Существенно улучшить работу зажигания и упростить запуск позволяет применение электронной системы зажигания. Авторы проанализировали ряд существующих электронных систем и выбрали оптимальную для мотора «Москва-25». При этом основные требования были сформулированы следующим образом. Электронная система зажигания (ЭСЗ) должна обеспечивать образование искры достаточной теплотворной способности для надежного воспламенения горючей смеси при запуске и во всем рабочем диапазоне числа оборотов коленчатого вала; должна быть надежной при всех возможных условиях эксплуатации мотора, работая без дополнительных регулировок и обслуживания; должна быть простой по конструкции и долговечной.
Мы пришли к выводу, что выполнение этих требований может обеспечить только бесконтактная ЭСЗ с накопительным конденсатором без использования постороннего источника питания.
Как известно, количество энергии, накапливаемой конденсатором, пропорционально его емкости и квадрату напряжения на обкладках. Следовательно, для увеличения энергии искры на свече зажигания необходимо увеличить или емкость накопительного конденсатора, или зарядное напряжение. Однако при напряжении на конденсаторе уже свыше 450—500 в на вторичной обмотке катушки зажигания напряжение будет настолько велико, что может быть повреждена изоляция самой катушки. К тому же при этом значительно усложняется подбор тиристоров. Исследования различных схем ЭСЗ дают основание считать оптимальными емкость конденсатора 1,0—2,0 мкф и напряжение в пределах 380—450 в.
В описанных ранее схемах бесконтактных ЭСЗ с применением тиристоров для моторов «Москва» и «Ветерок» заряд конденсатора емкостью 2,0 мкф до необходимого напряжения не может быть обеспечен из-за неполного использования импульсов напряжения, возникающих на зарядной катушке, так как заряд производится через однополупериодный выпрямитель. Уменьшение же емкости конденсатора до 0,5 мкф значительно снижает энергию искры на свече. В разработанной ЭСЗ для мотора «Москва-25» применена схема (рис. 1). в которой выпрямление зарядного напряжения производится двухполупериодным выпрямителем.
При прохождении магнитов маховика около сердечника с зарядной катушкой L₃ на ней возникают импульсы напряжения амплитудой до 400 и более вольт, которыми через выпрямитель на диодах Д₁—Д₄ заряжается накопительный конденсатор С.
При прохождении магнитов около сердечника управляющей катушки Lу на нем также возникают импульсы напряжения амплитудой несколько десятков вольт. Эпюры напряжений на катушках L₃ и Lу показаны на рис. 2.
Положительный импульс на катушке Lу, имеющий самую большую амплитуду, используется для управления тиристором Т и подается через диод Д₅ и ограничивающий резистор R₁ на его управляющий электрод. При этом происходит отпирание тиристора и накопительный конденсатор С разряжается через тиристор и первичную обмотку катушки зажигания КЗ. На вторичной обмотке КЗ наводится импульс высокого напряжения, на свече возникает искра.
Стабилитрон Д₆ ограничивает импульсы напряжения на управляющем электроде тиристора, не допуская превышения предельно допустимой для данного типа тиристоров величины. Стабилитрон Д₆ и диод Д₅ предотвращают попадание на управляющий электрод тиристора импульсов отрицательной полярности.
Демпфирующая цепочка Д₇ и R₂ гасит затухающие колебания в первичной обмотке катушки зажигания, возникающие после разряда конденсатора С.
Схемы зажигания для обоих цилиндров идентичны. Полная электрическая схема ЭСЗ приведена на рис. 3, а расположение элементов электронного блока показано на рис. 5.
Исследование штатной системы зажигания «Москвы-25» показало, что контакты размыкаются при положении магнитов маховика относительно сердечника зарядной катушки L₃, показанном на рис. 4, а. Этому положению соответствует точка А на эпюре напряжений U₃ (рис. 2, а). Установлено также, что включение тиристора соответствует точке В на эпюре напряжений Uу (рис. 2,6). Этому моменту и соответствует положение магнитов маховика относительно управляющей катушки, показанное на рис. 4, б.
Очевидно, что, если управляющие катушки Lу расположить под углом 90° относительно зарядных катушек (рис. 4), то для правильной установки момента искрообразования основание магнето следует сместить против направления вращения маховика на угол 82°.
