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

Коммутатор электронной системы зажигания 98.3734

Коммутатор электронного зажигания 98.3734 разработки и производства ОАО «ЧНППП «ЭЛАРА» (далее — коммутатор) предназначен для коммутации тока в первичной обмотке катушки бесконтактной системы зажигания автомобилей семейств ВАЗ-2105, ВАЗ-2108, ВАЗ-2110, ВАЗ-21213, ВАЗ-1111, ЗАЗ-1102 . Прибор защищен свидетельством на полезную модель.

Устройство работает совместно с катушками зажигания 3122.3705, 27.3705 и их модификациями, имеющими сопротивление первичной обмотки менее 0,7 Ом и индуктивность не более 7 мГн, датчиком-распределителем 40.3706, 3810.3706 и их модификациями. Номинальное напряжение питания — 12, максимальное — 16, минимальное — 6 В. Время ограничения тока через катушку зажигания коммутатор нормирует в зависимости от режима работы в пределах от 0,6 до 4,5 мс, что составляет 2… 15 % длительности периода входного сигнала при частоте 33 Гц и напряжении питания 13,5 В. Коммутируемый ток катушки зажигания (ток разрыва) ограничен коммутатором на уровне 7,3…7,8 А при напряжении питания 13,5 В. Коммутатор прекращает протекание тока через катушку зажигания через 1 с после остановки вала датчика-распределителя, не допуская искрообразования. Рабочий интервал температуры окружающей среды от -45 до +105 °С.

Схема коммутатора показана на рис. 1, а внешний вид — на рис. 2.

Позиционные обозначения всех элементов соответствуют схеме предприятия-изготовителя. Основа устройства — специализированная интегральная микросхема L497D фирмы ST Microelectronics, предназначенная для управления коммутирующим транзистором BU941ZP той же фирмы. Работа микросхемы подробно описана в . Рассмотрим некоторые особенности ее работы при отличном от типовой схемы включении.

Микросхема DA1 питается от двух источников тока. Первый источник на транзисторах VT1 и VT2 обеспечивает ток 50 мА для питания датчика Холла и микросхемы DA1. Его выходной ток зависит от сопротивления резистора R3 и напряжения на эмиттерном переходе транзистора VT1. Резистором R2 устанавливают рабочую точку транзистора VT2 и напряжение на коллекторе транзистора VT1.

В случае увеличения температуры напряжение на резисторе R3 уменьшается приблизительно на 2,1 мВ/°С, что приводит к соответствующему снижению выходного тока. Конденсатор С9 подавляет высокочастотные колебания, возникающие в момент появления выбросов напряжения в бортовой сети автомобиля.

Второй источник тока, выполненный на транзисторах VT3 и VT4, стабилизирует базовый ток транзистора VT5 на уровне 40 мА. Применение транзисторов MJE350 (VT2, VT4) в источниках тока обеспечивает надежную работу коммутатора в случае возникновения импульсных помех напряжением до 350 В в бортовой сети автомобиля и повышения температуры окружающей среды до 105 °С.

Стабилитрон VD3 BZX84C9V1 стабилизирует напряжение на уровне 9 В для питания датчика Холла.

Диод VD1 защищает устройство от переполюсовки источника питания.

Резистор R28 и диодная сборка VD5 обеспечивают надежную защиту входов микросхемы от возможных бросков напряжения.

Цепь VD4R13C8R14 защищает транзистор VT5 в случае повышения напряжения в бортовой сети. Если напряжение превышает 24 В, открывается стабилитрон VD4 и через резисторы R13, R14 начинает протекать ток, что приводит к увеличению напряжения на входе HI (вывод 13) обратной связи по току микросхемы DA1 и к уменьшению уровня ограничения тока в катушке зажигания. Когда напряжение превысит примерно 70 В, коммутатор полностью выключается.

Датчик тока коммутирующего транзистора (R18-R27) выполнен из десяти параллельно включенных резисторов для поверхностного монтажа сопротивлением 1 Ом. В ранее выпускавшихся коммутаторах функцию датчика тока выполнял резистор АСОЗ сопротивлением 0,1 Ом ±5 %. Однако эксперименты показали, что примененный здесь датчик обладает лучшей температурной стабильностью.

В блоке применена импортная элементная база в основном для поверхностного монтажа. Постоянные резисторы и керамические конденсаторы X7R — типоразмера 1206. Биполярные транзисторы BUZ941ZP и MJE350 заменимы транзисторами КТ898А (или серий КТ8131, КТ8225, КТД8252) и КТ720А соответственно, а транзисторы ВС808 — ВС807.

Литература

Пятков К. Б., Игнатов А. П., Косарев С. Н. и др. Автомобили ВАЗ-2110 и ВАЗ-21102: Руководство по техническому обслуживанию и ремонту. — М.: За рулем, 1996.
Ходасевич А. Г., Ходасевич Т. И. Справочник по устройству и ремонту электронных приборов автомобилей. Вып. 1. Электронные системы зажигания. — М.: Антелком, 2001.

Общий принцип работы

Наличие контактной системы зажигания в автомобиле подразумевает, что зажигание горючего в цилиндрах осуществляется по факту появления искры от свечи зажигания.

При этом сама искра возникает при поступлении импульса высокого напряжения от катушки зажигания.

Ключевую функцию выполняет катушка зажигания, которая по принципу работы напоминает трансформатор.

Она состоит из двух обмоток (первичной и вторичной), намотанных на сердечник из металла.

Сначала напряжение подводится к первичной обмотке, после чего в катушке создается ток.

Как только происходит кратковременный разрыв первичной цепи, магнитное поле нивелируется, но во вторичной обмотке возникает высокое напряжение (около 25000 Вольт).

В этот момент на первичной обмотке также присутствует напряжение, равное 300 Вольтам.

Причина его появления — токи самоиндукции. Именно из-за появления этого тока возникает обгорание и искрение контактов прерывателя.

Из сказанного выше можно сделать вывод, что вторичное напряжение напрямую зависит от следующих аспектов:

• Магнитного поля;
• Уровня интенсивности падения тока в первичной обмотке.

Для роста вторичного напряжения и снижения риска обгорания контактной группы, в цепочку включается конденсатор (устанавливается параллельно). Даже при незначительном размыкании конденсатор заряжается.

Принципиальная схема контактной системы зажигания показана ниже.

Разряд емкости происходит через первичную обмотку, посредством формирования импульсного тока обратного напряжения. Благодаря этой особенности, магнитное поле исчезает, а вторичное напряжение растет.

Оптимальная емкость конденсатора для контактной системы зажигания составляет 0,17-0,35 мкФ. Для примера, в «Жигулях» отечественного производства установлен конденсатор, имеющий емкость в 0,2-0,25 мкФ (при частоте от 50 до 1000 Гц).

Если система зажигания автомобиля работает без сбоев, вторичное напряжение должно постоянно расти. Оно зависит от двух основных параметров — размера зазора между свечными электродами, а также давления в цилиндрах машины.

Для контактной системы зажигания этот параметр (вторичное напряжение) должен находиться на уровне 8-12 Вольт.

Чтобы система работала без сбоев, в момент прерывания упомянутый показатель вырастает до 16-25 кВ. Наличие подобного запаса позволяет избежать неблагоприятных последствий от тех или иных колебаний в системе зажигания.

К упомянутым выше проблемам можно отнести корректировки состава горючей смеси или изменение расстояния между электродами свечи.

К примеру, снижение уровня кислорода в топливно-горючей смеси приводит к росту напряжения до 20 кВ.

Несмотря на ряд проведенных мероприятий, полностью избежать подгорания контактной группы создателям контактной системы зажигания не удалось. Оптимальным способом снижения этого эффекта является четкое выдерживание зазора на минимальном уровне (0,3-0,4 мм).

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Выбираем свечи зажигания для своего автомобиля

В качестве примера можно привести отечественные машины ВАЗ, в которых величина зазора в прерывателе равна 0,35-0,45 мм, что соответствует углу в 52-58 градусов (при условии, что контактная группа находится в замкнутом состоянии).

В случае изменения этого угла корректируется и напряжение во вторичной обмотке. В итоге искры появляются не только на контактах, но и на бегунках. По этой причине уменьшается качество искры, и мотор теряет мощность.

Отдельного внимания заслуживает надежность контактной системы зажигания, которая зависит от целого ряда факторов:

• Формы, энергии и времени появления искры;
• Количества искр на определенной площади;
• Вторичного напряжения (одна из наиболее важных характеристик). Чем больше этот параметр, тем меньше зависимость системы от состава горючей смеси и уровня чистоты электродов.

Что есть такое коммутатор и зачем он нужен?

Если быть проще, то коммутатор — это некий модуль (по фен-шуй — модуль DC CDI либо AC CDI) в котором накапливается электрическая энергия, которая в нужный момент в виде импульса подается на катушку зажигания, где многократно умножается и в виде электрической искры проскакивает между электродами свечи зажигания.

Коммутатор скутера выглядит примерно так

В зависимости от типа коммутаторов, энергия необходимая для формирования икры может накапливаться в коммутаторе двумя способами:

• На коммутаторах типа AC CDI — энергия необходимая для образования искры на свече зажигания сначала формируется в высоковольтной катушке генератора и затем, в виде переменного тока поступает в коммутатор, где накапливается в конденсаторе и в нужный момент в виде импульса поступает на катушку зажигания
• На коммутаторах типа DC CDI — энергия необходимая для образования искры на свече зажигания в виде постоянного тока поступает непосредственно с аккумуляторной батареи, где преобразуется в переменный ток, многократно умножается по вольтажу и поступает на конденсатор

Потроха

Катушки питания коммутатора на генераторе выглядят примерно так. На некоторых моделях генераторов их две, на некоторых всего одна

Для прохождения искры в нужный момент в конструкцию генератора и иже с ним коммутатора внесен магнитоиндукционный датчик (по-колхозному — «датчик холла»). Магнитоиндукционный датчик по сути представляет из-себя обычный генератор переменного тока, только в миниатюре.

На внешней стороне ротора генератора есть небольшой выступ при прохождении которого возле датчика — в обмотках датчика формируется небольшой знакопеременный импульс, который поступает на тиристор коммутатора — тиристор открывается и энергия накопленная в конденсаторе поступает на катушку зажигания

Датчик

Подключение коммутатора

Случаи бывают разными, не исключено, что придется вам менять проводку

Поэтому потребуется принимать во внимание назначение всех выводов на штекере коммутатора. Это позволит правильно провести подключение, причем риска вывести его из строя не будет. Первый вывод коммутатора – это выход

Другими словами, с него снимается усиленный сигнал. Его нужно соединять с выводом катушки «К». Второй контакт соединяется с массой – минусом аккумуляторной батареи

Первый вывод коммутатора – это выход. Другими словами, с него снимается усиленный сигнал. Его нужно соединять с выводом катушки «К». Второй контакт соединяется с массой – минусом аккумуляторной батареи.

Все три провода от датчика Холла идут на коммутатор ВАЗ. Причем сигнальный провод соединяется с шестым выводом коммутатора. Пятый – это вывод для питания (на нем напряжение стабильно 12 Вольт). Третий вывод коммутатора – масса (минус питания). Третий соединен внутри блока со вторым. А вот между четвертым, на который подается питание от АКБ, и пятым имеется постоянное сопротивление и стабилизатор напряжения.

Что такое коммутатор ВАЗ

Коммутатор ВАЗ (электронный коммутатор зажигания) — электронный блок бесконтактной системы зажигания (БСЗ) автомобилей ВАЗ на основе датчика Холла; устройство для управления током первичной обмотки катушки зажигания, обеспечивающее формирование на вторичной обмотке импульсов высокого напряжения и бесперебойного искрообразования.

В поздних модификациях автомобилей ВАЗ-2105 и 2107, большинстве модификаций семейства Samara (2108, 2109, 21099), «Ока» (ВАЗ-1111) и некоторых ранних модификациях ВАЗ-2110, 2111 и 2112 с карбюраторными силовыми агрегатами использовалась БСЗ. В данной системе обычный трамблер с контактным прерывателем был заменен двумя устройствами — распределителем зажигания с датчиком импульсов (в качестве которого выступает датчик Холла) и работающим с ним в паре электронным коммутатором. Именно из-за отсутствия прерывателя контактного типа эта система получила название бесконтактной.

Электронный коммутатор (в зависимости от модели) выполняет несколько функций:

• Управление током в первичной обмотке катушки (коммутация) в соответствии с сигналом, формируемым импульсным датчиком;
• Установка оптимального режима работы системы зажигания (установка оптимального времени накопления энергии искры, изменение угла опережения зажигания и другие);
• Защита низковольтного контура системы зажигания от чрезмерных нагрузок, коротких замыканий и других нештатных (аварийных) ситуаций;
• Управление работой системы зажигания при запуске и остановке двигателя (главным образом — принудительное прекращение процесса искрообразования при остановленном двигателе).

Коммутатор является одним из основных компонентов БСЗ, обеспечивая ее нормальную работу. Указанные функции могут достигаться различными техническими средствами, поэтому сегодня существует большое разнообразие электронных коммутаторов для автомобилей ВАЗ — рассмотрим их подробнее.

Устройство электронного зажигания ВАЗ 2106

Для многих типов транзисторов например, n-p-n необходима изоляция от корпуса коммутатора, поэтому они монтируются через специальную прокладку. Невзирая на внешнее сходство со старыми деталями, катушка и трамблёр конструктивно отличаются.
Подложками толстопленочных сборок служит алюмооксидная керамика Al2O3. Через мин двигатель вновь возможно запустить, но через короткое время он опять останавливается.
Но можно применить и более простую схему, которая представляет собой усилительный блок из двух каскадов.
После настройки схемы с конкретным типом двигателя в различных режимах его работы все подстроечные элементы нужно будет заменить на постоянные, подобрав соответствующие номиналы.
Последняя позволяет контролировать практически все параметры двигателя.

На выводы контроллера поступают сигналы датчика начала отсчета НО , датчика угловых импульсов УИ , датчика частоты вращения коленчатого вала КВ , датчика разрежения Р , датчика температуры охлаждающей жидкости Тохл.

Коммутатор Подложками толстопленочных сборок служит алюмооксидная керамика Al2O3.
Электропроводка для двигателя 157QMJ (Упрощенная) или как завести мотор без мопеда

Признаки неисправности коммутатора как проверить коммутатор своими силами.

Назначение и особенности конструкции коммутатора.

Коммутатор – это один из элементов электрического оборудования автомобиля. Его задача – обеспечение нормальной работы бесконтактной системы зажигания. Крепления узла производится в подкапотном пространстве.

Устройство отличается надежностью, способностью выдерживать серьезные вибрации и ударные нагрузки

Это очень важно, ведь в корпусе коммутатора находятся чувствительная к воздействиям электроника

В основе коммутатора ВАЗ – стандартная микросхема L 497, которая производит управление транзистором «N-P-N» типа.

Особенность схемы – возможность программирования со стороны пользователя и установка необходимого коэффициента задержки. От корректности этого показателя напрямую зависит запуск холодного двигателя.

Благодаря четкой настройке, можно ускорить частоту вращения коленчатого вала (исключив при этом провалы в работе) и гарантировать качественную тягу силового узла.

К основным параметрам устройства коммутатора можно отнести:

Диапазон напряжений – от 6 до 16 Вольт; рабочий уровень напряжения – 13,5 Вольт; обеспечение бесперебойной искры при вращении коленвала в диапазоне от 20 до 7000 оборотов; ток коммутации – от 7,5 до 8,5 А.

Признаки неисправности коммутатора.

Одним из главных симптомов неисправности коммутатора — потеря искры. Двигатель плохо заводится и время от времени глохнет, появляются перебои в работе.

Но не стоит торопиться с заменой — важно убедиться в причине, ведь потеря искры может произойти по целому ряду причин – выходу из строя датчика Холла, разрыве ремня ГРМ, неисправности катушки зажигания, плохому контакту в крышке распределителя, проблемами в проводке и так далее. Если диагностика остальных узлов не дала результатов, то можно переходить к нашему «герою»

Но как проверить коммутатор, ведь устройство имеет весьма сложную конструкцию?

Если диагностика остальных узлов не дала результатов, то можно переходить к нашему «герою». Но как проверить коммутатор, ведь устройство имеет весьма сложную конструкцию?

Как проверить коммутатор, своими силами.

Большинство автолюбителей не морочат голову с диагностикой и просто ставят новый узел. Такой способ имеет свои плюсы. Во-первых, не нужно тратить время на проверку – достаточно установить новую деталь.

Во-вторых, можно сразу определить, в ней причина или нет. На самом деле бояться работы не стоит, ведь проверка коммутатора занимает несколько минут.

Итак, для выполнения работ в домашних условиях хватит контрольной лампы (номинальное напряжение должно быть 12 Вольт) и стандартного набора ключей.

С их помощью можно убедиться в наличии или отсутствии импульсов, а в дальнейшем принять решение об исправности самого устройства.

Алгоритм действий по проверке коммутатора:

Для начала выполнения работ желательно отключить АКБ, что бы случайно не замкнуть проводки, которые вы будите откручивать.

С помощью ключа на «восемь» выкручивайте гайку и снимите проводок с катушку зажигания с маркировкой «К». Этот провод легко распознать – он имеет коричневатый цвет и направляется к зажиму под маркировкой один на коммутаторе;

Подключайте этот провод через контрольную лампочку к зажиму «К» на катушке зажигания, а далее подсоединяйте аккумулятор;

Включайте стартер двигателя и наблюдайте за действиями лампы. Если она мигает, то коммутатор исправен. Если же лампочка не подает никаких признаков жизни, то единственный выход – это замена устройства.

При наличии сомнений в исправности детали, проверка должна производиться на специальном стенде (такой всегда есть на СТО).

В этом случае можно не только определить факт работоспособности изделия, но и измерить продолжительность импульсов.

При появлении первых подозрений не стоит сразу же менять коммутатор или тратить деньги на мастера. Вы вполне способны справиться с работой своими руками.

Тем более, теперь вы знаете, как проверить коммутатор на ВАЗ 2109 и других моделях отечественной марки. Остается выделить время и подготовить минимальный набор инструментов. Удачной дороги и конечно же без поломок.

Задача системы зажигания ВАЗ 2107 — формирование искры, которая воспламеняет воздушно-топливную смесь в цилиндрах. В старых моделях “классики” это работает на основе связки “прерыватель-катушка зажигания”. На более современных автомобилях устанавливается бесконтактная система зажигания, где за искрообразование отвечает коммутатор зажигания ВАЗ 2107.

Неисправности коммутатора сказываются на эффективности и работоспособности всей системы зажигания и автомобиля в целом. Поэтому не лишнем будет узнать о том, как проверить коммутатор ВАЗ 2107 и заменить его, если в этом есть необходимость.

ЧТО ТАКОЕ КОММУТАТОР ЗАЖИГАНИЯ

Это умное слово, на самом деле, обозначает до примитивности простое устройство. Оно отвечает за искрообразование в системе зажигания. Момент искрообразования осуществляется в блоке зажигания. А коммутатор – то небольшое электронное устройство, управляющее блоком.

Для большего понимания, любая система зажигания делится на две основные части – это система управления и система исполнения искрового разряда. Система управления формирует момент появления искры, а система исполнения – непосредственно формирует эту искру. В данной статье речь пойдет именно об управлении искрой в системе зажигания. Но чтоб немного разобраться в его функциях, следует вспомнить некоторые моменты из автомобильной истории.

Видео что такое коммутатор:

Ремонт коммутаторов

Коммутаторы активно используются для создания локальной сети, ее децентрализованных сегментов. Наиболее распространены свитчи торговых марок Edge-Core, D-Link, FoxGate, Zyxel, TP-Link. Для коммутаторов ремонт является возможностью восстановить их работоспособность после выхода из строя. Любая неполадка коммутатора может остановить работу всего офиса.

Причины ремонта свитча

Сетевое оборудование является весьма чувствительным к разного рода внешним факторам. Поломки коммутаторов возникают по следующим причинам:

• Резкое повышение напряжения в сети. Особенно опасной для коммутатора является гроза, вызывающая даже незначительные перепады.
• Механическое повреждение. Удары по корпусу коммутатора вызывают повреждения микросхем и систем. Они могут быть вызваны как падением самого оборудования, так и попаданием на него тяжелых предметов.
• Неаккуратная эксплуатация. Выдергивание кабеля, попадание жидкости, прочие факторы, связанные с действиями пользователя могут привести к повреждению портов, внутренних компонентов коммутатора.
• Сбои программного обеспечения. Это приводит к постоянным нарушениям в работе всей локальной сети.

Ремонт коммутаторов: что чаще всего выходит из строя?

Предварительная диагностика позволяет определить причины неисправности коммутатора, только после этого можно построить план проведения ремонта. К наиболее частым поломкам относятся:

• повреждение платы памяти, интегрированной в свитч;
• деформация сетевых портов, повреждение ножек;
• перегорание электронных компонентов, микросхем;
• неисправности блоков питания;
• нарушения в прошивке;
• постоянный перегрев коммутатора;
• неправильные настройки, вызывающие постоянные конфликты в сети.

Ремонт этого оборудования требует наличия специальных навыков и знаний, выполнить его самостоятельно практически невозможно.

Методы ремонта сетевого оборудования

Ремонт свитча требует детальной, правильной диагностики, которая позволит определить целесообразность выполнения последующих действий. В некоторых случаях проблема вызвана зависанием оборудования, справиться с которой позволяет простая перезагрузка. Возможные методы восстановления работы коммутатора следующие:

• Прошивка оборудования. Один из наиболее простых способов вернуть свитчу работоспособность. Для этого необходимо иметь актуальную, работающую версию программного обеспечения, специальное записывающее оборудование.
• Исправление возникшего дефекта. В этом случае применяется пайка оторвавшихся металлических элементов.
• Замена вышедшей из строя детали. В этом случае необходимо оценить стоимость проведения ремонтных работ, приобретения новой запчасти. В некоторых случаях при значительном повреждении целесообразнее купить новый свитч.

Особенности проведения ремонтных работ

Для восстановления коммутатора мастер должен обладать необходимыми знаниями, навыками, иметь технические и физические средства для предоставления услуги. По этой причине целесообразно обращаться в специализированные сервисные центры, которые выполнят необходимые действия. Работы состоят из следующих этапов:

• Диагностика. Необходимо определить причину нарушений в локальной сети (в некоторых случаях свитч оказывается рабочим, проблемы могут возникать с кабелями, неправильной настройкой). Если отсутствие связи вызвано поломкой коммутатора, мастер обязан определить, какой элемент вышел из строя.
• Составить план действий. Это требуется для последующего определения стоимости работы, перечня необходимых запчастей, их цены.
• Согласовать выполнение работ с заказчиком. Для этого ему необходимо описать суть проблемы, пути ее решения, стоимость предложенного и альтернативных методов, возможные риски.
• Выполнение необходимых действий по восстановлению работоспособности свитча.

Быстрое восстановление работы свитча позволит минимизировать время простоя офиса, поэтому обращаться следует только к проверенным компаниям, работающим в сфере IT-технологий.

Завершающий этап

А теперь осталось поговорить о самом важном – о качестве монтажа. Итак, вам потребуются следующие материалы:

1. Пластиковые хомуты-стяжки.
2. Термоусадочная изоляция.
3. Наконечники для проводов.

Вот и все, аккуратно зачищаете края проводов и надеваете на них небольшой отрезок термоусадочной изоляции (при необходимости), затем наконечник. При помощи плоскогубцев производите обжимку. Затем крепите к кузову семерки массовый провод, а остальные к катушке. Все, монтаж практически завершен, теперь необходимо все провода, идущие от трамблера к коммутатору и катушке, зафиксировать. В этом вам помогут хомуты-стяжки. Аккуратно крепите провода к жгутам, которые уже имеются в подкапотном пространстве. На этом все работы завершены, можно наслаждаться прекрасной ездой под управлением бесконтактной системы.