Узел электро-искрового зажигания автомобиля

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ 4

1 АНАЛИЗХАРАКТЕРИСТИКСХЕМЫ  ЭЛЕКТРОННОГОЗАЖИГАНИЯ 5

1.1 Системы зажигания современных автомобилей 5

1.2 Основные элементы системы зажигания 6

1.3 Классификация батарейных систем зажигания 7

1.4 Требование к системам зажигания. Основные параметры 11

1.5 Бесконтактные системы зажигания 16

1.6 Статическое распределение высокого напряжения по цилиндрам двигателя 19

2 СИНТЕЗ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ  СХЕМЫ ЭЛЕКТРОННОГОЗАЖИГАНИЯ И  ОПИСАНИЕ ЕЕ РАБОТЫ 21

3 ОПИСАНИЕ  МЕТОДИКИ РАСЧЁТА, РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ  ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ, ОБОСНОВАНИЕ  ВЫБОРА ЭЛЕМЕНТОВ 22

4 СИМУЛИРОВАНИЕ  РАБОТЫ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ  УСТРОЙСТВА НА КОМПЬЮТЕРЕ 24

5АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ 26

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 27

ПЕРЕЧЕНЬ  ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 28

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

С каждым годом расширяется применение электронных  приборов и систем в автомобилях. Сейчас практически любая система  электрооборудования включает элементы электроники с комплектующими, как  отечественного, так и импортного производства. Это связано с решением таких задач, как обеспечение  безопасности движения, уменьшение загрязнения  воздуха отработавшими газами, улучшение  ходовых качеств автомобиля, его  надежность, улучшение условий работы водителя, снижение трудоемкости технического обслуживания.

Внедрение электронных устройств идет в  основном по двум направлениям: замена существующих механических устройств, функции которых электронные  устройства выполняют с большей  надежностью, качеством (электронные  системы зажигания, регуляторы напряжения, тахометры и др.); внедрение электронных  приборов, выполняющих функции, которые  не могут выполнять механические приборы (электронные противоблокировочные системы, различные автоматические устройства, задающие режим работы двигателя и движения автомобиля и др.). Применение указанных устройств  позволяет существенно повысить эксплуатационные качества автомобиля.     Электрооборудование современного автомобиля представляет собой сложную систему, включающую до 100 и более изделий. Его стоимость примерно равна 1/3 стоимости автомобиля.

Внедрение электронных устройств также  связано с решением проблемы создания специальной элементной базы, так  как условия работы изделий электрооборудования  автомобиля весьма специфичны. Это  широкий диапазон изменения температур (-50... +150°С), вибрации, подверженность агрессивному действию окружающей среды и др.

Усложнение электрооборудования  автомобилей имеет и отрицательную  сторону, связанную с увеличением  числа отказов, иногда из-за некачественной сборки, или из-за неграмотного обращения  с ним. По статистике более 30% неисправностей в автомобиле приходится на электрооборудование.  

1 АНАЛИЗХАРАКТЕРИСТИКСХЕМЫ ЭЛЕКТРОННОГОЗАЖИГАНИЯ

1.1 Системы зажигания  современных автомобилей

 

Система зажигания (СЗ) предназначена для  надежного и своевременного воспламенения  рабочей смеси в цилиндрах  двигателя импульсами высокого напряжения, распределяя их по свечам цилиндров  в соответствии с порядком, фазой  и режимом работы двигателя (частоты  вращения и нагрузкой).

Источником  высокого напряжения служит катушка  зажигания, потребляя ток низкого  напряжения аккумуляторной батареи, она преобразует его в ток высокого напряжения (12…30 кВ).

Искровой  разряд, образующийся между электродами  свечи, должен обладать необходимой  энергией, обеспечивающей надежное воспламенение  рабочей смеси на всех режимах  работы двигателя.

Напряжение, при котором происходит искровой разряд между электродами свечи, называют ПРОБИВНЫМ. Оно зависит от зазора между электродами свечи, давления смеси (степени сжатия) и температуры газов. Пробивное напряжение увеличивается с повышением степени сжатия и расстояния между электродами и снижается с повышением температуры рабочей смеси. Для степени сжатия ∑= 7 + 7,5[1] при пуске необходимо напряжение пробоя равное 16...18 кВ, а на установившемся рабочем режиме 12...14 кВ. Для ∑ = 8,5 + 10, соответственно 18...20 кВ и 13...15 кВ. Система зажигания должна развивать рабочее напряжение, превышающее пробивное не менее чем в 1,5 раза. В процессе эксплуатации напряжение пробоя увеличивается за счет округления кромок электродов свечи и увеличения зазора между ними.

Электрическая искра вызывает появление в ограниченном объеме рабочей смеси первых активных центров, от которых начинается развитие химической реакции окисления топлива. Воспламенение рабочей смеси  является началом бурной реакции  окисления топлива, сопровождающейся выделением тепла.

От мощности искры и момента зажигания  рабочей смеси в значительной степени зависит экономичность  и устойчивость работы двигателя, а  также токсичность отработавших газов. На прогретом двигателе к  моменту искрообразования рабочая  смесь сжата и имеет температуру, близкую к температуре самовоспламенения. В этом случае достаточно незначительной энергии электрического разряда, порядка 1...5 мДж[1]. Однако при пуске холодного двигателя, работе на обедненных смесях (а = 1,1...1,2) при частичном открытии дроссельной заслонки, работе на холостом ходу, работе при резких открытиях дроссельной заслонки, требуется значительная энергия искры, порядка 30...100 мДж и иметь продолжительность порядка 2 мс, чтобы пробить зазор в свече 0,6...1,1 мм. Для повышения мощности, экономичности и уменьшения токсичности двигателя, СЗ должна автоматически устанавливать оптимальный угол опережения зажигания (изменять установочный угол) в зависимости от различных скоростных и нагрузочных режимов работы и других параметров (состава и температуры смеси и двигателя, состава выпускных газов, а также на режимах пуска, разгона и торможения двигателем).

Момент  зажигания характеризуется углом  поворота коленчатого вала (КВ), отсчитываемый  от положения вала в момент подачи искры до положения, когда поршень  проходит в верхнюю мертвую точку (ВМТ).

Момент  зажигания рабочей смеси должен выбираться с таким расчетом, чтобы  смесь, сгорая, развивала максимальное давление сразу после прохода  поршнем ВМТ. Рабочая смесь сгорает  в течение определенного времени. Сразу после электрического разряда  происходит скрытый период горения, в течение которого давление в  цилиндре, обуславливаемое горением, еще не повышается. Затем следует  период видимого горения, при котором  фронт пламени распространяется со скоростью 20...40 м/с и резко повышается давление газов.

Угол  между положением КВ и ВМТ в  момент искрообразования, называют углом  опережения зажигания (УОЗ).

1.2 Основные элементы системы зажигания

 

Известные ныне системы зажигания получают необходимую энергию не непосредственно  от аккумуляторной батареи, а от промежуточного накопителя энергии. В зависимости  от накопителя различают системы с накоплением энергии в индуктивности и емкости.

На рисунке 1.1 представлена структурная схема батарейной системы зажигания и её основные

элементы:

- источник тока ИТ, функцию которого выполняет аккумуляторная батарея или генератор;

- выключатель цепи питания ВЗ, функцию которого выполняет замок зажигания;

- датчик-синхронизатор ДС, механическим способом связанный с коленчатым валом двигателя, определяет угловое положение коленчатого вала;

-  регулятор момента зажигания РМЗ, который механическим или электрическим способом вычисляет момент подачи искры в зависимости от частоты вращения или нагрузки двигателя;

-  источник высокого напряжения ИВН, содержащий накопитель энергии Н преобразователь низкого напряжения в высокое П, функцию которых выполняет катушка зажигания;

-датчик-управления ДУ, представляет собой электромеханический ключ (контакты прерывателя) или электронный ключ (мощный транзистор или тиристор), управляется РМЗ, служит для подключения и отключения ИТ к накопителю ИВН, т. е. управляет процессами накопления и преобразования энергии;

- распределитель импульсов высокого напряжения Р механическим либо электрическим способом распределяет высокое напряжение по соответствующим цилиндрам двигателя;

- элементы помехоподавления ПП, функции которых выполняют экранированные провода и помехо-подавительные резисторы, размещенные либо в распределителе Р, либо в свечных наконечниках, либо в высоковольтных проводах в виде распределенного сопротивления;

-  свечи зажигания СВ, которые служат для образования искрового разряда и зажигания рабочей смеси в камере сгорания двигателя.

Рисунок 1.1 – Структурная схема батарейной системы зажигания

1.3 Классификация батарейных систем зажигания

 

Классификационная схема батарейных систем зажигания, использующих катушку (или несколько  катушек) зажигания в качестве источника  импульсов высокого напряжения, представлена на рисунке1.2.

Системы зажигания в представленной классификационной  схеме подразделены по шести основным признакам:

► по способу  управления (синхронизации) системой зажигания;

► по способу  регулирования угла опережения зажигания;

► по способу  накопления энергии;

►по типу датчика управления (по способу размыкания первичной цепи катушки зажигания);

►  по способу распределения импульсов  высокого напряжения по цилиндрам двигателя;

►  по типу защиты от радиопомех.

По способу  управления системы зажигания делят  на системы с контактным управлением  и системы с бесконтактным  управлением (или бесконтактные системы). Системам с контактным управлением присущи недостатки, связанные с износом и разрегулировкой контактов, ограниченные скоростные режимы из-за вибрации контактов и т. п.

В бесконтактных  системах зажигания управление осуществляется специальными бесконтактными датчиками, что позволяет избежать указанных недостатков систем с контактным управлением.

Внутри  этих двух классов системы отличаются как конструктивными схемными решениями, так и применяемыми электронными коммутирующими приборами, датчиками, способами накопления энергии, регулирования  угла опережения зажигания, распределением импульсов высокого напряжения по цилиндрам.

В более  простых системах зажигания для  регулирования угла опережения используются механические центробежный и вакуумный  автоматы, которые реализуют весьма простые зависимости.

Механические  автоматы со временем изнашиваются, что  приводит к погрешности момента искрообразования и ухудшению процесса сгорания рабочей смеси. Дополнительные погрешности возникают также и в результате использования механической понижающей передачи от коленчатого вала двигателя к распределителю.

В последнее  время благодаря большим достижениям  в области электроники и микроэлектроники создаются системы зажигания, в которых полностью отсутствуют механические устройства управления, а следовательно, и ограничения, свойственные им. Эти системы, осуществляющие управление моментом зажигания по большому числу параметров, приближая угол опережения к оптимальному, получили общее название - системы с электронным регулированием угла опережения зажигания. Среди способов реализации этих систем можно выделить два: аналоговый и цифровой. В настоящее время цифровые системы зажигания, благодаря развитию технологии производства цифровых интегральных схем средней и большой степени интеграции, являются наиболее совершенными. Одним из последних достижений в этой области являются микропроцессорные системы.

Применение  электроники позволяет полностью  исключить механические узлы, например вращающийся высоковольтный распределитель энергии. Функцию распределителя выполняют  многовыводные (2-х, 4-х, 6-х - выводные) кагушки  зажигания или катушечные модули, управляемые контроллером. В системах со статическим распределением энергии, благодаря отсутствию вращающегося бегунка и связанного с ним искрения, значительно ниже уровень электромагнитных помех.

В ряде случаев, например, на автомобилях высокого класса, требуется максимальное снижение уровня помех радиоприему, телевидению и средствам связи, как на самом автомобиле, так и на внешних объектах. С этой целью высоковольтные детали и провода, а также сами узлы системы зажигания экранируют. Такие системы зажигания называются экранированными.

Все системы  зажигания разделяются также  на две группы, отличающиеся способами  накопления энергии (в индуктивности или емкости) и способами размыкания первичной цепи катушки зажигания (типом силового реле). На автомобильных двигателях широкое применение нашли системы зажигания с накоплением электромагнитной энергии в магнитном поле катушки, использующие контактные или транзисторные прерыватели. В тиристорных системах зажигания энергия для искрового разряда накапливается в конденсаторе, а в качестве силового реле применяется тиристор. В этих системах катушка зажигания не накапливает энергию, а лишь преобразует напряжение. Характерной особенностью тиристорных систем зажигания является высокая скорость нарастания вторичного напряжения, поэтому пробой искрового промежутка свечи надежно обеспечивается даже при загрязненном и покрытом нагаром изоляторе свечи. Кроме того, в тиристорных системах величина вторичного напряжения может быть практически постоянной при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя до максимальной, так как конденсатор успевает полностью зарядиться на всех режимах работы двигателя. Однако тиристорные системы зажигания имеют сравнительно малую продолжительность индуктивной составляющей искрового разряда (не более 300 мкс), что приводит к ухудшению воспламеняемости и сгорания рабочей смеси в цилиндрах двигателя на режимах частичных нагрузок. Многочисленными исследованиями установлено, что в режимах частных нагрузок и при работе двигателя на сильно обедненных рабочих смесях требуется продолжительность индуктивной составляющей искрового разряда не менее 1,5...2 мс, что достаточно просто реализуется в системах зажигания с накоплением энергии в индуктивности. Последние достижения в области создания транзисторных систем зажигания, такие, как использование высоковольтных транзисторов Дарлингтона, применение принципа нормирования времени накопления энергии, позволили практически устранить такие недостатки индуктивных систем, как большая зависимость вторичного напряжения от шунтирующего сопротивления на изоляторе свечи и от частоты вращения коленчатого вала. Перечисленные достоинства и простота реализации предопределили широкое использование систем зажигания с накоплением энергии в индуктивности на автомобильных двигателях.

Системы зажигания с накоплением энергии  в емкости нашли широкое применение на газовых и высокооборотных  мотоциклетных двигателях, которые  не критичны к длительности искрового  разряда.

Рисунок 1.2 – Классификационная схема батарейных систем зажигания автомобильных двигателей

 

В соответствии с классификационной схемой (рисунок1.2) различают следующие системы зажигания, которые серийно выпускаются в настоящее время у нас в стране и за рубежом:

► контактная с механическим прерывателем и катушкой зажигания, или классическая;

► контактно-транзисторная;

► контактно-тиристорная  с накоплением энергии в емкости:

► бесконтактно-тиристорная  с накоплением энергии в емкости  и индукционным датчиком;

► бесконтактно-тиристорная  с накоплением энергии в емкости  с датчиком Холла;

► бесконтактно-транзисторная  с накоплением энергии в индуктивности  и индукционным датчиком;

► бесконтактно-транзисторная  с накоплением энергии в индуктивности  с датчиком Холла;

► бесконтактно-транзисторная  с накоплением энергии в емкости  с датчиком Холла;

► цифровая с механическим распределителем;

► цифровая со статическим распределителем;

► микропроцессорная  система управления автомобильным  двигателем (МСУАД).

 

 

1.4 Требование к системам зажигания. Основные параметры

 

Исходя, из условий работы ДВС к системам зажигания предъявляют следующие основные требования:

-  система зажигания должна развивать напряжения, достаточные для пробоя искрового промежутка свечи, обеспечивая при этом бесперебойное искрообразование на всех режимах работы двигателя;

- искра, образующаяся между электродами свечи, должна обладать достаточной энергией и продолжительностью для воспламенения рабочей смеси при всех возможных режимах работы двигателя;

- момент зажигания должен быть строго определенным и соответствовать условиям работы двигателя;

- работа всех элементов системы зажигания должна быть надежной при высоких температурах и механических нагрузках, которые имеют место на двигателе;

- эрозия электродов свечи должна находиться в пределах допуска.

Исходя  из этих требований любая система  зажигания характеризуется следующими основными параметрами:

- развиваемым вторичным напряжением в пусковом и рабочем режимах работы U2m;

- энергией Wp и длительностью индуктивной составляющей - искрового разряда τр;

- углом опережения зажигания φ;

- скоростью нарастания вторичного напряжения;

- зазором между электродами свечей δ;

- коэффициентом запаса по вторичному напряжению Кз;

Коэффициентом запаса по вторичному напряжению Кз называется отношение вторичного напряжения U:m, развиваемого системой зажигания, к пробивному напряжению Uпp между электродами свечей, установленных на двигателе: .

Пробивное напряжение. Свеча, ввернутая в камеру сгорания двигателя, является своеобразным разрядником. Напряжение, при котором происходит пробой искрового промежутка свечи, называется пробивным.

Величина  пробивного напряжения для однородных полей, согласно экспериментальному закону Пашена, прямо пропорциональна давлению смеси ри расстоянию между электродами и

обратно пропорциональна  температуре смеси Т: т. е.

Кроме того, на величину Uпp оказывают влияние состав смеси, длительность и форма приложенного напряжения, полярность пробивного напряжения, материал электродов и условия работы двигателя.

Так, например, при пуске холодного двигателя  стенки цилиндра и электроды свечи  холодные, всасываемая топливно-воздушная смесь имеет низкую температуру и плохо перемешана. При сжатии смесь слабо прогревается и капли топлива не испаряются. Попадая в межэлектродное пространство свечи, такая смесь увеличивает пробивное напряжение на 15...20 %.

На рисунке1.3а приведены зависимости Unp от давления при различных температурах.

                         а)                                                                б)

Рисунок1.3–а) влияние давления и температуры на пробивное напряжение;б) зависимость пробивного напряжения от частоты вращения коленчатого вала при различных нагрузках: 1 - пробивное напряжение при полной нагрузке; 2 - то же при 1/2 нагрузки; 3 - то же при малой нагрузке; 4 - то же при пуске и холостом ходе.

Увеличение  частоты вращения коленчатого вал  двигателя первоначально вызывает некоторое увеличение пробивного напряжения ввиду роста давления сжатия, однако далее происходит уменьшение Unp, так как ухудшается наполнение цилиндров свежей смесью и возрастает температура центрального электрода свечи.

Максимального значения пробивное напряжение достигает  при пуске и разгоне двигателя, минимального, при работе на установившемся режиме на максимуме мощности.

На рисунке 1.3б показаны зависимости пробивного напряжения Unp от частоты вращения коленчатого вала двигателя при различных нагрузках.

В течение  первых 2 тыс. км.пробега нового автомобиля пробивное напряжение повышается на 20...25 % за счет округления кромок электродов свечи. В дальнейшем напряжение растет за счет износа электродов и увеличения зазора, что требует проверки и регулировки зазора в свечах через каждые 10...15 тыс. км.пробега.

Если  двигатель работает на неустановившихся режимах в результате неоднородности рабочей смеси, поступающей в цилиндры, пробивное напряжение в отдельных цилиндрах может значительно отличаться, а в некоторых случаях могут наблюдаться даже перебои, искрообразо-вания.

Для современных  систем зажигания коэффициент запаса по вторичному напряжению принимают не менее 1,5, а в экранированных системах 1,8.

Параметры искрового разряда - энергия, длительность, зазор в евече влияют на развитие начала процесса сгорания в цилиндрах двигателя (в режимах пуска, холостого хода, неустановившихся режимах и при частичных нагрузках). Проведенными исследованиями установлено, что увеличение энергии и продолжительности индуктивной составляющей искрового разряда обеспечивают большую надежность воспламенения смеси и снижение расхода топлива на этих режимах.

Момент зажигания (угол опережения зажигания). Существенное влияние на мощность, экономичность и токсичность двигателя оказывает момент зажигания (появление искрового разряда в свече). Для каждого режима работы двигателя имеется оптимальный момент зажигания, обеспечивающий наилучшие его показатели.

Угол  опережения, при котором двигатель  развивает максимальную мощность на данном скоростном и нагрузочном  режимах, называют оптимальным.

При раннем зажигании (угол опережения больше оптимального) максимальное давление в цилиндре создается  до прихода поршня в ВМТ. В результате поршень принимает сильные встречные  удары, что приводит к потере мощности с характерными металлическими стуками и форсированным износом деталей двигателя.

При позднем  зажигании после перехода поршня через ВМТ (угол опережения зажигания  меньше оптимального) смесь горит  в такте расширения и в процессе выпуска. Давление газов не достигает  своей максимальной величены, мощность и экономичность двигателя снижаются. Происходит повышение токсичности  выхлопных газов и температуры (двигатель перегревается из-за увеличения отдачи тепла в охлаждающую жидкость).

С повышением частоты вращения KB проходит больший угловой путь за время горения смеси, и угол опережения зажигания надо увеличить.

При непрерывно изменяющейся частоте вращения KB, угол опережения зажигания автоматически корректирует центробежный регулятор.

С уменьшением  нагрузки (прикрытием дроссельной заслонки), при постоянной частоте вращения наполнение цилиндров свежей смесью уменьшается, а процентное содержание остаточных газов в рабочей смеси увеличивается, она горит медленнее и требует увеличения угла опережения зажигания. Автоматическое изменение угла опережения зажигания при изменении нагрузки осуществляет вакуумный регулятор опережения зажигания. При переходе на топливо, имеющее меньшее октановое число, угол опережения уменьшают в ручную, с помощью октан -корректора.

