Реле часу для свічки нагріву дизельного двигуна
Дизельне паливо має тенденцію парафіну при низьких температурах. У цьому стані паливо непридатне для використання. Насос високого тиску здатний прокачати його через форсунки і впорснути в циліндри, але для займання потрібна струмінь палаючого палива з повітрям. Тому один з методів пуску дизельних двигунів - установка свічки підігріву суміші - термостартера - у впускному повітряному колекторі. У вітчизняних системах на свічку також підводиться паливо від насоса. При кручення стартера спрацьовує клапан свічки, свічка нагріває і підпалює паливо і суміш втягується в двигун. Факел, створений термостартером, що складається з палаючого палива уприснуло в циліндри, забезпечує запуск дизельного двигуна навіть при дуже низьких температурах. У зарубіжних системах використовується просто нагрів за допомогою свічок розжарювання. Також надходять і автолюбителі взимку: коли дизель застигає - вставляють у всмоктуючий колектор фен і прогрівають так двигун.
Часто виробник встановлює кнопку для примусового включення свічки. Але так як людство постійно рухається в бік автоматики, вже багато хто переходить на автоматичну систему включення підігріву свічки.
Одного разу взимку в моїй машині лампочка індикації підігріву свічки просто не засвітилася. Відповідно не спрацювала і свічка, а двигун не запустився. Довелося шукати електронний блок, який виявився біля лівого крила. У деяких машинах блок управління свічкою об'єднаний з основними "мізками". Після візуального вивчення плати виявилося перегорання "микрухи", на якій все сплавилося. Що за вона, зрозуміти було неможливо, а разом з нею повністю вилетіла доріжка на друкованій платі. Лагодити її було неможливо, принаймні для мене.
Постало питання про те, як бути далі. Найпростіший варіант - підключити котушку реле включення свічки від замка запалювання. Заводиш машину - і паралельно подається напруга на котушку свічки, яка спрацьовує, поки крутиш стартер. Мінус в тому, що так крутити можна досить довго, а акумулятори взимку швидко розряджаються, та й попередній прогрів свічок також необхідний. Другим варіантом було примусове включення котушки свічки через кнопку. Спосіб хороший, тільки можна забути вимкнути свічки і вони посадить акумулятор, тому що тягнуть 40 ампер. Третім способом стала розробка простий плати, яка виконує всі функції рідного реле часу. На користь останнього способу стало ще й те, що заводська плата для сучасної машини коштує приблизно 500 $.
У нетрях інету я знайшов приблизну схему блоку реле часу для свічки нагріву машини toyota. Швидше за все приблизні схеми і у інших автовиробників. Харчування подається на 4 і 10 контакти схеми. 4 контакт - «+», 10 - «-». Датчик температури підключається на 7 контакт. Датчик температури встановлений поряд з датчиком температури двигуна і має два контакти. Один на плату, а другий - на масу. Залежно від температури двигуна, реле часу регулює час включення реле. Приблизно від 20 секунд для -20 ° С до 0 секунд для + 20 ° С. При цьому щоб розвантажити акумулятор при спрацьовуванні стартера, стоїть блокування відключення реле, якщо спрацьовує генератор, тобто машина заводиться. 6 контакт йшов на «+» перед свічкою, але для чого - незрозуміло. У підсумку все стало працювати і без нього. Як то кажуть, якщо залишилися деталі - працювати буде.
В результаті блокова схема має вигляд
Наступним кроком стало визначення параметрів датчика температури. Те, що ця штучка змінює свій опір при зміні температури - зрозуміло, але в який бік і в яких межах - належало з'ясувати. Вимірювати опір можна звичайним омметром. Для вимірювання опору в проміжку від -20 ° С до + 20 ° С підійде морозильна камера звичайного холодильника. До датчику температури кріпляться дроти від омметра (якщо мультиметр може вимірювати температуру - відмінно), термометр з виносним датчиком температури. Потім все перемотано ізолентою для міцності конструкції і точності вимірювань. Температура датчика опуститься до -20 ° С хвилин за 10. Протягом цього часу потрібно на кожному градусі термометра робити вимірювання опору датчика. Якщо ж навпаки охолодити датчик, а потім вийняти і вимірювати опір, то точність буде нижче, тому що нагрів йтиме з великою швидкістю, а термометр змінює свої показання досить рідко.
В результаті по виміряним величинам можна побудувати графік залежності опору від температури. Якщо потрібно виміряти опір при високих температурах, то можна скористатися чайником, в який потрібно опустити датчик, термометр і проводи.
В результаті графік буде мати вигляд.
Далі питання в самій схемі необхідного реле часу. На просторах мережі поширена схема на таймері NE555. Обв'язка микрухи також проста. Якщо до микрухой додати пару реле, то цілком можна реалізувати реле часу для свічки підігріву. Однак схеми інету не дозволяють ввести в схему датчик температури, який буде впливати на зміну часу спрацьовування. Довелося експериментально розробляти потрібну схему.
Отже, при подачі живлення від замка запалювання на клему 4 "через конденсатор С1 подається негативний імпульс для спрацьовування таймера. З виходу таймера, нога микрухи 3, подається позитивна напруга на ключ - транзистор VT1, на колекторі якого з'являється негативний потенціал. Таймер управляє транзистором, а транзистор забезпечує навантаження в ланцюзі котушки реле К1. Лампа HL - лампа індикації на приладовій панелі. Котушка реле К2 відключить реле свічки нагріву, підключену на клему 5 "в тому випадку, якщо на контакті 11" з'явиться позитивне напруга. Напруга обов'язково з'явиться при включенні генератора і це захист свічок - примусового відключення свічки нагріву. Діод VD2 потрібен для того, щоб напруга від котушки реле К2 НЕ довбали стартер.
Времязадающіе елементи - резистор R1 і конденсатор C2. Для настройки схеми простіше змінювати тільки конденсатор С2, хоча можна крутити і резистор R1. Зі збільшенням ємності час спрацьовування збільшується. Також времязадающей елементом є резистор R3 і датчик температури R4, підключені між масою і п'ятої ногою мікросхеми. Резистор R3 служить для адаптації датчика.
Проміжні реле потрібно використовувати з котушками на 12 В, звичайні для машини.
Схема реле підігріву свічок для наших і зарубіжних генераторів представлена нижче. Насправді реле - додаткові проблеми на машині - краще без всяких реле.
де 3 "- вхід« - »через лампочку індикації
4 "- вхід« + »через запобіжник 7,5 А
5 "- вихід реле часу на котушку управління свічкою нагріву
7 "- вихід на датчик температури
9 "- вхід« - »від генератора
Приблизно така схема вийшла. Ціна питання склала 3 $. Вийшла купа деталей, правда з потрійним запасом, щоб кілька разів не катати на ринок. Труїти плату на тестовому варіанті було лінь, та й згодом теж, так що обмежився складанням на макеті.
У ролі макета виступила картонка і голка. Часу було багато - електричка везла мене на дачу, тому, вивіривши все місця, я проколов отвори і вставив в них деталі. Мінуси такого монтажу очевидні - ненадійна підкладка: можливі замикання при перегибании, руйнування при транспортуванні, але при цьому швидкість і новизна способу монтажу. Можливо, східні вчені так будуватимуть в майбутньому радіоустаткування.
Деталей щодо вийшло трохи. Світлодіод я вставив для індикації спрацьовування. Світлодіод необхідно включати через додатковий опір. Опір легко знайти за формулою
Iсв.д. = 20 мА
Uсв.д. = 3 В
n - кількість світлодіодів, включених послідовно
R = (Uпит-n * Uсв.д.) / Iсв.д.
R = (12-1 * 3) / 0,02 = 450 Ом
Якщо наприклад потрібно підключити групу світлодіодів до мережі 220 В з 5 штук, то обмежує опір буде рівним
R = (220-5 * 3) / 0,02 = 10250 Ом
На зворотному боці картонки можна намалювати монтажну схему. З ніжок можна зібрати частину доріжок схеми. Головне ніде не помилитися і не закоротити ніжки між собою.
Після розпаювання схеми необхідно підвести всі дроти. Для тесту можна скористатися машинним або акумулятором від шуруповерта, підкинути датчик і засікти час. Слід враховувати температуру там, де знаходиться датчик. Якщо час не влаштовує, то потрібно змінювати ємність електролітичного конденсатора. Остаточний тест необхідно проводити на машині, інакше можна наколотися з часовими інтервалами включення.
Коли все налагоджено, можна перенести схему на стеклотекстолитовую основу. У підсумку вийшло, що при температурі + 20 ° С реле працює 3 секунди, а при -20 ° С - 20 секунд. Всі перевірки часу спрацьовування можна виробляти, якщо замість датчика встановити змінний резистор на 20 ком.
Схему можна робити навісним монтажем. В принципі, буде краще якщо всю плату залити епоксидною смолою, щоб забезпечити водонепроникність схеми, а в доступне місце встановити комутаційні реле.
У підсумку схема приблизно виконує всі функції рідного реле. Незрозуміло, чому така різниця у вартості, але швидше за все цю обумовлено більшою точністю часу спрацьовування, а також великим бажанням заробити.
Схема працює в такий спосіб: R1 і C2 - времязадающіе - чим більше ємність або опір, тим більше часу потрібно для припинення роботи. С1 потрібен для автоматичного включення таймера при подачі живлення. R3 - опір датчика температури, його, можливо, доведеться коригувати - запаювати паралельно додаткові опору. R4 - відмежовує струм через базу транзистора VT1 від мікросхеми NE555. VD3 - не пропускає струм на вихід мікросхеми NE555 3 при надходженні сигналу від стартера через VD2 і R6. VD1 зупиняє таймер при подачі сигналу від генератора. HL1 - лампа індикації на панелі приладу. K1 - силове реле включення свічок. Це реле зазвичай йде окремо від таймера і встановлюється разом з усіма реле. Отже, включаємо запалювання в машині. Якщо на вулиці прохолодно, то лампочка включення свічок починає світитися. Це означає, що таймер почав відлік і на виході мікросхеми NE555 є позитивний потенціал. Проходить до 20 секунд, лампочка гасне, реле відключається - значить таймер відпрацював і на виході мікросхеми немає потенціалу. Починаємо стартувати - включається лампочка включення свічок від сигналу з стартера - все правильно, розпечені свічки полегшують пуск. Після запуску лапочка гасне - таймер заблокований потенціалом від генератора. Якщо не дочекатися відпрацювання таймера, а відразу пробувати завестися - нічого страшного, при успішний пуск робота таймера перерветься по сигналу від генератора, а якщо не вийшло - таймер доотработает процедуру прогріву свічок. Якщо одного разу не вистачило - прогріти свічки можна ще раз.
де 3 "- вхід« - »через лампочку індикації
4 "- вхід« + »через запобіжник 7,5 А
5 "- вихід реле часу на котушку управління свічкою нагріву
7 "- вихід на датчик температури
9 "- вхід« + »від генератора
10 "- маса, загальний« - »
11 "- вхід« + »від котушки стартера
Всім вдалого паяння.