Как подключить индуктивный датчик к коммутатору ваз

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 20.09.2024

Зажигание с оптическим датчиком и коммутатором ВАЗ своими руками. ⇐ Sambar, Libero, Domingo. Электрика

Модератор: Sanchez 84

Откуда: Юрга, Кемеровская область. Авто: Subaru Domingo, 1990, 1.2 L 4WD, Subaru Domingo 94 FA8 CVT, 4WD Возраст: 37

Приветствую. В данной теме хочу разместить материал по замене штатного коммутатора и индукционного датчика, в случае их некорректной работы, или выхода из строя. Просьба не вдаваться в философские рассуждения по поводу того, что родная система зажигания надежна и работает безупречно десятки лет, а у кого не работает - тот косорукий рукожоп. Бывает и так, а бывает и не так. Лично на нашем Доминго (распределитель со центробежным и вакуумным регулятором, встроенный коммутатор) были проблемы с искрой и заменив все компоненты, мы не добились улучшения ситуации. Прикол еще и в том, что мы даже заменили и сам коммутатор (был с другого распределителя зажигания, работоспособность его была под сомнением) и симптомы не поменялись. Все было также. А конкретно - подергивания двигателя, если пытаться ему на холостых плавно дать оборотов, когда обороты достигали примерно 2500 - двигатель начинало трясти. Напомню, что вибрация двигателя на каких-то неизменных оборотах является чисто проблемой зажигания, карбюратор так себя не ведет.
Особенно нас дезориентировала замена родного коммутатора на такой же. Симптомы остались те же. "Ну не бывает так, что 2 коммутатора имеют одинаковую неисправность с одинаковыми симптомами" - рассуждали мы.
Оказалось, что БЫВАЕТ. Потому как после того, как мы переделали зажигание под ВАЗовский коммутатор, использовав заодно оптический датчик, вместо индукционного (оптика надежнее и точнее), и выставили опережение по мануалу в 5 градусов до ВМТ, то проблемы с зажиганием ушли полностью. Холостой стал ровнейший, никаких подергиваний и пропусков, ну просто не до чего "докопаться". Сложно передать моральное удовлетворение от переделки. Опишу коротко - зажигание стало "идеальным"
Далее прилагаю видеоролик с пояснениями как изготавливать и как настраивать все это дело, просьба ко всем по-возможности посмотреть ролик полностью, тогда не будет вопросов.
Далее выкладываю схему, которую нужно спаять, чтобы оптический датчик работал с ВАЗовским коммутатором, а также прилагаю файл, по которому любой сможет распечатать себе готовую шторку. Останется только спрессовать с вала распределителя зажигания родной модулятор ( "фиговина" с тремя выступами), напрессовать новую шторку и закрепить на поворотной пластине оптический датчик. В видеоролике я все подробно поясняю.

Файл для распечатки "шторки" на 3D принтере я выложу позже. Схему подключения описывать не буду - подключается все согласно распиновке ВАЗовского коммутатора. Коммутатор ВАЗ 2108. Схем в инете полно.

Видеорлик:

Скважность "шторки" 60% - 72 градуса накопление и 48 - "отдых". Это минимально достаточная скважность. Если сделать больше, то будет греться коммутатор.

Четырехконтактный оптический датчик от принтера

Даже два на одной платке (всего в принтере их было 3)

Залили эпоксидкой и прикрутили винтом к поворотной площадке. Вы можете закрепить свой датчик и любым другим удобным вам способом, лишь бы было надежно. Наш способ не является рекомендацией. Другой ракурс. Впоследствии мы дополнительно посадили датчик на поксипол и притянули винтом. Просверлили штатную уплотнительную резинку и вставили туда провода от влагозащитного разъема, потом припаяли провода от датчика. Ничего сложного.

Зажигание с оптическим датчиком и коммутатором ВАЗ своими руками. ⇐ Sambar, Libero, Domingo. Электрика

Модератор: Sanchez 84

Откуда: Юрга, Кемеровская область. Авто: Subaru Domingo, 1990, 1.2 L 4WD, Subaru Domingo 94 FA8 CVT, 4WD Возраст: 37

Видеорлик:

Четырехконтактный оптический датчик от принтера

Даже два на одной платке (всего в принтере их было 3)

133.3734-02, Два коммутатора 133.3734-01 в одном корпусе.

96.3734, Одноканальный коммутатор, производства АСТРО Пенза, более качественный чем стандартные.

42.3734, Двухканальный коммутатор на специализированных микросхемах L497

133.3774-03, Двухканальный коммутатор на смену 42.3734, так же на L497, но с изменённой схемой питания

951.3734, Микропроцессорный двухканальный коммутатор, не путать с 95.3734
Имеет самые положительные отзывы владельцев, за ним не замечены нагревы и отказы, присущие другим коммутаторам. Разработан специально для двухконтурной системы, в отличие от предыдущих версий где в одном корпусе было собрано два одинаковых коммутатора. Его я и буду применять.

Разъёмы и распиновка некоторых коммутаторов, Датчика Холла, двухконтурной катушки зажигания и самодельного Стабилизатора Питания (Линейного, Датчика Холла):

Стоит обратить внимание на то, что у разных коммутаторов меняется назначение некоторых выводов, а так же на то, что у коммутаторов АСТРО 95.3774 и 951.3734 перевернут разъём относительно корпуса.

Вид на разъём коммутатора АСТРО 951.3734

Выдержка из технического паспорта:
1.Назначение изделия
Датчик положения на эффекте Холла 67.3855 предназначен для использования в датчик-распределителе бесконтактных систем зажигания автомобилей. При прохождении поочередно прорези и зубца обтюратора между постоянным магнитом и электронной схемой на выходе датчика снимается сигнал прямоугольной формы, используемый в коммутаторе для прерывания тока в первичной цепи катушки зажигания. Датчик устанавливаться на автомобили с номинальным напряжением 12В, а также поставляется в запасные части к ним.
3.Аналоги
А473.407529001
4.Технические данные
Номинальное напряжение питания …12В
-минимальное …3,5В
-максимальное …24В
Потребляемый ток не более…0,03А
Диапазон рабочих температур…-40°С ÷ +150°С

При подробном рассмотрении принципиальных схем коммутаторов можно заметить что у разных коммутаторов по разному разведено питание. В самых ранних схемах собран стабилизатор напряжения на одном транзисторе и стабилитроне. Стабилитрон чаще всего на нпряжение 18В, поэтому Стабилизатор выполняет функцию ограничителя напряжения, и в нормальной эксплуатации никогда не работает. Напряжение на микросхеме и датчике холла такое-же как в бортовой сети, от 9В до 15В.
В более поздних вариантах коммутаторов микросхема и датчик запитаны через балластное сопротивление, но напряжение на датчике холла стабилизировано отдельно, на уровне 9,1В, при помощи стабилитрона и ёщё одного балластного сопротивления. Могут немного отличатся схемы включения, и напряжение приходящееся на Датчик Холла, но суть одна и та же — напряжение на микросхеме и на датчике различны, причём на микросхеме напряжение всегда выше!
В более продвинутых коммутаторах, в том числе и микропроцессорных для питания самого коммутатора внутри установлена микросхема стабилизатора напряжения типа 78L05. Но, например, в коммутаторе АСТРО 951.3734 это напряжение не используется для Датчика Холла. 6-той вывод разъёма коммутатора попросту никуда не подключен.
Напряжение питания на Датчике Холла должно соответствовать напряжению на схеме коммутатора, или быть чуть ниже, но гарантированно не ниже 3,5В. Также желательно стабилизировать напряжение питания ДХ во избежание помех. Поэтому не правильно запитывать в этом случае ДХ от бортовой сети напрямую, т.к. это может при некотором стечении обстоятельств вывести из строя коммутатор.

Так же не стоит запитывать его от бортовой сети через балластный резистор. Правильней будет запитать его либо вскрыв коммутатор и подключив 6-той вывод разъёма коммутатора к 3-ей ножке 78L05, либо, что проще и безопасней поставить для питания ДХ свой, внешний стабилизатор.

Мой вариант исполнения стабилизатора:

Я использовал остатки сгоревшего регулятора напряжения, на его радиаторе закрепил стабилизатор и печатную плату, которая позволила надёжно зафиксировать гнезда, и разместить электролитические конденсаторы. Керамические конденсаторы необходимо размещать как можно ближе к выводам микросхемы – стабилизатора. Электролиты я выбрал компактные и с низким ESR (сопротивление постоянному току). Тем не менее по высоте места под крышкой было мало и пришлось разбить требуемую ёмкость на два конденсатора, что так же благоприятно отражается на ESR. Чем ниже ESR, тем лучше фильтрация пульсации и тем надежней работает микросхема стабилизатора.

Была вытравлена простенькая печатная плата, подобран крепёж и запаяны практически навесом SMD-шные резисторы и светодиоды. Для работы они не нужны, но помогут при диагностике неисправностей, убедится, что присутсвует питание на зажигании и питание Датчика Холла.

Был склеен корпус из тонкого стеклотекстолита. Плата и корпус густо пролачены.

Электромагнитное устройство, именуемое датчиком Холла (далее ДХ), применяется во многих приборах и механизмах. Но наибольшее применение ему нашлось в автомобилестроении. Практически во всех моделях отечественного автопрома (ВАЗ 2106, 2107, 2108 и т.д.) бесконтактная система зажигания для бензинового двигателя управляется этим датчиком. Соответственно, при его выходе из строя возникают серьезные проблемы с работой двигателя. Чтобы не ошибиться при диагностике, необходимо понимать принцип работы датчика, знать его конструкцию и методы тестирования.

Кратко о принципе работы

В основу принципа действия датчика зажигания положен эффект Холла, получивший свое название в честь американского физика, открывшего это явление в 1879 году. Подав постоянное напряжение на края прямоугольной пластины (А и В на рис. 1) и поместив ее в магнитное поле, Эдвин Холл обнаружил разность потенциалов на двух других краях (С и D).

Рис .1. Демонстрация эффекта Холла

В соответствии с законами электродинамики, сила Лоренца воздействует на носители заряда, что и приводит к разности потенциалов. Величина напряжения U_холла довольно мала, в пределах от 10 мкВ до 100 мВ, она зависит как от силы тока, так и напряженности электромагнитного поля.

До середины прошлого века открытие не находило серьезного технического применения, пока не было налажено производство полупроводниковых элементов на основе кремния, сверхчистого германия, арсенида индия и т.д., обладающих необходимыми свойствами. Это открыло возможности для производства малогабаритных датчиков, позволяющих измерять как напряженность поля, так и силу тока, идущего по проводнику.

Типы и сфера применения

Несмотря на разнообразие элементов, применяющих эффект Холла, условно их можно разделить на два вида:

Аналоговые, использующие принцип преобразования магнитной индукции в напряжение. То есть, полярность, и величина напряжения напрямую зависят от характеристик магнитного поля. На текущий момент этот тип приборов, в основном, применяется в измерительной технике (например, в качестве, датчиков тока, вибрации, угла поворота). Датчики тока, использующие эффект Холла, могут измерять как переменный, так и постоянный ток
Цифровые. В отличие от предыдущего типа датчик имеет всего два устойчивых положения, сигнализирующих о наличии или отсутствии магнитного поля. То есть, срабатывание происходит в том случае, когда интенсивность магнитного поля достигла определенной величины. Именно этот тип устройств применяется в автомобильной технике в качестве датчика скорости, фазы, положения распределительного, а также коленчатого вала и т.д.

Следует отметить, что цифровой тип включает в себя следующие подвиды:

униполярный – срабатывание происходит при определенной силе поля, и после ее снижения датчик переходит в изначальное состояние;
биполярный – данный тип реагирует на полярность магнитного поля, то есть один полюс производит включение прибора, а противоположный – выключение.

Пример использования аналогового элемента

Рассмотрим в качестве примера конструкцию датчика тока ы основе работы которого используется эффект Холла.

Упрощенная схема датчика тока на основе эффекта Холла

Обозначения:

А – проводник.
В – незамкнутое магнитопроводное кольцо.
С – аналоговый датчик Холла.
D – усилитель сигнала.

Принцип работы такого устройства довольно прост: ток, проходящий по проводнику, создает электромагнитное поле, датчик измеряет его величину и полярность и выдает пропорциональное напряжение U_ДТ, которое поступает на усилитель и далее на индикатор.

Назначение ДХ в системе зажигания автомобиля

Разобравшись с принципом действия элемента Холла, рассмотрим, как используется данный датчик в системе бесконтактного зажигания линейки автомобилей ВАЗ. Для этого обратимся к рисунку 5.

Рис. 5. Принцип устройства СБЗ

Обозначения:

А – датчик.
B – магнит.
С – пластина из магнитопроводящего материала (количество выступов соответствует числу цилиндров).

Алгоритм работы такой схемы выгладит следующим образом:

При вращении вала прерывателя-распределителя (движущемуся синхронно коленвалу) один из выступов магнитопроводящей пластины занимает позицию между датчиком и магнитом.
В результате этого действия изменяется напряженность магнитного поля, что вызывает срабатывание ДХ. Он посылает электрический импульс коммутатору, управляющему катушкой зажигания.
В Катушке генерируется напряжение, необходимое для формирования искры.

Казалось бы, ничего сложного, но искра должна появиться именно в определенный момент. Если она сформируется раньше или позже, это вызовет сбой в работе двигателя, вплоть до его полной остановки.

Проявление неисправности и возможные причины

Нарушения в работе ДХ можно обнаружить по следующим косвенным признакам:

Совсем не обязательно, что перечисленные факторы вызваны выходом из строя ДП. Высока вероятность того, неисправность вызвана другими причинами, а именно:

Как проверить работоспособность датчика Холла?

Есть разные способы, позволяющие проверить исправность датчика СБЗ, кратко расскажем о них:

Обратим внимание, что для выявления искрообразования высоковольтный проводок должен находиться рядом с массой.

Применение мультиметра для проверки. Это способ наиболее известный, и приводится в руководстве к автомобилю. Нужно подключить щупы прибора, как продемонстрировано на рисунке 7, и произвести замеры напряжения.

Схема подключения мультиметра для проверки ДХ

На исправном датчике напряжение будет колебаться в диапазоне от 0,4 до 11 вольт (не забудьте перевести мультиметр в режим измерения постоянного тока). Следует заметить, что проверка осциллографом будет намного эффективней. Подключается он таким же образом, как и мультиметр. Пример осциллограммы рабочего ДХ приведен ниже.

Осциллограмма исправного датчика Холла СБЗ

Установка заведомо рабочего ДХ. Если в наличии имеется еще один однотипный датчик, или имеется возможность взять его на время, то данный вариант тоже имеет место на существование, особенно если первые два сделать затруднительно.

Ест еще один вариант проверки, по принципу напоминающий второй способ. Он может быть полезен, если под рукой нет измерительных приборов. Для тестирования понадобиться резистор номиналом 1,0 кОм, светодиод, например, из фонарика зажигалки и несколько проводков. Из всего этого набора собираем прибор в соответствии с рисунком 9.

Рис. 9. Светоиндикаторный тестер для проверки ДХ

Тестирование осуществляем по следующему алгоритму:

И так, после долгих проб и тестирования различных вариантов исполнения двухконтурной бесконтактной системы зажигания, решил поделится с вами своими впечатлениями. Пробовал реализовать систему с датчиком холла от компьютерного кулера (вентилятора охлаждения процессора), двумя датчиками холла и двумя одноканальными коммутаторами и одним датчиком холла и двухканальным коммутатором. Вердикт следующий — на датчике холла от кулера работа двигателя была далеко от идеальной, и я отказался от этого варианта. Далее в связи с дефицитом двухканальных коммутаторов, приобрел два одноканальных и поставил систему с двумя датчиками холла. Вердикт — работа двигателя замечательная, трудность только разместить в трамблере два датчика холла строго под 90 градусов. Но это реализуемо. Проездил на такой системе больше месяца, и от зуда в руках нашел двухканальный коммутатор и переделал систему на один датчик холла. Разницы между вторым и третьим вариантом особо не почувствовал, так что и та, и другая версия имеет право на жизнь.

Преимущества ДБСЗ
— улучшенное искрообразование как на малых, так и на высоких оборотах
— легкий запуск двигателя при низких температурах
— стабильная и ровная работа двигателя на всех режимах
— уменьшение расхода топлива за счет стабильной и мощной искры и качественного сгорания топлива

Магнитоэлектрический датчик Холла получил свое название по имени Э. Холла американского физика, открывшего в 1879 г. важное гальваномагнитное явление.

Элемент Холла представляет собой тонкую пластинку, выполненную из полупроводникового материала (кремний, германий), с четырьмя электродами. Если через такую пластинку проходит ток I и на нее одновременно действует магнитное поле, вектор магнитной индукции В которого перпендикулярен плоскости пластинки, то на параллельных направлению тока гранях возникает э.д.с. Холла, которое определяется по следующему выражению:

Uн = кхIВ/d,
кх – постоянная Холла, зависящая от материала пластинки; d – толщина пластинки

Рис. Принцип работы элемента Холла:
1 – магнит; 2 – пластинка из полупроводникового материала

Через пластинку пропускается ток примерно 30 мА, тогда как напряжение Холла составляет 2 мВ, увеличиваясь с ростом температуры. Пластинка обычно представляет одно целое с интегральной схемой, осуществляемой усиление и формирование сигнала.

Если между магнитом и полупроводником поместить перемещающийся экран с прорезями, получим импульсный генератор Холла.

Схема прерывателя-распределителя с датчиком Холла представлена на двух следующих рисунках.

Рис. Принцип работы датчика Холла:
1 – постоянный магнит; 2 – ротор; 3 – элемент Холла; 4 – операционный усилитель; 5 – формирователь импульсов; 6 – выходной каскад; 7 – блок стабилизации

Магнитное поле создается постоянным магнитом 1, а прерывание магнитного поля осуществляется ротором (экраном) 2 с окнами, укрепленным на валике распределителя. При прохождении окна ротора около постоянного магнита силовые линии его магнитного поля пронизывают поверхность элемента Холла и на его выходе возникает ЭДС. Если воздушный зазор между магнитом и элементом Холла перекрывается шторкой, магнитное поле замыкается на шторку экрана и не попадает на элемент Холла.

Рис. Схема прерывания магнитного потока:
1 – датчик Холла; 2 – держатель датчика; 3 – воздушный зазор; 4 – магнитный поток; 5 – ротор

Количество шторок и окон экрана соответствует количеству цилиндров двигателя. Ширина шторки экрана соответствует углу, при котором выходной транзистор коммутатора пропускает ток через первичную обмотку зажигания.

Учитывая небольшое напряжение, вырабатываемое элементом Холла, оно обрабатывается и усиливается.

Операционный усилитель 4 усиливает сигнал датчика и через формирователь импульсов 5 подает сигнал на базу выходного транзистора 6 и открывает его. Для исключения влияния на выходной сигнал датчика колебаний напряжения сети и температуры в схеме датчика имеется блок стабилизации 7.

При нахождении шторки экрана в щели воздушного зазора, величина магнитного потока резко падает, вследствие замыкании магнитного потока на шторку.

Рис. Импульсы датчика Холла:
В – магнитная индукция; Uн – напряжение, вырабатываемое элементом Холла; Ug – напряжение, вырабатываемое датчиком Холла; I – ток первичной обмотки катушки зажигания; tz – момент зажигания электрической искры; а – изменение магнитной индукции; б – изменение напряжения, вырабатываемого элементом Холла; в – изменение напряжения, вырабатываемого датчиком Холла; г – изменение силы тока первичной катушки зажигания.

Напряжение, вырабатываемое элементом Холла Uн, поступает на операционный усилитель, где происходит усиление сигнала. После этого ток поступает на формирователь импульсов и там происходит переработка из аналогового сигнала в цифровой. Затем полученный цифровой сигнал поступает на выходной каскад и окончательно усиливается до величины напряжения Ug, достаточного для работы транзисторного коммутатора. При этом напряжение Ug за счет инверсии выходного каскада вырабатывается в момент отсутствия напряжения Uн с входа элемента Холла, т.е. в момент перекрытия шторкой экрана воздушного зазора, что соответствует напряжению Uн ниже 0,4 В. В таком положении экрана транзистор выходного каскада Т0 находится в открытом состоянии, при этом от коммутатора через транзистор Т0 проходит ток и при этом база транзистора Т1 соединяется с массой.

Рис. Электрическая схема коммутатора и датчика Холла:
1 – датчик Холла; 1а – выходной сигнал; 2 – коммутатор; 3 – замок зажигания; 4 – дополнительный резистор; 5 – шунтирование дополнительного резистора; 6 – катушка зажигания

Учитывая, что проводимость транзистора Т1 n-p-n, отсутствие положительного потенциала этого транзистора приводит к его закрытию. В результате этого прекращается подача положительного потенциала на базу В через резистор R4 и коллекторно-эмитерный переход транзистора Т1. При этом ток не проходит через резистор R7 и база В включения транзисторов Т2/Т3 замыкается на массу. Учитывая проводимость этих транзисторов n-p-n, отсутствие положительного заряда на базе В, транзисторы закрываются и ток в первичную обмотку катушки зажигания не поступает. При выходе экрана из воздушного зазора напряжение с элемента Холла достигает 0,4В и через первичную обмотку катушки зажигания начинает протекать ток.

В момент попадания зуба ротора в зазор датчика на выходе датчика создается напряжение Umax примерно на 3 В меньше напряжения питания. Если через зазор датчика проходит прорезь ротора, напряжение на выходе датчика Umin близко к нулю (не более 0,4 В). Отношение периода Т к длительности Ти (скважность) равна трем. Напряжение питания датчика соответствует напряжению бортовой сети и находится в пределах 8…14 В.

Для преобразования управляющих импульсов бесконтактного датчика в импульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания применяются коммутаторы. Коммутатор преобразует управляющие импульсы датчика в импульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания. Коммутатор соединен с генератором импульсов (бесконтактным датчиком) тремя проводниками. Коммутатор управляет зажиганием в зависимости от частоты вращения валика датчика-распределителя, напряжения аккумулятора, полного сопротивления катушки зажигания и при любых режимах работы двигателя выдает импульсы напряжения постоянной величины. Во время прохождения положительного импульса (напряжение Umax ) от бесконтактного датчика происходит постепенное ( в течении 4…8 мс) нарастание тока в первичной обмотке катушки зажигания до максимальной величины В равной 8…9 А. В момент, когда напряжение на выходе датчика падает до Umin , выходной транзистор коммутатора закрывается и ток через первичную обмотку катушки зажигания резко прерывается. В результате во вторичной обмотке индуцируется импульс высокого напряжения.

Отдельно элементы прерывателя-распределителя с датчиком Холла показаны на рисунке. Пластинка и остальные составляющие датчика Холла устанавливается внутри пластмассового корпуса, залитого смолой. Датчик Холла неразборный и не подлежит ремонту. Для соединения с коммутатором датчик Холла имеет 3 вывода.

Рис. Элементы прерывателя-распределителя с датчиком Холла:
1 – ротор: 2 – шторка; 3 – держатель датчика Холла; 4 – постоянный магнит и датчик Холла; 5 – воздушный зазор

Датчик-распределитель выдает управляющие импульсы низкого напряжения и распределяет импульсы высокого напряжения по свечам зажигания. Он имеет центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания. Бесконтактный датчик в сборе с опорной пластиной имеет возможность поворачиваться в зависимости от разряжения, подводимого к вакуумному регулятору.

Катушка зажигания, адаптированная к данной системе зажигания, установлена рядом с коммутатором. Она преобразует прерывистый ток низкого напряжения (12 В) в ток высокого напряжения (20…25 кВ) необходимый для пробоя воздушного зазора между электродами свечей зажигания. Катушка имеет в верхней части отверстие, закрытое пробкой диаметром 5.5 мм для защиты катушки от избыточного внутреннего давления. Пробка выталкивается из отверстия при росте давления вследствие повышения температуры из-за короткого замыкания.

Системы зажигания для бензиновых двигателей отечественных легковых автомобилей ВАЗ-2108, ВАЗ-2109, ЗАЗ-1102 содержат в своем составе электронный коммутатор. Он предназначен для формирования импульсов тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания.

В электронных коммутаторах отечественного производства (серии 3620.3734; 36.3734; 78.3734) функции выходного токового ключа выполняет мощный транзистор, а функции управления параметрами токовых импульсов (нормирование скважности запускающих импульсов, программное регулирование времени накопления энергии в катушке зажигания, ограничение уровня тока в ее первичной обмотке и амплитуды импульсов первичного напряжения) выполняет слаботочная электронная схема, чаще в интегральном исполнении.

Первый отечественный электронный коммутатор с управляемыми параметрами импульсов зажигания (серия 36.3734) был разработан для автомобиля ВАЗ-2108. В коммутаторе использовались микросхема К1401УД1, мощный ключевой транзистор КТ848А и другие элементы отечественного производства.

Коммутатор явился прототипом для разработки последующих серий, которые имеют не сколько вариантов конструктивного и схемотехнического исполнения. Однако общим для отечественных коммутаторов по-прежнему служит комбинированная интегрально-дискретная технология сборки, делающая их ремонтопригодными.

В современных отечественных коммутаторах используются специализированные выходные ключевые транзисторы типов КТ890А, КТ898А1, BU931 (зарубежный) в нескольких конструктивных исполнениях: ТО-220, ТО-3, бескорпусном. В некоторых коммутаторах, например 78.3734 (рис. 4), в качестве управляющей микросхемы приме нен четырехканальный операционный усилитель типа К1401УД2Б.

В коммутаторах также широко применяется управляющая микросхема L497B фирмы SGS-TOMSON (отечественный аналог Р1055ХП1). Структурная схема и рекомендованный вариант ее включения приведены на рис. 1, а назначение выводов -в табл. 1.

Признаки, по которым проявляются неисправности электронных коммутаторов, наиболее вероятные причины этих неисправностей и способы их устранения сведены в табл. 2.

Принципиальные электрические схемы коммутаторов зажигания приведены на рис. 2 (коммутатор 3620.3734 – I), рис. 3 (коммутатор 3620.3734 – II) и рис. 4 (коммутатор 78.3734).

В заключение следует отметить следующее:

1. Близким аналогом зарубежного транзистора BU931 (см. схемы на рис. 2 и 3) является отечественный КТ898А1. Эти транзисторы имеют большой разброс параметров, что приводит к необходимости подбора номиналов радиоэлементов в его базовой и эмиттерной цепях, для каждого экземпляра транзистора в отдельности.

2. Резисторы R7 (см. рис. 2) и R6 (см. рис. 3) служат для задания требуемого значения тока через мощные ключевые транзисторы описанных коммутаторов.

Увеличение номинала резисторов приводит к уменьшению тока и наоборот.
Таким образом изменением номиналов этих резисторов можно подобрать оптимальный токовый и тепловой режимы работы выходных ключевых транзисторов.

3. При замене мощного ключевого транзистора следует обратить внимание на качество крепления транзистора к радиатору (корпусу) коммутатора. Также проверяют наличие теплопроводящей пасты между транзистором и радиатором (корпусом коммутатора).

4. Аналогом зарубежного стабилитрона 1N3029 (см. рис. 3) является отечественный КС524.

5. Аналогом зарубежной микросхемы L497В (см. рис. 1, 2, 3) является отечественная КР1055ХП1.

Коммутатор – это электронный компонент для обеспечения работы бесконтактной системы зажигания. Она является переходной между контактной и микропроцессорной. Последняя, наиболее совершенная, позволяет управлять моментом при помощи данных, считываемых с датчиков – кислорода, скорости, оборотов двигателя и других. Но на дорогах все еще немало автомобилей, в которых установлены и контактные прерыватели, и бесконтактные. Поэтому для обслуживания и диагностики нужно знать назначение всех элементов, а также методы поиска неисправностей и их основные признаки. Перед тем как проверить коммутатор, внимательно изучите все детали.

Бесконтактная система зажигания

Всего существует три огромные группы систем – контактная, бесконтактная, микропроцессорная. Первая делится на две подгруппы – контактная и с применением транзистора, работающего в режиме ключа. В конструкции бесконтактной системы зажигания тоже применяются транзисторы. Использоваться активно такая схема стала в начале 80-х годов прошлого века. И она имеет ряд преимуществ, о которых будет рассказано несколько ниже. Схема коммутатора несложная, она может быть реализована как на транзисторах, так и на контроллере.

Но у бесконтактной системы зажигания имеется и много недостатков, если сравнивать ее с микропроцессорной. Последняя позволяет контролировать практически все параметры двигателя. БСЗ делать это не позволяет, также не может она нормально использоваться на инжекторных моторах. Причина устаревания бесконтактной системы заключается не только в развитии электроники и автомобилестроения, но и в принятии жестких мер по обеспечению экологичности двигателей внутреннего сгорания. К сожалению, уменьшить количество вредных веществ в выхлопе позволяет только микропроцессорное управление.

Основные элементы системы

Конечно, первыми стоит указать свечи зажигания. Они установлены в головке блока цилиндров, электроды выходят с внутренней части. Это те элементы, которые позволяют воспламенить топливовоздушную смесь. Но с помощью одних только свечей двигатель работать не сможет. Необходимо контролировать положение коленчатого вала, чтобы знать, в каком положении находятся поршни в цилиндрах.

