Как работает микропроцессорная система зажигания на классике

Устройство

Технически система содержит ряд узлов, расположенных в моторном отсеке, на двигателе или в салоне автомобиля.

Источник питания

Питается система зажигания от бортовой сети автомобиля, обычно без предохранителя, чтобы не снижать надёжность. Включение питания происходит от замка с ключом, который управляет мощным реле, поскольку ток потребляется значительный.

Выключатель

В последнее время выключатель зажигания лишь инициирует рабочий режим электронного блока управления двигателем (ЭБУ), который сам подаёт питание на реле отдельных устройств, платы управления, силовые ключи, бензонасос и вентилятор охлаждения. Если зажигание включено, а двигатель не запущен, то потребление тока автоматически сводится к минимуму.

Накопитель энергии

В качестве накопителя сейчас почти повсеместно используется магнитное поле сердечников катушек зажигания. В нужный момент силовой ключ открывается, по первичной цепи трансформатора начинает протекать нарастающий ток, что вызывает увеличение магнитного потока.

После закрывания транзистора вся накопленная энергия через вторичную обмотку расходуется на искровой разряд в свече.

Свечи

Свеча выступает в роли важнейшего элемента, поскольку трудится в очень сложных условиях. Искру надо обеспечит при высоком давлении в точно определённый момент, при этом выступающие в цилиндр части не должны перегреваться или охлаждаться до такой степени, что их забросает смесью, маслом или продуктами горения. Поэтому свечи подбираются по калильному числу под конкретный двигатель.

Для увеличения срока службы в состав электродов вводятся платина или иридий. Такие свечи могут выполняться с заострённым тонким центральным электродом, что повышает напряжённость поля и улучшает искрообразование. Традиционные сплавы при такой конфигурации быстро изнашиваются от электрической и тепловой эрозии.

Система распределения зажигания

Распределение икры по цилиндрам выполняется различными способами, механическими и электронными. Иногда искра с целью упрощения подаётся одновременно в два цилиндра сразу, но поскольку в одном из них в этот момент происходит такт выпуска, то это ни на что не повлияет.

Распределитель (трамблёр)

Самый простой распределитель содержит бегунок с контактом, вращающийся через привод от коленвала. Синхронизация обеспечивает его положение точно напротив нужного выходного высоковольтного наконечника, куда и уходит разряд. Гальванического контакта тут нет, небольшой промежуток легко пробивается мощным выходом катушки.

Коммутатор

Так принято называть транзисторный блок, принимающий сигнал датчика, установленного вместо контактов прерывателя. На самом деле блок ничего не коммутирует, а просто усиливает слабый сигнал до величины, способной запасти нужную энергию в катушке. Состоит из управляющей электронной схемы и силового транзисторного ключа.

Блок управления

В сложных системах все элементы, кроме катушек и датчиков, объединены в управляющем блоке. Он содержит приёмные усилители сигналов датчиков, микропроцессорное устройство обработки информации, обычно совмещающее управление впрыском и зажиганием, а также драйверы – мощные выходные транзисторные ключи.

Высоковольтные провода

В последние десятилетия от высоковольтных проводов, ранее соединявших выходы катушек с наконечниками свечей зажигания, отказываются.

Ненадёжная изоляция и трудности с обеспечением перезаряда паразитных ёмкостей, поэтому на современном автомобиле этих проводов нет, а на каждую свечу надета персональная одноконтактная катушка.

Ремонт и замена коммутатора

Рано или поздно, как и любой механизм, коммутаторы системы зажигания тоже выходят из строя

И здесь совершенно неважно, какой именно прерыватель был установлен на автомобиле — ремонту эти узлы, как правило, не подлежат. Конечно, если у вас есть определенные навыки в электронике и радиотехнике, то перепаять вышедшую из строя деталь коммутатора будет совсем несложно

Поэтому простой совет:

Ремонт коммутатора системы зажигания — это не вариант, покупайте новый!

