Общеизвестно, что воспламенение топлива в двигателях внутреннего сгорания происходит благодаря искре от свечи зажигания, напряжение которого может достигать 20 Кв (если свеча полностью исправна).
На некоторых двигателях, для полноценной его работы иногда необходима энергия значительно больше, чем могут дать 20 Кв. Для решения данной проблемы и создана специальная электронная система зажигания. В российских отечественных автомашинах применяются обычные системы зажигания. Но все они имеют очень большие минусы.
Когда авто стоит на холостом ходу, в прерывателе, а иемнно между контактами появляется дуговой разряд, который поглощает большую часть энергии. При достаточно больших оборотах вторичное напряжение на катушке уменьшается из-за дребезга этих контактов. В результате чего это приводит к плохой аккумуляции энергии для образования искры зажигания. Из-за чего значительно снижается КПД двигателя автомобиля, увеличивается объем CO2 в выхлопной системе, топливо практически полностью не расходуется, автомашина прожирает топливо просто так.
Большим минусом старых систем зажигания является быстрота износа контактов прерывателя. Обратной же стороной этой медали является то, что эти системы с многоискровой механической распределителем, его называют также «Трамблер»ом, простота, которая обеспечивается 2-ной функцией механизма распределителя.
Для того чтобы повысить вторичное напряжение, которое генерируется такой системой, можно воспользовавшись приборами, на основе полупроводников, которые будут работать в качестве ключей управления. Именно они будут прерывать ток в первичной обмотке катушки. В качестве таких ключей сегодня используются транзисторы, которые генерируют токи до десяти Ампер без всяких повреждений и искр. Существуют экземпляры, построенные на базе тиристоров, но из-за своей нестабильности широкого применения они не нашли.
Одним из вариантов модернизации БСЗ – переделка в контактно-транзисторную систему зажигания (КТСЗ).
На схеме проиллюстрировано устройство КТСЗ.
Данное устройство генерирует искру с достаточно большой длительностью. И благодаря чему сгорание топлива становится оптимальным. По схеме можно разобрать, что система построена на основе так называемого триггера Шмитта. Собран он из транзисторов V1 и V2, усилителя V3, V4 и ключа V5. Здесь ключ выполняет роль коммутатора тока на обмотке катушки.
Триггер предназначен для генерации импульсов с достаточно широким спадом и фронтов при замыкании контактов в прерывателе. В результате чего на первичной обмотке увеличивается быстрота прерывания тока, что в свою очередь намного увеличивает амплитуду напряжения на вторичной обмотке.
Это увеличивает шансы для возникновения более мощной искры, которая способствует улучшению запуска мотора и полному результативному расходу топлива.
В сборке были использованы:
Транзисторы VI, V2, V3 — KT312B, V4 — KT608, V5 - KT809A, C4106.
Конденсатор – С2 (от 400 Вольт)
Катушка B115.
Автомобиль – система невероятно сложная, включает в себя множество компонент и устройств, которые постоянно взаимодействуют между собой. Без системы зажигания Ваш автомобиль с места не сдвинется. Стоит уделить особое внимание этому аспекту, а, в частности, обсудить вопросы, связанные с электронным зажиганием.
Что такое электронное зажигание?
Электронная система зажигания – это такая система зажигания, которая использует электронные устройства для создания и передачи тока высокого напряжения на цилиндры двигателя. Также эту систему иногда называют микропроцессорной системой зажигания.
Нужно упомянуть о том, что и бесконтактная, и контактно-транзисторная системы в своей конструкции используют электронные механизмы, но названия данных систем уже давно устоялись. Электронное зажигание лишено любых механических контактов, поэтому можно сказать, что электронное зажигание является бесконтактным. Современные модели автомобилей оснащены электронной системой зажигания, которая является компонентой системы управления движком. С помощью этой системы контролируется объединенная система впрыска и зажигания, а иногда и другие системы (впускная, выпускная, охладительная).
