Структура и функции БСЗ
При включении зажигания (2) подается напряжение питания на первичную обмотку катушки зажигания (3). Через первичную обмотку проходит ток, как только коммутатор (4) получит сигнал с датчика зажигания (5), ток первичной обмотки прерывается. Клемма 1 катушки зажигания по средством коммутатора соединяется с массой. Во вторичной обмотке индуцируется высокое напряжение более 20 кВ.
Вторичное напряжение системы зажигания через клемму 4 катушки зажигания передается на датчик-распределитель на соответствующий цилиндр и свечу зажигания.
Блок управления определяет частоту вращения коленчатого вала (сигналы датчика) и на ее основании управляет временем накопления тока первичной обмотки катушки зажигания (длительностью открытого состояния выходного транзистора или тиристора системы зажигания) и его величиной. В соответствии с частотой вращения и напряжением аккумуляторной батареи, незадолго до появления искры зажигания устанавливается заданное значение первичного тока, то есть при увеличении частоты вращения длительность протекания тока увеличивается так же, как при уменьшении напряжения аккумуляторной батареи.
При включенном зажигании и неработающем двигателе (отсутствие сигнала датчика) через некоторое время (как правило, через одну секунду) отключается ток первичной обмотки катушки зажигания. Как только блок управления получит сигнал датчика (например, при запуске), он снова переходит в рабочее состояние.
Для адаптации момента зажигания к разным состояниям нагрузки регулировка осуществляется так же, как и в контактных системах зажигания, механическим способом посредством мембранного механизма вакуумного регулятора, а также центробежного регулятора. В результате сигнал датчика (и вместе с ним момент зажигания) изменяется в зависимости от оборотов и нагрузке двигателя.
Индуктивное формирование сигнала в бесконтактной транзисторной системе зажигания накоплением энергии в индуктивности
В результате вращения ротора датчика управляющих импульсов изменяется магнитное поле и в индукционной обмотке (статоре) создается представленное на рисунке а, б переменное напряжение. При этом напряжение увеличивается по мере приближения зубцов ротора к зубцам статора. Положительный полупериод напряжения достигает своего максимального значения, когда расстояние между зубцами статора и ротора минимальное. При увеличении расстояния магнитный поток резко меняет свое направление и напряжение становится отрицательным.
В этот момент времени (tz) в результате прерывания первинного тока коммутатором инициируется процесс зажигания.
Количество зубцов ротора и статора в большинстве случаев соответствует количеству цилиндров. В этом случае ротор вращается с уменьшенной вдове частотой вращения коленчатого вала. Пиковое напряжение (± U) при низкой частоте вращения составляет прибл. 0,5 В, при высокой — прибл. до 100 В.
Момент зажигания можно проконтролировать только при работающем двигателе, поскольку без вращения ротора изменение магнитного поля не происходит и в результате не создается сигнал.
Электронная система управления двигателем
Практически все современные автомобили снабжены электронным блоком управления (ЭБУ). Он автоматически подбирает оптимальные рабочие параметры для двигателя на основании поступающей от датчиков информации. С его помощью можно диагностировать возникшие поломки в различных автомобильных системах, в том числе в системе зажигания. Для диагностики необходимо подключить специальный сканер, который в случае возникновения ошибки покажет вам ее код. Зачастую ошибка в работе системы может возникнуть из-за поломки одного из электронных датчиков, дающих информацию для ЭБУ. Об ошибке вам сообщит электронный сканер.
Описание системы зажигания Лада Веста
Система зажигания Лада Веста управляется контроллером, регулирующим момент подачи импульса на свечи. Контроллер получает информацию с датчика положения коленчатого вала. Каждая свеча имеет отдельную катушку, преобразующую низкое напряжение в высокое для создания искры. Пуск тока в цепь производится посредством реле, которое включается поворотом ключа запуска двигателя. ЭСУД считывает информацию с датчика детонации и определяет оптимальный угол опережения индивидуально для каждого цилиндра. Это позволяет выстроить оптимальный режим работы узла, и тем самым избежать выхода из строя прочих деталей двигателя.
В прошлом основные неисправности контактной системы зажигания выявлялись «на глаз». Что касается современных автомобилей, то основные неисправности бесконтактной системы зажигания выявляются, как правило, при помощи компьютера, подключенного к диагностическому разъёму.
Зажигание без распределителя
Сводка по зажиганию без распределителя
Плюсы:
- Надежность: может генерировать постоянное высокое напряжение на протяжении всего срока службы двигателя.
- Точное время зажигания: поскольку распределитель, который подвергается износу после определенных миль, снимается, время зажигания можно точно контролировать, что позволяет снизить выбросы.
- Меньше вероятность поломки: благодаря отсутствию движущихся частей, поскольку теперь система электронная.
Минусы:
- Более дорогостоящее обслуживание: однако отсутствие движущихся частей также означает, что его может быть намного сложнее диагностировать и более дорого ремонтировать, если возникает проблема, чем механические системы зажигания.
- Более дорогие детали: системы без распределителя требуют двойных платиновых свечей зажигания для облегчения зажигания.
Принцип работы электронной системы зажигания
Система начинает свою работу с ее подключения к аккумулятору. За это отвечает контактная группа замка зажигания в большинстве современных автомобилях, а в некоторых моделях, оснащенных бесключевым доступом и кнопкой запуска силового агрегата, она включается автоматически, как только водитель нажимает кнопку «Start». В некоторых современных автомобилях системой зажигания можно управлять через мобильный телефон (удаленный запуск ДВС).
За работу СЗ отвечает несколько элементов. Самым главным из них является датчик положения коленвала, который устанавливается в электронных системах инжекторных моторов. О том, что это такое и как он работает, читайте отдельно. Он подает сигнал, в какой момент поршень первого цилиндра выполнит такт сжатия. Этот импульс идет на блок управления (в старых автомобилях эта функция выполняется прерывателем и распределителем), который активирует соответствующую обмотку катушки, отвечающую за образование тока высокого напряжения.
В момент включения схемы напряжение от аккумуляторной батареи поступает на первичную обмотку КЗ. Но чтобы образовалась искра, нужно обеспечить вращение коленчатого вала – только так датчик положения коленвала сможет сформировать импульс для образования высоковольтного пучка энергии. Самостоятельно коленчатый вал не сможет начать вращаться. Для начала работы мотора используется стартер. Подробно о том, как работает этот механизм, рассказывается отдельно.
Стартер принудительно проворачивает коленчатый вал. Вместе с ним всегда вращается и маховик (о разных модификациях и функциях этой детали читайте здесь). На фланце коленвала сделано небольшое отверстие (точнее, отсутствует несколько зубьев). Рядом с этой деталью установлен ДПКВ, который работает по принципу Холла. По прорези на фланце датчик определяет тот момент, когда поршень первого цилиндра окажется в верхней мертвой точке, выполняя такт сжатия.
Импульсы, которые создает ДПКВ, поступают на ЭБУ. На основании алгоритмов, прошитых в микропроцессоре, он определяет оптимальный момент создания искры в каждом отдельном цилиндре. Далее блок управления посылает импульс на воспламенитель. По умолчанию эта часть системы подает на катушку постоянное напряжение в 12 вольт. Как только от эбу поступает сигнал, транзистор воспламенителя закрывается.
В этот момент подача электричества на первичную обмотку КЗ резко прекращается. Это провоцирует электромагнитную индукцию, благодаря которой во вторичной обмотке образуется ток высокого напряжения (до нескольких десятков тысяч вольт). В зависимости от типа системы этот импульс поступает на электронный распределитель, либо сразу идет из катушки на свечу.
В первом случае в схеме СЗ будут присутствовать высоковольтные провода. Если катушка зажигания установлена непосредственно на свече, то вся электрическая магистраль состоит из обычных проводов, которые используются во всей электроцепи бортовой системы автомобиля.
Как только в свечу попадает электричество, между ее электродами образуется разряд, который и зажигает смесь бензина (или газа в случае использования ГБО) и воздуха. Дальше мотор может работать самостоятельно, и в стартере теперь нет необходимости. Электроника (если используется кнопка запуска) самостоятельно отключает стартер. В более простых схемах водителю в этот момент необходимо отпустить ключ, и подпружиненный механизм переведет контактную группу замка зажигания в положение включенной системы.
Как уже было сказано немного ранее, корректировка угла опережения зажигания производится самим блоком управления. В зависимости от модели автомобиля электронная схема может насчитывать разное количество входных датчиков, по импульсам от которых ЭБУ определяет нагрузку на силовой агрегат, скорость вращения коленчатого и распределительного валов, а также другие параметры мотора. Все эти сигналы обрабатываются микропроцессором и активируются соответствующие алгоритмы.
Способы переоборудования контактной системы зажигания в бесконтактную
Естественно, по дорогам нашей необъятной Родины колесит огромное количество автомобилей (как импортных, так и отечественных), оборудованных стандартной системой зажигания. Повысить эффективность и надежность ее работы – мечта любого владельца транспортного средства. В настоящее время сделать это своими руками достаточно просто. Существует два основных способа (вариант полностью самодельного устройства мы не рассматриваем) модернизации системы зажигания:
- Приобретение и установка полного комплекта бесконтактного зажигания. Хотя такой вариант тюнинга и является достаточно дорогостоящим, специалисты считают его самым «правильным» с технической точки зрения. Только полностью заменив штатную систему зажигания можно получить новую, обладающую всеми достоинствами бесконтактного искрообразования.
- Доработка «родного» трамблера, путем установки специального модуля, представляющего собой малогабаритное устройство «3 в 1» (датчик, усилитель сигнала и коммутирующий транзистор). Этот вариант модернизации является менее затратным и позволяет несколько улучшить технические характеристики традиционной системы зажигания, исключив из схемы «проблемный» механический прерыватель.
На заметку! Производители автомобильных запчастей предлагают пользователям наборы, позволяющие произвести переделку систем зажигания для различных моделей транспортных средств, в соответствии с вышеописанными вариантами.
Признаки неисправности коммутатора
Потеря системой зажигания искры — один из главных симптомов отсутствия исправности коммутатора. Естественно, это сопровождается трудным запуском двигателя, перебоями в его работе. Однако специалисты предупреждают — торопиться с заменой элемента не стоит, ведь подобные признаки присущи также и при других неполадках. К примеру, это же происходит при обрыве ремня ГРМ, повреждении трамблёра или катушки зажигания, слабых контактах соединений проводки и т. д.
Одним словом, проверять коммутатор нужно грамотно. Но как это сделать без квалификации, ведь устройство имеет сложную конструкцию. Есть несколько практичных способов. Первый, это не заморачиваться и установить новый коммутатор. Если проблема исчезнет, значит, всё отлично. Второй способ подразумевает использование контрольной лампы на 12 вольт и стандартного набора ключей.
Далее по инструкции:
- обесточить аккумулятор;
- снять управляющий провод «К» с катушки зажигания — он часто бывает выкрашен в коричневый или красный цвет и проложен к главному зажиму коммутатора;
- на его место установить один конец контрольной лампы, второй — соединить с проводом «К»;
- подсоединить внешнее питание 12 вольт — аккумулятор;
- запустить двигатель.
Если лампа начнёт мигать — коммутатор исправен. Обратная ситуация, когда индикатор не подаёт никаких рабочих признаков, укажет на проблемы с устройством. Вряд ли оно полностью испортилось, тогда двигатель не завёлся бы с первого раза.
Признаки неисправности коммутатора точнее можно увидеть на профессиональном оборудовании — специальном стенде. Это даёт возможность не только определить факт работоспособности устройства, но и рассчитать длительность импульсов. Кроме того, специалисты отдельно измеряют напряжение на выходе датчика Холла — норма не более 0,4 В. Также замыкается первый и второй выводы коммутатора при включённом зажигании, чтобы протестировать наличие искры.
Катушка зажигания
Частой причиной проблем в системе становится катушка зажигания (далее КЗ). Ее задача — образование высоковольтного разряда на свече зажигания. Конструктивно катушки бывают разными. На старых машинах использовались катушки с одной обмоткой, на более современных — сдвоенные или монолитные модули, содержащие высоковольтные провода и наконечники. В настоящее время чаще всего устанавливают катушки для каждого цилиндра. Они монтируются непосредственно на свечи, их конструкция не предусматривает использование высоковольтных проводов и наконечников.
Катушка зажигания
На старых автомобилях, где КЗ устанавливалась в единственном экземпляре, ее выход из строя (обрыв обмотки или короткое замыкание в ней) автоматически приводил к тому, что машина попросту не заводилась. На современных автомобилях в случае возникновения проблем на одной из катушек двигатель начинает “троить”.
Коммутатор электронной системы зажигания 98.3734
Коммутатор электронного зажигания 98.3734 разработки и производства ОАО «ЧНППП «ЭЛАРА» (далее — коммутатор) предназначен для коммутации тока в первичной обмотке катушки бесконтактной системы зажигания автомобилей семейств ВАЗ-2105, ВАЗ-2108, ВАЗ-2110, ВАЗ-21213, ВАЗ-1111, ЗАЗ-1102 . Прибор защищен свидетельством на полезную модель.
Устройство работает совместно с катушками зажигания 3122.3705, 27.3705 и их модификациями, имеющими сопротивление первичной обмотки менее 0,7 Ом и индуктивность не более 7 мГн, датчиком-распределителем 40.3706, 3810.3706 и их модификациями. Номинальное напряжение питания — 12, максимальное — 16, минимальное — 6 В. Время ограничения тока через катушку зажигания коммутатор нормирует в зависимости от режима работы в пределах от 0,6 до 4,5 мс, что составляет 2… 15 % длительности периода входного сигнала при частоте 33 Гц и напряжении питания 13,5 В. Коммутируемый ток катушки зажигания (ток разрыва) ограничен коммутатором на уровне 7,3…7,8 А при напряжении питания 13,5 В. Коммутатор прекращает протекание тока через катушку зажигания через 1 с после остановки вала датчика-распределителя, не допуская искрообразования. Рабочий интервал температуры окружающей среды от -45 до +105 °С.
Схема коммутатора показана на рис. 1, а внешний вид — на рис. 2.
Позиционные обозначения всех элементов соответствуют схеме предприятия-изготовителя. Основа устройства — специализированная интегральная микросхема L497D фирмы ST Microelectronics, предназначенная для управления коммутирующим транзистором BU941ZP той же фирмы. Работа микросхемы подробно описана в . Рассмотрим некоторые особенности ее работы при отличном от типовой схемы включении.
Микросхема DA1 питается от двух источников тока. Первый источник на транзисторах VT1 и VT2 обеспечивает ток 50 мА для питания датчика Холла и микросхемы DA1. Его выходной ток зависит от сопротивления резистора R3 и напряжения на эмиттерном переходе транзистора VT1. Резистором R2 устанавливают рабочую точку транзистора VT2 и напряжение на коллекторе транзистора VT1.
В случае увеличения температуры напряжение на резисторе R3 уменьшается приблизительно на 2,1 мВ/°С, что приводит к соответствующему снижению выходного тока. Конденсатор С9 подавляет высокочастотные колебания, возникающие в момент появления выбросов напряжения в бортовой сети автомобиля.
Второй источник тока, выполненный на транзисторах VT3 и VT4, стабилизирует базовый ток транзистора VT5 на уровне 40 мА. Применение транзисторов MJE350 (VT2, VT4) в источниках тока обеспечивает надежную работу коммутатора в случае возникновения импульсных помех напряжением до 350 В в бортовой сети автомобиля и повышения температуры окружающей среды до 105 °С.
Стабилитрон VD3 BZX84C9V1 стабилизирует напряжение на уровне 9 В для питания датчика Холла.
Диод VD1 защищает устройство от переполюсовки источника питания.
Резистор R28 и диодная сборка VD5 обеспечивают надежную защиту входов микросхемы от возможных бросков напряжения.
Цепь VD4R13C8R14 защищает транзистор VT5 в случае повышения напряжения в бортовой сети. Если напряжение превышает 24 В, открывается стабилитрон VD4 и через резисторы R13, R14 начинает протекать ток, что приводит к увеличению напряжения на входе HI (вывод 13) обратной связи по току микросхемы DA1 и к уменьшению уровня ограничения тока в катушке зажигания. Когда напряжение превысит примерно 70 В, коммутатор полностью выключается.
Датчик тока коммутирующего транзистора (R18-R27) выполнен из десяти параллельно включенных резисторов для поверхностного монтажа сопротивлением 1 Ом. В ранее выпускавшихся коммутаторах функцию датчика тока выполнял резистор АСОЗ сопротивлением 0,1 Ом ±5 %. Однако эксперименты показали, что примененный здесь датчик обладает лучшей температурной стабильностью.
В блоке применена импортная элементная база в основном для поверхностного монтажа. Постоянные резисторы и керамические конденсаторы X7R — типоразмера 1206. Биполярные транзисторы BUZ941ZP и MJE350 заменимы транзисторами КТ898А (или серий КТ8131, КТ8225, КТД8252) и КТ720А соответственно, а транзисторы ВС808 — ВС807.
Литература
Пятков К. Б., Игнатов А. П., Косарев С. Н. и др. Автомобили ВАЗ-2110 и ВАЗ-21102: Руководство по техническому обслуживанию и ремонту. — М.: За рулем, 1996.
Ходасевич А. Г., Ходасевич Т. И. Справочник по устройству и ремонту электронных приборов автомобилей. Вып. 1. Электронные системы зажигания. — М.: Антелком, 2001.
Что такое коммутатор в машине?
Этим
термином называют устройство, отвечающее за появление искры. Искра возникает в
блоке зажигания, а коммутатор в автомобиле — блок, координирующий этот процесс.
Система зажигания делится на две составляющие — контрольный блок и блок, где
происходит искровой разряд. Управляющая система контролирует момент появления
искры, а исполняющий блок занимается ее образованием.
Прежде
на автомобилях была система розжига горючего с батарейным зажиганием. В ее
основе лежал принцип самоиндукции. Такая система работала долго — до появления
принципиально иной элементной базы. У неё несложная транзисторная схема.
Регулирование производится при помощи тока, проходящего по бобине. Основной
принцип остался неизменным – коммутаторы по-прежнему работают на электромагнитной
индукции.
Общее устройство
Как уже было сказано: система зажигания автомобиля есть в любом авто. Это так, но не совсем. Существует два принципиально разных вида работы бензиновых двигателей: карбюраторный и инжекторный. В инжекторе присутствует объединенная система впрыска и зажигания, в которой за управлением всем следит ЭСУД (электронная система управлением двигателем). Нас же интересует более устаревшая, но стабильно существующая и не собирающаяся пропадать обычная, не объединенная система впрыска и зажигания, в которой все выполнено раздельно и имеет свои функции.
Принципиально любое зажигание на карбюраторном автомобиле состоит из таких элементов:
- АКБ (аккумуляторная батарея).
- Катушка.
- Распределитель.
- Свечи.
- Выключатель.
- Высоковольтные провода.
В зависимости от принципа работы элементы будут добавляться, но все перечисленные выше присутствуют обязательно. Кстати, мы ведем разговор о элементах, что характерны для семейства автомобилей ВАЗ, но и на старых иномарках, таких как, например, Opel Cadett, работает все крайне аналогично и различий не имеет, вплоть до идентичного внешнего вида.
Принцип работы всех этих систем заключается в том, что берется электричество с аккумулятора и подается на катушку, которая трансформирует 12В взятых с АКБ в 20 — 30 тысяч Вольт. Далее, прерыватель-распределитель зажигания распределяет получаемое электричество по цилиндрам двигателя, где и происходит восгорание смеси бензина и воздуха. Вроде бы все просто, однако, разберемся в каждом отдельном виде этой системы.
https://youtube.com/watch?v=BGgn_ich0NA
Неисправности в работе системы зажигания
Хотя бесконтактная система и превосходит по своим эксплуатационным показателя классическую, она также имеет свои слабые места. К основным неисправностям бесконтактных систем зажигания относятся проблемы, связанные с транзисторным коммутатором, крышкой распределительного датчика, вакуумным и центробежным регулирующим механизмом опережения зажигания, а также дефектами свечей.
К основным причинам, которые могут спровоцировать неисправности системы зажигания следует отнести:
- несоответствие эксплуатационным правилам (применение низкокачественного топлива, несвоевременное и неквалифицированное выполнение ТО системы зажигания);
- некачественные комплектующие системы зажигания (применение деталей низкого качества, использование неоригинальных свечей, катушек, проводов от неизвестных производителей);
- внешние факторы (механические воздействия на элементы системы зажигания, влияние агрессивной внешней среды).
Неисправности в работе системы зажигания могут диагностироваться по внешним, вполне характерным, признакам. Следует заметить, что они схожи с поломками топливной системы, поэтому диагностику этих двух систем нужно проводить в комплексе. К основным признакам некорректной работы системы зажигания относятся:
- затрудненный пуск мотора;
- неустойчивые обороты холостого хода;
- потеря мощности силового агрегата;
- увеличенный расход бензина.
При появлении хотя бы одного из перечисленных признаков следует как можно скорее выполнить обслуживание системы зажигания, чтобы избежать более сложных поломок двигателя и его топливной системы.
Длительная езда на автомобиле приводит к утомляемости мышц шеи и наносит вред здоровью позвоночника. Решить эти проблемы помогают подушки на подголовники. О том, что такое подушки на подголовники и зачем они нужны, а также об ассортименте, подборе и применении данных аксессуаров — узнайте из статьи.
Для нарезки наружной резьбы с помощью круглых и прямоугольных плашек необходимо использовать специальное приспособление — плашкодержатель или вороток для плашек. Все о воротках, их существующих типах, конструкции и характеристиках, а также о выборе и применении этих приспособлений — читайте в статье.
Резьбовой крепеж прост и надежен, однако повреждение болта или шпильки может привести к невозможности его извлечения и замены. Эта проблема решается с помощью специального инструмента — набора экстракторов. Об этих приспособлениях, их типах, конструкции, выборе и применении читайте в данной статье.
Почувствовав дыхание зимы, все автомобилисты задумываются о замены сезонной резины. И очень многие из нас при покупке зимних шин встают перед трудным выбором — «шиповки» или «липучки»? Каждый тип шин имеет свои преимущества и недостатки, и отдать предпочтение чему-то одному бывает очень сложно. В этой статье мы попытаемся сделать этот непростой выбор.
Заливка в бак некачественного дизельного топлива может навредить мотору вплоть до полного его выхода из строя. Минимизировать или исключить негативные последствия заправки низкокачественным дизелем помогает специальная автохимия — присадки в дизтопливо, о которых подробно рассказано в данной статье.
Использование правильного типа шин гарантирует автомобилю устойчивость и управляемость в любой дорожной ситуации. Только шины, используемые по сезону, гарантируют оптимальные сцепные характеристики с дорожным покрытием и минимальный тормозной путь.
На всех механических транспортных средствах помимо основных указателей поворота должны присутствовать вспомогательные огни — боковые повторители поворота. Все о повторителях, их классификации, устройстве, характеристиках и работе, а также о подборе и замене данного типа приборов — читайте в статье.
