Пары бензина, сгорая в цилиндрах двигателя, дают энергию для движения автомобиля. Сам по себе процесс сгорания не начинается, его инициализацию осуществляет система зажигания. С самого начала появления бензиновых моторов это производилось механическим способом. С течением времени у него было выявлено множество недостатков и замечаний в работе, в том числе сложность в эксплуатации. Появление электронных компонентов (транзисторов, тиристоров и т.д.) позволило преодолеть эти недостатки, т.к. была создана бесконтактная система зажигания (БСЗ).
Горючая смесь в цилиндрах двигателя должна воспламеняться в конце второго такта – сжатия, когда поршень располагается в верхнем положении. Здесь смесь находится под самым сильным давлением, и при рабочем ходе поршня будет совершена максимальная работа. Именно в этот момент на свече должна появиться искра, которая и воспламенит горючую смесь.
Для этого служит зажигание. Было разработано несколько различных вариантов, но на автомобиле обычно используется батарейное (контактное) зажигание.
Как оно работает, должно быть понятно из описания к приведенному ниже рисунку.
Когда ключ вставлен в замок (Contactor), ток протекает от АКБ (Battery) через бобину или катушку зажигания (Ignition Coil) и контакты прерывателя (Contakt breaker). Этот ток образует магнитное поле, в которое попадает вторичная обмотка Ignition Coil. Когда контакты прерывателя размыкаются, через первичную обмотку прекращается протекание тока, во вторичной обмотке благодаря эффекту самоиндукции создается высоковольтное напряжение, подаваемое через распределитель (Distributor) на нужную свечу (spark plugs).
При поступлении этого напряжения на свечу, образуется искра, от чего воспламеняется топливная смесь . Вот примерно так работает контактная (батарейная) система зажигания (КСЗ). В том виде, как описано выше, она была создана еще для первых автомобилей. Здесь приведен только общий принцип ее работы. На самом деле, даже у старых машин, например, «классика» ВАЗ, дополнительно используется такие устройства, как вакуумный и центробежный регуляторы, дающие возможность изменять момент генерации искры в зависимости от скорости движения и нагрузки на автомобиль.
Несмотря на все дополнительные устройства, описанная система зажигания, установленная на автомашины ВАЗ 2107,2016, имеет довольно серьезные недостатки. Из них следует отметить:
Тем не менее, из-за своей дешевизны и простоты КСЗ использовалась долгое время, в частности, на машинах семейства ВАЗ 2107, 2106.
Вышеописанные трудности удалось решить с широким распространением полупроводниковых элементов, таких как транзисторы и тиристоры. Итогом их применения стала так называемая бесконтактная система зажигания. Однако ее внедрение на отечественные автомобили произошло не сразу, сначала на ВАЗ 2107, 2106 было использовано так называемое контактно-транзисторное зажигание.
Функциональную схему такой системы можно увидеть ниже.
Из рисунка становится понятно, что механический прерыватель управляет не накопителем энергии, в роли которого выступает катушка зажигания, а электронным коммутатором. Такое решение облегчило режимы работы прерывателя, повысило надежность и качество работы всей системы. Кроме того, это позволило модернизировать многочисленные автомашины ВАЗ 2107, 2106, находящиеся в эксплуатации, без значительных затрат со стороны их владельцев.
Следующим этапом в развитии системы стало исключение механического прерывателя. Бесконтактная система зажигания такого типа показана на рисунке.
Впервые в отечественном автомобилестроении подобная система была внедрена на автомобилях ВАЗ девятого семейства, хотя потом с ней серийно выпускались и ВАЗ 2107, 2106.
Такая бесконтактная система подразумевает использование коммутатора для управления катушкой зажигания и предусматривает работу коммутатора с сигналами, получаемыми от бесконтактного датчика. Последние могут быть трех типов:
В отечественных машинах семейства ВАЗ 2107, 2106 используется датчик Холла.
Работа такого устройства мало чем отличается от работы обычной КСЗ. Вращение вала двигателя бесконтактный датчик преобразует в импульсы, поступающие на коммутатор напряжения. Последний обеспечивает импульсное прохождение тока через бобину. Благодаря этому во вторичной цепи возникает высоковольтное напряжение, поступающее через распределитель на свечи зажигания, между электродами возникает искра и от нее воспламеняется горючая смесь.
В процессе работы происходит регулирование УОЗ. Для этого используется центробежный (при изменении оборотов двигателя) и вакуумный (при изменении нагрузки) регуляторы.
