Министерство общего и профессионального образования Свердловской области ГОУ СПО СО Уральский колледж технологий и предпринимательства

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: Устройство, работа и основные неисправности бесконтактной системы зажигания

Выполнил

студент 2 курса

27 группы.

А.С.Перевощиков

Руководитель

Н.В.Пушкарев

Екатеринбург 2009

Введение

Назначение системы зажигания

Принцип работы

Устройство элементов системы зажигания

· Катушка зажигания

· Высоковольтные провода зажигания

· Датчик Холла

· Центробежный (ЦБ) регулятор и вакуумный регулятор

· Коммутатор

Снятие и установка распределителя зажигания. Замена датчика Холла

Что такое УОЗ и на что он влияет. Установка УОЗ

Бесконтактная и контактная системы зажигания

Диагностика и устранение неисправностей

Список ресурсов, предоставивших данный материал

Введение

Система зажигания - это совокупность всех приборов и устройств, обеспечивающих появление искры в момент, соответствующий порядку и режиму работы двигателя. Эта система является частью общей системы электрооборудования. Первые двигатели (например, двигатель Даймлера) в качестве системы зажигания имели калильную головку. То есть воспламенение рабочей смеси осуществлялось в конце такта сжатия от сильно нагретой камеры, сообщающейся с камерой сгорания. Перед запуском калильную головку надо было разогреть, далее ее температура поддерживалась сгоранием топлива. В настоящее время таким воспламенением обладают часть микродвигателей внутреннего сгорания, используемые в различных моделях (авиа-, авто-, судомодели и тому подобное). Калильное зажигание в данном случае выигрывает своей простотой и непревзойдённой компактностью.

История

По-настоящему на бензиновых моторах прижилась искровая система зажигания, то есть система, отличительным признаком которой является воспламенение смеси электрическим разрядом, пробивающей воздушный промежуток свечи зажигания. Было создано большое количество систем зажигания. Все основные типы таких систем можно встретить и в настоящее время.

Система зажигания на основе магнето

Одной из первых появилась система зажигания на основе магнето. Идея такой системы - генерация импульса зажигания при прохождении рядом с неподвижной катушкой магнитного поля постоянного магнита, связанного с вращающейся деталью двигателя. Достоинством такой конструкции является простота, отсутствие каких-либо батарей. Такая система всегда готова к работе. Применяют её в данное время более всего на силовой продукции - например, на бензопилах, газонокосилках, маленьких бензогенераторах и тому подобной технике. Недостатками является дороговизна изготовления (катушка с большим количеством витков весьма тонкого провода, высокие требования к изоляции, качественные мощные магниты), конструктивные сложности с регулированием момента зажигания (необходимо перемещать довольно массивную катушку). Для повышения надёжности нередко применяют конструкции с выносными трансформаторами. В этом случае первично генерируется низковольтный импульс, когда магнит проходит рядом с катушкой. Данная катушка изготавливается из небольшого количества витков более толстого провода, поэтому она проще, дешевле, и компактнее. Далее низковольтный импульс поступает на катушку зажигания, с которой и снимается высоковольтный импульс, идущий уже на свечи зажигания. В такие и подобные им системы зажигания в настоящее время вводят различные электронные компоненты с целью улучшения характеристик и смягчения недостатков, но неизменной остаётся идея генерации импульса с помощью постоянного магнита.

Система зажигания с внешним питанием

Вторым, наиболее распространённым типом систем зажигания на автомобильных моторах, являются системы с «батарейным», то есть с внешним питанием. В этом случае питание системы осуществляется от внешнего источника электроэнергии. Неотъемлемой частью системы зажигания является катушка зажигания, представляющая собой импульсный трансформатор. Основная функция катушки зажигания - генерация высоковольтного импульса на свече. Долгие десятилетия катушка на двигателе была одна, а для обслуживания нескольких цилиндров применялся высоковольтный распределитель. В последнее время типичным становится катушка на пару цилиндров или на каждый цилиндр (что позволяет разместить катушку непосредственно на свече как колпачок и отказаться от высоковольтных проводов). Также существуют системы зажигания автомобильных двигателей с двумя свечами, и, соответственно, двумя катушками на каждый цилиндр. Две свечи на цилиндр применяются исходя из соображений сокращения длины пробега фронта горения в цилиндре, что позволяет немного сдвинуть момент зажигания в раннюю сторону, и получить немного большую отдачу от двигателя. Также повышается надёжность системы. В свою очередь, системы зажигания можно разделить на системы с накоплением энергии в индуктивности, и системы зажигания с накоплением энергии в ёмкости.

Системы с накоплением энергии в индуктивности занимают доминирующие положение на технике. Основная идея - при пропускании тока от внешнего источника через первичную обмотку катушки зажигания катушка запасает энергию в своём магнитном поле, при прекращении этого тока ЭДС самоиндукции генерирует в обмотках катушки мощный импульс, который снимается со вторичной (высоковольтной) обмотки, и подаётся на свечу. Напряжение импульса достигает 20-40 тысяч вольт без нагрузки. Реально, на работающем двигателе напряжение высоковольтной части определяется условиями пробоя искрового промежутка свечи зажигания в конкретном рабочем режиме, и колеблется от 3 до 30 тысяч вольт в типичных случаях. Прерывание тока в обмотке долгие годы осуществлялось обычными механическими контактами, сейчас стандартом стало управление электронными устройствами, где ключевым элементом является мощный полупроводниковый прибор: биполярный или полевой транзистор.

Системы с накоплением энергии в ёмкости (они же «конденсаторные» или «тиристорные») появились в середине 70-х годов в связи с появлением доступной элементной базы и возросшим интересом к роторно-поршневым двигателям. Конструктивно они практически аналогичны описанным выше системам с накоплением энергии в индуктивности, но отличаются тем, что вместо пропускания постоянного тока через первичную обмотку катушки к ней подключается конденсатор, заряженный до высокого напряжения (типично от 100 до 400 вольт). То есть обязательными элементами таких систем являются преобразователь напряжения того или иного типа, чья задача - зарядить накопительный конденсатор, и высоковольтный ключ, подключающий данный конденсатор к катушке. В качестве ключа, как правило, используются тиристоры. Недостатком данных систем является конструктивная сложность, и недостаточная длительность импульса в большинстве конструкций, достоинством - крутой фронт высоковольтного импульса, делающий систему менее чувствительной к забрызгиванию свечей зажигания, характерному для роторно-поршневых двигателей.

Существуют также конструкции, объединяющие оба принципа, и имеющие их достоинства, но, как правило, это любительские или экспериментальные конструкции, отличающиеся высокой сложностью изготовления.

Важнейшим параметром, определяющим работу системы зажигания, является так называемый момент зажигания, то есть время, в которое система поджигает искровым разрядом сжатую рабочую смесь. Определяется момент зажигания как положение коленвала двигателя в момент подачи импульса на свечу относительно верхней мёртвой точки в градусах. Позднее зажигание приводит к падению мощности двигателя из-за недогорания топлива, что ухудшает экологические характеристики выхлопа и приводит к снижению экономичности (уменьшение мощности не уменьшает расход топлива). Раннее зажигание приводит к детонации, особенно при резком нажатии на педаль газа. Регулировка опережения зажигания заключается в выставлении наиболее раннего момента зажигания, еще не приводящего к детонации.

Это основные типы систем зажигания, которые используются в разных областях и по сей день.

В своей работе я хочу рассказать о устройстве, работе, основных неисправностях и пути их устранения бесконтактной системы зажигания на примере автомобиля ВАЗ – 21213 (Нива) и его модификациях.

Назначение системы зажигания

В автомобилях Нива и её модификаций с двигателями объемом 1,7 л. и 1,8 л. применяется бесконтактная система зажигания высокой энергии.

Назначением СЗ является:

· создание между электродами свечей зажигания искры, необходимой для воспламенения горючей смеси в бензиновых двигателях;

· подача напряжения зажигания на свечи в определённом порядке (1-3-4-2);

· регулировка момента возникновения искры.

Принцип работы

После поворота ключа в замке зажигания через контакты замка, подается напряжение на обмотку реле зажигания, контакты 85-86. Реле срабатывает и подаёт через свои контакты 30-87 напряжение +12 В на клемму катушки зажигания и на 4-й контакт коммутатора. С контактов коммутатора снимается напряжение для питания датчика Холла. При дальнейшем повороте ключа в положение "старт" валик трамблёра и экран, который жёстко закреплен на валике, начинает вращаться по часовой стрелке (экран имеет четыре окошка по количеству цилиндров двигателя). В тот момент, когда прорезь экрана находится напротив датчика Холла, на его центральном, зелёном проводе возникают управляющие импульсы тока. Они подаются на 6-ой контакт коммутатора, в котором они преобразуются в импульсы тока для первичной обмотки катушки зажигания, контакт К. Коммутатор работает как ключ, включая и отключая цепь первичной обмотки катушки зажигания своим выходным транзистором. В момент выключения происходит прерывание тока в цепи первичной обмотки катушки. В этот же момент во вторичной обмотке катушки зажигания индуцируется ток высокого напряжения, не менее 20 кВ, который по высоковольтному проводу подаётся на центральный контакт крышки распределителя зажигания. Далее ток проходит по угольку на центральный контакт ротора. С центрального контакта проходит через помехоподавляющий резистор к наружному контакту ротора. От наружного контакта ротора к боковым электродам. От боковых электродов на высоковольтные провода и далее к свечам зажигания. Между электродами свечей образуется электрический пробой. Возникает искра, которая поджигает топливовоздушную смесь.

Рис. 1. Принципиальная схема зажигания. 1 - свечи зажигания 2 - датчик-распределитель 3 – коммутатор 4 – генератор 5 – аккумулятор 6 - замок зажигания 7 - реле зажигания 8 - катушка зажигания

Устройство элементов системы зажигания

Катушка зажигания

Типа 27.3705 с разомкнутым магнитопроводом, маслонаполненная, герметизированная. Реже используются катушки залитые компаундом. Сопротивление первичной обмотки при 25 o С должно быть 0,45 ± 0,05 Ом, вторичной – 5 ± 0,5 кОм.

Рис. 2. Катушка зажигания. 1 – изолятор; 2 – корпус; 3 - изоляционная бумага обмоток; 4 - первичная обмотка; 5 - вторичная обмотка; 6 - клемма вывода первичной обмотки (обозначения "1", "-", "К"); 7 - контактный винт; 8 - центральная клемма для провода высокого напряжения; 9 – крышка; 10 - клемма подвода питания (обозначения "+Б", "Б", "+", "15"); 11 - контактная пружина; 12 - скоба крепления; 13 - наружный магнитопровод; 14 – сердечник;

Катушка зажигания выполняет функцию генератора импульсов высокого напряжения. Она работает по принципу трансформатора, имеет вторичную обмотку - тонкий провод с большим количеством витков, намотанный на железный сердечник, и первичную обмотку - толстый провод с малым количеством витков, намотанный поверх вторичной обмотки. При прохождении тока по первичной обмотке катушки, в ней создается магнитное поле. При размыкании цепи первичной обмотки коммутатором магнитный поток также прекращается, в результате чего в обеих обмотках индуцируется напряжение, которое во вторичной обмотке составляет не менее 20 кВ, а в первичной не более 500 В.

Можно ли использовать для бесконтактной системы зажигания катушку от контактной системы зажигания (ВАЗ 2101 - 2107)? Можно , но высокой энергии зажигания уже не получить, т. к. у "классических" катушек сопротивление первичной обмотки составляет 3-3,5 Ом, что в 6-8 раз больше, чем у систем с высокой энергией. Поэтому запуск двигателя может оказаться невозможным, если в двигателе высокая степень сжатия, а температура воздуха пониженная и/или топливовоздушная смесь обеднённая.

Обслуживание катушки сводится к визуальному осмотру и замеру сопротивления. На ней не должно быть трещин, вмятин. Для проверки обмоток катушки зажигания отключите от её контактов Б и К провода и снимите высоковольтный провод. Замерьте омметром сопротивление первичной и вторичной обмотки при 25 о С. Оно должно быть 0,45±0,05 Ом, (рис. 3,б), вторичной – 5±0,5 кОм (рис. 3, а). Если есть трещины, механические повреждения или сопротивление обмоток не соответствует указанному - замените катушку.

Высоковольтные провода зажигания

Используются в цепях высокого напряжения системы зажигания, т. е. от вторичной обмотки катушки зажигания к распределителю и свечам зажигания. Эти провода имеют специальную высоковольтную изоляцию. Они не только проводят ток высокого напряжения, но и одновременно подавляют радиопомехи, создаваемые системой зажигания. Наиболее широко распространенные "жигулевские" провода имеют следующую конструкцию. Сердечник провода, представляющий собой шнур из льняной пряжи, заключен в оболочку, изготовленную из пластмассы с максимальным добавлением феррита. Поверх этой оболочки намотан провод диаметром 0,11 мм из сплава никеля и железа по 30 витков на сантиметр. Снаружи провод имеет изолирующую оболочку из поливинилхлорида. Концы высокоомного провода соединены с латунными контактными зажимами, размещенными на концах проводов. Эти зажимы приспособлены для установки в катушку зажигания, распределитель зажигания или наконечники свечей.

Главное в проводах - это величина распределенного по длине сопротивления и величина пробивного напряжения изоляции. В зависимости от величины распределенного сопротивления оболочка провода имеет различную окраску.

Для систем зажигания высокой энергии (ВАЗ-21213, 2108) применяют провода синего цвета (силиконовая изоляция) с распределенным сопротивлением 2,55 кОм/м (2,28 - 2,82 кОм/м) и пробивным напряжением до 30 кВ. Зарубежные высоковольтные провода как правило отличаются повышенным распределенным сопротивлением (из-за более строгих требований к подавлению радиотелепомех). Их величина распределенного сопротивления может быть в пределах 9-25 кОм на метр, т. е. заметно больше, чем у наших синих проводов. Силиконовая изоляция таких проводов лучше, сами провода мягче.

Увеличение распределенного сопротивления уменьшает время горения искры между электродами свечи (разница до 20%) и энергию высоковольтного импульса (до 50%). Такое снижение может свести на нет все "запасы" в системе зажигания, и запуск двигателя при неблагоприятных условиях может оказаться затрудненным.

Большое значение имеет жесткость проводов. Чем провода более жесткие (особенно при низких температурах), тем быстрее ослабляются их контакты в соединениях. Кроме того, в жесткой изоляции чаще образовываются трещины.

Диагностика проводов высокого напряжения. Если в темноте, открыв капот при работающем двигателе, вы обнаружили "северное сияние" - светящиеся высоковольтные провода, то их необходимо заменить. Если за высоковольтные провода иномарок можно свободно браться руками, то до наших проводов лучше не дотрагиваться. При обычной системе зажигания "дотрагивание" может вызвать просто неприятные ощущения, при системах зажигания высокой энергии искра может пробить кожу, т. е. велика вероятность получения электротравмы. Высоковольтные провода должны быть чистыми, иначе снаружи может образоваться токопроводящий слой грязи, который будет уменьшать максимальное напряжение во вторичной цепи. На изоляции и резиновых колпачках не должно быть трещин, разрывов, которые способствуют утечке тока, плохому запуску и неустойчивой работе двигателя. Иногда этих трещин и разрывов не видно. Для того чтобы их обнаружить, необходимо найти подходящий по длине отрезок провода, зачистить его с двух сторон. Один конец соединить с "массой", а вторым поочерёдно вести вдоль высоковольтных проводов, от начала до конца, включая резиновые колпачки с обеих сторон проводов. Проведите концом этого провода сверху между электродами и вокруг крышки 11 (рис. 4) распределителя, а также по крышке 9 (рис. 2) катушки зажигания. Ни в коем случае нельзя касаться контактов катушки. Если где-то есть трещины, разрывы, то в этом месте проскочит серия искр между концом оголённого провода, которым вы ведёте, и, например, резиновым колпачком третьей свечи. В этот момент двигатель начнёт "троить" - работать неровно, неустойчиво. Это означает что именно в этом месте неисправность. При обнаружении этого дефекта необходимо заменить неисправные части высоковольтной системы.

На обрыв высоковольтные провода можно проверить омметром, подключив его к наконечникам провода.

Рис. 4. Датчик-распределитель зажигания 38.3706 1 – валик 2 - маслоотражательная муфта 3 - бесконтактный датчик 4 - корпус вакуумного регулятора 5 – мембрана 6 - крышка вакуумного регулятора 7 - тяга вакуумного регулятора 8 - опорная пластина центробежного регулятора 9 - ротор распределителя зажигания 10 - боковой электрод с клеммой 11 – крышка 12 - центральный электрод с клеммой 13 - уголек центрального электрода 14 – резистор 15 - наружный контакт ротора 16 - пластина центробежного регулятора 17 – грузик 18 - опорная пластина бесконтактного датчика 19 – экран 20 – корпус

Крышка датчика - распределителя зажигания сделана из специального токонепроводящего материала. Она имеет центральный электрод с клеммой, подпружиненный уголёк центрального электрода и боковые электроды с клеммами. Крышка на датчике-распределителе закрепляется с помощью двух пружинных защёлок расположенных друг напротив друга. С целью уменьшения конденсации паров, внутри крышки предусмотрена вентиляция полости корпуса распределителя через два небольших отверстия в крышке и на дне корпуса. Высоковольтное напряжение подаётся от катушки к центральному электроду крышки. Ток проходит через подпружиненный уголёк и попадает на центральный электрод ротора распределителя. Далее ток проходит через помехоподавляющий резистор к боковому электроду ротора. Ротор жёстко связан с валиком датчика-распределителя. При вращении валика ротор вращается с ним же, передавая ток к боковым электродам крышки распределителя. Обслуживание крышки сводится в поддержании её в чистоте как снаружи, так и внутри. Концом плоского надфиля зачищают боковые электроды в крышке распределителя. Этим облегчается стекание высоковольтного импульса с наружного электрода ротора на боковой электрод крышки, что предупреждает нежелательное стекание в другом месте и способствует подводу повышенного напряжения к электродам свечи. Необходимо обратить внимание и на подвижность центрального подпружиненного угольного электрода крышки. Были случаи, когда "уголек" заклинивался в отверстии крышки и уже не прижимался пружиной к центральному контакту ротора. Это приводило к сгоранию угольного электрода и отказу системы зажигания. При обслуживании системы зажигания нужно обратить внимание на ротор. При необходимости центральный контакт ротора нужно протереть тряпкой смоченной в бензине, ацетоне или растворителе, а боковой можно зачистить надфилем или наждачной бумагой. Если на роторе обнаружено обугливание необходимо заменить его.

Если в пути перегорел помехоподавляющий резистор, то его можно заменить кусочком провода подходящим по длине. А если ротор коротит на "массу", то нужно подложить под него полиэтиленовый пакет, свёрнутый в два-три слоя. Поставить на место ротор, а торчащие концы пакета обрезать ножом.

Датчик Холла

Магнитоэлектрический, получил свое название по имени Э. Холла, американского физика, открывшего в 1879 г. важное гальваномагнитное явление. Бесконтактные клавишные переключатели на основе эффекта Холла применялись за рубежом довольно широко уже с начала 70-х годов. Достоинства этого переключателя - высокая надежность и долговечность, малые габариты, а недостатки - постоянное потребление энергии и сравнительно высокая стоимость.

Рассмотрим принцип действия датчика Холла. Он имеет щелевую конструкцию. С одной стороны щели расположен полупроводник, по которому при включенном зажигании протекает ток, а с другой стороны - постоянный магнит. В щель датчика входит стальной цилиндрический экран с прорезями. При вращении экрана, когда его прорези оказываются в зазоре датчика, магнитный поток воздействует на полупроводник с протекающим по нему током, и управляющие импульсы датчика Холла подаются в коммутатор.

Датчик Холла не обслуживается, неисправный заменяют новым.

Проверка датчика Холла. С выхода датчика снимается напряжение, если в его зазоре находится стальной экран. Если экрана в зазоре нет, то напряжение на выходе датчика близко к нулю. На снятом с двигателя датчике-распределителе зажигания датчик можно проверить по схеме, приведенной на рис. 5, при напряжении питания 8-14 В.

Медленно вращая валик датчика-распределителя зажигания, измерьте вольтметром напряжение на выходе датчика. Оно должно резко меняться от минимального (не более 0,4 В) до максимального (не более, чем на 3 В меньше напряжения питания).

Рис 5. Схема для проверки датчика Холла на снятом распределителе зажигания. 1 - датчик-распределитель, 2 - резистор 2 кОм, 3 - вольтметр.

Рис. 6. Схема для проверки датчика Холла на автомобиле. 1 - датчик-распределитель зажигания, 2 - вольтметр с пределом шкалы не менее 15 В, 3 - разъём датчика Холла.

Проверять работу датчика Холла пробником с лампочкой нельзя! Выходной ток датчика слишком мал, чтобы зажечь даже лампу мощностью 3 Вт, а из-за перегрузки ДХ может выйти из строя.

Центробежный (ЦБ) регулятор и вакуумный регулятор

Служат для автоматической регулировки угла опережения зажигания. Взаимодействие этих устройств обеспечивает получение соответствующего угла опережения зажигания для существующих в данный момент частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя. Центробежный регулятор (см. рис. 7) вращается вместе с ротором аппарата зажигания, который расположен асимметрично с кулачком 3 (ротора нет на рисунке).

Рис. 7. Принцип действия центробежного регулятора: а - статическое состояние, б - рабочее состояние.

1 - пружина, 2 - грузики, 3 - кулачок, 4 - ось грузика, 5 - нижний диск, б - штифт грузика, 7 - сегмент, 8 - корпус аппарата зажигания.

Грузики 2 установлены на осях 4, укрепленных на нижнем диске 5, жестко связанном с осью регулятора. Кулачок 3 и соединенный с ним верхний сегмент 7 надеты на ротор распределителя. Верхний сегмент шарнирно соединен с грузиком 2 с помощью штифта 6, который входит в отверстие.

Регулятор работает на принципе использования центробежных сил, воздействующих на грузики. При увеличении частоты вращения ротора аппарата зажигания грузики, отклоняясь наружу, приводят к повороту кулачка в направлении вращения. Величина угла поворота кулачка определяется равновесием между центробежной силой, воздействующей на грузики, и силой натяжения пружин. Дальнейшее увеличение частоты вращения приводит к тому, что состояние равновесия этих сил происходит при другом угле поворота кулачка. Поворот кулачка в том же направлении, что и вращение ротора, приводит к подаче более раннего управляющего импульса датчика Холла. Таким образом, угол опережения зажигания увеличивается, и зажигание происходит раньше. Уменьшение частоты вращения приводит к уменьшению угла опережения зажигания.

Если в регуляторе обе пружины одинаковы, то характеристика угла опережения зажигания как функция числа оборотов линейна. Если же используются две разных пружины, то при малой частоте вращения больше вытягивается более слабая пружина, а при достижении определенной частоты в работу включается более сильная пружина, замедляя увеличение угла опережения зажигания. При этом характеристика последнего становится нелинейной. Максимальный угол опережения зажигания ограничен механически в результате ограничения поворота кулачка в крайнем положении. Кулачок может поворачиваться грузиками на 15-15,5 о относительно валика. Соответственно угол опережения зажигания по коленвалу будет 30-31 о, т. к. частота его вращения в два раза больше частоты вращения валика датчика-распределителя.

Вакуумный регулятор служит для увеличения угла опережения зажигания при уменьшении нагрузки двигателя (и наоборот). Для этого используется разрежение, создаваемое в диффузоре карбюратора. Расположение входного отверстия трубопровода, соединяющего карбюратор с регулятором, выбрано так, чтобы при полной нагрузке, холостом ходе и запуске двигателя разрежение не поступало на регулятор или было незначительным. Вследствие этих соображений входное отверстие размещается перед дроссельной заслонкой. При открывании дроссельной заслонки ее край проходит мимо входного отверстия трубопровода и разрежение в нем увеличивается.

Рис. 8. Принцип действия вакуумного регулятора а - холостой ход б - частичная нагрузка в - полная нагрузка

Разрежение через эластичный трубопровод 1 поступает в вакуумную камеру регулятора, находящуюся с левой стороны от диафрагмы 3. При работе двигателя на холостом ходу разрежение невелико и регулятор не работает (рис. 8, а). По мере увеличения нагрузки (т. е. по мере открытия дроссельной заслонки) увеличивается разрежение в вакуумной камере регулятора. Вследствие разницы давлений (разрежения в вакуумной камере и атмосферного давления) эластичная диафрагма 3 прогибается влево, преодолевая сопротивление пружины 2 и увлекая за собой тягу 5. Эта тяга шарнирно соединена с диском 6, на котором расположен датчик Холла. Перемещение тяги влево (при увеличении разрежения) приводит к повороту опорной пластины вместе с датчиком Холла 7 в направлении, противоположном направлению вращения экрана (рис. 8, б). Происходит более ранняя подача управляющего импульса с датчика Холла на коммутатор, а, значит, и более раннее зажигание. Максимальный поворот диска, а, следовательно, и максимальный угол опережения зажигания ограничены механически. При перемещении дроссельной заслонки в полностью открытое положение разрежение уменьшается, пружина 2 вызывает перемещение диафрагмы, тяги и диска в противоположном направлении, в результате чего уменьшается угол опережения зажигания (более позднее зажигание). При полностью открытой дроссельной заслонке регулятор не работает (рис. 8, в).

Проверка ЦБ и вакуумного регуляторов.

Проверка ЦБ регулятора "на ходу":

Снять крышку с датчика-распределителя;

Повернуть рукой до упора ротор и отпустить;

Наблюдать возвращение ротора в исходное положение. Если он не возвращается, значит, растянуты или оборваны пружины, большое трение на валу кулачка и т. д.

С появлением в продаже различных диагностических приборов появилась возможность проверки характеристик регуляторов прямо на автомобиле. Для проверки автоматических регуляторов необходимо знать диапазоны их регулирования и характеристики (рис. 9 и 10), которые обычно представлены в виде диаграмм (графиков), показывающих изменение угла момента зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала (ЦБ регулятор) и разрежения (вакуумный регулятор). Перед проверкой регуляторов всегда проверяется начальный УОЗ. Для проверки центробежного регулятора необходим стробоскоп и тахометр, для вакуумного регулятора – вакуумный насос. Чтобы на характеристику центробежного регулятора не наложилась характеристика вакуумного, вакуумные шланги отсоединяют и заглушают (отключают вакуумный регулятор). Работу центробежного регулятора проверяют по нескольким точкам характеристики (как правило достаточно четырех). За контрольные точки принимают значение углов опережения при частоте вращения: 1000, 1500, 2500 и 3000 об/мин.

Необходимо нанести белой краской 4 тонкие линии на шкиве коленвала через каждые 13 мм, которые соответствуют 10 градусам поворота коленвала. Эти метки должны располагаться против часовой стрелки от метки 4 (рис. 13). Запустите двигатель, наведите пучок света стробоскопа на метку 3 (рис. 13). Повышайте ступенчато частоту вращения коленвала на 500 об/мин. Определяйте по шкиву коленвала с нанесёнными метками число градусов опережения зажигания. Из этого значения не забудьте вычесть начальный УОЗ. Полученную характеристику центробежного регулятора опережения зажигания сопоставьте с характеристикой на рис. 9.

Рис. 9. Характеристика центробежного регулятора датчика-распределителя зажигания. А - угол опережения зажигания (градусы), N-частота вращения шкива коленвала (об/мин).

Если характеристика отличается от приведённой, то её можно привести в норму подгибанием стоек пружин центробежного регулятора. До 3000 об/мин подгибайте стойку с тонкой пружиной, а выше 3000 об/мин – с толстой. Для уменьшения угла увеличивайте натяжение пружин, а для увеличения - уменьшайте.

Для снятия характеристики вакуумного регулятора опережения зажигания соедините штуцер вакуумного регулятора с вакуумным насосом. Включите двигатель и установите обороты коленчатого вала 2000 об/мин. Наведите пучок света стробоскопа на метку 3 (рис. 13). Плавно увеличивая разрежение. Через каждые 26,7 гПа отмечайте число градусов опережения зажигания относительно первоначального значения. Полученную характеристику сравните с характеристикой на рис. 10. Обратите внимание на четкость возврата после снятия вакуума в исходное положение пластины, на которой закреплен бесконтактный датчик. Нарушение работы вакуумного регулятора чаще всего происходит из-за износа подшипника его подвижной пластины.

Рис. 10. Характеристика вакуумного регулятора датчика-распределителя зажигания. А - угол опережения зажигания (градусы), Р - разрежение (гПа).

Свечи

У станавливаемые на двигатель - А17ДВР, А17ДВРМ с помехоподавляющим резистором и зазором между электродами 0,7-0,8 мм.

Одним из важнейших элементов, определяющих качественную работу двигателя, являются свечи зажигания. От состояния свечи зависит качественный запуск двигателя, стабильность его работы на холостом ходу, приемистость автомобиля, максимально достижимая скорость, расход топлива. Воспламенение топливовоздушной смеси происходит следующим образом: Высокое напряжение на электродах ионизирует пространство между ними и вызывает проскакивание искры. Искра нагревает некоторое небольшое по объему количество смеси до температуры воспламенения. Далее пламя распространяется по всему объему камеры сгорания. При нормальных условиях (состав смеси, давление, влажность, температура) для воспламенения смеси требуется весьма незначительная энергия и "пробивное" напряжение не более 10 кВ. В целях получения более надежного зажигания смеси при любых условиях применяют системы зажигания высокой энергии (энергия увеличена в 100 и более раз, "пробивное" напряжение - до 25 кВ). Условия работы свечи очень напряженные. На работающем двигателе она контактирует с продуктами сгорания при температуре до 2700 o С и давлении 5 - 6 МПа (50 - 60 кгс/см 2). В камере сгорания температура газовой среды колеблется от 70 до 2700 o С. Окружающий изолятор воздух подкапотного пространства может иметь температуру от -60 до +80 o С. При всем этом температура нижней части изолятора у современных свечей должна быть в пределах 400 - 900 o С (ранее 500 - 600 o С). Диапазон 400-900 o С - тепловые пределы работоспособности (температуры самоочистки и перегрева) свечей зажигания. При температуре ниже 400 o С даже при нормальном составе смеси, маслоотражательных колпачках и кольцах на тепловом конусе возможно отложение нагара. Искры между электродами временами вообще не будет - в работе двигателя появятся перебои. При температуре теплового конуса более 900 o С происходит воспламенение рабочей смеси уже не искрой, а от соприкосновения с раскаленным изолятором, электродами, с частицами сгоревшего нагара. В этом случае наступает калильное зажигание. Двигатель продолжает "работать" и при выключенном зажигании. Из-за перегрева начинаю выгорать (сплавляться) электроды, изолятор, появляется эрозия торца корпуса. Теплоотдача свечи определяется целым рядом параметров: длиной резьбы и теплового конуса, зазором между тепловым конусом и корпусом, длиной верхней части изолятора и ребра (канавки) на нем, теплопроводностью материалов (изолятора, электродов, корпуса и т. д.).

Теплоотдача свечи характеризуется калильным числом (входит в обозначение свечи). Калильное число условно означает время в секундах, по истечении которого на свече, установленной на специальном двигателе (работающем в определенном режиме), возникает калильное зажигание, т. е. воспламенение рабочей смеси не от искры, а от раскаленных изолятора, электродов, корпуса.

Расшифровка обозначения свечей следующая: А - резьба М14х1,25-бе; цифра после буквы - калильное число; буквы после цифры Д - длина резьбы 19 мм ("длинная резьба"); В - выступающий за торец тепловой конус; через черточку сообщается порядковый номер разработки.

Зарубежные аналоги для свечей А17ДВР, А17ДВРМ - Bosch WR7DC, Brisk LR15TC, Champion RN9YC, Motor Kraft AG252, NGK BP6ES, Beru Z20.

Нельзя устанавливать свечи с короткой резьбой вместо свечей с длинной резьбовой частью.

Перед тем как вывернуть свечу, отверните её так, чтобы она осталась ввернутой на 1-2 ниточки своей резьбы. Продуйте сжатым воздухом гнездо свечи. После этого выверните её совсем.

Проведите диагностику, которая может рассказать о состоянии двигателя почти все. Поводом для осмотра свечей, не считая очередного обслуживания, обычно являются отклонения в работе двигателя. Устройство обычной свечи зажигания показано на рис. 11.

Рис. 11. Основные элементы свечи зажигания: 1 – резьба 2 - торец корпуса (ободок) 3 - боковой электрод 4 - центральный электрод 5 - тепловой конус изолятора ("юбочка")

Все нормально, если: резьба 1 сухая, а не мокрая; ободок 2 - темный с тонким слоем нагара (копоти); цвет электродов 3, 4 и изолятора 5 - от светло-коричневого до светло-желтого, светло-серого, белесого. О неисправностях говорит: мокрая резьба (бензин, масло); ободок покрыт черным рыхлым нагаром с пятнами; электроды и изолятор темно-коричневые с пятнами, иногда на сгибе бокового электрода желтое пятно. У неработающей свечи ободок, электроды и конус изолятора покрыты нагаром и мокрые. Если свеча негерметична, появляется темный ободок снаружи изолятора у металлического корпуса.

Если черной копотью покрыты корпус, изолятор и электроды, то возможные причины: длительная работа на холостом ходу, переобогащение смеси, нарушение зазоров между электродами свечи, неисправность свечи.

Замасленная свеча . Если двигатель с большим пробегом, и все свечи примерно в одинаковом состоянии, вероятнее всего "виноват" износ цилиндров, поршней, колец. Бывает появление масла в период обкатки двигателя, но это явление временное. Если масло обнаружено на одной свече, скорее всего, подгорел выпускной клапан. При этом двигатель работает на холостом ходу неравномерно. Ремонт лучше не откладывать, так как за клапаном может обгореть седло.

Выгоревшие или сильно корродированные электроды, поясок, изъязвленный тепловой конус изолятора говорят о перегреве свечи. Перегрев бывает при использовании низкооктанового бензина, неверной установке момента зажигания, слишком бедной смеси.

Оплавленные электроды, поврежденный тепловой конус изолятора - слишком раннее зажигание.

Поменяв свечи местами, можно узнать нечто большее. Если свеча продолжает "зарастать" нагаром и в другом цилиндре - значит, она неисправна. А если нормальная свеча из соседнего цилиндра в данном цилиндре покрылась нагаром, как и предыдущая, значит неисправность в кривошипно-шатунном механизме цилиндра.

Установка свечей в рациональное положение позволяет улучшить процесс сгорания, практически ничего не делая.. Для этого перед установкой новых свечей нужно сделать отметку маркером в верхней части свечи напротив бокового электрода и на свечном ключе. Совместите метки и заверните свечу так, как показано на рис. 12. Выбор положения свечи при затяжке определяется допустимым моментом - 30,6-39 Н.м.

Рис. 12. Нерациональное (слева) и рациональное положение свечи зажигания (справа).

Рациональное положение более благоприятно сказывается на устойчивой работе двигателя на холостом ходу, мощности, экономичности. При нерациональном положении нагар покрывает все стенки камеры сгорания, при рациональном - нагар образуется только на краю днища поршня.

У некоторых владельцев вызывают интерес свечи с тремя электродами. Бытует мнение, что на свече с тремя электродами образуется сразу фейерверк искр. К сожалению, это не так - всего одна. Высокое напряжение пробьёт только тот воздушный зазор, между центральным и боковым электродом, у которого наименьшее расстояние между электродами и, соответственно, сопротивление. Тем временем другие электроды фактически препятствуют нормальному распространению пламени и ухудшают охлаждение теплового конуса. У новых или очищенных свечей проверьте круглым щупом зазор между электродами свечи, он должен быть 0,7-0,8 мм. Если зазор не соответствует норме, отрегулируйте его, подогнув центральный электрод. Вверните свечи рукой на несколько оборотов. Для затяжки свечей используйте свечной ключ. Его размер ~20,6 мм (20,638 мм = 13/16 дюйма).

