Доработка системы зажигания оппозитных мотоциклов Урал и Днепр
Штатное контактное зажигание оппозитов обычно оставляет желать лучшего, потому сразу по приобретение своего мотоцикла я дополнил его сперва транзисторным коммутатором, а затем и электронным блоком опережения с датчиком Холла, полностью избавившись от механики. Изначально зажигание предназначалось для установки на мотоциклы Урал и Днепр, но позже было проверено и на двухтактном мотоцикле (с холостой искрой).
Особенности зажигания:
•управляющий микроконтроллер PIC16F84 или PIC16F628;
•возможность установки как на 12-ти вольтовую бортсеть так и на 6-ти вольтовую;
•безконтактный датчик Холла (от а/м ВАЗ);
•коммутатор типа *.3734 (от а/м ВАЗ) или самодельный;
•возможность переключения между тремя характеристиками УОЗ;
•доступны характеристики УОЗ как для оппозитов так и для двухтактных мотоциклов;
•два входа дополнительных функций, могут быть выбраны двигатель-стоп, ограничение оборотов, защита и др.;
•отключение катушки зажигания при простое двигателя через 3-4 секунды (актуально для самодельных коммутаторов).
Схема управления опрежением:
Схема показана на рисунке, предназначена для работы в паре с коммутатором *.3734. Жёлтым цветом обозначены типы элементов, которые необходимо использовать в 6-ти вольтовой бортсети (в таком варианте схема может работать и на 12-ти вольтах). Темным цветом на схеме обозначены необязательные элементы, их можно не ставить, если не собираешся пользоваться соответствующей функцией. Если нет необходимости в переключении между характеристиками УОЗ на ходу, можно поставить на плате переключатели или перемычки без помехогасящей схемы (цепи VD3-C7-R6 и т.д.). Вывод микроконтроллера RB2 является инверсным сигналом управления и необходим при подключении некоторых самодельных коммутаторов.
Чтобы правильно включить диод (VD1, VD2) или стабилитрон (VD3-VD7) необходимо его прозвонить: положение, в котором он будет прозваниваться (или иметь меньшее сопротивление), соответствует минусу на том выводе куда указывает "стрелка" на схеме (катод). Вместо стабилизатора КР142ЕН5А можно использовать 78M05 (78С05, 7805 и др.), ставить радиатор нет необходимости. При установке на 6-ти вольтовую бортсеть лучше поставить стабилизатор с низким падением напряжения (low drop out) КР1158ЕН5В, а выпрямительный диод по входу поставить Шоттки (подойдёт любой на 0.5 и более ампер). Нумерация выводов триодов дана с их лицевой стороны: у КР142 там, где маркировка; у VT1 там, где срез на корпусе. Мощность резисторов может быть 0,125Вт и меньше.
Кварцевый резонатор ZQ1 полезно заменить на керамический резонатор. Обычно он 3-х выводный и имеет встроенные емкости, в схеме обведен пунктиром. Такой резонатор лучше переносит вибрацию и температуру, но достать его сложнее
Для удобства проверки и программирования микроконтроллер лучше не запаивать, а разместить на колодке. Это позволит легко его заменить в случае неисправности. Практика показала, что в колодке контроллер держится хорошо.
Размещать блок опережения во внутренних отсеках двигателя нельзя, там слишком высокая температура. Крупные элементы (транзисторы, кварц и пр.) желательно залить термоклеем, чтобы их не сорвало вибрацией.
Также настоятельно рекомендую поставить свечные колпачки с помехогасящими резисторами (или силиконовые провода, или свечи со встроенным резистором), это значительно снизит уровень помех в сети, стабилизирует работу устройства и повысит его надежность.
Я использую свечные колпачки NGK LB05FP со встроенным сопротивлением 5КОм. При установке других колпачков или силиконовых проводов с распределённым сопротивлением, желательно обеспечить сопротивление в 5-10КОм.
Исходный текст программы и файл прошивки микроконтроллера генерируются программой IgnMaster. Программа написана для микроконтроллеров фирмы Microchip PIC16F84 и PIC16F628. Контроллеры даже одной марки отличаются по своим характеристикам, что можно определить только по их полной маркировке. По максимальной рабочей частоте PICи бывают на 4, 10 и 20МГц, нам подойдет любой из них. По температурному диапазону в коммерческом (0...+70С), в индустриальном (-40...+85С) и в расширенном (-40...+125С) исполнении. Последние найти врядли удастся, поэтому останавливаемся на индустриальных. Таким образом, пример полной маркировки требуемого контроллера: PIC16F84-04I/P, здесь PIC16F84 - марка МК, 04 - максимальная рабочая частота, I - индустриальный диапазон, P - корпус PDIP для монтажа в отверстия (SO - SOIC для поверхностного монтажа).
Датчик Холла:
Можно использовать датчик Холла от а/м ВАЗ (аналог Honeywell 2AV50A), работает он в диапазоне температур -40...+125С и в диапазоне напряжений питания 5...16В. Часто причиной того, что двигатель с новым зажиганием не набирает обороты является именно некачественный датчик.
Для питания датчика можно использовать 5-ый контакт разъема коммутатора *.3734 или собрать отдельную схему питания, при питании от 6-ти вольт датчик можно подключить напрямую, но подальше от катушки зажигания, иначе будете менять датчики каждую неделю. Запитывать датчик напрямую от 12-ти вольт не рекомендуется.
Провода к датчику желательно использовать экранированные, хотя бы там, где они проходят вблизи катушки и высоковольтных проводов, иначе попавший на них разряд может вывести из строя датчик или микроконтроллер.
Шторка-модулятор:
Модулятор должен быть выполнен из стали с хорошими магнитными свойствами, подойдет Сталь 20 или Сталь 30. В исполнении для оппозитов модулятор насаживается на распределительный вал и имеет два металлических сектора по 30 градусов или две прорези по 30 градусов разнесенные на 180 градусов. Конфигурацию с сектором легче изготовить самому, а конфигурацию с прорезью удобнее изготавливать на токарном станке. При использовании программы для генерации прошивки микроконтроллера (IgnMaster) необходимо указать конфигурацию используемого модулятора.
Модулятор имеет такую замысловатую форму в связи с тем, что распредвал оппозитов имеет значительные осевые биения (особенно на изношенных двигателях) и при иной форме шторки может разбить датчик.
От точности исполнения модулятора будет зависеть равномерность работы зажигания по цилиндрам, поэтому нужно отнестись к этому с особой ответственностью. При этом важен не столько размер лепестков (допустимо отклонение ±3 градуса) сколько их симметричность.[1]
При установке на двухтактный двухцилиндровый двигатель шторка имеет два сектора (или выреза) по 60 градусов разнесенные на 180 градусов, при установке на одноцилиндровый двигатель сектор должен быть только один. Также следует помнить, что на двухтактных двигателях имеется проблема с перемагничиванием шторки из-за близости генератора. Решается или экранированием и качественным ДХ или установкой самодельного оптического датчика. Более полно эта тема освещена на ижевских сайтах.[2]
Коммутатор:
Устройство предназначено для работы в паре с коммутатором *.3734 устанавливаемом на а/м ВАЗ. Этот коммутатор имеет функцию многоискрового режима при пуске и пониженном напряжении питания, при простое двигателя автоматически отключает катушку без искры. Я могу рекомендовать коммутаторы следующих моделей: 96.3734, 961.3734, 133.3734. Цоколёвка разъёма коммутатора изображена на рисунке. Коммутаторы завода ВТН 0529.3734 и 0729.3734 часто имеют проблемы при работе в паре с данным зажиганием и лучше их не применять.
Катушка зажигания:
Катушку зажигания можно использовать любую из двухвыводных (на фото слева направо): стандартную оппозитную с разрядниками, или катушки высоких энергий от а/м Газель 3012.3705, от а/м Ока 4412.3705 и другие.
Схема включения зажигания в бортсеть:
Схема для 12-ти вольтовой бортовой сети с внешним блоком электронного опережения зажигания и коммутатором типа *.3734. Второй вывод катушки зажигания можно подключать или к замку зажигания или прямо на аккумулятор (лучше через предохранитель). Последний вариант более помехоустойчив.
Данное устройство эксплуатируется на моем мотоцикле больше 3х лет и за все это время не каких нареканий и сбоев в работе не было, могу отметить следующие достоинства данного зажигания:
- оптимальный режим работы двигателя во всем диапазоне оборотов;
- ровная работа двигателя, особенно на холостых оборотах;
- нет обратных ударов при пуске или очень слабые;
- предусмотрено изменение характеристики опережения (3 графика);
- охранные функции;
- функция прогрева свечей;
- не требует технического обслуживания и регулировок в процессе эксплуатации;
- уменьшение расхода топлива (ИМЗ 8.103-10 стандарт, 60 км/ч, шоссе ~ 5 л/100 км).