|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Стенд для випробування блоків електронного запалення бензопили. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Будинок, присадибне господарство, хобі Пропонований пристрій дозволяє на робочому столі виявити всі несправності та випробувати блок електронного запалювання у всіх режимах роботи на всьому діапазоні робочих температур з можливістю безперервного та тривалого контролю параметрів пристрою вимірювальними приладами. Нині населення мають різні механізми з карбюраторними двигунами, у яких встановлено блоки електронного запалювання. І хоча теоретично ці пристрої мають бути високонадійними, оскільки не містять механічних контактів, на практиці вони часто відмовляють. Ремонт таких блоків скрутний з кількох причин:
Хочу поділитися власним досвідом з ремонту та перевірки блоків електронного запалювання типу ЕМ1, МБ1 (кілька варіантів), МБ2, МБ22. Такі блоки найчастіше використовують на бензопилах та човнових моторах малої потужності. Незважаючи на деякі відмінності в конструкції, всі вони працюють за одним принципом - це схема тиристорного запалення з накопичувальним конденсатором. Розглянемо принцип роботи цих устройств.
На рис.1 зображено котушка живлення L1, в якій при русі полюсів магнітів маховика двигуна повз її сердечника наводиться змінна напруга. Воно випрямляється діодним мостом VD1-VD4. Через обмотку I високовольтного трансформатора TV1 заряджається накопичувальний конденсатор С1. Котушка L2 (котушка управління) також знаходиться в магнітному полі маховика двигуна, що змінюється. Коли поршень наближається до верхньої "мертвої точки", на її незаземленому виведенні з'являється напруга позитивної полярності, яка через резистор R1 і діод VD5 надходить на керуючий електрод тиристора VS1. Тиристор відкривається, конденсатор С1 швидко розряджається через обмотку I трансформатора TV1, в обмотці II збуджується імпульс високої напруги. До виходу цієї обмотки підключено свічку запалювання, де й утворюється "іскра". Після розряду конденсатора С1 до деякої величини закривається тиристор. Починається новий цикл заряду та всі процеси повторюються. Параметри елементів схеми наведено у табл. 1.
Конструктивно блоки ЕМ1 та МБ1 виглядають, як показано на рис.2. У них сердечники котушок живлення та управління рознесені у просторі. Високовольтний трансформатор кріплять тими ж гвинтами, що і котушку управління, але вона не має зовнішнього сердечника, тому вплив зовнішніх магнітних полів схильна слабо.
Весь пристрій знаходиться у магнітному полі постійних магнітів, закріплених у маховику двигуна. Однак полюси магнітів зорієнтовані і розташовані таким чином, що за один повний оберт колінчастого валу в котушці живлення наводиться чотири періоди змінної імпульсної напруги, а в котушці управління - один. На рис.3 наведені осцилограми напруги, отримані на стенді, мова про який піде нижче. Ці епюри близькі до реальних. При вимірах для виключення спотворень форми досліджуваних сигналів застосовували дільник напруги 1:10 та використовували відкритий вхід осцилографа. Оскільки ця напруга є визначальною для якісної роботи блоку, проаналізуємо їх докладніше.
Для схеми на рис.1 котушка живлення підключена до навантаження через діодний міст VD1-VD4 тому форма напруги на ній симетрична. Деякі спотворення одного напівперіоду виникають через несиметричність зміни магнітного поля, що формується стендом, але це не має принципового значення (рис.3, а). З кожним періодом конденсатор С1 ступінчасто заряджається до напруги, приблизно рівної напруги на котушці живлення (рис.3, г). Після чотирьох циклів заряду на котушці управління з'являється позитивний імпульс (рис.3, б). Про негативний сплеск цього імпульсу поговоримо пізніше. Керуючий імпульс (рис.3,в) через обмежувальний резистор R1 та захисний діод VD5 відкриває тиристор. Конденсатор розряджається через обмотку високовольтного I трансформатора до одиниць вольт і далі процес повторюється. Здавалося б тепер, коли ми знаємо, як працює блок електронного запалювання, немає нічого простішого його перевірити. Однак у переважній більшості випадків Вам це зробити не вдасться. Причому найчастіше буває так, якщо зарядити конденсатор С1 від зовнішнього джерела постійної напруги і відкрити тиристор, то іскру можна отримати, а на двигуні блок не працює. Чи доводилося Вам "зустрічати" бензопилу, яка добре запускається "на гарячу"? Це велика рідкість. А ще двигун працює із перебоями. Настає нескінченна заміна свічок, чищення карбюратора, а результат нульовий. Перш ніж перейти до розмови про випробувальний стенд, який допоможе виявити практично будь-яке пошкодження, повернемося до принципової схеми блоків ЕМ та МБ. Резистор R1 на рис.1 (варіант I) підбирають у процесі налаштування в межах 180...1200 Ом. У даному випадку йдеться про розкид параметрів тиристорів, намагніченість постійних магнітів ротора, зазор між ними і сердечником котушки управління, а також параметри самої котушки. Основне призначення цього резистора – обмеження струму керуючого електрода тиристора VS1. У наступній модифікації МБ1 (варіант II), схема якої наведена на рис.4, котушка управління має короткозамкнену обмотку II, яка зменшує ймовірність виникнення високовольтних високочастотних викидів в обмотці I. При цьому відпала необхідність підбору обмежувального резистора R1.
Зауважте, що в обох варіантах конденсатор С1 заряджається від котушки живлення через діодний міст. Тому полярність підключення її висновків не має значення. У варіанті III (рис.5) керуючий електрод тиристора зашунтований стабілітроном VD2, який обмежує напругу керування тиристором. Тому воно мало залежить від кількості обертів двигуна.
Від обмотки котушки керування виведений провід на кнопку "Стоп", яка при натисканні закорочує ланцюг керування тиристором на корпус. Однак намагайтеся ніколи не користуватися цією кнопкою, окрім аварійних ситуацій, інакше можна вивести з ладу блок електронного запалення. У всіх перелічених варіантах діод VD1 захищає керуючий електрод тиристора від зворотного керуючого напруги. Спільним для цих схем є і те, що цей керуючий електрод практично "висить у повітрі". Таке рішення аж ніяк не сприяє стабільності роботи блоків, і лише завдяки тому, що на тиристорі розсіюється порівняно невелика потужність, він у такому режимі ще якось працює. Відмінною особливістю варіанта III від варіантів I та II є те, що конденсатор С1 заряджається від котушки живлення через однопівперіодний випрямляч VD3. Здавалося б, потужність генератора використовується тільки наполовину, але іскра в таких блоках інтенсивніша і стабільніша. Однак переполюсовування висновків котушки живлення змінює момент заряду конденсатора С1 у часі. Це призводить до погіршення роботи блоку або повної його зупинки. Ця котушка має інші параметри порівняно з котушками у варіантах І та ІІ. Тому їхня взаємна заміна не рівнозначна. Подальше удосконалення пристроїв електронного запалювання призвели до схеми рис.6, названої блоком ЕМ1.
Конструктивно від попередніх блоків він нічим не відрізняється, але в ньому керуючий електрод тиристора зашунтований резистором R2, що поставило його роботу в стандартний режим. Діод VD2 не впливає на позитивний сплеск напруги, що управляє, але шунтує негативний. При цьому котушка управління постійно навантажена, що унеможливлює її високовольтний пробій, чого не можна сказати про котушки живлення в блоках ЕМ і МБ у варіанті III. Тепер давайте поговоримо про несправності, що виникають у процесі експлуатації блоків. Їх умовно можна поділити на дві групи: 1) не працює взагалі; 2) працює з перебоями. Виявити пошкодження при несправності 1-ї групи, як правило, простіше. Звісно, блок потрібно зняти з двигуна. При уважному зовнішньому огляді можна виявити механічні пошкодження: пошкодження котушок ротором або попереднім "фахівцем", погані пайки висновків, а також грубі спроби доступу до друкованої плати. Можна спробувати продзвонити тестером обмотки котушок на урвище. При цьому слід мати на увазі, що їхній опір має великий розкид, і може йтися лише про виявлення обриву. Орієнтовно це такі величини: котушки живлення 0,8...2,0 кОм; котушки управління 50...100 Ом; високовольтний трансформатор: обмотка І 0,8 Ом, обмотка ІІ 2...3 кОм. Найпростіше відремонтувати котушку управління. Її конструкція та напрямок намотування обмоток показано на рис. 7.
Моточні дані наведено у табл.1. Не намагайтеся розмотувати котушку. Обрив зазвичай буває на початку обмотки. Її краще розрубати ножем та молотком. Високі виступи 4 втулок кріплення дозволяють однозначно визначити напрямок намотування котушки управління і місце кріплення її виведення. Зміна напряму намотування сильно змінить кут випередження згасання. В яку сторону намотана шунтуюча обмотка - значення не має. Котушка управління намотана виток до витка з міжшаровою ізоляцією. Однак для кріплення осердя котушки в намотувальному верстаті необхідно виготовити пристрій, конструкція якого показана на рис. 8. Воно складається з фігурної бобишки 2, яка на різьбленні кріпиться до осі намотувального верстата 5 і двох гетинаксових пластин 1, за допомогою яких за допомогою гвинтів 3 і 4 магнітопровід кріпиться до бобишки (якщо Ви ніколи не займалися перемотуванням моточних виробів, зверніться за допомогою до більш досвідченому товаришу). Це ж пристосування застосовують і для перемотування котушки живлення та високовольтного трансформатора.
Котушка живлення найпростіша в конструктивному виконанні і намотана внавал на пластмасовому каркасі. Бувають два різновиди таких котушок: з бандажом склострічкою (з наступним просоченням лаком) та опресовані поліетиленом. При розбиранні цих котушок можна за бажання частково зберегти її обмотку, але це недоцільно. Їх також краще розрубати вказаним вище способом, не руйнуючи каркас. Враховуючи некритичність цієї обмотки, її можна намотати відповідним проводом без підрахунку витків, орієнтуючись на заповнення каркаса. Але при цьому обмотка має бути щільною, а висновки закріплені жорстко, щоб унеможливити тертя при вібрації двигуна. Найскладнішим у ремонті є високовольтний трансформатор, або як його часто називають "бобіна". Для його ремонту просто необхідні досвід роботи з тонкими проводами та пристойне терпіння. Конструкція трансформатора наведена на рис. 9.
Для його розбирання поліетиленовий бандаж необхідно розрубати з трьох сторін лініями, показаними на рис.9, а, б, ст. Кришка, що утворилася, відкривається, як показано на рис.9, в. Сам трансформатор виймають за магнітопровід. Але спочатку потрібно вийняти висновок первинної обмотки, а потім гвинтовий висновок високої напруги. Оскільки напрямок його обмоток особливого значення немає, їх також простіше розрубати. Не намагаючись зберегти первинну обмотку. Строго кажучи, якщо обмотки трансформатора включити злагоджено, то напруга на високовольтному дроті буде вищою, хоча й не настільки, щоб це можна було помітити. Якщо намотування первинної обмотки ніяких труднощів не становить, то з вторинної справи набагато складніше. Ще раз погляньте на табл.1, і якщо у Вас немає підходящої ізоляції або дроту зазначеного діаметру (можна дещо тонше), то подальша робота безглузда з наступних причин: при діаметрі дроту або товщині ізоляції, більше зазначених обмоток не вміщується в бандаж, який захищає її від механічних та електричних пошкоджень. Якщо застосувати ізоляцію з просоченого маслом трансформаторного паперу вона довго не пропрацює, а фторопластова плівка не дозволить укласти провід виток до витка, що в кінцевому рахунку призведе до міжвиткових пробоїв. Але якщо під руками все є, то після розбирання котушки бажано зберегти арматуру проклеєну котушки разом із закріпленим на ній високовольтним висновком. Як показано на рис.9, е. У міру намотування вторинної обмотки залишайте всі великі поля по краях (рис.9,д), щоб уникнути електричного пробою між верхніми та нижніми шарами. Кількість витків не вимагає строгого підрахунку, але зовнішній діаметр обмотки необхідно дотриматися, інакше обмотка або не поміститься в бандажі, або бовтатиметься під час роботи двигуна і неминуче вийде з ладу. Після встановлення арматури високовольтного дроту потрібно перев'язати тонкими міцними нитками. Котушку можна перевірити на стенді без бандажу. Якщо блок буде встановлений на двигун - обов'язково здійсніть повне складання трансформатора в зворотному порядку, вставивши на своє місце низьковольтний висновок. Шви акуратно заплавте гарячим паяльником, не допускаючи попадання припою. Принципова схема стенду наведено на рис.10. Він складається з генератора імпульсів, зібраного на VT1, DD1.1, DD1.2 з регульованою частотою проходження імпульсів від 0 до декількох сотень герц, що встановлюється змінним резистором R3. Зміна частоти дорівнює зміні числа обертів двигуна.
Імпульси через інвертор DD1.3 подаються базу транзистора VT2, навантаженням якого служить імпульсний трансформатор Т1. Відкриваючись, тиристор VD5 розряджає конденсатор С5 через обмотки збудження котушки живлення L1 та L2, перемикач полярності збудження змінює напрямок магнітного потоку. Індикаторна лампочка HL1 служить для контролю наявності імпульсів збудження та частоти їхнього прямування. На тригерах DD2 зібраний дільник частоти на 4 - у котушках збудження L3 та L4 обмотки управління імпульси струму формуються після кожного четвертого імпульсу в котушках L1, L2. Відмінністю цього каналу збудження є лише наявність ланцюга живлення індикаторної лампи HL2, яка через трансформатор Т3, що підвищує, включена в ланцюг живлення котушок. У блоці живлення потрібно встановити резистори R11, R12 та R13 необхідних номіналів. Якщо застосовувати трансформатор з іншими вихідними напругами, то номінали цих резисторів необхідно відповідним чином змінити. Тумблером SA2 включається підігрівач, який з одного боку дозволяє підвищити робочу температуру блоку, а з іншого - підігріває компаунд до розм'якшення, не деформуючи поліетиленове опресування котушок блоку. Для цієї мети використано частину спіралі від електропраски з порцеляновими ізоляторами. Силовий трансформатор повинен забезпечувати потужність навантаження не менше 60 Вт. У описуваній конструкції використаний готовий, тому на схемі наведено лише напруги на вторинних обмотках. Імпульсні трансформатори Т1 та Т2 намотані на феритових кільцях К18Ч8Ч5 марки 2000HM. Всі обмотки однакові та містять по 40 витків ізольованого дроту D0,2 мм.
Котушки L1 і L2 містять по 180 витків дроту D0,3 мм, а L3, L4 - по 55 витків дроту D0,6 мм. Всі вони намотані на сердечниках, зроблених з розрізаних надвоє по висоті черевиків обмотки збудження несправного генератора мотоцикла "Ява - 350/360.00" (рис.11, б). Однак краще було б виготовити його з трансформаторної сталі, використавши для цієї мети елементи конструкції якого-небудь відповідного діаметру електродвигуна. Черевики закріплені на сталевих зігнутих магнітних шунтах (рис.11, а), які у свою чергу за допомогою шарнірів (рис.11, в), виготовлених з немагнітного матеріалу, рухомо встановлені на станині (рис.12).
Станина і двох дисків (рис.13), стягнутих між собою втулкою. Між дисками на азбестовій прокладці прокладено спіраль підігріву. Для теплоізоляції цю конструкцію на піддоні стенду закріплено за допомогою трьох стійок.
Втулка та штифти служать для фіксації випробуваного блоку на стенді. Інші конструктивні елементи гранично прості та не вимагають пояснень. На рис. 12 для простоти не показаний вузол збудження котушки управління, який конструктивно повторює вузол котушки живлення. Обидва вони відкидаються на шарнірах, утримуючись у стані пружинами, що забезпечує їх щільне прилягання до сердечників блоку запалювання. Як іскровий розрядник використаний готовий грозозахисний розрядник, що регулюється, широко використовувався в устаткуванні зв'язку. Кінці розрядних гвинтів краще загострити. При цьому довжина іскри хоч і не відповідатиме довжині іскри у свічці запалювання, але дозволить точніше встановити режим розряду. Якщо розрядні поверхні закруглити (як у свічки запалювання), то розрядний проміжок істотно зменшиться і його важче буде регулювати. Деталі стенду не вимагають високої точності і тому можуть бути виготовлені кустарним способом у домашніх умовах. Зразкові габаритні розміри стенду: ширина 250 мм, висота 140 мм, довжина 135 мм. Усі органи керування та індикаторні лампи встановлені на лицьовій панелі піддону (на малюнку не показано). Порядок роботи із стендом. Відверніть поворотні вузли збудження та встановіть блок запалення на станину. При цьому він зафіксується втулкою та штифтами у положенні, коли високовольтна котушка спрямована у бік розрядника. Відпустіть вузли збудження. Вони повинні притиснутись пружинами до блоку запалювання. Вставте високовольтний провід розрядника у високовольтний трансформатор (другий висновок розрядника, природно, заземлений). Встановіть зазор розрядника 1,5-2 мм, регулятор частоти – на мінімум і увімкніть живлення. Повертайте регулятор до отримання частоти, що вас цікавить. Іскра в зазорі має бути стабільною, без перерв у всьому діапазоні частот. У деяких випадках на найвищій частоті може не встигнути закритися тиристор, тоді зменшіть частоту та клацніть тумблером живлення. Зменшіть та збільшіть зазор розрядника. При великому зазорі іскра не повинна пропадати (до 5...6 мм). Відхиліть вузол збудження котушки живлення. Іскра стане слабшою і, нарешті, зникне - зменшиться напруга живлення блоку. За максимально можливим кутом відхилення, при якому зберігається ще іскра, можна судити про якість блоку. Встановіть середню частоту, і якщо необхідно випробувати блок на електричну міцність, потихеньку відхиліть вузол збудження котушки управління. Іскра стає уривчастою, але потужною. Але у такому режимі блок довго працювати не повинен (і не може). Якщо після такого випробування він відмовив, то на двигуні він, напевно, не зміг би працювати нормально. Увімкніть живлення підігрівача та встановіть середню частоту. При нормальній роботі блоку та зазорі 3 мм характер іскроутворення у нагрітому стані практично не змінюється. Тепер підключіть до МБ осцилограф. Безкорпусні діоди зручніше замінити на КД102Б або КД103Б (теж з синьою точкою, але в останнього колір корпусу обов'язково чорний). Зворотна напруга у КД103Б лише 50 В, але краще встановити діод 2Д102Б з помаранчевою точкою. Зазвичай заміна одного елемента суттєвих покращень у роботі блоку не дає. Краще діоди мосту замінити все одразу. І якщо все ж таки витік залишився (осцилограф показує пунктирний графік (див. рис.3.