На рисунке1.4 показано, изменение давления в цилиндре двигателя в зависимости от угла опережения зажигания. Оптимальное протекание процесса сгорания происходит в том случае, когда угол опережения зажигания наивыгоднейший (кривая 2). Максимум мощности двигатель развивает в том случае, если наибольшее давление в цилиндре создается после ВМТ через 10...15° угла поворота коленчатого вала двигателя, т. е. когда процесс сгорания заканчивается несколько позднее ВМТ. Наивыгоднейший угол опережения зажигания определяется временем, которое отводится на сгорание смеси, и скоростью сгорания смеси. В свою очередь, время, отводимое на сгорание, зависит от частоты вращения коленчатого вала, а скорость сгорания определяется составом рабочей смеси и степенью сжатия.

 

Рисунок 1.4– Изменение давления в цилиндре двигателя в зависимости от момента зажигания: 1  - раннее зажигание; 2 - нормальное зажигание;

3 - позднее зажигание; а - момент зажигания; б - детонация; Pz - максимум давления в цилиндре.

 

По современным  представлениям, угол опережения зажигания  должен выбираться с учетом частоты  вращения коленчатого вала, нагрузки, двигателя, температуры охлаждающей  жидкости и всасываемого воздуха, атмосферного давления, состава выхлопных газов, скорости изменения положения дроссельной  заслонки (разгон, торможение).

На рисунках1.5 и 1.6 приведены зависимости наивыгоднейшего угла опережения зажигания от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя.

Рисунок1.5– Зависимость угла опережения зажигания от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

 

Рисунок1.6– Зависимость угла опережениязажигания от нагрузки при

различной частоте вращения.

 

Кроме обеспечения  наивыгоднейшего угла опережения, система  зажигания должна обеспечивать очередность подачи высокого напряжения на свечи соответствующих цилиндров двигателя в соответствии с порядком работы.

Одним из важных требований эксплуатации к системам зажигания является сохранение ее исходных характеристик без изменений  в течение всего срока службы двигателя при минимуме ухода.

 

 

 

1.5 Бесконтактные системы зажигания

 

В бесконтактных  СЗ контакты прерывателя заменены бесконтактным  датчиком, который вырабатывает электрические  импульсы в строго заданные моменты  времени. Эти импульсы поступают  в схему управления током (импульсный усилитель) первичной обмотки катушки  зажигания. Бесконтактные датчики  не имеют механического контакта и поэтому практически не подвержены износу.

 

Рисунок 1.7– Блок схема бесконтактной системы зажигания: 1 - бесконтактный датчик углового положения KB двигателя; 2 - формирующий каскад; 3 выходной каскад; 4 - коммутатор; 5 - катушка зажигания; 6 - свеча зажигания.

 

В наиболее простых бесконтактных системах зажигания (рисунок 1.7) устройство управления 4 преобразует сигналы с датчика 1, осуществляя усиление его мощности, и производит коммутацию выходного каскада, нагрузкой которого служит катушка зажигания 5, т. е. реализуются характеристики, присущие ранее рассмотренным системам зажигания. При этом используются те же механические автоматы опережения зажигания, что и в классической, и. контактно-транзисторной системах.

Электронное устройство 4, функционально и конструктивно  объединяющее формирователь 2 и выходной каскад 3, в отечественной литературе принято называть коммутатором.

По аналогии с углом замкнутого состояния  контактов в классических и контактно-транзисторных  системах зажигания угол включенного  состояния выходного транзистор α, в этих БСЗ постоянный и не зависит  от частоты вращения вала двигателя  и напряжения батареи. Следовательно, время накопления tH, энергии в зависимости от частоты вращения коленчатого вала изменяется по жесткому закону: , т. е. время накопления энергии увеличивается с уменьшением частоты вращения n. В такой системе увеличение тока разрыва неизбежно приводит к увеличению мощности, рассеиваемой катушкой зажигания, добавочным сопротивлением и транзисторным коммутатором в диапазоне малых и средних частот вращения вала двигателя.

Отмеченный  недостаток не позволяет в рамках БСЗ с постоянным углом включенного  состояния выходного транзистора  вести дальнейшую интенсификацию выходных характеристик. Поэтому дальнейшим этапом в развитии БСЗ явилось  создание систем зажигания с нормируемым временем накопления энергии. В таких системах во всем диапазоне частот вращения вала двигателя и значений питающего напряжения определяется минимальное время, за которое ток разрыва Iр достигает величины, необходимой для индуцирования требуемого значения вторичного напряжения.