Восстановление резьбы в ГБЦ. Случается, из-за перекоса свеча идет не по резьбе, и три-четыре нитки в гнезде оказываются поврежденными. Потом ввернуть правильно свечу не удается. Для того чтобы поправить резьбу, возьмите свечной метчик М14х1,25, густо намажьте его литолом и “прогоните” резьбу. Метчик вворачивайте очень аккуратно, рукой на первые нитки резьбы. Для восстановления полностью разрушенной резьбы продаются специальные ремонтные вставки, похожие на обычную пружину. Вверните вставку на необходимую длину, лишнюю часть откусите кусачками. Теперь, в обоих случаях, можно завернуть свечу. Эти методы позволят избежать дорогостоящего ремонта со снятием головки цилиндров, сберегут время и деньги.

Коммутатор

Служит для прерывания тока в первичной цепи катушки зажигания по управляющим импульсам от датчика Холла. В схеме коммутатора имеется устройство для автоматического регулирования периода накопления тока в катушке зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. Величина импульсов тока составляет 8-9 А. Кроме того, предусмотрено автоматическое отключение тока через катушку зажигания при неработающем двигателе, но включенном зажигании. Через 2-5 сек, после остановки двигателя, выходной транзистор запирается, не создавая при этом искры на свечах зажигания.

Коммутатор - сложное электронное устройство, содержащее в себе микросхему, мощный выходной транзистор, стабилитроны, конденсаторы, резисторы. При выходе из строя он не ремонтируется, заменяется новым.

Снятие и установка распределителя зажигания. Замена датчика Холла

Если вы хотите снять датчик-распределитель зажигания для замены датчика Холла, то рекомендую сначала снять крышку с распределителя и посмотреть, какой датчик установлен в распределителе, отечественный или импортный. И только потом ехать в магазин за датчиком. Дело в том, что наши и импортные датчики не совместимы по креплениям, поэтому они не взаимозаменяемые. Если у вас стоит импортный датчик Холла, а в магазине вы не можете его купить, тогда купите отечественный датчик Холла вместе с опорной пластиной.

Рис. 13. Расположение меток для установки зажигания: 1 - метка опережения зажигания на 1 0 2 - метка опережения зажигания на 5 о 3 - метка опережения зажигания на 0 о 4 - метка ВМТ поршней первого и четвертого цилиндров на шкиве коленчатого вала.

· Очистите от грязи и промойте бензином, соляркой и т. д. поверхность посадочного места корпуса распределителя зажигания.

· Поверните коленчатый вал так, чтобы метка 4 на шкиве коленвала совпала с меткой 3 на передней крышке двигателя.

· Снимите крышку распределителя и обратите внимание на положение бокового электрода ротора. Он должен быть направлен в сторону клеммы 4-ой свечи крышки распределителя.

· Вниманию владельцев автомобилей ВАЗ-2120 "Надежда". На этих машинах шкив коленвала имеет две одинаковые метки, расположенные через 180 градусов. Чтобы не ошибиться и правильно установить метку, ориентируйтесь на положение бокового электрода ротора.

· Нанесите маркером метки на корпусе распределителя и блоке цилиндров относительно друг друга.

· Отсоедините от распределителя клеммную колодку датчика Холла.

· Отверните гайку крепления распределителя и снимите прижимную скобу. Осторожно выньте распределитель. Не потеряйте уплотнительное металлическое кольцо и две прокладки, по форме и размерам одинаковые с металлическим кольцом.

· Выньте шплинт из маслоотражательной муфты. Снимите её.

· Выньте валик вместе с ротором.

· Снимите стопор с тяги вакуумного регулятора и опорной пластины датчика Холла (маленькая пружинная вилочка).

· Отверните два болтика крепления вакуумного регулятора и снимите его.

· Отверните два болтика крепления колодки, два болтика крепления датчика Холла и снимите его.

Сборку проводите в обратной последовательности.

· Положите на блок прокладки или наденьте их со стороны валика на нижнюю часть корпуса распределителя в последовательности паронитовая - металлическая - паронитовая.

· Перед установкой распределителя сориентируйте боковой контакт ротора в сторону четвертого контакта крышки, т. е. 4-ой свечи.

· Установите распределитель согласно нанесённым ранее меткам маркера.

· Поставьте прижимную скобу распределителя и слегка затяните гайку.

· Наденьте клеммную колодку датчика Холла и крышку. распределителя зафиксировав её пружинными защелками.

· Запустите двигатель и отрегулируйте УОЗ.

· Затяните гайку крепления датчика-распределителя.

Если двигатель неохотно или вообще не запускается, поверните датчик-распределитель "против часовой - по часовой" стрелке и попробуйте ещё раз.

Что такое УОЗ и на что он влияет. Установка УОЗ

Зажигание топливной смеси должно происходить в течение такта сжатия, перед верхней мёртвой точкой. Угол между положением коленчатого вала в момент появления искры и положением его в ВМТ на такте сжатия называется углом опережения зажигания (УОЗ).

Этот угол должен быть таким, чтобы в данных условиях работы двигателя обеспечивалась максимальная мощность при наименьшем потреблении топлива. Начальный угол опережения зажигания нужно устанавливать с максимальной точностью. В противном случае отклонения при больших частотах вращения коленчатого вала резко возрастают, снижается мощность, ухудшается тепловой режим, увеличивается расход топлива и содержание СО, возникают детонационные стуки, которые не всегда слышно.

Рис. 14. Момент зажигания. а - до ВМТ б - в ВМТ в - за ВМТ;

ВМТ - верхняя мёртвая точка "+" - опережение зажигания "-" - запаздывание зажигания.

Установка момента зажигания - это возможность воспламенения смеси при определённом положении поршня относительно ВМТ. Момент зажигания топливовоздушной смеси в камере сгорания - момент образования искры между электродами свечи.

Так как ориентироваться проще по коленчатому валу (шкиву), то зажигание до ВМТ (опережение), в ВМТ и за ВМТ (запаздывание) принято оценивать в угловых градусах по коленчатому валу со знаком "+" или "-". Для двигателей 1,7 л и 1,8 л УОЗ должен быть 1±1 градус, при частоте вращения коленвала 750-800 об/мин. Наиболее точно установить УОЗ можно при помощи стробоскопа. Для лучшей видимости метку шкива коленчатого вала можно обозначить белой краской с помощью иголки или зубочистки. Направьте мигающий поток света на метку 4 (рис. 13) шкива коленвала, которая при правильно установленном моменте зажигания на холостом ходу двигателя должна находиться на передней крышке двигателя ближе к метке 3. Если метки не совпадают, ослабьте гайку крепления датчика-распределителя и поверните его на необходимый угол. Для увеличения УОЗ (в сторону "+") корпус датчика-распределителя нужно повернуть против часовой стрелки, а для уменьшения (в сторону "-") - по часовой стрелке. Снова проверьте УОЗ. Затяните гайку крепления датчика-распределителя.

Для бензина с октановым числом 95, УОЗ устанавливают больше, чем для АИ-92 (т. е. раньше).

Бесконтактная и контактная системы зажигания

Основные достоинства бесконтактных систем относительно контактных систем очевидны.

Во-первых, контакты прерывателя не обгорают (как при КСЗ) и не загрязняются (как при КТСЗ). Нет необходимости длительное время устанавливать момент зажигания, не контролируется и не регулируется угол замкнутого (разомкнутого) состояния контактов, так как контактов просто нет. В результате двигатель не теряет мощности.

Во-вторых, так как нет размыкания контактов кулачком и нет биения и вибрации ротора распределителя - не нарушается равномерность распределения искры по цилиндрам.

В-третьих, повышенная энергия разряда в свече при БТСЗ надежно обеспечивает воспламенение топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя. Это особенно важно при разгоне, когда условия для воспламенения смеси неблагоприятны из-за ее временного обеднения, не компенсируемого ускорительным насосом. Примерно на 20% снижается содержание СО в отработавших газах и на 5% расход топлива.

В-четвертых, обеспечивается уверенный пуск холодного двигателя при низких температурах при падении напряжения до 6 В.

Переделка контактной СЗ на бесконтактную проста. Необходимо купить:

Датчик-распределитель зажигания 21213-3706010;

Катушку зажигания (для 2108);

Коммутатор (для 2108);

Свечи с зазором 0,7-0,8 мм;

Блок управления ЭПХХ (маркировка "5013");

Жгут проводов трамблер-коммутатор 21213-3724026.

Установите все части на место. Проложите жгут рядом со жгутом основной, штатной электропроводки. Подключите новый жгут проводов:

Провод голубой с черным - к клемме “Б” катушки зажигания;

Красный с коричневым - к клемме “К” катушки зажигания;

Черный провод - к “массе” под гайку крепления коммутатора;

Провод серый с красным – к ЭМ-клапану карбюратора;

Разъединить двухконтактный разъём (находится между АКБ и катушкой) и подключить ответную часть разъёма от нового жгута.

После монтажа запустить двигатель и установить УОЗ 1±1 градус.

Диагностика и устранение неисправностей

Рассмотрим две неисправности, двигатель не запускается и остановка двигателя на ходу. Сразу же условимся, что:

· неисправности не связаны с системой топливоподачи, а только с системой зажигания;

· компрессия в норме;

· фазы газораспределения не нарушены;

· аккумулятор полностью заряжен;

· высоковольтные провода правильно вставлены в крышку распределителя, катушку зажигания, свечи.

Список ресурсов предоставивших данный материал

http :// www . niva - faq . msk . ru – особая благодарность

http://www.domkrat59.ru

http://www.wikipedia.ru

http://www.contiteh.ru

http://www.tron.ru

Факультет механический. Кафедра сельскохозяйственной техники

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7 по предмету «Тракторы и автомобили»

Лабораторная работа - Бесконтактно-транзисторная система зажигания

Вопросы

1. БТСЗ с магнитоэлектрическим индукционным датчиком.

2. БТСЗ с датчиком Холла.

3. Преимущества БТСЗ

4. Электрическая схема БТСЗ с магнитоэлектрическим датчиком

Бесконтактная транзисторная система зажигания

Недостатки, связанные с наличием контактов прерывателя, полностью устранили, применив системы с бесконтактным управлением моментом зажигания и механическими автоматами регулирования угла опережения зажигания. Сигналы, которые руководят моментом зажигания, формируются бесконтактными датчиками, которые устанавливают в распределителе вместо подвижной пластины, прерывателя и кулачка.

Применяют в основном два типа генераторных датчиков:

- магнитоэлектрический индукционный датчик , который устанавливают на автомобилях типа ГАЗ , ЗИЛ , Лиаз , УАЗ . Принцип работы такого датчика основывается на явлении электромагнитной индукции. Он состоит из неподвижной катушки с определенным количеством витков и постоянного магнита, который вращается от коленчатого вала двигателя;

- датчик Холла , принцип действия которого состоит в возникновении ЭДС в полупроводниковой пластине с током, который находится в магнитном поле. Магнитная система, как правило, монтируется в датчик, а коммутация магнитного потока осуществляется специальной шторкой из магнитоэлектрической стали, механически соединенной с коленчатым валом. Такие датчики устанавливают на автомобилях ВАЗ-2108 , -2109 ,-1111 , "Ока" , ЗАС-1102 "Таврия" и т. п..

Коммутация тока в первичной обмотке индукционной катушки в БТСЗ осуществляется транзистором. При этом время, в течение которого происходит накопление энергии в магнитном поле, может зависеть от частоты вращения коленчатого вала двигателя (угол поворота коленчатого вала двигателя, при котором существует ток в первичной обмотке катушки зажигания постоянный и не зависит от частоты его вращения) или не зависеть от нее (время накопления энергии нормируется).

На рис. 1 изображена принципиальная схема бесконтактной транзисторной системы зажигания с магнитоэлектрическим индукционным датчиком, который представляет собой однофазный генератор сменного тока с ротором на постоянных магнитах, число пар полюсов которого отвечает числу цилиндров двигателя. К такой БТСЗ входят также высоковольтный датчик-распределитель 2 (датчик и распределитель конструктивно объединены в один агрегат - датчик-распределитель), катушка зажигания 4 , транзисторный коммутатор 3, свечи зажигания 1 и другие элементы.

Датчики-распределители БТСЗ (рис. 2 ) изготавливают на базе традиционных распределителей, в которых контакты прерывателя заменены бесконтактным датчиком. Поэтому целесообразно рассмотреть лишь особенности их конструкции.

В корпусе 3 на подшипнике 15 установлен статор 13 магнитоэлектрического датчика импульсов. Ротор напрессован на латунную втулку 12 , которая своей подковоподобной пластиной соединена с центробежным регулятором 16 угла опережения зажигания. Статор имеет обмотки 23 и две стальные пластины - 22 и 24 . Один конец обмотки соединен с выводом 5 датчика-распределителя.

Ротор состоит из кольцевого постоянного магнита 26 и двух клювоподобных стальных наконечников 25 и 27 , размещенных с обоих торцов постоянного магнита. Один наконечник имеет северный полюс, второй - южный. Зубцы наконечника с северным полюсом входят во впадины между зубцами южного полюса.

Для правильной установки полюсных наконечников 25 и 27 на втулку 12 в каждом наконечнике есть шип, а на втулке 12 - паз.

Рис. 1 - Принципиальная схема бесконтактной транзисторной системы зажигания с индукционным датчиком:

1 - свечи зажигания; 2 - датчик-распределитель; 3 - коммутатор; 4 - катушка зажигания

Для установки зажигания на статоре и роторе нанесенные метки 20 , которые совмещают при положении поршня первого цилиндра двигателя в ВМТ конца такта сжатия.

Датчики-распределители для 6- и 8-цилиндровых двигателей отличаются лишь числом пар полюсов статора и ротора и соответствующим числом высоковольтных выводов на крышке.

В датчике-распределителе автомобилей типа ГАЗ, УАЗ и других центробежный регулятор установлен на бронзовые втулке выше статора и ротора датчика, который снижает срабатывание подшипников и облегчает регулировку центробежного регулятора угла опережения зажигания.

Во время вращения ротора датчика напряжение, которое развивается им, подается на вход транзисторного коммутатора, который коммутирует ток в первичной обмотке катушки зажигания, обеспечивает накопление энергии в ней и возникновение высокого напряжения во вторичной обмотке в момент искрообразования соответственно углу опережения зажигания.

Рис. 2 - Датчик-распределитель системы зажигания с магнитоэлектрическим датчиком:

1 - муфта распределителя; 2 - опорная пластина; 3- корпус распределителя; 4 - масленка; 5 - вывод; 6 - вакуумный регулятор; 7 - крышка распределителя; 8 - центральный угольный электрод с пружиной; 9 - внешний контакт ротора; 10 - центральный контакт ротора; 11 - ротор; 12, 19 - втулки; 13 - статор магнитоэлектрического датчика; 14 - регулировочные шайбы; 15, 17 - подшипники; 16 - центробежный регулятор опережения зажигания; 18 - валик распределителя; 20 - метки; 21 - ротор датчика; 22, 24 - пластины; 23 - обмотка; 25, 27 - полюсные наконечники; 26 - кольцевой постоянный магнит

В случае неисправности магнитоэлектрического датчика или транзисторного коммутатора применяют резервную систему зажигания , в состав которой входят аварийный вибратор РС331 (51.3747), индукционная катушка и распределитель высокого напряжения . Во время работы вибратор с определенной частотой беспрерывно размыкает круг питания первичной обмотки индукционной катушки, которая в этом случае работает в режиме беспрерывного искрообразования.

Вибратор - это электромагнитный прерыватель с контактами, заблокированными конденсаторами С7 и С8 (см. рис. 6 ). Ток от аккумуляторной батареи через выключатель S1 , дополнительный резистор СЕ326 , соединение ВК-12 и клемму ВК проходит через первичную обмотку индукционной катушки и соединение КЗ , обмотку электромагнита вибратора и дальше на корпус и клемму "-" аккумуляторной батареи. Сердечник электромагнита намагничивается, якорек реле притягивается к сердечнику, размыкая при этом контакты и круг питания. Намагничивание сердечника исчезает, и якорек обратной пружиной возвращается в исходное положение, замыкая контакты.

Во время размыкания контактов вибратора одновременно исчезает ток в первичной обмотке индукционной катушки. В процессе спадания магнитного потока во вторичной обмотке возбуждается ток высокого напряжения, который вызывает искрообразование в свече зажигания. Потом процесс повторяется. Частота вибрации контактов составляет 250- 400 Гц.

Для включения резервной системы зажигания отсоединяют провод от клеммы КЗ транзисторного коммутатора, соединяют его с выводом вибратора и при включении зажигания сразу включают стартер. Если пуск двигателя не состоялся, выключают включатель зажигания, иначе импульсы тока высокого напряжения прожгут крышку датчика-распределителя.

Итак, резервная система зажигания имеет кратковременное действие, ее ресурс представляет не более чем 30 ч, и пользуются ею лишь для того, чтобы добраться к месту технического обслуживания. Кроме того, во время работы резервной системы не работают центробежный и вакуумный регуляторы, а значит, двигатель работает с не регулированным моментом зажигания, которое приводит к неравномерности работы двигателя и перерасхода топлива.

В случае применения БТСЗ с датчиком Холла время накопления энергии в катушке зажигания остается постоянным независимо от частоты вращения коленчатого вала. Энергия искры здесь в 3-4 разы выше, чем в КСЗ. Коммутатор такой системы довольно сложный (включает микросхему, силовой транзистор, несколько резисторов, стабилитроны и конденсаторы) и нуждается в осторожности в процессе эксплуатации. В частности, отсоединение провода от свечи может привести к пробою коммутатора или распределителя.

Магнитоэлектрические датчики Холла начали применять довольно широко еще в начале 70-х годов двадцатого столетия. Они характеризуются довольно высокой надежностью, долговечностью и малыми габаритами. Недостатками таких датчиков является постоянное потребление энергии и сравнительно высокая стоимость.

Принцип действия датчика Холла заключается в том, что когда на полупроводник, по которому проходит ток, подействовать магнитным полем, то в нем возникает поперечная разность потенциалов (ЭДС Холла). Такая ЭДС может иметь напряжение лишь на 3 В меньше, чем напряжение питания.

Рассмотрим полупроводниковую пластину размером 5x5 мм (рис. 3, а ). Если по пластине между двумя параллельными сторонами пропустить ток и одновременно подвести к ней постоянный магнит, а к двум другим сторонам квадрата присоединить провода, то получим генератор Холла (см. рис. 3, б ). Если между магнитом и полупроводником разместить подвижный экран с прорезами, то будем иметь импульсный генератор Холла (см. рис. 3, в ).

Подобные системы устанавливают на автомобилях ВАЗ-2108, ВАЗ-2109, ЗАС-1102 "Таврия" и др. Они выполнены по блоково-модульному принципу.

На рис. 4 приведена схема бесконтактной системы зажигания, которую устанавливают на двигателе Мемз-245 автомобилей ЗАС-1102 "Таврия". Она состоит из катушки зажигания 6 типа 53.9705 , коммутатора 5 типа 36620.3704 , датчика-распределителя 4 типа 53.013706 , свечей зажигания 3 типа А17ДВ-10 или А17ДВР и источника питания 7 , которое включается выключателем 1 .

В датчик-распределитель входят датчик Холла, выполненный в виде функционально законченного узла с чувствительным элементом, постоянным магнитом, усилителем и коммутатором. Здесь также смонтированы центробежный и вакуумный регуляторы угла опережения зажигания, октан-корректор и распределитель тока высокого напряжения.

Рис. 3- Принцип действия импульсного генератора Холла: а - нет магнитного поля и по полупроводнику проходит ток питания в направлении АВ; б - под действием магнитного поля Н появляется ЭДС Холла - EF; в - датчик Холла

Датчик Холла через специальный разъем 2 проводами низкого напряжения соединен с коммутатором, который, в свою очередь, подключен к источнику тока и катушки зажигания.

При замкнутом выключателе 1 и вращении валика датчика-распределителя на выходе датчика Холла возникают импульсы напряжения, которые из контакта 2 разъема поступают на контакт 6 коммутатора и руководят его работой, осуществляя подачу и прерывание тока в первичном круге катушки зажигания.

Рис. 4 - Схема бесконтактной системы зажигания автомобильного двигателя Мемз-245:

1 - выключатель зажигания; 2 - разъем; 3 - свечи зажигания; 4 - распределитель; 5 - коммутатор; 6 - катушка зажигания; 7 - источник питания

В отличие от прежде рассмотренных систем зажигания, управляющие импульсы напряжения здесь формируются в датчике, который кроме гальваномагнитного элемента Холла имеет усилитель и компаратор и выполнен в виде функционально и конструктивно завершенного узла. Он выдает полностью сформированный сигнал, параметры которого не зависят от частоты вращения, условий и продолжительности эксплуатации, обеспечивает стабильные характеристики искрообразования

Такая система зажигания является системой высокой энергии. В ней применяют катушку зажигания с уменьшенной индуктивностью и активным сопротивлением первичной обмотки 0,45 ± 0,05 Ом, что дает возможность увеличить ток размыкания до 8-9 А, повысить уровень накопительской энергии и скорость роста импульса высокого напряжения до 700 В/мкс.

Тем не менее, по этим причинам на коммутатор возлагают дополнительные функции, среди которых: ограничение тока в первичном круге катушки при низкой частоте вращения вала двигателя; отключение катушки при неработающем двигателе; регулирование времени накопления энергии в катушке в зависимости от режима работы двигателя, который существенным образом снижает надежность работы коммутатора.

На рис. 5 изображена конструкция 4-х искрового датчика-распределителя 40.3706, который имеет вакуумный и центробежный регуляторы угла опережения зажигания, принцип действия которых и конструкция подобны прежде рассмотренного распределителя БТСЗ с магнитоэлектрическим датчиком импульсов.

Рис. 5 - Датчик-распределитель 40.3706 автомобилей ВАЗ-2108, ВАЗ-2109 системы зажигания с датчиком Холла:

1 - муфта; 2 - валик; 3 - маслозащитное кольцо; 4 - сальник; 5 - корпус распределителя; 6 - втулка; 7 - подшипник; 8 - недвижимая пластина; 9 - изоляционная прокладка; 10 - крышка; 11 - ротор; 12 - винт; 13 - датчик Холла; 14 - экран; 15 - втулка крепления экрана; 16 - центробежный автомат; 17 - штекерное соединение; 18 - вакуумный автомат

Датчик 13 - бесконтактный электронный, в котором используется эффект Холла. Он состоит из постоянного магнита, полупроводниковой пластины и интегральной микросхемы. Между полупроводниковой пластиной и магнитом есть зазор, сквозь который проходит стальной экран 14 с четырьмя прорезами (по числу цилиндров). Когда в зазоре находится прорез экрана, то магнитное поле действует на полупроводниковую пластину и на ней возникает разность потенциалов, которая превращается в микросхеме на сигнал на выходе датчика. Во время прохождения сквозь зазор стального экрана магнитное поле замыкается через него и не действует на полупроводниковую пластину.

Стальной экран соединен с валиком датчика-распределителя, и во время его вращения происходит импульсное действие магнитного поля на полупроводниковую пластину, а на выходе датчика формируются отрицательные импульсы напряжения определенной величины. Когда экран находится в зазоре датчика, то напряжение на выходе Uмах меньше напряжения питания приблизительно на 3 В. Если в зазор попадает прорез, то Umin< 0,4 В. Отношение периода Т к продолжительности импульса Ti равняется 3. Напряжение питания датчика 8-14 В подается по проводам от коммутатора через клеммы штекерного соединение 17. На эту самую колодку выводит сигнал из выхода датчика и идет дальше на вход коммутатора.

Центробежный регулятор угла опережения зажигания 16 закреплен на валике 2 . К втулке ведомой пластины центробежного автомата приклепан экран 14 . Таким образом, ведомая пластина составляет одно целое с экраном и они могут вращаться на валике в определенных границах.

Применение БТСЗ имеет важные преимущества , а именно:

Контакты прерывателя не обгорают (как в КСЗ) и не загрязняются (как в КТСЗ);

Нет необходимости продолжительное время восстанавливать момент зажигания, контролировать и регулировать угол запертого (разомкнутого) состояния контактов, в результате двигатель не теряет мощности по этим причинам;

Не нарушается равномерность распределения искровых импульсов по цилиндрам, поскольку из-за отсутствия контактов нет битья и вибрации их, а соответственно, и ротора распределителя;

Повышенная энергия разряда на свече в БТСЗ надежно обеспечивает зажигание рабочей смеси за разных режимов работы двигателя, который особенно эффективно во время разгона автомобиля, когда обедненность смеси не полностью компенсируется даже ускоряющим насосом.

Эффективное зажигание приблизительно на 20% снижает содержимое CO в отработанных газах и на 5% - расход топлива; обеспечивает надежный пуск холодного двигателя при низких температурах и в случае спада напряжения питания даже до 6 В.

Бесконтактные транзисторные системы зажигания могут быть установлены на автомобилях с классической системой зажигания (КСЗ). В этом случае вместо прерывателя-распределителя и катушки зажигания устанавливают три новых прибора: датчик-распределитель, другую индукционную катушку и коммутатор.

Электрическая схема бесконтактной системы зажигания с магнитоэлектрическим датчиком изображена на рис. 6 .

Эта система работает так . При включенном зажигании и неподвижном роторе датчика электрические импульсы в его обмотке не возбуждаются. При этом транзистор VT1 закрыт, его база и эмиттер имеют одинаковый потенциал. В таком случае потенциал базы транзистора VT2 несколько выше, чем эмиттера, и через переход база-эмиттер проходит ток управления по кругу: аккумуляторная батарея, выключатель S1, дополнительный резистор СЕ326 , соединение ВК12 , диод VD7 , резистор R6 , диод VD3 VT2 , резисторы R3 , R9 и направляется на корпус, т. е. к "минусовой" клемме аккумуляторной батареи.

Тогда транзистор VT2 приоткрывается и через его переход коллектор-эмиттер проходит ток управления транзистора VT3 , что приводит к открыванию транзистора VT3 , возникновение тока управления и открывание исходного транзистора VT4 . Через открытый транзистора VT4 ток поступает в первичную обмотку индукционной катушки, создавая магнитный поток. При этом ток проходит по кругу: клемма "+" аккумуляторной батареи, выключатель S1 , резистор СЕ326 , соединение ВК12 , первичная обмотка индукционной катушки, диод VD8 , переход коллектор-эмиттер транзистора VT4 , корпус, клемма "-" аккумуляторной батареи. Итак, схема подготовлена к формированию импульсов высокого напряжения.

Рис. 6 - Схема бесконтактной транзисторной системы зажигания GB

В случае вращения коленчатого вала двигателя стартером, и как следствие ротора датчика, в обмотке возбуждаются импульсы переменного тока синусоидальной формы, который через диод VD1 и резистор R1 , переход база-эмиттер транзистора VT1 и корпус поступает во второй конец обмотки датчика. При достижении наибольшего значения положительной полуволны синусоидального тока транзистор VT1 приоткрывается и шунтирует переход база-эмиттер транзистора VT2 , соединяя его базу через диод VD3 с клеммой "-" батареи. Транзистор VT2 закрывается, как следствие закрываются и транзисторы VT3 и VT4 , переходя в режим отсечения, т. е. ток через них не проходит. При этом ток в первичной обмотке индукционной катушки резко уменьшается, а ниспадающий магнитный поток возбуждает в витках вторичной обмотки ток высокого напряжения, который распределяется распределителем по свечам зажигания.

Одновременно ниспадающий магнитный поток возбуждает ЭДС самоиндукции в первичной обмотке, которая может привести к пробою транзисторов. Во избежание этого, параллельно транзистору VT4 включен стабилитрон VD9 , что обеспечивает зарядку конденсаторов С3 и С6 . При этом в контуре, который состоит из первичной обмотки индукционной катушки и конденсатора СЗ , возникают затухающие колебания, которые возбуждают во вторичной обмотке серию импульсов высокого напряжения, и как следствие поочередно еще несколько последовательных искр (до 10 и больше) в свече зажигания. Именно повышение интенсивности искрообразования есть одно из главных преимуществ электронных схем зажигания, которое повышает возможность быстрого пуска двигателя, особенно в холодную пору года. Положительный период ЭДС самоиндукции через диод VD8 по кругу обратной связи (резистора R2 и конденсатора С1 ) поступает на базу VT1 , ускоряя его открывание. Так заканчивается один цикл работы схемы, и как следствие возникновение искры в одной свече зажигания.

Для очередного срабатывания схемы нужно открыть транзистор VT4 и пропустить ток через первичную обмотку индукционной катушки. Это осуществляется так: отрицательная полуволна синусоидального тока датчика замыкает входной транзистор VT1 , в этом случае транзистор VT2 приоткрывается, а вместе с ним приоткрываются и транзисторы VT3 и VT4 , итак, ток снова начинает поступать в первичную обмотку индукционной катушки. Дальше процесс повторяется.

При незначительной частоте вращения коленчатого вала двигателя стартером частота вращения ротора датчика и, значит частота импульсов управления незначительные, что увеличивает продолжительность положительных импульсов. В результате конденсатор С1 заряжается и разряжается несколько раз, а транзисторы VT1 , VT2 , VT3 , VT4 переходят из открытого состояния в закрытый. При этом магнитный поток первичной обмотки индукционной катушки возникает и исчезает несколько раз, который и вызывает серию импульсов тока высокого напряжения и искр в свече зажигания.

С увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя до 600 мин-1 и выше увеличивается частота вращения ротора датчика и, значит количество импульсов управления, продолжительность которых соответственно уменьшается. Одновременно уменьшается частота зарядки и разрядки конденсатора С1 в круге обратной связи, колеблющийся процесс в контуре первичной обмотки индукционной катушки и конденсатора С3 прекращается и в схеме возбуждается лишь один импульс тока высокого напряжения, а в свече зажигания возникает лишь одна искра.

Стабилитроны VD5 и VD6 защищают транзисторный коммутатор от возможного превышения напряжения в системе электропитания машины. Так, в случае повышения напряжения генератора до 17-18 В (вместо 14 В) через стабилитроны VD5 и VD6 ток проходит в обратном направлении, от клеммы "+" генератора через резистор R5 на переход база-эмиттер транзистора VT1 . При этом последний приоткрывается и обуславливает закрытие транзисторов VT2 , VT3 и VT4 , что приводит к нарушению работы системы зажигания и свидетельствует о необходимости регулирования напряжения генератора.

Опережение зажигания осуществляется рычажками центробежного регулятора 16 (см. рис. 2), которые при повышении частоты вращения валика датчика-распределителя через пластину прокручивают ротор датчика в сторону вращения. При этом управляющий импульс подается на транзисторный коммутатор несколько раньше и угол опережения зажигания также увеличивается. Вакуумный регулятор 6 действует при изменении давления во всасывательном трубопроводе двигателя и мембрана, перемещаясь в ту или другую сторону, через тягу поворачивает статор 13 относительно ротора, соответственно изменяя угол опережения зажигания.

Крышка 7 распределителя, в частности данного распределителя, имеет девять выводов, из которых восемь соединены проводами высокого напряжения со свечами зажигания, а центральный - через угольный подвижный электрод типа ДСНК - с контактной пластиной ротора 11 . Угольный электрод имеет активное сопротивление 6-15 кОм и, кроме пропуска тока высокого напряжения, уменьшает радиопомехи от системы зажигания. Итак, ротор, вращаясь, распределяет импульсы высокого напряжения по неподвижным контактам высоковольтных выводов крышки, соединенных с свечами в порядке работы цилиндров двигателя.

Применение агрегатов в разных системах зажигание приведено в табл. 1.

Применение агрегатов систем зажигания

	систем зажигания
	Прерыватель или датчик-		Электронный	Дополнительный
автомобиля	распределитель	зажигание	коммутатор	резистор
	Контактные системы зажигания
ГАЗ-24, УАЗ-
452ВС, -469БМ
"Москвич-2140",
ІЖ-2125, -2715
Контактнотранзисторные системы зажигания
"Урал-375ДМ"
ПАЗ, КАвЗ
Бесконтактные электронные системы зажигания
ВАЗ-2108, -2109
Микропроцессорные системы зажигания
ВАЗ-21083-02,
"Москвич-2141"

*1 - экранированное выполнение; *2 - в комплекте с аварийным вибратором РС331; *3 - в комплекте с аварийным вибратором 51.3734-01; *4 - коммутатор

Все рассмотренные схемы систем зажигания имеют режим одноразового искрообразования, продолжительность которого даже в лучших образцах достигает 2,5-3,0 мс. Увеличить его или ввести режим многоразового искрообразования без дальнейшего осложнения схемы практически невозможно. Это побуждает конструкторов к поиску других функциональных и конструктивных решений, включение в устройстве управления микропроцессоров и микроконтроллеров для автоматической установки оптимального момента зажигания, применение блоково-модульного принципа построения систем с унификацией функциональных модулей и взаимозаменяемостью.

Контрольные вопросы.

1. Каким образом устранили недостатки КТСЗ, применив БТСЗ.

2. Назовите типы генераторных датчиков в БТСЗ?

3. Из чего состоит БТСЗ с магнитоэлектрическим датчиком?

4. Из чего состоит магнитоэлектрический датчик?

5. Принцип работы магнитоэлектрического датчика.

6. Какие регулировки предусмотрены в датчике-распределителе БТСЗ для установки угла опережения зажигания?

7. Что применяют в БТСЗ в случае неисправности магнитоэлектрического датчика и транзисторного коммутатора?

8. Из чего состоит резервная система зажигания?

9. Принцип работы резервной системы зажигания.

10. Как включают в работу резервную систему зажигания?

11. На чем основан принцип действия датчика Холла?

12. Из чего состоит датчик Холла?

13. Составляющие БТСЗ с датчиком Холла.

14. Преимущества применения БТСЗ.

1. Описать возможные варианты БТСЗ.

2. Зарисовать схему БТСЗ с магнитоэлектрическим датчиком (рис. 1), ее составляющие.

3. Описать устройство и работу магнитоэлектрического датчика в БТСЗ.

4. Описать назначение, подсоединение, составляющие и работу резервной системы зажигания.

5. Описать принцип действии и конструкцию датчика Холла.

Список литературы.

1. А. М. Гуревич и др. Конструкция тракторов и автомобилей. М.: Агропромиздат, 1989. – с. 309-310

2. В. А. Родичев. Тракторы и автомобили. М.: Колос, 1998. – с. 284-286, с. 301-304.

3. М. Ф. Бойко. Трактори та автомобілі. Єлектрообладнання. 2 частина. Київ. Вища освіта, 2001 – с. 92-105.

В. ГОРКИН, А. ФЕДОРОВ

Тенденции развития современных автомобильных карбюраторных двигателей внутреннего сгорания предполагают повышение удельной мощности, степени сжатия, снижения токсичности выхлопных газов, повышение экономичности и надежности в эксплуатации.

Все это трудно, а подчас и невозможно, обеспечить без применения электроники, в частности, без электронной системы зажигания.

В статье рассмотрена транзисторная бесконтактная система зажигания с накоплением энергии в индуктивности, управляемая параметрическим взаимоиндуктивным датчиком. Такая система должна обеспечивать, по сравнению с тиристорными системами, использующими, как правило, накопление энергии в емкости, лучшее воспламенение рабочей смеси в цилиндрах двигателя на режимах частичных нагрузок за счет большей длительности искрового разряда.

Амплитуда сигнала параметрического датчика не зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя, что позволяет производить установку зажигания так же, как и в классической системе зажигания. Кроме того, конструкция системы зажигания дает возможность изготовления ее радиолюбителями средней квалификации.

Принципиальная схема бесконтактной системы зажигания приведена на рис. 1.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема бесконтактной системы зажигания

Система содержит источник питания - аккумуляторную батарею 1 напряжением 12 В, добавочное сопротивление 2, катушку зажигания 3, параметрический датчик 4, транзисторный коммутатор 5, выключатель зажигания 6, реле стартера 7.

Параметрический датчик импульсов, работающий с генератором, расположен в корпусе распределителя зажигания. Датчик имеет неподвижный Ш-образный ферритовый сердечник, на среднем стержне которого расположена обмотка III, включенная в цепь базы транзистора генератора, а на боковых - обмотки положительной II и отрицательной I обратной связи, включенные в коллекторную цепь транзистора генератора. Обмотки I и II соединены последовательно-встречно, чтобы их суммарный магнитный поток равнялся нулю при разомкнутом сердечнике.

Ротор датчика имеет магнитопроводящие выступы, которыми можно поочередно замыкать средний и один из боковых стержней Ш-образного сердечника.

В состав транзисторного коммутатора входят генератор датчика, формирующая цепь и выходной каскад.

Генератор датчика (транзистор T1) представляет собой блокинг-генератор, работающий в автоколебательном режиме. Ограничительный диод Д1 служит для защиты перехода эмиттер - база транзистора T1, конденсатор С1 фильтрует всплески питающего напряжения.

Формирующая цепь состоит из диодов Д2, Д3, конденсаторов С4, С5, резистора R2. Выходной каскад, собранный на двух кремниевых транзисторах Т2 и Т3, работающих в ключевом режиме, содержит также диоды Д4, Д5 (для ускорения запирания выходного транзистора); диод Д6 (для защиты от инверсного тока); стабилитрон Д7 (для защиты перехода эмиттер - коллектор транзистора Т3 от напряжения самоиндукции катушки зажигания); конденсатор первичной цепи С6, резистор положительной обратной связи R4 и резисторы R3, R5, R6. Напряжение питания подается через добавочное сопротивление.

Система зажигания работает следующим образом.
При замыкании ротором стержней сердечника, на которых находятся обмотки III и I, усиливается отрицательная обратная связь, генератор не работает, и транзистор Т2 закрывается. На базу транзистора Т3 подается положительный потенциал, транзистор открывается, через первичную обмотку катушки зажигания протекает электрический ток, идет процесс накопления энергии в катушке зажигания.

При замыкании ротором стержней сердечника, на которых находятся обмотки III и II, усиливается положительная обратная связь, транзисторный генератор возбуждается и работает с частотой, определяемой в основном индуктивностью обмотки II и емкостью конденсатора С3 (напряжение на коллекторе T1 показано на рис. 2).

Рис. 2. Выходной сигнал генератора датчика.

Положительное напряжение генератора через формирующую цепь подается на базу транзистора Т2, транзистор отпирается. Соответственно выходной транзистор Т3 запирается и прерывает ток в первичной обмотке катушки зажигания. Возникает переходный процесс в двух индуктивно-связанных контурах: один образован первичной обмоткой катушки и первичным конденсатором С6, а другой - вторичной обмоткой катушки и емкостью вторичной цепи. В результате переходного процесса во вторичной цепи создается высокое напряжение, достигающее 25-30 кВ, которое распределителем подается на свечи зажигания в порядке работы цилиндров двигателя. Затем процесс повторяется.

Настройка системы зажигания заключается только в подборе сопротивления резистора R1 по силе тока, потребляемого генератором. Порядок работы следующий:

резистор R1 заменяется переменным с номиналом 15 кОм, последовательно с которым включен ограничительный резистор 1-3 кОм;

между клеммой «+» и клеммой «Д» полностью собранного коммутатора включается миллиамперметр (датчик отключен);

коммутатор подключается к источнику, постоянного напряжения 12 В, причем положительный полюс источника подключается к клемме «+», а отрицательный - к корпусу коммутатора;

регулировкой сопротивления резистора R1 добиваются силы тока, равной 100-120 мА;

переменный резистор R1 заменяется постоянным ближайшего выбранного номинала.

Формирующая цепь и выходной каскад транзисторного коммутатора настройки не требуют. При правильно собранной схеме коммутатор сразу начинает работать.

Конструкция. Неподвижная часть датчика системы зажигания сделана из текстолита, в виде рамки для установки сердечника, Сердечник - из феррита марки 2000 НМ, типоразмер Ш4Х4. Число витков обмоток одинаково и равно 30; намотка производится на каркас из любого изоляционного материала (например, из электротехнического картона, прессшпана и т. д.) проводом ПЭЛ 0,25, каркас надевается на стержень сердечника.

Схема намотки приведена на рис. 3.

Рис. 3. Схема намотки катушек датчика.

Затем производится установка сердечника в текстолитовую рамку и заливка эпоксидной смолой.

Ротор датчика также изготавливается из текстолита и имеет вид цилиндра диаметром 23 и высотой 20 мм. На текстолит надевается магнитопроводящий экран с прорезями. Его конструкция показана на рис. 4.

Рис. 4. Ротор параметрического датчика

Датчик может устанавливаться в распределитель для классической системы зажигания на подвижную пластину прерывателя. В описываемой конструкции в качестве примера приводится датчик-распределитель завода АТЭ имени 60-летия Октября (рис. 5).

Рис. 5. Вид на датчик-распределитель

Зазор между ротором и стержнями сердечника должен быть 0,2-0,5 мм.

В выходном каскаде, кроме указанных на схеме рис. 1 транзисторов КТ801Б и КТ808А, могут использоваться КТ809А и КТ812А.

Элементы транзисторного коммутатора, кроме транзисторов Т1, Т3, диодов Д6, Д7, конденсатора С1 и резистора R3, смонтированы на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм. Печатная плата изготовлена методом химического травления, причем печатные проводники должны быть максимально возможной ширины при расстояниях между ними не менее 2 мм. Вид на плату со стороны расположения элементов показан на рис. 6.

Корпус транзисторного коммутатора, куда установлена печатная плата, одновременно является радиатором для транзисторов Т1, Т3 и диодов Д6, Д7 (рис. 7).

Площадь поверхности корпуса составляет около 470 см2. Транзисторы Т2, Т3 и диод Д6 необходимо тщательно изолировать от корпуса. Для этого можно использовать слюдяные или фторопластовые прокладки толщиной 0,1 мм.

Соединение элементов, установленных на корпусе, с печатной платой осуществляется любым медным изолированным проводом сечением не менее 0,5 мм2. Транзисторный коммутатор соединяется с остальными элементами системы зажигания с помощью специальной четырехклеммовой колодки от автомобилей «Жигули» ВАЗ. Могут также использоваться и обычные штекерные разъемы, принятые в радиотехнике и рассчитанные на силу тока 8-10 А.

В системе зажигания применена специальная катушка зажигания марки Б116, которая будет выпускаться заводом АТЭ имени 60-летия Октября с 1981 г. для системы зажигания автомобиля «Москвич-2140». Катушка собрана по трансформаторной схеме и имеет повышенный коэффициент трансформации по сравнению с катушками в классической системе зажигания. В таблице приведены основные параметры катушки Б116 и для сравнения катушки марки Б115В, используемой в системе зажигания автомобиля «Москвич-412».

Таблица

Добавочное сопротивление марки СЭ107 изготавливается отдельно от катушки зажигания и состоит из двух секций сопротивлением 0,52 Ом каждая. В момент пуска двигателя одна секция закорачивается. Резисторы намотаны на керамический каркас проводом из константана, мощность рассеяния составляет около 50 Вт.

Бесконтактная система зажигания работоспособна в широком диапазоне температур от -40° С до +80° С, поэтому ее можно располагать в подкапотном пространстве. Установка датчика-распределителя и катушки зажигания производится на местах, предусмотренных для штатной системы зажигания.

Транзисторный коммутатор и добавочное сопротивление могут находиться на брызговике крыла, ближе к вентилятору. Крепление коммутатора и добавочного сопротивления осуществлено винтами диаметром 6 мм.

Монтаж бесконтактной системы зажигания должен быть выполнен тщательно, медным проводом сечением не менее 0,75 мм2. Соединение транзисторного коммутатора, катушки зажигания и датчика с корпусом автомобиля должны обеспечивать хороший контакт.

Общий вид и монтажная схема системы л схема зажигания приведены на рис. 8, 9.

Рис. 8. Общий вид бесконтактной системы зажигания с параметрическим датчиком

Рис. 9. Монтажная схема бесконтактной системы зажигания

Система зажигания выдает «искру» даже при провертывании коленчатого вала двигателя от руки, поэтому установка зажигания на автомобиле по первому цилиндру производится, как и для классической системы, следующим образом. Контрольная лампа включается между клеммой «К» транзисторного коммутатора и «массой». При открытом состоянии выходного транзистора лампа горит тускло. При переходе транзистора в состояние отсечки лампа ярко вспыхивает, что и указывает на момент подачи искры. Зазор в свечах устанавливается в пределах 0,7-0,9 мм.

В эксплуатации бесконтактная система зажигания практически не требует обслуживания. Необходимо только смазывать распределитель в соответствии с инструкцией, а также следить за чистотой клеммных и штекерных соединений.

Проверка исправности бесконтактных систем зажигания на автомобилях аналогична проверке классической системы и может быть выполнена следующим образом. При неработающем двигателе вынимают высоковольтный провод из центрального гнезда распределителя и устанавливают наконечник провода на расстоянии 2- 5 мм от кузова или двигателя автомобиля. Включают выключатель зажигания и провертывают коленчатый вал двигателя. Если искра есть, неисправность надо искать поочередно в распределителе, высоковольтных проводах или в свечах. Если искры нет, то необходимо убедиться в исправности проводки и надежности контактных соединений в системе зажигания.

Категорически запрещается замыкать накороткб выводные клеммы, а также производить какие-либо переключения соединительных проводов, не предусмотренные монтажной схемой. Соблюдение указанных требований при монтаже и эксплуатации обеспечивает исправную и долголетнюю работу бесконтактной системы зажигания.

ЛИТЕРАТУРА
Балагуров В. А. Аппараты зажигания.- М., Машиностроение, 1968.
Галкин Ю. М. Электрооборудование автомобилей.и тракторов.- М., Машиностроение, 1967.
Глезер Г. Н., Опарин И. М. Автомобильные электронные системы зажигания.- М.(«Машиностроение, 1977.
Моргулев А.С, Сонин Е. К. Полупроводниковые системы зажигания.-М., Энергия, 1972.
[email protected]

Опытные автовладельцы популярной модели ВАЗ 2106 неоднократно сталкиваются с проблемами контактной системы зажигания классического двигателя:

• подгорание контактов, нарушение контактной зоны;
• изменение величины зазора прерывателя, соответственно, угла зажигания, качества искры, оборотов холостого хода;
• уменьшение коэффициента упругости пружины прерывателя с течением времени, естественный износ, требующий замены элемента;
• высокая механическая нагрузка на опорные подшипники трамблера, износ кулачка, приводящие к ремонту и периодической замене узлов.

Ремонт, обслуживание, монтаж и демонтаж трамблера требуют навыков не только механических работ, но и знаний в области автоэлектрики и диагностики двигателей. Поэтому многие автолюбители для решения проблем, связанных с обслуживанием контактной системы зажигания, обращаются на специализированные СТО. Вместо того, чтобы делать скидки для уважаемых владельцев пожилых авто, некоторые автомастерские наоборот увеличивают цены.

Верный способ уменьшения проблем, связанных с обслуживанием системы зажигания ВАЗ 2106 , — установка системы бесконтактного зажигания на автомобиль. Фото: media2.24aul.ru

Преимущества и недостатки бесконтактной системы зажигания

Начиная с моделей 2108, на отечественные ВАЗы устанавливается бесконтактная система зажигания. Бесспорные преимущества бесконтактной системы зажигания:

• простота обслуживания и ремонта;
• увеличение периодичности регламентых работ;
• уменьшение уровня электромагнитных помех, связанных с искрением контактов;
• увеличение сроков эксплуатации катушки зажигания, свечей, трамблера;
• более равномерная работа двигателя, стабилизация угла зажигания в процессе эксплуатации;
• экономия топлива за счет оптимальной установки угла зажигания;
• увеличенное пиковое напряжение высоковольтных импульсов (24 килоВольта вместо 16, как на контактной системе) способствует формированию более качественной искры;
• легкий запуск авто, особенно в холодное время года.

У бесконтактной системы зажигания есть свои недостатки:

1. Коммутатор, как и все электронные компоненты, имеет определенный срок эксплуатации. Не факт, что устройство выйдет из строя через время заявленного срока безотказной работы (обычно три года). Большинство коммутаторов исправно работают пять и более лет. Но есть случаи, когда коммутатор выгорает в течение месяца после установки. Это часто происходит с восточными аналогами.
2. Электронный блок коммутатора неразборный, его нельзя отремонтировать, требуется только агрегатная замена. Поэтому, собираясь в дальнее путешествие, особенно в малонаселенные районы, не лишним прихватить в дорогу запасные коммутатор и катушку зажигания.
3. Электронные устройства более чувствительны к перепадам напряжения (при некорректной работе генератора), электромагнитным воздействиям. На военной технике бесконтактное зажигание применяется редко. В случае ядерного взрыва электромагнитный импульс выводит из строя всю работающую электронику.
4. Приобретение и установка бесконтактной системы зажигания требует определенных затрат.

Стоимость комплекта на ВАЗ 2106 составляет около 2500 рублей. Приблизительно в такую сумму обходится установка системы на СТО. Также необходимо менять свечи зажигания. Фото: images.ua.prom.st

Принцип работы бесконтактной системы зажигания

В контактной системе для синхронизации угла зажигания используется кулачковый механизм, который приводит в движение контакт, который, размыкаясь-замыкаясь, формирует электрические импульсы в первичной обмотке катушки зажигания. На вторичной обмотке катушке генерируются высоковольтные импульсы, поступающие через распределитель на высоковольтные провода соответствующих свечей.
Бесконтактная система заменяет все элементы, связанные с контактным воздействием.

Кулачковый механизм заменен на пластину из магнитомягкого материала с индикаторными выступами. Контакт прерывателя заменяет датчик Холла. Он формирует электрический импульс в момент прохождения в зоне его чувствительности индикаторных выступов. Амплитуды импульсов датчика Холла недостаточно для непосредственного управления катушкой зажигания.

Поэтому для усиления импульсов используется электронный коммутатор, иначе импульсный усилитель. На его выходе стоит мощный транзистор, который управляет работой электронной катушки зажигания.

Необходимо знать, что катушка зажигания для бесконтактной системы по электрическим параметрам отличается от контактной. Поэтому в комплект БСЗ обычно входит электронная катушка. Также при замене системы зажигание на бесконтактную следует заменить свечи.

Комплектация бесконтактной системы зажигания

В стандартную комплектацию бесконтактной системы зажигания для ВАЗ 2106 входят следующие компоненты:

трамблер с встроенным датчиком Холла, вакуумным регулятором угла опережения зажигания и помехогасящим конденсатором;

• коммутатор;
• катушка зажигания;
• комплект проводов;
• набор свечей;
• инструкция по установке и эксплуатации.

В некоторых наборах предусмотрен набор крепежных элементов. Фото: images.ua.prom.st

Самостоятельная установка и настройка системы бесконтактного зажигания

Уменьшить расходы, связанные с заменой системы зажигания автомобиля, практически вдвое позволяет самостоятельная установка и настройка. Для корректной установки устройства необходимы:

• навыки электромонтажных работ;
• начальные знания в электрике, чтении электрических схем;
• знание последовательности установки угла зажигания двигателей внутреннего сгорания;
• наличие инструмента (дрель, комплект отверток, пассатижи, изолента, мультиметр, набор ключей – на 8, 10 и 13).

Еще одну инструкцию по установке бесконтактного зажигания вы найдете в этом видео:

Регулировочные работы

1. В случае стучания «пальчиков» трамблер перемещают по часовой стрелке, провала мощности – против.
2. Регулирование холостых оборотов производят винтами качества и количества по стандартному алгоритму.
3. По окончании регулировок производят контрольный заезд, в случае нарушения режимов производят повторную регулировку.

Рекомендации по эксплуатации бесконтактной системы зажигания

Чтобы бесконтактная система зажигания работала без сбоев, необходимо:

• следить за состоянием установленной электропроводки и разъемов;
• периодически очищать высоковольтные провода, катушку зажигания и коммутатор от маслянистых накоплений, пыли и грязи;
• периодически проверять напряжение на аккумуляторе в режиме заряда на заведенном двигателе (должно быть не более 14,5 Вольт).

На современные автомашины контактное зажигание более не ставится. Причин для этого много, в том числе из-за большого количества механических систем в составе такого зажигания. Что же делать владельцам старых автомобилей? Порой они задаются вопросом, а можно ли переделать контактный трамблер на бесконтактный?

Преимущества БСЗ (бесконтактной системы)

ВНИМАНИЕ! Найден совершенно простой способ сократить расход топлива! Не верите? Автомеханик с 15-летним стажем тоже не верил, пока не попробовал. А теперь он экономит на бензине 35 000 рублей в год!

Итак, на трамблере старого образца ввиду наличия огромного количества механических компонентов со временем появляются люфты и зазоры. Энергия искры не обеспечивается, как это нужно, да и качество самих контактов ставится под большое сомнение.

Инсталляция бесконтактной системы зажигания или БСЗ способно решить все прежние сложности, так как один датчик холла может разом заменить группу различных механических элементов. Прогресс – дело хорошее, с этим не поспоришь.

Датчик холла

Раз уж зашла речь о датчике холла, то рассмотрим те моменты, из-за которых он считается значительно лучше механики, и даже способен заменить несколько из них.

Примечание. Интересно, что до определенного момента этот датчик не мог и рассматриваться, как аналог механическому компоненту распределителя.

Однако со временем в ходе технологического прогресса и явных недостатков механических составляющих, таких как постоянное загрязнение, отсутствие контактов и т. д, датчик холла стал вытеснять прежние системы. И сегодня он ставится даже на скутеры, играя функцию составной части регулятора зажигания.

По сути, датчик холла – это тонкий лист полупроводника. В ходе попадания в него импульса, появляется ток со слабым вольтажом. Усиление напряжения возможно лишь в том случае, если поперек полупроводника проходит магнитное поле. Это свойство материала и взяли на вооружение физики.

Состоит элемент из полупроводникового материала (пластины), чипа (микросхемы), магнита и металлического экрана с прорезями. Именно через последний компонент и осуществляется пропуск магнитного поля, из-за чего и возникает энергия. Металлический экран, понятно, что не пропускает магнитного поля, но когда открываются прорези, создается импульс с низким напряжением.

Интересный момент. При сочетании этого устройства с распределителем получается единый узел под названием трамблер, который и выполняет с большой эффективностью стандартные функции распределителя зажигания.

Другие преимущества

Введение в эксплуатацию БСЗ стало одной из серьезных инноваций в автомобилестроении. Это техновшество позволило не только повысить мощность силовой установки, но и в несколько раз снизить расход горючего. Кроме того, благодаря новой системе удалось понизить и количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ.

КСЗ или контактная система не оправдала надежды конструкторов, ведь так и не удалось увеличить энергоколичество в искре, да и в процессе перехода на более мощные двигатели такой распределитель более себя не оправдывал.

Одним словом, высокоточная регулировка зажигания с КСЗ невозможна, у мотора постоянно наблюдаются перебои в работе, увеличивается расход горючего и выброс СО2.

Очевидно, что подача сравнительно большей энергии на свечи многие эксперты считают чуть ли не главным преимуществом БСЗ. За счет этого увеличивается искра, так нужная для полного сгорания бензина. А это, в свою очередь, приводит к улучшению маневренности автомобиля на дорогах.

БСЗ трамблер – это и всеобщее улучшение, а также стабильность импульсов. На всех диапазонах функционирования ДВС существенно улучшается отдача. Датчик холла в данном случае играет куда большую роль, полностью заменяя архаичную контактную систему.

Наконец, еще одним бесспорным преимуществом БСЗ является неприхотливость и низкая потребность в техобслуживании. Регулировки такой распределитель потребует всего лишь единожды, а не как КСЗ – постоянно.

Переделка КСЗ в БСЗ не займет более 1 часа, если следовать правильной инструкции проведения. Это касается, естественно, человека сведущего в автоэлектрике и знающего, какие трудности его могут ожидать по ходу.

Любая операция, будь это ремонт или модернизация, начинается с подготовки рабочего места.

1. Следует определиться с местом для инсталляции коммутатора. Многие ставят его на левый брызговик, где он фиксируется двумя саморезами к кузову. Однако следует быть внимательным и проследить, чтобы соприкасание радиатора устройства с металлической частью остова автомашины было по максимуму. Таким образом, обеспечится лучшая теплоотдача.
2. Установить метку зажигания на 4-й цилиндр.
3. Приобрести новый комплект СЗ, которые бы подошли к БСЗ. Зазор в таких свечах должен быть выставлен на 0,8 мм.
4. Приобрести и заменить катушку.

Остается поменять трамблер на электронный, установить датчик холла.

Вооружиться, естественно, нужными инструментами:

• Набором различных ключей.
• Комплектом отверток.
• Саморезами.
• Дрелью с набором различных сверл.

Итак, вот как меняется трамблер:

• Снимается крышка, чтобы открылся доступ к ротору.
• Установить ротор-бегунок в положение, легко повторяющееся при инсталляции нового БСЗ-трамблера. Пометить на ДВС.
• Полностью вывернуть фиксатор распределителя и снять устройство.
• Вынуть главный бронепровод, интегрирующий катушку и распределитель.
• Выставить бегунок нового трамблера в соответствии со старым.
• Поставить корпус по меткам, выставленным заранее и помеченным на корпусе ДВС.
• Вставить новую крышку, подсоединить провода.

Катушка тоже обновляется:

• Восьмеркой-ключом выворачиваем фискторы-гайки проводки контактов.
• Десяткой-ключом ослабляется фиксация самой катушки.
• Поставить новую катушку.

Внимание. Следует в процессе установки новой катушки обязательно акцентировать внимание на расположение контактов. Лучше поставить все так, как было сделан на старой схеме.

• Новое устройство фиксируется.
• Провода соединяются с контактами.

Совет. Лучше пока не снимать провода со старой катушки, а сделать это после установки новой. Таким образом, можно будет перебросить проводку, не совершая ошибок.

• Вдевается главный бронепровод, соединяющий распределитель с катушкой.

Одним из важнейших элементов БСЗ является коммутатор. Как и было написано выше, его местоположение выбирается заранее. Ставится он следующим образом:

• Коммутатор прислоняется к кузову для отметки мест сверления.
• Устройство прикручивается саморезами.

Внимание. Под один из саморезов вдевается черный кабель массы от колодки подключения.

По сути, в некоторых случаях секрет переделки сводится к замене штока трамблера. На старом он короче. Если суметь переставить этот самый шток с какого-нибудь распределителя нового образца, то в результате можно неплохо сэкономить на покупке нового трамблера.

Что касается настройки БСЗ трамблера, то она осуществляется всего один раз. УОЗ можно выставить без каких-либо приборов. Делается это на прогретом до 85 градусов ДВС, при движении на средней скорости. КПП переключается на 4 скорость, педаль акселератора вдавливается в пол. Если возникает кратковременная детонация, после чего мотор вновь набирает обороты, то БСЗ выставлено правильно. Напротив, если в ходе этого появляется стук, надо остановиться. Зажигание выставлено неправильно. И вот, что надо сделать:

• Повернуть распределить по часовой на 1 градус.
• Повторить езду с резким переключением скорости.

Схожая операция повторяется до тех пор, пока не выставится правильное зажигание.

Вот и все дела. Удачи на дорогах с новым трамблером!