Всё про бесконтактную систему зажигания: устройство, установка, регулировка и 5 основных причин неисправности

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.

Полезные советы

1. Так как чаще всего причина неисправностей кроется в состоянии проводов, то не стоит экономить на них. Качественные провода, которые имеют силиконовую изоляцию, отличаются долговечностью и надёжностью работы.
2. Неправильный крепёж проводной колодки нередко выступает причиной, по которой ломается коммутатор. После монтажа детали необходимо обязательно проконтролировать состояние посадки разъёма.
3. Если после установки бесконтактной системы зажигания тахометр перестал выполнять свои функции, то необходимо дополнительно вмонтировать в цепь между ним и катушкой конденсатор.

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.

Бесконтактная система зажигания

Бесконтактная 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.

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.

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.

Структура и функции БСЗ

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.

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.

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.

Неисправности бесконтактной системы зажигания: признаки и причины

Как и любое другое решение, бесконтактная система зажигания имеет как плюсы, так и минусы. Среди основных недостатков можно выделить то, что надежность некоторых составных элементов (особенно при условии использования дешевых аналогов) может быть низкой.

Само собой, неисправности системы зажигания сразу сказываются на работе двигателя

При этом важно обращать внимание на такие признаки:

• Запуск двигателя затруднен или невозможен (вероятны проблемы со свечами, ВВ-проводами, катушкой зажигания и т.д.);
• Также на сбои в системе зажигания указывает то, что на холостом ходу мотор работает нестабильно. Это может быть вызвано пробоями в крышке датчика-распределителя, неисправностями транзисторного коммутатора или самого датчика-распределителя;
• Отмечен большой расход бензина, падение мощности двигателя, пропуски зажигания и т.д. В этом случае может быть поломка центробежного регулятора опережения зажигания, сбои в работе вакуумного регулятора опережения зажигания и т.д.

Также добавим, что бесконтактная система традиционно имеет слабые места. Это в полной мере касается коммутаторов, особенно старого образца. Еще может подводить катушка.

На практике, нужно приобретать модифицированный коммутатор, а также лучше изделие иностранного производства. Такое решение «ходит» дольше, но и его срок службы, к сожалению, в отдельных случаях может оказаться не большим.

Так или иначе, важно понимать, что использование элементов системы зажигания низкого качества вполне может привести к проблемам. Например, установка неподходящих или проблемных свечей зажигания, несвоевременная их замена, использование дешевых катушек зажигания или неисправных высоковольтных проводов может влиять на исправность и состояние других элементов системы и на работу ДВС в целом

Также нельзя исключать и воздействие других факторов (повреждения, попадание жидкостей, окисление и т.п.). Например, при мойке двигателя элементы системы зажигания нужно отдельно изолировать, в процессе эксплуатации автомобиля не допускается активное скопление влаги и т.п.

Бюджетный вариант перехода на бесконтактную систему

Контакты механического размыкателя «подгорают» и изнашиваются, поэтому их приходится периодически чистить и регулировать зазор. Избавить владельцев классических ВАЗов (2101-2107) от этой рутинной работы позволяет установка модуля «Сонар ИК» (стоимостью 700÷900 рублей) в трамблер.

Устройство состоит из:

• оптического датчика (источника инфракрасного излучения и фотоприемника);
• усилителя электрического сигнала;
• коммутирующего транзистора.

Важно! Все вышеперечисленное смонтировано в миниатюрном влагозащищенном корпусе, что позволяет достаточно просто установить его на место штатного контактного прерывателя. Принцип работы модуля заключается в следующем:

Принцип работы модуля заключается в следующем:

• При вращении ротора трамблера его кулачки периодически перекрывают световой поток оптического датчика.
• Электрические импульсы от фотоприемника усиливаются встроенной микросхемой и подаются на управляющий транзистор, который размыкает/замыкает цепь первичной обмотки катушки.

На заметку! Светодиодные индикаторы (красного и зеленого цвета) информируют о состоянии электронного коммутирующего ключа (замкнут/разомкнут).

Неисправности БСЗ

Как и у контактной системы зажигания у бесконтактной существует характерные неисправности. Самая типичная из них — выход из строя датчика Холла. Примечательной особенностью является то, что без него система зажигания работать не может. Если датчик вышел из строя, то его необходимо заменить в кратчайшие сроки для восстановления работоспособности автомобиля. Также распространёнными неисправностями являются:

1. Выход из строя свечей, поломка катушки.
2. Нарушение в электрической цепи. Причины могут быть самые разные (обрывы, окисление либо неплотное прилегание контактов).

Если в систему был установлен электронный блок управления, например, «Октан» либо «Пульсар», то к распространённым поломкам также можно отнести его неисправность и выход из строя входных датчиков. Экономить на БУ не стоит, так как некачественные детали могут стать причиной преждевременной поломки всей системы. Чаще всего неисправности возникают по причине несвоевременного обслуживания БСЗ. Регулятор холостого хода может также выходить из строя по причине неправильной работы других систем автомобиля.

Среди причин, которые способствуют появлению неисправностей, отмечают:

1. Несвоевременный техосмотр всех систем авто. Неправильная работа двигателя и свечей может привести к тому, что система зажигания преждевременно выйдет из строя. В случае с БСЗ стоимость ремонта будет достаточно высокой.
2. Использование некачественного топлива. Бензин либо газ с посторонними примесями приводит к тому, что зажигание не происходит либо получается с задержкой. Невнимательное отношение к качеству топлива станет причиной выхода из строя всех запчастей, которые контактируют с ним и воздушно-топливной смесью.
3. Использование в системе деталей, не прошедших сертификацию либо отличающихся низким качеством. Помимо того, что такие детали очень быстро выходят из строя, они могут стать причиной серьёзных поломок всей БСЗ и контактирующих с ней устройств.
4. Механические повреждения. Если на систему зажигания оказывается механическое воздействие в виде ударов, сильной вибрации, то она значительно быстрей изнашивается и может понадобиться полная замена.
5. Особенности погоды. Устройства при работе в экстремальных условиях имеют более низкий ресурс работы. Повышенная влажность приведёт к более быстрому окислению контактов, поэтому плановое обслуживание понадобится проводить чаще.

Бесконтактная система зажигания: принцип работы

Рассмотрев устройство и составные элементы, можно перейти к тому, как работает бесконтактное зажигание. Прежде всего, когда вращается коленвал двигателя, происходит формирование импульсов напряжения от датчика-распределителя. Импульсы передаются на транзисторный коммутатор.

В свою очередь, коммутатор формирует импульсы тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания. В тот момент, когда происходит прерывание тока, осуществляется индуцирование тока высокого напряжения на вторичной обмотке катушки.

Когда обороты коленвала увеличиваются, происходит регулировка УОЗ (угол опережения зажигания) за счет центробежного регулятора опережения зажигания. Если меняется нагрузка на мотор, угол опережения зажигания меняется за счет вакуумного регулятора опережения зажигания.

Видео «Как установить электронное зажигание на УАЗ»

Если вы не знаете, как произвести установку электронного зажигания своими руками, то ознакомьтесь с инструкцией в ролике (видео снято каналом Auto Garage).

Бесконтактная система зажигания Уаз-31519 с двигателем УМЗ-4218 включает в себя : датчик-распределитель, транзисторный коммутатор, катушку зажигания, свечи зажигания, провода низкого и высокого напряжения, выключатель зажигания.

Датчик-распределитель 3312.3706-01.

Состоит из корпуса, крышки, валика, датчика синусоидального напряжения, центробежного и вакуумного регулятора, октан-корректора. Центробежный регулятор автоматически изменяет угол опережения зажигания в зависимости от частоты вращения вала.

Датчик напряжения состоит из ротора и статора, ротор представляет собой кольцевой постоянный магнит с плотно прижатыми к нему сверху и снизу четырехполюсными обоймами, жестко закрепленными на втулке. В верхней части ротора на втулке установлен бегунок.

Статор датчика представляет собой обмотку, заключенную в четырехполюсные пластины. Статор имеет изолированный многожильный вывод, присоединенный к выводу датчика. Второй вывод обмотки электрически связан с корпусом в собранном датчике-распределителе. На роторе нанесена метка, на статоре стрелка, которые служат для установки начального момента искрообразования.

Частота вращения валика датчика-распределителя соответствует следующим углам опережения зажигания по валику датчика-распределителя : 50-300 = 0-2, 500 = 3.5-5.5, 750 = 9.5-11.5, 1000 = 10.5-12.5, 1500 = 14.5-16.5, 2000 и выше = 18-20 градусам.

Разрежение вакуумного регулятора, кПа (мм рт. ст) соответствует следующим значениям угла опережения зажигания по валику датчика-распределителя : 14,7 (110) = 0.2, 18,7 (140) = 6-8, 22,7 (170) = 10-12 и 26,7 (200) = 10-12 градусов.

Состоит из корпуса и платы с радиоэлементами.

Катушка зажигания Б116.

Сопротивление обмоток при температуре 25 градусов +-10 : первичной — 0,43 Ом, вторичной — 13 000-13 400 Ом. Максимально развиваемое вторичное напряжение — 30 000 Вольт. Катушка имеет вывод высокого напряжения и два вывода низкого напряжения : вывод К — для соединения с выводом выводом «+» коммутатора, немаркированный вывод — с выводом КЗ коммутатора.

Выключатель зажигания 2108-3704005-40.

С противоугонным запорным устройством, с блокировкой против повторного включения стартера без предварительного выключения зажигания и с подсветкой гнезда. