Радиосхемы Схемы электрические принципиальные

Мы в социальных сетях

Главное меню

Реклама на сайте

Электронные системы зажигания. Устройство, диагностика и ремонт

Электроника за рулем

Как известно электронные системы зажигания на двигателе показали себя с очень хорошей стороны- это и снижение расхода топлива, более уверенный запуск двигателя (особенно в холодное время) и лучшая приемистость. Здесь мы рассмотрим разновидности электронных систем зажигания, их устройство, способы диагностики и ремонта.

Итак. Может быть кто-то еще и помнит те времена когда на автомобилях еще не было электронного зажигания. В то время все выглядело предельно просто- контактная пара на распределителе (трамблере) и катушка (бабина). при включении зажигания напряжение бортовой сети +12 Вольт проходит через катушку и попадает на контактную пару. При повороте ротора в трамблере кулачок размыкает контакты, в этот момент в катушке происходит перепад напряжения и за счет ЭДС самоиндукции на высоковольтной обмотке возникает напряжение.
Таким контактным зажиганием снабжались все отечественные авто (да многие из них и сейчас бороздят просторы нашей родины. ) и при всей своей простоте у данной конструкции имеется один очень огромный недостаток- это постоянное подгорание контактов (иногда, правда значительно реже, износ кулачка).

Разновидности электронного зажигания

В электронном зажигании работою высоковольтной катушки управляет электроника (ключ на мощном транзисторе), а вот сам датчик положения распределителя зажигания существует трех видов:

Рис 1. Разновидности электронного зажигания

1. Все та же контактная пара. По сути все осталось по старому- контакты размыкаются при помощи кулачка, с той лишь разницей что на самих контактах уменьшился ток и поэтому они стали более долговечными. На рисунке это вариант «А». Цифрами условно показаны: 1- контактная пара, 2- блок электронного зажигания, 3- распределитель зажигания.
2. Датчик в виде однофазного генератора переменного тока. Звучит мудрено, но на практике все выглядит очень даже просто- на статоре распределителя крепится постоянный магнит, корпусе распределителя- электромагнитный датчик (катушка), а на подвижном роторе- пластина из магнитомягкой стали с прорезями. При вращении ротора, начинает вращаться и пластина, открывая-закрывая магнитное поле между магнитом и датчиком.
На рисунке этот вариант обозначен буквой «Б».
3. Датчик Холла. В принципе здесь практически все так-же как и в предыдущем варианте: положение ротора распределителя определяется за счет изменения электромагнитного поля, только датчики сделаны немного по другому.

Как проверить исправность электронного коммутатора

Думается что вывод здесь напрашивается сам: чтобы проверить исправность блока электронного зажигания необходимо подать на его вход управляющие импульсы- просто заставить его подумать что он подключен к работающему распределителю. В качестве источника таких импульсов может послужить самый обыкновенный генератор прямоугольных импульсов с рабочей частотой 1- 200 Гц, правда к нему есть основное требование- он в обязательном порядке должен формировать импульсы не амплитудой не менее 8 Вольт.
Вот его примерная схема

Примечание : у нас на сайте есть еще один вариант Как проверить электронный коммутатор

Подключение устройства для проверки и диагностики следующее:

Обозначения на рисунке:
1. Генератор прямоугольных импульсов.
2. осциллограф для контроля выходящих импульсов
3. Стабилизатор сетевого напряжения (не обязателен)
4. Источник напряжения 12 Вольт мощностью не менее 20 Вт
5. Проверяемый блок
6. Катушка зажигания
7. Свеча зажигания.

Ну, вот, здесь примерно все ясно- давайте теперь рассмотрим все виды устройств в отдельности.

Электронное зажигание контактного типа

Данное устройство выпускалось под названием КТ-1 и было предназначено для установки в автомобили с механическими контактами в прерывателе (Москвич, Жигули, Волга).

Вот его полная схема, а рисунком ниже показаны осциллограммы в контрольных точках:

Система электронного зажигания КТ-1. схема электрическая

Осциллограммы в контрольных точках

Начнем с того момента когда контакты в распределителе разомкнуты (рис а). В этот момент конденсатор С1 начинает заряжаться по цепи +12В ,VD5, R4 , эмиттер-коллектор VT2, С2, база-эмиттер VT3, «масса».
Стабилизатор тока, собранный на транзисторах VT1, VT2 позволяет заряжаться конденсатору С2 стабилизированным током (рис б) и по этому при разной частоте размыкания контактов, на VT3 формируются импульсы одинаковой длительности.
Напряжение питания +12 Вольт через VD3, R8 попадает на базу транзистора VT4 и отпирает его. В результате VT5, VT6 запираются.

Как только контакты в прерывателе замкнутся, начинается процесс разряда конденсатора С2. Цепь VD3, C1, R8 закрывается и в этот момент VT3 запирается обратным потенциалом на С2. Высокий уровень с коллектора VT3 через диод VD4 подается на VT4 и держит его в открытом состоянии.
Когда напряжение на С2 достигнет уровня срабатывания, открывается транзистор VT3, а VD4 запирается, но так как контакты прерывателя разомкнуты через цепь VD3, R8, то транзистор VT4 будет продолжать удерживаться в открытом состоянии.
Положительный потенциал коллектора VT4 открывает транзисторы VT5, VT6 и через первичную обмотку катушки зажигания проходит ток.
В момент t3 транзистор VT4 переходит в открытое состояние, транзисторы VT5, VT6 запираются и резко убывающий ток в первичной обмотке вызовет возникновение искры на свече зажигания.
В период t3-t4 происходит до-зарядка конденсатора C2 до уровня напряжения источника питания, и как только контакты прерывателя разомкнуться, весь процесс повторится.

Эксплуатация данного блока зажигания выявила следующие недостатки:

1. При включенном долгое время зажигании при неработающем двигателе или при разомкнутых контактах, транзистор VT6 находится под постоянной нагрузкой что приводит к его перегревы и выходу из строя.
2. Работоспособность схемы очень зависит от правильности установки угла опережения зажигания.

коммутаторы 36.3734 и Б550

Эти коммутаторы предназначены для совместного использования с датчиком Холла и устанавливались на автомобили ВАз-2108, 09. Вместо них можно применить коммутатор 36.40.3734. Но и это еще не все- полная совместимость с импортными коммутаторами позволяет применять его и на зарубежных автомобилях марок FORD, OPEL, WOLKSWAGEN.

Схема коммутатора и осциллограммы

Схема электронного коммутатора автомобилей ВАЗ 2108, 09

Осциллограммы в контрольных точках

Импульсы с датчика Холла поступают на вход 6 (рис А) и попадают на базу VT1. Транзистор VT1 инвертирует импульсы (рис в) и через R5 они проходят к базе VT2 (рис И).

Так как в самом коммутаторе не предусмотрена стабилизация питания, а провода соединяющие датчик Холла с коммутатором не имеют экранировки, то в коммутаторе возникла необходимость введения цепи устранения паразитных наводок. Эту функцию выполняет DA1.1, работающая как интегратор. Весь полезный сигнал, необходимый для работы устройства находится в диапазоне 1. 200 Гц и поэтому интегратор выделяет полезный сигнал и формирует импульс необходимый для работы VT2 (рис Г).

Для избежания перегрева выходного ключа, в коммутаторе предусмотрена схема, закрывающая выходной каскад при отсутствии входного сигнала и при замкнутом состоянии датчика Холла:
На вход 6 микросхемы DA1.2 (рис Д) через VD4 поступает сигнал с выходного каскада, одновременно с этим на вывод 5 микросхемы DA1.2 поступает входной сигнал (рис Е). Каскад на DA1.2 собран по схеме интегратора, импульсы на его выходе имеют трапециедальную форму (рис Ж) и они поступают на компаратор DA1.3.
Если импульсы не проходят на входы DA1.2 то компаратор DA1.3 на выходе 8 выдаст высокий уровень и в результате VT2 откроется, а выходной каскад закроется.

В динамическом режиме микросхема DA1.3 формирует прямоугольные импульсы (рис З). Микросхема DA1.4 выполняет роль компаратора: как только напряжение на резисторах R35, R36 превысит допустимое, компаратор сработает и откроет транзистор VT2. При этом выходной каскад на транзисторах VT3, VT4 закроется.

Эксплуатация данного коммутатора показала его достаточную надежность. Если и происходили случаи выхода из строя выходного транзистора, то в основном по вине неисправного генератора или замкнутой катушки зажигания.
Единственный недостаток выявленный в процессе эксплуатации- перебои в работе на повышенных оборотах двигателя, поэтому автором было предложено ввести в схему дополнительную цепь- резистор R* (вывод 5 микросхемы DA1.2).