г в РЕ7/2001), перш ніж прийматися за тиристор, спробуйте замінити конденсатор на справно. При цьому слід мати на увазі, що іскра залежатиме від нього ємності наступним чином: при її зменшенні конденсатор встигає зарядитися до великої напруги, і тому у вторинній обмотці трансформатора формується імпульс меншої потужності, але більшої напруги. після цього все ж таки "пила" залишилася, а іскра слабка і з перебоями, то доведеться замінити тиристор - на проводах винести тиристор типу КУ202М, Н і закріпити його де-небудь у відповідному місці. якщо взяти його від мопеда або мотоцикла. Можна взяти кристал від хорошого справного тиристора і встановити його замість такого, що відмовив наступним чином: спочатку потрібно розібрати тиристор КУ202М або Н (перед розбиранням обов'язково добре його продзвоніть, у тому числі і в нагрітому стані). Для цього бокорізами чи надфілем акуратно обріжте висновки тиристора, щоб звільнити джгутики виводів кристала. При цьому важливо не заклепати трубчасті висновки анода та електрода, що управляє. Ножівкою по металу біля самого корпусу обріжте різьбове виведення катода. Затиснувши тиристор у лещата, не допускаючи його деформації, якомога ближче до корпусу по колу обріжте зварний шов кришки тиристора, повернувши її після цього пасатижами. Кришка відштовхнеться. Акуратно зніміть її верх, відкриється доступ до кристала. Якщо він виявиться квадратним, ваша праця пішла нанівець, кристал відокремити від корпусу неможливо (хоча тиристор, як і раніше, можна використовувати). Але якщо він круглий, прогрійте корпус тиристора потужним добре прогрітим паяльником, захопивши всі висновки товстим пінцетом або довгогубцями якомога ближче до кристала. Для прискорення процесу демонтажу кристала наберіть на паяльник більше припою для збільшення площі теплопередачі. Якщо кристал покритий герметизуючим компаундом, обережно видаліть його. При встановленні демонтованого кристала на тепловідведення друкованої плати управління спочатку добре прогрійте місце встановлення, а потім додайте до нього новий кристал і подбайте про швидке охолодження конструкції, не допускаючи попадання олов'яно-свинцевого припою на місце паяння. Цю операцію необхідно робити якнайшвидше. Застосовуйте для паяння низькотемпературні припої, тому вираз "добре прогріти" слід розуміти у сенсі розплавлення залишків цього припою на тепловідводі. Висновки тиристора не переплутаються: анодний довший і товщий. І на закінчення кілька слів про характерні несправності блоків ЕМ та МБ. Найчастіше виходять з ладу високовольтні трансформатори. Тоді запалення або працює зовсім, або дає дуже слабку іскру при всіх нормальних осцилограмах. Як правило, при нагріванні в діодах і тиристорі витоку з'являються практично у всіх блоках, але більшою чи меншою мірою, тому, замінивши діоди, не поспішайте міняти і тиристор. Якщо решта елементів у нормі, то з таким тиристором блок може працювати задовільно.
Трапляється, що після прогріву блок різко припиняє працювати, а після остигання відновлюється, причому також різко. Таке явище спостерігається у разі порушення паяння виведення керуючого електрода тиристора. При нормальній роботі імпульс напруги управління 3 (рис.14, а), а при обриві - до 50 (рис.14, б). На рис.15 показана форма напруги на котушці живлення однонапівперіодного випрямляча. Позитивний імпульс характеризує процес заряду конденсатора, а негативний - закритий стан діода, що випрямляє. Автор: В. М. Палей
Пастка для комах
01.05.2024 Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі
01.05.2024 Застигання сипких речовин
30.04.2024
▪ Біометрична банківська картка Mastercard ▪ Ефективні керамічні світлодіоди XLamp XH від Cree
▪ розділ сайту Параметри радіодеталей. Добірка статей ▪ стаття Фалес Мілетський. Знамениті афоризми ▪ стаття Мартишкіна ланцюжок. Поради туристу ▪ стаття Тракт АМ автомагнітоли Road Star. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Коментарі до статті: Анатолій Після багатогодинного блукання пошукачами ця стаття - бальзам на душу! Дякую, дорогий Палей В.М. [up]
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page