(autorský článek našeho zákazníka)

Proč tři v jednom? Abych dodržel nějakou kvantitu, nejen kvalitu.

Tyto nápady spolu souvisejí.

1. Stabilní jednoduchý nízkonapěťový DC Soft-start
2. Nízkotlaké palivové čerpadlo místo AC pumpy na vašem veteránu
3. Náhrada kontaktního rozdělovače ve vašem veteránu

 

POZOR – POZOR – POZOR – pro ortodoxní veteránisty upřímné doporučení: body 2 a zejména bod 3 raději nečíst a ani se nedívat na obrázky, hrozí vám možný infarkt. Jen na vlastní riziko, za váš zdravotní stav nenesu odpovědnost.

Důvod: před více než 10 lety jsem svůj nápad č. 3 zveřejnil na jednom nejmenovaném veteránském portálu. Název záměrně neuvádím, jen nápověda „Sparta“. Moderátorem tohoto portálu jsem byl verbálně napaden za znesvěcení mého veterána. Pohádali jsme se jako dva opilci v hospodě čtvrté cenové skupiny při hraní Člověče, nezlob se. Následně můj příspěvek z portálu smazal. Proto jsem se až po n letech (20 let to mám v autě) znovu odvážil zveřejnit svou myšlenku, inovaci, zprznění mé Feldy. Konkrétně šlo o rozdělovač s Hallovými senzory.

Tento nápad je vhodný i pro majitele domácích traktůrků se škodováckými motory.

 

1. Stabilní jednoduchý nízkonapěťový DC Soft-start

Prohledával jsem „strýčka Googla“, zda najdu nějaké jednoduché zapojení stabilního DC Soft-startu. Našel jsem něco s „fetákem“ (MOSFET tranzistor). Vyzkoušel jsem to, ale nedokázalo to udržet dobu náběhu, která se měnila už při malé změně vstupního napětí. Nevýhodou byly i velké energetické ztráty. Našel jsem také zapojení s 555, ale to se mi zdálo dost komplikované – jsem líný tvor.

Při přehrabování šuplíků jsem objevil zapadlého Číňana (DC/DC měnič LM2596). Koukal jsem na něj, on na mě mrkal. Došlo mi to: co takhle připojit kondenzátor na regulační potenciometr – co to udělá?

 

A funguje to. Jednoduché stabilní zapojení DC Soft-startu je na světě. Na obr. 1 je schéma modulu s přidaným kondenzátorem Cn (zvýrazněno zeleně). Obr. 2 je fotografie modulu s připájeným kondenzátorem Cn (umístění Cn na modulu).

Při napájení měniče cca U = 14 V a nastaveném výstupu U = 12 V dává náběhový kondenzátor Cn o kapacitě 100 µF náběhový čas přibližně 1 s. 1000 µF = 10 s. Změna vstupního napětí modulu nemění dobu náběhu Soft-startu. Také výstupní zátěž modulu nemění dobu náběhu Soft-startu. Zvyšováním výstupního napětí (U výst.) se úměrně zvyšuje doba náběhu Soft-startu. Charakteristika náběhu Soft-startu není lineární, ale logaritmická – viz obr. 3, snímek obrazovky osciloskopu. Náběh Soft-startu nezačíná od nuly, ale od minimálního možného výstupního napětí modulu (1,23 V).

Obr. 1 - Schéma modulu s přidaným kondenzátorem Cn (zvýrazněno zeleně)

Obr. 2 - Modul s připájeným kondenzátorem Cn (umístění Cn na modulu)

Obr. 3 - Snímek obrazovky osciloskopu

2. Nízkotlaké palivové čerpadlo místo AC pumpy na vašem veteránu

DC Soft-start jsem potřeboval pro své staré auto. Věčné problémy s AC pumpou (membránové palivové čerpadlo): prasklá membrána, vadné ventily. U dlouho neprovozovaného auta se také odpaří benzín z karburátoru a je třeba jej ručně napumpovat, nebo dlouho protáčet/ startovat motor, než se naplní plováková komora. Tyto problémy mě vedly k náhradě AC pumpy nízkotlakým palivovým čerpadlem, které se běžně používalo v novějších vozech Škoda.

Obr. 4 – palivové čerpadlo

Čerpadlo je nízkotlaké, protože se počítalo s tím, že nebude mít žádnou regulaci. Jakmile se naplnila plováková komora, ventil (jehla) ovládaný plovákem uzavřel přívod paliva do karburátoru a čerpadlo tlačilo dál – nevypnulo se. Pracuje v „jalovém“ režimu, přehřívá se, zbytečně se opotřebovává a spotřebovává energii.

 

Řešením je elektronická kontrola zaplavení plovákové komory karburátoru pomocí snímače napojeného na Soft-start, který ovládá nízkotlaké palivové čerpadlo. Soft-start zajišťuje menší opotřebení čerpadla při jeho častém spínání.

Obr. 5 – schéma zapojení

Pro jednoduchost a cenu je vhodné použít přímo modul DC-DC měniče (kdo chce, vyrobí si zapojení s IO LM2596 od základu). Na modul stačí připájet náběhový kondenzátor Cn a odpájet nožičku č. 5 ON/OFF z LM2596 (obr. 6), na kterou se připojí tranzistorový časovač doběhu motoru. Ten řeší zákmit snímače paliva způsobený vibracemi vozidla a zajišťuje ještě dotlačení paliva do plovákové komory poté, co snímač sepne.

Obr. 6 - detail napojení náběhového kondenzátoru

Jedna věc je sepnutí spínače indikujícího zaplavení komory, druhá věc je skutečné uzavření paliva jehlovým ventilem ovládaným plovákem. Snímač musí být nastaven tak, aby reagoval o něco dříve než jehlový ventil. Doba doběhu čerpadla je dána velikostí kondenzátoru přes odpor 10 kΩ na bázi tranzistoru a také jeho zesílením. Použil jsem první „KCčko“, na které jsem narazil. Kondenzátor 20 µF dává 2–3 s doběhu. Obr. 7 ukazuje charakteristiku Soft-startu bez tohoto časovače – názorně, proč je nutný.

Obr. 7 - charakteristika Soft startu bez časovače

LED dioda připojená přímo na snímač je vyvedena jako kontrolka na palubní desku. Velmi důležitá věc, než začnete rozebírat filtr vzduchu a víko plovákové komory poté, co vám motor zhasne na křižovatce. Pokud nechcete znesvětit auto, nainstalujte kontrolku nenápadně, jen pro sebe.

Snímač paliva je napájen přes nízkovýkonový odpor 10 Ω, který slouží jako pojistka. Lze použít i pojistku dimenzovanou na odběr snímače. Snímač je v plovákové komoře – při zkratu by mohl zapálit benzín. Kdo se bojí, použije Hallův snímač mimo komoru, karburátor je z paramagnetického materiálu. Na páku plováku stačí připájet nosný plech s magnetem (např. z konzervy) a jeho ohnutím se seřídí sepnutí snímače. Pozor na hmotnost magnetu, aby plovák ještě spolehlivě uzavřel jehlový ventil.

DC-DC měnič nastavíme na výstup 10–11,5 V, což čerpadlu stačí. I při plném nastavení Soft-start funguje.

 

Použijete snímač, který se vám podaří sehnat – já použil indukční senzor IFRM 08P17A5. Průmyslové snímače jsou drahé, ale kvalitní; můj má i LED indikaci sepnutí, což usnadňuje seřízení hladiny. Typ snímače přizpůsobte dle datasheetu. Umístil jsem jej na víko karburátoru nad jehlový ventil. Lepší by bylo přímo nad plovák, ale bránil tomu filtr vzduchu. Na konec páky jsem připájel kousek pozinkovaného plechu, aby snímač lépe reagoval. Do víka jsem vyřezal závit pro seřízení.

Obr. 8 - umístění snímačů:

vlevo – modul s Hallovým snímačem, dosah 10 mm, LED, levný; vpravo – průmyslový indukční snímač.

Obr. 9 - nákres umístění v karburátoru (zeleně Hall, modře indukční)

Pedant si může doplnit ještě časovač řízený chodem motoru (od alternátoru – napětí nad cca 13,5 V znamená běžící motor – nebo z VN zapalování). Ten zabrání zbytečnému chodu čerpadla při prázdné nádrži nebo prasklé hadici. Soft-start se připojí na spínací skříňku (kontakt 15/54) nebo na zapalovací cívku (15). Zapojení má vstupní diodu D1 a transil D2 (15–40 V) proti špičkám zapalování.

Obr. 10 - umístění indukčního snímače

Seřízení karburátoru:

V příručce Údržba a opravy automobilů ŠKODA 440, 445, 450 Octavia, Felicia se pro karburátor JIKOV 32 BS uvádí: hladina v plovákové komoře má být 19–21 mm pod horní hranou. Odchylky se seřizují ohýbáním jazýčku.

Doplňuji: indukční snímač nastavíme cca na 19 mm, jehlový ventil na 21 mm. Opačně by to nedávalo smysl.

DOPLNĚNÍ + VIDEO

Detailnější popis bodu 2

Je to levnější (součástky nestojí víc než tři velká piva Prazdroje v hospodě). Zapojení by měl pochopit a zvládnout si ho „zbastlit“ (s pomocí tohoto dodatku) i člověk s minimálními znalostmi elektrotechniky.

Průmyslové indukční čidlo nepoužijeme, protože je násobně dražší než modul s Hall senzorem. Výhoda Hall senzoru je v tom, že ho nemusíme montovat přímo do karburátoru, ale na jeho povrch – protože, jak už jsem psal, karburátor je z paramagnetického materiálu. Co to znamená? Že magnetické pole není materiálem karburátoru odstíněno, ale prochází jím. Není tedy riziko, že by došlo k elektrickému výboji přímo v karburátoru. (I u průmyslového senzoru to sice nehrozí – část je už uvnitř karburátoru – ale jistota je jistota.)

---

Snímač hladiny paliva

Jako snímač hladiny paliva použijeme levný a dostupný modul, který se dá koupit v každém lepším e-shopu s elektronickými součástkami. Je to modul pro minipočítač / projekt Arduino – modul Hall senzoru s LM296. Nemá přesné výrobní označení, proto při koupi prosím porovnejte na internetu daný modul s fotkou uvedenou zde. Těchto modulů existuje více typů s drobnými rozdíly. Pravděpodobně by fungovaly i jiné (zručný elektrotechnik by s tím problém neměl), ale já zde uvádím zapojení s modulem, který mám ověřený a je OK.

Samotný Hall senzor nemá smysl kupovat, protože byste ho stejně museli doplnit dalšími součástkami a vyrábět nějaký plošný spoj. Nakonec by vás to vyšlo násobně dráž než hotový Hall modul.

OBRÁZEK: foto modulu Hall senzoru s IO LM393.

---

Úprava modulu pro naše zapojení

Úprava spočívá v tom, že na vývody IO (operační zesilovač) připájíme elektrolytický kondenzátor na vývody 4 a 5. Kondenzátor slouží jako časovač pro prodloužení sepnutí palivového čerpadla i poté, co Hall senzor už vypnul (dotlačení paliva do karburátoru). Zároveň eliminuje zákmit Hall senzoru při vibracích auta. Viz snímky z osciloskopu obr. 3 a obr. 7.

Je to vlastně náhrada tranzistoru KC507 s kondenzátorem v základním schématu obr. 5. Tím pádem už nemusíme vyrábět žádný plošný spoj s časovačem. Je to inovace oproti předchozímu návrhu – totální zjednodušení.

Elektrolytický kondenzátor C1 = 100 µF dává čas cca 1 sekundu, 200 µF cca 2 sekundy.

OBRÁZEK: úprava modulu Hall senzoru.

Na modulu ohněte samotný Hall senzor tak, aby se jeho aktivní plocha dotýkala víka karburátoru, pod které jste umístili magnet. Je možné také Hall senzor z modulu vyjmout a pomocí vodičů jej propojit s modulem, který umístíte mimo karburátor. Pak nezapomeňte na filtrační kondenzátor 100 nF připájený přímo na vývody napájení Hall senzoru.

Pokud bude celý modul Hall senzoru přímo na karburátoru, můžete ho i s nějakým úchytem zalít do epoxidu.

Datasheet modulu uvádí napájecí napětí 5 V. My do něj můžeme bez obav pustit 12 V – vydrží to. Hall senzor i IO jsou dimenzované na více než 20 V.

---

Důležité: logika sepnutí

Pozor, tohle je důležité. Tento modul Hall senzoru má výstup nastavený tak, že modul DC-DC měniče, který nám slouží jako Soft-start, je iniciován ke spuštění palivového čerpadla tehdy, když je Hall senzor vybuzen magnetickým polem magnetu.

Co to znamená?

Že magnet v karburátoru musí být umístěn na vahadle (plovák / jehlový ventil) nad uzavíracím ventilem – stejně jako indukční snímač na obr. 9 vyznačený modře.

Je tu ještě jedno možné řešení snímání hladiny benzínu v karburátoru: umístit modul Hall senzoru na spodní část karburátoru pod plovák a magnet uchytit na spodní část plováku.

Kdybyste chtěli magnet, který má iniciovat Hall senzor, umístit na vahadlo nad plovákem (obr. 9 zeleně), museli byste výstup modulu Hall senzoru negovat!

Nejjednodušší řešení (je to trochu prasárna): musíte „vykouzlit“ (vyměnit) nožičky na IO operačního zesilovače LM393(6 a 7), který je na modulu. Jak? Nadzvednout IO na straně vývodů 5, 6, 7, 8 a vývody propojit tenkými drátky:

8 na 8, 7 na 6, 6 na 7, 5 na 5.

Komu se to nelíbí, může si vyrobit úplně nový modul Hall senzoru „správně“, nebo mezi moduly zařadit negátor (stačí jeden tranzistor a pár součástek).

---

Neodymový magnet

Použijeme neodymový magnet, ne feritový. Důvod je jasný – váha magnetu by mohla omezit vztlak plováku, který by pak nemusel správně uzavírat jehlový ventil přívodu paliva. Také umístění magnetu na vahadlo má vliv (pákové pravidlo): čím blíž k ose otáčení, tím méně váha magnetu ovlivní sílu zavírání ventilu. Na druhé straně se zhorší hystereze/odezva snímače.

Kde sehnat neodymový magnet? Člověk ani netuší, kde všude je – nemusíte ho složitě shánět ani kupovat. Stačí ho manželce „štípnout“ z koženého pouzdra na mobil, nebo synovi znárodnit z nějaké hračky.

Další pozor: Hall senzor reaguje (tuším) jen na jižní pól magnetu. Pokud Hall modul na magnet nereaguje, magnet je potřeba otočit.

---

DC-DC měnič LM2596

Modul měniče s LM2596 DC-DC (který po malé úpravě slouží jako Soft-start – rozepsáno v hlavním článku) použijeme ten z obrázku. I těchto modulů existuje nespočet a nemají konkrétní výrobní číslo. Platí totéž jako u Hall modulu: fungovat budou i jiné, ale budete muset „maturovat“.

OBRÁZEK: modul měniče s LM2596 DC-DC (foto s úpravou)

OBRÁZEK: kompletní schéma zapojení

OBRÁZEK: názorné zapojení pro totální anti-radioamatéry (s obrázky)

---

Seznam součástek

• modul Hall senzoru s LM296 (Arduino)

• modul měniče s LM2596 DC-DC

• D1 dioda 1NP402 (jakákoliv nad 3 A)

• D2 transil unipolární 1.5KE18A (viz níže – alternativa)

• C1 elektrolytický kondenzátor 100 µF / 16 V (hodnotu upravte dle potřeby)

• C2 elektrolytický kondenzátor 500 µF / 16 V (hodnotu upravte dle potřeby)

• C3 elektrolytický kondenzátor 500 µF / 20 V

• R1 odpor 1200 Ω

• LED kontrolka (barva dle vašeho vkusu na palubovce)

---

Pokec / dodatečně

K transilu D2: je to důležitá součástka, bez které se dnešní auta plná polovodičů neobejdou. Eliminuje napěťové špičky (např. generované zapalovací cívkou), které by mohly „odpálit“ polovodiče. Můžete ji vyndat z alternátoru, který máte na polici – bývá v buzení rotoru.

OBRÁZEK: transil + regulátor alternátoru.

VIDEO: Názorné zobrazení funkčnosti zapojení.

Jestli se ani po tomhle detailním návodu nechytáte, zavolejte si nějakého kamaráda – ideálně Husákovo dítě. Ti umí skoro všechno. Hráli fotbal, lepili modely letadel, měli fotokomoru v koupelně a skoro každý bastlil barevná světla s tyristory na 220 V nebo NF zesilovače.

---

Prosba o zpětnou vazbu

Prosím vás o zpětnou vazbu. Pokud zapojení zrealizujete, napište třeba, kam jste umístili senzor na karburátoru, vaše zkušenosti s úpravou, nějaké fotky a pár slov – klidně i jako příspěvek.

3. Náhrada kontaktního rozdělovače ve vašem veteránu

Před více než dvaceti lety jsem vlastnil Škodu Forman. Při opravě zapalování jsem si všiml, že rozdělovač je totožný s rozdělovačem v mé Felicii model 996 z roku 1962. Při likvidaci Formana jsem si zapalování vyndal: rozdělovač, cívku i tranzistorovou spínací jednotku.

Později jsem komponenty namontoval do Feldy. Od té doby nečistím svíčky. Starý rozdělovač je zvenku téměř stejný jako nový, zásadní rozdíl je uvnitř: místo kladívek je Hallův snímač. Motor běží rovnoměrněji a spolehlivěji. Nový rozdělovač nemá vnější kondenzátor – pokud trváte na originalitě, můžete jej přehodit jen na oko.

Obr. 11 - detail soustružení dosedací plochy

Pozor na rozdíl v délce těla uchycení rozdělovače v bloku – je o 2–3 mm kratší. Vyřešil jsem to soustružením dosedací plochy při nízkých otáčkách upichovacím nožem tak, aby se rozdělovač nepoškodil odstředivou silou (obr. 11). Alternativou je výroba delší spojky/palce. Bez úpravy by palec nedostatečně zapadl do ozubeného kola na vačkovém hřídeli. Při výměně rozdělovače je nutné vyměnit i zapalovací cívku – důvod je zřejmý. Tranzistorovou jednotku jsem umístil na cívku (obr. 12); kdo nechce, skryje ji v motorovém prostoru. Komponenty jsou stále levně k dostání.

Obr. 12 - detail umístění tranzistorové jednotky na cívku

Obr. 13 - zadní strana tranzistorové jednotky se schématem zapalování

Obr. 14 - detail pod kapotou

Závěr

 

Kdo chce se svým starým autem spolehlivě jezdit (nejen se kochat v garáži), nebo spolehlivě orat s domácím traktůrkem (často se škodováckým motorem), neměl by se bránit malým inovacím.

Téměř 50 % nenastartovaných starých škodováckých motorů má na svědomí suchá plováková komora, dalších 40 % nefunkční zapalování, 10 % ostatní závady. Pokud nechcete měnit AC pumpu, aspoň si udělejte indikaci hladiny paliva v plovákové komoře s kontrolkou na palubní desce. Pokud nechcete neustále vyndávat svíčky, vyměňte zapalování – nebo si aspoň udělejte snímač jiskry na VN. Tím se dá předejít infarktu.

Být ortodoxním veteránistou se moc nevyplácí ani nedává logiku. V Británii přestavují veterány na elektromobily – to je teprve extrém. Oproti tomu malé úpravy, které zlepší jízdu…

Autor: Ivan Dendis, Slovensko