Влияние коммутатора на работу двигателя

Электронная система зажигания автомобиля

Устройство электронной системы зажигания

В электронной системе зажигания инжектора используется принцип статического распределения высокого напряжения и отсутствуют подвижные детали. На инжекторных авто высокое напряжение с катушки зажигания подается в два цилиндра, поршни которых в данный момент движутся к верхней мертвой точке. В одном из цилиндров происходит такт сжатия смеси, во втором — такт выпуска.

Такой принцип распределения высокого напряжения называется «методом холостой искры» . На современных инжекторных двигателях устанавливают индивидуальные катушки зажигания на каждый из цилиндров.

Управление углом опережения зажигания

Состав системы зажигания инжекторного двигателя

Модуль зажигания

Катушка зажигания служит для накопления энергии, достаточной для воспламенения топливовоздушной смеси, в ее вторичной цепи формируется высокое напряжение, которое далее подается на свечи зажигания. Катушка зажигания состоит из двух индуктивно связанных обмоток (первичной и вторичной).

Коммутатор служит для включения и выключения тока в первичной обмотке катушки зажигания. Контроллер рассчитывает необходимое время включенного состояния в зависимости от текущих оборотов коленвала и напряжения бортсети и подает на коммутатор управляющий сигнал. В течение времени включенного состояния (времени накопления) ток в первичной обмотке катушки зажигания возрастает до заданного оптимального значения, при котором величина запасаемой энергии достигает максимума. Если время накопления слишком велико, то катушка зажигания будет работать с насыщением, что приведет к ее перегреву и снижению КПД.

Высоковольтные провода зажигания

С помощью высоковольтных проводов высокое напряжение с катушки зажигания подается на свечи зажигания. Высоковольтный провод представляет собой токопроводящую жилу в силиконовой изоляции, на концах которой и находятся высоковольтные контактные наконечники. Высоковольтный провод обладает сопротивлением 6—15 кОм. Это делается специально для снижения уровня электромагнитных помех, которые возникают в момент искрообразования.

Свечи зажигания

Свеча зажигания: 1 — контакт; 2 — изолятор; 3 — корпус; 4 — электропроводное стекло; 5 — уплотнение; 6 — центральный электрод; 7 — боковой электрод

Свечи зажигания служат для воспламенения топливовоздушной смеси. При увеличении напряжения вторичной цепи до величины пробоя искровой промежуток между центральным и боковым электродами свечи зажигания становится токопроводящим, запасенная энергия катушки зажигания преобразуется в искру, воспламеняющую топливовоздушную смесь.

Величина напряжения пробоя искрового промежутка зависит от зазора между электродами, от геометрии электродов, от давления в камере сгорания и от коэффициента избытка воздуха смеси в момент воспламенения. С ростом давления в камере сгорания напряжение пробоя увеличивается.

Длина искрового промежутка влияет на качество сгорания топливовоздушной смеси. Чем больше искровой промежуток, тем увереннее происходит ее воспламенение. Но максимальное значение межэлектродного расстояния ограничивается максимально допустимым значением вторичного напряжения катушки зажигания, скоростью нарастания вторичного напряжения, которое, в свою очередь, определяется конструктивными особенностями катушки зажигания, высоковольтных проводов и свечей зажигания.

Датчик положения коленвала (ДПКВ)

Чтобы обеспечить оптимальное управление двигателем, контроллер системы управления должен всегда знать точное положение поршней в цилиндрах двигателя относительно ВМТ. Для этой цели шкив привода генератора дополнили зубчатым венцом. Расчетное количество зубьев на венце 60, при этом два из них отсутствуют. Угловое расстояние между зубьями составляет 6°.

В паре с зубчатым шкивом работает ДПКВ. Воздушный зазор между ДПКВ и зубчатым венцом составляет 0,7—1,1 мм.

Потеря мощности и приемистости двигателя, причины связанные с системой зажигания

Автомобиль не едет, плохо тянет.

Такое впечатление, что сзади его кто-то держит, жмешь на «газ» до упора в пол, а отклик двигателя вялый, либо двигатель вообще глохнет после нажатия на педаль газа. Подобные высказывания присущи многим автомобилистам, столкнувшимся с падением мощности и приемистости двигателя автомобиля. Причин этой неисправности может быть много (карбюратор, система питания, сам двигатель и т.п.). В данной статье рассмотрим причины падения мощности и приемистости карбюраторного двигателя легкового автомобиля связанные с системой зажигания.

Практически всегда большинство авторемонтников рекомендуют вначале устранить проблемы с системой зажигания, а потом уже лезть в карбюратор и иные системы. В качестве примера для выявления неисправностей возьмем карбюраторные двигателя переднеприводных автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 с бесконтактной системой зажигания.

Основные причины падения мощности и приемистости карбюраторного двигателя автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 связанные с системой зажигания

— Угол опережения зажигания выставлен неверно

При слишком раннем зажигании двигатель будет хорошо подхватывать на «низах», но по мере разгона динамика автомобиля резко ухудшится. Будет слышна детонация («пальцы стучат») при нажатии на педаль «газа».

Слишком позднее зажигание, наоборот снижает приемистость на низких оборотах и при разгоне, а на режимах средних и больших нагрузок автомобиль может ехать более менее приемлемо. Тут сглаживает проблему и богатая топливная смесь и вступление в работу вакуумного и центробежного регуляторов опережения зажигания делающих момент более ранним.

Угол опережения зажигания необходимо проверить и правильно выставить в первую очередь (См. «Установка угла опережения зажигания на двигателях автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099»). Первоначально его можно подкорректировать вращением трамблера относительно шкалы: влево — зажигание более раннее, вправо — более позднее.

Регулировка угла опережения зажигания вращением трамблера на ВАЗ 21083, 21093, 21099

Читать еще:  Двигатель 406 и его неисправности и их устранение
— Заедание грузиков или ослабление пружин центробежного регулятора опережения в трамблере

Центробежный регулятор делает зажигание более ранним при увеличении оборотов двигателя за счет расхождения грузиков, удерживаемых пружинами. В случае заедания грузиков или поломки пружин угол опережения останется прежним, а для набора мощности и приемистости двигателю автомобиля нужны более ранние углы. Соответственно какого-либо улучшения динамики от автомобиля ждать не приходится.

Для устранения проблемы придется снимать трамблер, извлекать центробежный регулятор и менять грузики и пружины на новые. В ряде случаев можно обойтись простой чисткой деталей. См. «Центробежный регулятор опережения зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099».

Работа центробежного регулятора опережения зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Слетела или не герметична трубка подведения разрежения в вакуумный регулятор опережения зажигания в трамблере

Вакуумный регулятор опережения зажигания так же делает зажигание несколько более ранним на мощностных режимах с целью увеличения большей отдачи от двигателя. Например, если автомобиль плохо тянет на подъеме в горку, то одной из наиболее вероятных причин будет отказ вакуумного регулятора.

Конструкция вакуумного регулятора должна быть полностью герметична (корпус, трубка). Поэтому, в первую очередь проверяем трубку подведения разрежения, плотность ее посадки на штуцер карбюратора и на штуцер корпуса вакуумного регулятора на трамблере. Если пробита диафрагма в корпусе регулятора, то необходимо его заменить новым. Так же снимаем крышку трамблера и защитный экран и проверяем крепление и четкость перемещения тяги регулятора. Подробнее см. «Вакуумный регулятор опережения зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099».

Вакуумный регулятор опережения зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Неисправны свечи зажигания

Чаще всего неисправные свечи зажигания выдают себя хлопками в глушитель и неустойчивой работой двигателя автомобиля на холостом ходу. Свечи зажигания проверяем по нагару на электродах, состоянию самих электродов, зазору между нами. Исправная свеча имеет коричневый нагар (возможны разные оттенки). Неисправная чаще всего будет с черным нагаром или замасленная.

Помимо этого тестом с запуском двигателя в темноте и обнаружением свечения на корпусе свечей можно проверить наличие «пробоя» изолятора свечей. Также следует обратить внимание на соответствие свечей зажигания данному двигателю (См. «Применяемость свечей зажигания на двигателях автомобилей ВАЗ»). Если в ходе осмотра выявить неисправность не удается, то вместо старых свечей устанавливаем комплект новых.

Черный нагар на свечах зажигания

— «Пробиты» высоковольтные провода

Влияние высоковольтных проводов на работу двигателя на мощностных режимах огромно, так как выход из строя хотя бы одного из них отключает один цилиндр. И о какой мощности и приемистости тогда может вообще идти речь. Неисправные высоковольтные провода (бронепровода) чаще всего выдают себя неустойчивой работой двигателя на холостом ходу и пропусками зажигания (хлопки в глушитель). Правда не всегда. Поэтому лучше всего их проверить тестером (См. «Проверка высоковольтных проводов»). Но в первую очередь конечно необходим их визуальный осмотр (загрязнение, наличие трещин, состояние контактов и защитных наконечников) и тест на «пробой» с запуском двигателя в темноте и проверкой свечения на проводах.

Проверка центральной жилы высоковольтного провода

— Неисправен коммутатор

Полный выход коммутатора из строя приведет к невозможности запустить двигатель. В случае потери мощности и приемистости двигателя автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 речь идет о его неправильной работе. В такой ситуации только замена коммутатора на заведомо исправный может прояснить ситуацию. Приблизительно оценить работает коммутатор или нет можно по показаниям вольтметра («Проверка коммутатора автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099»).

Коммутатор системы зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

Примечания и дополнения

— На падение мощности и приемистости двигателя автомобиля так же влияют: «пробитые» крышка катушки зажигания, бегунок, крышка трамблера, датчик Холла. Но эти неисправности проявляются помимо всего неустойчивой работой двигателя вплоть до его остановки, проблемой с запуском, что не всегда имеет место для перечисленных выше основных причин.

— Помимо всего стоит проверить опорную пластину в трамблере: ее состояние (целостность), крепление, наличие загрязнений. Подробнее см. «Неисправности трамблера автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099».

Влияние коммутатора на работу двигателя

Технический Бюллетень № 18 : Неисправность коммутатора на Audi 80

На этот раз речь пойдёт о ремонте автомобиля одного из сотрудников нашего сервиса. Вот как выглядит эта машина (фото1).

Фото 1 — Audi 80

Узнали? Ну конечно, это Audi 80, весьма и весьма почтенного возраста. Автомобиль сошёл с конвейера, страшно сказать, аж в 1988 году. Само по себе это ни о чём не говорит, важнее то, что на этой Ауди установлен карбюраторный двигатель. То есть, по большому счёту, ломаться тут нечему. Кроме системы зажигания, конечно. Вот она и подвела. Утром человек как обычно приехал на машине на работу. А вечером не смог её завести. Бывает.

Первым делом, конечно, проверяем наличие искры на свечных проводах. Искры нет. Повторяем то же самое на центральном проводе – здесь ситуация гораздо лучше. Свечу катушка пробивает, а вот разрядник с напряжением пробоя 25 киловольт – уже нет. Знакомая картина – именно так ведут себя катушки зажигания с внутренней утечкой. Ну что же, автомобиль совсем простой, разберёмся с ним «одной левой». И приборы нам никакие не нужны (разрядник естественно не в счёт). Поэтому быстро «подцепляем» вместо штатной катушки ВАЗовскую и сразу делаем попытку пуска двигателя. Не прокатывает. Опять проверяем искру с помощью разрядника – картина та же. Значит, катушка тут ни при чём. Других подменных компонентов у нас нет, так что нужно всё-таки задействовать приборную базу. Понятно, что сканер тут вообще отдыхает, а вот осциллограф «расчехлить» придётся.

Читать еще:  Греется двигатель а печка дует холодным воздухом газель

Подсоединяем измерительный кабель осциллографа к клемме №1 катушки зажигания (первичная обмотка) и крутим стартер. На первый взгляд, вроде как всё работает – имеются интервалы включения и выключения катушки, налицо и пики напряжения (экран 1).

Экран 1 — напряжение в первичной цепи, прокрутка стартером.

Но на самом деле есть и проблемы. В частности, хорошо видно, что напряжение никогда не опускается ниже двух вольт. Есть и другие отклонения, но в данном случае объяснять что, как и почему слишком долго, а главное неубедительно. Есть способ увидеть проблему гораздо нагляднее, если посмотреть на процесс под иным углом зрения. А именно – воспользоваться бесконтактным датчиком тока. Маленькая справка: данный датчик является преобразователем тока в напряжение. Стандартный коэффициент преобразования при измерении токов до 60 Ампер обычно равен 0.1 В/А. Это значит, что на один ампер протекающего тока на выходе датчика мы имеем напряжение 0.1 Вольта (по-другому – 100 милливольт).

Подключаем датчик тока к каналу №1 осциллографа и одеваем его на плюсовой провод катушки зажигания (фото 2).

Фото 3 — Расположение коммутатора.

Включаем зажигание и смотрим на дисплей осциллографа (экран 2).

Экран 2 — Ток в первичной, зажигание включено

Неисправность проявляет себя сразу же. При включенном зажигании ток через первичную обмотку катушки протекать не должен. Соответственно, напряжение на выходе датчика тока должно быть равно нулю. Мы же видим на дисплее прибора линию напряжения на уровне порядка 360 милливольт. С учётом указанного выше коэффициента передачи, это означает, что через первичную цепь катушки зажигания протекает ток величиной примерно 3.6 Ампера. В принципе одной этой осциллограммы уже вполне достаточно, чтобы назвать «виновника». Им, конечно, является коммутатор системы зажигания. По каким-то причинам его выходной транзистор не полностью закрывается. У кого-то может возникнуть вопрос – а как это влияет на энергию искрового разряда? Самым непосредственным образом. Сделаем прокрутку стартером. Полученная осциллограмма приведена на экране 3.

Экран 3 — ток в первичной цепи в режиме прокрутки стартером.

Из неё следует, что ток коммутатора никогда не опускается до нуля, а разница между значениями тока разрыва и тока покоя составляет всего 1.5 Ампера. Соответственно, напряжение в первичной цепи катушки не достигает значения, необходимого для создания нормального пробивного напряжения во вторичной цепи. Отсюда и слабая искра.

Короче говоря, «приговариваем» коммутатор. На данной модели коммутатор расположен в салоне, под обивкой слева от ноги водителя (фото 3).

Фото 3 — Расположение коммутатора.

Демонтируем его и осматриваем (фото 4).

Фото 4 — Неисправный коммутатор.

Это явно «неоригинальный» экземпляр. Если кто-то думает, что причиной неисправности является окисление на поверхности корпуса-теплоотвода, то ошибается. Масса к коммутатору подводится отдельным проводом, так что качество контакта корпуса с кузовом никакого значения не имеет. А вот то, что в этом месте скапливалась влага, очевидно. Могло ли это обстоятельство способствовать уходу характеристик коммутатора? Возможно. Любопытства ради, мы «расковыряли» снятый коммутатор (фото 5).

Фото 5 — Коммутатор и его начинка.

Хорошо видны остатки резинового компаунда, которым была залита вся внутренняя полость. Подозреваю, что это не лучшее решение. Дело в том, что на «оригинальных» коммутаторах внутренняя полость заполнялась гелеобразным прозрачным веществом. Почти уверен, что устойчивость к воздействию влаги у такого коммутатора всё-таки выше.

Новый коммутатор (кстати, тоже неоригинальный) привозят быстро. Устанавливаем его и, не отсоединяя разрядника от центрального провода, делаем пробную прокрутку стартером. Само собой, искра на разряднике есть. А теперь посмотрим, что покажет осциллограф. На этот раз мы будем использовать два канала. Канал 2 (луч красного цвета) работает с датчиком тока, канал 1 (луч зелёного цвета) отображает напряжение на клемме 1 катушки. При включении зажигания напряжение на этой клемме равно напряжению борт-сети (примерно 12 Вольт), а ток через обмотку равен нулю (экран 4).

Экран 4 — напряжение и ток в первичной цепи, зажигание включено.

Всё правильно, ведь силовой транзистор коммутатора закрыт. Теперь делаем прокрутку стартером и получаем осциллограмму, изображённую на экране 5.

Экран 5 — напряжение и ток в первичной цепи прокрутка стартером.

И опять, всё правильно – ток коммутатора меняется от нуля до примерно 6 Ампер, на осциллограмме первичного напряжения отчётливо видны интервалы накопления и ограничения тока. Вставляем центральный провод в крышку распределителя. Ключ на старт – двигатель запускается «с пол-оборота». А всё-таки осциллограф – хорошая штука!

Читать еще:  Шуршание при работе двигателя

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
Adblock
detector