Для этой цели используется индуктивный датчик, работающий на эффекте Холла. Он входит в конструкцию другого элемента – распределителя зажигания. Датчик выдает импульс, который поступает на коммутатор. Это устройство позволяет слабый сигнал усилить до напряжения в 12 Вольт, чтобы затем подать его на катушку. Катушка – не что иное, как простой трансформатор (повышающий). У него вторичная обмотка имеет большее число витков, нежели первичная. За счет этого происходит повышение напряжения и уменьшение силы тока. Напряжение в БСЗ на свечи подается при значении 30-35 кВ (в зависимости от модели автомобиля).

Чем БСЗ лучше контактной?

Внимательно прочитав предыдущий раздел, можно увидеть, что в системе применен индуктивный бесконтактный датчик Холла. Преимущество очевидно – нет трения и коммутации. Для сравнения обратите внимание на контактную систему. В ней прерыватель коммутирует напряжение, величина которого равна 12 Вольт. Как ни крути, но металлические контакты все время соприкасаются друг с другом, постепенно стираются, покрываются нагаром.

По этим причинам необходимо постоянно следить за прерывателем, регулировать зазор, проводить своевременную замену. БСЗ лишена этих недостатков, поэтому без стороннего вмешательства система работает значительно дольше. Датчик Холла выходит из строя очень редко, как и коммутатор. Это повышает надежность системы, но требуется и соблюдать меры предосторожности, в частности, соединение коммутатора с кузовом должно быть максимально плотным, чтобы обеспечить эффективный теплообмен. Кроме того, БСЗ позволяет улучшить работу двигателя, увеличить, хоть и незначительно, его мощность, наряду с повышением надежности.

Как работает коммутатор

По сути, коммутатор – это простой усилитель сигнала. Можно сравнить даже со сборкой Дарлингтона, которая используется в микроконтроллерной технике для преобразования слабого сигнала с порта выхода до необходимого уровня. Основа этой сборки – полевые транзисторы, работающие в режиме ключа. На них подается рабочее напряжение, на управляющий вывод поступает сигнал, который усиливается и снимается с коллектора.

Коммутатор зажигания имеет практически аналогичную схему работы. Только используется сигнал с датчика Холла. Он имеет три вывода – управление, общий, плюс питания. При появлении в области датчика металлической пластины происходит генерация тока, который подается на вход коммутатора. Далее происходит усиление сигнала, а также подача его на первичную обмотку катушки. Питание всей системы происходит только лишь после включения зажигания (после поворота ключа).

Основные элементы коммутатора

Схема коммутатора достаточно простая, но самостоятельное изготовление этого блока бессмысленно, так как готовый вариант купить окажется намного проще. Монтаж должен выполняться максимально грамотно, иначе работа устройства окажется неправильной. Кроме того, при использовании транзисторов нужно тщательно выбирать их по параметрам, а для этого необходимо иметь качественную измерительную аппаратуру. К сожалению, у двух одинаковых полупроводников разброс характеристик может быть очень большим. А это влияет на работу устройства.

Коммутатор ВАЗ, имеющий обозначение 76.3734, состоит из одного основного элемента – контроллера L497. Он создан специально для использования в бесконтактных системах зажигания. Отечественный аналог этого контроллера – КР1055ХП2. Параметры у них практически идентичные, что позволяет использовать любой из контроллеров. Кроме того, эта микросхема позволяет провести подключение тахометра, расположенного на приборной панели автомобиля. Но можно применить и более простую схему, которая представляет собой усилительный блок из двух каскадов. Правда, надежность такого устройства на порядок ниже.

Подключение коммутатора

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.

Как осуществить проверку

Ничего сложного нет в этой процедуре. Самый простой способ – это использовать заведомо исправный узел, так как проверить коммутатор таким образом можно буквально за считанные минуты. Но если такового нет, а нужно определить точно, неисправность в катушке либо же в коммутаторе, разумнее использовать другие способы. Потребуется простая лампа накаливания. Если не знаете, где взять ее, то выкрутите из плафона освещения салона либо же из габаритных огней.

Настройка зажигания

Выводы

Много преимуществ дает такой простой узел в бесконтактной системе зажигания, как коммутатор. Это и повышение мощности, пусть даже незначительное, и уменьшение расхода топлива, и значительное улучшение двигателя с точки зрения надежности. А главное – отпадает необходимость в постоянном контроле и своевременной настройке системы. Современному водителю не хочется заниматься ремонтом автомобиля, ему нужно средство передвижения. Причем надежное, которое не подведет в самый ответственный момент. Независимо от того, какой коммутатор используется в БСЗ, эффективность у него намного выше, нежели у контактного прерывателя.

Коммутатор ВАЗ 2108 обеспечивает формирование управляющих импульсов, подающихся на катушку зажигания. Этот элемент электрического оборудования автомобиля представляет собой электронное устройство, обеспечивающее нормальное функционирование бесконтактной системы зажигания транспортного средства.

Этот компонент электронной системы зажигания автомобиля закрепляется на поверхности, является достаточно прочным, чтобы выдерживать высокие вибрационные и ударные нагрузки, которые могут возникать в процессе эксплуатации машины. В устройстве реализованы максимально возможные варианты защиты электронных компонентов.

Характеристики коммутатора

Схема коммутатора ВАЗ построена на основе микросхемы L497, которая управляет выходным N-P-N-транзистором. Особенностью микросхемы является возможность программирования времени восстановления коэффициента задержки, что является важным для беспроблемного пуска холодного силового агрегата автомобиля. Такая особенность этого электронного компонента коммутатора позволяет осуществлять быстрое ускорение частоты вращения коленвала без провалов в работе, что обеспечивает постоянное тяговое усилие двигателя.

Аналогами, которые иногда используются в конструкции коммутатора ВАЗ 2108, являются микросхемы КР1055ХП1, КР1055ХП2, КР1055ХП4. Однако эти электронные компоненты встречаются в конструкции прибора достаточно редко. Основные технические параметры устройства:

оптимальное рабочее напряжение 13,5 В;
диапазон напряжений для нормальной работы 6-16 В;
коммутационный ток 7,5-8,5 А;
диапазон обеспечения бесперебойного искрообразования от 20 до 7000 оборотов коленвала.

Конструкция устройства разработана для использования в однопроводных схемах питания на автомобилях, у которых кузов играет роль отрицательной клеммы. Установка устройства, смонтированного на базе микросхемы L497, осуществляется на специально предназначенном месте с помощью штатных крепежных элементов.

Как отличить неисправности коммутатора

Неполадки зажигания всегда сопровождаются характерными симптомами, о которых должен знать каждый автовладелец. Одна из таких неисправностей связана с коммутатором.

Вот лишь самые распространенные признаки, указывающие на проблемы с работой коммутатора ВАЗ 2108.

Невозможно запустить двигатель.
Стартер активно крутит маховик двигателя, но искра отсутствует.
Двигатель можно запустить, он работает на холостых оборотах, можно поднять до средних значений, но повысить обороты до максимальных невозможно.
Мотор не работает на полную мощность.
На холостых мотор работает исправно, но начинает глохнуть при попытке тронуться.
Двигатель можно запустить, но он глохнет через непродолжительное время.
Отказывается работать один из цилиндров на определённых оборотах (троит).
Двигатель глохнет на горячую и продолжает нормально работать, когда остынет.
Горит лампа разряда аккумулятора.
Тахометр показывает резкие скачки оборотов двигателя.

Это лишь самые распространенные, но не единственные черты неисправного коммутатора. Существует также ряд косвенных признаков. Иногда даже опытные мастера не сразу могут определить симптомы неправильной работы этого узла системы зажигания ВАЗ 2108.

Как проверить коммутатор

В среднем стоимость этой детали не слишком высока, но многие автовладельцы по разным причинам не стремятся ее заменить. К тому же если поменять заведомо исправный коммутатор, неполадки с двигателем останутся, ведь причина сбоев в работе силовой установки может быть совершенно в другом. Поэтому оптимальным решением будет проверка детали на работоспособность.

Для точной диагностики потребуется специальное профессиональное оборудование, которое есть на любой СТО. На специальном стенде можно проверить импульс на катушке зажигания, его стабильность и цикличность. Однако возможность обратиться к специалистам есть не всегда, существует и более простой народный метод диагностики. Для проверки следует взять ключ на 8 и 12-вольтовую лампочку мощностью 3 Вт. Алгоритм действий выглядит следующим образом.

Обесточить сеть, скинув клеммы с аккумулятора.
Воспользовавшись ключом на 8, нужно отсоединить провод коричневого цвета, который идёт от клеммы К на катушке зажигания к клемме 1 на коммутаторе.
Один контакт контрольной лампочки подключается к клемме на катушке зажигания, а другой – на коммутаторе. В результате контрольная лампа оказывается составной частью цепи между катушкой и коммутатором.
Подсоединить клеммы к аккумулятору и попробовать завести двигатель (во время вращения стартером лампа должна загораться).

Загорающаяся лампочка свидетельствует об исправности коммутатора. Если этого не происходит, узел неисправен и требуется его заменить. При отключении лампочки надо обязательно отсоединить минусовую клемму от аккумулятора, тем самым предотвращается возможность случайного замыкания.

Местом установки прибора является перегородка, отделяющая моторный отсек авто от его салона. Устройство монтируется в подкапотном пространстве. Схема подключения коммутатора должна обеспечивать надежный контакт между основанием прибора и кузовом автомобиля. Устройство способно нормально работать до температуры нагрева в 115 °С.

Проверка и замена устройства

Осуществляя проверку и ремонт бесконтактной системы зажигания автомобиля, требуется обязательно проверить работоспособность коммутатора. Для тестирования этого прибора нужно под рукой иметь стандартный набор инструментов. Помимо этого понадобится контрольная лампочка с напряжением 12 В.

Полная проверка элемента осуществляется на специализированном стенде, который позволяет не только определять наличие импульса, но и его длительность. Использование контрольной лампы дает возможность определить наличие только импульса при тестировании прибора в домашних условиях. Для осуществления проверки работы коммутатора нужно проделать следующие операции.

При эксплуатации авто во избежание выхода из строя коммутатора требуется проводить периодическую очистку поверхности охлаждающего радиатора.

Читайте также: