенератора на элементах DD1.1 -DD1.3.
Рис. 1 Принципиальная схема октан корректора.
После включения питания транзистор VT2 будет закрыт. Режим транзистора VT1 выбран так, что при закрытом транзисторе VT2 он открыт.
Если контакты SF1 прерывателя замкнуты, то на выводах 2 и 6 таймера DA1 напряжение близко к нулю, а на выводе 3 — сигнал, соответствующий высокому уровню. Под действием этого сигнала транзистор VT3 открыт, т. е. состояние транзисторного ключа эквивалентно для блока зажигания замкнутым контактам прерывателя. В первый момент после размыкания контактов на выводе 2 таймера DA1 будет сигнал 1, а на выводе 6-сигнал 0, поскольку конденсатор С2 разряжен. Поэтому на выводе 3 таймера сигнал высокого уровня также сохранится, но до тех пор, пока увеличивающееся напряжение на выводе 6 не сравняется с напряжением на выводе 5. С этого момента на выводе 3 таймера установится сигнал низкого уровня и транзисторный ключ закроется. Таким образом, изменяя сопротивление времязадающей цепи R2C2, можно регулировать задержку момента закрывания транзисторного ключа относительно момента размыкания контактов прерывателя. При указанных на схеме типономиналах зона регулирования задержки находится в пределах 0,03. 0,8 мс.
С увеличением частоты вращения вала двигателя увеличивается и частота срабатываний прерывателя. Выходной сигнал таймера, повторяющий эту частоту, пройдя через выпрямительное устройство (VD1, VD2), заряжает конденсатор СЗ. При определенной частоте напряжение на конденсаторе СЗ будет достаточным для срабатывания выключателя задержки. Транзистор VT2 открывается и остается открытым, a VT1 — закрывается и отключает конденсатор С2 от общего провода. Времязадающая цепь разрывается. В этом случае работа транзисторного ключа синхронна работе контактов прерывателя.
Резистор R7 позволяет изменять в пределах 80. 160 Гц частотный порог отключения задержки. При переходе на бензин с октановым числом, меньшим рекомендуемого, время задержки необходимо увеличить. Частота вращения коленчатого вала двигателя, при которой не ощущается детонация, определена опытным путем и равна примерно 3000 мин-1, что соответствует частоте срабатываний прерывателя 100 Гц.
Автогенератор DD1.1-DD1.3 совместно с электронной системой зажигания создает в свечах многоискровой режим, который облегчает запуск холодного двигателя. При нажатии на кнопку SB1 (только при запуске) система зажигания формирует вместо одиночной искры серию искр, следующих с частотой около 50 Гц (при -10° С).
В устройстве использованы постоянные резисторы МЛТ, переменные СПЗ-4, конденсатор С2 — К73-9. Транзисторы КТ3102Б могут быть заменены на другие кремниевые соответствующей структуры с коэффициентом усиления по току не менее 70, а КТ815А — на КТ817А-КТ817В. Вместо микросхемы К155ЛАЗ можно использовать К155ЛА4.
При изготовлении приставки следует уделить особое внимание надежности контактных соединений, качеству пайки и защите от воздействия внешней среды.
Приставка октан-корректор
Принципиальная схема устройства изображена на рисунке. Приставка состоит из таймера DA1, выключателя задержки на транзисторах VT1, VT2, транзисторного ключа VT3, VT4 и автогенератора на элементах DD1.1 —DD1.3.
После включения питания транзистор VT2 будет закрыт. Режим транзистора VT1 выбран так, что при закрытом транзисторе VT2 он открыт.
Если контакты SF1 прерывателя замкнуты, то на выводах 2 и 6 таймера DA1 напряжение близко к нулю, а на выводе 3 — сигнал, соответствующий высокому уровню. Под действием этого сигнала транзистор VT3 открыт, т. е. состояние транзисторного ключа эквивалентно для блока зажигания замкнутым контактам прерывателя. В первый момент после размыкания контактов на выводе 2 таймера DA1 будет сигнал 1, а на выводе 6—сигнал 0, поскольку конденсатор С2 разряжен. Поэтому на выводе 3 таймера сигнал высокого уровня также сохранится, но до тех пор, пока увеличивающееся напряжение на выводе 6 не сравняется с напряжением на выводе 5. С этого момента на выводе 3 таймера установится сигнал низкого уровня и транзисторный ключ закроется.
Таким образом, изменяя сопротивление времязадающей цепи R2C2, можно регулировать задержку момента закрывания транзисторного ключа относительно момента размыкания контактов прерывателя. При указанных на схеме типономиналах зона регулирования задержки находится в пределах 0,03. 0,8 мс.
С увеличением частоты вращения вала двигателя увеличивается и частота срабатываний прерывателя. Выходной сигнал таймера,
повторяющий эту частоту, пройдя через выпрямительное устройство (VD1, VD2), заряжает конденсатор СЗ. При определенной частоте напряжение на конденсаторе СЗ будет достаточным для срабатывания выключателя задержки. Транзистор VT2 открывается и остается открытым, a VT1 — закрывается и отключает конденсатор С2 от общего провода. Времязада-ющая цепь разрывается. В этом случае работа транзисторного ключа синхронна работе контактов прерывателя.
Резистор R7 позволяет изменять в пределах 80. 160 Гц частотный порог отключения задержки. При переходе на бензин с октановым числом, меньшим рекомендуемого, время задержки необходимо увеличить. Частота вращения коленчатого вала двигателя, при которой не ощущается детонация, определена опытным путем и равна примерно 3000 мин—1, что соответствует частоте срабатываний прерывателя 100 Гц.
Автогенератор DD1.1—DD1.3 совместно с электронной системой зажигания создает в свечах многоискровой режим, который облегчает запуск холодного двигателя. При нажатии на кнопку SB1 (только при запуске) система зажигания формирует вместо одиночной искры серию искр, следующих с частотой около 50 Гц (при —10° С).
В устройстве использованы постоянные резисторы МЛТ, переменные СПЗ-4, конденсатор С2 — К73-9. Транзисторы КТ3102Б могут быть заменены на другие кремниевые соответствующей структуры с коэффициентом усиления по току не менее 70, а КТ815А — на КТ817А—КТ817В. Вместо микросхемы К155ЛАЗ можно использовать К155ЛА4.
При изготовлении приставки следует уделить особое внимание надежности контактных соединений, качеству пайки и защите от воздействия внешней среды.
Усовершенствование октан-корректора
Эта статья посвящена дальнейшему совершенствованию популярной у автолюбителей конструкции октан-корректора. Предлагаемое дополнительное устройство существенно повышает эффективность его применения.
Электронный октан-корректор В. Сидорчука [1], доработанный Э. Адигамовым [2], безусловно, прост, надежен в эксплуатации и обладает отличной совместимостью с различными системами зажигания. К сожалению, у него, как и у других подобных устройств, время задержки импульсов зажигания зависит только от положения ручки установки угла опережения зажигания (УОЗ). Это означает, что установленный угол оптимален, строго говоря, только для одного значения частоты вращения коленчатого вала (или скорости движения автомобиля на той или иной передаче).
Известно, что автомобильный двигатель укомплектован центробежным и вакуумным автоматами, корректирующими УОЗ в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя, а также механическим установочным октан-корректором. Фактический УОЗ в каждый момент определен суммарным действием всех этих устройств, а при использовании электронного октан-корректора к полученному результату добавляется еще одно существенное слагаемое.
УОЗ, обеспечиваемый электронным октан-корректором [2], 
оз.ок=6Nt, где N — частота вращения коленчатого вала двигателя, мин -1 ; t — задержка момента зажигания, вносимая электронным октан-корректором, с. Предположим, что начальная установка механического октан-корректора соответствует +15 град. и при N = 1500 мин -1 оптимальная задержка момента зажигания, установленная электронным октан-корректором, равна 1 мс, что соответствует 9 град. угла поворота коленчатого вала.
При N = 750 мин -1 время задержки будет соответствовать 4,5 град., а при 3000 мин -1 — 18 град. угла поворота коленчатого вала. При 750 мин -1 результирующий УОЗ равен +10,5 град., при 1500 мин -1 — +6 град., а при 3000 мин -1 — минус 3 град. Причем в момент срабатывания узла выключения задержки зажигания (N = 3000 мин -1 ) УОЗ резко изменится сразу на 18 град.
Этот пример проиллюстрирован на рис. 1 графиком зависимости УОЗ (
) от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Штриховой линией 1 показана требуемая зависимость, а сплошной ломаной 2 — фактически получаемая. Очевидно, что оптимизировать работу двигателя по углу опережения зажигания этот октан-коррекор способен только при длительном движении автомобиля с неизменной скоростью.
Вместе с тем имеется возможность путем несложной доработки устранить этот недостаток и превратить октанкорректор в устройство, позволяющее поддерживать требуемый УОЗ в широких пределах частоты вращения коленчатого вала. На рис. 2 представлена принципиальная схема узла, которым необходимо дополнить октан-корректор [2].
Узел работает следующим образом. Импульсы низкого уровня, снимаемые с выхода инвертора DD1.1, через дифференцирующую цепь C1R1VD1 поступают на вход таймера DA1, включенного по схеме одновибратора. Выходные прямоугольные импульсы одновибратора имеют постоянные длительность и амплитуду, а частота пропорциональна частоте вращения коленчатого вала двигателя.
С делителя напряжения R3 эти импульсы поступают на интегрирующую цепь R4C4, преобразующую их в постоянное напряжение, которое прямо пропорционально частоте вращения коленчатого вала. Это напряжение заряжает времязадающий конденсатор С2 октанкорректора.
Таким образом, при увеличении частоты вращения коленчатого вала пропорционально сокращается время зарядки времязадающего конденсатора до напряжения переключения логического элемента DD1.4 и, соответственно, уменьшается время задержки, вносимой электронным октан-корректором. Требуемая зависимость изменения зарядного напряжения от частоты обеспечивается установкой начального напряжения на конденсаторе С4, снимаемого с движка резистора R3, а также регулировкой длительности выходных импульсов одновибратора резистором R2.
Кроме этого, в октан-корректоре [2] сопротивление резистора R4 необходимо увеличить с 6,8 до 22 кОм, а емкость конденсатора С2 уменьшить с 0,05 до 0,033 мкФ. Левый по схеме вывод резистора R6 (Х1) отключают от плюсового провода и подключают к общей точке конденсатора С4 и резистора R4 добавляемого узла. Напряжение питания на октан-корректор подают с параметрического стабилизатора R5VD2 добавочного узла.
Октан-корректор с указанными доработками обеспечивает регулировку задержки момента зажигания, эквивалентную изменению УОЗ в пределах 0. -10 град. относительно значения, установленного механическим октанкорректором. Характеристика работы устройства при тех же начальных условиях, что и в приведенном выше примере, представлена на рис. 1 кривой 3.
При максимальном времени задержки момента зажигания погрешность поддержания УОЗ в интервале частоты вращения коленчатого вала 1200. 3000 мин -1 практически отсутствует, при 900 мин -1 не превышает 0,5 град., а в режиме холостого хода — не более 1,5. 2 град. Задержка не зависит от изменения напряжения бортовой сети автомобиля в пределах 9. 15 В.
Доработанный октан-корректор сохраняет способность обеспечивать искрообразование при снижении питающего напряжения до 6 В. Если требуется расширить диапазон регулирования УОЗ, рекомендуется увеличить сопротивление переменного резистора R6.
Предлагаемое устройство отличает от подобных, описанных в [3; 4], схемная простота, надежность работы, а также возможность сопряжения практически с любой системой зажигания.
В добавочном узле использованы постоянные резисторы МЛТ, подстроечные резисторы R2, R3 — CП5-2, конденсаторы С1-C3 — КМ-5, КМ-6, С4 — К52-1Б. Стабилитрон VD2 необходимо подобрать с напряжением стабилизации 7,5. 7,7 В.
Детали узла размещены на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1. 1,5 мм. Чертеж платы показан на рис. 3.
Плата узла прикреплена к плате октан-корректора. Все устройство в сборе лучше всего смонтировать в отдельном прочном кожухе, укрепляемом вблизи блока зажигания. Необходимо позаботиться о защите октан-корректора от влаги и пыли. Его можно выполнить в виде легкосъемного блока, устанавливаемого в салоне автомобиля, например, на боковой стенке внизу, слева от места водителя. В этом случае, при снятом октан-корректоре, электрическая цепь зажигания окажется разомкнутой, что, по крайней мере, сильно затруднит запуск двигателя посторонним лицом. Таким образом, октан-корректор дополнительно будет выполнять функцию противоугонного устройства. С этой же целью целесообразно применить регулировочный переменный резистор СП3-30 (R6) с выключателем, размыкающим электрическую цепь этого резистора.
Для налаживания устройства потребуется источник питания напряжением 12. 15 В, любой низкочастотный осциллограф, вольтметр и генератор импульсов, который можно выполнить так, как указано в [1]. Сначала временно отключают входную цепь таймера DA1, а движок резистора R3 устанавливают в нижнее (по схеме) положение.
На вход октан-корректора подают импульсы частотой 40 Гц и, подключив осциллограф к его выходу, резистором R3 постепенно увеличивают напряжение на конденсаторе С4 до появления выходных импульсов. Затем восстанавливают входную цепь таймера, подключают осциллограф к его выводу 3 и резистором R2 устанавливают длительность выходных импульсов одновибратора равной 7,5. 8 мс.
Снова подключают осциллограф, переведенный в режим внешней синхронизации со ждущей разверткой, запускаемой входными импульсами (лучше всего использовать простейший двуканальный коммутатор), к выходу октанкорректора и резистором R6 устанавливают время задержки выходного импульса 1 мс. Увеличивают частоту генератора до 80 Гц и резистором R2 устанавливают время задержки 0,5 мс.
Проверив после этого длительность задержки импульсов на частоте 40 Гц, регулировку при необходимости повторяют до тех пор, пока длительность на частоте 80 Гц не будет точно в два раза меньше, чем на частоте 40 Гц. При этом следует иметь в виду, что для обеспечения стабильной работы одновибратора до частоты срабатывания узла выключения задержки момента зажигания (100 Гц) длительность его выходных импульсов не должна превышать 9,5 мс. Фактически в налаженном устройстве она не превышает 8 мс.
Затем частоту генератора уменьшают до 20 Гц и измеряют получаемую при этой частоте задержку входного импульса. Если она не менее 1,6. 1,7 мс, то налаживание заканчивают, регулировочные винты подстроечных резисторов фиксируют краской, а плату, со стороны печатных проводников, покрывают нитролаком. В противном случае резистором R3 немного уменьшают начальное напряжение на конденсаторе С4, увеличивая время задержки до указанной величины, после чего проверяют и, если необходимо, снова выполняют регулировку на частоте 40 и 80 Гц.
Не следует стремиться к строгой линейности частотной зависимости времени задержки на участке ниже 40. 30 Гц, поскольку это требует значительного уменьшения начального напряжения на конденсаторе С4, что может привести к пропаданию импульсов зажигания на самых малых оборотах коленчатого вала или неустойчивой работе системы зажигания при запуске двигателя.
Небольшая остаточная погрешность, выраженная в некотором уменьшении времени задержки зажигания на начальном участке (см. кривую 3 на рис.1), оказывает скорее положительное, нежели отрицательное воздействие, поскольку (автолюбители это хорошо знают) на малых оборотах двигатель работает устойчивее при несколько более раннем зажигании.
Наладить устройство с вполне приемлемой точностью можно и без осциллографа. Делают это так. Сначала проверяют работоспособность добавочного узла. Для этого движки резисторов R2 и R3 устанавливают в среднее положение, к конденсатору С4 подключают вольтметр, включают питание устройства и подают на вход октан-корректора импульсы частотой 20. 80 Гц. Вращая движок резистора R2, убеждаются в изменении показаний вольтметра.
Затем возвращают движок резистора R2 в среднее положение, а резистор R6 октан-корректора переводят в положение максимального сопротивления. Отключают генератор импульсов, и резистором R3 устанавливают на конденсаторе С4 напряжение 3,7 В. Подают на вход октан-корректора импульсы частотой 80 Гц и резистором R2 устанавливают на этом конденсаторе напряжение 5,7 В.
В заключение снимают показания вольтметра на трех значениях частоты — 0, 20 и 40 Гц. Они должны быть соответственно 3,7, 4,2 и 4,7 В. При необходимости регулировку повторяют.
Подключение доработанного октанкорректора к бортовой системе автомобилей различных марок никаких особенностей по сравнению с описанным в [2, 5, 6] не имеет.
После монтажа октан-корректора на автомобиль, запуска и прогревания двигателя движок резистора R6 перемещают в среднее положение и механическим октан-корректором устанавливают оптимальный УОЗ, как это указано в инструкции по эксплуатации автомобиля, т. е. добиваются незначительной, кратковременной детонации двигателя при резком нажатии на педаль акселератора во время движения машины на прямой передаче со скоростью 30. 40 км/ч. На этом все регулировки заканчивают.
Трехлетняя эксплуатация доработанного автором октан-корректора на автомобиле ГАЗ-2410, укомплектованном блоком зажигания 1302.3734-01 с магнитоэлектрическим датчиком, показала заметное улучшение ходовых качеств машины .
Автор: К.Куприянов, г.Санкт-Петербург
Вообще говоря, изменение установленного угла опережения зажигания нужно рассматривать как меру временную и вынужденную, в частности, при необходимости использовать бензин с октановым числом, не соответствующим паспортным характеристикам двигателя автомобиля. В настоящее время, когда качество горючего, которое мы заливаем в бак своей машины, стало, мягко говоря, непредсказуемым, такой прибор, как электронный октан-корректор, просто необходим.
Как совершенно справедливо замечено в статье К. Куприянова, при введении в действие октан-корректора, описанного в [1]. происходит постоянное по времени запаздывание момента зажигания, пропорциональное в угловом исчислении увеличению частоты вращения коленчатого вала двигателя с последующим скачкообразным увеличением угла ОЗ. Хотя на практике это явление почти незаметно, внутренние резервы исходного устройства позволяют частично устранить упомянутое запаздывание. Для этого в устройство [2] достаточно ввести транзистор VT3, резисторы R8. R9 и конденсатор С6 (см схему на рис. 1).
(нажмите для увеличения)
Алгоритм работы октан-корректора качественно проиллюстрирован графиками, показанными на рис. 2. Моментам размыкания контактов прерывателя соответствуют плюсовые перепады напряжения — от низкого уровня к высокому — на входе октан-корректора (диагр. 1). В эти моменты происходит быстрая разрядка конденсатора С1 почти до нуля через открывающийся транзистор VT1 (диагр. 3). Заряжается конденсатор сравнительно медленно через резистор R3.
Как только напряжение на заряжающемся конденсаторе С1 достигнет порога переключения логического элемента DD1.2. он переходит из единичного состояния в нулевое (диагр. 4), a DD1.3 — в единичное. Открывающийся в этот момент транзистор VT2 быстро разряжает конденсатор С2 (диагр. 5) до уровня, практически определяемого напряжением на базе транзистора VT3. Поскольку задержка переключения элемента DD1.2 не зависит от частоты вращении, среднее напряжение на его выходе увеличивается с увеличением частоты. Конденсатор С6 усредняет это напряжение.
Последующая зарядка конденсатора С2 через резистор R6 начинается именно с указанного уровня в момент закрывания транзистора VT2. Чем ниже начальный уровень, тем дольше будет заряжаться конденсатор до момента переключения элемента DD1.4, а значит, больше задержка искрообразования (диагр. 6).
Получаемая при этом характеристика угла OЗ показана на рис. 3, аналогичном рис. 1 в статье К. Куприянова, в виде кривой 4. При тех же начальных условиях (tзад = 1 мс при N = 1500 мин-1) погрешность регулирования в наиболее часто употребляемом при езде интервале частоты вращения коленчатого вала двигателя от 1200 до 3000 мин-1 не превышает 3 град.
Следует отметить, что работа этого варианта октан-корректора существенно зависит от скважности входных импульсов. Поэтому для его налаживания рекомендуется собрать формирователь импульсов по схеме на рис. 4. Как известно, импульсы с датчика Холла автомобиля ВАЗ-2108 и его модификаций имеют скважность, равную 3, а угол замкнутого состояния контактов φзс контактного прерывателя вазовских автомобилей равен 55 град., т. е. скважность импульсов с прерывателя «шестерки» Q = 90/55= 1,63.
Чтобы можно было применять один и тот же формирователь импульсов для налаживания октан-корректоров разных моделей автомобилей с небольшой лишь корректировкой скважности, для контактной системы зажигания пересчитывают скважность с учетом инвертирования: Qинв = 90/(90 — φзс). или для ВАЗ-2106 Qинв = 90/(90 — 55)=2.57. Подбирая число диодов формирователя и синусоидальное напряжение генератора сигналов, получают необходимую скважность импульсов на входе октан-корректора. В моем практическом варианте для получения скважности 3 понадобилось четыре диода при амплитуде сигнала генератора 5.7 В.
Кроме указанных, для формирователя подойдут диоды серий Д220. Д223, КД521, КД522 и транзистор КТ315 с любым буквенным индексом. Можно применить формирователь импульсов заданной скважности и по другой схеме.
Корректор для автомобиля ВАЗ-2108 (вставлена перемычка Х2.3 на рис. 1) налаживают следующим образом. Вместо делителя R8R9 временно подключают любой переменный резистор группы А сопротивлением 22 кОм (движком к базе транзистора VT3). Сначала движок резистора устанавливают в то крайнее положение, в котором база транзистора «заземлена». К входу корректора подключают формирователь, а к выходу — осциллограф.
Включают питание корректора и устанавливают частоту генератора 120 Гц со скважностью выходных импульсов формирователя, равную 3. Подбирают резистор R3, добиваясь отключения задержки на этой частоте. Затем уменьшают частоту генератора до 50 Гц и, перемещая движок резистора R6 поочередно в оба крайних положения, определяют максимальное время задержки момента зажигания, вносимое октан-корректором (в нашем случае 1 мс). Увеличивают частоту генератора до 100 Гц и находят такое положение движка временного переменного резистора, в котором максимальная задержка момента зажигания, устанавливаемая резистором R6. равна половине максимальной — 0.5 мс.
Теперь целесообразно снять график зависимости времени задержки момента зажигания от частоты генератора при найденном положении движка временного переменного резистора Пересчитывают частоту вращения вала двигателя в мин-1: N = 30f. где f — частота генератора. Гц. Угол ОЗ φоз = 6N·t, где t — время задержки, мс. Результирующий угол φрез оз = 15 — φоз (см. таблицу) наносят на график рис. 3.
По форме полученный график не должен сильно отличаться от кривой 4, хотя числовые значения могут быть и другими в зависимости от максимального времени задержки. Если необходимо, повторно выполняют операцию регулировки.
По завершении налаживания отключают временный переменный резистор и, измерив сопротивление его плеч, впаивают постоянные резисторы с номиналами, ближайшими к измеренным. Необходимо отметить, что характеристику регулирования можно существенно изменять, варьируя номиналы резистора R3 (частоту отключения задержки), делителя R8R9 и конденсатора С6. Начальные условия описанной регулировки выбраны для сравнения с вариантом, выбранным К. Куприяновым: N = 1500 мин-1, t = 1 мс, φмок = +15 град. (φмок — угол, установленный механическим октан-корректором).
Для использования на автомобиле ВАЗ-2106 октан-корректор налаживают аналогично (с перемычкой Х2.3), но импульсы от формирователя должны иметь скважность 2.57. Перед установкой корректора на автомобиль перемычку Х2.3 меняют на Х2.2.
Для доработки октан-корректора [2] его плату извлекают из коммутатора 3620.3734 и навесным монтажом припаивают транзистор VT3 и конденсатор С6 с таким расчетом, чтобы плату можно было установить на старое место. Подобранные резисторы R8 и R9 припаивают на плату. Транзистор V13 и конденсатор С6 следует фиксировать клеем «Момент» или ему подобным.
Вместо КТ3102Б подойдет любой транзистор этой серии. Конденсатор С6 — К53-4 или любой танталовый либо оксиднополупроводниковый, подходящий по размерам и номиналу.
