Принцип работы контактно транзисторной системы зажигания: Принцип действия контактно-транзисторной системы зажигания

3 Контактно-транзисторная и безконтактно транзисторная системы зажигания

Бесконтактная система зажигания является конструктивным продолжение контактно-транзисторной системы зажигания. В даннойсистеме зажигания контактный прерыватель заменен бесконтактным датчиком. Бесконтактная система зажигания стандартно устанавливается на ряде моделей отечественных автомобилей, а также может устанавливаться самостоятельно вместо контактной системы зажигания.

П рименение бесконтактной системы зажигания позволяет повысить мощность двигателя, снизить расход топлива и выбросы вредных веществ за счет более высокого напряжения разряда (30000В) и соответственно более качественного сгорания топливно-воздушной смеси.

Бесконтактная система зажигания имеет следующее устройство:

• источник питания;

• выключатель зажигания;

• датчик импульсов;

• транзисторный коммутатор;

• катушка зажигания;

• распределитель;

• центробежный регулятор опережения зажигания;

• вакуумный регулятор опережения зажигания;

• провода высокого напряжения;

• свечи зажигания.

Схема бесконтактной системы зажигания

В целом устройство бесконтактной системы зажигания аналогичноконтактной системе зажигания, за исключением следующих устройств: датчика импульсов и транзисторного коммутатора.

Датчик импульсов предназначен для создания электрических импульсов низкого напряжения. Различают датчики импульсов следующих типов:

• датчик Холла;

• индуктивный датчик;

• оптический датчик.

Наибольшее применение в бесконтактной системе зажигания нашел датчик импульсов использующий эффект Холла (возникновение поперечного напряжения в пластине проводника с током под действием магнитного поля). Датчик Холла состоит из постоянного магнита, полупроводниковой пластины с микросхемой и стального экрана с прорезями (обтюратора).

Прорезь в стальном экране пропускает магнитное поле и в полупроводниковой пластине возникает напряжение. Стальной экран не пропускает магнитное поле, и напряжение на полупроводниковой пластине не возникает. Чередование прорезей в стальном экране создает импульсы низкого напряжения.

Датчик импульсов конструктивно объединен с распределителем и образуют одно устройство – датчик-распределитель. Датчик-распределитель внешне подобен прерывателю-распределителю и имеет аналогичный привод от коленчатого вала двигателя.

Транзисторный коммутатор служит для прерывания тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания в соответствии с сигналами датчика импульсов. Прерывание тока осуществляется за счет отпирания и запирания выходного транзистора.

Принцип работы бесконтактной системы зажигания

При вращении коленчатого вала двигателя датчик-распределитель формирует импульсы напряжения и передает их на транзисторный коммутатор. Коммутатор создает импульсы тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания. В момент прерывания тока индуцируется ток высокого напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания. Ток высокого напряжения подается на центральный контакт распределителя. В соответствии с порядком работы цилиндров двигателя ток высокого напряжения подается по проводам высокого напряжения на свечи зажигания. Свечи зажигания осуществляют воспламенение топливно-воздушной смеси.

При увеличении оборотов коленчатого вала регулирование угла опережения зажигания осуществляется центробежным регулятором опережения зажигания.

При изменении нагрузки на двигатель регулирование угла опережения зажигания производит вакуумный регулятор опережения зажигания.

Контактная система зажигания является самым старым типомсистемы зажигания. В настоящее время данная система применяется на некоторых моделях отечественных автомобилей (т.н. «классике»).

Создание высокого напряжения и распределение его по цилиндрам в данной системе происходит с помощью контактов.

Контактная система зажигания имеет следующее устройство:

• источник питания;

• выключатель зажигания;

• механический прерыватель тока низкого напряжения;

• катушка зажигания;

• механический распределитель тока высокого напряжения;

• центробежный регулятор опережения зажигания;

• вакуумный регулятор опережения зажигания;

• высоковольтные провода;

• свечи зажигания.

Схема контактной системы зажигания

Механический прерывательпредназначен для размыкания цепи низкого напряжения (цепи первичной обмотки катушки зажигания). При размыкании контактов во вторичной цепи катушки зажигания наводится высокое напряжение. Для защиты контактов от обгорания в цепь параллельно контактам включен конденсатор.

Катушка зажигания служит для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения. Катушка имеет две обмотки – низкого и высокого напряжения.

М еханический распределительобеспечивает распределение тока высокого напряжения по свечам цилиндров двигателя. Распределитель состоит из ротора (обиходное название «бегунок») и крышки. В крышке выполнены центральный и боковые контакты. На центральный контакт подается высокое напряжение от катушки зажигания. Через боковые контакты высокое напряжение передается на соответствующие свечи зажигания.

Прерыватель и распределитель конструктивно объединены в одном корпусе и приводятся в действие от коленчатого вала двигателя. Данное устройство имеет общее название прерыватель-распределитель (обиходное название – «трамблер»).

Центробежный регулятор опережения зажигания служит для изменения угла опережения зажигания в зависимости от числа оборотов коленчатого вала двигателя. Конструктивно центробежный регулятор состоит из двух грузиков. Грузики воздействуют на подвижную пластину, на которой расположены кулачки прерывателя.

Углом опережения зажигания называется угол поворота коленчатого вала двигателя, при котором происходит подача тока высокого напряжения на свечи зажигания. Для того, чтобы топливно-воздушная смесь полностью и эффективно сгорела зажигание производится с опережением, т.е. до достижения поршнем верхней мертвой точки.

Установка угла опережения зажигания производится регулировкой положения прерывателя-распределителя в двигателе.

Вакуумный регулятор опережения зажигания обеспечивает изменение угла опережения зажигания в зависимости от нагрузки на двигатель. Нагрузка на двигатель определяется степенью открытия дроссельной заслонки (положением педали газа). Вакуумный регулятор соединен с полостью за дроссельной заслонкой и, в зависимости от степени разряжения в полости, изменяет угол опережения зажигания.

Высоковольтные провода служат для подачи тока высокого напряжения от катушки зажигания к распределителю и от распределителя на свечи зажигания.

Свеча зажигания предназначена для воспламенения топливно-воздушной смеси путем образования искрового разряда.

Принцип работы контактной системы зажигания

При замкнутом контакте прерывателя ток низкого напряжения протекает по первичной обмотке катушки зажигания. При размыкании контактов во вторичной обмотке катушки зажигания индуцируется ток высокого напряжения. По высоковольтным проводам ток высокого напряжения подается на крышку распределителя, от которой распределяется по соответствующим свечам зажигания с определенным углом опережения зажигания.

При увеличении оборотов коленчатого вала двигателя, увеличиваются обороты вала прерывателя распределителя. Грузики центробежного регулятора опережения зажигания под действием центробежной силы расходятся, перемещая подвижную платину с кулачками прерывателя. Контакты прерывателя размыкаются раньше, тем самым увеличивается угол опережения зажигания. При уменьшении оборотов коленчатого вала двигателя угол опережения зажигания уменьшается.

Дальнейшим развитием контактной системы зажигания является

контактно-транзисторная система зажигания. В цепи первичной обмотки катушки зажигания применен транзисторный коммутатор, управляемый контактами прерывателя. В данной системе за счет применения транзисторного коммутатора уменьшена сила тока в цепи первичной обмотки, тем самым увеличен срок службы контактов прерывателя.

6.04.20 861 Система зажигания. Устр.авт.

• Система зажигания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в камерах сгорания в строго определенные моменты в соответствии с порядком работы цилиндров и режимом работы двигателя
• Система зажигания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в камерах сгорания в строго определенные моменты в соответствии с порядком работы цилиндров и режимом работы двигателя

• По принципу прерывания тока системы зажигания подразделяются:
• По принципу прерывания тока системы зажигания подразделяются:

• На контактную (рассмотрена в 1 части)
• На контактно-транзисторную
• На бесконтактную (транзисторную)

В этом случае механический прерыватель управляет только транзисторным коммутатором, который, в свою очередь, управляет накопителем энергии.

Такая конструкция имеет существенное преимущество перед прерывателем без транзисторного коммутатора — оно заключается в том, что здесь контактный прерыватель обладает большей надежностью за счет того, что в этой системе через него протекает существенно меньший ток (соответственно практически исключается пригорание контактов прерывателя во время размыкания).

Соответственно и конденсатор, подключенный параллельно контактам прерывателя стал не нужным.

В остальном система полностью аналогична классической системе.

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.

https://whatisvehicle. wordpress.com/chapter6/ch6part3/ch6part3tszk/

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.

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

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.

https://mehanik-ua.ru/laboratornye-raboty/73-laboratornye-rabtoty-traktory-i-avtomobili/1450-beskontaktno-tranzistornaya-sistema-zazhiganiya-laboratornaya-rabota.html

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.

Изменение магнитного поля вызовет изменение напряжения Холла, которое можно использовать для управления коммутатором. Магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом, может прерываться лопастями обтюратора, вращающегося на валу распределителя зажигания. Через кремниевую пластинку пропускается ток примерно 30 мА, тогда как напряжение Холла составляет около 2 мВ, увеличиваясь с ростом температуры. Пластинка обычно составляет одно целое с интегральной схемой, осуществляющей усиление и формирование сигнала.

При открытом зазоре между постоянным магнитом и датчиком Холла пластинка выдает напряжение. Если зазор перекрывается лопастью обтюратора, магнитное поле замыкается через лопасть и не попадает на пластинку Холла. Напряжение при этом падает.

Сигнал с граней пластинки попадает в усилитель и формирователь импульсов, после чего он может управлять коммутатором (включением и выключение катушки).

1 — обтюратор с лопастями, 2 — постоянный магнит, 3 — чувствительный элемент, 4 — провода датчика.

Коммутация тока в первичной обмотке индукционной катушки в БТСЗ осуществляется транзистором.

На  рисунке 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.

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

Коммутатор  управляет замыканием первичной цепи катушки зажигания на массу. При этом коммутатор не просто разрывает первичную цепь по сигналу с импульсного датчика — коммутатор должен обеспечить предварительную зарядку катушки необходимой энергией. То есть, до управляющего импульса с датчика, коммутатор должен предугадать, когда нужно замкнуть катушку на землю, для того чтобы её зарядить. Причём, он должен это сделать так, чтобы время заряда катушки было приблизительно постоянным (достигался максимум накопленной энергии, но не допускался перезаряд катушки).

Для этого коммутатор вычисляет период импульсов приходящих с датчика. И в зависимости от этого периода, вычисляет время начала замыкания катушки на землю. Другими словами, чем выше обороты двигателя, тем раньше коммутатор будет начинать замыкать катушку на землю, но время замкнутого состояния будет одинаковым.

Одна из модификаций этой системы с механическим распределителем и катушкой зажигания, отдельно стоящей от распределителя и коммутатора получила устоявшееся название » бесконтактная система зажигания (БСЗ) «. Общая схема бесконтактной системы зажигания:

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

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.

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

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.

Применение данной системы зажигания позволяет снижать расход горючего, повышать мощность двигателя, уменьшать вредные выбросы благодаря более высокому напряжению разряда в 30000В и более качественному сгоранию топливно-воздушной смеси.

• Самостоятельно изучить презентацию Система зажигания-2
• Составить конспект слайдов 2,3,16,18,
• Составить схему с описанием слайды 4,5,7,9,14
• Ответить на контрольные вопросы используя знания, интернет ресурс при необходимости:

• Какой недостаток контактной системы зажигания был устранен в контактно-транзисторной системе?
• Какой элемент системы коммутирует первичную цепь обмотки возбуждения ?
• Что представляет новый блок — электронный коммутатор?
• Какую роль выполняют конденсаторы С1 и С2 в контактно-транзисторной системе зажигания?
• Какие типы генераторных датчиков применяют в бесконтактно-транзисторной системе зажигания?
• Что происходит, е сли зазор перекрывается лопастью обтюратора, магнитное поле замыкается через лопасть и не попадает на пластинку Холла?
• Перечислите преимущество применения бесконтактно-транзисторной системы зажигания
• В чем отличие бесконтактно-транзисторной системы зажигания от микропроцессорной современного автомобиля?

Модули управления зажиганием – UnderhoodService

Хотя большинство из нас редко задумываются о модуле зажигания, пока не приедет эвакуатор с проблемой запуска двигателя и отсутствием искры, модуль зажигания по-прежнему является важной частью диагностики и ремонта системы зажигания. Оглядываясь назад в историю, «твердотельные» или «транзисторные» системы зажигания впервые появились на серийных автомобилях в 1960-х годах. Когда в 1970-х годах стандарты выбросов ужесточились, электронные системы зажигания доказали свою ценность, поскольку, в отличие от точечных распределителей, они не нуждались в частых регулировках и обслуживании. Кроме того, их твердотельная электроника обеспечивала гораздо более высокое напряжение зажигания с гораздо большей точностью момента зажигания, чем обычные системы точечного зажигания.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМЕ ЗАЖИГАНИЯ
Несмотря на то, что сегодня на импортном рынке зажигания представлены тысячи различных вариантов конструкции модулей зажигания, важно понимать, что все электронные системы зажигания выполняют одни и те же основные функции. Чтобы произвести высоковольтную искру на свече зажигания, любой модуль зажигания должен: а) синхронизировать искру, определяя положение коленчатого вала, б) насыщать первичные обмотки катушки зажигания, включая первичную цепь системы зажигания, и в) разрушать возникающее магнитное поле в катушке зажигания путем отключения первичной цепи.

Чтобы лучше визуализировать работу системы зажигания, сердечник из мягкого железа, расположенный внутри или снаружи катушки зажигания, используется для создания электромагнита. Процесс, называемый насыщением катушки, происходит, когда магнитное поле создается внутри первичной обмотки катушки путем заземления первичной цепи. Когда первичная цепь размыкается, магнитное поле, создаваемое в первичной цепи катушки зажигания, схлопывается в набор вторичных обмоток, которые умножают напряжение, содержащееся в сжимающемся первичном магнитном поле, до 60 000 вольт на свече зажигания.

Это время включения первичного контура называется временем выдержки и измеряется в градусах вращения коленчатого вала двигателя. Время выдержки можно также измерить как рабочий цикл мультиметра или цифрового вольтомметра. В последнем случае руководство оператора обычно включает удобную диаграмму для преобразования рабочего цикла во время выдержки.

ДАТЧИКИ ПОЛОЖЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА
Задача датчика положения коленчатого вала – сообщать модулю зажигания о приближении поршня к верхней мертвой точке (ВМТ). Когда поршень достигает заданной точки на такте сжатия, силовой диод, расположенный внутри модуля зажигания или на катушке зажигания, отключает первичный ток, который разрушает магнитное поле катушки и создает искру, воспламеняющую топливно-воздушную смесь, содержащуюся в ней. цилиндр.

Датчик положения коленчатого вала (CKP) может находиться в узле распределителя в ранних электронных системах зажигания или монтироваться на переднем узле гармонического балансира или на маховике в более современных электронных системах. Датчик положения коленчатого вала может быть двухпроводным датчиком магнитных импульсов или трехпроводным датчиком Холла. Вкратце, двухпроводной датчик отображает аналоговую форму волны переменного тока на лабораторном осциллографе, тогда как трехпроводной датчик создает прямоугольный сигнал положительного тока для запуска модуля зажигания. Датчик третьего типа, называемый оптическим или фотодиодным датчиком, обычно используется в системах зажигания распределительного типа и работает по принципу колеса затвора, прерывающего луч света для срабатывания модуля зажигания.

СОВРЕМЕННЫЕ КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ
Основные принципы работы катушки зажигания не изменились с тех пор, как она была изобретена более 100 лет назад. Однако изменилось то, как катушка построена и как она предназначена для работы. Современные катушки эволюционировали от старых заполненных маслом канистр до литой эпоксидной смолы, внешнего магнитного сердечника и современных тонких версий, которые можно найти в современных конструкциях катушек на штекере (COP).

Благодаря достижениям в конструкции катушек современные модули зажигания рассчитаны на насыщение первичных обмоток при гораздо более высоких токах, чем в более ранних версиях зажигания. Сила тока увеличилась примерно с трех ампер на старых маслонаполненных катушках до более чем семи ампер на некоторых современных системах зажигания.

Очевидно, что увеличение первичного тока увеличивает внутренний нагрев, что может сократить срок службы катушки. Имея это в виду, современные катушки зажигания были переработаны, чтобы выдерживать более высокие входные токи и более высокие выходные напряжения. Кроме того, используется больше катушек, чтобы сократить время выдержки и, таким образом, уменьшить внутренний перегрев обмоток катушек.

Электронные системы зажигания постепенно эволюционировали от одной катушки, зажигающей все цилиндры, к безраспределительным системам с отработанной искрой, использующим несколько катушек для зажигания двух цилиндров каждая. Самым последним нововведением в системах зажигания является система «катушка на свече» или COP, в которой каждый цилиндр оснащен собственной катушкой зажигания.

ВАРИАНТЫ МОДУЛЯ ЗАЖИГАНИЯ
Излишне говорить, что за три десятилетия своего существования модуль зажигания претерпел тысячи конструктивных изменений. Ранние модули представляли собой простые двухпозиционные переключатели, приводимые в действие катушкой датчика магнитных импульсов в распределителе. Когда компьютеризированное управление двигателем впервые появилось, конструкция модуля зажигания была изменена, чтобы посылать прямоугольный сигнал в модуль управления двигателем (ECM). В этом варианте конструкции ECM рассчитывает величину опережения зажигания, необходимую для условий работы двигателя, и отправляет обратный прямоугольный сигнал в модуль зажигания, чтобы инициировать событие искры.

По мере того, как операции становятся более сложными, модуль часто перемещают из внутренней части распределителя в более прохладные места, например, в нишу крыла моторного отсека. В других случаях модуль становится частью блока катушек системы зажигания. В более поздних моделях модуль зажигания интегрирован в сам модуль управления трансмиссией (PCM) для упрощения системной электроники.

Модули зажигания также изменили способ управления первичным током. Ранние модули насыщали катушку зажигания, заземляя первичную цепь так же, как и старые механические контактные точки зажигания. Поскольку многие из этих систем были созданы для работы с фиксированной задержкой, потеря сопротивления в первичной обмотке катушки увеличила бы первичный ток, протекающий через модуль. В этом случае модуль будет перегреваться и возникать периодические или серьезные сбои.

Чтобы предотвратить перегрев катушки зажигания, более поздние модули зажигания стали включать переменное время задержки. Как правило, это время выдержки составляет примерно от 10 градусов на холостом ходу до 30 градусов при более высоких оборотах двигателя. Чтобы предотвратить повреждение модуля и катушки, были также введены модули ограничения тока, которые ограничивают первичный ток до заданного уровня, который обычно составляет от пяти до семи ампер.

ОБЗОР ДИАГНОСТИКИ
Поскольку современные импортные модели имеют буквально сотни различных конфигураций модулей зажигания, важно всегда обращаться к соответствующему руководству по ремонту, базе данных или электрической схеме для диагностики конкретных приложений. Тем не менее, для диагностики модулей зажигания можно использовать несколько общих рекомендаций.

Во-первых, всегда проверяйте клемму B катушки зажигания на наличие напряжения и появление сигнала задержки. Хотя в некоторых руководствах рекомендуется использовать тестовую лампу для проверки задержки, самого сигнала задержки может быть недостаточно, чтобы полностью осветить тестовую лампу. Следовательно, тестирование с помощью лабораторного осциллографа или вольтметра с режимом проверки рабочего цикла или выдержки является более надежным. Если модуль включается/выключается, то и модуль, и датчик положения коленчатого вала (ДПКВ), или датчик трамблера работают правильно.

Если клемма B-катушки не отображает сигнал остановки, используйте лабораторный прицел или профессиональный DVOM для проверки датчика положения коленчатого вала или распределителя на наличие сигнала. На этом этапе также имейте в виду, что некоторые электронные системы зажигания могут также использовать сигнал от датчика положения распределительного вала (CMP), чтобы помочь запустить модуль зажигания.

Двухпроводной датчик магнитных импульсов можно проверить с помощью профессионального вольтметра, предпочтительно измерителя реального среднего значения (RMA), который обеспечивает точное измерение сигнала переменного тока. Трехпроводные датчики на эффекте Холла можно тестировать с помощью оборудования, использующего светодиод для индикации коммутационной активности или цифрового запоминающего осциллографа (DSO) для отображения его характерной прямоугольной картины. Если модуль коммутирует напряжение на катушке, модуль работает правильно в режиме запуска.

Также имейте в виду, что PCM может играть роль в срабатывании модуля зажигания. В этих случаях модуль может сигнализировать о положении коленчатого вала на PCM. Затем PCM может рассчитать опережение зажигания и дать сигнал модулю зажигания создать искру, разорвав первичную цепь.

В любом случае всегда используйте электрическую схему, чтобы понять, как модуль зажигания интегрирован в систему управления двигателем. Диагностика и обслуживание модуля зажигания несложны, если вы помните, что каждый из них использует один и тот же базовый набор принципов работы для создания напряжения на электроде свечи зажигания.

«Блестящая идея» для быстрого обнаружения

Есть старый принцип, который гласит, что для запуска двигателя необходимы три вещи: топливо, сжатие и воспламенение. Если эти три фактора присутствуют, двигатель запустится и будет работать — иногда не идеально, но будет работать.

Система зажигания является основной системой двигателя. Его работа влияет и на другие системы двигателя. Например, есть старая поговорка, что 80% всех проблем с карбюратором связаны с распределителем. Согласны вы или нет, это утверждение подчеркивает тот факт, что система зажигания должна работать правильно от напряжения питания аккумулятора до вторичного напряжения на свечах зажигания, если двигатель должен работать правильно.

Для описания процесса зажигания мы обычно делим систему на две цепи — низковольтную первичную сторону и высоковольтную вторичную сторону. Эти две схемы работают одинаково с тех пор, как Чарльз Кеттеринг запатентовал свою систему зажигания с индуктивным разрядом в 1908 году. В этом обзоре принципов зажигания мы рассмотрим первичное и вторичное напряжение, ток и сопротивление в контексте поиска и устранения неисправностей. проблемы с запуском и низкой производительностью.

Топливо, сжатие и зажигание

Поскольку в этой статье речь идет о зажигании, давайте предположим, что вы убедились, что двигатель нормально прокручивается и имеет хорошую компрессию. Давайте также предположим, что вы убедились, что форсунки или ускорительный насос карбюратора впрыскивают топливо. Это приводит вас к воспламенению. В двигателе есть искра? Возьмите имитатор свечи зажигания и прикрепите его к вторичному проводу катушки, чтобы выяснить это.

Многие специалисты знают симуляторы свечей зажигания по номеру детали ACDelco ST-125, но они доступны от разных производителей. Имитатор выглядит как свеча зажигания с приваренным к корпусу хомутом и снятым боковым электродом. Эти тестеры выпускаются в двух версиях. У одного есть центральный электрод, который выходит из изолятора и зажигает дугу на металлическую оболочку, когда катушка разряжается. Этот тип тестера срабатывает при более низком напряжении и предназначен для использования с точкой прерывания или ранним электронным зажиганием. В другом типе имитатора центральный электрод находится внутри изолятора, и для зажигания искры требуется более высокое напряжение. Их часто называют тестерами HEI, и их предпочитают тестировать электронные системы зажигания большинства последних моделей.

Если вы проверяете зажигание распределительного типа, подключите симулятор к хорошему заземлению и подключите провод катушки к его клемме. Если вы устраняете неисправности DIS, установите симулятор на одну, две или более катушек, чтобы проверить наличие искры в нескольких цилиндрах. Здоровая искра должна появиться от центрального электрода симулятора к корпусу, когда вы проворачиваете двигатель. Наличие или отсутствие этой искры определит ваши следующие шаги по устранению неполадок.

Жирная Искра=Хорошая Первичная

Если симулятор дает хорошую искру от провода катушки, но двигатель по-прежнему не запускается, переместите симулятор на одно или несколько отдельных разъемов провода и снова запустите двигатель. Если на штекерном соединении нет искры, но есть искра на катушке, чему вы научились?

Во-первых, если симулятор срабатывает с какой-либо регулярностью, первичная цепь работает. Мы также знаем, что напряжение батареи подается через ключ зажигания на первичную обмотку катушки, и первичный ток течет, чтобы индуцировать вторичное напряжение в катушке. Более того, модуль зажигания или PCM выключает и включает первичную цепь для разрядки и перезарядки катушки. Итак, пока оставьте первичную цепь в покое и сосредоточьтесь на вторичной цепи зажигания.

Электрические принципы говорят нам, что только две вещи могут удержать напряжение на катушке от достижения вилки — разомкнутая цепь между катушкой и вилкой или короткое замыкание, которое шунтирует напряжение через путь с низким сопротивлением на землю. Если вы имеете дело с зажиганием распределительного типа, взгляните на центральный вывод крышки и ротор. Если напряжение катушки прогорело через крышку или ротор, оно может найти свой путь к земле на валу распределителя и никогда не приближаться к клеммам отдельных цилиндров в крышке. Вы можете быстро проверить заземление ротора, сняв крышку распределителя, удерживая провод катушки на расстоянии около 1/4 дюйма от центральной клеммы ротора и прокручивая двигатель. Если вы получаете хорошую, здоровую, жирную искру от катушки к ротору при снятой крышке, ротор заземлен.

Это может показаться упрощением, но пока вы запускаете двигатель со снятой крышкой распределителя, убедитесь, что ротор вращается. Если привод распределителя сломан, ротор будет стоять неподвижно и указывать на одну клемму крышки или между клеммами и никогда не будет подавать напряжение на все цилиндры. Здесь у вас есть «механический» разомкнутый контур.

Искра возникает на катушке, но не на свечах, что гораздо реже встречается в системе без распределителя, потому что все провода свечи могут быть разомкнуты или заземлены одновременно. Состояние отсутствия искры DIS для всех цилиндров почти всегда является проблемой первичной цепи или модуля, к которой мы перейдем через минуту.

И последнее, что нужно проверить, если у вас есть вторичная искра, но нет «пожара» в цилиндрах, это синхронизация . Время действительно должно быть далеко, чтобы двигатель вообще не запускался. Даже при чрезмерном начальном опережении или замедлении двигатель будет пытаться щелкать и грохотать или иметь неприятные последствия через впуск или выпуск. Однако, если самостоятельная настройка не удалась, или распределитель установлен неправильно, или штепсельные кабели перепутаны, время может быть сбито настолько, что двигатель не запустится. Цепь или ремень ГРМ, которые проскальзывали, также могут сбить синхронизацию настолько, что возникнут проблемы с запуском двигателя даже при хорошей искре (если двигатель все еще вращается, а клапаны не касаются поршней). Однако, когда синхронизация кулачка сбивается, вы обычно теряете почти всю компрессию.

Синхронизация обычно не является проблемой для двигателя с DIS, но неправильное подключение катушек может привести к аналогичной проблеме с отсутствием запуска даже при достаточной искре на свечах.

Нет искры = Больше разнообразия

Вернемся к симулятору свечей зажигания и повернем на восток, а не на запад. Предположим, что он вообще не горит. Не беспокойтесь о штекерах, штепсельных проводах, времени или механических частях распределителя. Катушка не генерирует и не разряжает высокое вторичное напряжение. Теперь у нас есть немного больше разнообразия, чтобы иметь дело с.

Давайте посмотрим, что нужно для запуска катушки. Высокое вторичное напряжение индуцируется в катушке зажигания низковольтным первичным током, протекающим через первичную обмотку катушки. Магнитное поле первичной обмотки индуцирует высокое напряжение во многих плотно намотанных витках тонкой проволоки, которые являются вторичной обмоткой. Когда первичный ток отключается на мгновение, магнитное поле разрушается, и высокое вторичное напряжение разряжается на свечи зажигания. Если что-то пойдет не так с первичной цепью от положительной (B+) клеммы аккумулятора через переключающие устройства, первичную катушку и обратно на землю, вторичная катушка не сработает должным образом… или вообще не сработает.

Наряду с разнообразием деталей в первичной цепи и возможными причинами проблем с незапуском или пропусками зажигания возникает более сложная задача по поиску и устранению неисправностей. Однако вы можете упростить и ускорить работу, если запомните несколько основных правил:

• Вам необходимо достаточное первичное напряжение для создания требуемого вторичного напряжения в катушке. Потеря всего 1 вольта на первичной стороне может стоить вам несколько тысяч вольт на вторичной стороне.

• На напряжение и ток влияет сопротивление в первичной цепи. Разомкнутая цепь или короткое замыкание, а также аномально высокое или низкое сопротивление приведут к выходу первичного напряжения и тока из спецификаций.

• Время имеет решающее значение. Первичная цепь должна открываться и закрываться в нужное время, чтобы разрядить катушку и правильно зажечь свечи. Мы уже рассмотрели синхронизацию в отношении срабатывания катушки, но если первичная обмотка вообще не переключается, катушка никогда не сработает. Первичное переключение и синхронизация раньше контролировались простыми точками прерывания. Сегодня первичная цепь управляется транзисторами и одним или двумя электронными датчиками положения и частоты вращения коленчатого вала, но синхронизация остается синхронизацией.

Вы можете начать поиск неисправностей в первичной цепи с любого конца — с соединения замка зажигания с аккумулятором или с катушки — и ваш базовый цифровой мультиметр (DMM) покажет вам многое.

Проверка сопротивления катушки

Первичная и вторичная обмотки катушки рассчитаны на определенное сопротивление, поэтому переключите цифровой мультиметр на шкалу омметра и проверьте их. Если какая-либо обмотка разомкнута, не будет протекания тока или магнитного поля; следовательно, вы не получите искру от катушки. Если сопротивление вторичной обмотки низкое, она закорочена. Некоторое вторичное напряжение может быть индуцировано, но недостаточно, чтобы зажечь свечи. Короткое замыкание в первичной обмотке увеличивает ток, вызывает перегрев катушки и обычно вскоре превращается в обрыв обмотки.

Многие опытные техники говорят, что проверка сопротивления катушки не дает полной картины. Любят проверять катушку и первичную цепь под нагрузкой, при протекании тока. Следование этому принципу приводит к некоторым базовым испытаниям падения напряжения в первичной цепи, которые в основном применимы к старым добрым точкам выключателя и современным системам без распределителя.

Следуйте по основному пути напряжения

С помощью цифрового мультиметра или вольтамперметра проверьте напряжение аккумуляторной батареи при запуске двигателя или при заданном потреблении тока с помощью угольной сваи. Пусковое напряжение должно быть не менее 10 вольт. Если меньше 90,5 вольт, система зажигания, вероятно, не собирается создавать достаточное вторичное напряжение для зажигания свечей (и двигатель в любом случае не будет достаточно быстро запускаться, чтобы зажечь).

Часто упускаемая из виду, но важная проверка первичного напряжения выполняется на другой клемме аккумулятора. Поместите отрицательный провод вольтметра на отрицательный полюс аккумулятора (не на клемму кабеля). Затем подсоедините положительный провод измерительного прибора к хорошему заземлению двигателя и запустите двигатель. Падение напряжения на кабеле заземления и его соединениях при запуске двигателя должно быть не более 0,2 В. Если оно выше, нежелательное сопротивление в месте соединения заземляющего кабеля с аккумулятором или двигателем, или в самом кабеле крадет первичное напряжение от зажигания.

Даже при надлежащем напряжении на аккумуляторе и хорошем заземлении напряжение аккумулятора должно присутствовать на замке зажигания, прежде чем что-либо может произойти. Заземлите отрицательный провод вольтметра и подсоедините положительный провод попеременно к соединениям или проводке выключателя «Пуск» и «Работа» при включенном зажигании, а затем при проворачивании двигателя. Напряжение на переключателе должно быть в пределах от 0,2 до 0,4 вольта от напряжения аккумулятора в обоих случаях. Если напряжение равно нулю, у вас есть разрыв между батареей и выключателем.

Затем подсоедините положительный провод вольтметра к положительному выводу катушки. Вы все еще проверяете первичное напряжение, но теперь в картину вступает немного больше разнообразия. Старые добрые системы с точками прерывания имели балластный резистор для ограничения первичного тока при работающем двигателе, но его нужно было шунтировать во время запуска. Рекомендации по первичному напряжению на положительном выводе катушки прерывателя:

• Ключ включен и контакты разомкнуты: системное напряжение (напряжение холостого хода, помните).

• Ключ включен и контакты замкнуты: от 5 до 7 вольт (напряжение падает балластным резистором).

• Запуск двигателя: в пределах 0,5 В от напряжения запуска двигателя (балласт зашунтирован).

Некоторые электронные устройства зажигания первого поколения имели балластные резисторы, и к этим системам также применялись рекомендации по напряжению для устройств зажигания с точкой прерывания. Другие ранние электронные системы зажигания меняли время задержки для управления первичным током и не нуждались в балластном резисторе. Первичное напряжение на положительной клемме катушки должно быть близко к напряжению системы при любых условиях для этих других систем. Существует не так уж много различных конструкций зажигания, но даже если вы не запомнили их, хорошее руководство по настройке быстро даст вам характеристики.

Первичная цепь имеет только одну или две расчетные электрические нагрузки, то есть сопротивление, предназначенное для падения напряжения. Для точек прерывания и некоторых ранних электронных систем нагрузками являются первичная обмотка катушки и балластный резистор. Для большинства зажиганий последних моделей (распределитель или DIS) на первичной обмотке катушки должно падать почти все первичное напряжение. Опять же, давайте рассмотрим некоторые принципы точки прерывания в качестве основы для проверки падения напряжения на отрицательной клемме катушки, когда двигатель не запускается:

• Ключ включен, контакты замкнуты — примерно 0,2 вольта. Более высокое напряжение указывает на чрезмерное сопротивление между отрицательной клеммой катушки и землей. Системное напряжение в этой точке будет указывать на обрыв заземления.

• Ключ включен, указывает на напряжение аккумулятора. Отсутствие напряжения означает обрыв цепи где-то между аккумулятором и клеммой заземления катушки.

В электронном зажигании точки прерывателя были заменены электронным переключателем, называемым транзисторным, на стороне заземления катушки. Большинство электронных систем зажигания не замыкают первичную цепь, чтобы позволить току течь через катушку, пока двигатель не запустится. Некоторые системы, однако, допускают протекание первичного тока, как только ключ повернут. Если первичная цепь замкнута при включенном зажигании и выключенном двигателе, напряжение на минусовой клемме катушки должно быть примерно таким же, как и на точках прерывателя, но может варьироваться от 0,1 до 0,3 вольта в зависимости от значения мощности зажигания. транзистора и падения напряжения на его переходах. Напряжение холостого хода на отрицательной обмотке катушки при включенном ключе должно быть напряжением системы.

Разбираемся в датчиках

Точки прерывания были первичным переключателем цепи, но они также были примитивным датчиком частоты вращения и положения коленчатого вала. Точки контролировали время, и весь первичный ток протекал через них. Все функции переключения и синхронизации выполнялись одним этим компонентом.

В электронном зажигании электронный переключатель управляет базовой синхронизацией и отправляет в модуль зажигания или PCM информацию о частоте вращения и положении коленчатого вала. Однако поток тока обрабатывается отдельным силовым транзистором; первичный ток никогда не проходит рядом с переключателем времени.

Будь то точки прерывания, датчик распределителя или датчик положения коленчатого вала (CKP), компоненты выполняют одну и ту же работу — обеспечивают основной синхронизирующий сигнал для размыкания первичной цепи и зажигания катушки. Точки прерывания размыкали цепь напрямую, а синхронизация изменялась механически с помощью центробежных грузиков и вакуумной диафрагмы. Датчик распределителя или датчик CKP подает сигнал напряжения на модуль зажигания или PCM, который является основой для управления силовым транзистором для открытия первичной цепи. В современных системах синхронизация регулируется электронным способом с помощью PCM.

Во всех случаях точки, магнитный датчик или датчик CKP обеспечивают какое-либо изменение напряжения для вторичного зажигания управляющей катушки. Вам может понадобиться лабораторный осциллограф, чтобы посмотреть на некоторые из более сложных последовательностей импульсов напряжения от датчиков CKP последней модели, но ваш надежный цифровой мультиметр должен показывать некоторую активность напряжения, когда двигатель прокручивается. Если счетчик стоит на нуле, вытащите лабораторный эндоскоп, чтобы рассмотреть его поближе.

Поцарапай-это может зажить

Последняя быстрая проверка работы зажигания, которую мы не можем упустить из виду, — это «тест царапины» на модуле зажигания. Вы можете сделать это до или после проверки сигнала синхронизации, но если у вас есть надлежащий сигнал от датчика положения распределителя или датчика положения коленчатого вала, вы захотите посмотреть, будет ли модуль реагировать на него. Доступны несколько имитаторов сложных сигналов, которые подают входные сигналы в модуль, идентичные самым сложным последовательностям импульсов. Однако для базового поиска и устранения неисправностей ваша надежная 12-вольтовая контрольная лампа вполне справится с этой задачей.

Сначала включите зажигание и подсоедините провод контрольной лампы к B+. Затем на короткое время прикоснитесь кончиком щупа к клемме на модуле, который получает сигнал от датчика или датчика положения коленчатого вала. Модуль должен запустить катушку. Все, что вам нужно сделать для базовой проверки модуля на соответствие «годен/не годен», — это посмотреть, будет ли он реагировать на изменяющийся сигнал напряжения (царапание или постукивание пробником), переключить транзистор и разомкнуть первичную цепь.

Подведение итогов

Устранение неполадок в последней модели электронного зажигания с компьютерным управлением на первый взгляд может показаться сложным процессом. Доступно много сложного тестового оборудования, и вам, возможно, придется разобрать свой сканер, лабораторный прицел или мультиметр-график, чтобы точно определить случайную прерывистую проблему или состояние низкой производительности.