Бесконтактная система зажигания.
есконтактная система зажигания является конструктивным продолжение контактно-транзисторной системы зажигания. В данной системе зажигания контактный прерыватель заменен бесконтактным датчиком. Бесконтактная система зажигания стандартно устанавливается на ряде моделей отечественных автомобилей, а также может устанавливаться самостоятельно вместо контактной системы зажигания.
• К фото номер 1: Схема бесконтактной системы зажигания.
1: свечи зажигания
2: датчик-распределитель
3: распределитель
4: датчик импульсов
5: коммутатор
6: катушка зажигания
7: монтажный блок
8: реле зажигания
9: выключатель зажигания
• А — к клемме генератора.
Бесконтактная система зажигания
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.
Конструктивно бесконтактная система объединяет ряд элементов, среди которых источник питания, выключатель зажигания, датчик импульсов, транзисторный коммутатор, катушка зажигания, распределитель и конечно свечи зажигания. Распределитель соединен со свечами и катушкой зажигания с помощью проводов высокого напряжения.
Схема бесконтактной системы зажигания
В целом устройство бесконтактной системы зажигания аналогично контактной системе зажигания, за исключением датчика импульсов и транзисторного коммутатора.
Датчик импульсов предназначен для создания электрических импульсов низкого напряжения. Различают датчики импульсов следующих типов: Холла, индуктивный и оптический.
Наибольшее применение в бесконтактной системе зажигания нашел датчик импульсов использующий эффект Холла (возникновение поперечного напряжения в пластине проводника с током под действием магнитного поля). Датчик Холла состоит из постоянного магнита, полупроводниковой пластины с микросхемой и стального экрана с прорезями (обтюратора).
Прорезь в стальном экране пропускает магнитное поле и в полупроводниковой пластине возникает напряжение. Стальной экран не пропускает магнитное поле, и напряжение на полупроводниковой пластине не возникает. Чередование прорезей в стальном экране создает импульсы низкого напряжения.
Датчик импульсов конструктивно объединен с распределителем и образуют одно устройство – датчик-распределитель. Датчик-распределитель внешне подобен прерывателю-распределителю и имеет аналогичный привод от коленчатого вала двигателя.
Транзисторный коммутатор служит для прерывания тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания в соответствии с сигналами датчика импульсов. Прерывание тока осуществляется за счет отпирания и запирания выходного транзистора.
Принцип работы бесконтактной системы зажигания
При вращении коленчатого вала двигателя датчик-распределитель формирует импульсы напряжения и передает их на транзисторный коммутатор. Коммутатор создает импульсы тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания. В момент прерывания тока индуцируется ток высокого напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания. Ток высокого напряжения подается на центральный контакт распределителя. В соответствии с порядком работы цилиндров двигателя ток высокого напряжения подается по проводам высокого напряжения на свечи зажигания. Свечи зажигания осуществляют воспламенение топливно-воздушной смеси.
При увеличении оборотов коленчатого вала регулирование угла опережения зажигания осуществляется центробежным регулятором опережения зажигания.
При изменении нагрузки на двигатель регулирование угла опережения зажигания производит вакуумный регулятор опережения зажигания.
Устройство бесконтактной системы зажигания
Бесконтактная система зажигания появилась благодаря развитию контактно-транзисторной системы. Отличие бесконтактной системы зажигания состоит замене контактного прерывателя на бесконтактный датчик.
Преимущества бесконтактной системы зажигания
Использование бесконтактной системы зажигания на автомобиле позволило повысить мощность, добиться более качественного сгорания горючей смеси, что не только позволило снизить расход, но и уменьшить выброс вредных веществ в атмосферу.
Устройство бесконтактной системы зажигания
1 — Свечи зажигания; 2 — датчик-распределитель; 3 – распределитель; 4 — датчик импульсов; 5 – коммутатор; 6 – катушка зажигания; 7 — монтажный блок; 8 — реле зажигания; 9 — выключатель зажигания; А — к клемме генератора.
Бесконтактная система состоит из следующих элементов:
- источник питания;
- выключатель зажигания ;
- датчик импульсов;
- транзисторный коммутатор;
- катушка зажигания;
- распределитель ;
- свечи зажигания.
Общее устройство бесконтактной системы зажигания напоминает строение контактной системы зажигания. Распределитель соединяется со свечами и катушкой зажигания при помощи высоковольтных проводов. Также в бесконтактной системе имеется датчик импульсов и транзисторный коммутатор.
Датчик импульсов служит для создания электро- импульсов низкого напряжения. Различают несколько датчиков импульсов: датчик Холла, индуктивный датчик и оптический.
В бесконтактной системе зажигания свое применение нашел датчик Холла (где под воздействием магнитного поля возникает поперечное напряжение в пластине проводника). Датчик Холла имеет не сложную конструкцию и состоит из постоянного магнита, полупроводниковой пластины, микросхемы и обтюратора (стального экрана).
В стальном экране имеется отверстие, через которое датчик пропускает магнитное поле, вследствие чего в полупроводниковой пластине возникает напряжение. Стальной экран, в свою очередь, не пропускает магнитное поле, и напряжение на полупроводниковой пластине не возникает. Такое своеобразное чередование прорезей в стальном экране содействует созданию импульсов низкого напряжения.
Датчик распределитель — это устройство, в котором объединены датчик импульсов с распределителем. Датчик-распределитель напоминает прерыватель-распределитель, и также как он приводится в действие от коленчатого вала.
Транзисторный коммутатор предназначен для прерывания тока в первичной обмотке катушки зажигания в моменты сигналов датчика импульсов. Прерывание тока происходит за счет срабатывания выходного транзистора.
Как работает бесконтактная система зажигания
Датчик-распределитель приводится в действие от вращения коленчатого вала, формируя импульсы низкого напряжения, которые передает на транзисторный коммутатор. Коммутатор, в свою очередь создает импульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания. Когда ток прерывается, индуцируется ток высокого напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания, после чего ток высокого напряжения подается на центральный контакт распределителя. В зависимости от порядка работы цилиндров двигателя ток высокого напряжения распределяется по проводам высокого напряжения на свечи зажигания. Свечи зажигания осуществляют воспламенение горючей смеси.
Когда число оборотов коленчатого вала растет, за регулировку угла опережения зажигания отвечает центробежный регулятор опережения зажигания. При изменении режимов работы двигателя регулирование угла опережения зажигания производится вакуумным регулятором опережения зажигания.
Что из себя представляет импульсный датчик положения распредвала (ДПРВ)
И так:
Датчик положения распредвала является интегральным датчиком, включающим чувствительный элемент и вторичный преобразователь сигнала.
Чувствительный элемент выполнен на основе магниторезистивного эффекта, который заключается в изменении электрического сопротивления при воздействии (изменении) слабого магнитного поля.
Вторичный элемент содержит мостовую схему, операционный усилитель и выходной каскад, выполненный в виде открытого коллектора.
При появлении штифта-отметчика датчик формирует сигнал низкого уровня, близкий к массе.
Гибель» датчика положения распредвала неопытному ремонтнику без диагностического оборудования обнаружить весьма сложно. Хотя двигатель и работает в нештатном режиме попарно-параллельной подачи топлива, когда каждая форсунка срабатывает в два раза чаще (один раз за каждый оборот коленвала) — определить это на слух пытаться не стоит. Выхлоп теряет былую чистоту, но поймать увеличение токсичности удается только замерами по ездовому циклу. Понять, что мотор нездоров, можно по возросшему расходу топлива. Еще один признак неисправности — сбои в работе системы самодиагностики. К другим неприятным для двигателя последствиям отказ датчика распредвала привести не должен…
НАИБОЛЕЕ ЧАСТЫМИ НЕИСПРАВНОСТЯМИ ДАТЧИКА ПОЛОЖЕНИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВАЛА (ДПРВ) ОТНОСЯТСЯ:
Причина 1: датчик не подключен к жгуту проводов.
Причина 2: наличие воды в соединителе датчика.
Причина 3: замыкание на массу сигнального провода датчика.
Причина 4: обрыв сигнального провода датчика.
Причина 5: замыкание на бортсеть сигнального провода датчика.
Причина 6: обрыв экранирующей оболочки проводов датчика или жгута.
Причина 7: обрыв провода электропитания датчика.
Причина 8: перепутано подключение проводов электропитания датчика.
Причина 9: неисправность датчика положения распредвала.
Причина 10: неисправность высоковольтных цепей зажигания.
Причина 11: неисправность блока управления двигателем. (Крайне редкая неисправность)
Причина 12: большой монтажный зазор между датчиком и отметчиком. (Тут причиной могут быть природные факторы, например скопившаяся грязь в совокупности с моторным маслом)
Причина 13: малый монтажный зазор между датчиком и отметчиком.
Причина 14: повышенное торцевое биение шестерни распредвала. (в данном случае, необходимо вскрыть крышку двигателя и смотреть состояние самих валов)
Причина 15: возможно наличие стружки на самом датчике, т.к. он работает на импульсной основе, наличие стружки будет влиять на ошибочные показания датчика.
Способы проверки исправности цепи датчика.
1. Проверьте подключение датчика к жгуту проводов.
2. Если подключение датчика к розетке жгута проводов нормальное, то отсоедините от датчика розетку жгута проводов и проверьте наличие воды в его соединителе. При необходимости вытряхните воду из вилки и розетки соединителя датчика, очистите контакты от грязи.
3. Внимательно осмотрите целостность кабеля датчика и его оболочки. Возможно повреждение кабеля. (кстати наиболее распространенная причина неисправности ДПРВ, т.к. он расположен в непосредственной близи с двигателем, от его температуры изоляция проводов пересыхает и рассыпается, и как следствие происходит замыкание).
4. Проверьте сопротивление вторичных обмоток катушек зажигания—оно должно быть в пределах 13 кОм.
По большому счету по аналогичному принципу работает и датчик положения коленвала ДПКВ.
Надеюсь кому-нибудь данная статья окажется полезной.
Всем спасибо за внимание, буду рад Вашим отзывам и критике.
Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена
Датчик скорости – один из множества автомобильных датчиков, ответственных за выработки сигналов измерительной информации, ее передачу, дальнейшее преобразования и обработку электронным блоком управления и некоторыми другими устройства. Если в автомобиле нет ЭБУ, потребность в датчиках меньше не становится. Выход даже наименее важного из датчиков сказывается хотя бы на том, насколько комфортно будет эксплуатировать автомобиль. Поскольку датчик скорости является довольно важным компонентом, Avto.pro поможет разобраться в особенностях его устройства, разберет основные неисправности, а также расскажет, в каких случаях его сможет заменить даже неопытный автолюбитель.
Коротко о работе датчиков скорости
Вообще, автомобильные датчики скорости делятся всего на два типа:
— Электронный;
— Механический.
Начать стоит с механического, ведь хронологически именно он предшествовал более совершенному электронному устройству. В основе механического датчика лежит группа сцепленных шестеренок и небольшой тросик. Устанавливали такие датчики прямо на механизмах привода спидометра недалеко от КПП. Механические устройства весьма незамысловаты и обладают солидным эксплуатационным ресурсом, однако не дают точных показаний на всем диапазоне скоростей и все-таки зависят от ряда внешних условий. Чего не скажешь об электронных датчиках скорости.
Современные датчики основываются на эффекте Холла. Если сказать, что они не работают на частотно-импульсном сигнале, проще не станет, так что постараемся все разъяснить. Итак, датчик формирует так называемый импульсный сигнал, частота следования импульсов в котором имеет зависимость от скорости вращения вала. Автомобиль движется быстрее – вал вращается быстрее – датчик производит импульсы большей частоты – на спидометр выводится достоверная информация об изменении скорости в большую сторону. Разумеется, «привычный» для электроники сигнал человек понять не может. По этой причине в систему вводится контролер, подсчитывающий частоту поступающих от датчика скорости импульсов в единицу времени, а затем переводящий эту величину в человеко-понятные км/ч или миль/ч.
Электронные датчики удалось реализовать двумя способами:
— С контактом от вала;
— Без контакта.
Первые датчики просто называют контактными. В них используют приводные шестерни и гибкий трос (иногда жесткий вал небольшой длины). Трос или вал служат для передачи крутящего момента от таких автомобильного моста, вала коробки передач или же раздаточной коробки. Угловое вращение переводится в электрические импульсы, которые передаются далее по системе и переводятся в человеко-понятные величины. Именно такие датчики нашли самое широкое применение в автомобильной индустрии. Причин две: они надежные, их можно использовать вместо механического привода спидометра без дорогостоящих доработок последнего.
Все более популярные бесконтактные датчики основываются на том же эффекте Холла, но технически реализуются не так, как контактные. Они используют одно из вспомогательных устройств: ротор или задающий диск. В бесконтактных датчиках эффект Холла используется в полной мере, тем временем как в менее сложных контактных – тот же эффект, магниторезистивный эффект или работа оптронов (оптроэлектронных пар).
Подробнее о контактных и бесконтактных датчиках
Бесконтактные датчики скорости основываются на уже упомянутом эффекте Холла, вследствие чего они не имеют подвижных частей. Суть эффекта Холла в том, что на плоском проводки, через который с противоположных сторон пропускается постоянный ток, при его нахождении в магнитном поле возникает напряжение на паре других противоположных сторон. Для работы датчиков нужно разместить на валу агрегата, которым может быть мост, редуктор или же коробка передач, импульсный диск или специальный диск. Данные элементы имеют намагниченные участки. Импульсный сигнал образуется за счет того, что ротор, отдаленный от чувствительной части автомобильного датчика с микросхемой Холла, начинает вращаться. Далее сигнал поступает к контролеру.
Контактные датчики скорости, использующие эффект Холла, и их одноименная микросхема с магнитом постоянно неподвижны, а магнитное поле изменяется благодаря вращению специального кольца с прорезями, иначе называемым шторкой. Само кольцо подсоединено к валу или гибкому приводному тросику, через которое вращение и передается.
Магниторезистивные и оптоэлектронные датчики
В основе работы датчиков скорости авто может стоять магниторезистивный эффект. Во многом он напоминает эффект Холла, но лишь на первый взгляд. Суть в том, что некоторые материалы могут быстро менять свое электрическое сопротивление в случае, если они помещаются в магнитном поле. Что бросается в глаза при изучении таких датчиков, так это микросхема, в которую интегрирован магнитерезистивный элемент. Он составлен из полупроводниковых элементов. Кроме того, подобный датчик оборудован прямым приводом и многополюсным магнитом.
Оптоэлектронные контактные датчики скорости весьма просты, но это единственное их достоинство. Дело в том, что они менее чувствительны (к отклонениям основного параметра) и более инерционны (имеют большое запаздывание в измерении), нежели вышеописанные датчики. Работает датчик за счет оптопары, представляющей собой фототранзистор и светодиод, разделенные диском с прорезями. Последний закреплен на приводном валу. За счет вращения диска и прерывания светового потока между парой элементов и генерируется импульсный сигнал.
Как датчик скорости влияет на работу двигателя
В систему определения скорости введен специальный контролер, который воспринимает импульсный сигнал от датчика. Именно контролер передает сигнал электронному блоку управления, которые рассчитывает объем топлива, необходимый для оптимальной работы двигателя. К примеру, если скорость автомобиля уменьшается, уменьшается и количество топлива, которое подается двигателю. За счет этого удается существенно экономить горючее и эксплуатировать двигатель в наиболее щадящем режиме.
В случае неисправности датчика скорости блок управления не будет получать сигнал, отвечающий реальной скорости автомобиля. Топливо будет подаваться равномерно вне зависимости от того, как сильно водитель вжимает педаль газа. На практике выходит так, что горючее расходуется с избытком, а силовой агрегат иногда работает с рывками. Статистика показывает, что исправный датчик позволяет экономить порядка 2 литров топлива на 100 километров пробега. Еще одна особенность современных автомобилей с датчиками скорости на основе эффекта Холла: неисправность электроусилителя руля при неисправном датчике (ошибка P-0501).
Почему датчик скорости выходит из строя
Как и практически все электронные компоненты авто, датчик страдает в первую очередь от окисления контактов и нарушения целостности проводки. Зачастую проблему удается выявить в ходе визуального осмотра, хотя для верности стоит воспользоваться тестером. Каждый из контактов нужно отсоединить и проверить. Окислившиеся и просто грязные контакты нужно очистить и покрыть специальной смазкой. Другое слабое место наиболее распространенных систем определения скорости авто: тросик спидометра. Со временем он надрывается сразу в нескольких местах, что в итоге сказывается на правильности определения скорости автомобиля. Старый тросик нужно менять, а перед установкой на всякий случай покрыть машинным маслом.
Как ни странно, но наиболее распространенные и с виду надежные системы определения скорости не терпят езды с резкими повышениями скорости. Из-за этого быстро нарушается целостность пластикового хвостика в датчике. Также начинает расслаиваться и трескаться тросик. Как и было сказано выше, тросик нужно смазывать. Плотность крепления пластикового хвостика нужно контролировать – она должна быть высокой, что предотвратит последующее разбалтывание гнезда крепления.
Неисправность датчика скорости
Если у вас есть подозрения на то, что установленный в автомобиле датчик скорости работает неправильно, не спешите с выводами. Для начала нужно убедиться в чем-то из следующего:
— Есть проблемы на холостых оборотах (машина периодически глохнет, в т.ч. и при движении накатом);
— Перестал работать спидометр;
— Спидометр работает некорректно;
— Серьезно вырос расход топлива;
— Двигатель теряет мощность при быстром разгоне.
Как и было указано выше, датчик нужно осмотреть. На разных автомобилях датчик скорости расположен по-разному, но, в общем и целом, все автоконцерны стараются расположить его ближе к коробке передач. В большинстве случаев для доступа к датчику нужно снять корпус воздушного фильтра – устройство находится примерно на одной с ним линии. Часто его располагают прямо над главной передачей. Обычно датчик крепится гайкой. Когда датчик снят, нужно проделать следующее:
1. Определиться с клеммами: заземления, импульсного сигнала и напряжения;
2. Контакт вольтметра подключить к клемме импульсного сигнала, а второй контакт заземлить на корпус автомобиля или какую-либо металлическую деталь ДВС;
3. Прокрутить ось датчика куском пластика. Показатели частоты и вращения на вольтметре должны расти по ходу увеличения скорости вращения оси датчика.
Такая проверка актуальна только для датчиков, использующих эффект Холла. Нечто подобное можно провернуть и не демонтируя датчик. Для этого нужно вывесить ведущее колесо на домкрате, аналогичным образом подключить вольтметр или другой измерительный прибор, после чего провернуть вывешенное колесо и следить за показателями напряжения и частоты.
Выбор нового датчика
Замена нового датчика не представляет особой сложности, но важно выбрать именно ту модель, которая совместима с вашим автомобилем. Так, например, датчики могут иметь разную длину в зависимости от того, какая в автомобиле коробка передач. По этой причине руководствоваться можно чем-то из следующего:
— VIN-кодом;
— Данными автомобиля: модель, год выпуска, тип двигателя и коробки;
— Кодом подходящего устройства.
В современных интернет-магазинах поиск можно вести и по кодам, и по данным автомобиля. Часто алгоритм поиска выглядит так: ввести данные автомобиля, получить код, продолжать поиски в других местах. Советуем автолюбителям сохранять коды подходящий устройств и их аналогов.
В автомобиль с механическим датчиком можно поставить электронную модель устройства. Для этого достаточно определить модель и год выпуска транспортного устройства и передать эту информацию специалисту. Далее он подберет и установит подходящий датчик, гнездовые колодки, кабели и тахограф. Стоит отметить, что иногда для установки более современного датчика нужно использовать специальный переходник.
Экскурс по производителям
Многообразие автомобильной электроники способствует появлению на рынке автозапчастей большого количества фирм-упаковщиков. Они продают под именами собственных брендов датчики крупных и мелких производителей. Как показывает практика, упаковщики предпочитают реализовывать именно недорогую продукцию низкого качества в тех странах, где покупательная способность владельцев транспортных средств невелика. Так, например, фирмы JP Group, ERA и SWAG предлагают недорогие датчики скорости, качество которых не всегда удовлетворительно. Мы рекомендуем обращать внимание на более дорогие варианты от следующих фирм:
— Valeo;
— Pierburg;
— Behr-Hella.
Это самые известные производители, чьи датчики входят в оригинальную комплектацию подавляющего большинства автомобилей. По сути, автолюбитель может купить практически полную копию оригинала, но по более низкой цене. При выборе датчика особенно важно руководствоваться тем, какая фирма его произвела. Здесь стоит обратить внимание в первую очередь на известных европейских, корейских, японских и американских производителей. Т.н. упаковщики первого звена тоже могут приятно вас удивить, но подобных упаковщиков на рынке не так уж и много – их имена легко будет запомнить.
Установка нового датчика
С учетом довольно большого количества датчиков различных типов, демонтаж и установка может несколько отличаться в зависимости от модели и года выпуска автомобиля. В одних случаях устройства имеют тросовый привод, вследствие чего тросик тоже нужно отсоединять, а в других устройство выглядит очень просто: корпус из гладкого пластика с отверстием под крепежный элемент. В общих чертах замена датчика скорости выглядит так:
— Выключить зажигание или же отсоединить клеммы аккумуляторной батареи;
— Найти старый датчик и демонтировать его. Понадобится или пара отверток (шлицевая и крестовая) с плоскогубцами, или ключ на 10 или 22 с той же парой отверток. Для откручивания тросика контактного датчика лучше использовать плоскогубцы;
— Поддев выкрученный датчик, снять его. Рекомендуется продолжить очистку пространства вокруг устройства. Здесь особенно пригодится очиститель тормозов;
— Установить новый датчик.
По факту, чем более современный у вас автомобиль, тем проще будет найти датчик и тем проще окажется его замена. Если работать приходится со старым датчиком, то все действия должны быть максимально деликатными – в устройстве есть чему ломаться.
Вывод
Датчик скорости является очень важным компонентом всех современных и морально устаревших автомобилей. В случае его выхода из строя транспортное средство становится менее экономичным, а его владелец рискует не получить реальной информации о том, с какой скоростью он движется. Разумеется, все это чревато неприятными последствиями. Если вы заметили, что спидометр работает некорректно, стоит как можно раньше проверить и его, и соответствующий датчик. Подобрать новое устройство несложно, а его замена может быть произведена за считаные минуты.
Наша страница на DRIVE2: