Для правильной работы автомобильного двигателя важна точная регулировка угла опережения зажигания. Даже небольшое отклонение приведет к потере мощности и перерасходу топлива. Выставить правильную настройку проще всего с помощью устройства, называемого стробоскопом.
Общий принцип работы стробоскопа для регулировки зажигания
Для достижения оптимального режима работы двигателя внутреннего сгорания, топливо должно воспламеняться строго в определенный момент – за несколько градусов до достижения поршнем в цилиндре верхней мертвой точки (ВМТ). В этот момент на свечу подается высокое напряжение. Точка воспламенения измеряется не в единицах времени (оно зависит от оборотов вала), а в градусах – в каком положении находится вал относительно ВМТ.
В автомобилях с электронной системой управления двигателем этот угол выбирается автоматически, а в карбюраторных ДВС его надо регулировать вручную. Большую помощь в этом окажет стробоскоп.
Принцип действия подобного прибора основан на стробоскопическом эффекте. Если вращающуюся деталь освещать вспышками света так, чтобы частота вспышек была равно частоте вращения вала (или была кратна ему), то деталь будет застигаться световым импульсом в одном и том же положении. Благодаря инерции человеческого зрения, ротор или вал в этом случае будет казаться неподвижным.
Для проверки правильности момента воспламенения топливной смеси в картере сцепления имеется специальный лючок. В него видно маховик с нанесенной на нем меткой ВМТ одного из цилиндров. Рядом имеется шкала, проградуированная в градусах. Если синхронизировать вспышки света с моментом подачи импульса высокого напряжения на свечу, можно увидеть положение вала в момент воспламенения относительно ВМТ. Дальше останется только при необходимости подкорректировать угол опережения.
Варианты схем
Стробоскоп можно приобрести в магазине. Но в личном гараже он применяется нечасто, а стоит он недешево. Поэтому есть смысл собрать его своими руками. Это не так сложно, хотя и потребует определенной квалификации.
В качестве источника света для стробоскопа лучше использовать светодиоды. И дело тут не столько в их экономичности, сколько в низкой инерционности. Они могут давать резкие вспышки даже с большой частотой. Чем короче вспышка и быстрее нарастают ее фронт и спад, тем более четко видно метку. Инерционность в данном случае приведет к размытию метки и уменьшению точности регулировки.
В качестве датчика для определения момента подачи высоковольтного импульса обычно используют отрезок гибкого медного провода длиной 10..15 см. Его можно намотать на время измерений поверх изоляции высоковольтного провода, идущего к свече первого цилиндра. Получится катушка индуктивности, в которой при прохождении импульса зажигания будет наводиться ЭДС. Эту ЭДС можно использовать для синхронизации стробоскопа.
Схема стробоскопа с применением электромагнитного реле
Популярностью пользуется несложная схема стробоскопического устройства, которую можно найти в интернете. При подаче питания 12 вольт, конденсатор С1 быстро заряжается через резистор R3. Напряжение с него через параллельную цепочку светодиодов и резистор R4 подается на базу транзистора V1, и он открывается.
В этот момент светодиоды не горят, так как ток через них ограничен достаточно большим сопротивлением R4.
После открытия транзистора срабатывает реле Р1, его контакты собирают цепь зажигания светодиодов. При поступлении открывающего импульса от датчика через разъем Х1, тиристор открывается, и конденсатор С1, разряжаясь, создает мощный импульс тока через светодиоды, формируя короткую вспышку. Когда конденсатор разрядится:
- напряжение на базе транзистора упадет;
- он закроется;
- контакты реле разомкнутся;
- конденсатор снова начнет заряжаться.
Цикл начнется сначала до прихода очередного импульса с датчика.
Недостаток данной схемы – в наличии электромагнитного реле. Оно снижает надежность работы, а главное – требует относительно много времени на срабатывание. Вспышка происходит с задержкой, что снижает точность измерения.
Стробоскопическое устройство с транзисторным ключом
Стробоскоп для установки угла зажигания можно выполнить на цифровой микросхеме К561ТМ2. На первом триггере микросхемы собран формирователь импульса заданной длины (одновибратор). Он запускается при поступлении на вход импульса от датчика зажигания и формирует импульс, длительность которого определяется номиналами R3 и С3. Выходной импульс запускает второй одновибратор, который генерирует короткий импульс. Его длину задают С4 и R4. Этот импульс снимается с вывода 13 микросхемы и используется для открывания ключа на транзисторах VT1..VT3. Нагрузкой ключа служит последовательно-параллельная матрица из светодиодов. Ток в каждой ветви ограничивают резисторы R6..R8. Транзистор VT3 должен быть рассчитан на полный ток нагрузки. Диод VD1 защищает схему от неверной полярности подключения.
Наладка схемы сводится к регулировке подстроечного резистора R4. С его помощью подбирается длительность вспышки так, чтобы метка ВМТ воспринималась зрением наиболее отчетливо.
По похожему принципу построена и другая схема самодельного стробоскопа. Он выполнен на распространенной микросхеме 555 (отечественный аналог – КР1006ВИ1).
Стробоскопический прибор на импульсной лампе
Промышленные стробоскопические аппараты часто выполняют на базе импульсных ламп. Такое техническое решение имеет свои недостатки по сравнению с LED, но нельзя не отметить, что подобные устройства дают более мощную вспышку, которую хорошо видно даже при солнечном свете.
Схема самодельного стробоскопа для выставления угла зажигания на лампе ИСШ-15 приведена на рисунке. Светоизлучатель для своей работы требует напряжения около 300 вольт. Источник такого напряжения собран на микросхеме TL494 (широко распространенная и дешевая микросхема для импульсных блоков питания, в том числе для ПК). Частоту следования импульсов задают С1 и R1, а снимаются импульсы с выводов 9 и 10 микросхемы. дальше импульсы усиливаются ключами VT1, VT2 и подаются на первичную обмотку импульсного трансформатора T1. Его можно намотать на Ш-образном ферритовом сердечнике от того же блока питания ПК. Первичная обмотка содержит 2х12 витков провода диаметром 0,3..0,5 мм. Вторичная содержит 640..650 витков провода 0,15..0,25 мм. Вторичное напряжение выпрямляется мостом VD3..VD6 и сглаживается конденсатором С5.
Датчиком импульсов зажигания служит катушка индуктивности, намотанная на ферритовом кольце проницаемостью 1000..3000. Она содержит 35 витков провода 0,8 мм. Диаметр кольца выбирается так, чтобы его можно было надеть на провод зажигания, идущий к свече.
Специальность: Проектирование и монтаж изделий электротехники.
Принятые импульсы усиливаются каскадом на VT3 и используются для управления тиристором VD8. При открытии тиристора конденсатор С6 разряжается и обеспечивает мощный импульс тока через первичную обмотку трансформатора T2. Он выполнен на ферритовом кольце проницаемостью 1000..3000 диаметром 15..20 мм. Первичная обмотка содержит 4 витка провода 0,3 мм, а вторичная – 500 витков провода толщиной 0,1 мм. Лучше использовать провод в шелковой изоляции. Импульсы с вторичной обмотки трансформатора С2 вызывают вспышки лампы синхронно с импульсами зажигания.
Рекомендации по самостоятельному изготовлению
Лучше всего собирать электронную схему на печатной плате. Ее можно сделать из фольгированного стеклотекстолита известными способами. Такой монтаж надежен, прочен, плату можно покрыть со стороны деталей лаком. Тогда на работоспособность схемы не повлияет влажность, сопутствующая работам в гараже или на открытом воздухе.
Корпус можно подобрать готовый (от карманного фонаря и т.п.), а можно сделать самостоятельно под размер. Провода питания надо вывести через стенку корпуса и оснастить разъемами типа «крокодил» для подключения к автомобильному аккумулятору.
Отрезок провода, выполняющий роль датчика, припаивается к жиле экранированного провода длиной до 50 см, который подключается к соответствующей точке схемы. Оплетка провода припаивается к общему проводнику.
Для наглядности смотрите видео.
Альтернатива с Алиэкспресс
Если нет возможности или желания делать стробоскоп самостоятельно, можно купить недорогой прибор на Aliexpress. Он обойдется (в зависимости от комплектующих и качества) от 900 до 3000 рублей. Многие стробоскопы оснащены цифровым индикатором, на котором можно считать измеренный угол опережения зажигания, но надо понимать, что эта функция является расчетной, и на практике принесет мало пользы. Зато промышленные стробоскопы комплектуются датчиком импульса зажигания с удобным креплением.
Стробоскопический прибор можно купить, а можно сделать самостоятельно, сэкономив определенную сумму, но потратив некоторое время. зато выставление оптимального угла опережения превратится в несложную и не отнимающую время операцию.
