Что такое коммутатор в автомобиле

Что такое коммутатор в автомобиле

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).

Ещё раз вспомним, что Система зажигания — это совокупность всех приборов и устройств, обеспечивающих появление искры в момент, соответствующий порядку и режиму работы двигателя. Эта система является частью общей системы электрооборудования.

Системы зажигания можно разделить на 3 группы:

1 — Контактные системы зажигания — включает в себя механический прерыватель и создание высокого напряжения и распределение его по цилиндрам в данной системе происходит с помощью контактов.
В контактной системе зажигания управление накоплением и распределение электрической энергии по цилиндрам осуществляется механическим устройством — прерывателем-распределителем. Дальнейшим развитием контактной системы зажигания является контактная транзисторная система зажигания, в первичной цепи катушки зажигания которой применен транзисторный коммутатор.

2 — Бесконтактные системы зажигания — включает бесконтактный датчик, который заменил собой контактный прерыватель. Применение бесконтактной системы зажигания позволяет повысить мощность двигателя, снизить расход топлива и выбросы вредных веществ за счет более высокого напряжения разряда (30000В) и соответственно более качественного сгорания топливно-воздушной смеси.
В отличие от контактной в бесконтактной системе зажигания для управления накоплением энергии используется транзисторный коммутатор, взаимодействующий с бесконтактным датчиком импульсов. Транзисторный коммутатор в данной системе выполняет роль прерывателя. Распределение тока высокого напряжения осуществляется механическим распределителем.

Читайте также:  Платье с кружевом вверху

3 — Электронная система зажигания(микропроцессорная система зажигания) — система, в которой создание и распределение тока высокого напряжения по цилиндрам двигателя осуществляется с помощью электронных устройств. Электронная система зажигания не имеет механических контактов.
В электронной системе зажигания используется электронный блок управления, с помощью которого производится управление процессом накопления и распределения электрической энергии. В ранних конструкциях электронной системы зажигания электронный блок одновременно управлял системой зажигания и системой впрыска топлива (т.н. объединенная система впрыска и зажигания). В настоящее время управление зажиганием включено в систему управления двигателем.

Все вышеперечисленные виды систем зажигания похожи между собой, отличаются только методом создания управляющего импульса. Так в систему зажигания входят: Источник питания для системы зажигания, это аккумуляторная батарея (в момент запуска двигателя), и генератор (во время работы двигателя). Выключатель зажигания – это механическое или электрическое контактное устройство подачи напряжения на систему зажигания, или по-другому – замок зажигания. Как правило, выполняет две функции: подачи напряжения на бортовую сеть и систему зажигания, подачи напряжения на втягивающее реле стартера автомобиля. Накопитель энергии – узел предназначенный для накопления, преобразования энергии достаточной для возникновения электрического разряда между электродами свечи зажигания. Условно накопители энергии можно разделить на индуктивный и емкостный. Простейший индуктивный накопитель – это катушка зажигания, которая представляет собой автотрансформатор, первичная обмотка у него подключается к плюсовому полюсу и через устройство разрыва к минусовому. Во время работы устройства разрыва, например кулачков зажигания, в первичной обмотке возникает напряжение самоиндукции. Во вторичной обмотке образуется повышенное напряжение, достаточное для пробоя воздушного зазора свечи. Емкостный накопитель представляет собой емкость, которая заряжается повышенным напряжением и в нужный момент отдает свою энергию на свечу зажигания Свечи зажигания, представляют собой устройство с двумя электродами находящимися друг от друга на расстоянии 0,15-0,25 мм. Это фарфоровый изолятор, насаженный на металлическую резьбу. В центре находится центральный проводник, который служит электродом, вторым электродом является резьба. Система распределения зажигания предназначена для подачи в нужный момент энергии от накопителя к свечам зажигания. В состав системы входят распределитель, и(или) коммутатор, блок управления системой зажигания. Распределитель зажигания (трамблёр) – устройство распределения высокого напряжения по проводам, ведущим к свечам цилиндров. Обычно в распределителе собран и кулачковый механизм. Распределение зажигания может быть механическим и статическим. Механический распределитель представляет собой вал, который приводится в действие от двигателя и при помощи «бегунка» распределяет напряжение по высоковольтным проводам. Статическое распределение зажигания подразумевает под собой отсутствие вращающихся деталей. При таком варианте катушка зажигания присоединятся непосредственно к свече, а управление происходит от блока управления зажиганием. Если, например, двигатель автомобиля имеет четыре цилиндра, то и катушек будет четыре. Высоковольтные провода в данной системе отсутствуют. Коммутатор – электронное устройство для генерации импульсов управления катушкой зажигания, включается в цепь питания первичной обмотки катушки и по сигналу от блока управления разрывает питание, в результате чего возникает напряжение самоиндукции. Блок управления системой зажигания – микропроцессорное устройство, которое определяет момент подачи импульса в катушку зажигания, в зависимости от данных датчиков положения коленвала, лямбда-зондов, температурных датчиков и датчика положения распредвала. Высоковольтный провод — это одножильный провод с повышенной изоляцией. Внутренний проводник может иметь форму спирали, для исключения помех в радиодиапазоне.

Читайте также:  Мдф панели для откосов входной двери

Коммутатор зажигания имеется на каждом автомобиле независимо от модели и года выпуска. Устройства могут разделяться на отдельные виды, но принцип их действия остается примерно одинаковым. Но не каждый автолюбитель знает, что это такое, и какую функцию выполняет обычный коммутатор, без которого было бы невозможно завести двигатель и тронуться с места.

Это простое электронное устройство всего лишь выполняет функцию искрообразования. Но сбои в его работе могут привести к неустойчивости работы двигателя на холостых оборотах или в других режимах работы агрегата. Иногда начинают искать проблему именно в системах двигателя вместо того, чтоб разобраться – правильно ли формируется электрический импульс коммутатора системы зажигания.

Проверить его работу можно как в сервисе, так и в домашних условиях. Правда, во втором случае придется приобрести или сделать самому специальный прибор. Зато под рукой всегда будет устройство, с помощью которого можно будет определить причину затрудненного зажигания или других распространенных проблем в работе автомобиля.

Что такое коммутатор зажигания

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

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

Видео что такое коммутатор:

Первые коммутаторы

На первых автомобилях устанавливались самые простые блоки управления системой зажигания. Схема их работы приведена ниже.

В данной схеме используется принцип самоиндукции. Разрыв цепи протекания тока в обмотке бобины сопровождается вторичной высоковольтной ЭДС. При этом на контакте свечи появляется искра. Цепь разрывается благодаря замыканию контактов на прерывателе.

Эта схема коммутатора зажигания отличается простотой и надежностью, потому устанавливалась на автомобили долгое время, несмотря на ее явные недостатки. Даже после изменения элементарной базы, первоначальный принцип работы устройства сохранился.

Основной недостаток такой системы – слишком высокий ток, протекающий через катушку. Как результат – появление искрения в прерывателе, его оплавление и обгорание контактов. К этому следует добавить и небольшую длительность искрового разряда. В результате для полноценного поджигания требуется более обогащенная горючая смесь, появляется плохая приемистость двигателя на низких оборотах, увеличивается расход топлива.

Но со временем автомобилестроение вышло на новый уровень, и в системах зажигания начали использоваться электронные коммутаторы зажигания.

Электронный коммутатор

Работа коммутатора зажигания нового поколения основана на применении электронных ключей. В их качестве применяются транзисторы VT1 и VT2. Их использование уменьшает нагрузку контакта прерывателя и увеличивает ток, который протекает через обмотку катушки. Вследствие такого решения повысились характеристики работы устройства:

  • повысилась надежность работы системы;
  • система теперь может работать на высоких оборотах двигателя и на значительной скорости движения;
  • повысилась степень сжатия.

Электронные системы могут быть следующих видов:

  • транзисторные, их схема показана ниже;
  • тиристорные, характеризуются накоплением энергии в конденсаторе вместо электромагнитной катушки зажигания;
  • гибридные с применением кулачков;
  • бесконтактные, именно они применяются в подавляющем большинстве современных автомобилей.

Для достижения высоких показателей надежности и производительности, используются двухканальные системы. А также – многоканальные, или многоискровые коммутаторы.

Гибридные коммутаторы

Их следует разобрать немного подробней. Система кулачкового коммутатора зажигания, схема которого приведена выше, использует кулачковый трамблер и электронный коммутатор с катушкой. Применение элементов электронного зажигания значительно повышают экономичность данного устройства и увеличивают его надежность. Вместо датчика Холла к коммутатору подключаются кулачки. Их можно подсоединить и своими руками.

Читайте также:  Как гладить форменные рубашки

Удобство применения этой схемы характеризуется тем, что при выходе из строя коммутатора можно переключить провода на старую катушку и дальше можно ехать на кулачковом зажигании.

Бесконтактные коммутаторы

С введением в систему зажигания электронных приборов, производители авто со временем начали отказываться от контактных коммутаторов. Прерыватели напряжения стали заменяться бесконтактными датчиками. Как работает такой коммутатор? Все довольно просто: устройство теперь получает сигналы от узла под названием датчик Холла. Кстати, на отечественных автомобилях бесконтактные коммутаторы впервые начали применяться для ВАЗ 2108.

При использовании датчиков пропали перебои в искрообразовании, уменьшилась погрешность между моментом поджига горючей смеси в правом и левом цилиндре. Но никуда не делась проблема поиска оптимальной зависимости угла опережения зажигания от оборотов агрегата. Эту проблему помог устранить коммутатор с опережением угла зажигания с микроконтроллерной системой.

В них сигнал с электронного датчика подается на вход Х1. В этом устройстве обработка сигнала выполняется микроконтроллером, который определяет момент включения-выключения катушки. Ее коммутацию определяют транзисторные ключи, которые управляют сигналом контроллера. В результате график угла опережения выглядит таким образом:

Двухканальный коммутатор

Двухканальный коммутатор можно сделать и своими руками. Для этого не нужно обладать углубленными познаниями в электротехнике или быть хорошим механиком. Зато незначительные поправки в системе зажигания обеспечат ее бесперебойную работу в различных условиях езды. Одноконтактные коммутаторы давно устарели. А переоборудованный вариант сразу позволит почувствовать его преимущества. Итак, нужно будет выполнить следующий порядок действий:

  • снимаем крышку трамблера;
  • отключаем высоковольтный привод с катушки;
  • при помощи стартера выставляем резистор перпендикулярно агрегату;
  • делаем метку на трамблере и двигателе в месте его совпадения с серединой трамблера;
  • снимаем старый трамблер, предварительно открутив крепления;
  • отключаем привод, идущий от катушки к трамблеру;
  • берем новый трамблер, снимаем с него крышку и устанавливаем на двигатель согласно метке;
  • фиксируем крепежную вилку, надеваем крышку с приводами;
  • меняем катушку на новую и подключаем к ней провода;
  • теперь можно заводить двигатель.

Конечно, процедура займет некоторое время, ведь многие действия будут связаны с электрикой автомобиля. Но двухканальный коммутатор зажигания позволит легче заводить машину, а заодно – экономить топливо и поддерживать ресурсы двигателя.

Как выявить неисправности в коммутаторе

Несмотря на явные преимущества более новых коммутаторов, они имеют один недостаток: выявить проблему в их работе сложнее, чем в случае с одноконтактными устройствами. Особенно эта проблема касается тех водителей, которые установили новые коммутаторы на свой автомобиль. Как правило, неисправности в двухконтактных или электронных коммутаторах можно выявить только в условиях специализированных сервисных центров. Но следует обращать внимание также на явные признаки в работе систем зажигания:

  • не заводится двигатель, на свечах нет искры зажигания;
  • агрегат глохнет через несколько минут после того, как завелся;
  • неустойчивая работа двигателя.

Если наблюдается хотя бы один из этих признаков, значит стоит заменить прибор на исправный.

Также исправность прибора можно проверить и с помощью вольтметра. При включении зажигания стрелка должна установиться посредине шкалы. Затем она при отключении питания качнется вправо. Данные показатели прибора будут свидетельствовать о нормальной работе коммутатора.

Можно использовать и самодельный прибор для проверки коммутатора. Он являет собой контрольную лампу, которую легко можно сделать своими руками. Один конец лампы присоединяется на массу, второй – к выходу катушки. Если зажигание включить, то при исправности устройства через непродолжительный отрезок времени лампа станет гореть немного ярче.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector