Любой автолюбитель рано или поздно ремонтирует свой автомобиль, но как продлить жизнь двигателя автомобиля от ремонта до ремонта волнует каждого. Автор разработал данный прибор, который предназначен для применения в условиях гаража при ремонте двигателя автомобиля.

В дальнейшем процессе эксплуатации автомобиля происходит постепенное увеличение люфтов в механизме привода прерывателя - распределителя, износ его кулачка и накладки подвижного контакта, электроэрозия контактов и пр. И лишь при появлении сбоев в работе двигателя обычно вспоминают об угле ЗСК.

Известно, что ухудшение характеристик двигателя становится заметным при “уходе” угла ЗСК за пределы ± 5...7 % от его оптимального значения. Этот факт позволяет оснастить автомобиль простым индикатором, своевременно информирующим водителя о приближении момента, когда угол ЗСК выйдет за установленные пределы.

Рис.1.

Схема индикатора изображена на рис.1. Прибор позволяет контролировать угол ЗСК в пределах от 30 до 60 град., что вполне достаточно для большинства отечественных легковых автомобилей.

Конкретные пределы угла устанавливают в процессе налаживания. При указанных на схеме номиналах деталей угол соответствует значению 55 ± 3 град, (для автомобилей семейства ВАЗ).

На элементах DD1.1 — DD1.3 собран формирователь прямоугольных импульсов, а на резисторах R3—R5 и элементах DD2.1—DD2.5 — двуканальное пороговое устройство.

При каждом размыкании контактов прерывателя плюсовые перепады напряжения поступают на вход элемента DD1.1, включенного инвертором. Длительность замкнутого состояния контактов прерывателя равна длительности импульса высокого уровня на выходе этого элемента.

Пройдя через буферные элементы DD1.2 и DD1.3, прямоугольные импульсы поступают на делитель напряжения R3—R5, в состав которого введен интегрирующий конденсатор С5. Поскольку элементы микросхемы DD1 питаются стабильным напряжением (9 В), амплитуда импульсов постоянна в любом режиме работы двигателя.

На конденсаторе С5 сформируется постоянное напряжение, пропорциональное скважности импульсов с прерывателя, т. е. пропорциональное углу ЗСК. Выбором номиналов резисторов R4, R5 устанавливают уровни напряжения, соответствующие контролируемым пределам угла.

Канал порогового устройства, контролирующий нижний предел, собран на инверторах DD2.1—DD2.3, а верхнего — DD2.4, DD2.5. Выходы обоих каналов нагружены общим двуцветным светодиодом HL1. Для расширения интервала контролируемого напряжения в меньшую сторону предусмотрено питание микросхемы DD2 от пятивольтного стабилизатора DA2.

Резисторы R3—R5 подбирают такими, чтобы в случае, когда напряжение на конденсаторе С5 соответствует оптимальному значению угла ЗСК, на входе инвертора DD2.1 был высокий уровень, а на входе инвертора DD2.4 — низкий. На выходах каналов будет низкий уровень — светодиод выключен.

При уменьшении напряжения высокий уровень на входе инвертора DD2.1 сменится низким, а на входе инвертора DD2.4 останется прежним. Поэтому на выходе инвертора DD2.3 будет уровень 1, а на выходе останется нулевым — индикатор HL1 будет светить зеленым цветом.

Нетрудно видеть, что результатом увеличения напряжения сверх номинального будет красное свечение индикатора. Соответствие уровней напряжения входным и выходным кодам каналов и цвету, свечения индикаторов отражено в таблице 1.

Таблица 1.

Напряжение на С5,В	Угол ЗСК, град.	Код на входе каналов	Код на выходе каналов	Цвет свечения HL1
Номинальное	52... 58	10	00	-
Больше	>58	11	01	Красный
Меньше	<52	00	10	Зеленый

Расчет

Рассмотрим порядок расчета номиналов резисторов R3—R5. Максимальный угол ЗСК (теоретическое значение, так как при этом контакты постоянно замкнуты, искрообразование отсутствует) для четырехцилиндрового двигателя равен 360 град. : 4 = 90 град. Такой угол соответствовал бы постоянному напряжению 9В на выходе формирователя (на выходе элемента DD1.3). Минимальный угол ЗСК (также теоретический — контакты постоянно разомкнуты, искрообразования нет) равен нулю; напряжение на выходе формирователя близко к нулю.

Это позволяет принять промежуточные значения угла равными соответствующему выходному напряжению, умноженному на десять: 9В — 90 град., 5В — 50град., 1В — 10 град. Рассчитаем номиналы резисторов для зоны контроля 52...58 град. Границам зоны соответствуют значения напряжения 5,2 и 5,8 В. Пороговое напряжение Uпop для инверторов микросхемы К561ЛН2 равно Uпит/2 = 2,5 В.

Зададимся минимальным током через цепь резисторов R3 - R5 делителя Imin = 0,01 мА. Тогда Rобщ = R3 + R4 + + R5 = Umin/Imin = 5,2/0,01 = 520 кОм. Максимальный ток через делитель Imax = Umax/Rобщ = 5,8/520 = 0,0112 мА.

A отсюда:

• R5 = Uпор/Imax = 223 кОм;
• R4 + R5 = Unop/Imin = 250 кОм;
• R4 = 250 - 223 = 27кОм;
• R3 = Rобщ - (R4 + R5) = 270 кОм.

По расчетным значениям подбирают ближайшие номиналы резисторов делителя. Таким же образом рассчитывают номиналы резисторов для других границ зоны контроля.

Детали

В индикаторе могут работать соответствующие микросхемы и других серий — К564, К176, КР1561. Вместо триггеров Шмитта в формирователе импульсов можно применить элементы микросхемы К561ЛА7, К561ЛЕ5. Вместо стабилизаторов 78L09, 78L05 подойдут отечественные: КР1157ЕН9А, КР1157ЕН9Б, КР1157ЕН901А, КР1157ЕН901Б, КР1157ЕН902А, КР1157ЕН902Б (DA1), КР1157ЕН5А, КР1157ЕН5Б, КР1157ЕН501А, КР1157ЕН501Б, КР1157ЕН502А, КР1157ЕН502Б (DА2).

Конденсатор С5 следует отобрать с минимальным током утечки; лучше всего использовать танталовый конденсатор К52-1, К52-9 и др. Емкость его не критична и может находиться в пределах 5...20 мкФ.

Вместо диода КД522Б можно использовать любые из серий КД521, КД522. Светодиод КИПД45А-М заменим на КИПД45В-М, КИПД41А-М, КИПД41Б-М (красно-зеленые), КИПД45АЗ-М, КИПД45БЗ-М (красно-желтые). В крайнем случае, можно использовать любую пару обычных светодиодов разного цвета свечения, включив их встречно параллельно.

Рис.2.

Все детали индикатора, кроме светодиода HL1, смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертеж платы представлен на рис.2.

Если номиналы резисторов R3—R5 подобраны верно, обычно индикатор налаживания не требует. Тем не менее, точность укладки границ зоны контроля проверить следует.

Для этого потребуется в качестве образцового любой измеритель угла ЗСК (либо описанный в первой части этой статьи, либо в журнальных публикациях [1-3]). Образцовый прибор и индикатор подключают к прерывателю исправного двигателя и, поэтапно изменяя ширину зазора между контактами прерывателя в одну и в другую стороны, отмечают границы, при которых срабатывает индикатор. Если необходима коррекция, подбирают резистор R3.

Можно проверить границы зоны контроля индикатора с помощью генератора 3Ч, способного вырабатывать прямоугольные импульсы амплитудой 9...20В с регулируемой скважностью.

Готовую плату следует покрыть лаком для защиты от влаги и поместить в металлическую экранирующую коробку. Светодиод укрепляют на панели приборов в специально просверленном отверстии, а коробку с платой размещают за панелью.

И. Потачин

Литература:

1. Затуловский М. Прибор автолюбителя. — Радио, 1981, № 2, с. 21, 22.

2. Хухтиков Н. Простой прибор автолюбителя. — Радио, 1994, № 2, с. 34, 35.

3. Карасев Г. Самый простой измеритель угла ЗСК. — Радио, 1998, № 4, с. 56, 57.