Стробоскопы «АВТО-ИСКРА» и СТБ-1. Назначение. Сравнение. Схема.

Многие знают, насколько важна для работы двигателя правильная установка угла опережения зажигания, регуляторов угла опережения зажигания. Неправильная установка начального угла опережения зажигания всего на 2-3°, а также неисправности регуляторов опережения приводят к потере мощности двигателя, его перегреву, повышенному расходу горючего и самое главное — к сокращению срока службы двигателя в целом.

Однако проверка и регулировка угла опережения зажигания является весьма тонкой, трудоемкой операцией, которая не всегда доступна даже опытному автолюбителю. Стробоскопические приборы позволяют упростить эту операцию. С их помощью даже малоопытный автолюбитель может в течение 5-10 мин проверить и отрегулировать начальную установку угла опережения зажигания, а также проверить работоспособность центробежного и вакуумного регуляторов опережения.

Puc.1. Внешний вид прибора СТБ-1            Puc.2. Внешний вид прибора АВТО-ИСКРА

Раньше нашей промышленностью выпускались следующие стробоскопические приборы: автомобильный стробоскоп СТБ-1 и прибор «Авто-искра». Они предназначались для проверки и регулировки начальной установки угла опережения зажигания на автомобилях.

Принципиальная схема автомобильного стробоскопа СТБ-1 приведена ниже на рис. 3. Прибор состоит из:

• преобразователя напряжения на транзисторах VI — V2;
• кремниевого выпрямительного блока V4;
• ограничивающих резисторов R5 и R6;
• накопительных конденсаторов С2, СЗ;
• стробоскопической лампы H1;
• цепи поджига стробоскопической лампы, состоящей из конденсаторов С4, С5 и разрядника Рр1;
• защитного диода V3;
• тумблера S1 для переключения рода работы «Бритва» или «Стробоскоп».

Puc.3. Принципиальная схема автомобильного стробоскопа СТБ-1

В режиме «Бритва» стробоскоп работает следующим образом.

После подключения зажимов Х5, Х6 к клеммам аккумуляторной батареи начинает работать преобразователь напряжения, представляющий собой симметричный мультивибратор. Транзисторы преобразователя поочередно отпираются и запираются, подключая то одну, то другую половины обмотки I трансформатора Т1 к аккумуляторной батарее. В результате во вторичных обмотках появляется переменное напряжение прямоугольной формы с частотой около 800 Гц. Напряжение с обмотки IIа через контакты переключателя S1 поступает к выпрямительному блоку V4, выпрямляется и поступает на гнезда ХЗ, Х4 электробритвы.

При положении переключателя S1 «Стробоскоп» к выпрямительному блоку V4 поступает суммарное переменное напряжение с обмоток IIa и IIб, которое выпрямляется и через резисторы R5, R6 заряжает накопительные конденсаторы С2, СЗ до напряжения примерно 450В.

В момент искрообразования в первом цилиндре высоковольтный импульс от гнезда распределителя зажигания через разъем Х2 разрядника Рр1 и конденсаторы С4, С5 поступает на поджигающие электроды стробоскопической лампы H1. Лампа зажигается и накопительные конденсаторы С2, СЗ разряжаются через лампу. При этом энергия, накопленная в конденсаторах С2 и СЗ, преобразуется в световую энергию вспышки лампы. После разряда конденсаторов лампа H1 гаснет, и конденсаторы С2 и СЗ снова заряжаются через резисторы R5, R6 до напряжения 450 В. Тем самым заканчивается подготовка к следующей вспышке.

Конденсатор С1 устраняет выбросы напряжения на коллекторах транзисторов VI, V2 в моменты их переключения.

Диод VЗ защищает транзисторы VI, V2 от выхода из строя при неправильной полярности подключения стробоскопа.

Разрядник Рр1, включенный между распределителем и свечой зажигания, обеспечивает необходимую для поджига лампы амплитуду высоковольтного импульса вне зависимости от расстояния между электродами свечи, давления в камере сгорания и других факторов. Благодаря разряднику стробоскоп нормально работает даже при замкнутых накоротко электродах свечи.

Принципиальная схема прибора «Авто-искра» приведена на рис. 4 ниже. Он состоит в основном из тех же узлов, что и стробоскоп СТБ-1. Его отличия — преобразователь напряжения выполнен несколько иначе: начальное смещение на базы транзисторов подается с одного делителя напряжения R2, R3, подключенного к средней точке базовой обмотки III. Для облегчения запуска преобразователя резистор R2 зашунтирован электролитическим конденсатором С1.

Puc.4. Принципиальная схема прибора «Авто-искра»

Трансформатор преобразователя имеет также другие намоточные данные. Ограничивающий резистор R1 включен до выпрямительного моста.

Накопительный конденсатор С2 — электролитический — ёмкостью 10,0 мкФ, стробоскопическая лампа — ИФК-120.

Применение этой лампы вызвало изменение параметров накопительного конденсатора — напряжение зарядки уменьшено до 250-300 В, а ёмкость увеличена до 10 мкФ, однако яркость вспышек получилась значительно ниже, чем у стробоскопа СТБ-1.

По-другому выполнена коммутация рода работы. Постоянная времени зарядки накопительного конденсатора С2 почти в 10 раз больше, чем у СТБ-1, поэтому прибором «Авто-искра» можно пользоваться лишь при малых частотах вращения вала двигателя (до 800 об/мин). При больших частотах конденсатор С2 не успевает заряжаться в паузах между двумя вспышками, и яркость каждой вспышки уменьшается.

Стробоскоп СТБ-1 (см. рис. 1 выше) выполнен в пластмассовом корпусе в виде пистолета с курком. Курок 1 управляет переключателем S1 (см. рис.3). При нажатии на курок переключатель устанавливается в положение «Стробоскоп«. Одновременно тело курка перекрывает гнезда ХЗ, Х4 подключения электробритвы, где в это время напряжение достигает 400-450 В.

Пружинные зажимы «крокодил» (Х5, Х6) имеют гравировку полярности и заключены в разноцветные резиновые чехлы. Корпус переходника-разрядника Рр1 пластмассовый, расстояние между электродами 3 мм, вилка Х2 и гнездо XI выполнены из нержавеющей стали.

Конденсаторы С1, С2, СЗ — МБМ на напряжение 600 В. Конденсаторы С4, CS выполнены в виде тонких латунных трубок, надетых на изоляцию высоковольтного провода ПВС, соединяющего стробоскоп с разрядником.

Трансформатор Т1 намотан на тороидальном сердечнике ОЛ 20 х 32 х 8. Обмотки I6 и Iв имеют по 40 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,51; обмотки Iа и Iг по 8 витков, а обмотка IIб-440 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,19. Обмотка IIа-II 60 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,1 мм.

Прибор «Авто-искра» выполнен в прямоугольном корпусе из ударопрочного полистирола (см. рис. 2 выше). На корпусе расположено гнездо X1 для подключения высоковольтного провода ПВС, соединяющего прибор со свечой первого цилиндра двигателя, гнезда Х2, ХЗ для подключения электробритвы и переключатель рода работы В1. Провод питания заканчивается коаксиальным штекером Х4. Для подключения к свече первого цилиндра служит специальный металлический усик 1, закрепленный на конце провода ПВС. Переключатель S1 — ТП1-2. Все обмотки трансформатора Т1 намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 0,2 мм. Обмотка I имеет 35+35 витков, III-50 + 50, витков, II-870 витков с отводом от 460 витка. Сердечник ОЛ 20 x 32 x 8.

Основные технические данные стробоскопических приборов СТБ-1 и «Авто-искра» приведены в табл. 1. Как видно из табл. 1, автомобильный стробоскоп СТБ-1 по своим техническим данным значительно превосходит прибор «Авто-искра».

Основным элементом стробоскопического прибора является импульсная безынерционная лампа, вспышки которой происходят в момент появления искры в свече первого цилиндра двигателя. Вследствие этого установочные метки, нанесенные на маховике или шкиве коленчатого вала, а также другие детали двигателя, вращающиеся или перемещающиеся синхронно с коленчатым валом, при освещении их стробоскопом кажутся неподвижными. Это позволяет наблюдать сдвиг между моментом зажигания и моментом прохождения поршнем верхней мертвой точки на всех режимах работы двигателя, т. е контролировать правильность установки начального угла зажигания, проверять работоспособность центробежного и вакуумн.ого регуляторов опережения, а также проверять работу клапанов, распределительного вала и других деталей двигателя.

Во-первых, по выполняемым функциям. Он позволяет не только проверять начальную установку угла опережения зажигания, но и контролировать работу центробежного и вакуумного регуляторов опережения зажигания. Это качество стробоскопа СТБ-1 обусловлено его хорошими частотными свойствами, позволяющими работать без уменьшения яркости вспышек с частотой до 3000 об/мин коленчатого вала двигателя. В приборе же «Авто-искра» яркость вспышек начинает уменьшаться уже при 700-800 об/мин.

Во-вторых, применяемость стробоскопа СТБ-1 значительно шире, чем «Авто-искры», что связано с конструкцией прибора. Как видно из рис. 1 и 2, стробоскоп СТБ-1 подключается непосредственно к клеммам аккумулятора с помощью пружинных зажимов Кл1 и К.л2 типа «крокодил», а прибор «Авто-искра» имеет коаксиальный штекер Х4, аналогичный штекеру переносной лампы автомобилей ВАЗ, в связи с чем он может быть подключен только к этим автомобилям. Габариты ручки прибора «Авто-искра» велики, и его неудобно держать в руке. Кроме того, прибор излучает рассеянный свет, и для того чтобы хорошо видеть метки, его приходится близко подносить к вращающемуся шкиву двигателя. А это не только неудобно, но и небезопасно.

Стробоскоп СТБ-1 свободен от указанного недостатка. Выполненный в виде пистолета с линзой, дающей хорошую фокусировку луча, он удобен и безопасен в эксплуатации. Более мощный преобразователь напряжения в стробоскопе СТБ-1 обеспечивает возможность пользоваться практически любой коллекторной электробритвой.

Ресурс работы стробоскопа СТБ-1 значительно больше, чем у прибора «Авто-искра», что связано с ресурсом работы примененной в нем стробоскопической лампы (СШ5).

Стробоскоп СТБ-1 подключается к свече первого цилиндра двигателя с помощью специального переходника-разрядника Рр1, обеспечивающего практически не» ограниченное количество подключений. Прибор же «Авто-искра» подключается с помощью тонкого металлического проводника (см. рис. 2), который обычно отламывается после 10-15 подключений.

Подключение приборов следует производить при остановленном двигателе. При неправильной полярности подключения зажимов стробоскоп СТБ-1 работать не будет.

Прибор «Авто-искра» можно использовать и на других автомобилях, если сделать специальный переходник к коаксиальному штекеру Х4 питания, или совсем убрать штекер и вместо него к проводам припаять пружинные зажимы «крокодил». Однако при этом следует иметь в виду, что в случае неправильной полярности подключения «Авто-искра» сразу же выйдет из строя. Цепей защиты в приборе нет.

При правильном подключении питания должен быть слышен характерный писк чистого тона (около 500 Гц), являющийся результатом работы преобразователя.

При работе со стробоскопом СТБ-1 слабые вспышки лампы могут наблюдаться и без нажатия на курок, что не является неисправностью прибора. При нажатии на курок яркость вспышек возрастает в несколько раз.

Вибрационные бритвы («Эра», «Нева» и т. д.) подключать к прибору нельзя, так как это может вывести его из строя.

Время непрерывной работы прибора во избежание выхода из строя не должно превышать 10-15 мин. Следует остерегаться прикосновений к движущимся деталям двигателя, которые в свете стробоскопа кажутся неподвижными.

А. Синельников, В помощь радиолюбителю, вып.77.

P.S. Вместо указанных на схеме транзисторов П214 можно поставить более современные и распространённые транзисторы типа КТ837, КТ816 и т.п., а также импортные аналоги.  Вместо КД105 и КЦ402 можно поставить диоды типа in4007. ИФК-120 можно взять от старой фотовспышки. 

Готовится к выпуску статья о переделки старого фотоаппарата (мыльницы) в автомобильный стробоскоп.