Все системы электронного зажигания можно разбить на две категории: системы с прямым зажиганием и с распределителем. Распределительная система электронного зажигания во время работы использует распределитель на механике, который отвечает за передачу сильного тока на свечу. Системы прямого зажигания передают ток прямо на катушки зажигания.
Конструкцию системы электрозажигания формируют достаточно традиционные компоненты – источник питания, катушка зажигания, свечи, выключатель, высоковольтные провода. Также в систему входят воспламенитель (устройство-исполнитель), и входные датчики. Эти самые датчики фиксируют показатели работы двигателя в текущий момент и преобразуют эти показатели в электрические импульсы. В своей работе электронное зажигание использует показания датчиков, которые присутствуют в системе управления двигателем. К этим устройствам относятся датчики:
- частоты вращения коленвала двигателя;
Массового расхода воздуха;
Положения распредвала;
Детонации;
Температуры охлаждающей жидкости, воздуха;
Кислородный датчик и другие.
С помощью блока управления двигателя происходит обработка сигналов сходных датчиков и формирование управляющего воздействия на воспламенитель. Сам воспламенитель – это электронная плата, которая обеспечивает выключение и включение зажигания. В основе воспламенителя лежит транзистор.
Если транзистор открыт, то ток идет на первичную обмотку катушки зажигания, а если он закрыт, то ток идет на вторичную обмотку. Катушка в системе зажигания может быть одна общая, индивидуальные или же сдвоенные. При использовании индивидуальных катушек зажигания отпадает необходимость использовать провода высокого напряжения, так как такая катушка будет крепиться прямо на свечу. В распределительных системах зажигания применяются общие катушки зажигания.
Для систем прямого зажигания характерно использование сдвоенных катушек. Если двигатель имеет 4 цилиндра, то одна из катушек приходится на первый и четвертый цилиндры, а другая – на второй и третий. С помощью катушек происходит генерация тока высокого напряжения, причем для тока есть два вывода, посему искра проходит сразу в оба цилиндра. В одном из них воспламеняется топливно-воздушная смесь, а в другом искра идет вхолостую.
Электронная система зажигания работает по следующему принципу. На электронный блок управления приходят сигналы датчиков. Основываясь на этих показаниях, вычисляются наиболее оптимальные параметры для работы всей системы. Далее управленческий импульс идет к воспламенителю, который и отвечает за подачу напряжения на зажигательную катушку. После этого по первичной обмотке катушки начинает «бежать» ток.
Когда подача напряжения прерывается, тогда ток высокого напряжения протекает по вторичной обмотке катушки зажигания. Этот самый ток передается свече зажигания или прямо с катушки, или через высоковольтные провода. После того, как на свечу поступает ток, образуется искра, благодаря которой детонирует топливно-воздушная смесь.
Когда меняется скорость вращения , то датчик частоты его вращения вместе с датчиком положения распредвала передают сигнал на ЭБУ, который производит сигнал для изменения угла опережения зажигания. Когда двигатель находится под воздействием возросшей нагрузки, то угол опережения зажигания регулируется датчиком массового расхода воздуха. Остальные датчики предоставляют дополнительную информацию.
Если Вы решите заменить заводское зажигание на электронное, то больше не будете сталкиваться с большинством проблем с зажиганием, а также получите ряд преимуществ, например, динамичность Вашей машины увеличится, а в мороз двигатель будет запускать легче.
Если сравнивать заводское зажигание с электронным, то последняя система использует транзистор выхода для замыкания и размыкания цепь. Подобное решение приводит к тому, что напряжение на свечах автомобиля возрастает, а от искры получается больше энергии. Также такое конструкторское решение не позволяет напряжению на электродах свечей падать даже при низких температурах, посему двигатель легче запускается даже при неблагополучных условиях. Хотя у катушек и заводского, и электронного зажигания набор проводов одинаковый, но обязательно нужно проверять правильно ли они подключены, так как в системе электрозажигания катушка может развернуться на кронштейне на все 180 градусов.
Установка электронного зажигания
Имеет смысл сказать несколько слов о том, что же входит в комплект элементов системы электронного зажигания. Всю систему формируют следующие 5 элементов:
1) Бесконтактный трамблер. Выполняет роль распределяющего датчика зажигания. На машинах с разными видами двигателей будут установлены разные трамблеры.
2) Коммутатор.
Коммутатор отвечает за прерывание электрического тока, идущего по катушке зажигания. Это реакция на сигналы, которые исходят из распределительного датчика. Каждый коммутатор «умеет» отключать электрический ток, причем даже тогда, когда включено зажигание, или же работает двигатель.
3) Катушка зажигания. Этот элемент необходим для преобразования низковольтного тока в высоковольтный. Подобная процедура крайне важна по причине необходимости пробивать воздушную прослойку, образовывающуюся между контактами электродов свечей.
4) Комплект проводов
5) Свечи для передачи искры в цилиндры.
Для того, чтобы установить электронное зажигание, Вам понадобятся:
1) Набор гаечных ключей;
2) Крестовидная отвертка;
3) Саморезы;
4) Электронная дрель и сверло, диаметр которого аналогичен саморезу.
Начинать установку электрического зажигания можно только по окончанию полноценной регулировки трамблера.
Последовательность действий следующая:
1) С трамблера нужно снять крышку, к которой идут высоковольтные электрические провода;
3)
В стартерной системе происходят короткие включения, за счет чего нужно выставить линию резистора так, чтобы она образовывала с двигателем прямой угол. После выставления направления резистора запрещено проворачивать коленвал вплоть до окончания работ;
4) Справа на корпусе трамблера имеются 5 меток, которые нужны для того, чтобы регулировка зажигания была сделана правильно. Дабы правильно установить новый трамблер, необходимо отметить на моторе то место, которое расположено напротив средней отметки старого трамблера;
6) После демонтажа старого трамблера можно будет ставить новый. Это делается посредством помещения детали в мотор на основе той метки, которая была поставлена ранее;
7) После установки и регулировки нового трамблера, его нужно будет зафиксировать гайкой;
8) После закрепления трамблера можно будет вернуть на место крышку, а после этого можно подключать к крышке электропровода.
9) После манипуляций с трамблером, необходимо заменить катушку, так как катушки контактного и электронного зажигания различны между собой;
10) После переустановки катушки нужно подвести к зажиганию провода. Важно не забыть о трехштырьковом высоковольтном проводе, соединяющем катушку с трамблером;
11)
После окончания работ с катушкой можно переходить к установке коммутатора. Наиболее простое решение – это размещение коммутатора в свободной области между омывателем и левой фарой. Для того, чтобы закрепить элемент, необходимо будет сделать под размер его «ушей» отверстия, а сам коммутатор крепиться с помощью саморезов. После монтажа нужно будет «бросить» провод от коммутатора к системе зажигания;
12) После окончания всех работ нужно проверить правильность подключения проводов. Ориентиром для этого будут сервисная книжка Вашей машины, а также схема, имеющая в комплекте элементов электронного зажигания.
Неисправности электронного зажигания
Во время использования автомобиля любой его компонент может выйти из строя, в том числе это касается системы зажигания. Были выделены дефекты, которые характерны для любой системы зажигания:
- выход из стоя свечей системы зажигания;
Поломка катушки;
Проблема с высоковольтными и низковольтными проводами (наличие обрыва, окисленные контакты, недостаточно плотное соединение и т.д.).
В системе электрозажигания также могут возникнуть неполадки, связанные с неисправностями ЭБУ и входными датчиками.
Система зажигания ломается по следующим причинам:
1) Были нарушены правила эксплуатации автомобиля (в машину заливался некачественный бензин, авто вовремя не обслуживалось, а если диагностика и проводилась, то она могла быть выполнена неквалифицированным мастером);
2) В машину ставились некачественные конструктивные элементы (катушки, свечи системы зажигания, провода высокого напряжения и т.д.);
3) Поломка произошла под воздействием фактором извне (атмосферное воздействие, механическое повреждение).
Наиболее распространенный дефект электронной системы зажигания – это выход из строя свечей. К счастью, сегодня эти элементы могут приобрести все автомобилисты, посему устранение этой поломки не займет много времени.
Указать на неисправности системы электронного зажигания поможет даже внешняя диагностика. Легче всего заметить, как реагирует зажигание на неисправности, которые есть в топливной системе и системе впрыска горючего. Посему диагностировать систему зажигания нужно в комплексе с данными системами.
Внешние признаки поломки зажигания:
1) Увеличенный расход горючего;
2) Сниженная мощность движка;
3) На холостом ходу двигатель работает неустойчиво;
4) Запускать двигатель стало труднее.
В случае системы электронного зажигания плохая работа двигателя, его затрудненный запуск сигнал к тому, что произошел пробой или обрыв проводов высокого напряжения, вышли из строя свечи, сломан ЭБУ, датчик частоты вращения коленвала или датчика холла. Если же Ваш автомобиль стал «съедать» больше горючего, а двигатель стал выдавать меньшую мощность, то это может свидетельствовать о том, что вышки из строя свечи, входные датчики или ЭБУ.
Перед тем, как ехать к специалисту, постарайтесь самостоятельно произвести диагностику системы зажигания, так как велика вероятность самостоятельного обнаружения дефекта. В этом случае Вы просто замените свечи или катушку, и снова будете «на коне». Успехов.
На сегодняшний день, уже многие владельцы Классики (Ваз-2101, Ваз-2102, Ваз-2104, Ваз-2105, Ваз-2106, Ваз-2107) установили на свои авто бесконтактное электронное зажигание . И это естественно. Преимущества бесконтактного зажигания очевидны и проверены на практике. Например: простота установки и настройки, надежность и точность работы, значительное улучшение запуска двигателя в холодное время года. Как мне кажется, не плохой получается список «плюсов»!? И если Вы не консерватор, Вас порядком достали «причуды» контактной пары и по определенным причинам, Вы еще не решились на покупку комплекта бесконтактного зажигания, то эта статья (я надеюсь) поможет Вам сделать последний шаг. Так как, на самом деле, больших сложностей и проблем при установке «обновки» у Вас не должно появиться. Как мне, например, кажется, самая большая проблема - это сама покупка комплекта. Ведь, надо себя заставить расстаться с кругленькой суммой;)))
Теперь от вступления, перейдем к главному. Выбор, покупка и установка на любимую и непобедимую Классику (Ваз-2101, Ваз-2102, Ваз-2104, Ваз-2105, Ваз-2106, Ваз-2107) комплекта бесконтактного электронного зажигания .
Выбор и покупка: от себя могу посоветовать остановиться на комплекте бесконтактного зажигания российского производства город Старый Оскол - смотрим фото 1. В коробке находим - катушку, коммутатор, распределитель и жгут проводов (фото 2). По качеству, этот комплект считается одним из самых лучших. Правда и цена, «кусается»))) Так же, посмотрите, какой блок двигателя у Вас стоит, так как распределители идут двух видов (отличаются длинной вала) - для двигателя Ваз-2101, Ваз-2102, Ваз-2104, Ваз-2105 и Ваз-2103, Ваз-2106, Ваз-2107 .
Готовимся к установке - дрель, сверло и пара саморезов (для катушки в моторном отсеке предусмотрены стандартное место крепежа, а вот коммутатор придется крепить самостоятельно), рожковый ключ на 13, накидные или торцовые ключи на 8 и 10. Для того, чтобы поставить двигатель на метку «ВМТ» понадобиться ключ на 38.
Можем приступать к замене:
Берем ключ на 38 и крутим гайку храповика до совпадения меток на шкиве коленвала и передней крышки двигателя, то есть устанавливаем двигатель на метку «ВМТ» (фото 3).
Запоминаем расположение распределителя и бегунка, в такое положение будет ставиться новый распределитель. В моем случае, бегунок повернут к клапанной крышке и «стоит на четвертый цилиндр» по крышке распределителя (фото 4). Это его правильное положение.
Так же, находим на катушке, метку Б+ и запоминаем какие провода к ней прикручиваются (фото 5). После чего откручиваем и снимаем катушку.
Ключом на 13 откручиваем гайку замка распределителя и снимаем его. Стараемся не потерять прокладку - фото 6.
Закрепляем коммутатор, прикручиваем черный провод «на массу» (фото 7). Устанавливаем и закрепляем к кузову катушку. Стандартные провода подключаем на соответственные клеммы (обращаем внимание на расположение клемм Б и К на новой катушке - фото 8). Провода с коммутатора - с меткой + на клемму Б, второй провод на клемму К - фото 9.
Устанавливаем распределитель, гайку замка полностью не затягиваем. Подключаем провода от коммутатора к распределителю (фото 10). Проверяем положение распределителя и бегунка (фото 11), надеваем крышку и подключаем провода в порядке 1-3-4-2 (фото 12).
После, того как все закрепили, можем запускать двигатель и приступать к регулировке зажигания «на слух». Но если у Вас есть стробоскоп, можете им воспользоваться))) . Для этого, на работающем двигателе, медленно крутим распределитель (гайку замка, мы для этого и не затягивали) «вперед-назад» (фото 13) и ищем среднее положение, в котором обороты двигателя будут самыми высокими и ровными.
При использование статьи или фотографий активная прямая гиперссылка на сайт www.!
Каждый автолюбитель стремится улучшить параметры своего автомобиля, особенно такие, как расход топлива, мощность, запуск двигателя в зимнее время. В камере сгорания автомобильного карбюраторного двигателя рабочая смесь воспламеняется как в период пуска, так и во время его работы посредством электрического разряда между электродами свечи, ввернутой в головку цилиндров двигателя. Надёжное образование между электродами свечи искры, происходит при довольно высоком напряжении около 20кВ. На прогретом двигателе к моменту искрообразования рабочая смесь сжата и имеет температуру, близкую к температуре самовоспламенения. В этом случае достаточно даже небольшой энергии разряда -5мДж. Но существуют некоторые режимы работы двигателя, когда требуется значительная энергия искры - до 100 мДж. Например пусковой режим, работу на бедных смесях при частичном открытии дросселя, работу на холостом ходу. На наших стареньких, видавших виды автомобилях применяются классические, батарейные системы зажигания, которые имеют серьёзные недостатки.На холостых оборотах двигателя между контактами прерывателя такой системы возникает дуговой разряд, поглощающий заметную часть энергии искры. На высоких оборотах двигателя уменьшается вторичное напряжение катушки зажигания из-за дребезга контактов прерывателя, который возникает при их замыкании, уменьшается время замкнутого состояния контактов из-за чего в первичной обмотке катушки зажигания запасаемая энергия может оказаться недостаточной для формирования мощной искры зажигания необходимой для поджигания топливной смеси. В результате снижается мощность двигателя, увеличивается концентрация углекислого газа в выхлопе, не полностью сгорает горючее, получается бензин машина кушает, а едет плохо. В батарейной системе зажигания, особенно с учетом качества деталей для старых авто, быстро изнашиваются контакты прерывателя, что снижает надежность запуска и работы двигателя. Большим достоинством батарейной системы с многоискровым механическим распределителем (в народе трамблер) является ее простота, обеспечиваемая двойной функцией механизма распределителя: прерывание цепи постоянного тока для генерирования высокого напряжения и синхронное распределение высокого напряжения по цилиндрам двигателя.
Повысить развиваемое такой системой зажигания вторичное напряжение можно применением полупроводниковых приборов, работающих в качестве управляемых ключей, служащих для прерывания тока в первичной обмотке катушки зажигания. Наиболее широкое использование в качестве управляемых ключей нашли мощные транзисторы, способные коммутировать токи амплитудой до 10 А в индуктивной нагрузке без какого-либо искрения и механического повреждения, характерных для контактов прерывателя, также возможно применение силовых тиристоров, но широкой промышленной реализации в системах зажигания с накоплением энергии в индуктивности они не имели.
Один из способов улучшения батарейной системами зажигания переделка ее в контактно-транзисторную систему зажигания (КТСЗ). На рисунке ниже приведена принципиальная схема конденсаторно-транзисторного устройства зажигания. Это устройство позволяет формировать искру зажигания с большой длительностью, благодаря этому процесс сгорания становится близким к оптимальному в большом диапазоне изменения оборотов двигателя и его нагрузки.
Устройство зажигания состоит из триггера Шмитта на транзисторах V1 и V2, развязывающих усилителей V3, V4 и электронного ключа V5, с помощью которого коммутируется ток в первичной обмотке катушки зажигания.
Триггер Шмитта позволяет формировать коммутирующие импульсы с крутым фронтом и спадом при замыкании и размыкании контактов прерывателя. Благодаря этому в первичной обмотке катушки зажигания увеличивается скорость прерывания тока, что увеличивает скорость изменения и амплитуду высоковольтного напряжения на выходе вторичной обмотки катушки.
В результате существенно улучшаются условия для возникновения искры в свече зажигания. Высокие энергетические характеристики искры в описанной системе зажигания способствуют улучшению запуска автомобильного двигателя и более полному сгоранию горючей смеси.
В устройстве электронного зажигания применены транзисторы VI, V2, V3 - КТ312В, V4 - КТ608, V5 - КТ809А (также пробовался транзистор C4106, на фото именно он). Конденсатор С2 - с рабочим напряжением не ниже 400 В. Катушка зажигания стандартная - Б 115, используемая в легковых автомобилях. Автор конструкции: Самоделкин.
Карбюраторные двигатели внутреннего сгорания с системами зажигания с контактным прерывателем применяются в автомобилях, мотоциклах, моторных лодках и прочих транспортных средствах. Для таких систем используются разнообразные так называемые электронные системы зажигания, улучшающие процесс прерывания тока.
Предлагаемое устройство очень похоже на представленное в статье В.Гусарова «Электронное зажигание» (журнал «Радиомир» № 2 за 2002 г.), но отличается от него чрезвычайной простотой. Достаточно сказать, что оно содержит всего две детали: симистор и резистор. Устройство обеспечивает совместно со штатной системой надежную и качественную работу зажигания на любых оборотах двигателя. Кроме того, срок службы контактов прерывателя значительно увеличивается. По своим качественным показателям описываемое устройство превосходит бесконтактные системы зажигания.
Работа устройства очень несложная. При замыкании контактов прерывателя открывается симистор (можно применить и тиристор), так как управляющий электрод соединен с плюсом бортового аккумулятора через резистор R1. В первичной обмотке катушки зажигания Т1 нарастает ток и накапливается электромагнитная энергия. После размыкания контактов начинается штатный колебательной процесс между катушкой зажигания и конденсатором.
В начале этого процесса происходит искрообразование в соответствующем цилиндре двигателя. В данной конструкции использован симистор ТС-112-16-10, отличающийся от подобных малыми габаритами при высоких технических характеристиках.
Плата изготовлена из фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм и размещена прямо на катушке зажигания. Никакого теплорадиатора для симистора и настройки устройства не требуется. Резистор R1 выбран одноваттным из соображения надежности. Электронное зажигание было испытано на автомобиле ВАЗ-2106.
А. ПАРТИН, г. Екатеринбург
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.