Смещение основания магнето выполняется следующим образом. Из кулачка, к которому четырьмя винтами М5 крепится основание, аккуратно выпрессовываются четыре резьбовые втулки М5 и для них сверлятся новые отверстия, смещенные против часовой стрелки на 82°. Для установки зарядных и управляющих катушек с основания магнето снимаются конденсаторы, прерыватели, фильц для смазки, а с сердечников трансформаторов— штатные катушки. Вместо штатных на сердечник устанавливаются новые катушки с числом витков 4750 провода ПЭВ-2 диаметром 0,18—0,2. Управляющие катушки имеют по 700 витков того же провода. Намотка рядовая, без прокладок между рядами. Следует обратить внимание на то, чтобы крайние витки не касались витков предыдущих слоев намотки.
Сердечники управляющих катушек изготовляются из мягкой стали марок 10 или 20 и устанавливаются под углом 90° относительно сердечников зарядных катушек. Для обеспечения прочности и влагостойкости катушки покрываются эпоксидным компаундом (любой марки).
Размеры каркасов катушек и сердечника управляющей катушки, а также его крепление на основании магнето показаны на рис. 6.
Если после сборки окажется, что ось резинового ролика тяги дроссельной заслонки карбюратора на начальном участке поворота основания магнето будет задевать за него, то ось ролика придется соответственно укоротить. В качестве высоковольтных трансформаторов применяются катушки зажигания типа ИЖ-56, устанавливаемые со стороны глушителя.
Электронный блок собирается на плате из текстолита или гетинакса толщиной 2—3 мм. Все элементы, кроме тиристоров, стабилитронов и конденсаторов, могут быть установлены на монтажных планках или распаяны между развальцованными контактами.
Тиристоры, особенно Д235, необходимо проверить на наибольшее прямое напряжение по схеме (рис. 9), которая должна обеспечивать подачу через реостат R₁ на тиристор постоянного напряжения от 0 до 500—600 в. Для определения напряжения включения тиристора нужно реостатом R₁ плавно увеличивать напряжение до момента, когда стрелка вольтметра скачком упадет до нуля. Чтобы не было ошибки, измерение следует повторить два-три раза. Для обеспечения нормальной работы ЭСЗ нужно применять тиристоры с напряжением включения не менее 450 в. В противном случае может произойти преждевременное включение тиристора и, следовательно, преждевременное ценообразование.
После монтажа и сборки необходимо убедиться в правильности включения выводов управляющих катушек. Для этого к управляющему электроду тиристора и к корпусу двигателя подключается вольтметр постоянного тока со шкалой 1—3 в или микроамперметр на 300—1000 мка; при этом плюс прибора должен быть подключен к управляющему электроду. Затем необходимо медленно от руки проворачивать маховик. За один оборот коленчатого вала стрелка прибора должна отклониться вправо только один раз. Если она отклоняется два раза подряд, выводы следует поменять местами. Точно также определяется правильность подключения второй управляющей катушки.
На этом наладка заканчивается. Электронный блок помещается в корпус подходящих размеров и устанавливается или на двигателе под капотом (например, рядом с бензонасосом), или в лодке. Схема подключается к мотору с помощью 9-проводного кабеля длиной до двух метров.
Правильно собранный электронный блок с применением исправных деталей работает нормально без налаживания.
На маховиках моторов «Москва-25» и «Москва-25А» из четырех пар магнитов намагничена только одна пара, расположенная первой от шпоночного паза в направлении против часовой стрелки (если смотреть на маховик сверху). Поэтому что-либо изменять в маховике этих моторов при установке ЭСЗ не нужно. Применить предлагаемую схему ЭСЗ на «Москве-25АЭ» (с электрозапуском) нельзя, так как здесь все четыре пары магнитов на маховике намагничены, а при замене на маховик с одной парой мощность, снимаемая с генераторных катушек для подзарядки аккумулятора, резко снизится.
Свечи зажигания лучше всего применять типа А7,5ус или СИ-12.
В заключение несколько слов о результатах испытаний в течение двух сезонов «Москвы-25» с описанной бесконтактной системой зажигания. Прежде всего — за это время не было ни одного случая отказа системы, и двигатель запускался в любых условиях с первой попытки. Работа на малых оборотах очень устойчива. Значительно увеличился срок службы свечей, уменьшилось нагарообразование на головке блока цилиндров и поршнях.
Разработанная система может быть с успехом применена и на других лодочных моторах с одной парой магнитов на маховике: небольшая доработка в основном сводится к конструктивному изменению сердечников катушек управления и изменению числа витков зарядной и управляющей катушек.