Система зажигания, установленная на автомобиле, предназначена для своевременного воспламенения топливной смеси.
Первоначально применялась контактная, но затем по мере развития электроники появилась бесконтактная система зажигания. Конечно, сейчас используются гораздо более сложные, микропроцессорные системы, но и БСЗ сыграла в свое время значительную роль в повышении качества и надежности автомобиля.
Бесконтактная система зажигания является конструктивным продолжение контактно-транзисторной системы зажигания. В данной системе зажигания контактный прерыватель заменен бесконтактным датчиком. Бесконтактная система зажигания стандартно устанавливается на ряде моделей отечественных автомобилей, а также может устанавливаться самостоятельно вместо контактной системы зажигания.
Применение бесконтактной системы зажигания позволяет повысить мощность двигателя, снизить расход топлива и выбросы вредных веществ за счет более высокого напряжения разряда (30000В) и соответственно более качественного сгорания топливно-воздушной смеси.
Конструктивно бесконтактная система объединяет ряд элементов, среди которых источник питания, выключатель зажигания, датчик импульсов, транзисторный коммутатор, катушка зажигания , распределитель и конечно свечи зажигания . Распределитель соединен со свечами и катушкой зажигания с помощью проводов высокого напряжения.
В целом устройство бесконтактной системы зажигания аналогично контактной системе зажигания , за исключением датчика импульсов и транзисторного коммутатора.
Датчик импульсов предназначен для создания электрических импульсов низкого напряжения. Различают датчики импульсов следующих типов: Холла, индуктивный и оптический.
Наибольшее применение в бесконтактной системе зажигания нашел датчик импульсов использующий эффект Холла (возникновение поперечного напряжения в пластине проводника с током под действием магнитного поля). Датчик Холла состоит из постоянного магнита, полупроводниковой пластины с микросхемой и стального экрана с прорезями (обтюратора).
Прорезь в стальном экране пропускает магнитное поле и в полупроводниковой пластине возникает напряжение. Стальной экран не пропускает магнитное поле, и напряжение на полупроводниковой пластине не возникает. Чередование прорезей в стальном экране создает импульсы низкого напряжения.
Датчик импульсов конструктивно объединен с распределителем и образуют одно устройство – датчик-распределитель. Датчик-распределитель внешне подобен прерывателю-распределителю и имеет аналогичный привод от коленчатого вала двигателя .
Транзисторный коммутатор служит для прерывания тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания в соответствии с сигналами датчика импульсов. Прерывание тока осуществляется за счет отпирания и запирания выходного транзистора.
При вращении коленчатого вала двигателя датчик-распределитель формирует импульсы напряжения и передает их на транзисторный коммутатор. Коммутатор создает импульсы тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания. В момент прерывания тока индуцируется ток высокого напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания. Ток высокого напряжения подается на центральный контакт распределителя. В соответствии с порядком работы цилиндров двигателя ток высокого напряжения подается по проводам высокого напряжения на свечи зажигания. Свечи зажигания осуществляют воспламенение топливно-воздушной смеси.
При увеличении оборотов коленчатого вала регулирование угла опережения зажигания осуществляется центробежным регулятором опережения зажигания.
При изменении нагрузки на двигатель регулирование угла опережения зажигания производит вакуумный регулятор опережения зажигания.
Некоторые владельцы классических автомобилей семейства ВАЗ 2101-07 постоянно стараются улучшить, доработать, добавить электроники и удобства. Одной из таких доработок — это установка бесконтактного электронного зажигания.
Контактные зажигания устарели, но все же используются в старых автомобилях. На заднеприводных моделях Ваз бесконтактное впервые установили на 2107.
Преимущества бесконтактного зажигания:
Устройство БСЗ для карбюраторных двигателей состоит из:
Электронная и бесконтактная система зажигания — это одно и то же устройство. Получило название из-за отсутствия контактной группы в устройстве системы. В тоже есть, которая является частой причиной отказа запуска двигателя.
Схема бесконтактной системы зажигания для автомобилей ВАЗ:
1 — коммутатор; 2 — катушка зажигания (бобина); 3 — трамблер; 4 — ключ замка зажигания; 5 — датчик Холла.
Последовательность и принцип работы БСЗ такой:
Бывают взаимозаменяемы, а бывают и не ремонтнопригодны.
1 — трамблер (распределитель); 2 — прерыватель; 3 — конденсатор; 4 — катушка зажигания (бобина); 5 — АКБ; 6 — замок зажигания; 7 — искры свечей зажигания.
Такая схема в системах, где нет коммутатора. Разрыв цепи происходит механически с помощью прерывателя.
При покупке нового БСЗ следует обратить внимание на наличие составляющих всего комплекта. В заводском комплекте должно быть:
По внешнему виду очень похож комплект БСЗ для машины ВАЗ 2121 «НИВА». Но лучше не ставить этот комплект на Ваз 2107 или на Ваз 2106, потому как характеристики «шестерки» и «семерки» сильно отличаются от «нивы». Марки трамблера для Нивы: 3810.3706 или 38.3706–10.
Лучшим производителем электронной системы зажигания для старых авто ВАЗ является компания «СОАТЭ». База производственной мощности находится в городе Старый Оскол. По отзывам автовладельцев классических моделей БСЗ СОАТЭ отличный вариант.
Чтобы установить БСЗ своими руками, потребуются следующие инструменты:
После установки в правильной последовательности, запускаем мотор и начинаем настраивать зажигание. Если после установки нового электронного бесконтактного зажигания двигатель не заводится, следует проверить правильность подключения проводов катушки и высоковольтных на свечи. Если провода в норме, то не совмещены метки.
В этом видео ражжеваны все нюансы.
Перед настройкой зажигания на автомобилях ВАЗ 2101-2107, надо немного прогреть двигатель, не давая ему заглохнуть.
Отрегулировать можно либо на слух, либо с помощью специального прибора, который называется стробоскоп для установки зажигания.
Стробоскоп — это прибор, с помощью которого даже новичок может правильно выставить зажигание. Подробнее по настройке зажигания страбоскопом смотрите на видео.
Установка бесконтактной системы зажигания своими руками – это хорошее дополнение для современного двигателя. Такая система зажигания отличается стабильностью, надежностью работы, а так же лучшими характеристиками. О том, как установить своими руками бесконтактную системы зажигания – в статье инструкция с фото.
Высокое напряжение тока образует сильную искру в свечах зажигания, которая затем производит воспламенение топлива. В соответствии с положением коленвала, электрический ток подается на свечи в определенном порядке. Такой процесс выполняется под контролем регуляторов (вакуумный и центробежный регуляторы напряжения находятся в трамблере), которые определяют частоту и степень нагрузки на ДВС. Важным моментом работы БСЗ является ее правильная регулировка. В результате правильной регулировки, ток образующийся на свечах зажигания будет высокой мощности, что должным образом отразиться на процессе возгорания и сгорания топлива.
В данный момент такая система достаточно популярна. Связано это с тем, что такая схема имеет высокую надежность и выдает мощную искру на свечу зажигания. Также из плюсов стоит отметить следующее:
Подготовив весь необходимый инструмент можно приступать к выполнению работ, которые выглядят следующим образом:
Процесс регулировки осуществляется на прогретом ДВС. Существует два вида регулировки системы зажигания: с помощью специального стробоскопа и на слух.
Касаемо метода регулировки на слух, тут нужно проделать несколько последовательных действий. Производится запуск двигателя, затем ослабляется затяжка гайки крепления трамблера. Трамблер проворачивается (в пределах 15 градусов) до тех пор, пока работа ДВС не будет оптимальной и стабильной. Когда будет обнаружен такой момент, гайка обратно затягивается.
Также есть еще один метод регулировки без надобности прибора. Во время движения необходимо развить скорость 40 км/ч и когда двигатель прогреется до температуры 80-90 градусов, следует включить 4-ю передачу и выжать педаль газа. В случае если БСЗ выставлена правильно, тогда произойдет кратковременная детонация, и затем ДВС начнет набирать обороты. Если в этот момент слышен явный звук детонации – тогда потребуется провернуть трамблер по часовой стрелке, ориентировочно на один градус. Такую операцию следует выполнять до тех, пока не прекратится стук. Когда выявлен провал в оборотах, тогда необходимо провернуть распределитель против часовой стрелки.
Электронная система искрообразования появилась лишь на последних модификациях заднеприводной «классики» ВАЗ 2106. До середины 90-х годов указанные автомобили оснащались зажиганием с механическим прерывателем, весьма ненадёжным в работе. Проблема решается относительно легко - владельцы устаревших «шестёрок» могут приобрести комплект бесконтактного зажигания и самостоятельно установить на машину, не обращаясь к мастерам - электрикам.
Бесконтактная система (сокращённо - БСЗ) «Жигулей» включает шесть устройств и деталей:
От контактной схемы БСЗ унаследовала лишь высоковольтные кабели и свечи. Невзирая на внешнее сходство со старыми деталями, катушка и трамблёр конструктивно отличаются. Новые элементы системы - управляющий коммутатор и жгут проводов.
Катушка, работающая в составе бесконтактной схемы, отличается по числу витков первичной и вторичной обмотки. Проще говоря, она мощнее старой версии, поскольку рассчитана на создание импульсов 22-24 тыс. вольт. Предшественница выдавала на электроды свечей максимум 18 кВ.
Пытаясь сэкономить на установке электронного зажигания, один мой товарищ заменил трамблёр, но подключил коммутатор к старой катушке «шестёрки». Эксперимент завершился неудачей - перегорели обмотки. В результате все равно пришлось купить катушку нового типа.
Шлейф с разъёмами служит для надёжного соединения клемм распределителя зажигания и коммутатора. Устройство этих двух элементов стоит рассмотреть отдельно.
Внутри корпуса распределителя располагаются следующие детали:
Снаружи на боковой стенке установлен вакуумный блок опережения зажигания, связанный с опорной площадкой посредством тяги. Сверху на защёлках закреплена крышка, куда подсоединяются кабели от свечей.
Основное отличие данного трамблёра - отсутствие механической контактной группы. Роль прерывателя здесь играет электромагнитный датчик Холла, реагирующий на прохождение сквозь зазор металлического экрана.
Когда пластина перекрывает магнитное поле между двумя элементами, прибор бездействует, но как только в щели открывается просвет, датчик генерирует постоянный ток. Как распределитель работает в составе электронного зажигания, читайте ниже.
Элемент представляет собой плату управления, защищённую пластиковой крышкой и прикреплённую к алюминиевому радиатору охлаждения. В последнем сделаны 2 отверстия для монтажа детали к кузову автомобиля. На ВАЗ 2106 коммутатор располагается внутри подкапотного пространства на правом лонжероне (по ходу движения машины), рядом с расширительным бачком охлаждающей жидкости.
Главные функциональные детали электронной схемы - мощный транзистор и контроллер. Первый решает 2 задачи: усиливает сигнал, поступающий от трамблёра, и управляет работой первичной обмотки катушки. Микросхема выполняет следующие функции:
Коммутатор не боится изменения полярности, если автолюбитель ошибочно перепутает плюсовой провод с «массой». В схеме присутствует диод, закрывающий линию в подобных случаях. Контроллер не перегорит, а попросту перестанет функционировать - искра на свечах не появится.
Все элементы системы связаны между собой и с двигателем следующим образом:
Резьбовой зажим «К» на катушке соединён с плюсовым контактом реле замка зажигания и клеммой «4» коммутатора. Второй зажим с маркировкой «К» связан с контактом «1» контроллера, сюда же приходит провод тахометра. Клеммы «3», «5» и «6» коммутатора служат для подключения датчика Холла.
Алгоритм работы БСЗ на «шестёрке» выглядит так:
Для оптимального сгорания топлива в процессе работы мотора вспышка в цилиндре должна происходить на долю секунды раньше, чем поршень окажется в максимальном верхнем положении. Для этого в БСЗ предусматривается опережение искрообразования на определённый угол. Его величина зависит от оборотов коленчатого вала и нагрузки на силовой агрегат.
Корректировкой угла опережения занимается коммутатор и вакуумный блок трамблёра. Первый считывает количество импульсов от датчика, второй действует механически от разрежения, подведённого со стороны карбюратора.
По надёжности работы БСЗ существенно превосходит устаревшее контактное зажигание «шестёрки», проблемы возникают гораздо реже и проще диагностируются. Признаки неисправности системы:
Чаще всего встречается первый признак - отказ двигателя, сопровождающийся отсутствием искры. Распространённые причины неполадки:
Высоковольтная катушка приходит в негодность крайне редко. Симптомы аналогичные - полное отсутствие искры и «мёртвый» мотор.
Поиск «виновника» ведётся способом последовательных замеров в разных точках. Включите зажигание и с помощью вольтметра проверьте напряжение на датчике Холла, контактах трансорфматора и клеммах коммутатора. Ток должен подаваться на первичную обмотку и 2 крайних контакта электромагнитного датчика.
Для проверки контроллера знакомый автоэлектрик предлагает использовать одну из его функций. После включения зажигания коммутатор подаёт ток на катушку, но если вращение стартера не последует, напряжение исчезает. В этот момент и нужно делать замер с помощью прибора либо контрольной лампочки.
Неисправность датчика Холла диагностируется так:
Когда двигатель работает с перебоями, нужно проверять целостность проводки, загрязнённость клемм коммутатора либо высоковольтные провода на предмет пробоя изоляции. Иногда случается запаздывание сигнала коммутатора, вызывающее провалы и ухудшение разгонной динамики. Рядовому владельцу ВАЗ 2106 обнаружить такую неполадку довольно сложно, лучше обратиться к мастеру - электрику.
Современные контроллеры, используемые на бесконтактном зажигании «шестёрки», перегорают довольно редко. Но если проверка датчика Холла дала отрицательный результат, то методом исключения попытайтесь заменить коммутатор. Благо, цена новой запчасти не превышает 400 руб.
Выбирая комплект бесконтактного зажигания, обратите внимание на объем двигателя вашей «шестёрки». Вал трамблёра под мотор 1,3 литра должен быть на 7 мм короче, чем для более мощных силовых агрегатов 1,5 и 1,6 л.
Чтобы установить БСЗ на автомобиль ВАЗ 2106, следует подготовить такой набор инструментов:
Очень рекомендую приобрести накидной ключ 38 мм с длинной рукояткой для откручивания храповика. Стоит недорого, в пределах 150 руб., пригодится во многих ситуациях. С помощью данного ключа легко поворачивать коленчатый вал и выставлять метки шкива для настройки зажигания и ГРМ.
Первым делом нужно демонтировать старую систему - главный распределитель и катушку:
Извлекая распределитель зажигания, сохраните прокладку в виде шайбы, установленную между площадкой детали и блоком цилиндров. Она может пригодиться для бесконтактного трамблёра.
Перед монтажом БСЗ стоит проверить состояние кабелей высокого напряжения и свечей. Если сомневаетесь в работоспособности указанных деталей, лучше сразу их поменяйте. Исправные свечи необходимо почистить и выставить зазор 0,8-0,9 мм.
Установку бесконтактного комплекта выполняйте по инструкции:
Если в процессе монтажа обошлось без досадных ошибок, автомобиль заведётся сразу. Зажигание можно подстроить «на слух», отпустив гайку трамблёра и медленно поворачивая корпус на холостых оборотах двигателя. Добейтесь наиболее стабильной работы мотора и затяните гайку. Монтаж окончен.
Если вы перед разборкой забыли поставить риску на клапанной крышке либо не совместили метки, момент искрообразования придётся настроить заново:
Внимание! Когда поршень 1 цилиндра становится в верхнее положение, насечка шкива коленвала должна совпасть с первой длинной риской на крышке узла ГРМ. Изначально нужно обеспечить угол опережения 5°, поэтому выставляйте метку шкива напротив второй риски.
Аналогичным образом выполняется настройка по лампочке, подключаемой к массе авто и низковольтной обмотке катушки. Момент зажигания определяется по вспышке лампы, когда срабатывает датчик Холла, а транзистор коммутатора размыкает цепь.
Случайно оказавшись на оптовом рынке автомобильных запчастей, я приобрёл недорогой стробоскоп. Этот прибор сильно упрощает настройку зажигания, показывая положение насечки шкива при работающем двигателе. Стробоскоп подключается к трамблёру и даёт вспышки одновременно с образованием искры в цилиндрах. Направляя лампу на шкив, вы видите позицию метки и её изменение при увеличении оборотов.
При установке БСЗ на автомобиль модели ВАЗ 2106 желательно подобрать и поставить свечи, оптимально подходящие для электронного зажигания. Наряду с российскими запчастями допускается применение импортных аналогов от известных брендов:
Буква М в маркировке отечественной детали обозначает обмеднение электродов. В продаже имеются комплекты А17ДВР без медного покрытия, вполне подходящие для БСЗ.
Зазор между рабочими электродами свечи выставляется в пределах 0,8-0,9 мм с помощью плоского щупа. Превышение либо уменьшение рекомендуемого просвета ведёт к падению мощности двигателя и увеличению расхода бензина.
Установка системы бесконтактного искрообразования заметно улучшает эксплуатационные характеристики карбюраторных «Жигулей», оборудованных задним приводом. Ненадёжные, вечно подгорающие контакты доставляли массу хлопот владельцам «шестёрок». В самые неподходящие моменты прерыватель приходилось зачищать, пачкая руки. Первое электронное зажигание появилось на переднеприводных моделях «восьмого» семейства, а затем перекочевало на ВАЗ 2101–2107.