коммутатор 1302.3734

Коммутатор 13.3734-O1

Показанные выше два вида коммутаторов применяются в бесконтактных системах зажигания с применением генератора тока. (что это такое смотрим в начале статьи).
Такие системы зажигания применялись в автомобилях Волга, УАЗ, РАФ, Газель. В них чаще всего также выходит из строя ключевой выходной транзистор. Причем как выяснилось в большинстве коммутаторов под транзистором отсутствовала термо-отводящая паста, так что замене транзистора следует эту пасту нанести.

Транзисторы в коммутаторах можно менять на близкие по параметрам: КТ898А, КТ8109А, КТ8117А

При подготовки материала была использована информация из журналов
Ремонт и сервис
РадиоАматор №2, 1999 год

Коммутатор — это. Схема коммутатора. Как проверить коммутатор зажигания

Коммутатор – это электронный компонент для обеспечения работы бесконтактной системы зажигания. Она является переходной между контактной и микропроцессорной. Последняя, наиболее совершенная, позволяет управлять моментом при помощи данных, считываемых с датчиков – кислорода, скорости, оборотов двигателя и других. Но на дорогах все еще немало автомобилей, в которых установлены и контактные прерыватели, и бесконтактные. Поэтому для обслуживания и диагностики нужно знать назначение всех элементов, а также методы поиска неисправностей и их основные признаки. Перед тем как проверить коммутатор, внимательно изучите все детали.

Бесконтактная система зажигания

Всего существует три огромные группы систем – контактная, бесконтактная, микропроцессорная. Первая делится на две подгруппы – контактная и с применением транзистора, работающего в режиме ключа. В конструкции бесконтактной системы зажигания тоже применяются транзисторы. Использоваться активно такая схема стала в начале 80-х годов прошлого века. И она имеет ряд преимуществ, о которых будет рассказано несколько ниже. Схема коммутатора несложная, она может быть реализована как на транзисторах, так и на контроллере.

Но у бесконтактной системы зажигания имеется и много недостатков, если сравнивать ее с микропроцессорной. Последняя позволяет контролировать практически все параметры двигателя. БСЗ делать это не позволяет, также не может она нормально использоваться на инжекторных моторах. Причина устаревания бесконтактной системы заключается не только в развитии электроники и автомобилестроения, но и в принятии жестких мер по обеспечению экологичности двигателей внутреннего сгорания. К сожалению, уменьшить количество вредных веществ в выхлопе позволяет только микропроцессорное управление.

Основные элементы системы

Конечно, первыми стоит указать свечи зажигания. Они установлены в головке блока цилиндров, электроды выходят с внутренней части. Это те элементы, которые позволяют воспламенить топливовоздушную смесь. Но с помощью одних только свечей двигатель работать не сможет. Необходимо контролировать положение коленчатого вала, чтобы знать, в каком положении находятся поршни в цилиндрах.

Для этой цели используется индуктивный датчик, работающий на эффекте Холла. Он входит в конструкцию другого элемента – распределителя зажигания. Датчик выдает импульс, который поступает на коммутатор. Это устройство позволяет слабый сигнал усилить до напряжения в 12 Вольт, чтобы затем подать его на катушку. Катушка – не что иное, как простой трансформатор (повышающий). У него вторичная обмотка имеет большее число витков, нежели первичная. За счет этого происходит повышение напряжения и уменьшение силы тока. Напряжение в БСЗ на свечи подается при значении 30-35 кВ (в зависимости от модели автомобиля).

Чем БСЗ лучше контактной?

Внимательно прочитав предыдущий раздел, можно увидеть, что в системе применен индуктивный бесконтактный датчик Холла. Преимущество очевидно – нет трения и коммутации. Для сравнения обратите внимание на контактную систему. В ней прерыватель коммутирует напряжение, величина которого равна 12 Вольт. Как ни крути, но металлические контакты все время соприкасаются друг с другом, постепенно стираются, покрываются нагаром.

По этим причинам необходимо постоянно следить за прерывателем, регулировать зазор, проводить своевременную замену. БСЗ лишена этих недостатков, поэтому без стороннего вмешательства система работает значительно дольше. Датчик Холла выходит из строя очень редко, как и коммутатор. Это повышает надежность системы, но требуется и соблюдать меры предосторожности, в частности, соединение коммутатора с кузовом должно быть максимально плотным, чтобы обеспечить эффективный теплообмен. Кроме того, БСЗ позволяет улучшить работу двигателя, увеличить, хоть и незначительно, его мощность, наряду с повышением надежности.

Как работает коммутатор

По сути, коммутатор – это простой усилитель сигнала. Можно сравнить даже со сборкой Дарлингтона, которая используется в микроконтроллерной технике для преобразования слабого сигнала с порта выхода до необходимого уровня. Основа этой сборки – полевые транзисторы, работающие в режиме ключа. На них подается рабочее напряжение, на управляющий вывод поступает сигнал, который усиливается и снимается с коллектора.

Коммутатор зажигания имеет практически аналогичную схему работы. Только используется сигнал с датчика Холла. Он имеет три вывода – управление, общий, плюс питания. При появлении в области датчика металлической пластины происходит генерация тока, который подается на вход коммутатора. Далее происходит усиление сигнала, а также подача его на первичную обмотку катушки. Питание всей системы происходит только лишь после включения зажигания (после поворота ключа).

Основные элементы коммутатора

Схема коммутатора достаточно простая, но самостоятельное изготовление этого блока бессмысленно, так как готовый вариант купить окажется намного проще. Монтаж должен выполняться максимально грамотно, иначе работа устройства окажется неправильной. Кроме того, при использовании транзисторов нужно тщательно выбирать их по параметрам, а для этого необходимо иметь качественную измерительную аппаратуру. К сожалению, у двух одинаковых полупроводников разброс характеристик может быть очень большим. А это влияет на работу устройства.

Коммутатор ВАЗ, имеющий обозначение 76.3734, состоит из одного основного элемента – контроллера L497. Он создан специально для использования в бесконтактных системах зажигания. Отечественный аналог этого контроллера — КР1055ХП2. Параметры у них практически идентичные, что позволяет использовать любой из контроллеров. Кроме того, эта микросхема позволяет провести подключение тахометра, расположенного на приборной панели автомобиля. Но можно применить и более простую схему, которая представляет собой усилительный блок из двух каскадов. Правда, надежность такого устройства на порядок ниже.

Подключение коммутатора

Случаи бывают разными, не исключено, что придется вам менять проводку. Поэтому потребуется принимать во внимание назначение всех выводов на штекере коммутатора. Это позволит правильно провести подключение, причем риска вывести его из строя не будет. Первый вывод коммутатора – это выход. Другими словами, с него снимается усиленный сигнал. Его нужно соединять с выводом катушки «К». Второй контакт соединяется с массой – минусом аккумуляторной батареи.

Все три провода от датчика Холла идут на коммутатор ВАЗ. Причем сигнальный провод соединяется с шестым выводом коммутатора. Пятый – это вывод для питания (на нем напряжение стабильно 12 Вольт). Третий вывод коммутатора – масса (минус питания). Третий соединен внутри блока со вторым. А вот между четвертым, на который подается питание от АКБ, и пятым имеется постоянное сопротивление и стабилизатор напряжения.

Как осуществить проверку

Ничего сложного нет в этой процедуре. Самый простой способ – это использовать заведомо исправный узел, так как проверить коммутатор таким образом можно буквально за считанные минуты. Но если такового нет, а нужно определить точно, неисправность в катушке либо же в коммутаторе, разумнее использовать другие способы. Потребуется простая лампа накаливания. Если не знаете, где взять ее, то выкрутите из плафона освещения салона либо же из габаритных огней.

Один вывод лампы соединяете с минусом аккумуляторной батареи. Второй подключаете к выводу «1» коммутатора. Это тот самый вывод, с которого снимается усиленный сигнал. Если лампа загорается, то устройство исправно. Более совершенный метод проверки осуществляется при помощи осциллографа. На экране можно видеть величину и форму сигнала, а также сравнить его с эталонным.

Настройка зажигания

При настройке зажигания вам потребуется сделать самое главное – установить валы по меткам, чтобы газораспределение функционировало синхронно с работой поршневой группы. Это первое, что следует сделать перед тем как начать регулировку зажигания. Стоит заметить, что особых трудностей при настройке возникнуть не должно, особенно на автомобилях ВАЗ 2108-21099. Все дело в том, что распределитель зажигания на двигатели этих машин установить можно только в одном положении. Причем коммутатор зажигания при данной процедуре не подвергается никаким настройкам, так как их у него нет.

Корпус трамблера вращается вокруг своей оси, чтобы производить более точную регулировку. И этого оказывается достаточно. Чтобы точно установить момент, можно использовать простейшую схему, в качестве индикатора используется в ней простой светодиод. Датчик Холла отключается от системы, на его минусовой вывод подается плюс питания. Между «+» и сигнальным включается светодиод, для снижения напряжения последовательно с ним включается сопротивление 2 кОм. А вот плюс датчика Холла соединяется с массой. Теперь остается только медленно вращать корпус распределителя. Момент, когда засветится диод, будет являться искомым.

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.