Доработка схемы зажигания автомобиля

Устройство бесконтактной системы зажигания

Устройство БСЗ практически идентично контактному аналогу. Исключением является тип прерывателя и распределителя. В качестве прерывателя в большинстве случаев устанавливается магнитный сенсор, работающий на эффекте Холла. Он так же размыкает и замыкает электрическую цепь, формируя соответствующие низковольтные импульсы.

Транзисторный коммутатор реагирует на эти импульсы, и переключает обмотки катушки. Далее высоковольтный заряд идет на распределитель (такой же трамблер, в котором благодаря вращению вала поочередно замыкаются/размыкаются высоковольтные контакты соответствующего цилиндра). Благодаря этому обеспечивается более стабильное формирование нужного заряда без потерь на контактах прерывателя, так как они отсутствуют в данных элементах.

1. Свечи зажигания; 2. Датчик-распределитель зажигания; 3. Экран; 4. Бесконтактный датчик; 5. Коммутатор; 6. Катушка зажигания; 7. Монтажный блок; 8. Реле зажигания; 9. Выключатель зажигания.

В целом схема бесконтактной системы зажигания состоит из:

• Источника питания (аккумулятор);
• Контактной группы (замка зажигания);
• Датчика импульсов (выполняет функцию прерывателя);
• Транзисторного коммутатора, который переключает обмотки КЗ;
• Катушки зажигания, в которой благодаря действию электромагнитной индукции 12-вольтовый ток преобразуется в энергию, составляющую уже десятки тысяч вольт (этот параметр зависит от типа СЗ и аккумуляторной батареи);
• Распределителя (в БСЗ это несколько модернизирован трамблер);
• Высоковольтных проводов (один центральный кабель соединяется с катушкой зажигания и центральным контактом распределителя, а 4 уже идут от крышки трамблера на надсвечник каждой свечи);
• Свечей зажигания.

Дополнительно для оптимизации процесса воспламенения ВТС система зажигания данного типа оснащается центробежным регулятором УОЗ (работает на повышенных оборотах), а также вакуумным регулятором (срабатывает, когда увеличивается нагрузка на силовой агрегат).

Рассмотрим, по какому принципу работает БСЗ.

Контактно-транзисторная система зажигания

Следующим поколением системы зажигания стала контактно-транзисторная, предполагающая установку в первичной цепи катушки транзисторного коммутатора. Он позволяет снизить силу тока в обмотке низкого напряжения, что повышает срок эксплуатации контактов.

С развитием электронных систем появились низковольтные или статические системы распределения зажиганием, то есть не подвижные. Это стало возможным благодаря коммутации высоковольтных катушек электронными блоками. Эта система полностью подстраивает момент искрообразования в зависимости от оборотов и нагрузки на двигатель. Существует несколько схем исполнения статического распределения. В первом варианте два цилиндра с моментом зажигания, смещённым на 360 гр. по коленчатому валу одновременно получают высокое напряжение от катушки зажигания. В этом случае в двух цилиндрах одновременно происходит искрообразование. Так как свечи соединены последовательно с вторичной обмоткой катушки зажигания, то искровой разряд на свечах будет являться одним и тем же разрядом в последовательно соединённых искровых промежутках, и протекать будет в одном направлении. Следовательно, если на одной свече из пары дуга искрового разряда направлена от центрального электрода к боковому, то на другой свече, наоборот, от бокового к центральному. В то же время энергия искры будет различна. Это связано со средой, в которой образовалась искра. Когда одна свеча зажигания находится в цилиндре, в котором происходит такт сжатия, другая находится в цилиндре, где происходит конец такта выпуска. На одну из свечей воздействует высокое давление, и она воспламеняет смесь, искра на другой свече проскакивает в холостую. Энергия искрового разряда, не воспламеняющего смесь, такая же, как суммарная потеря тока в искровых промежутках между ротором и боковыми контактами при высоковольтном распределении зажигания. Картина меняется на противоположную через один такт. При этом способе используется одна катушка в двухцилиндровом двигателе и две катушки в четырёх цилиндровом, работающие попарно 1 – 4 и 2 – 3 цилиндры. Управление катушками осуществляется двухканальным коммутатором по команде контроллера. Часто ключ управления катушками встраивают в контроллер.

Контактно-транзисторная система зажигания

За счет установки транзистора напряжение, поступающее на свечи, больше, чем в классической контактной системе на 30%. Зазор между электродами и, как следствие, длина искры при этом также больше, а значит возрастает и площадь контакта с топливовоздушной смесью, что способствует ее полному сгоранию. В контактно-транзисторной системе зажигания прерыватель воздействует не на катушку, а на коммутатор.

При повороте ключа через транзистор начинают проходить два типа токов:

• управления;
• основной ток первичной обмотки.

Когда контакты размыкаются, ток цепи управления исчезает, а транзистор запирается, препятствуя протеканию тока первичной обмотки. В этот момент магнитное поле формирует высокое напряжение на вторичной обмотке. Для ускорения запирания транзистора в контактной системе зажигания этого типа может устанавливаться импульсный трансформатор.

Основные типы существующих коммутаторов

Коммутаторы, используемые в автомобильной технике, подразделяются на следующие типы:

• тип DС СDI – с высоковольтным генератором, входящим в состав схемы;

тип АС СDI – устройство, функционирующее только при наличии высокого напряжения, подведённого извне;

тип под названием «катушка».

Тип АС не нуждается в постоянном наличии напряжения. Конструкция его достаточно проста, размеры – небольшие, но подключение этого типа устройства требует определённых навыков и опыта.

Из недостатков таких коммутаторов следует упомянуть то, что простота конструкции не предусматривает ограничения наибольшего достижимого числа оборотов двигателя. Это обстоятельство снижает безопасность работы технического узла.

Тип DС – наиболее распространённый и часто применяемый в конструкциях. Подключать такой коммутатор несложно, поскольку он снабжён только четырьмя группами контактов: стандартными минусом и плюсом, а также выходами на катушку и датчик Холла.

Конструкция коммутатора DС позволяет выполнять устройство в различных модификациях:

• с ограничением максимального числа двигательных оборотов;

с опцией, позволяющей изменять существующую фазу опережения зажигания;

с набором дополнительных контактов для присоединения других модулей.

Коммутаторы «катушечного» типа пока мало распространены. По сути, они являются своеобразным тандемом обычной катушки зажигания и самого коммутатора, без датчика Холла. Их принцип работы — прерывание электротока, идущего через катушку и высоковольтный трансформатор.

Изначально система имела целый ряд недостатков, таких как быстрая порча поверхности контактов из-за частой выработки искры, электрохимические процессы эрозии, некачественный поджог топлива. Эти недостатки смогли устранить или минимизировать, введя в схему устройства высоковольтные мощные транзисторы и системы зажигания на бесконтактном принципе работы.

О принципах работы классической системы зажигания

Надо сразу отметить, несмотря на простоту, изящество примененных технических решений. Схема подобной системы приведена на рисунке ниже:

Работа осуществляется следующим образом – при повороте ключа в замке через контакты прерывателя и обмотку (первичную) катушки, называемой еще бобиной, начинает протекать ток. Когда размыкаются контакты прерывателя, цепь разрывается, и в первичной обмотке бобины прекращается ток. Но благодаря эффекту самоиндукции в обмотке (вторичной) появляется напряжение. А так как число витков обеих обмоток существенно различается (во вторичной витков больше), величина вторичного напряжения может достигать десятков киловольт. Это напряжение, через распределитель, поступает на нужную свечу, где возникает искра, которая и поджигает бензин в цилиндрах двигателя. Все просто и красиво, и такая схема прекрасно работала на первых моторах. Недостатки, которыми она обладает, начали проявляться, когда у бензинового двигателя стало:

• увеличиваться число цилиндров;
• повышаться число оборотов, развиваемых двигателем, двигатели стали высокооборотистыми;
• возможным увеличивать степень сжатия в цилиндрах;
• практиковаться использование обедненных смесей.

Кроме того, недостатком надо считать низкую надежность, в первую очередь обусловленную обгоранием контактов прерывателя, из-за чего порой переставала работать вся система зажигания. Естественно, никто с этим мириться не собирался, и появилась контактно транзисторная система зажигания.

Результаты эволюции: от простой батареи до систем под управлением электроники

На заре автомобильной эры в машинах первых поколений в агрегате ДВС существовала опция зажигания от электрической батареи, реализованная на основе физического явления самоиндукции. Первые коммутаторы, то есть системы, выполняющие координирующие функции в процесс извлечения искры в блоке зажигания ДВС, были крайне просты, если не сказать примитивны, и состояли из батареи и всего лишь двух проводов. Регулирование работы несложной транзисторной схемы осуществлялось при помощи электроимпульса, подаваемого на бобину.

В своём первоначальном виде коммутатор просуществовал достаточно долго, пока не наступила эпоха электроники. Новые технологии позволили перейти от применения батарейного зажигания к иным решениям.

Современный электронный коммутатор в своей основе уже состоит из транзисторов, тиристорных схем, бесконтактных датчиков и гибридных схем.

С использованием электроники автоматическое управление электроимпульсами, идущими через катушку зажигания, дало возможность получить целый ряд улучшений и преимуществ:

• существенно повысилась надёжность работы блока зажигания;

система зажигания стала функционировать без перебоев на высоких скоростях и повышенных оборотах мотора;

удалось получить более высокую степень сжатия, то есть, отношение рабочего объёма цилиндра двигателя к объёму его камеры внутреннего сгорания.

Со временем инженерная мысль пошла дальше, и присутствующий до того времени в схеме контактный прерыватель электрического напряжения был заменён на бесконтактный элемент. Первым агрегатом, реализованным на этом принципе, стал коммутатор ВАЗ, в котором функция зажигания реализована с применением датчика Холла.

На следующем этапе развития коммутатора система стала многоканальной, то есть, управляющей сразу целой группой катушек зажигания. Альтернативным вариантом стало монтирование автономной системы, состоящей из тандема «катушка + коммутатор» на каждой отдельной свече зажигания. Такое решение дало механикам целый ряд преимуществ:

• искра в системе зажигания ДВС теперь создавалась более сильная, что сделало работу ДВС более надёжной;

присутствовавшие ранее потери мощности в трамблере удалось сначала сделать меньше, а позже и вовсе свести на нет;

на холостых оборотах автомобиль получил надёжный и стабильный ход;

расход автомобильного топлива был существенно снижен;

в условиях пониженной температуры окружающей среды первичный старт двигателя стал более стабильным.

Сроки замены

Регламент по эксплуатации транспортного средства рекомендует владельцам проверять состояние ременной передачи, натяжение ремня после пробега 30 тыс. км (можно чаще). Замену рекомендовано провести после пробега 60 тыс. км пробега. Если владелец машины не поменял ремень в этот срок, может произойти его разрушение.

Не допускается эксплуатация Оки со следами протечек моторного масла в зоне работы зубчатого ремня. Оно плохо воздействует на материал ремня, ускоряет его разрушение. Протечки моторного масла следует устранить, зубчатый ремень заменить новой запасной частью. Если своевременно, качественно проводить работы по обслуживанию силового агрегата, то проблем для владельца не возникнет.

Разновидности коммутаторов

По своим функциональным особенностям коммутаторы подразделяют на три основных вида:

• стандартный;

спортивный;

коммутатор, имеющий опцию корректировки фаз опережения зажигания.

Отличительная черта стандартного или, как его ещё называют, стокового коммутатора – его стабильность. Он строго соответствует параметрам автомобиля, в который устанавливается.

Стоковый коммутатор монтируется в машину на заводе. Как правило, производители заботятся о том, чтобы устройство могло обеспечивать максимальную надёжность и долговечность эксплуатации всего двигателя. На них, как правило, присутствует узел ограничения количества оборотов, что в ряде случаев может спасти жизни водителя и пассажиров.

Спортивный коммутатор повышает верхний предел количества оборотов мотора. Его можно монтировать в авто по желанию автовладельца. Проблема заключается в том, что выполнять такую процедуру могут лишь опытные специалисты, и установка потребует замены ещё целого ряда деталей. При этом всё равно следует помнить, что спортивный коммутатор – это риск аварии, особенно если за рулём находится неопытный водитель.

Коммутатор с корректировкой фаз выравнивает крутящий момент двигателя, компенсируя недостаток мощности. В результате автомобиль получает хорошие данные при разгоне и равномерную работу двигателя на разных скоростях.

Выбор БСЗ

При покупке нового БСЗ следует обратить внимание на наличие составляющих всего комплекта. В заводском комплекте должно быть:

1. 1. Трамблер (главный распределитель). Шифр для двигателей 1.5 и 1.6 — 38.37061. Для двигателей 1.3 номер будет 38.3706–01, потому что высота блока 1.3 мотора ниже, а вал трамблера короче.
   2. Коммутатор с номером 36.3734 или 3620.3734.
   3. Высоковольтная катушка (бобина). Маркировка 27.3705
   4. Тонкие провода с разъемами.

По внешнему виду очень похож комплект БСЗ для машины ВАЗ 2121 «НИВА». Но лучше не ставить этот комплект на Ваз 2107 или на Ваз 2106, потому как характеристики «шестерки» и «семерки» сильно отличаются от «нивы». Марки трамблера для Нивы: 3810.3706 или 38.3706–10.

Лучшим производителем электронной системы зажигания для старых авто ВАЗ является компания «СОАТЭ». База производственной мощности находится в городе Старый Оскол. По отзывам автовладельцев классических моделей БСЗ СОАТЭ отличный вариант.