Ниже несколько советов, где и какие коммутаторы лучше покупать. За основу возьмем ситуацию, когда нужен бесконтактный выключатель.

Виды СЗ

Система зажигания служит для воспламенения в необходимый момент топливовоздушной смеси, находящейся в цилиндрах двигателя.

Применяемые СЗ можно разделить на три основных типа:

  • Контактные;
  • Бесконтактные;
  • Контактно-транзисторные.

Первый и третий тип особого интереса для нас не представляют, поскольку на ВАЗ 2109 используется бесконтактная или бесконтактно-транзисторная система.

https://youtube.com/watch?v=Ud-nuLSxwvk

Применять такие схемы начали еще в середине 80-х годов прошлого века. С течением времени инженерам удалось повысить эффективность, работоспособность и надежность.

В БСЗ вместо прерывателя начали использовать бесконтактные датчики, которые позволяют за мгновение определить частоту вращения коленчатого вала и угол его положения.

Принцип действия

Принцип действия системы зажигания, установленной на ВАЗ 2109, выглядит следующим образом:

  • Датчик положения коленвала выполняет свои основные задачи, посылает сигнал на контроллеры;
  • Контроллер обрабатывает полученную информацию и проводит расчет последовательности включения в работу катушек зажигания;
  • Катушка создает две искры — воспламеняющую и холостую.

Метод холостой искры подразумевает создание искр одновременно в двух свечах зажигания. Одна воспламеняющая, а вторая холостая, поскольку бьет в такт выпуска отработанных газов на другой свечке. Таким образом, цилиндры, где одновременно образуются искры, создают пары — 1 и 4 цилиндры и 2 и 3 цилиндры.

Катушка

Основные преимущества

Используемая система зажигания для девяток отличается неплохими показателями надежности, хотя вырабатывает энергию до 50 кДж, а напряжение пробоя порой может достигать отметки 30 кВ и больше. БСЗ ценят за высокий КПД.

Можно выделить несколько главных преимуществ, которыми характеризуются бесконтактные системы зажигания.

Преимущества

Особенности

СЗ работает с датчиком Холла

Из-за этого на параметры энергии искры не влияют напряжение в электросети, частота работы двигателя. Это обусловлено тем, что период времени концентрации энергии в катушке зажигания всегда неизменный. Так обеспечивается высокий КПД схемы

Отсутствует механическое взаимодействие между контактами

Это способствует отсутствию загрязненности, обгорания контактов, потому чистить их не приходится

Не нужно регулировать положение контактов

Это объясняется просто — их нет в СЗ ВАЗ 2109

Минимальные механические взаимодействия деталей

Такой фактор способствует отсутствию вибраций ротора, резонанса, неравномерного распределения искры по свечам зажигания

Энергия в свечи постоянно повышенная

Она может достигать 50 Дж, что позволяет избегать сбоев при воспламенении топливовоздушной смеси в цилиндрах. Особенно хорошо это видно при разгоне автомобиля

Экономичность и экологичность

Применение новой СЗ позволило улучшить экономию топлива примерно на 5 процентов, а также на 20 процентов снизить количество выбросов СО

Стабильный запуск холодного двигателя

Даже если АКБ разрядится до 6В, запустить мотор все равно можно будет без проблем. Этим БСЗ существенно отличается от других систем зажигания, которые не могут похвастаться такой стабильностью.

Схема

Самостоятельная проверка генератора

Самый простой способ — проверить предохранитель. Если он исправен, осматривается генератор и его расположение. Проверяется свободное вращение ротора, целость ремня, проводов, корпуса. Если ничего подозрений не вызвало, проверяются щетки и контактные кольца. В процессе работы щетки неизбежно изнашиваются, их может заклинить, перекосить, а канавки токосъёмных колец забиться графитовой пылью. Явный признак этого — избыточное искрение.

Нередки случаи полного износа или поломки, как подшипников, так и поломка статора.

Самая распространенная механическая проблема генератора – износ подшипников. Признак данной неисправности — вой или свист при работе агрегата. Конечно, подшипники нужно немедленно заменить, предварительно осмотрев посадочные места. Ослабление натяжения приводного ремня также может быть причиной слабой работы генератора. Одним из признаков может быть высокий по тону свист из-под капота, когда автомобиль газует или разгоняется.

В чем принцип действия

Принцип функционала состоит в том, что в момент работы машины начинают меняться частоты вращения коленвала. Которые тут же контролируются датчиками распредвала и вращения коленчатого вала. На основе зафиксированных параметров идет команда на эбу. И тут же принимается нужный угол опережения.

Более того, когда изменяется нагрузка на силовой узел при движении машины, то выбор угла опережения и фиксация таких изменений полностью ложатся на датчик отслеживающий расход воздуха во время работы. Другими словами системой как бы управляет целый комплекс узлов. И весь процесс выполняется четко как по часам.

Учитывается все: момент и угол опережения, вращения, уровень температуры, частоты оборотов, положение важных узлов, заслонки, функционал цилиндров, наличие своевременной искры и так далее.

Микропроцессорная функция зажигания, призвана также и снижать ненужное напряжение в момент работы всех систем авто.

Пользуясь современным типом систем и данным зажиганием в целом, автовладелец получает максимум комфорта при минимуме затрат!

Многоискровая схема зажигания

В поисках улучшения характеристик эксплуатации мотоцикла был найден способ зименения угла опережения зажигания на разных частотах вращения коленчатого вала. При этом могут быть достигнуты разные режимы работы двигателя. На автомобилях применяются центробежные регуляторы, либо октан-корректоры или бортовые компьютеры , способные выполнить данные функции. В интернете есть множество статей по разработке устройств на микроконтроллерах, позволяющих изменять характеристики работы двигателя, в зависимости от залитой в контроллер прошивки различные углы опережения зажигания в зависимости от кубатуры, частоты вращения коленчатого вала и т. Делается это путем подбора соответствующих углов опережения по таблицам, от имперической зависимости, добиваясь оптимальной работы двигателя. Момент искрообразования достигается разными путями: от датчиков индукционного типа до оптодатчиков.

Схема многоискрового зажигания на реле. Многоискровая система зажигания Схемы рис. 3 многоискровая Простейшее многоискровое зажигание.

Основные неисправности

Блок управления постоянно отслеживает равномерность вращения вала двигателя. В случае неполадок с зажиганием он выдаёт сигнал о наличии пропусков зажигания в отдельных цилиндрах. При полном отказе двигатель вообще не запускается или работает не на всех цилиндрах.

Причины могут быть разными:

  • отказ свечей из-за брака или несвоевременной замены, о чём не все водители знают;
  • пробой изоляции катушек зажигания, как следствие несвоевременной замены свечей и нештатного увеличения их искрового зазора;
  • выгорание силовых транзисторных ключей в блоке управления по разным причинам, обычно заводской брак;
  • отказ основных датчиков, в современных системах это датчик положения коленвала, в устаревших – датчик Холла в трамблёре;
  • в батарейных системах обгорание контактов и пробой конденсатора;
  • в системах с распределителем зажигания часто пробивает бегунок, крышку с контактами или выгорает помехозащитный резистор;
  • полный отказ наступает при обгорании контактной группы в замке зажигания, вся система остаётся без питания.

Обслуживание системы сводится к плановой замене свечей. Обычные медноникелевые следует менять каждые 10-15 тысяч километров пробега, а с содержанием благородных металлов – примерно через 60 тысяч. Иначе придётся вместе с ними заменить и катушки зажигания, что значительно дороже.

Таблица 9-5. Назначение штекеров в разъеме коммутатора 42. 3734

№ штекера

Назначение штекера

1

Выход к катушке зажигания II и III

цилиндров

2

Общий (масса)

3

Выход для тахометра

4

Подвод напряжения питания

5

Вход для сигнала В контроллера

6

Вход для сигнала СЗ от контроллера

7

Выход к катушке зажигания I и IV цилиндров

Катушка зажигания – высокой энергии, типа 29. 3705, с двумя
высоковольтными выводами, с разомкнутым магнитопроводом, спрессованная в
пластмассу.

Для бесконтактного распределения высокого напряжения
применяются две катушки зажигания. Одна из них генерирует высоковольтные
импульсы на свечи зажигания I и IV цилиндров, а другая – на свечи зажигания II
и III цилиндров, причем искровой разряд происходит одновременно на двух свечах
зажигания (I и IV или II и III цилиндров). Поэтому за время рабочего цикла (2
оборота коленчатого вала) в каждом цилиндре происходит 2 искровых разряда. Один
(рабочий) происходит в конце такта сжатия, а второй (холостой) приходится на
конец выпуска отработавших газов.

Рис. 9-16. Осциллограммы импульсов напряжений и токов,
действующих на выходах контроллера (а), коммутатора (Ь) и во вторичной цепи
катушки зажигания (с):

1— сигнал «Момент зажигания»; II— сигнал «Выбор канала»;
III- сигнал «Начало отсчета»; IV— сигнал «Угловые импульсы»; V— импульсы тока
на выходе 1-го канала; VI— импульсы тока на выходе 2-го канала; VII— импульсы
напряжения на выходе 1-го канала; VIII — импульсы напряжения на выходе 2-го
канала; IX — импульсы напряжения; X— импульсы тока; А— ВМТ поршней 1-го и 4-го
цилиндров; В — момент зажигания в 1-м и 4-м цилиндрах; С – момент зажигания во
2 и 3 цилиндрах; О — угол опережения зажигания

Осциллограммы импульсов напряжения и тока разряда во
вторичной цепи катушки зажигания показаны на рис. 9-16, с.

Датчики синхронизации (начала отсчета и управляющих
импульсов) – индуктивные, типа 14. 3847. Предназначены для синхронизации работы
контроллера с верхней мертвой точкой поршней I и IV цилиндров (датчик НО) и
угловым положением коленчатого вала двигателя (датчик УИ) через каждые 1, 4° по
коленчатому валу, т. е. 2, 8°: 2 по коленчатому валу.

Рис. 9-17. Осциллограммы импульсов датчика начала отсчета
(!) и угловых импульсов (II)

Датчик НО установлен на картере сцепления так, что он
генерирует импульс напряжения в момент прохождения в его магнитном поле
маркерного штифта, запрессованного в маховик. И этот момент соответствует
положению ВМТ поршней I и IV цилиндров.

Датчик УИ генерирует угловые импульсы при прохождении в его
магнитном поле зубьев обода маховика (число зубьев Z = 128). Установочные
зазоры датчиков должны находиться в пределах 0, 3-1, 2мм.

Осциллограммы импульсов, генерируемых датчиками НО и УИ,
показаны на рис. 9-17. Амплитуда импульсов напряжения составляет от 0, 2 до 100
В в диапазоне частот вращения коленчатого вала от 25 до 6000 мин-1. Период
импульсов датчика НО равен 360° по коленчатому валу, а датчика УИ — 360°: 128 =
2,8° по коленчатому валу.

Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя – типа 19.
3828, линейный, полупроводниковый. Падение напряжения на выводах датчика, при
питании его постоянным током 1, 5 мА, численно равно (в милливольтах)
температуре охлаждающей жидкости в °К, умноженной на десять.

Uдт= 10×ТК

Пример. Допустим, температура охлаждающей жидкости равна 0°С
(273°К), тогда:

Uдт = 10 × 273 = 2 730 мВ = 2,73 В

Выключатель и свечи зажигания и высоковольтные провода такие
же, как на автомобилях с бесконтактной системой зажигания.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ.

При включенном зажигании не отсоединяйте от контроллера
штепсельный разъем, так как при этом на отдельных элементах его схемы может
возникнуть повышенное напряжение и он будет поврежден. Следите за надежностью
соединения с массой контроллера через винты крепления.

Как работает микропроцессорная система зажигания

Приятным открытием был тот факт, что новую схему микропроцессорной системы вполне реально собрать своими руками по схеме МПСЗ из готовых компонентов. Ну и конечно, чтобы настроить микропроцессорный блок нужен компьютер, шнур СОМ-СОМ или СОМ-USB и пара сервисных программок, в том числе вариант прошивки таблицы углов опережения момента инициации воспламенения.

К сведению! Это наиболее важный этап и отделаться использованием стандартного табличного набора значений не удастся. Например, прошивки МПСЗ для двигателей УЗАМ очень отличаются от ВАЗ, тем более ГАЗ.

В отличие от старых версий, в которых момент формирования высоковольтного свечного импульса определялся распределителем зажигания, в новой микропроцессорной схеме команда на катушку подается на основании обработки сведений от нескольких датчиков:

  • положения коленвала, зачастую требуется покупка новой крышки с приливом под датчик, а при установке немного повозиться из-за малости места для работ;
  • сенсор абсолютного давления выдает на микропроцессорный блок степень разрежения во впускном коллекторе, что позволяет косвенно электронике делать поправку на степень загруженности мотора;
  • датчик температуры ОЖ – охлаждающей жидкости;
  • датчик детонации крепиться согласно инструкции на срединной части блока под специальный болт с гайкой;
  • датчик синхронизации.

Кроме датчиков потребуется сам микропроцессорный блок-коммутатор, новую катушку зажигания на два контакта и жгут проводов с фишками.

Возможность приобретения сборки по частям дает экономию, но не гарантирует стабильной работы

Виды катушек зажигания

Основными параметрами катушек зажигания являются следующие характеристики:

  • Индуктивность первичной обмотки — способность накапливать энергию.
  • Коэффициент трансформации — во сколько раз увеличивается напряжение, подаваемое от аккумулятора.
  • Сопротивление обмоток. Для каждой модели есть свой диапазон, так для обмотки низкого напряжения сопротивление может быть 3-3,5 Ом, а для обмотки высокого – 5000-9000 Ом.
  • Энергия образующейся искры.
  • Напряжение пробоя — величина высокого напряжения катушки, при котором на электродах свечи происходит пробой воздушного зазора и формируется искра.

Наибольшее распространение получили три вида конструкций катушек зажигания: общая, индивидуальная и двухвыводная.

Классическая конструкция катушки зажигания

Самые простые катушки имеют две медные обмотки до 150 витков в первичной и до 30000 во вторичной. Обе обмотки изолированы, что предотвращает возникновение короткого замыкания.

Корпус представляет собой стакан с крышкой, на которую выведены контакты первичной обмотки. Вторичная обмотка расположена внутри первичной и соединена одним концом с обмоткой низкого напряжения.

Второй конец также выведен на крышку бобины и предназначен для подключения цепи, соединяющей трансформатор со свечой. Внутри обмоток находится железный сердечник, увеличивающий силу формирующегося внутри магнитного поля.

Такие конструкции на сегодняшний день практически не применяются в автомобилестроении. Однако их еще можно встретить при ремонте старых авто и других транспортных средств.

Конструктивные отличия индивидуальных катушек

Этот тип используется преимущественно в электронных системах. Принцип работы индивидуальной катушки зажигания аналогичен классической. Конструктивно она также имеет обмотки высокого и низкого напряжения, но в отличие от классической схемы, первичная находится внутри вторичной. Также, вместо одного сердечника, их два — внешний и внутренний.

Первый находится внутри первичной обмотки, а второй — вокруг вторичной. Обмотка высокого напряжения индивидуальных катушек зажигания оснащается специальным диодом. Он отсекает токи высоких напряжений.

Индивидуальные катушки разделяют на два типа, которые отличаются конструкцией сердечника: компактные и стержневые. Последние могут объединяться в модули по четыре штуки. За один цикл индивидуальная катушка формирует одну искру, что обуславливает необходимость синхронизации всех катушек относительно распредвала двигателя.

Двухвыводные катушки зажигания

Конструкция сдвоенной (двухвыводной) катушки зажигания аналогична классической схеме, но единственным отличием является наличие двух выводов от обмотки высокого напряжения. Такая конструкция позволяет формировать искру одновременно на двух свечах (на два цилиндра двигателя). В первом из них зажигание происходит в конце такта сжатия топливовоздушной смеси, а во втором — на этапе выпуска отработавших газов (вхолостую).

Такие конструкции используются в двигателях с четным числом цилиндров. Они позволяют упростить систему зажигания, а также исключить из схемы распределитель. Подключаются сдвоенные трансформаторы двумя способами:

  • оба контакта соединяются со свечами высоковольтной проводкой;
  • один контакт соединен наконечником (напрямую со свечой), а второй — высоковольтной проводкой.

Для четырехцилиндровых двигателей могут применяться четырехвыводные катушки, которые фактически являются системой из пары двухвыводных.

Сухие и маслозаполненные катушки

В классической конструкции катушки системы зажигания внутреннее пространство заполнено трансформаторным маслом. Это необходимо для того, чтобы под действием тока ее обмотки не перегревались. Сам корпус такой бобины изготавливается из металла, что не всегда рационально.

Поэтому в большинстве современных автомобилей используется альтернативная конструкция — «сухой» трансформатор. Она не имеет корпуса, а покрыта слоем эпоксидного компаунда, который служит одновременно и корпусом, защищающим от загрязнений и влаги, и системой охлаждения.

Помимо этого, в ряде импортных автомобилей используются комбинированные модели, объединяющие контактный коммутатор и сухую катушку или же предполагающие интеграцию катушки в распределитель.

Please turn JavaScript on and reload the page.

Есть сабж, называется типа Многоискровое зажигание, точно не помню. Сверху кнопка и 2 дырки типа под вилку электрическую, низ — сплошной здоровый радиатор и 2 мощных транзистора. Спецы говорят, что с ВАЗа , но тока схемы нет ни у кого. Мож кто не поленится и отсканит, иль хотя б схему включения, а то там полтора десятка проводов разноцветных торчит, хрен поймешь что куда тыкать и как проверить вааще. Это скорее всего схема тиристорного зажигания для АВТО а розетка это для подключения электробритвы — я такую видел на старой Волге х годов. Там еще типа противоугонки стоит — фишка с кучей ножек в разъем вставляется, если вытянуть то ниче работать не будет так объясняли. Мож эту хрень можно на МТ присобачить как-нибудь или просто продать? Присобачить — то можно

Диагностиканеисправностей коммутатора

В 1991 году появились первые отечественные автомобили, конструкция которых, включала коммутатор зажигания. Это новое техническое решение позволило значительно повысить эффективность системы и улучшить общие показатели КПД. Несмотря на то что первыми серийными моделями, имеющими модернизированную систему пуска мотора, были ВАЗ 2108, коммутаторы устанавливают и на более поздние экземпляры, выпущенные при Советском Союзе. Поскольку конструкция классических автомобилей не предусматривает наличия такого механизма, это усложняет процедуру поиска неисправностей при их возникновении. В большинстве случае для ремонта требуется специальное оборудование. Из-за высокой цены, покупать его для разовых проверок нет смысла. Основными признаками поломок коммутатора могут быть:

Выводы

Много преимуществ дает такой простой узел в бесконтактной системе зажигания, как коммутатор. Это и повышение мощности, пусть даже незначительное, и уменьшение расхода топлива, и значительное улучшение двигателя с точки зрения надежности. А главное – отпадает необходимость в постоянном контроле и своевременной настройке системы. Современному водителю не хочется заниматься ремонтом автомобиля, ему нужно средство передвижения. Причем надежное, которое не подведет в самый ответственный момент. Независимо от того, какой коммутатор используется в БСЗ, эффективность у него намного выше, нежели у контактного прерывателя.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Ремонт авто
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector