Контактно транзисторное зажигание своими руками. Принцип работы коммутатора зажигания, какие виды бывают и как проверить неисправность. Что собой представляет и каков принцип работы коммутатора зажигания

Транзисторный коммутатор зажигания автомобильная электроника занимательная техника. Транзисторный коммутатор зажигания

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.

Коммутаторы — это промышленные устройства, которые могут располагаться отдельно либо быть составной частью какой-нибудь электронной системы.

Принцип работы коммутатора заключается в выборе нужной электрической цепи и подключения ее к входной цепи.

Современные коммутаторы бывают одно-, двух- или многоканальными и имеют также аварийный режим работы. Многоканальность обеспечивает большую надежность и стабильность работы той системы, куда подключен коммутатор. Фото одного из устройств данного вида представлено ниже.

В авто и мототехнике коммутатор представляет собой своеобразный микрокомпьютер, что вырабатывает и подает токовый импульс на катушку зажигания (на свечу, которая поджигает топливо в моторе).

В компьютерных сетях также существуют коммутирующие устройства, например, ethernet. Принцип работы коммутатора ethernet заключается в том, что, когда приходит пакет для определенного адреса, он находит его порт и пересылает пакет именно одному этому пользователю. В то время как другие устройства передают информацию на все порты.

Для чего предназначен коммутатор

Эти приборы широко используются в различных отраслях, а также устанавливаются на транспортные средства в качестве перераспределителей, выключателей или переключателей.

Принцип действия коммутатора такой же, что и у электронных, электромеханических, а также электронно-лучевых приборов.

Назначение коммутатора состоит в том, чтобы управлять токами катушки зажигания, опираясь на сигналы синхронизационного датчика.

В транспортном средстве цепь, где находится коммутатор, выполняет функцию тестировщика узлов систем зажигания, автоматическим путем во время переключения с бензина на газ регулирует и многое другое.

Немного истории

Следующим шагом стало создание многоканальных устройств, а затем и установка отдельной системы, состоящей из коммутатора и катушки, выполненных на каждой свече. Это дало свои преимущества:

• стала вырабатываться более мощная искра;
• удалось уменьшить, а затем и ликвидировать потери в трамблере;
• получилось добиться стабильного хода на холостых оборотах;
• заметно снился расход горючего;
• при низких температурах улучшился запуск двигателя.

Функционирование устройства

Принцип работы коммутатора состоит в том, чтобы максимально быстро коммутировать цепь с датчиками вращения и управлять токами в катушке зажигания.

Дело в том, что сигналы, поступающие от датчиков вращения, являются слабыми, либо аналоговыми и неудобными в использовании. Поэтому для применения в системе управления их нужно не только сформировать, а еще и усилить, а затем передать первичной обмотке катушки, что позволяет осуществлять высокоскоростную коммутацию.

Многоканальные устройства способны производить управление и коммутацию сразу нескольких катушек зажигания.

Место расположения

Конструктивно коммутатор может совмещаться с электронным блоком управления двигателя, при этом управляющие сигналы с него поступают сразу на катушку зажигания.

Если конструкция такова, что устройство расположено отдельно, то оно может устанавливаться:

• на распределителе зажигания, как у ВАЗа;
• в непосредственной близости от катушки зажигания;
• отдельно на поверхности из металла для осуществления теплоотвода, например, на крыле или перегородке под капотом, как у «Форда»;
• возле электронного блока управления и другое.

Например, коммутатор «Ауди» располагается под ветровым стеклом в отсеке двигателя в кожухе из водонепроницаемого материала. Там же есть разъемы для диагностических устройств.

Типы коммутаторов

Из всего разнообразия данного вида приборов для авто и мототехники предназначены следующие:

• устройство, которое имеет высоковольтный встроенный генератор — DC CDI;
• коммутатор, что работает только в присутствии дополнительного источника высокого напряжения — AC CDI;
• катушка-коммутатор.

Коммутаторы DC-типа являются самыми применяемыми из-за легкого подключения, они имеют на корпусе лишь четыре контакта: датчик Холла, минус, плюс, катушка зажигания.

Данные приборы имеют широкий модельный ряд:

• без ограничителя максимального числа оборотов или с ним;
• с возможностью изменять фазы опережения зажигания;
• для различных нужд — наличие дополнительных контактных групп.

Коммутаторы АС-типа отличаются от первых тем, что им не нужно постоянное наличие напряжения, и подключаются они несколько сложнее. Также они имеют очень маленькие размеры и, следовательно, более простую конструкцию. В силу этого они не обладают ограничителем максимального числа оборотов, что снижает безопасность использования техники.

Коммутаторы-катушки представляют собой самый интересный, слабоизученный и малораспространенный вид. Они соединяют в себе катушку зажигания и коммутирующий элемент, а также не оснащены датчиком Холла.

Принцип их действия заключается в прерывании тока, который протекает через высоковольтный трансформатор с низковольтной намоткой-катушкой. Само прерывание осуществляется контактным выключателем, что приводится в действие с помощью вала распределителя зажигания.

Система с механическим прерывателем имеет следующие недостатки:

1. Из-за слишком высокого тока, протекающего в первичной обмотке катушки, в прерывателе часто вырабатывается искра, которая приводит к порче контактов: они оплавляются и обгорают.
2. В холодное и сырое время года контакты подвергаются электрохимической эрозии.
3. Высокий ток в контактах прерывателя приводит к тому, что продолжительность разряда искры зажигания является кратковременной, это приводит к некачественному поджиганию топлива и нестабильной работе двигателя на низких оборотах. Следовательно, требуются затраты на обогащенную смесь.

Устранение этих недостатков стало возможным с появлением высоковольтных транзисторов высокой мощности и созданием бесконтактных систем электронного зажигания.

Некоторые водители пытаются улучшить технические характеристики транспортного средства путем замены контактной системы зажигания бесконтактной от новой модели. Это затратно и трудоемко, ведь требуется поменять систему зажигания полностью и приобрести электронный коммутатор. Кроме того, не всегда удается найти подходящий к старому новый вариант коммутации зажигания.

Несмотря на это, даже если между катушкой зажигания и контактным прерывателем подключить простой коммутатор на мощном транзисторе, можно заметно повысить качество системы контактного зажигания автомобиля:

• перестанут оплавляться контакты прерывателя из-за уменьшения тока;
• продолжительность заряда искры увеличится примерно вдвое, что вызовет лучшее поджигание горючего;
• систему всегда можно вернуть к первоначальному варианту простой перекоммутацией провода в случае поломки коммутатора на транзисторе.

Виды коммутаторов

Различают следующие виды:

• стандартный (стоковый);
• спорт;
• с возможностью изменения фаз опережения зажигания.

Стандартный , еще называемый стоковым, коммутатор монтируется заводом-изготовителем, поэтому он рассчитан на параметры той техники, куда производится установка. Это, в свою очередь, дает гарантии того, что двигатель будет работать надежно, экономично и долго. Часто такие коммутаторы снабжены ограничителями числа оборотов, которые не только могут спасти жизнь водителю, но и сохранить долговечность агрегатов и узлов техники.

Спорт-коммутатор предназначен для того, чтобы повысить верхнюю границу оборотов двигателя. Устанавливается он вместо стандартного по желанию водителя. Но производить такую замену должны только специалисты, так как вместе с этим устройством необходимо заменить еще некоторые детали. Если этого не сделать или сделать неумело, узлы техники будут работать неправильно вплоть до скорого выхода из строя мотора.

Кроме этого, даже профессиональная замена стандартного коммутатора на спорт добавляет существенный риск аварии, если транспортным средством управляет неопытный водитель. Поэтому производить такие действия нужно крайне осторожно, осознавая предстоящий риск, особенно устанавливая такой коммутатор на скутер. Собственно, осторожность нужна всегда.

Принцип работы коммутатора с изменением фазы опережения зажигания заключается в том, что он компенсирует недостающую мощность в тех зонах оборотов, где это необходимо, и выравнивает кривую графика крутящего момента. Этим обеспечивается выигрыш в разгоне по сравнению со стандартными коммутаторами и равномерная динамика работы двигателя на различных оборотах.

Какие бывают неисправности

Признаками того, что в системе зажигания происходит сбой либо присутствует неисправность, являются такие состояния:

• отсутствует искра на свечах, двигатель не запускается;
• двигатель запускается, но через короткое время глохнет;
• работа двигателя автомашины происходит со сбоями, неравномерно и приходит в нормальный режим при замене на запасной исправный коммутатор.

Обычно сбои в работе электрической части встречаются следующих видов:

• в результате перегрузки одной или обеих первичных обмоток катушки зажигания;
• сбой в работе высоковольтной системы.

Как проверить работу

Для того чтобы проверить работоспособность устройства, существует несколько популярных способов. В частности, для этого необходимо:

• самый простой метод на начальном этапе — заменить прибор на заведомо работающий и сравнить результат;
• проверить, подается ли напряжение питания на выводы прибора. Сделать это нужно двумя способами: вольтметром и нагрузкой;
• с помощью осциллограммы проверить правильность формы входного сигнала, что подается на коммутатор;
• тем же методом проверить форму выходного сигнала;
• если в автомобиле оснащена вольтметром, то проверку можно провести визуально, следя за его шкалой. Для этого включается зажигание, в этот момент номинальное значение на индикаторе должно равняться примерно 12В, и коммутатор некоторое время добирает на себя напряжение. После того как зажигание будет включено, стрелка на короткое время замирает, а затем движется еще около миллиметра вправо и останавливается. Нарушение этой последовательности свидетельствует о сбое в работе коммутатора;
• также для проверки работы зажигания можно использовать контрольную — обычную автомобильную — лампочку. Один ее контакт подсоединяется к нагрузке, а второй — на выход катушки, что соединен с коммутаторной клеммой. При исправном коммутаторе при включении зажигания лампочка будет мигать и со временем засветится более ярко;
• также для контроля зажигания, если сбой не связан с коммутатором, нужно проверить провода, контакты и разъемы, а также осмотреть датчик Холла.

Важно не забывать, что коммутаторы, применяемые с генераторными датчиками, нельзя использовать в тех системах, что содержат датчик Холла. То же и наоборот.

Как ремонтируют коммутатор

Данное устройство играет важную роль в системе зажигания автомобиля. Принцип работы коммутатора таков, что при выходе его из строя завести двигатель машины не получится.

Однако ремонт в большинстве случаев невозможен, и прибор подлежит замене, поэтому не лишним будет иметь водителю при себе запасное исправное устройство.

Коммутатор на скутер

Как правило, в китайских и в большинстве японских скутеров используется система зажигания на основе конденсаторов. Функция конденсатора состоит в том, что после запуска мотора в нем копится энергия, и при достижении необходимого напряжения ток поступает через тиристор в катушку, где преобразовывается в силу, превыщающую входную в 60-200 раз, что и приводит к запуску двигателя скутера.

Типичным представителем устройства для скутера, содержащим в себе накапливающий напряжение конденсатор, является коммутатор «Хонда» Dio AF 34. Преимущество таких приборов в том, что искра вырабатывается всегда одной и той же мощности, что приводит к стабильности процесс запуска двигателя.

Но из-за того, что многие скутеры систему зажигания содержат конструктивно в общей схеме электроснабжения, то в случае ее короткого замыкания или перегрузки коммутатор выходит из строя первым. Поэтому есть смысл при приобретении скутера обратить внимание на те модели, где подключение коммутатора и блок зажигания смонтированы самостоятельной электрической цепью. Риск поломки в этом случае заметно снизится.

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 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.

Факультет механический. Кафедра сельскохозяйственной техники

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7 по предмету «Тракторы и автомобили»

Лабораторная работа — Бесконтактно-транзисторная система зажигания

1. БТСЗ с магнитоэлектрическим индукционным датчиком.

2. БТСЗ с датчиком Холла.

3. Преимущества БТСЗ

4. Электрическая схема БТСЗ с магнитоэлектрическим датчиком

Бесконтактная транзисторная система зажигания

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

Применяют в основном два типа генераторных датчиков:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Стальной экран соединен с валиком датчика-распределителя, и во время его вращения происходит импульсное действие магнитного поля на полупроводниковую пластину, а на выходе датчика формируются отрицательные импульсы напряжения определенной величины. Когда экран находится в зазоре датчика, то напряжение на выходе Uмах меньше напряжения питания приблизительно на 3 В. Если в зазор попадает прорез, то Umin Контрольные вопросы.

1. Каким образом устранили недостатки КТСЗ, применив БТСЗ.

2. Назовите типы генераторных датчиков в БТСЗ?

3. Из чего состоит БТСЗ с магнитоэлектрическим датчиком?

4. Из чего состоит магнитоэлектрический датчик?

5. Принцип работы магнитоэлектрического датчика.

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

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

8. Из чего состоит резервная система зажигания?

9. Принцип работы резервной системы зажигания.

10. Как включают в работу резервную систему зажигания?

11. На чем основан принцип действия датчика Холла?

12. Из чего состоит датчик Холла?

13. Составляющие БТСЗ с датчиком Холла.

14. Преимущества применения БТСЗ.

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

3. Описать устройство и работу магнитоэлектрического датчика в БТСЗ.

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

5. Описать принцип действии и конструкцию датчика Холла.

Список литературы.

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

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

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

Контактно транзисторное зажигание своими руками. Принцип работы коммутатора зажигания, какие виды бывают и как проверить неисправность. Что собой представляет и каков принцип работы коммутатора зажигания

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.

Работа контактно-транзисторной системы зажигания

Входной сигнал на одном из этих проводов повышал проводимость германия под ними, тем самым модулируя выходной сигнал на другом проводе. Наблюдатели, присутствовавшие на демонстрации этого устройства, на следующей неделе услышали усиленные голоса в наушниках, которые он питал.

Шокли позже назвал это изобретение «великолепным рождественским подарком» для дальновидной компании, которая поддержала исследовательскую программу, которая сделала этот прорыв. Его переходный транзистор был в основном трехслойным сэндвичем из германия или кремния, в котором соседние слои были бы легированы различными примесями, чтобы вызвать различные электрические характеристики. Входной сигнал, поступающий в средний слой — «мясо» полупроводникового сэндвича, — определяет, сколько тока протекало с одного конца устройства на другое под воздействием приложенного напряжения.

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:

Устройство Шокли часто называют тем, что его работа требует, чтобы отрицательно заряженные электроны и их положительно заряженные аналоги сосуществовали ненадолго в присутствии друг друга. Эти три были в конечном итоге присуждены за физическое изобретение. Изготовление их надежно и с равномерными рабочими характеристиками оказалось сложной проблемой, в основном из-за трудно управляемых изменений в точечных контактах металл-полупроводник. Шокли предвидел эти трудности в процессе зарождения транзитного транзистора, который, по его мнению, будет намного легче производить.

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.

И это то, что вам нужно для логических приложений. Из-за его более высокой температуры плавления и большей реакционной способности кремний был гораздо труднее работать с германием, но он предлагал большие перспективы для повышения производительности, особенно при переключении приложений. Гермиевые транзисторы создают герметичные переключатели; существенные токи утечки могут протекать, когда эти устройства предположительно находятся в выключенном состоянии. У кремниевых транзисторов гораздо меньше утечек.

Внутри диффузионной печи примесные атомы легче проникают в поверхность кремния или германия; их глубина проникновения регулируется изменением плотности, температуры и давления газа, а также временем обработки. Впервые диоды и транзисторы, создаваемые этими процессами диффузионной имплантации, функционировали на частотах выше 100 мегагерц.

Так, например, при использовании транзисторного коммутатора для бесконтактной системы зажигания:

• 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.

Этот слой предложил транзисторным производителям перспективный способ защитить кремний под дополнительными примесями после завершения процесса диффузии и установления желаемых электрических свойств. Для этого им пришлось преодолеть проблему электронов поверхностного состояния, которые в противном случае заблокировали бы проникновение внешних электрических полей в полупроводник. Им удалось провести тщательную очистку поверхности кремния и выращивание на нем очень чистого слоя диоксида кремния.

Этот подход в конечном итоге оказался идеальным для использования в интегральных схемах из-за его простоты производства и очень низкой рассеиваемой мощности во время работы в режиме ожидания. Добавление этих примесных элементов называется допированием. Атомы элементов из группы 15, такие как или, вносят электрон, который не имеет естественного места покоя в кристаллической решетке. Таким образом, эти избыточные электроны свободно связаны и относительно свободны в движении, действуя как носители заряда, которые могут проводить электрический ток.

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.

Атомы элементов из группы 13, такие как или, вызывают дефицит электронов при добавлении в качестве примесей, эффективно создают «дырки» в решетке. Эти положительно заряженные квантовомеханические объекты также довольно свободно перемещаются и проводят электричество.

Под действием а электроны и дырки движутся в противоположных направлениях. Правильно контролируя примеси в двух веществах, на их поверхности может образовываться канал с высокой проводимостью, способствующий протеканию через него электронов. То, что сделало этот драматический взрыв возможной сложностью схемы, — это стабильно уменьшающийся размер транзисторов на протяжении десятилетий. На заре 21-го века эти функции приблизились к 1 микрону, что позволило изготовить гигабитные чипы памяти и микропроцессоры, работающие на гигагерцовых частотах.

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.

Поскольку размер транзисторов сократился, их стоимость резко упала с десятков долларов за штуку до тысячных долей. Как Мур любил говорить, каждый год больше транзисторов производятся, чем капли дождя над Калифорнией, и это стоит меньше, чем один, чтобы напечатать на странице книги один символ. Они на сегодняшний день являются наиболее распространенным человеческим артефактом на планете. Глубоко встроенные во все электронные, транзисторы пронизывают современную жизнь почти так же тщательно, как и молекулы, проникающие в вещество.

Дешевое, портативное и надежное оборудование, основанное на этом замечательном устройстве, можно найти практически в любой деревне и деревушке в мире. Это крошечное изобретение, сделав возможным информационный век, превратило мир в действительно глобальное общество, сделав его гораздо более тесно связанным местом, чем когда-либо прежде.

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.

Еще во времена простых систем воспламенения, основанных на точках, время пребывания катушек не имело большого значения. Время устанавливалось по форме точек кулачка — и это было так. Но с программируемым управлением, где время задержки катушки может быть указано, это имеет большое значение!

Слишком много, и вы расплавите катушку зажигания — вот что случилось с изображенным устройством. Слишком мало обитают, и вы не получите сильной искры. Так что же все-таки обитает? Остановка в системах зажигания относится к периоду времени включения катушки. То есть, это время, в течение которого ток протекает через первичную обмотку катушки.

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.

В старых системах точек это время, когда точки закрыты. В современных системах это время, когда включен транзистор драйвера. Так почему же текущий ток на катушку даже нужно включать и выключать? Катушка зажигания состоит из двух катушек, намотанных вокруг того же железного сердечника. Две катушки известны как первичная и вторичная обмотки.

Вторичные обмотки имеют тысячи оборотов очень тонкой проволоки, которая должна выдерживать высокое напряжение, но очень мало тока. Один конец идет к башне с высоким напряжением, к которой подключена свеча зажигания, а другая заземлена или соединена с внутренним зажимом зажигания.

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.

На первичной обмотке меньше оборотов более толстого провода, так как он несет большой ток. С одной стороны он имеет напряжение зажигания, а другой подключен к драйверному транзистору. Первичная обмотка включается, и через нее начинает протекать ток, создавая магнитное поле, причем это магнитное поле окружает обе катушки. Когда первичный ток выключен, магнитное поле быстро обрушивается вокруг обеих катушек, и это вызывает высокое напряжение во вторичной обмотке для получения искры.

Таким образом, это является отключением первичного тока, который заставляет магнитное поле разрушаться, поэтому создавая импульс высокого напряжения, который запускает вилку. Индуктивные системы зажигания сохраняют свою энергию в магнитном поле — правильное пребывание позволяет этому полю достичь максимальной силы в пределах проектных пределов катушки.

«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.

Если рассеиваемая мощность в катушке превышает расчетные пределы, плавильная бобина расплавляется, а эпоксидный наполнитель разрушается. Затем расширяющийся материал и газы разрывают корпус. Как уже упоминалось, катушка хранит энергию в магнитном поле, и уровень этого зависит от тока катушки.

Это означает, что небольшое уменьшение тока имеет огромное значение для энергии. Правильное управление прожигом оказывает прямое влияние на текущий уровень и, следовательно, на сохранение энергии. Разница заключалась в том, что ток катушки составлял 2 против 7 ампер. Искра, показанная слева, могла спрыгнуть только на 6-миллиметровый зазор перед тушением. Искра справа перескочила на 22 мм.

Изучение устройства и принципа действия автомобиль­ной контактно-транзисторной системы зажигания.

2. Краткие сведения

Контактно-транзисторная система зажигания, электри­ческая схема которой представлена на рис. 5.1., состоит из следующих основных элементов: транзисторного коммута­тора I TК 102 , выпол­няющего роль усилителя, катушки зажи­гания III преобразующей по­лучаемый от источника ток низ­кого напряжения в ток высокого на­пряжения, необходимый для образования искры в свечах; блока до­бавочных сопро­тивлений II; прерывателя-распределителя IV, распо­ложенных на общем валике и служащих для прерывания тока в пер­вич­ной цепи катушки и распределения высокого напряжения по све­чам зажигания, и искровых свечей зажигания.

Чтобы достичь этих изменений тока для этой конкретной катушки, время выдержки должно было быть изменено чуть более 3 миллисекунд! Это показывает, насколько критически правильное время ожидания. Это хороший сравнительный показатель энергии накопленной катушки. Для этой демонстрации мы стреляли катушкой в ​​фиксированный искровой промежуток, измеряя напряжение и время.

Этот график показывает миллисекунды на нижней оси и искровое напряжение на вертикальной оси. При 2 амперах первичного тока продолжительность искры составляла всего 5 миллисекунд. При 7 ампер первичного тока продолжительность искры составляла 4 миллисекунды — в 8 раз.

Транзисторный коммутатор ТК 102 (рис. 5.1 и 5.2), корпус 1 которого выполнен из алюминиевого сплава АЛ-2 и снабжен ох­лаждающими ребрами, включает в себя мощный германиевый транзис­тор VT(2) типа ГТ701А , кремниевый стабилитрон VD2 типа Д817В , диод VД1 типа Д220 , специ­альный двухобмоточный импульсный трансформатор Т1(5) , конденсаторы С 1 =1 мкФ и С 2 =50 мкФ, сопротивления R2=27 ОМ и R1=2 Ом.

Использование современного электронного модуля зажигания с замкнутым контуром. Отображаемое пребывание. Эти модули контролируют ток катушки и регулируют задержку, чтобы обеспечить достижение целевого уровня — обычно около 7 ампер. Если ток поднимается выше цели, то транзистор модуля частично отключится, чтобы ограничить ток. При просмотре текущей трассировки это можно рассматривать как «плоскую» секцию в верхней части импульса.

• Используйте катушки, совместимые с модулем.
• Количество, которое они могут регулировать, будет ограничено.
• Если вы не дадите им достаточно длительный импульс.

Транзистор, работающий в режиме ключа, крепится на корпусе коммутатора. Для обеспечения герметичности и улучшения теплоотвода транзистор иногда заливается эпок­сидной смолой с наполнителем из окиси алюминия 6 . Снизу корпус коммутатора закрыт пластиной, выполненной из алюминиевого листа 8 .

Импульсный трансформатор T1 , предназначенный для обеспе­чения надежного и активного запирания транзистора, содержит две обмотки: первичную w ’ 1 , которая намотана в три ряда на набран­ный из пластин сердечник, и вторичную w ’ 2 . Пер­вичная обмотка состоит из 60 витков медной эмалированной проволоки диаметром 0,72. 0,78 мм. Вторичная обмотка со­держит 500 витков из медной эмалированной проволоки диа­метром 0,29. 0,33 мм. Начало вторич­ной обмотки и конец первичной соединены между собой.

• Вы не можете изменить предел тока катушки, если это требует ваше приложение.
• Дорого, если вам нужно несколько единиц.

Рис. 5.1. Электрическая схема контактно-транзисторной системы зажигания:

I – транзисторный коммутатор; II – блок добавочных сопротивлений; III – катушка зажигания; IV – прерыватель-распределитель; VT – транзистор ГТ701А; VD1 – диод Д7Ж; VD2 – стабилитрон Д817В; T1 – импульсный трансформатор; R2 – резистор УЛИ-0,25-27; С 1 – конденсатор БМБ-160-1; С 2 – конденсатор К50-6; R1 – резистор УЛИ-0,25-2; GB – аккумуляторная батарея; SA – выключатель зажигания.

Первичная и вторичная обмотки намотаны без меж­слойной изо­ляции. Между собой они изолированы кабельной бумагой. Обмотки трансформатора и его поверхность пропи­таны специальным лаком.

Блок защиты 9 транзистора от перенапряжений, кото­рые возни­кают на первичной обмотке катушки зажигания w 1 , состоит из кремниевого стабилитрона VD2 и германиевого диода VD2 .На­пряжение стабилизации стабилитрона VD2 выбрано так, чтобы оно суммируясь с напряжением питания, не превышало предельно допусти­мого напряжения эмиттер-коллекторного перехода транзистора VТ , равного 100 В.

Рис. 5.2. Транзисторный коммутатор ТК-102

1 – корпус коммутатора; 2 – транзистор; 3 – теплоотвод блока защиты; 4 – электрический конденсатор; 5 – импульсный трансформатор; 6 — эпоксидная смола; 7 – зажимы блока защиты; 8 – пластина; 9 – блок защиты транзистора.

Диод VD1 включен встречно стабилитрону и препятст­вует про­теканию электрического тока от аккумуляторной ба­тареи через ста­билитрон в прямом направлении, в противном случае первичная об­мотка катушки зажигания w 1 была бы шунтирована стабилитро­ном VD2 .

Для улучшения процесса переключения германиевого транзис­тора служит цепочка, состоящая из конденсатора С 1 марки MБМ-160-1,0±10% (предельное напряжение 160 В, ем­кость 1 мкФ) и резистора R1 марки УЛИ 0,25-2±2%. Все приборы блока защиты зали­ты эпоксидной смолой.

Электрический конденсатор С 2 (4) марки К-50-6 (ем­кость 50 мкФ, напряжение 25 В); установленный внутри кор­пуса отдельно от блока защиты, защищает транзистор VT от случайных перена­пряжений, которые могут возникнуть в цепи питания.

В контактно-транзисторной системе зажигания исполь­зуется 12-вольтовая катушка зажигания типа Б114 (рис. 5.3). Катушка зажигания Б114 маслонаполненная и отличается от катушек клас­сической батарейной системы зажигания в ос­новном обмоточными данными и трансформаторной связью первичной и вторичной обмоток, примененной во избежание перегрузки транзистора дополнительным напряжением при разрядных процессах во вторичной цепи.

Рис. 5.3. Катушка зажигания Б114

1 – сердечник; 2 – кольцевой магнитопровод; 3 – вторичная обмотка; 4 – первичная обмотка; 5 – кожух; 6 – изолятор; 7 – крышка; 8 – зажим; 9 – контактная пружина; 10 – клемма высокого напряжения; 11 – прокладка.

Сердечник 1 и кольцевой магнитопровод 2 катушки за­жигания изготовлены из листов электротехнической стали, на поверхности которых имеется слой окалины, что уменьшает вихревые токи.

На изоляционную втулку из электротехнического кар­тона на­матывается вторичная обмотка катушки зажигания 3 , которая со­держит 41000 витков из провода марки ПЭЛ диа­метром 0,06 мм. Со­противление вторичной обмотки состав­ляет 20,5 кОм, индуктивность 170 Гн.

Для предупреждения пробоя изоляции обмотки осо­бенно в ко­нечных и начальных рядах, где потенциал дости­гает наибольшей величины, первые восемь рядов и последние изолированы друг от друга тремя слоями конденсаторной бу­маги КOH-1 толщиной 0,022 мм; между остальными рядами прокладываются по 1 слою конденсаторной бумаги. Сверху вторичная обмотка изолируется несколькими слоями лакоткани, а затем кабельной бумаги. Первичную об­мотку 4 катуш­ки зажигания Б114 наматывают поверх вто­ричной, что облегчает отвод тепла от обмотки и кожуху при работе катушки. Первичная обмотка 4 содержит 180 витков из провода марки ПЭВ-1 диаметром 1,25 мм, намотана в пять рядов. Между каждым рядом проложена изоляция из кабель­ной бумаги. Сопротивление первичной обмотки составляет 0,45 Ом, индуктивность 0,0037 Гн. Коэффициент транс­фор­мации катушки равен 228, Первичная обмотка катушки зажи­гания Б114 вместе с блоком добавочных сопротивлений СЭ 107 (рис. 5.1) включена в цепь эмиттера транзистора VT.

Благодаря такой схеме включения транзистора весь ток, подво­димый от батареи, используется для наполнения энер­гии в катушке зажигания, и значительно облегчается отвод тепла от транзистора. Между вторичной и первичной об­мотки катушки зажигания проложе­на изоляция из электро­картона марки ЭВ. Обе катушки в сборе поме­щены в сталь­ной кожух 5 , изготовленный методом глубокой вытяжки. Вторичная обмотка и сердечник, имеющие высокий потен­циал относи­тельно корпуса, изолируются от корпуса стеати­товым изолятором 6 . Сверху катушка имеет крышку 7 , кото­рая герметизирована с корпу­сом через бензомаслостойкую резиновую прокладку 11 с последующей завальцовкой ко­жуха. Крышка изготовлена из термореактивной пласт­массы. Выводы первичной обмотки 4 припаяны к зажимам 8 , располо­женным к крышке. Один вывод вторичной обмотки прижат изолятором сердечника к корпусу катушки (на массу), а второй — высоковольт­ный вывод выведен под контактную пружину 9 , соединяющуюся с вы­водной клеммой высокого напряжения 10 .

Первичная обмотка 4 обычно по высоте больше вторич­ной 3 , что дает возможность увеличить потокосцепление ме­жду обмотками и уменьшить емкость между вторичной об­моткой и металлическим кожухом, а также улучшить условия теплоотдачи и уменьшить сред­нюю длину витка. Для улучшения изоляции первичную и вторичную обмотки подвергают вакуумной пропитке трансформаторным маслом, а затем в кожух зали­вают трансформаторное масло ТКП, что поз­воляет значи­тельно улучшить передачу тепла от обмоток к корпу­су.

Рис. 5.4. Добавочные резисторы.

1 – резистор R д1 ; 2 – резистор R д2 ; 3 — корпус

Добавочные сопротивления катушки зажигания R д1 и R д2 выполнены из константанового провода в виде спиралей сопротив­лением по 0,5 Ома каждое и размещены в отдельном блоке СЭ 107 (рис. 5.4). Сопротивление R д2 с учетом улуч­шения пуска дви­гателя внутреннего сгорания закорачивается через контактную пластину тягового реле стартера. Блок до­бавочных сопротивлений СЭ 107 имеет три изолированных вывода К , ВК и ВК-Б . Клемма К блока соединяется с клеммой К транзисторного коммутатора. Клем­ма ВК соединяется про­водом с дополнительным контактом тягового реле стартера или с выводом дополнительного реле стартера. Клем­ма ВК-Б соединяется через замок зажигания с плюсовой клеммой аккумуляторной батареи.

Блок добавочных сопротивлений СЭ 107 монтируется под капо­том вблизи катушки зажигания и крепится двумя самонарезающимися винтами диаметром 6 мм с пружинными шайбами.

Рис. 5.5. Прерыватель-распределитель Р4-Д.

1 – валик; 2 – корпус; 3 – втулка; 4 – привод кулачка; 5 – ротор; 6 — центробежный регулятор; 7 – неподвижная пластина; 8 – подвижная пластина; 9 – шариковый подшипник; 10 – кулачок; 11 – втулка; 12 – крышка; 13 – пружинящая пластина; 14 – контактный уголек; 15 – боковые выводы; 16 – октан-корректор.

Для прерывания в необходимый момент цепи низкого напряже­ния и для распределения высокого напряжения по свечам в соот­ветствии с порядком работы цилиндров двига­теля служит прерыва­тель-распределитель типа Р4 Д для ав­томобиля ЗИП-130 и PI3 Д для автомобиля ГАЗ-53А (рис. 5.5). В прерывателе-распредели­теле расположены также центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажига­ния.

В чугунном корпусе 2 прерывателя-распределителя за­прес­сована бронзовая втулка 3 , в ней вращается валик 1 при­вода кулачка 4 прерывателя, ротора 5 распределителя и цен­тробежного регулятора 6 опережения зажигания. К корпусу 2 двумя винтами крепится неподвижная пластина 7 прерыва­теля. Подвижная пласти­на 8 прерывателя устанавливается на шариковом подшипнике 9 , обеспечивающем легкость движе­ния пластины при работе вакуумно­го регулятора. Контакты прерывателя вольфрамовые.

Кулачок 10 напрессован на втулку 11 . Выступы кулачка име­ют специальный профиль, обеспечивающий быстрое раз­мыкание кон­тактов, а, следовательно, и уменьшение искрения между ними, а так­же плавное безударное замыкание контак­тов, что значительно сни­жает их вибрацию. Зазор между кон­тактами прерывателя в преде­лах 0,30. 0,40 мм регулируют смещением неподвижного контакта вокруг оси рычажка при помощи эксцентрика.

Ротор 5 и крышка 12 распределителя выполнены из специ­ального пресспорошка. Крышку крепят двумя пружинящими пластинами 13 . Уголёк 14 с пружиной подводит ток высокого напряжения от цен­трального ввода крышки к электроду ро­тора. Уголёк одновременно служит и для снижения уровня радиопомех. Величина сопротивле­ния уголька составляет 8000. 14000 Ом. В боковые выводы 15 крышки устанавли­вают высоковольтные провода от свечей зажига­ния.

К корпусу прерывателя-распределителя прикреплен ва­куум­ный регулятор опережения зажигания. Тяга вакуумного регулятора соединена с подвижной пластиной 8 прерывателя. Установочный угол опережения зажигания регулируют гай­ками октан-корректо­ра 16 .

Вакуумный регулятор позволяет изменять величину угла опережения зажигания в зависимости от нагрузки двига­теля, т.е. от степени открытия дроссельной заслонки карбю­ратора.

Центробежный регулятор дает возможность изменять угол опережения зажигания в зависимости от частоты вра­щения колен­чатого вала двигателя.

Совместная работа центробежного и вакуумного регу­ляторов устанавливает наиболее выгодную величину угла опережения зажи­гания при различных режимах работы дви­гателя, что обеспечивает повышение мощности и экономич­ности двигателя. Вследствие малой величины тока, разры­ваемого контактами прерывателя, в прерыва­телях-распреде­лителях контактно-транзисторной системы зажига­ния отсут­ствует конденсатор, который имеется в распределителях классической батарейной системы зажигания для снижения искре­ния между контактами.

Принцип работы контактно-транзисторной системы за­жигания заключается в следующем (рис. 5.1). При включении выключателя зажигания SА и при замкнутом состоянии контактов прерывате­ля от аккумуляторной батареи GB через первичную обмотку ка­тушки зажигания w 1 , через эмиттер-базовый переход тран­зистора VT , через первичную обмотку импульсного трансфор­матора w ’ 1 и далее через замкнутые контакты прерывателя ПР начинает протекать ток управления до 0,8 А. В результате про­хождения тока управления через эмиттерный переход открывается транзистор VТ , электриче­ское сопротивление эмиттер-коллек­торного перехода резко снижается. Ток первичной цепи величи­ной до 8 А будет про­ходить от аккумуляторной батареи через вы­ключатель зажи­гания, дополнительные резисторы, первичную обмот­ку ка­тушки зажигания, эмиттер-коллекторный переход транзи­стора — на массу.

При размыкании контактов прерывателя транзистор пе­реходит в состояние отсечки, т.е. запирается, вследствие чего первичный ток, а, следовательно, и созданное им магнитное поле исчезает. Ис­чезающее магнитное поле индуктирует во вторичной обмотке катушки зажигания Э.Д.С., равную 17. 30 кВ, достаточную для пробоя иск­рового промежутка свечи.

Резкое прерывание тока и активное запирание транзи­стора обеспечивается применением импульсного трансфор­матора. При размы­кании контактов прерывателя во вторич­ной обмотке импульсного трансформатора индуктируется Э.Д.С., которая подается к эмиттер-базовому переходу транзи­стора VТ в запирающем направлении, т.е. «минусом» на эмиттер, а «плюсом» на базу, вследствие чего ускоряется за­пирание транзистора VТ и поэтому ускоряется преры­вание тока в первичной обмотке катушки зажигания. Индуктируе­мое во вторичной обмотке катушки зажигания высокое на­пряжение подает­ся на ротор распределителя и затем на свечи зажигания. Контактно-транзисторная система зажигания по сравнению с классической бата­рейной системой обеспечивает большее значение вторичного напряже­ния и энергии искро­вого разряда, повышает срок службы электродов свечей, а также устраняет эрозию и износ контактов прерывателя, что обеспечивает снижение возможных разрегулировок системы зажи­гания в эксплуатации.

3. Учебные пособия, приспособления и инструменты.

3.1. Комплект приборов контактно-транзисторной сис­темы зажи­гания, подлежащий разборке и сборке. Отдельные детали и узлы, учебные плакаты.

3.2. Приспособления и инструменты — отвертка, гаечные ключи 9-11 мм.

4. Порядок проведения работы

4.1. Изучить устройство транзисторного коммута­тора катушки зажигания, прерывателя-распределителя и блока добавочных сопро­тивлений.

4.2. Изучить принцип работы контактно-транзистор­ной системы зажигания.

4.3. Произвести разборку транзисторного коммута­тора.

4.4. Ознакомиться с отдельными узлами и элемен­тами транзис­торного коммутатора и собрать коммутатор в последователь­ности, обратной разборке.

4.5. Разобрать катушку зажигания.

4.6. Нарисовать эскиз магнитопровода катушки зажи­гания.

4.7. Ознакомиться с отдельными деталями катушки зажигания и собрать её в последовательности, обратной разборке.

4.8. Ознакомиться с устройством блока добавочных сопротивле­ний.

4.9. Ознакомиться с устройством прерывателя-рас­пределителя.

4.10. Ознакомиться с устройством центробежного и вакуум­ного регуляторов опережения зажигания.

5.1. Тип изучаемой системы зажигания, технические характе­ристики катушки и прерывателя-распределителя.

5.2. Краткое описание устройства и принципа дейст­вия кон­тактно-транзисторной системы зажигания.

5.3. Электрическая схема контактно-транзисторной системы зажигания.

5.4. Эскиз магнитной цепи катушки зажигания.

5.5. Назначение и параметры элементов схемы кон­тактно-транзисторной системы зажигания.

5.6. Эскизы центробежного и вакуумного регулято­ров опере­жения зажигания.

5.7. Преимущества и недостатки рассматриваемой сис­темы зажигания.

6.1. Из каких основных элементов состоит кон­тактно-транзис­торная система зажигания и как они устроены?

6.2. Объяснить назначение импульсного трансформа­тора.

6.3. Объяснить принцип работы контактно-транзистор­ной систе­мы зажигания.

6.4. Почему добавочное сопротивление выполняется двухсек­ционным?

6.5. Каким образом фиксируется обмотки в корпусе ка­тушки зажигания?

6.6. Какие электротехнические материалы использу­ются в ка­тушке зажигания?

6.7. Почему вторичная обмотка катушки зажигания расположена внутри, а первичная снаружи?

6.8. В каком режиме работает транзистор?

6.9. В чем заключаются преимущества и недос­татки контактно-транзисторной системы зажигания по сравнению с батарей­ной?

6.10. Чем отличается катушка зажигания контактно-транзисторной системы от обычной классической системы?

6.11. Объяснить работу центробежного регулятора опережения зажигания.

6.12. Объяснить работу вакуумного регулятора опе­режения зажигания.

1. Банников С.П. Электрооборудование автомобилей и тракторов. «Транспорт», М., 1977.

2. Боровских Ю.И. Электрооборудование автомоби­лей. «Транспорт»,М., 1971.

3. Барабанов В.Е., Василевский В.М., Левин С.М. Элек­трообору­дование тракторов и автомобилей. «Колос», М., 1974.

4. Ильин A.M., Тимофеев Ю.Л., Ваняев В„Л. Электро­оборудование автомобилей. «Транспорт», 1982.

5. Резник A.M., Орлов В.П. Электрооборудование авто­мобилей. «Транспорт», М., 1981.

Восклицательный знак в треугольнике Что означает на автомобиле черный восклицательный знак на желтом фоне

Как исправить ошибку «приложение Сервисы Google Play остановлено Приложение гугл плей маркет неожиданно остановлено

Контактная система зажигания – принцип работы

В ситуации, когда машина вдруг не завелась или внезапно заглохла, первым делом водитель хватается за сердце, вторым – за замок зажигания, третьим движением пытается восстановить работу контактной или контактно-транзисторной системы зажигания автомобиля. Главное и незыблемое правило автомобилиста – «машина заводится всегда, если поступает в цилиндры топливо или есть искра», и пока будут существовать двигатели внутреннего сгорания с контактной системой зажигания, оно будет действовать.

Контактное зажигание

Успешный старт мотора с искровым зажиганием топливной смеси в немалой степени зависит от правильной и качественной коммутации электрических цепей, от замка с ключом и аккумулятора до свечей, собственно и обеспечивающих воспламенение топливовоздушной смеси.

Чем больше контактов и соединений в этой цепи, тем ниже надежность ее работы. А между тем, стабильность зажигания зависит от всех элементов схемы. Устройство контактной системы зажигания включает в себя:

• источник тока – батарея;
• контактная группа замка;
• распределитель или трамблер;
• катушка зажигания;
• высоковольтные провода;
• свечи.

В контактно-транзисторной системе, кроме вышеперечисленного, присутствует транзисторный ключ, позволяющий увеличить эффективность использования возможностей индукционной катушки.

Чем сложнее схема, тем больше шансов ее отказа из-за «капризов» любого из компонентов. К этому стоит добавить немаловажный фактор – потерю работоспособности из-за нарушения качества соединения контактов в схеме.

Важно! В атмосфере испарений и пыли подкапотного пространства, вибрации работающего двигателя, незащищенные контакты легко окисляются и теряют способность проводить ток. Достаточно часто незапускающийся двигатель «лечится» простой проверкой и «восстановлением» проводимости соединений легким тереблением проводов.

Контактная схема, равно как и транзисторно-контактная, считаются устаревшими морально и физически. Почти полвека они используются на легковом и грузовом автотранспорте. К достоинствам подобных систем стоит отнести:

• абсолютную простоту схемы;
• легкую настройку работы, не требующую высокой квалификации, специальных знаний и сложного оборудования;
• простую диагностику «здоровья» и несложный ремонт.

Контактная система зажигания схема

Из недостатков необходимо упомянуть главный и основной – принцип работы контактной системы зажигания основан на получении управляющего низковольтного импульса тока с помощью размыкания двух электрических контактов вращающимся механическим кулачком или роликом.

На оборот коленчатого вала вращающийся кулачок распределителя совершает пол оборота вокруг оси, что связано с четырехтактным циклом работы мотора. Кулачок имеет специальный профиль из закаленной стали, дающий возможность работать без заметного износа рабочей поверхности в течение всего срока жизни двигателя.

Принцип действия следующий: по завершении фазы сжатия поршнем в цилиндре воздушно-бензиновой смеси проворачивающийся кулачок замыкает рабочие контакты, тем самым подает рабочее низковольтное напряжение на катушку зажигания. Благодаря жесткой механической связи с коленвалом мотора, в момент прохождения поршнем положения, наиболее благоприятного для воспламенения смеси, кулачок отпускает замкнутые контакты. В соответствии с принципом самоиндукции, в момент размыкания в катушке генерируется мощный электромагнитный высоковольтный импульс, передающийся по проводу на свечу.

Надо сказать, что новая и качественная контактная и транзисторно-контактная схемы практически не вызывают нареканий в своей работе. Хотя для современных высокооборотных моторов точность срабатывания по углу опережения и стабильность выдаваемых параметров явно недостаточна.

Вторым недостатком, не столь выраженным, но имеющим существенное значение, является пониженный уровень электромагнитной энергии, генерируемой индукционной катушкой. Дальнейшее развитие автомобильных двигателей потребовало применения повышенных оборотов коленвала, высокооктановых бензинов и высоких степеней сжатия рабочей смеси.

К сожалению, механические компоненты распределителя зажигания – подшипники, шестерня привода, вал, контактный бегунок высоковольтной цепи – все подвержены износу, появлению зазоров и люфта. Это приводит к нестабильной работе распределителя, так называемому дребезгу и «пригоранию» контактов. Водителю приходится постоянно регулировать настройки угла опережения, с помощью специального щупа-калибра устанавливать зазор между нормально разомкнутыми контактами.

Типовые неисправности контактной системы зажигания

Из всех компонентов контактной схемы наиболее уязвимым является распределитель зажигания, далее идут высоковольтные провода с наконечниками и индукционная катушка. Свечи нормального качества, при надлежащем уходе, достаточно редко заставляют искру капризничать.

Совет! Исправная работа контактной схемы полностью зависит от надежности контактов соединений всех составляющих узлов, участвующих в искрообразовании. Используйте для регулярной очистки растворитель на основе ацетона и мелкую наждачную шкурку типа 13А, зернистостью 4Н.

Признаки неисправности системы зажигания, вызванной проблемами в работе распределителя:

1. Двигатель начинает троить при правильно выставленном угле опережения зажигания и рабочих свечах. Основной причиной может быть загрязнение или нагар на рабочих контактах механизма, или нарушение величины угла, в пределах которого рабочие контакты под воздействием кулачка находятся в соприкосновении.
2. Не работает один из цилиндров двигателя. При исправных и правильно выставленных проводах, возможно, высоковольтные гнезда-контакты в крышке распределителя обгорели, или нарушена посадка провода в гнезде.
3. Двигатель не запускается. Причиной может быть потеря работоспособности добавочным конденсатором, установленным на распределителе.
4. Кроме перечисленного, возможна ситуация: при внешней исправности системы зажигания двигатель не набирает необходимой мощности, «тупит» и расходует бензин выше нормы. Причина – плохая работа вакуумного октан-корректора, установленного на распределителе. Он корректирует угол опережения зажигания под нагрузкой.

Достаточно редко, но все же случается, что двигатель не работает вследствие электрического пробоя катушки зажигания. Проверка искрообразования покажет полное отсутствие искры на свечах, запустить двигатель не удается. Возможна ситуация, когда из строя выходит добавочное сопротивление на катушке. В этом случае двигатель запускается только на период работы стартера, и далее глохнет.

Кроме распределителя, в транзисторно-контактной системе причиной выхода из строя может быть «пробитый» транзисторный ключ.

Схема контактного зажигания не обеспечивала свечи необходимой электроэнергией, достаточной для получения мощного инициирующего разряда.

К сведению! Мощность такой системы зажигания зависит от потерь на контактах и скорости размыкания рабочих контактов распределителя.

Для устранения основного недостатка в контактную систему зажигания был введен дополнительный элемент – коммутатор. По сути, это обычный мощный транзистор, выполняющий роль электронного ключа и управляющий процессом замыкания–размыкания низковольтной цепи на катушке зажигания. Благодаря внедрению контактно-транзисторной системы энергия в высоковольтной цепи возросла на 30%. Из-за большой нагрузки мощный транзистор одели в алюминиевый радиатор охлаждения.

Схема контактно транзисторной системы зажигания

Энергия разряда в контактно-транзисторной схеме выросла, но точность срабатывания системы зажигания и стабильность настроек оставляла желать лучшего.

Следующим шагом в развитии системы зажигания стало появление и применение бесконтактной системы, исключившей неприятности, связанные с дребезгом и износом рабочих контактов. Контактная и бесконтактная системы зажигания одинаково эффективно обеспечивают работу старых низкоборотных бензиновых двигателей. Но для современных моторов контактная или транзисторно-контактная система практически непригодны. Многие из владельцев старых машин давно с удовольствием модернизировали свои двигатели – заменили контактную систему на бесконтактную.

Принцип построения бесконтактной системы зажигания

Чем отличается контактное зажигание от бесконтактного? Систему, в которой высоковольтный разряд формировался электрической схемой с помощью замыкания–размыкания контактов на распределителе, заменили магнитным элементом и датчиком Холла. Суть не поменялась – аналогично контактам, датчик выдает сигнал при приближении к нему магнита, с исчезновением непосредственного контакта исчезли проблемы, вызываемые окислением и нагарообразованием. Система стала более стабильной и надежной.

Важно! Если на контактной системе водитель мог проверить наличие искры с помощью поднесения одного из высоковольтных проводов свечей на корпус двигателя, попытка проверить подобным образом контактно-транзисторную или бесконтактную систему приведет к выходу из строя транзисторов.

Более подробно ознакомиться с контактной и контактно-транзисторными системами зажигания можно на следующем видео:

Источник http://levevg.ru/transistor-ignition-switch-car-electronics-interesting-technique-transistor-ignition-switch/

Источник http://electricianprof.ru/measuring/contact-transistor-ignition-with-their-own-hands-the-principle-of-the-ignition-switch-what-kinds-are-and-how-to-check-the-malfunction/

Источник http://mashintop.ru/articles.php?id=2621