В предлагаемой электронной системе зажигания для двухцилиндровых моторов «Вихрь» и «Нептун-23» вместо специальных двух-искровых бобин, которые применяются в одноканальных схемах и дают искру через 180°, использованы два обычных трансформатора. Соединив железо обоих трансформаторов стяжным болтом и изолировав его от массы мотора прокладкой из диэлектрика (пластина из стеклотекстолита)1, можно получить одну двухискровую бобину. Для лучшей компоновки рекомендуем железо с одной стороны каждого ТЛМ подрезать перпендикулярно отверстию под болт так, чтобы при складывании трансформаторов вместе и стяжке болтом получилась одна толщина. Электрические параметры при этом не нарушаются.
Вместо специально изготовленных и встроенных магнито-электрических датчиков для управления моментом зажигания (т. е. управления тиристором) можно использовать имеющиеся на магдино катушки питания бортовой электросети (схема № 1) или отрицательный импульс, снимаемый с первичной обмотки выносного трансформатора и питающий накопительный конденсатор (схема № 2).
Вариант по схеме № 1 приемлем только в тех случаях, когда генераторные катушки питания ГКП не используются для питания аккумулятора или бортовой электросети. Для выполнения ЭСЗ по этой схеме необходимо сперва разомкнуть контакты прерывателей, установив диэлектрические прокладки (например, из резинок толщиной 1,0—1,5 мм), затем соединить последовательно генераторные катушки зажигания, а два вывода от них — с первичной обмоткой трансформатора Тр1. Помимо повышения напряжения импульсов ЭДС на низких частотах, трансформатор Тр1 выполняет функцию феррорезонансного стабилизатора напряжения на повышенных частотах вращения маховика, предохраняя тем самым нагруженные элементы схемы от их пробоя чрезмерно высоким напряжением. Выводы вторичной обмотки Тр1 необходимо соединить с первичными обмотками ТЛМ, минуя контакт с массой мотора. Напряжение для управления тиристором следует взять прямо с выводов генераторных катушек в их штатном исполнении, т. е. при их параллельном соединении.
В данной схеме происходит автоматическое опережение зажигания на 25° (со 180—220 до 5500—6000 об/мин), поэтому основание магдино в этом случае необходимо застопорить в определенном положении. Следует учесть, что при управлении тиристором посредством катушек ГКП на самых малых оборотах двигателя искра возникает раньше на 12—16°, чем на обычном контактном зажигании.
Чтобы не произошло слишком раннее опережение при пуске и оборотах малого газа, основание магдино прежде чем застопорить, необходимо повернуть по часовой стрелке до упора в ограничительные накладки, а фигурный кронштейн для механического доворота — удалить или вывести из зацепления с вертикальным валиком привода дроссельной заслонки карбюратора.
На приводимых схемах показан образованный между плоскостью симметрии двигателя и осью одной из катушек ГКП угол 20°, который необходимо установить перед стопорением основания магдино. При таком положении основания ЭСЗ обеспечивает опережение зажигания на малых оборотах порядка 5°. Когда с увеличением частоты вращения до 5000-6000 об/мин опережение автоматически увеличится до 30°, можно получить максимальную мощность.
Для проверки опережения угла зажигания нами был применен стробоскопический метод, при котором маховик мотора вращался на стенде электродвигателем. Мы использовали эффект свечения искры в системе зажигания. С этой целью один высоковольтный вывод двухискровой катушки зажигания направлялся (с небольшим зазором) на обод маховика, на котором были нанесены угловые метки, другой — через токопроводящую щетку на торец маховика или вращающегося вала. При наведении искры на обод вращающегося маховика (в затемненном помещении) угловые метки на нем как бы стояли на месте, высвечиваемые искрой, или медленно «плыли» с изменением частоты вращения, указывая на смещение угла опережения зажигания в зависимости от изменения формы управляющего импульса.
При частоте вращения маховика примерно 2800 об/мин происходит скачок опережения на 10—11°, который затем плавно нарастает. Это автоматическое опережение на 25° происходит только на моторах «Вихрь» с четырехполюсным маховиком. У «Нептуна-23» угол опережения значительно меньше (порядка 7—9°), так как у маховиков этих моторов иная форма импульсов ЭДС вследствие неодинаковых конструкций постоянных магнитов и применения различных материалов для их изготовления. Если схему № 1 использовать для мотора «Нептун», то основание магдино можно застопорить, установив предварительный угол около 10—12° с учетом автоматического увеличения опережения. Общий угол опережения зажигания при максимальной частоте вращения составит около 20°. Если двигатель эксплуатируется при больших загрузках, такой величины достаточно. Если же мотор установлен на легкой лодке, то основание магдино следует повернуть до упора.
При монтаже схемы необходимо следить за тем, чтобы соединение начал и концов обмоток катушек, начал и концов трансформатора Тр1, начал и концов катушек управления тиристором было выполнено в определенном порядке (начала обмоток катушек в магдино на схеме показаны точками). При неверной полярности управляющего импульса (например, из-за различных направлений намотки первичной и вторичной обмоток в трансформаторе) на малых оборотах может появляться слабая красноватая искра с характерным потрескиванием, исчезающая с увеличением частоты вращения. В этом случае необходимо поменять полярность управляющих импульсов, поступающих на тиристор, или выводы первичной или вторичной обмоток трансформатора Тр1. Эксперимент можно проводить прямо на моторе, удалив шпонку с конца коленвала н смазав этот конус густой консистентной смазкой, чтобы появилась возможность вращать маховик на конусе при помощи шнура.
Необходимо иметь в виду, что при кажущейся правильно выбранной полярности на трансформаторе и управляющем электроде тиристора искра может появляться в моменты, когда угол по отношению к ВМТ и НМТ будет составлять 90°. В этом случае необходимо поменять полярность как на одной из обмоток трансформатора, так и управляющего импульса. Одновременно, пользуясь стробоскопическим эффектом, можно выставить предварительный угол опережения зажигания 4—6° для малых оборотов, поворачивая основание магнето в ту или другую сторону. Угол должен просматриваться между плоскостью симметрии двигателя и светящимся вырезом на маховике. Краску на угловой фаске маховика желательно при этом удалить шабером, чтобы не было лишнего сопротивления искрообразованию.
На «Нептуне-23» для установки момента зажигания на маховике следует поставить метки против шпонки, так как на нем нет выреза для пускового шнура. Только после этого мотор будет полностью готов к запуску на воде.
Чтобы была возможность перейти на штатное контактное зажигание, следует удалить прокладку из контактов прерывателей, соединить катушки зажигания (ГКЗ) параллельно, освободить основание магдино и ввести его фигурный рычаг в зацепление с вертикальным валиком привода заслонки карбюратора. Для удобства переключения концов катушек с последовательного на параллельное без снятия маховика рекомендуем все четыре проводника с катушек вывести на отдельный клемм-ник или переключатель.
Если генераторные катушки (ГКП) используются для питания бортовой сети, можно воспользоваться схемой № 2, в которой питание управляющего электрода тиристора осуществляется прямо с первичной обмотки трансформатора. Для развязки цепей необходимо поставить на выходе дифференцирующий диод Д6. В этом случае положительный импульс с одних и тех же ГКЗ пойдет через трансформатор на зарядку накопительного конденсатора, а следующий, отрицательный, расположенный под углом 90°, — на управление тиристором.
Заметим, что в этом варианте автоматического опережения зажигания не будет, так как за счет потерь в железе катушек и трансформатора форма управляющего импульса отличается от импульса, получаемого в первой схеме. В этом варианте в начальный период работы мотора, начиная с пусковых оборотов, с увеличением частоты вращения маховика происходит небольшое опережение зажигания на угол порядка 3—4°, которое затем не изменяется. При дальнейшем увеличении частоты вращения произойдет отставание момента зажигания на 3—5° по сравнению с первоначальной точкой. Учитывая, что ЭСЗ в любом случае дает искру на 12—16° раньше, чем контактная, необходимо основание магдино повернуть на 8—10° но часовой стрелке. Сделать это можно, например, распилив крепежные отверстия в основании фигурного рычага или изготовив его заново с учетом дополнительного поворота основания магдино. Если предварительно для малой частоты вращения угол опережения выставить на 4—6°, то механический поворот необходимо оставить штатным, т. е. порядка 30°.
Для тех, кто по каким-либо причинам не сможет использовать схему штатного исполнения магдпно, предлагаем схему № 3, в которой пе нужно переключать ГКЗ с параллельного соединения на последовательное. Достаточно взять два вывода, предназначенные для питания ТЛМ, и соединить их с первичной обмоткой повышающего трансформатора Тр2. Моточные данные и характеристики электрических параметров трансформатора Тр2 отличаются от Тр1, поэтому для того чтобы он выполнял функцию стабилизатора напряжении на больших частотах, параллельно первичной обмотке необходимо поставить четыре стабилитрона (обязательно на радиаторы, как описано в «КЯ» № 88). Необходимо также поставить диодный мост, соединенный с аккумуляторной батареей. Стабилитроны и диодный мост можно заменить шунтированием первичной обмотки трансформатора автомобильной лампочкой (напряжением 12 В, мощностью 21—30 Вт) или намотать соответствующий проволочный шунт.
Все настройки ЭСЗ по схеме № 3 аналогичны описанным выше для схем № 1 и 2.
Вопрос монтажа схем уже рассматривался в «Катерах и яхтах» (см., например, №88). Отдельные модули можно устанавливать как непосредственно на двигатель, так и в отдельной коробке, соединив выводы штекерными разъемами.