Электронное зажигание (бесконтактное): схема устройства и особенности работы

Автор: Евгений Живоглядов. Дата публикации: 18 декабря 2022. Категория: Автотехника.

Для того чтобы бензиновый двигатель заработал, в его цилиндрах должно произойти воспламенение топлива. Это истина. Поэтому система зажигания (сначала, естественно, контактная) и возникла одновременно с автомобилем. Но прогресс не стоит на месте. Он, конечно же, коснулся и системы зажигания: на смену традиционному способу образования искры пришел более эффективный и надежный, а именно, бесконтактный. О нем и пойдет речь в данной статье.

Основные различия традиционной и бесконтактной систем зажигания

При работе бензинового двигателя искрообразование (то есть подача высокого напряжения на свечу) происходит в момент, когда осуществляется размыкания низковольтной цепи питания катушки зажигания. В традиционной системе в качестве такого «выключателя» выступают контакты механического прерывателя, которые периодически размыкаются при соприкосновении с кулачками вращающегося ротора трамблера.

Именно этот узел и был заменен при переходе на бесконтактную систему. Управляющий сигнал в ней формируется специальным сенсором (индуктивным, оптическим или датчиком Холла), установленным под крышкой распределителя. Электрический импульс поступает на полупроводниковый коммутатор, который и осуществляет управление первичной обмоткой катушки зажигания.

На заметку! В полной мере назвать систему зажигания большинства современных автомобилей (средней ценовой категории) бесконтактной все-таки нельзя. Дело в том, что контакты, установленные в крышке распределителя, все равно участвуют в процессе искрообразования, ведь, именно, через них и бегунок высокое напряжение подается на свечи.

Из чего состоит БСЗ?

Бесконтактное зажигание включает в себя небольшое количество деталей, благодаря чему снижается вероятность выхода из строя каждой из них. Система состоит из:

1. Источника питания. Во всех автомобилях им является аккумуляторная батарея.
2. Выключатель зажигания и стартера. Деталь необходима для правильного распределения времени работы устройства.
3. Катушка зажигания. Преобразовывает низковольтный ток от аккумулятора в высоковольтный, благодаря чему обеспечивается стабильная работа авто.
4. Транзисторный коммутатор. Отвечает за прерывание поступления электрического тока на катушку.
5. Датчик зажигания. Фиксирует перемены в магнитном поле.
6. Распределительный датчик. Датчик объединён с импульсным, который бывает нескольких видов. Импульсный датчик чаще всего представлен датчиком Холла, но также существуют ещё две разновидности — индуктивный и оптический.
7. Свечи.

Рекомендуем: Что означает калийное число свечей зажигания

Преимущества и недостатки бесконтактной системы зажигания

Несмотря на то, что бесконтактная система зажигания (БСЗ) стоит дороже (это, пожалуй, ее единственный недостаток) по сравнению с традиционной, именно ее применяют сейчас во всех современных автомобилях. Лучшее искрообразование в БСЗ обусловлено тем, что за счет применения полупроводникового коммутатора уменьшаются потери энергии на первичной обмотке катушки, а это, в свою очередь, ведет к увеличению напряжения на вторичной. В результате происходит более полное сгорание топливно-воздушной смеси в цилиндрах двигателя. Отсюда и все вытекающие достоинства бесконтактной системы зажигания:

• увеличение мощности мотора;
• экономия топлива;
• улучшение динамических характеристик автомобиля;
• снижение токсичности выхлопных газов;
• уверенный запуск двигателя в условиях повышенной влажности и больших отрицательных температур;
• стабильная работа мотора при различных оборотах (вплоть до максимальных);
• увеличение срока эксплуатации свечей.

Полезные советы

1. Так как чаще всего причина неисправностей кроется в состоянии проводов, то не стоит экономить на них. Качественные провода, которые имеют силиконовую изоляцию, отличаются долговечностью и надёжностью работы.
2. Неправильный крепёж проводной колодки нередко выступает причиной, по которой ломается коммутатор. После монтажа детали необходимо обязательно проконтролировать состояние посадки разъёма.
3. Если после установки бесконтактной системы зажигания тахометр перестал выполнять свои функции, то необходимо дополнительно вмонтировать в цепь между ним и катушкой конденсатор.

Способы переоборудования контактной системы зажигания в бесконтактную

Естественно, по дорогам нашей необъятной Родины колесит огромное количество автомобилей (как импортных, так и отечественных), оборудованных стандартной системой зажигания. Повысить эффективность и надежность ее работы – мечта любого владельца транспортного средства. В настоящее время сделать это своими руками достаточно просто. Существует два основных способа (вариант полностью самодельного устройства мы не рассматриваем) модернизации системы зажигания:

• Приобретение и установка полного комплекта бесконтактного зажигания. Хотя такой вариант тюнинга и является достаточно дорогостоящим, специалисты считают его самым «правильным» с технической точки зрения. Только полностью заменив штатную систему зажигания можно получить новую, обладающую всеми достоинствами бесконтактного искрообразования.
• Доработка «родного» трамблера, путем установки специального модуля, представляющего собой малогабаритное устройство «3 в 1» (датчик, усилитель сигнала и коммутирующий транзистор). Этот вариант модернизации является менее затратным и позволяет несколько улучшить технические характеристики традиционной системы зажигания, исключив из схемы «проблемный» механический прерыватель.

На заметку! Производители автомобильных запчастей предлагают пользователям наборы, позволяющие произвести переделку систем зажигания для различных моделей транспортных средств, в соответствии с вышеописанными вариантами.

Регулировка стробоскопом

Регулировка со стробоскопом

производится таким образом. Подцепляем стробоскоп к сети автомобиля. С трамблера нужно снять и заглушить шланг вакуум-корректора. Теперь двигатель нужно запустить и прогреть до температуры, при которой он устойчиво будет держать обороты на холостом ходу. После нужно ослабить болт, который фиксирует корпус трамблера. Свет стробоскопа нужно направить на шкив, который располагается на коленвале.

Теперь начинаем поворачивать трамблер, до тех пор, пока метка, нанесенная на шкив, не встанет относительно меток на крышке газораспределительного механизма. В таком положении корпус трамблера фиксируется.

Бюджетный вариант перехода на бесконтактную систему

Контакты механического размыкателя «подгорают» и изнашиваются, поэтому их приходится периодически чистить и регулировать зазор. Избавить владельцев классических ВАЗов (2101-2107) от этой рутинной работы позволяет установка модуля «Сонар ИК» (стоимостью 700÷900 рублей) в трамблер.

Устройство состоит из:

• оптического датчика (источника инфракрасного излучения и фотоприемника);
• усилителя электрического сигнала;
• коммутирующего транзистора.

Важно! Все вышеперечисленное смонтировано в миниатюрном влагозащищенном корпусе, что позволяет достаточно просто установить его на место штатного контактного прерывателя.

Принцип работы модуля заключается в следующем:

• При вращении ротора трамблера его кулачки периодически перекрывают световой поток оптического датчика.
• Электрические импульсы от фотоприемника усиливаются встроенной микросхемой и подаются на управляющий транзистор, который размыкает/замыкает цепь первичной обмотки катушки.

На заметку! Светодиодные индикаторы (красного и зеленого цвета) информируют о состоянии электронного коммутирующего ключа (замкнут/разомкнут).

Как установить и настроить «Сонар ИК» подробно рассказано в представленном ниже видео:

Бесконтактный датчик-прерыватель для иномарок

Владельцы иномарок могут приобрести простое приспособление от UltraSpark, Pertronix или AccuSpark, позволяющее быстро «превратить» стандартную систему зажигания в бесконтактную. В комплект поставки такого устройства входят:

• Индукционный датчик-прерыватель.
• Триггерное пластиковое кольцо с запрессованными в него неодимовыми магнитами (по количеству цилиндров двигателя).
• Инструкция по монтажу и схема подключения.

По утверждению производителей монтаж бесконтактного датчика-прерывателя (БДП) занимает не более 30 минут:

• Снимаем крышку трамблера и бегунок.
• Демонтируем контактную группу механического прерывателя и искрогасящий конденсатор.
• Устанавливаем БДП и выводим его провода через отверстие в корпусе.
• Надеваем на ось ротора триггерное кольцо.

• Возвращаем на место бегунок и крышку трамблера.
• Подсоединяем провода от установленного датчика к катушке зажигания в соответствии со схемой.

Важно! Зная модель трамблера можно подобрать бесконтактный модуль-прерыватель, практически, для любой марки транспортного средства иностранного производства.

Несомненными достоинствами БДП являются:

• Невысокая стоимость.
• Простота установки.
• Возможность использования со стоковыми трамблерами и высоковольтными катушками конкретной марки автомобиля.

Виды СЗ

Система зажигания служит для воспламенения в необходимый момент топливовоздушной смеси, находящейся в цилиндрах двигателя.

Применяемые СЗ можно разделить на три основных типа:

• Контактные;
• Бесконтактные;
• Контактно-транзисторные.

Первый и третий тип особого интереса для нас не представляют, поскольку на ВАЗ 2109 используется бесконтактная или бесконтактно-транзисторная система.

https://youtube.com/watch?v=Ud-nuLSxwvk

Применять такие схемы начали еще в середине 80-х годов прошлого века. С течением времени инженерам удалось повысить эффективность, работоспособность и надежность.

В БСЗ вместо прерывателя начали использовать бесконтактные датчики, которые позволяют за мгновение определить частоту вращения коленчатого вала и угол его положения.

Принцип действия

Принцип действия системы зажигания, установленной на ВАЗ 2109, выглядит следующим образом:

• Датчик положения коленвала выполняет свои основные задачи, посылает сигнал на контроллеры;
• Контроллер обрабатывает полученную информацию и проводит расчет последовательности включения в работу катушек зажигания;
• Катушка создает две искры — воспламеняющую и холостую.

Метод холостой искры подразумевает создание искр одновременно в двух свечах зажигания. Одна воспламеняющая, а вторая холостая, поскольку бьет в такт выпуска отработанных газов на другой свечке. Таким образом, цилиндры, где одновременно образуются искры, создают пары — 1 и 4 цилиндры и 2 и 3 цилиндры.

Катушка

Основные преимущества

Используемая система зажигания для девяток отличается неплохими показателями надежности, хотя вырабатывает энергию до 50 кДж, а напряжение пробоя порой может достигать отметки 30 кВ и больше. БСЗ ценят за высокий КПД.

Можно выделить несколько главных преимуществ, которыми характеризуются бесконтактные системы зажигания.

Преимущества	Особенности
СЗ работает с датчиком Холла	Из-за этого на параметры энергии искры не влияют напряжение в электросети, частота работы двигателя. Это обусловлено тем, что период времени концентрации энергии в катушке зажигания всегда неизменный. Так обеспечивается высокий КПД схемы
Отсутствует механическое взаимодействие между контактами	Это способствует отсутствию загрязненности, обгорания контактов, потому чистить их не приходится
Не нужно регулировать положение контактов	Это объясняется просто — их нет в СЗ ВАЗ 2109
Минимальные механические взаимодействия деталей	Такой фактор способствует отсутствию вибраций ротора, резонанса, неравномерного распределения искры по свечам зажигания
Энергия в свечи постоянно повышенная	Она может достигать 50 Дж, что позволяет избегать сбоев при воспламенении топливовоздушной смеси в цилиндрах. Особенно хорошо это видно при разгоне автомобиля
Экономичность и экологичность	Применение новой СЗ позволило улучшить экономию топлива примерно на 5 процентов, а также на 20 процентов снизить количество выбросов СО
Стабильный запуск холодного двигателя	Даже если АКБ разрядится до 6В, запустить мотор все равно можно будет без проблем. Этим БСЗ существенно отличается от других систем зажигания, которые не могут похвастаться такой стабильностью.

Схема

Полноценная система бесконтактного зажигания

Естественно, получить все преимущества БСЗ, установив только датчик-прерыватель, не получится. Этот модуль лишь позволяет повысить надежность искрообразования (без пропусков) и избавляет владельцев от необходимости постоянно контролировать состояние механической контактной группы. Для того, чтобы оборудовать свой автомобиль полноценной БСЗ, необходимо приобрести комплект, состоящий из:

• трамблера, с установленным датчиком Холла;
• полупроводникового коммутатора;
• высоковольтной катушки;
• соединительных проводов с установленными колодками.

Такой набор для классических автомобилей ВАЗ от «СОАТЭ» (Россия, город Старый Оскол) на сегодняшний день стоит около 2500 рублей. В представленном ниже видео подробно описан процесс его самостоятельной установки:

Инструкция по установке самодельного БСЗ

Если вы определились, какое зажигание лучше, то перейдем к вопросу установки более хорошего варианта на свой автомобиль. Установка бесконтактного зажигания начинается с монтажа блока, оборудованного стальной пластиной с посадочными отверстиями, которая необходима для охлаждения. Процедуру рассмотрим на примере классического автомобиля ВАЗ 2107. На левом лонжероне должны быть отверстия, к которым прикручивается коммутатор при помощи двух саморезов. Если отверстия нет, то найдите место рядом с катушкой, и просверлите отверстия там (автор видео — канал Sdelaj Sam! Pljus interesnoe!).

Устанавливая самодельное электронное зажигание, коммутатор нельзя монтировать рядом с бачком омывателя. Ведь если он даст течь, то вся электроника «накроется». Перед демонтажем высоковольтных проводов запомните их расположение.

Установка БСЗ осуществляется в таком порядке:

1. Сначала с нового распределителя нужно снять крышку и установить прокладку. Трамблер монтируется на блоке так, чтобы его подвижный контакт располагался напротив метки на клапанной крышке силового агрегата. Так называемую юбку трамблера следует немного прижать при помощи крепежной гайки, это позволит предотвратить возможное проворачивание распределителя.
2. Далее, необходимо произвести монтаж катушки на место установки. После этого следует подключить к ее выводам провода от реле замка, коммутатора, а также тахометра. Провод, который идет от контакта 1 на блоке, необходимо соединить с клеммой К непосредственно на катушке. Что касается провода от контакта под номером 4, то он соединяется с клеммой Б.
3. После выполнения этих действия нужно установить зазор на электродах свечей около 0.8-0.9 мм, а затем сами свечи можно закрутить в посадочные места. Установите крышку на распределительный узел и подключите все необходимые провода в соответствующем порядке. Затем вам остается только подключить вакуумную магистраль. Сделав это, можно приступать к регулировке узла.

1. Отсоедините провода от распределителя.

2. Демонтируйте трамблер.

3. Установите коммутатор.

Система зажигания без распределителя

Самой «продвинутой» и действительно бесконтактной является электронная система зажигания, которая не имеет механического распределителя, так как его функции выполняет бортовой компьютер. Он «определяет» момент искрообразования в соответствующем цилиндре по сигналам, поступающим с сенсоров положения распределительного и коленчатого валов. Вместо одной высоковольтной катушки в системе используют несколько (по одной на каждый цилиндр двигателя). Это позволяет создать более мощную искру, так как компьютер в зависимости от частоты вращения двигателя четко «определяет» время, необходимое для накопления энергии.

На заметку! Еще более инновационной считают систему зажигания, в которой катушки вмонтированы непосредственно в колпачки, одеваемые на свечи. Это позволяет избавиться от высоковольтных проводов, что в свою очередь снижает потери электроэнергии, а также повышает надежность и эффективность процесса искрообразования.

Возможные неисправности

Если авто не запустилось, следует вначале проверить правильность подсоединения проводки. Также можно выкрутить свечи и проверить наличие искры.

Вполне возможно, при установке неправильно был выставлен трамблер, в частности, датчик Холла свои центром не совпадал с краем технологического отверстия, в итоге нарушен момент искрообразования.

Чтобы устранить неисправность, следует по новой произвести регулировку с предварительной установкой меток на шкиве с рисками на крышке, выставление положения бегунка, а после уже устанавливать датчик Холла.

Возможно также, что бесконтактное зажигание ВАЗ-2101 не работает потому, что один из составных элементов попросту неисправен. Поэтому перед установкой желательно коммутатор, трамблер и катушку проверить на авто, оснащенном такой системой зажигания.