Бесконтактная система зажигания – принцип работы: разъясняем досконально

Бесконтактная система зажигания появилась благодаря развитию контактно-транзисторной системы. Отличие бесконтактной системы зажигания состоит замене контактного прерывателя на бесконтактный датчик.

Преимущества и недостатки БСЗ

Бесконтактное зажигание ставится на большинство новых машин и некоторые иномарки старше 15 лет. Даже если на авто не стоит электронная система зажигания, то монтаж и её настройка не вызывают сложностей даже у начинающих мастеров.

В обычном варианте зажигания достаточно часто выходит из строя контактная пара, что доставляет владельцу транспортного средства массу неудобств. В электронных системах такой недостаток исключён, благодаря чему устройство более надёжно и стабильно в работе.

Бесконтактное зажигание хорошо справляется со своей задачей даже при влажной и холодной погоде, что является несомненным плюсом по сравнению с контактным.

Более современная конструкция совместима со всеми марками и моделями авто, поэтому переоборудование может выполняться на всех машинах.

Среди преимуществ электронной системы специалисты отмечают три основных параметра.

1. Возможность более эффективного использования свечей. Так как электричество подаётся на первичную обмотку через коммутатор, то на вторичной обмотке катушки можно получить значительно большее напряжение. Мощная искра обеспечивает стабильный поджиг смеси даже в движках с высокой компрессией. Так как контакты отсутствуют, то они не пригорают, благодаря чему в процессе эксплуатации БСЗ не происходит снижение мощности искры.
2. Экономность. Благодаря электромагнитному импульсному создателю, пришедшему на замену контактной группы, импульсы имеют более стабильные и лучшие характеристики. Двигатель, оборудованный электронной системой зажигания, имеет более высокие показатели мощности при том, что расход топлива может снижаться в среднем на 1 литр на 100 км. Также импульсный создатель гарантирует стабильность работы при различных оборотах мотора.
3. Более редкое обслуживание. В отличие от КСЗ, которую рекомендуется обслуживать каждые 5 — 7 тысяч км, электронное оборудование менее подвержено поломкам и не нуждается в частой регулировке. Бесконтактную систему в среднем нужно обслуживать каждые 10 — 12 тысяч км. Чаще всего регламентные работы предполагают смазывание трамблера. Иногда может потребоваться замена отдельных деталей, но их неисправности встречаются достаточно редко.

Также автолюбители отмечают и другие плюсы, которые, по их мнению, играют важную роль при выборе системы зажигания. Бесконтактное электронное зажигание потребляет минимальное количество электричества в заведённом состоянии, что существенно экономит заряд аккумулятора. Для работы системы требуется гораздо меньшее количество тока, благодаря чему авто заведётся даже при полностью разряженном аккумуляторе «с толкача».

Среди недостатков зажигания можно отметить некачественные коммутаторы. Очень часто встречаются случаи, когда коммутатор отечественного производства выходил из строя всего через несколько тысяч километров после установки, поэтому не стоит экономить на всех деталях системы.

Качественные комплектующие — залог надёжной и долговечной работы БСЗ.

Ещё одной деталью, которая чаще всего выходит из строя, является реле холостого хода. Запчасть не подлежит ремонту, поэтому её приходится менять при поломке. Так как в установленных на заводе бесконтактных системах чаще всего используются не совсем качественные детали, то многие автомастера рекомендуют сразу заменить некоторые части зажигания:

• датчик Холла;
• коммутатор;
• катушка (, как проверить катушку зажигания);
• бегунок;
• крышка трамблера.

В некоторых случаях целесообразно установить блоки зажигания для электронных систем.

Структура и функции БСЗ

На основании рисунка кратко поясняется принцип работы системы:

Рисунок. Компоненты транзисторной системы зажигания

1. Аккумуляторная батарея
2. Выключатель зажигания и стартера
3. Катушка зажигания
4. Коммутатор
5. Датчик зажигания
6. Датчик-распределитель
7. Свеча зажигания

При включении зажигания (2) подается напряжение питания на первичную обмотку катушки зажигания (3). Через первичную обмотку проходит ток, как только коммутатор (4) получит сигнал с датчика зажигания (5), ток первичной обмотки прерывается. Клемма 1 катушки зажигания по средством коммутатора соединяется с массой. Во вторичной обмотке индуцируется высокое напряжение более 20 кВ.

Вторичное напряжение системы зажигания через клемму 4 катушки зажигания передается на датчик-распределитель на соответствующий цилиндр и свечу зажигания.

Блок управления определяет частоту вращения коленчатого вала (сигналы датчика) и на ее основании управляет временем накопления тока первичной обмотки катушки зажигания (длительностью открытого состояния выходного транзистора или тиристора системы зажигания) и его величиной. В соответствии с частотой вращения и напряжением аккумуляторной батареи, незадолго до появления искры зажигания устанавливается заданное значение первичного тока, то есть при увеличении частоты вращения длительность протекания тока увеличивается так же, как при уменьшении напряжения аккумуляторной батареи.

При включенном зажигании и неработающем двигателе (отсутствие сигнала датчика) через некоторое время (как правило, через одну секунду) отключается ток первичной обмотки катушки зажигания. Как только блок управления получит сигнал датчика (например, при запуске), он снова переходит в рабочее состояние.

Для адаптации момента зажигания к разным состояниям нагрузки регулировка осуществляется так же, как и в контактных системах зажигания, механическим способом посредством мембранного механизма вакуумного регулятора, а также центробежного регулятора. В результате сигнал датчика (и вместе с ним момент зажигания) изменяется в зависимости от оборотов и нагрузке двигателя.

Рисунок. Схема взаимодействия вакуумной и центробежной регулировки при управлении зажиганием посредством индуктивного датчика

1. Центробежный регулятор
2. Вакуумный регулятор опережения зажигания с мембранным механизмом
3. Вал распределителя зажигания 4 — Полый вал
4. Статор индуктивного датчика распределителя зажигания
5. Ротор датчика управляющих импульсов
6. Ротор распределителя зажигания

Индуктивное формирование сигнала в бесконтактной транзисторной системе зажигания накоплением энергии в индуктивности

В результате вращения ротора датчика управляющих импульсов изменяется магнитное поле и в индукционной обмотке (статоре) создается представленное на рисунке а, б переменное напряжение. При этом напряжение увеличивается по мере приближения зубцов ротора к зубцам статора. Положительный полупериод напряжения достигает своего максимального значения, когда расстояние между зубцами статора и ротора минимальное. При увеличении расстояния магнитный поток резко меняет свое направление и напряжение становится отрицательным.

Рисунок. Датчик управляющих импульсов по принципу индукции
а) Технологическая схема

1. Постоянный магнит
2. Индукционная обмотка с сердечником
3. Изменяющийся воздушный зазор
4. Ротор датчика управляющих импульсов

б) временная характеристика переменного напряжения, индуктируемого датчиком управляющих импульсов tz = момент зажигания

В этот момент времени (tz) в результате прерывания первинного тока коммутатором инициируется процесс зажигания.

Количество зубцов ротора и статора в большинстве случаев соответствует количеству цилиндров. В этом случае ротор вращается с уменьшенной вдове частотой вращения коленчатого вала. Пиковое напряжение (± U) при низкой частоте вращения составляет прибл. 0,5 В, при высокой — прибл. до 100 В.

Момент зажигания можно проконтролировать только при работающем двигателе, поскольку без вращения ротора изменение магнитного поля не происходит и в результате не создается сигнал.

Формирование сигнала датчиком Холла

Вторую возможность бесконтактного управления искрообразованием, возможно осуществить с помощью датчик Холла.

Датчик Холла часто используется при переоборудование системы зажигания с контактной на бесконтактную, поскольку его удается установить вместо прерывателя на подвижную пластину.

В бесконтактном датчике используется эффект Холла (названный в честь его открывателя), заключающийся в возникновение поперечной разности потенциалов в проводнике с постоянным током под действием магнитного поля. Эффект Холла особенно эффективен в специальных полупроводника. Микросхема, интегрированная в датчик Холла еще больше усиливает сигнал.

Рисунок. Эффект Холла

• Av А2 — соединения, полупроводниковый слой
• UH — напряжение Холла
• В — магнитное поле (плотное)
• Iv — постоянный ток питания

При вращении экрана с прорезями (обтюратора) магнитное поле периодически воздействуют на датчик Холла. Если между магнитными направляющими обтюратор открыт (так называемые прорези), индуктируется напряжение Холла. Если в воздушном зазоре между магнитными направляющими обтюратор закрыт, то линии магнитного поля не могут воздействовать на датчик Холла и напряжение близко к нулю (Небольшие поля рассеяния полностью подавить нельзя). Благодаря характеристике напряжения Холла снова присутствует сигнал для искрообразования.

Рисунок. Принцип

1. Обтюратор с шириной b
2. Постоянный магнит
3. Микросхема Холла
4. Воздушный зазор

Количество прорезей соответствует в большинстве случаев количеству цилиндров, а обтюратор вращается вместе с ротором распределителя зажигания с уменьшенной вдвое частотой вращения коленчатого вала. Для регулирования опережения зажигания пластина, на которой закреплен датчик Холла, механически передвигается по уже знакомому принципу. Искрообразование происходит при включении датчика Холла (t2), то есть как только прорезь позволит линиям магнитного поля воздействовать на датчик Холла. В данном случае настройку зажигания можно выполнять при неработающем двигателе (соблюдайте информацию производителя!).

Рисунок. Характеристика напряжения Холла

Способы переоборудования контактной системы зажигания в бесконтактную

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

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

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

Что понадобится для монтажа бесконтактной системы?

Установка зажигания требует минимальной подготовки, благодаря чему монтаж может произвести каждый желающий. Для проведения монтажных работ понадобятся:

• ключи под номерами 8, 10 и 13;
• крестовидная отвёртка;
• дрель с комплектом насадок;
• саморезы различной длины.

Эти инструменты понадобятся в процессе монтажа, но под рукой также стоит иметь и другие гаечные ключи, а также плоскогубцы, отвёртку с набором бит.

Система зажигания: бесконтактное зажигание

Итак, бесконтактная система повышает мощность двигателя, уменьшает расход горючего, снижает токсичность выхлопа и т.д. Это становится возможным благодаря тому, что разряд отличается более высоким напряжением (30 тысяч вольт.). В свою очередь, мощная искра позволяет смеси сгорать более эффективно и полноценно.

Если иначе, отсутствие контактов позволяет подать ток на первичную обмотку катушки зажигания через полупроводниковый коммутатор, в результате чего энергия искры больше и удается получить большее напряжение на вторичной обмотке катушки. В среднем, показатель составляет до 10 кВ;

Также электромагнитный импульсный работает лучше, чем контактная группа. Работа более стабильна на разных оборотах двигателя, агрегат отдает больше мощности и способен сэкономить до 1.0 литра топлива по сравнению с аналогами, оснащенными контактной системой зажигания.

Еще следует добавить, что обслуживать бесконтактное зажигание проще, так как сбои возникают не часто, а сама система нуждается в обслуживании намного реже. Бесконтактное зажигание не нуждается в чистке и регулировке.

Также для нормальной работы электронного зажигания требуется меньше энергии АКБ. Это значит, что «с толкача» двигатель удается завести даже тогда, когда аккумулятор сильно разряжен. Дело в том, что после включения зажигания компоненты практически не потребляют энергию аккумулятора.

Если сравнивать с контактным зажиганием, энергия в этом случае потребляется тогда, когда контакты прерывателя замкнуты, катушка зажигания греется даже при заглушенном моторе. По конструкции бесконтактная система зажигания включает в себя несколько элементов. Если рассматривается схема зажигания данного типа, она включает в себя:

• питание;
• выключатель зажигания,
• датчик импульсов;
• транзисторный коммутатор;
• катушка зажигания;
• распределитель;
• свечи зажигания;

Распределитель зажигания соединяется со свечами посредством ВВ – проводов (высоковольтные свечные провода зажигания). На деле, устройство бесконтактной системы зажигания напоминает схему контактного зажигания, однако есть и отдельные элементы (датчик импульсов, транзисторный коммутатор).

