Схема подключения свечей накала дизельного двигателя
| Реле времени для свечи нагрева дизельного двигателя |
| Дизельное топливо имеет тенденцию парафиниться при низких температурах. В этом состоянии топливо негодно для использования. Насос высокого давления способен прокачать его через форсунки и впрыснуть в цилиндры, но для воспламенения нужна струя горящего топлива с воздухом. Поэтому один из методов пуска дизельных двигателей – установка свечи подогрева смеси — термостартера — во впускном воздушном коллекторе. В отечественных системах на свечу также подводится топливо от насоса. При кручение стартера срабатывает клапан свечи, свеча нагревает и поджигает топливо и смесь втягивается в двигатель. Факел, созданный термостартером, состоящий из горящего топлива впрыснутого в цилиндры, обеспечивает запуск дизельного двигателя даже при очень низких температурах. В зарубежных системах используется просто нагрев при помощи свечей накаливания. Также поступают и автолюбители зимой: когда дизель застывает — вставляют во всасывающий коллектор фен и прогревают так двигатель. Часто производитель устанавливает кнопку для принудительного включения свечи. Но так как человечество постоянно двигается в сторону автоматики, уже многие переходят на автоматическую систему включения подогрева свечи. Однажды зимой в моей машине лампочка индикации подогрева свечи просто не засветилась. Соответственно не сработала и свеча, а двигатель не запустился. Пришлось искать электронный блок, который оказался около левого крыла. В некоторых машинах блок управления свечой объединен с основными «мозгами». После визуального изучения платы обнаружилось перегорание «микрухи», на которой все сплавилось. Что за она, понять было невозможно, а вместе с ней полностью вылетела дорожка на печатной плате. Чинить ее было невозможно, по крайней мере для меня. Встал вопрос о том, как быть дальше. Самый простой вариант — подключить катушку реле включения свечи от замка зажигания. Заводишь машину — и параллельно подается напряжение на катушку свечи, которая срабатывает, пока крутишь стартер. Минус в том, что так крутить можно достаточно долго, а аккумуляторы зимой быстро разряжаются, да и предварительный прогрев свечей также необходим. Вторым вариантом было принудительное включение катушки свечи через кнопку. Способ хороший, только можно забыть выключить свечи и они подсадит аккумулятор, т.к. тянут 40 ампер. Третьим способом стала разработка простой платы, выполняющей все функции родного реле времени. В пользу последнего способа стало еще и то, что заводская плата для современной машины стоит примерно 500 $. В дебрях инета я нашел примерную схему блока реле времени для свечи нагрева машины toyota. Скорее всего примерные схемы и у остальных авто производителей. Питание подается на 4 и 10 контакты схемы. 4 контакт – «+», 10 – «-». Датчик температуры подключается на 7 контакт. Датчик температуры установлен рядом с датчиком температуры двигателя и имеет два контакта. Один на плату, а второй — на массу. В зависимости от температуры двигателя, реле времени регулирует время включения реле. Примерно от 20 секунд для -20°С до 0 секунд для +20°С. При этом чтобы разгрузить аккумулятор при срабатывании стартера, стоит блокировка отключения реле, если срабатывает генератор, т.е. машина заводится. 6 контакт шел на «+» перед свечой, но для чего – непонятно. В итоге все стало работать и без него. Как говорится, если остались детали – работать будет. В итоге блочная схема имеет вид
Следующим шагом стало определение параметров датчика температуры. То, что эта штучка изменяет свое сопротивление при изменении температуры – понятно, но в какую сторону и в каких пределах — предстояло выяснить. Измерять сопротивление можно обычным омметром. Для измерения сопротивления в промежутке от -20°С до +20°С подойдет морозильная камера обычного холодильника. К датчику температуры крепятся провода от омметра (если мультиметр может измерять температуру — отлично), термометр с выносным датчиком температуры. Затем все перематывается изолентой для прочности конструкции и точности измерений. Температура датчика опустится до –20°С минут за 10. На протяжении этого времени нужно на каждом градусе термометра делать измерения сопротивления датчика. Если же наоборот охладить датчик, а затем вынуть и измерять сопротивление, то точность будет ниже, т.к. нагрев будет идти с большой скоростью, а термометр меняет свои показания достаточно редко.
В результате по измеренным величинам можно построить график зависимости сопротивления от температуры. Если требуется измерить сопротивление при высоких температурах, то можно воспользоваться чайником, в который нужно опустить датчик, термометр и провода. В результате график будет иметь вид.
Далее вопрос в самой схеме необходимого реле времени. На просторах сети распространена схема на таймере NE555. Обвязка микрухи также простая. Если к микрухе добавить пару реле, то вполне можно реализовать реле времени для свечи подогрева. Однако схемы инета не позволяют ввести в схему датчик температуры, который будет влиять на изменение времени срабатывания. Пришлось экспериментально разрабатывать нужную схему. Итак, при подаче питания от замка зажигания на клемму 4” через конденсатор С1 подается отрицательный импульс для срабатывания таймера. С выхода таймера, нога микрухи 3, подается положительное напряжение на ключ – транзистор VT1, на коллекторе которого появляется отрицательный потенциал. Таймер управляет транзистором, а транзистор обеспечивает нагрузку в цепи катушки реле К1. Лампа HL – лампа индикации на приборной панели. Катушка реле К2 отключит реле свечи нагрева, подключенную на клемму 5” в том случае, если на контакте 11” появится положительное напряжение. Напряжение обязательно появится при включении генератора и это защита свечей — принудительного отключения свечи нагрева. Диод VD2 нужен для того, чтобы напряжение от катушки реле К2 не долбало стартер. Времязадающие элементы – резистор R1 и конденсатор C2. Для настройки схемы проще менять только конденсатор С2, хотя можно крутить и резистор R1. С увеличением емкости время срабатывания увеличивается. Также времязадающим элементом являются резистор R3 и датчик температуры R4, подключенные между массой и пятой ногой микросхемы. Резистор R3 служит для адаптации датчика. Промежуточные реле нужно использовать с катушками на 12 В, обычные для машины. Схема реле подогрева свечей для наших и зарубежных генераторов представлена ниже. На самом деле реле — дополнительные проблемы на машине — лучше без всяких реле.
где 3” – вход «-» через лампочку индикации 4” – вход «+» через предохранитель 7,5 А 5” – выход реле времени на катушку управления свечой нагрева 7” – выход на датчик температуры 9” – вход «-» от генератора Примерно такая схема получилась. Цена вопроса составила 3 $. Получилась куча деталей, правда с тройным запасом, чтобы несколько раз не катать на рынок. Травить плату на тестовом варианте было лень, да и впоследствии тоже, так что ограничился сборкой на макете.
В роли макета выступила картонка и иголка. Времени было много – электричка везла меня на дачу, поэтому, выверив все места, я проколол отверстия и вставил в них детали. Минусы такого монтажа очевидны – ненадежная подложка: возможные замыкания при перегибании, разрушение при транспортировке, но при этом быстрота и новизна способа монтажа. Возможно, восточные ученые так будут строить в будущем радиооборудование.
Деталей относительно получилось немного. Светодиод я вставил для индикации срабатывания. Светодиод необходимо включать через дополнительное сопротивление. Сопротивление легко найти по формуле Iсв.д. = 20 мА R=(12-1*3)/0,02=450 Ом
На обратной стороне картонки можно нарисовать монтажную схему. Из ножек можно собрать часть дорожек схемы. Главное нигде не ошибиться и не закоротить ножки между собой.
После распайки схемы необходимо подвести все провода. Для теста можно воспользоваться машинным или аккумулятором от шуруповерта, подкинуть датчик и засечь время. Следует учитывать температуру там, где находится датчик. Если время не устраивает, то нужно изменять емкость электролитического конденсатора. Окончательный тест необходимо производить на машине, иначе можно наколоться с временными интервалами включения.
Когда все отлажено, можно перенести схему на стеклотекстолитовую основу. В итоге получилось, что при температуре +20°С реле работает 3 секунды, а при -20°С – 20 секунд. Все проверки времени срабатывания можно производить, если вместо датчика установить переменный резистор на 20 кОм.
Схему можно делать навесным монтажом. В принципе, будет лучше если всю плату залить эпоксидной смолой, чтобы обеспечить водонепроницаемость схемы, а в доступное место установить коммутационные реле.
В итоге схема примерно выполняет все функции родного реле. Непонятно, почему такая разница в стоимости, но скорее всего эту обусловлено большей точностью времени срабатывания, а также большим желанием заработать. Схема работает следующим образом: R1 и C2 — времязадающие — чем больше емкость или сопротивление, тем больше времени требуется для прекращения работы. С1 нужен для автоматического включения таймера при подачи питания. R3 — сопротивление датчика температуры, его, возможно, придется корректировать — запаивать параллельно дополнительные сопротивления. R4 — отграничивает ток через базу транзистора VT1 от микросхемы NE555. VD3 — не пропускает ток на выход микросхемы NE555 3 при поступлении сигнала от стартера через VD2 и R6. VD1 останавливает таймер при подачи сигнала от генератора. HL1 — лампа индикации на панели прибора. K1 — силовое реле включения свечей. Это реле обычно идет отдельно от таймера и устанавливается вместе со всеми реле. Итак, включаем зажигание в машине. Если на улице прохладно, то лампочка включения свечей начинает светиться. Это означает, что таймер начал отсчет и на выходе микросхемы NE555 есть положительный потенциал. Проходит до 20 секунд, лампочка тухнет, реле отключается — значит таймер отработал и на выходе микросхемы нет потенциала. Начинаем стартовать — включается лампочка включения свечей от сигнала со стартера — все правильно, раскаленные свечи облегчают пуск. После запуска лапочка тухнет — таймер заблокирован потенциалом от генератора. Если не дождаться отработки таймера, а сразу пробовать завестись — ничего страшного, при успешном пуске работа таймера прервется по сигналу от генератора, а если не получилось — таймер доотработает процедуру прогрева свечей. Если одного раза не хватило — прогреть свечи можно еще раз.
где 3” – вход «-» через лампочку индикации 4” – вход «+» через предохранитель 7,5 А 5” – выход реле времени на катушку управления свечой нагрева Схема подключения свечей накала дизельного двигателяСхема делалась типа временно, из того что было под рукой, но время эксплуатации показало что ничего другого и не нужно, про замену свечей накала давно забыл. Переделывался только сам блок, также из него удалены клеммы которые не используются. Блок взаимозаменяем с заводским. (никаких изменений в схему электрооборудования автомобиля не вносилось)
Вначале думал делать без реле, (поэтому на схеме стоит мощный транзистор КТ837Ф) но потом подстраховался — для коммутации нагрузки решил поставить реле чтобы было надежнее.
При повороте ключа в замке зажигания в положение «включено» подается +12в на клемму 86 блока. Конденсатор C1 разряжен, напряжение на аноде стабилитрона ниже напряжения стабилизации(6,8в), стабилитрон закрыт и закрыт транзистор VT1. На базу транзистора VT2 через R6 подается отрицательный потенциал и транзистор VT2 открывается. Срабатывает реле и контакты реле коммутируют обмотку реле свечей накала и сигнальную лампу предпускового подогрева с минусом (масса) автомобиля. Реле свечей накала (на схеме не показано) включает свечи накала двигателя. Датчик температуры двигателя при холодном двигателе (20град.С) имеет сопротивление около 1,2ком. при 60град.С сопротивление около 280Ом. Чем выше температура двигателя, тем меньше сопртивление датчика температуры и наоборот, чем холоднее двигатель, тем больше сопротивление датчика. Датчик температуры (на схеме не показан) подсоединен параллельно резистору R3. От сопротивления датчика зависит время заряда конденсатора С1. Конденсатор заряжается по цепи +12в, R4, параллельно R3/датчик температуры, -12в. Постепенно конденсатор заряжается, когда напряжение на отрицательной обкладке достигнет напряжения пробоя стабилитрона VD2 транзистор VT1 откроется, а VT2 закроется. Реле отпустит контакты, свечи накала и сигнальная лампа отключатся. Теперь ключ замка зажигания можно повернуть в положение при котором включается стартер двигателя. При включении стартера через замок зажигания плюс соединяется с клеммой50. Конденсатор С1 начинает разряжаться через замок зажигания, диод VD1, R1. Напряжение на конденсаторе падает, стабилитрон VD2 и транзистор VT1 закрываются а транзистор VT2 открывается. Срабатывает реле, включаются свечи накала и сигнальная лампа. Когда двигатель запустился и ключ замка зажигания переведен обратно в предыдущее положение, клемма 50 обесточивается, конденсатор постепенно заряжается и через небольшую задержку по времени, транзистор VT1 откроется а VT2 закроется, реле отпустит контакты -отключатся свечи накала и сигнальная лампа предпускового подогрева погаснет. Резистор R2 служит для разряда конденсатора C1 при выключении питания, когда двигатель не работает. Резистор R3 поддерживает конденсатор в заряженном состоянии при обрыве цепи датчика температуры и предохраняет свечи накала от ложного включения. Схема подойдет для многих автомобилей, единственное условие- исходя от сопротивления датчика температуры и нужного времени разогрева свечей накала нужно пересчитать номиналы резисторов цепи заряд / разряд конденсатора С1 и емкость С1  Горючее в баке автомобиля должно соответствовать предусмотренному  Присадки для двигателя помогают «оживить» устаревший  Система работающего двигателя достаточно защищена от  Работу двигателя обеспечивают сразу несколько важнейших |
