Цифровой корректор угла опережения зажигания

В настоящее время многие автолюбители проявляют повышенный интерес к устройствам электронного регулирования угла опережения зажигания (УОЗ) или октан-корректорам (ОК), которые позволяют на 5...10% сэкономить топливо, получить максимальную мощность, снизить токсичность выхлопа, а также адаптировать двигатель к топливу различного качества. Существующие схемные решения имеют некоторые недостатки:

• задержка производится на фиксированный период времени, что при разных оборотах вала двигателя соответствует разному углу опережения зажигания ;
• при построении схем задержки без фиксированного угла опережения зажигания значительно возрастает их сложность .

С учетом вышесказанного разработан простой и эффективный октан-корректор, в котором при любых оборотах вала двигателя угол опережения зажигания остается постоянным. Структурная схема октан-корректора показана на рис.1.

Рис.1. Цифровой корректор угла опережения зажигания. Структурная схема.

В основу его работы заложен факт пропорциональности задержки угла опережения зажигания периоду вращения вала. Последовательность импульсов, в которой в некоторых пределах необходимо произвести задержку положительного фронта, формируется прерывателем и поступает на вход схемы. При этом длительность паузы используется как опорная величина, которая фиксируется с помощью генератора опорной частоты G1 и реверсивного счетчика СТ, который при низком уровне на входе (±1) работает на увеличение счета (накапливание информации), а при наличии на том же входе высокого уровня - на уменьшение (считывание накопленной информации). В первом случае работает генератор G1, а во втором - генератор G2 (а G1 блокируется). Частоту G2 можно изменять. При равенстве частот G1 и G2 задержка угла опережения зажигания составляет 90°, поэтому для обеспечения задержки до 30° необходимо, чтобы частота G2 была в три и более раза выше частоты G1. По окончании счета, когда счетчик отдал всю накопленную информацию, на его выходе Р формируется сигнал, который устанавливает на выходе RS-триггера высокий уровень, блокирует работу счетчика и является задержанным выходным сигналом. В исходное состояние схема возвращается при приходе на ее вход низкого уровня, который сбрасывает RS-триггер, и цикл повторяется.

Принципиальная схема октан-корректора и диаграммы ее работы показаны на рис.2 и рис.3, соответственно. На входе схемы установлен фильтр низкой частоты на элементах R3, С3, который совместно с ячейками DD1.1, DD1.4, содержащими на входе триггеры Шмитта, исключает влияние дребезга контактов прерывателя на работу схемы. Генератор G1 собран на DD1.3, DD1.2, R7, С2 и для исключения переполнения счетчиков DD2, DD3 при низких оборотах вала двигателя настроен на частоту 1 кГц. Генератор G2 собран на DD1.1, DD1.2, R4, R5, С1 и с помощью переменного резистора R4 может изменять свою частоту от 3 кГц до 90 кГц, что обеспечивает регулировку угла опережения зажигания от 30°С до 1° соответственно. Счетчики DD2, DD3 включены каскадно, что позволило увеличить их общую емкость до 256 бит.

Рис.2 Цифровой корректор угла опережения зажигания. Принципиальная схема.

Счетчики сначала накапливают информацию о длительности замкнутого состояния контактов прерывателя, а после их размыкания считывают ее. При полном обнулении счетчиков на выводе 7 DD3 появляется кратковременный отрицательный импульс, который через DD4.3 переключает RS-тригер, собранный на DD4.2, DD4.4. На инверсном выходе триггера формируется сигнал блокировки счетчика DD2 и через DD4.1, R6, VT -выходной задержанный сигнал.

Рис.3. Цифровой корректор угла опережения зажигания. Диаграммы работы.

Микросхему К561ТЛ1 можно заменить на К561ЛА7, но при этом после фильтра НЧ необходимо установить триггер Шмитта, собранный по любой известной схеме. Стабилитрон VD1 - любой на напряжение 5...9 В. Транзистор КТ972 можно заменить парой КТ3102, КТ815 (КТ817). Конденсаторы Cl, C2 необходимо выбрать однотипными или с одинаковым, как можно ближе к нулевому значению ТКЕ. То же касается и резисторов R5, R7. Параллельно каждой микросхеме по шинам питания желательно установить керамический конденсатор емкостью 0,1 мкФ, а параллельно VD1 -танталовый электролитический конденсатор.

Для настройки генераторов необходимо установить щуп частотомера на вывод 4 микросхемы DD1. После этого на вход схемы следует подать низкий логический уровень и подобрать резистор R7 так, чтобы частота генератора составила 1 кГц. После этого - установить ползунок резистора R4 в нижнее по схеме положение, подать на вход высокий логический уровень и подобрать резистор R5 так, чтобы показания частотомера равнялись 90 кГц, что соответствует задержке УОЗ в 1°.

В верхнем положении ползунка R4 частота генератора должна быть около 3 кГц, что соответствует задержке УОЗ в 30°. При желании эту величину можно изменять в большую или меньшую сторону, изменяя номинал R4. После этого остается отградуировать шкалу резистора R4, который устанавливается на панели управления. Провода к нему желательно экранировать.

В.ПЕТИК, В.ЧЕМЕРИС, Украина