Задача системы зажигания — обеспечение в нужный момент искры зажигания достаточной энергии для воспламенения топливной смеси. Чем точнее выполняется этот процесс, тем выше мощность и эффективность двигателя. Правильно выставленное зажигание позволяет повысить мощность двигателя, снизить расход топлива и выбросы вредных веществ.
По теме: Устройство бесконтактной системы зажигания
В последние годы и десятилетия эти цели приобретали все большую актуальность. Контактная система зажигания не смогла справиться с требованиями, которые к ней предъявлялись. Максимально передаваемую энергию, необходимую для зажигания рабочей смеси, увеличить не удалось, хотя это было необходимо для двигателей с высокой компрессией и мощностью, частота вращения которых становились все больше.
Кроме того, из-за постоянного износа контактов не возможно обеспечить точное соблюдение заданного момента воспламенения. Это вызывало перебои в работе двигателя, повышение расхода топлива и выбросам вредных веществ атмосферу.
Благодаря развитию электроники удалось инициировать процесс воспламенение бесконтактно, в результате чего решились проблемы износа и технического обслуживания. При этом заданный момент зажигания точно соблюдается практически в течение всего срока службы.
- В первую очередь, это достигается благодаря индуктивному формированию сигнала (бесконтактная транзисторная система зажигания с накоплением энергии в индуктивности) и формированию сигнала датчиком Холла (TSZ-h).
- Поскольку обе эти системы экономичны и относительно недорогие, они используются и сегодня на некоторых двигатетелях малого объема.
- Основные преимущества бесконтактной системы зажигания:
- отсутствие износа и технического обслуживания,
- постоянный момент воспламенения,
- отсутствие дребезга контактов и, как следствие, возможность увеличения частоты вращения,
- регулирование накопления энергии и ограничение первичного тока,
- более высокое вторичное напряжение системы зажигания
- отключение постоянного тока.
Структура и функции БСЗ
На основании рисунка кратко поясняется принцип работы системы:
Рисунок. Компоненты транзисторной системы зажигания
- Аккумуляторная батарея
- Выключатель зажигания и стартера
- Катушка зажигания
- Коммутатор
- Датчик зажигания
- Датчик-распределитель
- Свеча зажигания
При включении зажигания (2) подается напряжение питания на первичную обмотку катушки зажигания (3). Через первичную обмотку проходит ток, как только коммутатор (4) получит сигнал с датчика зажигания (5), ток первичной обмотки прерывается. Клемма 1 катушки зажигания по средством коммутатора соединяется с массой. Во вторичной обмотке индуцируется высокое напряжение более 20 кВ.
Вторичное напряжение системы зажигания через клемму 4 катушки зажигания передается на датчик-распределитель на соответствующий цилиндр и свечу зажигания.
Блок управления определяет частоту вращения коленчатого вала (сигналы датчика) и на ее основании управляет временем накопления тока первичной обмотки катушки зажигания (длительностью открытого состояния выходного транзистора или тиристора системы зажигания) и его величиной.
В соответствии с частотой вращения и напряжением аккумуляторной батареи, незадолго до появления искры зажигания устанавливается заданное значение первичного тока, то есть при увеличении частоты вращения длительность протекания тока увеличивается так же, как при уменьшении напряжения аккумуляторной батареи.
При включенном зажигании и неработающем двигателе (отсутствие сигнала датчика) через некоторое время (как правило, через одну секунду) отключается ток первичной обмотки катушки зажигания. Как только блок управления получит сигнал датчика (например, при запуске), он снова переходит в рабочее состояние.
Для адаптации момента зажигания к разным состояниям нагрузки регулировка осуществляется так же, как и в контактных системах зажигания, механическим способом посредством мембранного механизма вакуумного регулятора, а также центробежного регулятора. В результате сигнал датчика (и вместе с ним момент зажигания) изменяется в зависимости от оборотов и нагрузке двигателя.
Рисунок. Схема взаимодействия вакуумной и центробежной регулировки при управлении зажиганием посредством индуктивного датчика
- Центробежный регулятор
- Вакуумный регулятор опережения зажигания с мембранным механизмом
- Вал распределителя зажигания 4 — Полый вал
- Статор индуктивного датчика распределителя зажигания
- Ротор датчика управляющих импульсов
- Ротор распределителя зажигания
Индуктивное формирование сигнала в бесконтактной транзисторной системе зажигания накоплением энергии в индуктивности
В результате вращения ротора датчика управляющих импульсов изменяется магнитное поле и в индукционной обмотке (статоре) создается представленное на рисунке а, б переменное напряжение.
При этом напряжение увеличивается по мере приближения зубцов ротора к зубцам статора. Положительный полупериод напряжения достигает своего максимального значения, когда расстояние между зубцами статора и ротора минимальное.
При увеличении расстояния магнитный поток резко меняет свое направление и напряжение становится отрицательным.
Рисунок. Датчик управляющих импульсов по принципу индукции
а) Технологическая схема
- Постоянный магнит
- Индукционная обмотка с сердечником
- Изменяющийся воздушный зазор
- Ротор датчика управляющих импульсов
б) временная характеристика переменного напряжения, индуктируемого датчиком управляющих импульсов tz = момент зажигания
В этот момент времени (tz) в результате прерывания первинного тока коммутатором инициируется процесс зажигания.
Количество зубцов ротора и статора в большинстве случаев соответствует количеству цилиндров. В этом случае ротор вращается с уменьшенной вдове частотой вращения коленчатого вала. Пиковое напряжение (± U) при низкой частоте вращения составляет прибл. 0,5 В, при высокой — прибл. до 100 В.
Момент зажигания можно проконтролировать только при работающем двигателе, поскольку без вращения ротора изменение магнитного поля не происходит и в результате не создается сигнал.
Формирование сигнала датчиком Холла
Вторую возможность бесконтактного управления искрообразованием, возможно осуществить с помощью датчик Холла.
Датчик Холла часто используется при переоборудование системы зажигания с контактной на бесконтактную, поскольку его удается установить вместо прерывателя на подвижную пластину.
В бесконтактном датчике используется эффект Холла (названный в честь его открывателя), заключающийся в возникновение поперечной разности потенциалов в проводнике с постоянным током под действием магнитного поля. Эффект Холла особенно эффективен в специальных полупроводника. Микросхема, интегрированная в датчик Холла еще больше усиливает сигнал.
Рисунок. Эффект Холла
- Av А2 — соединения, полупроводниковый слой
- UH — напряжение Холла
- В — магнитное поле (плотное)
- Iv — постоянный ток питания
При вращении экрана с прорезями (обтюратора) магнитное поле периодически воздействуют на датчик Холла. Если между магнитными направляющими обтюратор открыт (так называемые прорези), индуктируется напряжение Холла.
Если в воздушном зазоре между магнитными направляющими обтюратор закрыт, то линии магнитного поля не могут воздействовать на датчик Холла и напряжение близко к нулю (Небольшие поля рассеяния полностью подавить нельзя).
Благодаря характеристике напряжения Холла снова присутствует сигнал для искрообразования.
Рисунок. Принцип
- Обтюратор с шириной b
- Постоянный магнит
- Микросхема Холла
- Воздушный зазор
Количество прорезей соответствует в большинстве случаев количеству цилиндров, а обтюратор вращается вместе с ротором распределителя зажигания с уменьшенной вдвое частотой вращения коленчатого вала.
Для регулирования опережения зажигания пластина, на которой закреплен датчик Холла, механически передвигается по уже знакомому принципу. Искрообразование происходит при включении датчика Холла (t2), то есть как только прорезь позволит линиям магнитного поля воздействовать на датчик Холла.
В данном случае настройку зажигания можно выполнять при неработающем двигателе (соблюдайте информацию производителя!).
Рисунок. Характеристика напряжения Холла
Поиск неисправностей в бесконтактной системе зажигания
При выполнении поиска неисправностей в бесконтактной системе зажигания помните:
Современные системы зажигания работают с очень высокими напряжениями, вследствие чего при соприкосновении стоковедущими частями системы может возникнуть опасность для жизни как на стороне первичного, так и вторичного тока. Поэтому при проведении работ с системой зажигания отключите зажигание и питающее напряжение!
Прежде чем начать поиск неисправностей, еще раз следует вспомнить функции зажигания (искра зажигания — достаточная мощность — правильный момент зажигания).
Во-первых, следует убедиться, что искра зажигания присутствует.
Самый простой способ проверки: подключить новую свечу зажигания к проводу высокого напряжения (свеча зажигания должна быть соединена с массой двигателя) и кратковременно произвести запуск. Визуально проверить наличие искры.
При отсутствии искры зажигания необходимо провести визуальный контроль всей системы, а также контроль разъемных соединений на предмет коррозии или наличия влаги и на точность посадки проводов.
Если явных повреждений не обнаружено, следует проследить процесс искрообразования в обратном порядке, от свечи зажигания через свечной наконечник и провод высокого напряжения к контакту на распределителе, от распределителя провод высокого напряжения к катушке зажигания и от катушки зажигания к блоку управления. Точно так же проверяются и входы блока управления.
Важно знать, отсутствует ли искра на одной свече зажигания или на всех. Если только на одной, неисправность может возникнуть на участке между свечой зажигания соответствующего цилиндра и распределителем.
Если искра отсутствует на всех свечах, вероятнее всего искрообразования вообще не происходит, а неисправность находится на участке между распределителем и блоком управления или на входах блока управления.
В первом случае проверяют провод высокого напряжения от распределителя до свечи зажигания. Простая проверка сопротивления показывает исправность провода. Сопротивления свечного наконечника и провода распределителя суммируются.
Для провода высокого напряжения с предварительным искровым промежутком такой способ проверки не подходит. В этом случае только при помощи индуктивных клещей, зажимаемых через провод высокого напряжения, можно проверить, передается ли вторичное напряжение системы зажигания по проводу.
В противном случае функция проверяется опытным путем, заменой соответствующего провода высокого напряжения.
Если провод в порядке, тогда проверяют распределитель и крышку распределителя. При этом путем визуального контроля убедитесь, что контакты не сожжены, а на крышке распределителя отсутствуют трещины или другие повреждения.
Если искрообразования вообще не происходит, проверяют ротор распределителя зажигания (визуальный контроль, измерение сопротивления); точно так же поступают с кабелем высокого напряжения, ведущего от распределителя к катушке зажигания.
Следующее измерение сопротивления касается катушки зажигания. При этом сопротивление измеряют между клеммой 1 и клеммой 15 для первичного контура.
Вторичный контур катушки зажигания измеряется между клеммами 4 и 1. При проведедении измерений учитывайте заданные значения производителей.
Может быть, что перебои в первичной и вторичной обмотках катушки зажигания появляются только при повышенных температурах.
Для измерения сопротивления на катушке зажигания необходимо отсоединить все контакты.
Кроме того, на катушке зажигания проверяют напряжение питания на клемме 15. Оно должно составлять значение напряжения аккумуляторной батареи (минус падение напряжения на дополнительном резисторе). Далее на клемме 1 можно проверить угол поворота ротора датчика и скважность импульсов.
При частоте вращения холостого хода величина угла поворота ротора датчика составляет от 5 до 15, при повышении числа оборота увеличивается. В более старых моделях автомобилей без регулирования угла поворота ротора, но с безконтактной тиристорной системой зажигания параметр имеет постоянное значение.
Если катушка зажигания в порядке, но на клемме 15 отсутствует напряжение, необходимо проверить провод до замка зажиния в обратном порядке и устранить причину неисправности.
Если при пусковой частоте вращения регулирования угла поворота ротора датчика не происходит и скважность импульсов не измеряется, хотя питание через клемму 15 подается, следует проверить соответствующий выходной сигнал на блоке управления.
Если причина не в нем, необходимо проверить все входы на блоке управления. При этом в первую очередь следует убедиться, что на блок управления поступает напряжение питания, то есть опять входной сигнал клеммы 15.
На клемме 3 должно присутствовать хорошее соединение с массой. Если в обоих случаях все в порядке, проверяют вход искрообразования.
При этом, как уже упоминалось выше, различают индуктивное образование и образование датчиком Холла.
При индуктивном искрообразовании на клемме 7 при помощи осциллоскопа можно проверить выходное переменное напряжение. Если осциллоскопа под рукой не окажется, можно измерить также переменное напряжение. При этом помните, что измеряемое переменное напряжение может оставлять от 0,5 В до 100 В — в зависимости от частоты вращения двигателя.
https://www.youtube.com/watch?v=9_jyW2kfULU\u0026pp=ygV60JHQtdGB0LrQvtC90YLQsNC60YLQvdC-0LUg0LfQsNC20LjQs9Cw0L3QuNC1OiDRg9GB0YLRgNC-0LnRgdGC0LLQviwg0L_RgNC40L3RhtC40L8g0YDQsNCx0L7RgtGLLCDQv9GA0LXQuNC80YPRidC10YHRgtCy0LA%3D
При искрообразовании посредством датчика Холла на соответствующей клемме проверяют сигнал датчика Холла путем измерения скважности импульсов.
В зависимости от производителя значение скважности импульса при пусковой частоте вращения может составлять от 10% до 30%. Если сигнал датчика Холла отсутствует, проверяется питание датчика.
Кроме того, проверьте сопротивление провода в отсоединенном состоянии.
Существует опасность повреждения датчика Холла при измерении сопротивления!
После проверки электрических цепей следующим этапом является проверка момента зажигания.
Проверка момента зажигания может быть как статичная, то есть в неработающем состоянии, так и динамичная при работающем двигателе. До этого необходимо проверить механические устройства регулирования, поскольку их износ может нарушить правильную работу.
Центробежное регулирование, зависящее от частоты вращения двигателя, проверяется лампой-стробоскопом, а также тестером, при медленном повышении частоты вращения двигателя. Перед этим отсоедините вакуумную трубку.
В установленном производителем диапазоне частоты вращения момент зажигания должен плавно переместиться в сторону опережения,
Регулирование момента зажигания, зависящее от разряжения в сторону раннего или позднего, можно проверить просто, путем съема и установки вакуумной трубки привода вакуумного регулятора и одновременного наблюдения за смещением момента зажигания при помощи лампы-стробоскопа или тестера для двигателя. Регулирование в сторону позднего момента зажигания эффективно при холостом ходе, в сторону раннего момента при 2000-3000 мин^-1. Но и в данном случае точные значения зависят от инструкций производителя.
Причинами неудовлетворительной работы регулирующих устройств, зависящих от частоты вращения, могут быть коррозия датчиков или ослабление пружин.
Функция механическо-пневматически регулирующих устройств, зависящих от нагрузки, может быть нарушена в результате повреждения мембранного механизма вакуумного регулятора (тугой ход, разгерметизация), механических повреждений, не герметичности вакуум-шлангов, а также неправильной настройки дроссельной заслонки.
Принцип действия бесконтактной системы зажигания
Рассмотрим принцип действия бесконтактной системы зажигания на примере системы зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099. Определим, откуда берется искра для поджига топливной смеси в камере сгорания и почему она проскакивает своевременно для каждого цилиндра.
Бесконтактная система зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 включает в себя катушку зажигания, свечи зажигания, высоковольтные провода (бронепровода), трамблер с распределителем зажигания, датчиками-регуляторами опережения зажигания (центробежным и вакуумным) и датчиком Холла, также коммутатор и провода низкого напряжения.
Схема бесконтактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099
Схема бесконтактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099
Откуда поступает ток в систему зажигания?
Электрический ток в систему зажигания поступает с вывода «30» генератора, через монтажный блок предохранителей и реле, замок зажигания, реле зажигания и далее на вывод «Б» катушки зажигания. Система запитывается после поворота ключа в замке зажигания.
— При работе двигателя вращается вал распределителя зажигания (трамблера). В работу вступает датчик Холла. Стальной круглый экран с четырьмя прорезями на валу трамблера, вращаясь, проходит через зазор этого датчика.
Когда проходит прорезь экрана, напряжение отдаваемое датчиком ниже бортового на 3 В или равно ему, когда зубец экрана, напряжение падает практически до нуля.
Прохождение каждого из четырех зубцов соответствует такту сжатия и моменту зажигания в одном из цилиндров двигателя.
Датчик Холла и экран трамблера
— Далее в работу вступает коммутатор. Свои прерывистые импульсы датчик Холла подает на вывод «6» коммутатора, а тот в свою очередь подает импульс на первичную обмотку катушки зажигания (вывод «К»).
— Теперь работает катушка зажигания. В момент прерывания электрического тока (зубец экрана проходит через зазор датчика Холла) магнитное поле в катушке зажигания резко сжимается и, пересекая витки обмотки, производит ЭДС порядка 22-25 кВ (ток высокого напряжения).
— Работа распределителя зажигания. Ток высокого напряжения по центральному бронепроводу поступает на центральный вывод крышки трамблера и далее на «бегунок»-распределитель зажигания, который вращаясь, раздает ток высокого напряжения по четырем клеммам крышки.
— Работа свечей зажигания. По высоковольтным проводам ток высокого напряжения поступает к свечам зажигания. Между их электродами проскакивает искра, воспламеняющая топливную смесь в цилиндрах двигателя.
Чтобы добиться от двигателя максимальной мощности необходимо воспламенять смесь искрой несколько раньше прихода поршня в верхнюю мертвую точку (ВМТ).
Для этого регулируют угол опережения зажигания вращением трамблера в ту или иную сторону.
При холостых оборотах двигателя 750-800 об/мин угол опережения зажигания, например для двигателя 21083 работающего на 92-м бензине должен составлять 4±1º (подробнее см. «Установка угла опережения зажигания на ВАЗ 2108, 2109, 21099»).
Примечания и дополнения
— При работе двигателя на высоких оборотах необходим еще более ранний угол опережения зажигания.
Здесь помогает центробежный регулятор опережения зажигания, который за счет расхождения своих грузиков от центробежной силы при повышении оборотов вращения оси трамблера смещает пластину с экраном.
Она раньше проходит через зазор в датчике Холла, импульс поступает на коммутатор с некоторым опережением и соответственно зажигание становится раньше (подробнее см. «Центробежный регулятор опережения зажигания»).
Работа центробежного регулятора опережения зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099
— При движении с нагрузкой (например, в гору) помогает вакуумный регулятор опережения зажигания. Он работает по такому же принципу, как и центробежный регулятор. Смещает пластину с экраном для опережения угла, но за счет разрежения возникающего за дроссельной заслонкой после нажатия на педаль «газа» (подробнее см. «Вакуумный регулятор опережения зажигания»).
Вакуумный регулятор опережения зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099
Еще статьи по системе зажигания
- — Пропала искра на свечах зажигания, причины
- — Потеря мощности и приемистости карбюраторного двигателя (причины связанные с системой зажигания)
- — Карбюраторный двигатель не запускается (причины связанные с системой зажигания)
- — Схема бесконтактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2104, 2105, 2107
- — Проверка датчика Холла
- — Не работает катушка зажигания, признаки неисправности
Подписывайтесь на нас!
Пять фактов о бесконтактном зажигании
Для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах бензиновых моторов используются свечи. Высоковольтные импульсы распределяются механическим устройством или контроллером. Бесконтактное зажигание обеспечивает устойчивый старт и надежную работу силового агрегата.
Бесконтактная система зажигания с датчиком Холла.
Чем отличается бесконтакная система зажигания от стандартной
В классической контактной системе распределитель размыкает высоковольтные цепи, что приводит к ускоренному износу контактной группы и снижению мощности разряда. Бесконтактно-транзисторная система зажигания содержит коммутатор, определяющий положение коленчатого вала при помощи датчика.
Ранние образцы сохраняли распределитель, но позднее стали использоваться электронный блок управления и индивидуальные катушки, установленные в свечных колодцах или на блоке цилиндров.
Функции и схема бесконтактного зажигания
В состав системы входят компоненты:
- распределитель с установленным внутри датчиком и бегунком для подачи импульсов к свечам;
- электронный коммутатор, получающий сигнал от сенсора и управляющий работой катушки;
- катушка с двойной обмоткой;
- свечи зажигания, вкрученные в головку блока;
- высоковольтные кабели;
- жгуты электропроводки для соединения коммутатора с катушкой и датчиком Холла.
Принцип работы бесконтактного зажигания
- После начала вращения коленчатого вала срабатывает датчик, который посылает сигналы на коммутатор транзисторного типа.
- Контроллер обрабатывает данные и подает сигналы на контакты обмотки катушки.
- После остановки подачи сигнала во вторичной обмотке генерируется высоковольтный импульс, подающийся на центральный контакт механического трамблера.
- Вращающийся бегунок (установлен на валике поверх сенсора) раздает питание на свечи (в соответствии с последовательностью вспышек в цилиндрах двигателя).
Принцип действия бесконтактного зажигания с механическим трамблером не зависит от способа подачи топливной смеси в цилиндры и места изготовления автомобиля. Система встречается как на карбюраторных моторах, так и на силовых установках с системой впрыска бензина.
Подача сигнала датчиком Холла
Датчик Холла использует в работе эффект формирования поперечного напряжения в пластине из проводника или полупроводника под влиянием магнитного поля. Металлическая пластина с прорезями (количество равняется числу цилиндров) вращается между магнитом и чувствительным элементом датчика синхронно с коленчатым валом двигателя.
https://www.youtube.com/watch?v=T3s2QMWOpw0\u0026pp=ygV60JHQtdGB0LrQvtC90YLQsNC60YLQvdC-0LUg0LfQsNC20LjQs9Cw0L3QuNC1OiDRg9GB0YLRgNC-0LnRgdGC0LLQviwg0L_RgNC40L3RhtC40L8g0YDQsNCx0L7RgtGLLCDQv9GA0LXQuNC80YPRidC10YHRgtCy0LA%3D
Сформированные в момент прохождения прорези импульсы тока усиливаются и фиксируются коммутатором.
Преимущества и недостатки бесконтактного зажигания
Основные преимущества бесконтактной системы зажигания:
- ускорение пуска холодного мотора;
- стабилизация работы вне зависимости от частоты вращения;
- снижение расхода топлива и токсичности выхлопа;
- увеличение срока службы свечей;
- снижение нагрузки на бортовую сеть автомобиля.
Недостатки бесконтактного зажигания:
- дополнительные электронные компоненты снижают надежность системы;
- увеличенная цена запчастей.
Снижение расхода топлива одно из преимуществ бесконтактной системы зажигания.
Возможные неисправности бесконтактного зажигания и их диагностика
Распространенные поломки и методы диагностирования и ремонта:
- Затрудненный запуск и перебои при работе двигателя как на холостом ходу, так и на повышенных оборотах. Следует проверить напряжение на выходах датчика Холла, которое должно находиться в пределах 0,4-11 В, при отсутствии сигнала сенсор подлежит замене.
- Отсутствие искрообразования в одном или нескольких цилиндрах. Для проверки необходимо вывернуть свечи и убедиться в наличии искры между контактами. При нарушении работы следует проверить состояние контактов и удалить следы влаги.
- Повреждения обмоток катушки. Для проверки подсоединяют тестовый прибор к выводам. Следует учесть, что перебои могут начинаться при повышении температуры в моторном отсеке. Если владелец не имеет навыков обслуживания автомобилей, то рекомендуют обратиться в сервис.
Лучшие производители оборудования
В число ведущих изготовителей входят:
- российский завод СОАТЭ;
- китайские предприятия UltraSpark, Pertronix или AccuSpark;
- компании Bosch или Magnetti Marelli (поставляли комплектующие на конвейер, на рынке новых запасных частей компоненты отсутствуют).
Установка бесконтактного зажигания
Существует несколько методик установки БСЗ на автомобили:
- упрощенный способ, основанный на замене контактной группы оптическим датчиком с силовым электронным ключом для управления катушкой;
- технология для иномарок, выпущенных до середины 80-х гг. прошлого века, предусматривающая доработку штатного трамблера;
- усовершенствованный способ, базирующийся на полноценной замене компонентов системы зажигания (подходит для машин, собранных российскими заводами).
Бесконтактное зажигание Сонар
Базовым способом улучшения работы системы зажигания является модуль Сонар-ИК, который устанавливается в стандартный распределитель. Установленный внутри изделия оптический датчик реагирует на вращение кулачков.
Датчик прерыватель для иномарок
Для автомобилей иностранного производства старого образца лучше использовать продукцию компаний UltraSpark, Pertronix или AccuSpark.
В набор входит датчик положения вала индукционного типа и кольцо с прорезями, а также инструкция по подключению и настройке.
Модель подбирают в зависимости от версии распределителя, установленного на машине. Катушка зажигания и доработка корпуса трамблера не требуются.
Полноценная система
Перечисленные выше способы не позволяют получить все преимущества бесконтакной системы зажигания.
Владельцам машин отечественного производства рекомендуется установить полноценный набор, состоящий из распределителя с интегрированным датчиком Холла, внешнего коммутатора, катушки и комплекта проводов для коммутации.
Подобное оборудование выпускает завод СОАТЭ (г. Старый Оскол). Монтаж требует от владельца навыков ремонта автомобилей.
https://youtube.com/watch?v=6M5ac0kz9UA
Бесконтактное электронное зажигание
Принцип работы системы без механических элементов основан на обработке данных о положении коленчатого и распределительного валов электронным блоком управления.
В конструкции применяются индивидуальные катушки или общий модуль, соединенный со свечами высоковольтными проводами. Система позволяет улучшить процесс воспламенения топлива и автоматически корректирует опережение.
Оборудование устанавливается на силовой агрегат в заводских условиях. Самостоятельно доработать двигатель под бесконтактное зажигание без распределителя невозможно.
Электронное зажигание (бесконтактное): схема устройства и особенности работы
Бесконтактная система зажигания представляет собой более совершенную систему по сравнению с контактно-транзисторным зажиганием. Основная особенность – вместо контактного прерывателя использован бесконтактный датчик. Другими словами, конструкция прерывателя распределителя исключает наличие контактов. В результате такие системы получили название бесконтактные.
При этом установка бесконтактного зажигания возможна даже на тех автомобилях, где изначально стоит контактная система.
По этой причине данное решение пользуется большим спросом среди владельцев отечественных авто (например, бесконтактное зажигание ВАЗ).
Далее мы рассмотрим, как устроено и работает зажигание электронное, а также какие преимущества системы зажигания данного типа можно выделить.
Система зажигания: бесконтактное зажигание
Итак, бесконтактная система повышает мощность двигателя, уменьшает расход горючего, снижает токсичность выхлопа и т.д. Это становится возможным благодаря тому, что разряд отличается более высоким напряжением (30 тысяч вольт.). В свою очередь, мощная искра позволяет смеси сгорать более эффективно и полноценно.
Если иначе, отсутствие контактов позволяет подать ток на первичную обмотку катушки зажигания через полупроводниковый коммутатор, в результате чего энергия искры больше и удается получить большее напряжение на вторичной обмотке катушки. В среднем, показатель составляет до 10 кВ;
Также электромагнитный импульсный работает лучше, чем контактная группа. Работа более стабильна на разных оборотах двигателя, агрегат отдает больше мощности и способен сэкономить до 1.0 литра топлива по сравнению с аналогами, оснащенными контактной системой зажигания.
Еще следует добавить, что обслуживать бесконтактное зажигание проще, так как сбои возникают не часто, а сама система нуждается в обслуживании намного реже. Бесконтактное зажигание не нуждается в чистке и регулировке.
Также для нормальной работы электронного зажигания требуется меньше энергии АКБ. Это значит, что «с толкача» двигатель удается завести даже тогда, когда аккумулятор сильно разряжен. Дело в том, что после включения зажигания компоненты практически не потребляют энергию аккумулятора.
Если сравнивать с контактным зажиганием, энергия в этом случае потребляется тогда, когда контакты прерывателя замкнуты, катушка зажигания греется даже при заглушенном моторе. По конструкции бесконтактная система зажигания включает в себя несколько элементов. Если рассматривается схема зажигания данного типа, она включает в себя:
- питание;
- выключатель зажигания,
- датчик импульсов;
- транзисторный коммутатор;
- катушка зажигания;
- распределитель;
- свечи зажигания;
Распределитель зажигания соединяется со свечами посредством ВВ – проводов (высоковольтные свечные провода зажигания). На деле, устройство бесконтактной системы зажигания напоминает схему контактного зажигания, однако есть и отдельные элементы (датчик импульсов, транзисторный коммутатор).
- Начнем с того, что датчик импульсов (импульсный датчик)создает электрические импульсы. Такие импульсы имеют низкое напряжение. Датчик может быть датчиком Холла, а также индуктивным или оптическим.
При этом самым распространенным в бесконтактной системе зажигания является датчик импульсов на эффекте Холла. В двух словах, датчик работает за счет появления поперечного напряжения в пластине проводника с электрическим током под действием магнитного поля.
- Сам датчик Холла включает в себя постоянный магнит, полупроводниковую пластину с микросхемой, а также металлический экран с особыми прорезями. Через прорези в экране проходит магнитное поле, в полупроводниковой пластине возникает напряжение.
Также экран не позволяет магнитному полю проникать постоянно, в результате чего нет напряжения на полупроводниковой пластине. Получается, благодаря чередованию прорезей в экране создаются импульсы низкого напряжения.
Импульсный датчик соединен с распределителем, образуя единый датчик-распределитель. Датчик напоминает прерыватель-распределитель, приводится в действие от коленвала ДВС.
- Еще одним элементом является транзисторный коммутатор. Данный элемент необходим для того, чтобы прерывать ток в цепи первичной обмотки катушки зажигания.
Прерывание осуществляется благодаря сигналам импульсного датчика (за счет чередующегося отпирания, а также запирания выходного транзистора).
Бесконтактная система зажигания: принцип работы
Рассмотрев устройство и составные элементы, можно перейти к тому, как работает бесконтактное зажигание. Прежде всего, когда вращается коленвал двигателя, происходит формирование импульсов напряжения от датчика-распределителя. Импульсы передаются на транзисторный коммутатор.
В свою очередь, коммутатор формирует импульсы тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания. В тот момент, когда происходит прерывание тока, осуществляется индуцирование тока высокого напряжения на вторичной обмотке катушки.
Далее ток высокого напряжения поступает на центральный контакт распределителя, после чего перераспределяется с учетом порядка работы цилиндров по ВВ-проводам на свечи зажигания. На свечах образуется искра зажигания, которая воспламеняет рабочую топливно-воздушную смесь в цилиндрах.
Когда обороты коленвала увеличиваются, происходит регулировка УОЗ (угол опережения зажигания) за счет центробежного регулятора опережения зажигания. Если меняется нагрузка на мотор, угол опережения зажигания меняется за счет вакуумного регулятора опережения зажигания.
Неисправности бесконтактной системы зажигания: признаки и причины
Как и любое другое решение, бесконтактная система зажигания имеет как плюсы, так и минусы. Среди основных недостатков можно выделить то, что надежность некоторых составных элементов (особенно при условии использования дешевых аналогов) может быть низкой.
Само собой, неисправности системы зажигания сразу сказываются на работе двигателя. При этом важно обращать внимание на такие признаки:
- Запуск двигателя затруднен или невозможен (вероятны проблемы со свечами, ВВ-проводами, катушкой зажигания и т.д.);
- Также на сбои в системе зажигания указывает то, что на холостом ходу мотор работает нестабильно. Это может быть вызвано пробоями в крышке датчика-распределителя, неисправностями транзисторного коммутатора или самого датчика-распределителя;
- Отмечен большой расход бензина, падение мощности двигателя, пропуски зажигания и т.д. В этом случае может быть поломка центробежного регулятора опережения зажигания, сбои в работе вакуумного регулятора опережения зажигания и т.д.
Также добавим, что бесконтактная система традиционно имеет слабые места. Это в полной мере касается коммутаторов, особенно старого образца. Еще может подводить катушка.
Рекомендуем также прочитать статью о том, как определить, ранее или позднее зажигание. Из этой статьи вы узнаете, по каким признакам можно понять, что зажигании ранее или позднее, какие симптомы указывают на сбои в работе системы зажигания и т.д.
На практике, нужно приобретать модифицированный коммутатор, а также лучше изделие иностранного производства. Такое решение «ходит» дольше, но и его срок службы, к сожалению, в отдельных случаях может оказаться не большим.
В любом случае, неисправности бесконтактной системы зажигания могут также быть связаны со свечами зажигания, встречаются нарушения в области соединений низковольтной и высоковольтной цепей, обрывы проводов, окисления контактов, плохое соединение. Для более продвинутых электронных систем еще можно добавить проблемы с ЭБУ, выход из строя отдельных датчиков.
Так или иначе, важно понимать, что использование элементов системы зажигания низкого качества вполне может привести к проблемам. Например, установка неподходящих или проблемных свечей зажигания, несвоевременная их замена, использование дешевых катушек зажигания или неисправных высоковольтных проводов может влиять на исправность и состояние других элементов системы и на работу ДВС в целом.
Также нельзя исключать и воздействие других факторов (повреждения, попадание жидкостей, окисление и т.п.). Например, при мойке двигателя элементы системы зажигания нужно отдельно изолировать, в процессе эксплуатации автомобиля не допускается активное скопление влаги и т.п.
Что в итоге
Как видно, если сравнивать контактную и бесконтактную систему зажигания, именно второй вариант работает лучше. Также такую систему не нужно регулировать и настраивать, то есть отпадает вопрос, как выставить зажигание. Причина — обслуживание сведено к минимуму.
Однако не следует полагать, что замена контактной системы зажигания на бесконтактную всегда будет означать, что такое решение намного более надежно. Дело в том, что хорошо и долго работают только импортные системы, которые состоят из дорогих комплектующих.
Если же приобретается электронное зажигание на ВАЗ, желательно подбирать все составные элементы хорошего качества, то есть не следует спешить купить бесконтактное зажигание комплектом по самой низкой цене. Как правило, нужно отдельно остановиться на качестве и надежности компонентов в таких комплектах.
Что такое бесконтактная система зажигания
Практически все современные модели автомобилей оборудованы бесконтактной системой зажигания. Она имеет неоспоримые преимущества по сравнению с традиционной.
https://www.youtube.com/watch?v=T3s2QMWOpw0\u0026pp=YAHIAQE%3D
Для того чтобы бензиновый двигатель заработал, в его цилиндрах должно произойти воспламенение топлива. Это истина. Поэтому система зажигания (сначала, естественно, контактная) и возникла одновременно с автомобилем.
Но прогресс не стоит на месте. Он, конечно же, коснулся и системы зажигания: на смену традиционному способу образования искры пришел более эффективный и надежный, а именно, бесконтактный.
О нем и пойдет речь в данной статье.
Основные различия традиционной и бесконтактной систем зажигания
При работе бензинового двигателя искрообразование (то есть подача высокого напряжения на свечу) происходит в момент, когда осуществляется размыкания низковольтной цепи питания катушки зажигания.
В традиционной системе в качестве такого «выключателя» выступают контакты механического прерывателя, которые периодически размыкаются при соприкосновении с кулачками вращающегося ротора трамблера.
Именно этот узел и был заменен при переходе на бесконтактную систему. Управляющий сигнал в ней формируется специальным сенсором (индуктивным, оптическим или датчиком Холла), установленным под крышкой распределителя. Электрический импульс поступает на полупроводниковый коммутатор, который и осуществляет управление первичной обмоткой катушки зажигания.
На заметку! В полной мере назвать систему зажигания большинства современных автомобилей (средней ценовой категории) бесконтактной все-таки нельзя. Дело в том, что контакты, установленные в крышке распределителя, все равно участвуют в процессе искрообразования, ведь, именно, через них и бегунок высокое напряжение подается на свечи.
Преимущества и недостатки бесконтактной системы зажигания
Несмотря на то, что бесконтактная система зажигания (БСЗ) стоит дороже (это, пожалуй, ее единственный недостаток) по сравнению с традиционной, именно ее применяют сейчас во всех современных автомобилях.
Лучшее искрообразование в БСЗ обусловлено тем, что за счет применения полупроводникового коммутатора уменьшаются потери энергии на первичной обмотке катушки, а это, в свою очередь, ведет к увеличению напряжения на вторичной.
В результате происходит более полное сгорание топливно-воздушной смеси в цилиндрах двигателя. Отсюда и все вытекающие достоинства бесконтактной системы зажигания:
- увеличение мощности мотора;
- экономия топлива;
- улучшение динамических характеристик автомобиля;
- снижение токсичности выхлопных газов;
- уверенный запуск двигателя в условиях повышенной влажности и больших отрицательных температур;
- стабильная работа мотора при различных оборотах (вплоть до максимальных);
- увеличение срока эксплуатации свечей.
Способы переоборудования контактной системы зажигания в бесконтактную
Естественно, по дорогам нашей необъятной Родины колесит огромное количество автомобилей (как импортных, так и отечественных), оборудованных стандартной системой зажигания.
Повысить эффективность и надежность ее работы – мечта любого владельца транспортного средства. В настоящее время сделать это своими руками достаточно просто.
Существует два основных способа (вариант полностью самодельного устройства мы не рассматриваем) модернизации системы зажигания:
- Приобретение и установка полного комплекта бесконтактного зажигания. Хотя такой вариант тюнинга и является достаточно дорогостоящим, специалисты считают его самым «правильным» с технической точки зрения. Только полностью заменив штатную систему зажигания можно получить новую, обладающую всеми достоинствами бесконтактного искрообразования.
- Доработка «родного» трамблера, путем установки специального модуля, представляющего собой малогабаритное устройство «3 в 1» (датчик, усилитель сигнала и коммутирующий транзистор). Этот вариант модернизации является менее затратным и позволяет несколько улучшить технические характеристики традиционной системы зажигания, исключив из схемы «проблемный» механический прерыватель.
На заметку! Производители автомобильных запчастей предлагают пользователям наборы, позволяющие произвести переделку систем зажигания для различных моделей транспортных средств, в соответствии с вышеописанными вариантами.
Бюджетный вариант перехода на бесконтактную систему
Контакты механического размыкателя «подгорают» и изнашиваются, поэтому их приходится периодически чистить и регулировать зазор. Избавить владельцев классических ВАЗов (2101-2107) от этой рутинной работы позволяет установка модуля «Сонар ИК» (стоимостью 700÷900 рублей) в трамблер.
Устройство состоит из:
- оптического датчика (источника инфракрасного излучения и фотоприемника);
- усилителя электрического сигнала;
- коммутирующего транзистора.
Важно! Все вышеперечисленное смонтировано в миниатюрном влагозащищенном корпусе, что позволяет достаточно просто установить его на место штатного контактного прерывателя.
Принцип работы модуля заключается в следующем:
- При вращении ротора трамблера его кулачки периодически перекрывают световой поток оптического датчика.
- Электрические импульсы от фотоприемника усиливаются встроенной микросхемой и подаются на управляющий транзистор, который размыкает/замыкает цепь первичной обмотки катушки.
На заметку! Светодиодные индикаторы (красного и зеленого цвета) информируют о состоянии электронного коммутирующего ключа (замкнут/разомкнут).
Как установить и настроить «Сонар ИК» подробно рассказано в представленном ниже видео:
Бесконтактный датчик-прерыватель для иномарок
Владельцы иномарок могут приобрести простое приспособление от UltraSpark, Pertronix или AccuSpark, позволяющее быстро «превратить» стандартную систему зажигания в бесконтактную. В комплект поставки такого устройства входят:
- Индукционный датчик-прерыватель.
- Триггерное пластиковое кольцо с запрессованными в него неодимовыми магнитами (по количеству цилиндров двигателя).
- Инструкция по монтажу и схема подключения.
По утверждению производителей монтаж бесконтактного датчика-прерывателя (БДП) занимает не более 30 минут:
- Снимаем крышку трамблера и бегунок.
- Демонтируем контактную группу механического прерывателя и искрогасящий конденсатор.
- Устанавливаем БДП и выводим его провода через отверстие в корпусе.
- Надеваем на ось ротора триггерное кольцо.
- Возвращаем на место бегунок и крышку трамблера.
- Подсоединяем провода от установленного датчика к катушке зажигания в соответствии со схемой.
Важно! Зная модель трамблера можно подобрать бесконтактный модуль-прерыватель, практически, для любой марки транспортного средства иностранного производства.
Несомненными достоинствами БДП являются:
- Невысокая стоимость.
- Простота установки.
- Возможность использования со стоковыми трамблерами и высоковольтными катушками конкретной марки автомобиля.
Полноценная система бесконтактного зажигания
Естественно, получить все преимущества БСЗ, установив только датчик-прерыватель, не получится. Этот модуль лишь позволяет повысить надежность искрообразования (без пропусков) и избавляет владельцев от необходимости постоянно контролировать состояние механической контактной группы. Для того, чтобы оборудовать свой автомобиль полноценной БСЗ, необходимо приобрести комплект, состоящий из:
- трамблера, с установленным датчиком Холла;
- полупроводникового коммутатора;
- высоковольтной катушки;
- соединительных проводов с установленными колодками.
Такой набор для классических автомобилей ВАЗ от «СОАТЭ» (Россия, город Старый Оскол) на сегодняшний день стоит около 2500 рублей. В представленном ниже видео подробно описан процесс его самостоятельной установки:
Система зажигания без распределителя
Самой «продвинутой» и действительно бесконтактной является электронная система зажигания, которая не имеет механического распределителя, так как его функции выполняет бортовой компьютер.
Он «определяет» момент искрообразования в соответствующем цилиндре по сигналам, поступающим с сенсоров положения распределительного и коленчатого валов. Вместо одной высоковольтной катушки в системе используют несколько (по одной на каждый цилиндр двигателя).
Это позволяет создать более мощную искру, так как компьютер в зависимости от частоты вращения двигателя четко «определяет» время, необходимое для накопления энергии.
На заметку! Еще более инновационной считают систему зажигания, в которой катушки вмонтированы непосредственно в колпачки, одеваемые на свечи. Это позволяет избавиться от высоковольтных проводов, что в свою очередь снижает потери электроэнергии, а также повышает надежность и эффективность процесса искрообразования.
Назначение, устройство и принцип работы бесконтактно-транзисторной системы зажигания автомобиля. Датчик Холла: принцип его работы
Система
зажигания предназначена
для воспламенения топливно-воздушной
смеси бензинового
двигателя.
Воспламенение смеси происходит от
искры, поэтому другое наименование
системы — искровая
система зажигания,
а бензинового двигателя — двигатель с
искровым зажиганием.
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.
Бесконтактная
система зажигания имеет следующее устройство:
- источник питания;
- выключатель зажигания;
- датчик импульсов;
- транзисторный коммутатор;
- катушка зажигания;
- распределитель;
- центробежный регулятор опережения зажигания;
- вакуумный регулятор опережения зажигания;
- провода высокого напряжения;
- свечи зажигания.
-
Схема
бесконтактной системы зажигания -
В
целом устройство
бесконтактной системы зажигания аналогично
контактной
системе зажигания,
за исключением следующих устройств:
датчика импульсов и транзисторного
коммутатора. -
Датчик
импульсов предназначен
для создания электрических импульсов
низкого напряжения. Различают датчики
импульсов следующих типов:
- датчик Холла;
- индуктивный датчик;
- оптический датчик.
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.
Принцип работы бесконтактной системы зажигания
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.
Загрузка...