• Начнем с того, что датчик импульсов (импульсный датчик)создает электрические импульсы. Такие импульсы имеют низкое напряжение. Датчик может быть датчиком Холла, а также индуктивным или оптическим.

При этом самым распространенным в бесконтактной системе зажигания является датчик импульсов на эффекте Холла. В двух словах, датчик работает за счет появления поперечного напряжения в пластине проводника с электрическим током под действием магнитного поля.

Также экран не позволяет магнитному полю проникать постоянно, в результате чего нет напряжения на полупроводниковой пластине. Получается, благодаря чередованию прорезей в экране создаются импульсы низкого напряжения.

Импульсный датчик соединен с распределителем, образуя единый датчик-распределитель. Датчик напоминает прерыватель-распределитель, приводится в действие от коленвала ДВС.

• Еще одним элементом является транзисторный коммутатор. Данный элемент необходим для того, чтобы прерывать ток в цепи первичной обмотки катушки зажигания.

Прерывание осуществляется благодаря сигналам импульсного датчика (за счет чередующегося отпирания, а также запирания выходного транзистора).

Что в итоге

Как видно, если сравнивать контактную и бесконтактную систему зажигания, именно второй вариант работает лучше. Также такую систему не нужно регулировать и настраивать, то есть отпадает вопрос, как выставить зажигание. Причина — обслуживание сведено к минимуму.

Однако не следует полагать, что замена контактной системы зажигания на бесконтактную всегда будет означать, что такое решение намного более надежно. Дело в том, что хорошо и долго работают только импортные системы, которые состоят из дорогих комплектующих.

Если же приобретается электронное зажигание на ВАЗ, желательно подбирать все составные элементы хорошего качества, то есть не следует спешить купить бесконтактное зажигание комплектом по самой низкой цене. Как правило, нужно отдельно остановиться на качестве и надежности компонентов в таких комплектах.

Бесконтактный датчик-прерыватель для иномарок

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

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

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

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

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

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

Несомненными достоинствами БДП являются:

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

Регулировка бесконтактной системы зажигания

Корректировку работы лучше осуществлять при помощи специального оборудования — стробоскопа. В случае отсутствия спецоборудования можно выполнять регулировку по звуку. Так как на слух определяется работа не только зажигания, то необходимо, чтобы все системы работали слаженно и исправно. Настройка происходит следующим образом:

1. Прогрев мотора.
2. Открутка гайки, которая отвечает за фиксацию трамблера.
3. При работающем движке необходимо аккуратно проворачивать трамблер до того момента, пока обороты ДВС станут наиболее максимальными и ровными.
4. Затяжка крепежа.
5. На третьей скорости машину необходимо ускорить до 50 км/час. При переключении на четвёртую скорость потребуется резко нажать на педаль газа. В норме возникает звук, схожий с детонацией. Звук должен сохраняться в течение некоторого времени, пока авто не ускориться ещё на 3 — 5 км. В случае, когда звук не прекращается, необходимо провести повторную настройку и во время неё провернуть деталь на один градус по часовой стрелке. Если звук не появился, а при нажатии педали происходит провал оборотов, то во время корректировки запчасть проворачивается против часовой стрелки.

Так как настройка БСЗ – достаточно сложное занятие, требующее специальных навыков и умений, то целесообразней обратиться в автоцентр. Мастера СТО выполнят регулировку при помощи профессионального оборудования, благодаря чему настройка будет точной и продлит срок эксплуатации системы. Если нет уверенности в своих сил в процессе установки бесконтактной системы, то также лучше обратиться в сертифицированный центр.

Чаще всего на проведение комплексных работ предоставляется скидка. Если установка электронного зажигания на ВАЗ-2106 выполнялась на СТО, то лучше попросить гарантию на проведённые работы.

При отказе в выдаче гарантийных обязательств лучше обратиться в другой автосервис.

Полноценная система бесконтактного зажигания

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

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

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

https://auto-metal.ru/stati/elektronnoe-zazhiganie-beskontaktnoe-shema-ustroystva-i-osobennosti-raboty.html