Stroboskop samochodowy.doc

Stroboskop samochodowy

Regulacja kąta wyprzedzenia zapłonu w silniku benzynowym samochodu ma bardzo duży wpływ na jego parametry, takie jak moc i zużycie paliwa. Regulacja ta jest bardzo prosta, ale wymaga stoso­wania lampy stroboskopowej. W artykule opisano układ stroboskopu wykorzystujący diody świecące hyper jasne. Koszt wykonania stroboskopu jest nie­wielki, stanowi on zaledwie jedną trzecią ceny re­gulacji kąta wyprzedzenia zapłonu w warsztacie.

Na wstępie kilka słów o teorii ustawienia kąta wy­przedzenia zapłonu. Moment zapłonu musi być dobrany w taki sposób, aby ciśnienie w cylindrze osiągnęło ma­ksymalną wartość w chwilę po przejściu przez tłok gór­nego położenia w cyklu sprężania. Z uwagi na ograni­czoną szybkość rozprzestrzeniania się płomienia w ca­łym ładunku mieszanki zapłon musi następować jeszcze w cyklu sprężania tzn. przed osiągnięciem przez tłok górnego położenia.

Kątem wyprzedzenia zapłonu nazywa się kąt, o jaki obróci się wał korbowy pomiędzy zapłonem mieszanki, a górnym położeniem tzw. zwrotem wewnętrznym. Kąt wyprzedzenia ma wpływ na uzyskiwaną moc silnika, zu­życie paliwa, toksyczność spalin i trwałość mechaniczną silnika.

Jeżeli mieszanka zapala się zbyt wcześnie, to wzrost ciśnienia w cylindrze następuje w trakcie suwu sprężania i przeciwdziała ruchowi tłoka. Powoduje to detonacyjne spalanie się mieszanki paliwowej. Wpływa to niekorzy­stnie na układ korbowy silnika powodując jego szybkie zużycie. Stan taki możemy stwierdzić na słuch. Obja­wia się on jako charakterystyczne "dzwonienie", często mylnie nazywane dzwonieniem zaworów.

W przypadku zbyt późnego zapłonu maksimum ci­śnienia w cylindrze jest wyraźnie opóźnione i znacz­nie mniejsze. Wskutek późniejszego spalania się mie­szanki znacznie wzrasta temperatura spalin w momen­cie otwierania się zaworu wydechowego co jest przy­czyną szybszej korozji termicznej zaworów i układu wy­dechowego (szybkie wypalanie się tłumików). Powoduje to także szkodliwe przegrzewanie się silnika, co szcze­gólnie dotyczy silników chłodzonych powietrzem.

Czas spalania się mieszanki paliwowo-powietrznej wynosi kilka milisekund, w związku z czym kąt wyprze­dzenia zapłonu musi też zależeć od prędkości obrotowej silnika. Do zmiany kąta wyprzedzenia w funkcji obrotów wału korbo­wego służy najczęściej odśrodkowy regulator wyprzedzenia umie­szczony w aparacie zapłonowym. Dodatkowo kąt wyprzedzenia zmienia sie w funkcji obcią­żenia silnika i regulo­wany jest w oparciu o zmiany podciśnienia w kanale dolotowym.

Z powyższego opisu widać, że ustawienie kąta wyprzedzenia jest bardzo ważne. W in­strukcji każdego samo­chodu możemy znaleźć zapis o wartości kąta wyprzedzenia.

Opis układu

Stroboskop zbudo­wano w oparciu o po­pularny układ  CMOS 4047.   Pracuje   on   w układzie multiwibratora monostabilnego, wyzwa­lanego impulsami indu­kowanymi w cewce Li. Układ reaguje na zbocze narastające impulsów. Układ różniczkujący C3 i Rl poprawia kształt zbocza impul­sów pochodzących z cewki LI. Diody Dl i D2 zabezpie­czają wejścia układu przed przepięciami pochodzącymi z przebić w układzie zapłonowym. Potencjometr Pl po­zwala na regulację szerokości impulsu wyjściowego.

Z wyjścia układu USl sterowany jest bezpośrednio stopień Darlingtona, tranzystory Tl i T2, w którego obwód kolektorowy włączono diody świecące D4-Ż-D6. Rezystor R5 ogranicza prąd diod, a rezystory R6-^R8 wyrównują rozpływ prądu pomiędzy poszczególne diody świecące.

Montaż i uruchomienie

Układ zmontowano na płytce drukowanej. Diody świecące wraz z rezystorami wyrównawczymi umie­szczono poza płytką. Cewkę Li nawinięto drutem ø 0,1÷0,2 (250÷300 zwojów) na rurce ø 30 mm wyko­nanej z tworzywa lub papieru.

Po zmontowaniu układu cewkę LI nasuwamy na przewód wysokiego napięcia prowadzący do świecy pierwszego cylindra. Po włączeniu zasilania i urucho­mieniu silnika skierowujemy światło diod na koło pa­sowe. Należy uważać aby przewody nie zostały wcią­gnięte przez pasek klinowy. Potencjometrem Pl regu­lujemy szerokość impulsu tak, aby uzyskać ostry znak widoczny na kole pasowym. Diody nie zapewniają do­statecznej jasności, tak więc najlepiej czynności te wy­konywać w garażu lub pod wieczór. Można też zama­lować białą farbą znak na kole pasowym, co ułatwi ob­serwację. Kąt wyprzedzenia regulujemy przez delikatne pokręcanie aparatem zapłonowym, na wartość opisaną w instrukcji obsługi samochodu.

Wykaz elementów

R4                 - 1 kQ/0,125 W

R5                 - 36 n/0,5 W

R6-f R8         - 10 n/0,25 W

Cl                 - 10 /ZF/16 V typ 04/U

C2                 - 47 nF typ KFP

C3                 - 22 nF typ KFP

C4                 - 10 nF typ KFP

C5                 - 100 /lF/16 V typ 04/U

Pl                 - 22 kft typ TVP 1232 "stojący"

LI                 - powietrzna 250---300 zwojów drutem — <j> 0,l-r0,2 na rdzeniu <^30 mm