Mazda-moscow.ru

Журнал Aвтомобилиста
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое коммутатор в машине

Коммутатор ВАЗ: основа бесконтактного зажигания волжских автомобилей

В автомобилях ВАЗ, начиная с модели 2105, используется бесконтактная система зажигания, управление которой осуществляется электронным коммутатором. Все, что вы хотели узнать о коммутаторах, их типах, конструкции и работе, а также о верном выборе, замене и ремонте этих устройств — рассказано в статье.

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.

Модели, конструкция и характеристика коммутаторов ВАЗ

Используемые на автомобилях ВАЗ электронные коммутаторы делятся на две большие группы:

  • Транзисторные;
  • На основе специализированных микросхем.


Устройство современного коммутатора ВАЗ


Типовая схема подключения электронного коммутатора

Наиболее просто устроены транзисторные коммутаторы, которые были исторически первыми (они пришли на смену контактно-транзисторных устройств, широко использовавшихся на автомобилях ВАЗ «Классика»). В сущности, это электронный ключ, дополненный усилителем сигнала от датчика импульсов, а также элементами защиты и температурной компенсации. Ключ построен на одном мощном транзисторе, который управляется одним или двумя транзисторами, усиливающими и изменяющими сигнал от датчика Холла. В качестве элементов защиты могут выступать включенные в схему стабилитроны (предотвращают скачки напряжения), тиристоры (отключающие коммутатор или его отдельные элементы в аварийных режимах) и другие детали. А элементы температурной компенсации (цепочки резисторов и конденсаторов) обеспечивают постоянство режимов работы полупроводниковых приборов во всем допустимом температурном диапазоне.

Работает транзисторный коммутатор довольно просто. Пока сигнал от датчика Холла отсутствует, электронный ключ открыт и по первичной обмотке катушки течет постоянный ток — в данный момент во вторичной обмотке никакого тока нет. Когда от датчика поступает сигнал, ключ закрывается, прерывая ток в первичной обмотке. Из-за наличия индуктивности ток в первичной обмотке падает до нулевого значения не мгновенно, а в течение какого-то периода (доли секунды), возникает явление электромагнитной индукции — вследствие этого эффекта во вторичной обмотке тоже возникает переменный ток высокого напряжения. Данный ток через трамблер поступает на свечу зажигания, где происходит искрообразование и воспламенение горючей смеси. В последующий момент через первичную обмотку вновь протекает постоянный ток, поэтому во вторичной обмотке ток вновь исчезает. Затем описанные процессы повторяются вновь до 200-300 раз в секунду.

Транзисторная схемотехника заложена в коммутатор модели 76.3734. Это устройство отличается простой и надежностью, однако у него есть ряд недостатков. Например, с ростом частоты вращения коленчатого вала существенно снижается ток во вторичной обмотке, также коммутатор имеет ограниченный функционал и не может обеспечить эффективную работу системы зажигания на всех режимах.

Этих недостатков лишены электронные коммутатору на основе специализированных микросхем. В таком коммутаторе тоже используется электронный ключ на мощном транзисторе, однако управление ключом возложено на микросхему, что значительно расширяет функции и возможности всего устройства. В частности, в коммутаторах с микросхемами реализованы функции регулирования времени накопления энергии в катушке, безыскровой отсечки (ограничения искрообразования при включенном зажигании, но остановленном двигателе), различных уровней защиты и другие. Благодаря возможности регулирования времени накопления энергии, коммутаторы на микросхемах обеспечивают стабильное искрообразование во всем диапазоне оборотов коленчатого вала, чем и обусловлено их широчайшее распространение.

На микросхемах построены коммутаторы моделей 036.3734, 42.3734, 72.3734 (все на отечественной элементной базе) и их модификации, 98.3734, немецкий HUCO.13 8090 и другие (на зарубежных микросхемах).

Электронные коммутаторы делятся еще на два типа по количество каналов управления:

  • Одноканальные;
  • Двухканальные.

К одноканальным относятся все описанные выше устройства. Они предназначены для работы с одной катушкой зажигания, поэтому в системах с двумя катушками приходится использовать два одинаковых коммутатора, работающих с одним импульсным датчиком. Двухканальные коммутаторы — специализированные устройства для управления сразу двумя катушками зажигания. К устройствам этого типа относят коммутатор модели 133.3774 некоторых модификаций.

Конструктивно все коммутаторы ВАЗ выполнены в виде компактных пластиковых блоков с интегрированными алюминиевыми теплоотводами (они обеспечивают охлаждение мощного транзистора в процессе работы системы зажигания). В теплоотводах выполнены проушины или отверстия для монтажных винтов, с их помощью коммутатор монтируется на кронштейн или непосредственно на кузова автомобиля. Подключение коммутатора к электросистеме осуществляется с помощью одного стандартного разъема с контактами ножевого типа, расположенного на стенке корпуса.

К основным характеристикам электронных коммутаторов системы зажигания можно отнести:

  • Ток коммутации;
  • Предельные частоты вращения коленчатого вала, при которых обеспечивается бесперебойное искрообразование;
  • Допустимое и максимальное напряжения питания;
  • Время безыскровой отсечки.

У современных коммутаторов для автомобилей ВАЗ ток коммутации лежит в пределах 7-8 А, рабочие напряжения — от 6 до 18 В, максимальное напряжение — до 25-30 В в течение пяти минут, предельные частоты вращения коленвала — от 20 до 7000 об/мин, а время безыскровой отсечки — не более 2-3 секунд.

Как правильно подобрать, заменить и отремонтировать коммутатор ВАЗ

В процессе эксплуатации автомобиля коммутатор может выйти из строя, частично или полностью нарушив работу двигателя. Главный признак поломки коммутатора — слабая/нестабильная искра или ее полное отсутствие. Если другие причины появление такого симптома исключены, то следует проверить коммутатор, и в случае его неисправности — заменить. Простейшая проверка заключается в подключении в разрыв провода, идущего от коммутатора на первичную обмотку катушки (клемма «К» на катушке и клемма «1» на коммутаторе), контрольной лампы или тестера (это нужно делать при выключенном зажигании). Если коммутатор работает, то при включении зажигании лампа будет мигать, если этого не происходит, то лучше поставить новый коммутатор.

На замену следует брать коммутатор того же типа, что был установлен на автомобиль ранее, либо совместимые с другими элементами системы зажигания аналоги. Например, с коммутаторами 036.3734, 76.3734 (и другими 3734) совместимы распределители модельного ряда 3706 и катушки зажигания 3705, но возможны и другие варианты.

Замена коммутатора на всех моделях ВАЗ проста:

  1. Выключить зажигание, снять клемму с АКБ;
  2. Отсоединить от коммутатора электрический разъем со жгутом проводов;
  3. Вывернуть два монтажных винта/болта, демонтировать устройство;
  4. Установить новый коммутатор, предварительно очистив его монтажную площадку от загрязнений и следов коррозии;
  5. Выполнить все электрические соединения.

После замены электронного коммутатора необходимо настроить угол опережения зажигания, а иногда выполнить и другие регулировки. Каких-либо дополнительных операций с самим коммутатором не требуется. Если деталь подобрана и установлена правильно, то система зажигания автомобиля ВАЗ будет нормально функционировать в любых условиях.

Что такое коммутатор в машине?

  • Что такое коммутатор в машине?
  • Для чего нужен коммутатор зажигания?
  • Принцип работы коммутатора системы зажигания
  • Каким может быть коммутатор в автомобиле?
  • Как определить неисправность коммутатора в машине?

По конструкции первые коммутаторы представляли собой пару проводов и блок питания. Теперь коммутатор — сложный узел в системе зажигания. Устройство продолжало эволюционировать — сейчас коэффициент выжигания топлива очень высок. Современные коммутаторы могут работать на низкооктановом бензине и повышают отдачу мотора на пониженных оборотах.

Что такое коммутатор в машине?

Этим термином называют устройство, отвечающее за появление искры. Искра возникает в блоке зажигания, а коммутатор в автомобиле — блок, координирующий этот процесс. Система зажигания делится на две составляющие — контрольный блок и блок, где происходит искровой разряд. Управляющая система контролирует момент появления искры, а исполняющий блок занимается ее образованием.

Прежде на автомобилях была система розжига горючего с батарейным зажиганием. В ее основе лежал принцип самоиндукции. Такая система работала долго — до появления принципиально иной элементной базы. У неё несложная транзисторная схема. Регулирование производится при помощи тока, проходящего по бобине. Основной принцип остался неизменным — коммутаторы по-прежнему работают на электромагнитной индукции.

Читать еще:  Какой аккумулятор на ваз 2107

Для чего нужен коммутатор зажигания?

Транзистор снижает нагрузку на прерыватель. Сила тока при этом многократно увеличивается. Система работает надежнее — без перебоев на повышенных оборотах, а значит, и на больших скоростях. Увеличилась степень сжатия силового агрегата. Характеристики зажигания улучшились благодаря устройствам, работающим как на транзисторной, так и на тиристорной схемах.

Поэтому батарейное зажигание оказалось полностью вытеснено, хотя до некоторого времени было доминантом. Кроме того, инновации позволили отказаться от контактных прерывателей.

Принцип работы коммутатора системы зажигания

Назначение коммутатора в системе зажигания — управление напряжением, которое проходит по сигналам, поступающим с ЭБУ. При вращении коленвала распределительный датчик создает импульсы, которые поступают на переключатель. Он формирует импульсы в катушке зажигания (первичная электрообмотка). Потом он появляется во вторичной электрообмотке. Напряжение поступает на основной распределительный контакт, потом по проводке идет на свечи, образующие искру.

Когда коленвал увеличивает обороты, контроль над регулировкой угла опережения зажигания берет на себя центростремительный регулятор. При изменении нагрузки на силовой агрегат эту функцию выполняет вакуумный регулятор. Использование транзисторов позволяет уменьшить нагрузку на прерыватель — сила тока при этом, наоборот, увеличивается. Это даёт усовершенствованным системам ряд преимуществ:

  • степень сжатия увеличивается;
  • вся система зажигания работает дольше;
  • система может нормально работать при больших нагрузках на мотор.

Каким может быть коммутатор в автомобиле?

Современные коммутаторы эффективны и надежны благодаря микропроцессорам. Сейчас в магазинах продают разные модели. Все коммутаторы можно поделить на:

  1. Транзисторные. Имеют контакты, которые могут обгореть или просто износиться. Это значит, что срок службы у них небольшой.
  2. Тиристорные. Похожи на транзисторные, но имеют одно отличие — высокое напряжение возникает в конденсаторе. Когда система активируется, конденсатор подключается к катушечной обмотке. При следующем разряжении возникает искра.
  3. Гибридные. Здесь есть кулачковый трамблер. Электронная часть включает в себя коммутатор и катушку. Это гибрид электроники и механики. За счет электронных элементов этот узел надёжнее и экономичнее. Датчики здесь заменены кулачками, подсоединяются они просто. Конструкция удобна — ведь когда свитч выходит из строя, можно переключиться на старую катушку. Потом запускается кулачковое зажигание.
  4. Бесконтактные — самые эффективные устройства. Их параметры намного выше показателей коммутаторов другого типа. С началом применения электроники производители начали отказываться от контактов — сигналы стали передаваться от датчика Холла.

Датчики сыграли роль в улучшении процесса образования искры — перебои прекратились, погрешность воспламенения горючего в правом цилиндре уменьшилась. Проблема зависимости угла опережения от частоты оборотов двигателя осталась, но и она была решена при помощи микроконтроллерной системы. Устройства, в которые она интегрирована, получают сигнал с датчика на вход Х1. Здесь его обработкой занимается микроконтроллер, определяющий момент активации и деактивации катушки.

Как определить неисправность коммутатора в машине?

Выявить поломки у устройств нового типа несколько сложнее, чем у одноконтактных. Лучше отвезти машину в СТО. Признаки поломок таковы:

  • мотор перестал запускаться, искры нет;
  • двигатель постоянно глохнет;
  • силовой агрегат работает неустойчиво.

Для проверки используют вольтметр — при включенном зажигании его стрелка должна располагаться посередине шкалы. Когда питание перестает поступать, она отклоняется в правую сторону. Если все происходит так, прибор находится в рабочем состоянии.

Если вольтметра нет, проверяют узел при помощи сигнальной лампочки. Один из проводов подсоединяется к массе, второй — к первой коммутаторной клемме. Если устройство рабочее, лампочка загорится.

Появление коммутатора — следствие эволюции системы зажигания. По мере её развития и возникли многоканальные устройства, которые сильно облегчают жизнь нынешним автовладельцам.

Как проверить датчик Холла?

Датчик Холла передает на блок управления сведения о положении валов двигательной системы и отвечает за возникновение искры. Мы вам расскажем, как самостоятельно проверить этот датчик на автомобиле.

Датчик Холла: принцип работы

Датчик Холла — это главный элемент системы зажигания современных автомобилей. Он определяет положение распределительного вала и момент воспламенения горючей смеси.

Что такое трамблер в автомобиле?

За распределение зажигания и искрообразование в нужный момент в бензиновых двигателях старого поколения отвечает трамблер. Его еще называют прерыватель-распределитель зажигания.

Датчик детонации: как проверить и поменять

Датчик детонации — небольшой и дешевый элемент, однако функция, которую он выполняет, исключительно важна. Бесконтрольная детонация может вывести мотор из строя в два счета.

Микропроцессорная (электронная) система зажигания: назначение, принципы построения и работы

В чем суть микропроцессорной (электронной) системы зажигания? На каком принципе работает система? Как может комплектоваться МПСЗ?

Как выставить зажигание на ВАЗ-2107 своими руками?

Регулировка зажигания на ВАЗ-2107 — работа, которую можно с легкостью сделать своими руками, сэкономив немалую сумму на посещении СТО. В чем особенности настройки на автомобилях с контактной и бесконтактной системой? Стоит ли обращаться на сервис или же делать работу своими руками?

Система электрооборудования автомобиля

КОММУТАТОР ЗАЖИГАНИЯ НА МДП-ТРАНЗИСТОРЕ

Контактная система зажигания имеет ряд недостатков, следовательно, для улучшения характеристик двигателя и улучшения его пуска в зимнее время, необходимо исключить возможность под­горания контактов пре­рывателя, многие хозяева своих автомобилей устанавли­вают в них так называемые электрон­ные системы зажига­ния.

Для этого, на выходах коммутатора электронной системы зажигания устанавливается более мощный высоковольтный биполярный транзистор. Его задача коммутировать ток через первичную обмотку тока низкого напряжения катушки зажигания (аналогичной катушки зажигания ВАЗ-2108). Правда, биполярный транзистор имеет значительно высокое сопротивление эмиттер-коллектор в открытом состоянии, что значительно ограничивает ток через первичную обмотку катушки зажигания, а следовательно уменьшает энергию искры, что влечет за собой падение напряжения на участке эмиттер-коллектор открытого транзистора, а также приводит к увеличению мощности на открытом транзисторе, это приводит к его перегреванию. В основных промышленных коммутаторах имеют цепи ограничения тока через этот же транзистор. Они служат для защиты коммутатора зажигания от пробоя, и ограничивают подачу тока через катушку зажигания, снижая при этом энергию искры.

Чтобы выйти из создавшегося положения необходимо применить коммутатор зажигания мощного высоковольтного МДП-транзистора IRF-3205 в так званом выход­ном каскаде. Сопротивление которого в открытом состоя­нии около 0,008 Ом, что способствует коммутированию без радиатора, ток до 15А, что практически исключает нагревание.

На схеме представлена принципиальная схема обычного коммутатора контактной системы зажигания, который выполняется на МДП-транзисторе.

Коммутатор работает вместе с прерывателем, при этом конденсатор находится в отключенном положении. Во время замыкания контактов прерывателя напряжение падает до нуля в точках соединения R1 и R2. На микросхеме 01 представлен инвертор. Следовательно, в это время напряжение на выходе D1 будет достаточно высоким. Напряжение подается на затвор, что приводит его в открытое положение. Во время размыкания контактов прерывателя VТ1 закрывается.

В качестве накопительного конденсатора системы зажигания выступает С2.

Следовательно, наш комму­татор выполняет работу механического прерывателя автомобиля. И, за счет того, что МДП-транзистор может коммутировать на много больший ток, это позволяет работать с током низкого напряжения катушки зажигания, это дает возможность увеличть энергию искры (ток через такую катушку зажигания будет наиболее высоким, что примерно в 1,5-2 раза превосходит ток, который может выдать на выходе стандартный коммутатор, таким образом, энергия катушки зажигания, которую накапливает ее сердечник будет намного выше.

Эта схема, исключает износ контактов прерывателя вследствие перегрева и обгорания, что приводит к увеличению зазоров его контактов.

Микросхему К561ЛН2 взаимозаменяема любым аналогом. Транзистор 1РР3205 можно заменить на 1РР470, 1РР350. 1РР362. Микро­схему также можно заменить — на интегральный стабили­затор типа 7812.

Как корпус можно использовать корпус от неисправного коммутатора зажигания следующих автомобилей: «Волга» или «УАЗ». Сам корпус выполняет роль радиатора для МДП-транзис­тора (правда, он можно сказать не нагревается).

Коммутатор зажигания автомобиля

Назначение

Коммутатор зажигания предназначен для управления током первичной обмотки(ок) катушки зажигания по сигналам датчика синхронизации, или ЭБУ.

Принцип работы автомобильного коммутатора зажигания

Сигнал от датчиков вращения очень слабый и для использования в системах управления, его необходимо сформировать и усилить. Кроме этого различные типы датчиков дают сигналы аналогового типа или в неудобной для использования форме. Для управления током первичной обмотки катушки зажигания разработаны электронные устройства, позволяющие производить переключения (коммутацию) с высокой скоростью. Сигнал с коммутатора подается на первичную обмотку катушки зажигания.

Рис. Фото коммутатора и осциллограмма управляющих импульсов.

Рис. Фото коммутатора и осциллограмма управляющих импульсов.

Коммутатор может быть и двухканальным, управляя сразу двумя катушками зажигания.

Рис. Фото коммутатора и осциллограмма сигналов ЭБУ.

Коммутатор может выполнять и более сложную роль. Рассмотрим пример на схеме управления ам ФОРД Скорпио EEC 4. На рисунке приведена схема такой системы зажигания. Такой прибор можно даже назвать модулем зажигания. Расположен он на распределителе зажигания. От датчика Холла, расположенного в распределителе, в модуль поступает РIР (Profile Ignition Pickup) сигнал.

Читать еще:  Какой аккумулятор на ваз 2112

Рис. Схема системы зажигания автомобиля ФОРД.

Он обрабатывается и в виде частотного сигнала 10-15 Гц передаётся в ЭБУ двигателем. В ЭБУ производится перерасчёт на поправочные коэффициенты и возвращает сигнал SPOUT (SPark OUTput) обратно в модуль TFI. Частота такого сигнала 10-15 Гц, но форма импульсов другая. На холостом ходу PIP сигнал имеет частоту 25-35 Гц, a SPOUT сигнал — частоту 40-45 Гц, который и управляет выходным каскадом коммутатора. Осциллограммы входных и выходных сигналов TFI модуля приведены на рисунке.

Рис. Осциллограммы при 3000 обмин.

Расположение

Коммутатор может быть совмещённым с ЭБУ двигателем. В таком случае управляющий сигнал с ЭБУ идёт непосредственно на катушку зажигания.

Если коммутатор конструктивно выполнен отдельно, то он может быть установлен непосредственно рядом с катушкой зажигания (VASS); отдельно установленным на металлической поверхности для хорошего теплоотвода (крыло или перегородка подкапотного пространства) (ФОРД); рядом с блоком управления (VW Пассат); на распределителе зажигания (ФОРД) и т.п.

Неисправности

Обычно выход из строя электрической части происходит из-за бросков напряжения или эрозии в разъёме. Перегрузка и выход из строя из-за закорачивания первичной обмотки катушки зажигания или выхода из строя высоковольтной части.

Методика проверки

В начале необходимо проверить наличие питающего напряжения на выводах коммутатора (причем не только вольтметром, но и при помощи нагрузки). Убедиться в наличии правильного входного сигнала на коммутатор (осциллограмма). Выходной сигнал с коммутатора проверяется автомобильным осциллографом или обычной ам лампочкой. Если сигнал возрастает от 0 до питающего напряжения, то лампочка подсоединяется между «+» и сигнальным выводом (отсоединить от катушки зажигания). Лампочка должна мигать при вращении двигателя стартером.

Необходимо помнить, что коммутаторы, используемые с датчиками генераторного типа нельзя использовать в системах с датчиком Холла и наоборот.

Ремонт

Обычно ремонт невозможен.

4 комментария к записи “ Коммутатор зажигания автомобиля ”

Как можно проверить коммутатор?

Перед тем как проверить работу коммутатора, его нужно хорошо почистить от грязи. Что бы коммутатор проверить, нужны: сама катушка зажигания, блок питания, обычная кнопка, паяльник и «масса» в качестве нее может быть металлический лист. На корпусе коммутатора располагаются определенные обозначение. Эти обозначения обычно в виде латинских букв, например «B», «C», «T», «K». При проверке коммутатора следует обратить внимание на надежное соединение. На корпусе коммутатора должен быть хороший минус, часто из-за окисления, могут возникнуть определенные неисправности, что является последствием «плохой массы». Коммутатор, катушка зажигания должны располагаться на одном «минусовом» металлическом листе. Еще раз проверьте все соединения и расстояние между катушкой зажигания — «выходом на ней» и металлическим листом, оно должно быть от 15 до 25 мм. Далее последовательно нужно замыкать и размыкать провод, который должен идти на контакт коммутатора. Сам провод нужно подключить к контрольной лампе на 12 В. Сигнал от блока не должен быть больше 5 вольт. Далее проворачиваете двигатель стартером и если коммутатор рабочий, то Вы увидите как искра будет бить в металлический лист, а лампа при этом будет светится. Если вы хотите проверить внутренний коммутатор, то нужно проделать туже самую работу, но при этом сменить и подставить другой контакт.

Может ли из за коммутатора неустойчиво работать двигатель на холостом ходу, попукивать в глушителе, на средних оборотах ощущаться подергивание, плавать стрелка тахометра? Было такое, что на горячую заводиться и сразу глохнет, дрожь по машине на средних оборотах. Поменял уже всё, остался коммутатор, но жена из дому скоро выгонит.

Да, эти симптомы прямо указывают на неисправность системы зажигания, если машина карбюраторная, рекомендую проверить датчик холла в трамблере, и коммутатор. Не лишним будет убедиться в исправности катушки зажигания. Но сперва проверьте разъёмы подключения на предмет окисления и плохого контакта. Также возможно окисление контактов в монтажном блоке из-за попадания влаги, это болезнь этих авто. После того, как убедитесь в исправности проводки, меняйте коммутатор.

Для чего нужен коммутатор системы зажигания

Статья о коммутаторе системы зажигания автомобиля: для чего он нужен, как работает, развитие системы, возможные неисправности. В конце статьи — видео о том, как работает коммутатор.

Содержание статьи:

  • Основные принципы работы и расположение устройства в автомобиле
  • Результаты эволюции: от простой батареи до систем под управлением электроники
  • Основные типы существующих коммутаторов
  • Разновидности коммутаторов
  • Признаки неисправности
  • Видео о том, как работает коммутатор

В системе зажигания автомобиля коммутатор давно является неотъемлемой составляющей электрической части двигателя внутреннего сгорания. Задача коммутатора – обеспечить нормальное функционирование бесконтактного зажигания в ДВС.

Рассмотрим эволюцию, разновидности и основополагающие моменты в процессе работы этого модуля более подробно.

Основные принципы работы и расположение устройства в автомобиле

Коммутатор системы зажигания – небольшой, но крайне важный модуль для работы авто. Его задача – с максимальной скоростью коммутировать цепь, в которую включены вращающие датчики. Помимо этого, он отвечает за то, чтобы включать и отключать электричество в катушке зажигания.

Сигналы, которые поступают от вращающих датчиков, не удобны в использовании из-за своей слабости. Если же они аналоговые, то плохо обрабатываются. Чтобы использовать их в системе управления двигателем внутреннего сгорания (конкретно — в подсистеме зажигания), необходимо их усилить после формирования, после чего передать сигналы на индукционную катушку, на её первичную обмотку.

Современные коммутаторы сконструированы так, что в состоянии координировать работу не одной, а сразу группы катушек в составе ДВС.

Расположение коммутатора в автомобиле может быть разным — это зависит от особенностей его конструкции.Коммутатор может быть установлен совместно с блоком электроники, отвечающим за управление двигателем, или же отдельно.

Если коммутатор располагается отдельно от управляющего блока электроники, он может находиться:

  • непосредственно рядом с катушкой зажигания;
  • на модуле распределителя зажигания;
  • под капотом, на перегородке или на крыле автомобиля, чтобы за счёт размещения на металлической поверхности получить дополнительный теплоотвод;
  • рядом с электронным управляющим блоком.

Каждая конструкторская группа решает вопрос расположения коммутатора по-своему. Специалисты ВАЗа поместили его на модуле распредзажигания, инженеры «Форда» – на перегородке автомобиля под капотом, конструкторы «Ауди» – в двигательной части в районе лобового стекла, под защитой водонепроницаемого кожуха, рядом с разъёмами для подключаемых в ходе проведения диагностических работ модулей.

Результаты эволюции: от простой батареи до систем под управлением электроники

На заре автомобильной эры в машинах первых поколений в агрегате ДВС существовала опция зажигания от электрической батареи, реализованная на основе физического явления самоиндукции. Первые коммутаторы, то есть системы, выполняющие координирующие функции в процесс извлечения искры в блоке зажигания ДВС, были крайне просты, если не сказать примитивны, и состояли из батареи и всего лишь двух проводов. Регулирование работы несложной транзисторной схемы осуществлялось при помощи электроимпульса, подаваемого на бобину.

Современный электронный коммутатор в своей основе уже состоит из транзисторов, тиристорных схем, бесконтактных датчиков и гибридных схем.

С использованием электроники автоматическое управление электроимпульсами, идущими через катушку зажигания, дало возможность получить целый ряд улучшений и преимуществ:

  • существенно повысилась надёжность работы блока зажигания;
  • система зажигания стала функционировать без перебоев на высоких скоростях и повышенных оборотах мотора;
  • удалось получить более высокую степень сжатия, то есть, отношение рабочего объёма цилиндра двигателя к объёму его камеры внутреннего сгорания.

Со временем инженерная мысль пошла дальше, и присутствующий до того времени в схеме контактный прерыватель электрического напряжения был заменён на бесконтактный элемент. Первым агрегатом, реализованным на этом принципе, стал коммутатор ВАЗ, в котором функция зажигания реализована с применением датчика Холла.

На следующем этапе развития коммутатора система стала многоканальной, то есть, управляющей сразу целой группой катушек зажигания. Альтернативным вариантом стало монтирование автономной системы, состоящей из тандема «катушка + коммутатор» на каждой отдельной свече зажигания. Такое решение дало механикам целый ряд преимуществ:

  • искра в системе зажигания ДВС теперь создавалась более сильная, что сделало работу ДВС более надёжной;
  • присутствовавшие ранее потери мощности в трамблере удалось сначала сделать меньше, а позже и вовсе свести на нет;
  • на холостых оборотах автомобиль получил надёжный и стабильный ход;
  • расход автомобильного топлива был существенно снижен;
  • в условиях пониженной температуры окружающей среды первичный старт двигателя стал более стабильным.

Основные типы существующих коммутаторов

Коммутаторы, используемые в автомобильной технике, подразделяются на следующие типы:

  • тип DС СDI – с высоковольтным генератором, входящим в состав схемы;
  • тип АС СDI – устройство, функционирующее только при наличии высокого напряжения, подведённого извне;
  • тип под названием «катушка».
Читать еще:  Датчик уровня топлива рено дастер

Тип АС не нуждается в постоянном наличии напряжения. Конструкция его достаточно проста, размеры – небольшие, но подключение этого типа устройства требует определённых навыков и опыта.

Тип DС – наиболее распространённый и часто применяемый в конструкциях. Подключать такой коммутатор несложно, поскольку он снабжён только четырьмя группами контактов: стандартными минусом и плюсом, а также выходами на катушку и датчик Холла.

Конструкция коммутатора DС позволяет выполнять устройство в различных модификациях:

  • с ограничением максимального числа двигательных оборотов;
  • с опцией, позволяющей изменять существующую фазу опережения зажигания;
  • с набором дополнительных контактов для присоединения других модулей.

Коммутаторы «катушечного» типа пока мало распространены. По сути, они являются своеобразным тандемом обычной катушки зажигания и самого коммутатора, без датчика Холла. Их принцип работы — прерывание электротока, идущего через катушку и высоковольтный трансформатор.

Изначально система имела целый ряд недостатков, таких как быстрая порча поверхности контактов из-за частой выработки искры, электрохимические процессы эрозии, некачественный поджог топлива. Эти недостатки смогли устранить или минимизировать, введя в схему устройства высоковольтные мощные транзисторы и системы зажигания на бесконтактном принципе работы.

Разновидности коммутаторов

По своим функциональным особенностям коммутаторы подразделяют на три основных вида:

  • стандартный;
  • спортивный;
  • коммутатор, имеющий опцию корректировки фаз опережения зажигания.

Отличительная черта стандартного или, как его ещё называют, стокового коммутатора – его стабильность. Он строго соответствует параметрам автомобиля, в который устанавливается.

Стоковый коммутатор монтируется в машину на заводе. Как правило, производители заботятся о том, чтобы устройство могло обеспечивать максимальную надёжность и долговечность эксплуатации всего двигателя. На них, как правило, присутствует узел ограничения количества оборотов, что в ряде случаев может спасти жизни водителя и пассажиров.

Спортивный коммутатор повышает верхний предел количества оборотов мотора. Его можно монтировать в авто по желанию автовладельца. Проблема заключается в том, что выполнять такую процедуру могут лишь опытные специалисты, и установка потребует замены ещё целого ряда деталей. При этом всё равно следует помнить, что спортивный коммутатор – это риск аварии, особенно если за рулём находится неопытный водитель.

Коммутатор с корректировкой фаз выравнивает крутящий момент двигателя, компенсируя недостаток мощности. В результате автомобиль получает хорошие данные при разгоне и равномерную работу двигателя на разных скоростях.

Признаки неисправности

Если коммутатор перестаёт работать, теряется искра. В результате мотор начинает глохнуть, работает с перебоями.

Если в работе автомобиля начали наблюдаться вышеописанные проблемы, не стоит торопиться с заменой коммутатора. Искра может «теряться» и из-за некорректной работы датчика Холла, и из-за неисправности ремня ГРМ, и из-за поломки катушки зажигания. Не последней причиной может также стать проблема с электропроводкой.

Зачастую, если коммутатор просто демонтировать и установить, есть смысл подключить на место старого узла новый. Таким образом можно сразу понять, в нём ли причина. Если есть сомнения в исправности узла, продолжить проверку стоит на специально оборудованном стенде, который покажет не только факт неисправности, но и продолжительность электрических импульсов — после этого будет понятно, нужно ли устройство чинить, или лучше заменить.

Коммутаторы в их современном виде существенно повышают эффективность работы двигателя внутреннего сгорания во всех режимах его функционирования и улучшают эффективность запуска мотора. Взяв свое начало с простой пары проводов и катушки, этот узел эволюционировал в достаточно сложную и функциональную систему, являющуюся сегодня неотъемлемой частью двигателя.

Видео о том, как работает коммутатор:

Коммутатор зажигания

При появлении электрических узлов в конструкции первых автомобилей, поджог горючей смеси осуществлялся с помощью батарей. Эта система имела примитивную схему, которая в современных автомобилях подверглась существенной модернизации. Суть работы таких устройств заключается в создании искры внутри камеры сгорания, что приводит к дальнейшей цепной реакции горения топлива в цилиндрах. Метод действия этих систем основан на принципе самоиндукции. Магнитная катушка преобразовывает низкое напряжение в высокое. Ток протекает по замкнутой цепи, при разрыве которой возникает искра на свече.

По такому же принципу срабатывания работают системы зажигания и на отечественных автомобилях. Основные отличия современных систем заключаются в новой элементной базе, изменению определённых деталей и добавлении коммутаторов. Он представляет собой специальное устройство, которое включается в цепь питания первичной обмотки катушки. Коммутатор выполняет функцию регулировки импульсов и по сигналу от управляющего блока разрывает питание, что приводит к возникновению искры.

Принцип работы коммутатора зажигания

Коммутатор зажигания, схема которого более сложная по сравнению с первыми устройствами для воспламенения горючей смеси, имеет транзитные ключи. Такое конструктивное решение является достаточно простым и эффективным. Эти узлы используются для управления током, протекающим через катушку зажигания.

Стоит отметить, что ключи не оказывают влияния на принцип работы, который основан на электромагнитной индукции. Транзисторы уменьшают нагрузку на контакты прерывателя и увеличивают силу тока, протекающего через обмотку. Это техническое изменение дало ряд преимуществ современным системам, в число которых входят:

Повышенная степень сжатия.

Увеличение срока службы и надёжности всей системы зажигания.

Возможность работать на повышенных нагрузках, при высокой скорости движения и больших оборотах силового агрегата.

Виды коммутаторов

При обзоре основных типов коммутаторов необходимо упомянуть то, что современные системы наделены рядом существенных преимуществ, благодаря которым эти устройства получили повышенную эффективность и надёжность. Достичь таких показателей удалось применением в конструкции микропроцессорных узлов. Сегодня автомобильный рынок предлагает самые различные модели, в число которых входят двухканальные и многоканальные коммутаторы. В зависимости от используемых в конструкции деталей, данные устройства делятся на несколько типов:

Транзисторные. В них используется контактная система, что снижает срок их службы в виду быстрого износа элементов из-за обгорания. Энергия накапливается в электромагнитном поле катушки.

Тиристорные. Главным отличием от первого вида является то, что в этих устройствах создание необходимой силы тока происходит в конденсаторе. При включении системы, происходит подключение заряженного конденсатора к обмотке катушки. Внутри их происходит разряжение, которое приводит к возникновению искры на свече.

Гибридные. Этот вид коммутаторов пользуется хорошей популярностью. Он представляет собой тандем нескольких вышеописанных типов. Данное конструктивное решение позволяет повысить эффективность и свести к минимуму недостатки.

Бесконтактные устройства считаются наиболее эффективными системами. Этот вид представляет самые современные коммутаторы, которые значительно превосходят по параметрам другие виды. В их конструкции используются инфракрасные электронные датчики. Отсутствие контактного способа зажигания обеспечивает длительный ресурс работы, так как нет сегментов, на поверхности которых накапливается нагар. На отечественных автомобилях эта система зажигания была впервые представлена на моделях ВАЗ-2108.

Диагностиканеисправностей коммутатора

В 1991 году появились первые отечественные автомобили, конструкция которых, включала коммутатор зажигания. Это новое техническое решение позволило значительно повысить эффективность системы и улучшить общие показатели КПД. Несмотря на то что первыми серийными моделями, имеющими модернизированную систему пуска мотора, были ВАЗ 2108, коммутаторы устанавливают и на более поздние экземпляры, выпущенные при Советском Союзе. Поскольку конструкция классических автомобилей не предусматривает наличия такого механизма, это усложняет процедуру поиска неисправностей при их возникновении. В большинстве случае для ремонта требуется специальное оборудование. Из-за высокой цены, покупать его для разовых проверок нет смысла. Основными признаками поломок коммутатора могут быть:

Отсутствие искры на свече зажигания, из-за чего не запускается двигатель.

Самопроизвольное выключение мотора.

Неустойчивая работа силового агрегата.

Замена исправным налогом. Проверить работоспособность коммутатора можно в домашних условиях. Для этого потребуется проверенный исправный аналог. При наличии изменений в работе двигателя можно будет точно определить состояние первого устройства. Такой метод диагностики является самым распространённым и наименее затратным. Сама деталь не отличается высокой ценой, а наличие запасной позволит всегда устранить поломку в любом месте за несколько минут. Данный способ проверки востребован из-за низкого качества отечественных деталей, которые монтируются на заводе.

С помощью вольтметра. Второй способ проверки коммутатора не требует его демонтажа. Однако такая операция может проводиться только при наличии вольтметра. Процедура выполняется следующим образом:

Включите зажигание и подключите к детали вольтметр.

Стрелку на приборе нужно установить посередине шкалы.

Через несколько минут после подсоединения стрелка должна качнуться вправо. Это происходит из-за автоматического отключения катушки питания при неработающем моторе.

Если все прошло, как описано выше, коммутатор исправен.

С помощью лампочки. В случае, когда у вас нет вольтметра, проверить работоспособность механизма можно, воспользовавшись контрольной лампой. Включите зажигание, один провод лампы нужно присоединить к массе, а второй подключите к 1 клемме коммутатора. В случае отсутствия поломок спустя некоторое время лампа засветиться.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector