Контактно-транзисторная система зажигания. Принцип работы коммутатора зажигания, какие виды бывают и как проверить неисправность

Контактно-транзисторная система зажигания. Принцип работы коммутатора зажигания, какие виды бывают и как проверить неисправность

Коммутаторы в системе зажигания автомобилей используются уже очень давно. Первые из них, буквально, состояли из двух проводов и батареи напряжения. Сегодня, это высокотехнологический узел одной из главных систем автомобильного устройства. Переоценить значение его работы крайне сложно, ведь благодаря эволюции именно этого устройства, удалось достигнуть максимальных показателей сжигания воздухо-горючих смесей.

Другими словами, применение современного коммутатора системы зажигания, позволяет использовать на автомобилях бензин низкооктановых марок, и увеличивает отдачу двигателя на невысоких оборотах.

Что такое коммутатор системы зажигания

Если говорить просто, то под коммутатором системы зажигания, подразумевается несложная электрическая схема, которая стоит на пути электрического заряда между катушкой зажигания и свечой, которая воспламеняет смесь воздуха и бензина в котлах. В чем смысл, назначение и принцип работы этого устройства системы зажигания? Отвечая на этот вопрос, стоит понимать, что существует два типа прерывающих устройств:

1. Коммутаторы механического прерывания. Такими электрическими узлами оснащались практически все машины Советского союза, вплоть, до 1988 года. На то время это были практичные, но крайне ненадежные контактные выключатели. Принцип их работы основывался на законах самоиндукции, и приводился в действие механическим прерывателем. Последний, размыкал первичную цепь низкого напряжения, вследствие чего во вторичных цепях трансформатора возникал электромагнитный импульс, который преобразовывался в электрическую искру, и передавался на свечу зажигания. Для того чтобы обезопасить контакты коммутатора системы зажигания в цепь включался конденсатор.
2. Коммутаторы бесконтактного действия, или как их еще называют, транзисторные. Принципиально их схема работы аналогична предшественникам, отличается сам механизм исполнения работы. Так, в отличие от контактных выключателей, бесконтактники осуществляют прерывание тока в электрических цепях за счет входного транзистора, который служит шлюзом для потока электроэнергии. На самых последних моделях автомобилей устанавливаются коммутаторы, которые полностью контролируются электроникой.

При этом последние, явно выигрывают у первых, и с большим преимуществом.

• уменьшается ток, который проходит по контактам прерывателя, вследствие чего они перестают обгорать и залипать;
• далее, увеличивается длительность подачи искры, что автоматически гарантирует лучшее воспламенение, и более эффективное выгорание горючих смесей;
• в случае если по каким-то причинам вышел из строя транзистор, всегда можно перекинуть провода в стандартное положение, и автомобиль продолжит работать.

Ремонт и замена коммутатора

Рано или поздно, как и любой механизм, коммутаторы системы зажигания тоже выходят из строя. И здесь совершенно неважно, какой именно прерыватель был установлен на автомобиле — ремонту эти узлы, как правило, не подлежат. Конечно, если у вас есть определенные навыки в электронике и радиотехнике, то перепаять вышедшую из строя деталь коммутатора будет совсем несложно.

Но, как показывает практика, гораздо меньше мороки, купить новый прерыватель, и установить его. Дело в том, что перепаянные выключатели крайне ненадежны, и могут подвести в самое неподходящее время.

Поэтому простой совет:

• Ремонт коммутатора системы зажигания — это не вариант, покупайте новый!

Ниже несколько советов, где и какие коммутаторы лучше покупать. За основу возьмем ситуацию, когда нужен бесконтактный выключатель.

Какие коммутаторы и где покупать

Естественно, если у вас иномарка, то приобретение нужных вам запчастей лучше производить в соответствующих дилерских центрах, или магазинах, которые официально представляют компанию производителя вашего автомобиля. Ну а если, вы счастливый обладатель, прекрасного наследия Советского автопрома, поиски требуемых вам деталей можно смело начинать на авто и радиорынках. Правда, нужно быть осмотрительным.

Основываясь на многолетнем опыте, и на практических тестах, которые лично проводились над многими марками бесконтактных выключателей, можно выделить два коммутатора системы зажигания, которые отлично зарекомендовали себя.

1. Коммутатор аварийный К562.3734 (или К563.3734 ТУ11 КЖЩГ 023-94).
2. «Калашников и К° Плазменное зажигание» ТУ 4573-001045363119-97.

Почему именно они? Во-первых, оба выключателя производятся на отечественных заводах. Они рассчитаны для работы именно в наших условиях, все остальные аналоги, будь-то китайские или корейские, не выдерживают тех нагрузок, к которым привычны автомобили советского производства. Во-вторых, как уже говорилось выше, опытным путем было установлено, что только эти коммутаторы достаточно стабильно выдают приемлемые результаты токового разрыва.

Первый, за счет своей оригинальной схемы, по которой он был собран, формирует импульсные разряды, которые позволяют достигать амплитуды тока до 12-13А, при этом потребляемая величина токового заряда составляет всего 2А, и зависит от частоты вращения вала. Еще одним существенным преимуществом этого коммутационного устройства является умеренный температурный режим, в котором он работает. Хотя есть и очевидные недостатки, размеры самого коммутатора могли бы быть несколько меньше.

Второй, это, вообще, инновационное ноу-хау. Коммутатор «Калашников и К° Плазменное зажигание» соединяет в себе два устройства: основной рабочий блок, и запасной. Как и предыдущий выключатель, этот показал достаточно высокие показатели и в продолжительности искрового момента, и в силе импульса разрывного тока.

Но его главное достоинство заключается не в основном блоке, а в резервном, который рассчитан на работу в тех условиях, когда из строя выйдет не только основной блок коммутатора, но и датчик Хола. В последнем обстоятельстве пришлось убедиться самостоятельно.

«Калашников и К° Плазменное зажигание» для работы был установлен на девятку в стандартной комплектации, и когда из строя вышел основной блок коммутатора системы зажигания, пришлось переключиться на резервный. Единственный минус — делать это приходится вручную. При включении блок моментально отреагировал приветствующим писком испод капота. Конечно, давать газу на нем не получится, не позволяет принцип устройства системы коммутатора, но поддерживая минимальные обороты, можно добраться до гаража или станции техобслуживания.

Транзисторный коммутатор зажигания

Известно, что большая часть российских автомобилей оснащена простыми контактными системами зажигания, основанными на принципе переключения тока, протекающего через низковольтную обмотку высоковольтного трансформатора, которым является катушка зажигания. Переключения тока осуществляется при помощи механического прерывателя, представляющего собой контактный выключатель, приводимый в действие от вала распределителя зажигания.

Такая система имеет массу недостатков, так как ток, протекающий через первичную обмотку катушки зажигания слишком высок и в результате в прерывателе возникает искрение, неизбежно приводящее к обгоранию и оплавлению его контактов, а в зимнее, осеннее или весеннее время добавляется электрохимическая эрозия этих контактов. Но это еще не все, длительность искрового разряда, в результате высокого тока, протекающего через контакты прерывателя получается небольшой, 0,3-0,8 ms, а в результате некачественное поджигание горючей смеси, требуется более обогащенная смесь, плохая приемистость двигателя на низких оборотах, повышенный расход топлива. Все эти недостатки известны давно, и с тех пор как появились мощные высоковольтные транзисторы автомобильная промышленность постепенно переходит на комплектацию новых автомобилей бесконтактными электронными системами зажигания, в которых используется бесконтактный датчик зажигания, электронный коммутатор с мощным высоковольтным транзистором на выходе, а также более мощная низкоомная катушка зажигания.

Улучшить характеристики автомобиля с контактной системой зажигания можно путем установки бесконтактной системы от более новой модификации данной марки. Но этот способ относительно дорог — требуется полная замена всех элементов системы зажигания, включая датчик-распределитель, катушку зажигания, а также приобретение соответствующего электронного коммутатора. К тому же не на каждую модель старого образца можно подобрать подходящие элементы от более новых моделей. Тем не менее, значительно улучшить качество зажигания простой контактной системы можно, если между контактны прерывателем тока и штатной катушкой зажигания включить несложный транзисторный коммутатор, выходной каскад которого выполнен на высоковольтном мощном транзисторе. При этом выигрыш, по сравнению с простой системой будет по нескольким позициям: во-первых, уменьшится ток через контакты прерывателя и они перестанут обгорать и коррелировать, во-вторых, длительность искрового разряда увеличится примерно в два раза, что приведет к улучшению воспламенения смеси, в-третьих, в случае выхода из строя транзисторного коммутатора можно будет простой перестановкой провода вернуть систему к исходному варианту.

Принципиальная электрическая схема коммутатора показана на рисунке.

При замкнутых контактах прерывателя через резистор R2 на базу транзистора VT1 поступает отрицательное напряжение и этот транзистор открывается. Его открывание приводит к тому, что через этот транзистор и R4 на базу мощного транзистора VT2 поступает положительное напряжение, и он открывается. Ток, через него поступает на первичную намотку катушки зажигания L1. При размыкании контактов прерывателя поступление напряжения на базу VT1 прекращается и он закрывается, а в след за ним закрывается и VT2. В катушке, в контуре, состоящем из первичной намотки L1 и конденсатора С2 возникают колебания, которые наводят импульс высокого напряжения во вторичной обмотке L1. Этот высоковольтный импульс через распределитель зажигания поступает на свечу и происходит искровой разряд. Длительность искрового разряда составляет около 2 ms, что более чем в два раза превосходит длительность искры классической системы зажигания.

Резистор R1 не первый взгляд не нужен, но как показывает практика, при пропускании через контакты прерывателя слишком низкого тока, не всегда возникает надежный электрический контакт, и возможны пропуски в работе системы зажигания. Чтобы этого избежать вводится резистор R1, который создает необходимый минимальный ток через эти контакты.

Транзистор КТ973А можно заменить на КТ816, а транзистор КТ8109А на КТ848А.

Коммутатор собирается объемным монтажом в корпусе неисправного коммутатора от бесконтактной системы зажигания автомобилей «Волга» или «УАЗ».

Настройка заключается в подборе номинала R4 (не менее 22 Ом) и R2 (не менее 300 Ом) таким образом, чтобы при подключенной катушке зажигания и замкнутых контактах прерывателя напряжение на коллекторе VT2 было минимальным (не более 1,5 В). При этом ток через катушку будет максимальным.

Субъективно, с данным коммутатором, автомобиль движется лучше на низких оборотах, лучше трогается с места на холостом ходу.

Увеличить энергию искры можно, если установить катушку зажигания с низкоомными обмотками от автомобиля ВАЗ-08-099, но при этом нужно будет воздерживаться от длительного включения зажигания при неработающем двигателе, так как ток через катушку будет высоким и это может повредить выходной транзистор коммутатора.

В обычной системе зажигания через контакты прерывателя протекает ток относительно большой силы, вызывающий быстрое окисление и износ контактов, что снижает надежность работы системы зажигания. Окисление контактов повышает сопротивление первичной цепи, а перенос металла с одного контакта на другой вызывает увеличение зазора между ними. Вследствие этих дефектов снижается сила тока низкого напряжения и уменьшается напряжение во вторичной цепи; кроме того, увеличивается угол опережения зажигания. По этим причинам затрудняется пуск и снижается мощность и экономичность двигателя. Кроме того, с увеличением скорости вращения коленчатого вала двигателя резко снижается сила тока низкого напряжения, в результате чего уменьшается напряжение во вторичной цепи, вызывающее перебои в зажигании рабочей смеси. В транзисторной системе зажигания ток низкого напряжения не проходит через контакты прерывателя, что исключает окисление и износ их, поэтому повышается надежность работы системы зажигания на всех эксплуатационных режимах двигателя.

В транзисторной системе зажигания напряжение во вторичной цепи на 25-30% больше по сравнению с обычной системой зажигания, что позволяет увеличить зазор между электродами свечей до 1,2 мм. С увеличением длины искры увеличивается площадь контакта ее с рабочей смесью, что способствует более быстрому и полному сгоранию даже обедненной смеси. В результате облегчается пуск и улучшается приемистость и экономичность работы двигателя. Кроме того, уменьшается выгорание электродов свечей зажигания.

Транзисторная система зажигания применяется на автомобилях ГАЗ-66 , ЗИЛ-131 (рис. 45) и др.

ТК102 — транзисторный коммутатор; ИТ — импульсный трансформатор; К, Э и Б — электроды транзистора (коллектор, эмиттер, база); Д1 — диод; Дст -диод-стабилитрон; Б114 — катушка зажигания; СЭ107 — добавочные сопротивления: ВК21 — выключатель зажигания; Р — распределитель; Пр — прерыватель. Путь тока в цепи управления транзистора обозначен пунктирными стрелками, а путь рабочего тока в цепи низкого напряжения — сплошными стрелками.

Система зажигания состоит из следующих приборов:

1. Прерыватель-распределитель стандартный для данного двигателя, со снятым конденсатором.

2. Катушка зажигания Б114 маслонаполненная. Вторичная обмотка имеет 41500 витков; один конец ее соединен с корпусом катушки, на массу. Этот конец обмотки вводится между корпусом и фарфоровым изолятором сердечника. При таком выводе вторичной обмотки исключается воздействие высокого напряжения на транзистор, что предотвращает его пробой.

Первичная обмотка имеет 180 витков провода ПЭВ, диаметром 1,25 мм, R = 0,4 Ом. Малая величина сопротивления обмотки позволяет увеличить силу тока в первичной цепи до 7-8А, что при уменьшенном числе витков создает сильный магнитный поток.

В остальном катушка зажигания аналогична катушке зажигания Б13. При установке на автомобиле катушка зажигания Б114 должна быть хорошо соединена с массой.

3. Добавочные сопротивления СЭ107 выполнены из константана и установлены в металлическую коробку; сопротивления имеют три вывода К, ВК и ВКБ. Одно из сопротивлений закорачивается контактным диском тягового реле стартера при пуске двигателя, что позволяет увеличить силу тока первичной цепи и, следовательно, повысить напряжение во вторичной цепи.

4. Транзисторный коммутатор ТК102 (рис. 46) позволяет использовать транзистор для включения рабочего тока в первичной цепи зажигания после замыкания контактов прерывателя, через которые включается только ток управления транзистора.

Транзисторный коммутатор состоит из германиевого транзистора ГТ701-А с допустимым напряжением между эмиттером и коллектором 160В и допустимой силой тока коллектора 12А, германиевого диода Д1 типа Д7Ж, кремниевого стабилитрона Дст типа Д817-В, двух керамических сопротивлений R1 = 2Ом и — 20Ом, конденсатора С1 = 1мкФ, электролитического конденсатора С2 = 50 мкФ, импульсного трансформатора ИТ.

а — вид сверху; б-вид снизу со стороны крышки; 1 — корпус; 2 — зажимы; 3 — ребра; 4 — защитный слой смолы над транзистором; 5 — конденсатор (50 мкф); 6 — транзистор; 7 — импульсный трансформатор; 8 — теплоотвод диодов

Первичная обмотка импульсного трансформатора имеет 50 витков провода, R = 0,14 Ом. Вторичная обмотка имеет 150 витков провода, R = 7 Ом.

Для обеспечения надежности работы все приборы коммутатора установлены внутри алюминиевого ребристого корпуса.

Приборы защиты транзистора, состоящие из диода, стабилитрона, сопротивлений 2Ом и 20Ом и конденсатора 1мкФ, объединены в один блок и залиты эпоксидной смолой.

Германиевый транзистор может исправно работать при температуре не выше 65° С, поэтому транзисторный коммутатор устанавливают в кабине водителя.

Транзисторный коммутатор имеет четыре зажима Р, К, М и один зажим без обозначения. При установке коммутатора зажим М надежно соединяют с массой при помощи многожильного неизолированного проводника, подкладываемого под головку болта крепления корпуса коммутатора.

5. Свечи и выключатель зажигания — обычные.

Работа контактно-транзисторной системы зажигания.

При включении зажигания, когда контакты прерывателя разомкнуты, транзистор закрыт, а так как переходное сопротивление между эмиттером и коллектором транзистора очень велико, то тока в системе зажигания не будет.

В момент замыкания контактов прерывателя в цепи управления транзистора будет проходить ток не более 0,8А.

С увеличением скорости вращения кулачка прерывателя вследствие уменьшения времени замкнутого состояния контактов прерывателя сила тока в цепи управления транзистора уменьшается до 0,3А.

Путь тока в цепи управления транзистора (см. пунктирные стрелки на схеме): положительный зажим батареи — зажим тягового реле стартера — зажим AM выключателя зажигания — ротор выключателя — зажим КЗ выключателя — два добавочных сопротивления СЭ107 — первичная обмотка катушки зажигания — безымянный зажим транзисторного коммутатора, затем ток разветвляется на три параллельные ветви: вторичная обмотка импульсного трансформатора ИТ, сопротивление R2 и электроды Э и Б транзистора.

Затем ток из трех ветвей проходит по первичной обмотке импульсного трансформатора и через замкнутые контакты прерывателя, а затем через массу возвращается в аккумуляторную батарею.

Вследствие прохождения тока управления через переход между базой и эмиттером транзистора происходит резкое снижение сопротивления перехода эмиттер — коллектор (Э-К) транзистора, и он открывается, включая цепь рабочего тока низкого напряжения первичной цепи зажигания.

Цепь рабочего тока низкого напряжения (см. сплошные стрелки на схеме): положительный зажим аккумуляторной батареи — зажим тягового реле стартера — выключатель зажигания — добавочные сопротивления — первичная обмотка катушки зажигания — электроды эмиттер, коллектор (Э, К) транзистора — масса — отрицательный зажим батареи. Сила тока в первичной цепи и открытом транзисторе достигает 8А при неработающем двигателе и снижается до 3А при увеличении скорости вращения коленчатого вала двигателя.

Рабочий ток, протекая по первичной обмотке катушки зажигания, вызывает сильное намагничивание сердечника катушки.

Размыкание контактов прерывателя сопровождается прерыванием тока управления, что вызывает резкое повышение сопротивления транзистора, и он закрывается, выключая цепь рабочего тока первичной цепи зажигания.

В момент прерывания тока управления в первичной и вторичной обмотках импульсного трансформатора индуктируется э. д. с. самоиндукции.

Импульс э. д. с. самоиндукции вторичной обмотки трансформатора действует в цепи транзистора в направлении, противоположном рабочему току, благодаря чему ускоряется прерывание рабочего тока в первичной обмотке катушки и быстрей уменьшается магнитный поток. Во вторичной обмотке катушки индуктируется э. д. с. от 17000 до 30000В, а в первичной обмотке катушки — э. д. с. самоиндукции не более 100В.

Ток высокого напряжения из вторичной обмотки катушки поступает на распределитель, затем на свечу зажигания и по массе возвращается снова во вторичную обмотку.

Э. д. с. самоиндукции первичной обмотки катушки вызывает заряд конденсатора (1 мкФ), что защищает транзистор от действия этой э. д. с. В дальнейшем, при разомкнутых контактах прерывателя, конденсатор разряжается через первичную обмотку катушки, а затем сопротивление 2Ом. Энергия разрядного тока конденсатора расходуется в основном на нагрев сопротивления 2Ом.

В процессе эксплуатации автомобиля возникают такие моменты, когда в первичной обмотке катушки зажигания э. д. с. самоиндукции может увеличиться и произойдет пробой транзистора. Повышение э. д. с. самоиндукции более 100В может быть при разрыве цепи высокого напряжения, например при отъединении высоковольтного провода от свечи зажигания или крышки распределителя. Для предотвращения пробоя транзистора в этой схеме параллельно первичной обмотке катушки зажигания включены два последовательно соединенных диода с встречным направлением прямых проводимостей.

Диод Д1 препятствует протеканию тока через стабилитрон Дст в прямом направлении, минуя первичную обмотку катушки зажигания.

Диод Дст является кремниевым стабилитроном и предназначен для защиты транзистора от пробоя э. д. с. самоиндукции. При увеличении э. д. с. самоиндукции в первичной обмотке катушки зажигания более 100В сопротивление между электродами кремниевого стабилитрона уменьшается, и он начинает пропускать через себя ток самоиндукции. Благодаря этому напряжение на зажимах первичной обмотки резко снижается, что и предотвращает пробой транзистора.

Так как через стабилитрон проходит ток большой силы, то он сильно нагревается и может произойти сваривание обоих его электродов. Для охлаждения стабилитрона корпус его соединен со специальным алюминиевым теплоотводом 1 (см. рис. 46).

Электролитический конденсатор С2 = 50 мкФ включен параллельно генератору и аккумуляторной батарее и защищает транзистор от импульсных перенапряжений, возникающих в цепи генератор — батарея, в случае выключения батареи, обрыве одной из фаз обмотки статора генератора переменного тока, обрыве проводника, соединяющего корпусы генератора и реле-регулятора. В случае импульса напряжения в цепи источников тока конденсатор С2 будет заряжаться, что уменьшит напряжение в цепи приборов.

В.М. Кленников, Н.М. Ильин

Статья из книги «Устройство грузового автомобиля» . Читайте также другие статьи из

Глава «Электрооборудование»:

• Аккумуляторные батареи
• Генераторы и реле-регуляторы
• Приборы зажигания
• Стартеры
• Контрольно-измерительные приборы. Приборы освещения и сигнализации

1 — свеча зажигания; 2 — провод высокого напряжения; 3 — боковой контакт распределителя; 4 — ротор распределителя; 5 — кулачок; 6 — контакты прерывателя; 7 — коммутатор; 8 — первичная обмотка катушки зажигания; 9 — вторичная обмотка; 10 — центральный провод высокого напряжения; 11 — включатель зажигания; 12 — аккумуляторная батарея; А — прерыватель; Б — база; В — катушка зажигания; К — коллектор; Э – эмиттер.

Контактно-транзисторная система зажигания явилась переходным этапом от контактной к бесконтактным электронным системам. В ней устраняется недостаток контактной системы — подгорание и износ контактов прерывателя, коммутирующих цепь с индуктивностью и значительной силой тока. В контактно-транзисторной системе первичную цепь обмотки возбуждения коммутирует транзистор , управляемый контактами прерывателя. С применением’ контактно-транзисторной системы на автомобиле появился новый блок — электронный коммутатор(7), объединяющий в себе силовой коммутирующий транзистор и элементы схемы его управления и защиты.

Прежде, чем разбирать систему, давайте разберёмся, что такое транзистор.

Транзисторами называют полупроводниковые приборы, предназначенные для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний.

У транзистора три вывода: коллектор, эмиттер и база.

Так вот, по пути Коллектор-Эмиттер течёт Коллекторный ток(Ik). По другому пути База-Эмиттер течёт слабый управляющий ток(Iб). И вот при помощи этого тока базы управляется коллекторный ток(его величина).

Причем, коллекторый ток всегда больше тока базы в определенное количество раз. Эта величина называется коэффициент усиления по току, обозначается h21э . У различных типов транзисторов это значение колеблется от единиц до сотен раз.

Если увеличить ток базы, то переход ЭБ откроется сильнее, и между эмиттером и коллектором сможет проскочить больше электронов. А поскольку ток коллектора изначально больше тока базы, то это изменение будет весьма и весьма заметно. Таким образом, произойдет усиление слабого сигнала, поступившего на базу .

Теперь, давайте вернёмся к нашей системе зажигания)

1 — аккумуляторная батарея; 2,3 — контакты выключателя зажигания; 4,5 — добавочные резисторы; 6 — коммутатор; 7 — прерыватель

На рисунке представлена схема контактно-транзисторного зажигания с коммутатором ТК 102.

При замыкании контактов прерывателя(7) через них начинает протекать ток базы транзистора VT1 , который открывается и включает первичную обмотку катушки зажигания к источнику питания.

При размыкании контактов прерывателя транзистор VT1 закрывается , ток в первичной цепи резко прерывается и на свечах появляется всплеск высокого напряжения, как и в контактной системе.

Характеристики контактно- транзисторной системы аналогичны контактной, за исключением того, что снижения вторичного напряжения на низких частотах, вращения кулачка не происходит. Импульсный трансформатор Т в схеме ускоряет запирание транзистора, цепь VD1, VQ2 защищает транзистор от перенапряжений, а конденсатор С2 — от случайных импульсов напряжения по цепи питания. Конденсатор С1 способствует уменьшению коммутационных потерь, в транзисторе. Добавочный резистор 4 закорачивается при пуске двигателя.

Срок службы контактов прерывателя, в контактно-транзисторной системе больше, чем в контактной, так как базовый ток, коммутируемый ими, невелик. Однако механический износ прерывательного механизма, влияние вибраций на работу контактов в системе не устранены.

Специфические особенности работы транзистора в цепи катушки зажигания предопределяет необходимость полного электрического разделения первичной и вторичной обмоток (в обычной катушке два вывода обмоток соединены), а так же отсутствие конденсатора. Катушка транзисторной системы зажигания имеет большее отношение числа витков вторичной и первичной обмоток. Наиболее распространенной отечественной контактно-транзисторной системой зажигания является ТК-102. К системе зажигания добавляется коммутатор, резистор и заменяется катушка зажигания. Преимуществом этой системы зажигания является возможность увеличения искрового промежутка свечи, стабильность работы двигателя на режимах прогрева, холостого хода и малых нагрузок, улучшение пусковых качеств, особенно при низком напряжении аккумулятора, повышение долговечности контактов прерывателя.

Давайте ещё раз последовательно взглянем на работу системы:

1 — свеча; 2 — ротор; 3 — распределитель; 4 — контакты; 5 — коммутатор; 6,7-обмотки; 8 — выключатель

Работает система следующим образом: при включенном выключателя зажигания(8) после замыкания контактов 4 прерывателя транзистор коммутатора(5) открывается(т.к. пошёл ток базы, который открывает транзистор), и по первичной обмотке(7) катушки зажигания будет протекать ток. В момент размыкания контактов прерывателя транзистор коммутатора запирается(т.к. пропадает ток базы). Ток в первичной цепи резко уменьшается, и во вторичной обмотке(6) катушки зажигания создается ток высокого напряжения. Он подводится к ротору(2) распределителя зажигания(3), который распределяет ток высокого напряжения по свечам зажигания(1) в соответствии с порядком работы двигателя.

Ещё советую глянуть видео:

Думаю, теперь понятно, как это работает. Теперь, предлагаю перейти к рассмотрению к более современной системе зажигания.

Транзисторный коммутатор зажигания

Известно, что большая часть российских автомобилей оснащена простыми контактными системами зажигания, основанными на принципе переключения тока, протекающего через низковольтную обмотку высоковольтного трансформатора, которым является катушка зажигания. Переключения тока осуществляется при помощи механического прерывателя, представляющего собой контактный выключатель, приводимый в действие от вала распределителя зажигания.

Такая система имеет массу недостатков, так как ток, протекающий через первичную обмотку катушки зажигания слишком высок и в результате в прерывателе возникает искрение, неизбежно приводящее к обгоранию и оплавлению его контактов, а в зимнее, осеннее или весеннее время добавляется электрохимическая эрозия этих контактов. Но это еще не все, длительность искрового разряда, в результате высокого тока, протекающего через контакты прерывателя получается небольшой, 0,3-0,8 ms , а в результате некачественное поджигание горючей смеси, требуется более обогащенная смесь, плохая приемистость двигателя на низких оборотах, повышенный расход топлива. Все эти недостатки известны давно, и с тех пор как появились мощные высоковольтные транзисторы автомобильная промышленность постепенно переходит на комплектацию новых автомобилей бесконтактными электронными системами зажигания, в которых используется бесконтактный датчик зажигания, электронный коммутатор с мощным высоковольтным транзистором на выходе, а также более мощная низкоомная катушка зажигания.

Улучшить характеристики автомобиля с контактной системой зажигания можно путем установки бесконтактной системы от более новой модификации данной марки. Но этот способ относительно дорог — требуется полная замена всех элементов системы зажигания, включая датчик-распределитель, катушку зажигания, а также приобретение соответствующего электронного коммутатора. К тому же не на каждую модель старого образца можно подобрать подходящие элементы от более новых моделей. Тем не менее, значительно улучшить качество зажигания простой контактной системы можно, если между контактны прерывателем тока и штатной катушкой зажигания включить несложный транзисторный коммутатор, выходной каскад которого выполнен на высоковольтном мощном транзисторе. При этом выигрыш, по сравнению с простой системой будет по нескольким позициям: во-первых, уменьшится ток через контакты прерывателя и они перестанут обгорать и коррелировать, во-вторых, длительность искрового разряда увеличится примерно в два раза, что приведет к улучшению воспламенения смеси, в-третьих, в случае выхода из строя транзисторного коммутатора можно будет простой перестановкой провода вернуть систему к исходному варианту.

Принципиальная электрическая схема коммутатора показана на рис.1.

Рис.1. Транзисторный коммутаторзажигания. Схема

При замкнутых контактах прерывателя через резистор R2 на базу транзистора VT1 поступает отрицательное напряжение и этот транзистор открывается. Его открывание приводит к тому, что через этот транзистор и R4 на базу мощного транзистора VT2 поступает положительное напряжение, и он открывается. Ток, через него поступает на первичную намотку катушки зажигания L1. При размыкании контактов прерывателя поступление напряжения на базу VT1 прекращается и он закрывается, а в след за ним закрывается и VT2. В катушке, в контуре, состоящем из первичной намотки L1 и конденсатора С2 возникают колебания, которые наводят импульс высокого напряжения во вторичной обмотке L1. Этот высоковольтный импульс через распределитель зажиганияпоступает на свечу и происходит искровой разряд. Длительность искрового разряда составляет около 2 ms , что более чем в два раза превосходит длительность искры классической системы зажигания.

Резистор R1 не первый взгляд не нужен, но как показывает практика, при пропускании через контакты прерывателя слишком низкого тока, не всегда возникает надежный электрический контакт, и возможны пропуски в работе системы зажигания. Чтобы этого избежать вводится резистор R1, который создает необходимый минимальный ток через эти контакты.

Транзистор КТ973А можно заменить на КТ816, а транзистор КТ8109А на КТ848А.

Коммутатор собирается объемным монтажом в корпусе неисправного коммутатора от бесконтактной системы зажигания автомобилей «Волга» или «УАЗ».

Настройка заключается в подборе номинала R4 (не менее 22 Ом) и R2 (не менее 300 Ом) таким образом, чтобы при подключенной катушке зажигания и замкнутых контактах прерывателя напряжение на коллекторе VT2 было минимальным (не более 1,5 В). При этом ток через катушку будет максимальным.

Субъективно, с данным коммутатором, автомобиль движется лучше на низких оборотах, лучше трогается с места на холостом ходу.

Увеличить энергию искры можно, если установить катушку зажигания с низкоомными обмотками от автомобиля ВАЗ-08-099, но при этом нужно будет воздерживаться от длительного включения зажигания при неработающем двигателе, так как ток через катушку будет высоким и это может повредить выходной транзистор коммутатора.

Индикатор технического анализа

При участии информационного проекта: Самый лучший индикатор технического анализа!

Поговорим о таком индикаторе технического анализа, как 200EMA.

В своих статьях я нередко упоминаю о 200EMA, т.е. 200 дневную експоненциальную скользящую среднюю. Многие, думаю, о ней слышали и многие применяют ее в своей работе. Так как цена лучший индикатор.
Я не буду здесь говорить, как рассчитывается 200EMA, если кому-то это интересно воспользуйтесь поиском.

Я расскажу о том, каким образом я применяю эту скользящую среднюю в своей работе.Пожалуй, это единственный индикатор, которому я доверяю и точно знаю, что он работает.

Определить, что начинается восходящий тренд, можно было, когда цена пробила 200EMA и образовала 2 небольших шипа (первый кружок).
Далее после почти 2-х недельного роста цена начинает коррекцию и конец этой коррекции как раз в районе 200EMA (2 кружок). После этого бычий тренд продолжается.

Это лишь один пример, но таких примеров очень и очень много (посмотрите на графики).
Но будьте осторожны, здесь самое главное уметь правильно интерпретировать эти сигналы.
В данном примере сигнал о том, что рынок из стадии флэта переходит в стадию тренда, говорят два хвоста, образовавшихся после пробития 200EMA.

Таким образом, 200дневная скользящая средняя служит нам, как очень мощный (и особенно на больших временных таймфреймах) уровень поддержки/сопротивления.
Именно 200EMA в совокупности с поведением цены дают мне сигналы на покупку/продажу.

Система контактно-транзисторного зажигания: устройство и принцип работы

0 04 Ноября 2016

• Система контактно-транзисторного зажигания: устройство и принцип работы
• Схема контактно транзисторного зажигания в автомобиле
• Принцип работы контактно транзисторного зажигания
• В чем отличие от обычной системы
• Преимущества и недостатки контактно транзисторного зажигания

Опытные автовадельцы наверняка знают, какой именно вип системы зажигания установлен на их транспортном средстве. Вполне возможно, что им окажется контактно-транзисторный вариант, рассматриваемый нами в данной теме. Что такое контактно-транзисторное зажигание? Какой принцип и схема его работы? Об этом вы узнаете уже через несколько минут.

Схема контактно транзисторного зажигания в автомобиле

Контактно-транзисторная система зажигания — это переходной этап между контактным и бесконтактным электронным вариантами систем зажигания. Она лишена основного недостатка своего предшественника — возможности подгорания и износа контактов прерывателя, которые коммутируют цепь с индуктивностью и значительной силой тока. Схема контактно-транзисторной системы зажигания предусматривает коммутацию первичной цепи обмотки возбуждения при помощи транзистора, который управляется контактами прерывателя. Более того, с началом использования такой системы зажигания появился новый блок — электронный коммутатор, объединяющий в себе коммутирующий транзистор и элементы схемы его управления.

Знаете ли Вы? Для работы первых бензиновых двигателей использовали аккумуляторную батарею системы зажигания, которая основывалась на эффекте самоиндукции.

• аккумуляторной батареи напряжением 1,2 В (на рисунку обозначенная цифрой 1);
• зажима стартера (цифра 2);
• замка (включателя) зажигания (3);
• дополнительных резисторов, изготовленных из константановой проволоки (4);
• транзисторного коммутатора, дополненного электрическим конденсатором (5);
• германиевого диода (8);
• транзистора (9);
• резисторов, имеющих сопротивление в 20 Ом (6 и 10);
• импульсного трансформатора с двумя обмотками: первичной (11) и вторичной (12);
• стабилитрона (22);
• прерывателя, имеющего подвижный (под номером 14) и неподвижный (под номером 15) контакты, а также кулачковую муфту (21);
• распределителя (16), имеющего токоразносную пластину (17);
• свечей (18) и катушки (19) зажигания;
• помехоподавительного сопротивления (20).

Все указанные детали объединены в алюминиевом ребристом корпусе, который расположен в кабине автомобиля и обладает четырьмя зажимами: «Р», «К», «М» и одним — без обозначения.

Зажим «Р» соединен с подвижным контактом прерывателя, зажим «К» — надежно соединен с зажимом катушки зажигания, «М» — соединен с массой посредством многожильного провода, а зажим, который не имеет обозначения — с соответствующим зажимом этой же катушки.

Принцип работы контактно транзисторного зажигания

Принцип работы контактно-транзисторной системы зажигания нельзя назвать слишком простым, тем более, что он имеет свои, специфические особенности. Когда зажигание выключено или контакты прерывателя разомкнуты, транзистор находится в закрытом положении, но как только ситуация меняется (зажигание включается, либо контакты прерывателя замыкаются), появляется цепь тока, отвечающего за управление транзистором.

Она имеет следующий вид: «+» батареи – зажим стартера 2 – включатель зажигания 3 – резисторы 4 – первичная обмотка катушки зажигания – зажим транзисторного коммутатора (тот, который без обозначения) – вторичная обмотка импульсного трансформатора 12 – резистор 10 – эмиттер – база транзистора – зажим 13, к которому подключена первичная обмотка импульсного трансформатора 11 – подвижный 14 – неподвижный 15 контакты прерывателя – «масса» – «–» аккумуляторной батареи.

Как только управляющий ток преодолеет эмиттер, базу транзистора сопротивления перехода, коллектор начнет снижаться и транзистор откроется.

Появляется еще одна цепь рабочего тока с низким напряжением: «+» батареи – зажим стартера 2 – включатель зажигания 3 – резисторы 4 – первичная обмотка катушки зажигания – эмиттер – база – коллектор – зажим «М» транзисторного коммутатора – «масса» – «–» батареи. Учитывая небольшую силу сопротивления транзистора в первичной обмотке катушки зажигания, неудивительно, что появляется сильное магнитное поле, способствующее получению более высокого напряжения во вторичной обмотке.

Вращение коленвала заставляет грань кулачковой муфты воздействовать на рычаг подвижного контакта, из-за чего прерывается цепь управляющего тока и транзистор снова закрывается. Соответственно, цепь рабочего тока низкого напряжения так же прерывается.

В это же время, во второй обмотке, индуцируется ЭДС взаимной индукции, влияние которой полностью противоположно направлению рабочего тока низкого напряжения. Вследствие этого явления скорость закрытия транзистора увеличивается. Резкое прерывание тока в первичной катушке зажигания ведет к тому, что ее магнитные силовые линии, при исчезании пересекают витки вторичной обмотки и в них индуцируется ток высокого напряжения (до 30 000 В).

Образовавшийся ток проходит по проводу напряжения, минует сопротивление и попадает на центральную клемму распределителя. Затем, посредством токоразносной пластины он подводится к боковому электроду и через провод поступает на свечи зажигания. После этого и происходит воспламенение горючей смеси. Получается, что ток ввысокого напряжения никак не взаимодействует с транзистором, что предупреждает его «пробой» и повышает надежность системы зажигания в целом.

Магнитные силовые линии индуцируют в первичной обмотке катушки зажигания ток самоиндукции, напряжением до 100 В. Вот он то как раз и может повредить («пробить») транзистор. Поэтому, параллельно первичной обмотке катушки зажигания последовательно размещены диод и стабилитрон, со встречным направлением прямых проводимостей.

Важно! Диод не дает току протекать через стабилитрон, минуя при этом первичную катушку зажигания. В свою очередь, стабилитрон пропускает ток самоиндукции, если его напряжение превышает 100 В. В итоге, общее напряжение в первичной катушке зажигания идет на спад.

Когда контакты прерывателя размыкаются, в первичной обмотке импульсного трансформатора, также начинает индуцироваться ЭДС самоиндукции. Ею заряжается конденсатор и передает этот заряд резистору, который, в свою очередь, преобразует электрическую энергию в тепловую.

Электрический конденсатор функционирует параллельно генератору и АКБ, защищая транзистор от импульсных перенапряжений, которые появляются в цепи «генератор — батарея» в тех случаях, когда АКБ выключается, обрывается одна из фаз обмотки статора генератора переменного тока или же обрывается провод, который соединяет корпус генератора с регулятором напряжения. В этой ситуации конденсатор будет заряжаться, что снизит напряжение в цепи приборов и предотвратит «пробой» транзистора.

В чем отличие от обычной системы

Основным элементом контактно-транзисторной системы, который помог новой схеме улучшить изначальные характеристики, является транзистор. Кроме того, именно он поспособствовал установке нового узла — коммутатора. Характерная особенность транзистора — небольшой ток, который поступает на управление (в базу) и дает возможность управления током куда большей величины.

Несмотря на незначительное, на первый взгляд, изменение принципа работы, контактно-транзисторная система зажигания приобрела новые свойства, недоступные ранее классической системе. Так, что касается рабочего процесса, то основным отличием от классического варианта, является прямое воздействие прерывателя на базу транзистора, а не на бобину, как это было раньше.

Во всем же остальном, контактно-транзисторная схема работает также как и классическая система зажигания. Прерывание тока в первичной обмотке бобины способствует появлению высоковольтного напряжения во вторичной. Если не рассматривать устройство коммутатора и его подключение слишком детально, то нельзя не отметить, что даже в таком упрощенном варианте транзисторное зажигание обладает рядом преимуществ, о которых и пойдет речь далее.

Преимущества и недостатки контактно транзисторного зажигания

• Получение сравнительно больших выходных напряжений, благодаря которым увеличивается сила тока в первичной обмотке, а контакты прерывателя испытывают меньшую электрическую нагрузку.
• Облегченный запуск мотора и повышенный уровень его надежности на малых и больших оборотах;
• Более длительный срок службы контактов прерывателя за счет уменьшения значения проходящего через них тока (контакты также меньше подгорают).
• Снижение средних эксплуатационных расходов топлива.

Важно! Выхлопные газы содержат в своем составе около 200 химических соединений, среди которых особенно выделяются канцерогены — вещества, способствующие появлению злокачественных опухолей.

Тем не менее, не все так хорошо, как может показаться на первый взгляд. Контактно-транзисторная система зажигания имеет и ряд определенных недостатков, которые вызваны использованием прерывателя. Система начинает создавать искровой заряд в то время, когда в обмотке бобины разрывается цепь прохождения тока. Величина тока, которая поступает в базу транзистора, существенно сказывается на его работе, а уменьшение тока из-за качества контактов отрицательно сказывается на работе всей системы.

Знаете ли Вы? Начало использования бесконтактно-транзисторных систем зажигания (БТСЗ) припадает на 80-е года ХХ века.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Особенности контактно-транзисторной системы зажигания автомобиля

Назначение системы зажигания автомобиля состоит в способности образования и передачи искры на свечи запуска в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Совершенствование и изменения данной системы происходило совместно с развитием технологии автомобилестроения. В настоящее время разработано и существует несколько совершенно различных по своей конструкции систем зажигания используемых в автомобилях:

• бесконтактно транзисторная;
• электронная;
• конденсаторная;
• контактно транзисторная;
• контактная.

Контактно-транзисторная система зажигания является развитием контактной схемы зажигания (КС). Такая КС отличалась простотой конструкции и хорошо себя зарекомендовала на первых автомобильных моторах. Но по мере развития и совершенствования бензиновых двигателей автомобилей, связанных:

• с увеличением числа цилиндров (на восьмицилиндровых моторах КС не работала);
• повышением количества оборотов , которые может развивать силовой агрегат;
• повышением степени сжатия топливно-воздушной смеси в цилиндрах ;
• применением обедненных топливных смесей , стал проявляться основной недостаток данной схемы — это низкая надежность. Основным фактором этого явления стало обгорание рабочей зоны контактов в блоке прерывателя, что нарушало работоспособность всей системы.

Следующий этап развития

Появление контактно транзисторной системы (КТС) зажигания стало следующим этапом развития, который позволил устранить основной недостаток контактной схемы, а именно пригорание самих контактов. Началом применения КТС стала середина 60-х годов прошлого века.

Основными элементами схемы, используемыми в контактно транзисторной системе зажигания автомобиля, являются:

1. Аккумуляторная батарея .
2. Распределитель .
3. Контакты, расположенные в замке зажигания .
4. Электронный коммутатор .
5. Катушка .
6. Электронный октан-корректор .

В отличие от контактной схемы в новой системе появился дополнительный элемент, коммутатор, сконструированный на основе транзистора. Транзистором считается полупроводниковой прибор, электропреобразовательного типа, который необходим для изменения электрических величин в цепи. Другими словами, электрический ток небольшой величины, поступающий на управление транзистора, разрешает управлять более высоким током, который протекает через прибор.

Главным отличием работы системы запуска в исполнении по типу КТС считается тот фактор, что воздействие прерывателя для разрыва электроцепи по низкому напряжению происходит непосредственно на управляющую базу транзистора, а не на катушку.

Это позволяет использовать в данной системе катушку зажигания с увеличенным числом трансформации, что выражается в возможном уменьшении количества витков первичной обмотки и в то же время позволяет увеличить количество витков на вторичной обмотке катушки. Такое свойства значительно увеличивает вторичное напряжение самой катушки.

Даже если более подробно не рассматривать внутреннюю конструкцию электронного коммутатора, а также схему его подключения в цепи, следует отметить, что контактно транзисторная система запуска автомобиля уже при подобном упрощенном варианте рассмотрения обладает следующими положительными свойствами:

• использование транзистора позволило повысить значение электрического тока в первичной обмотке катушки, что, в свою очередь, позволяет достичь следующих положительных характеристик, нарастить вторичное напряжение, увеличить расстояние между электродами свечи зажигания, достичь более эффективного и устойчивого процесса искрообразования, улучшить надежность запуска двигателя в условиях низких температур, снизить расход топлива, сделать силовой агрегат более высоко оборотистым и поднять его мощность,
• применение октан-корректора для возможного оперативного изменение водителем угла опережения зажигания целью без детонационного сгорания топлива в цилиндрах двигателя
• использование в коммутаторе специальные схемы отключения питания, позволяющей при длительном не работающем двигателе осуществлять защиту катушки от перегрева.

Возможные неисправности и способы их устранения

В процессе работы в системе зажигания автомобиля возможно возникновение неисправностей и дефектов. Устройство контактно транзисторной системы зажигания позволяет в большинстве случаев водителю произвести самостоятельный поиск возникших неисправностей и устранить их своими руками.

Работы по определению возникших дефектов в системе следует начинать с проверки контактов и состояния аккумуляторной батареи, а также высоковольтных соединительных проводов. После проверки данных узлов и в случае их исправности следует приступить определение других дефектов наиболее характерными, среди которых, являются:

1. Затрудненный пуск двигателя , причинами служат следующие моменты;
   • пробой обмотки катушки,
   • нарушение изоляции проводов высокого напряжения,
   • неправильно регулировка и установка зажигания,
   • окисление или замасливание самих контактов прерывателя,
   • поломка корректора угла зажигания,
   • плохое состояние свечей.
2. Падение мощности мотора и одновременное повышение потребления топлива характеризуется;
   • перебоями в процессе работы цилиндров,
   • поломками регулятора опережения,
   • нарушение параметров установки.
3. Возникновение калильного зажигания , при котором воспламенение топливовоздушной смеси происходит за счет соприкосновения с поверхностью сильно нагретой детали. Возникновение данного процесса может привести к быстрому разрушению деталей двигателя. Основными причинами появления являются:
   • перегрев свечей,
   • неправильная регулировка и износ деталей газораспределительного механизма двигателя,
   • отложение сажи в камере сгорания.

Все перечисленное моменты могут решаться не только способом замены неисправных деталей, но также и путем восстановления, переделки или регулировки отдельных конструкционных элементов механизма запуска двигателя. Пожалуй, отдельно можно выделить случаи возникновения калильного зажигания, так как они практически всегда устраняются ремонтом двигателя, заменой, регулировкой или переделыванием отдельных элементов ГРМ.

Необходимость правильной установки зажигания

Важным условием продолжительной надежной работы любого двигателя является правильная установка параметров зажигания.

Под понятием раннего или позднего зажигания необходимо понимать запоздание или наоборот опережение срабатывания системы в зависимости от нахождения положения поршня в цилиндре, т. е. воспламенение топливной смеси происходит не в оптимальный момент нахождения поршня. По данной причине владельцы автомобилей, в устройстве которых отсутствует корректор для установки угла опережения зажигания, вынуждены выполнять настройку системы запуска.

Основными факторами, определяющими неправильную установку зажигания, следует считать (дополнительно к указанным в предыдущем разделе):

• неустойчивая работа двигателя в режиме холостого хода;
• слабый отзыв мотора на нажатие педали газа;
• возникновение детонации и перегрева;
• появление характерных хлопков в системе выпуска.

Как правильно определить установленное зажигание на автомобиле позднее или раннее с целью дальнейшего изменение настроек прекращение сбоев в работе мотора.
Признаками, по которым можно определить раннее зажигание считаются:

Источник http://strizhmoscow.ru/contacttransistor-ignition-system-the-principle-of-the-ignition-switch-what-kinds-are-and-how-to-check-the-malfunction/

Источник http://auto.today/bok/5992-sistema-kontaktno-tranzistornogo-zazhiganiya-ustroystvo-i-princip-raboty.html

Источник http://carsmotion.ru/ustrojstvo/kontaktno-tranzistornaya-sistema-zazhiganiya.html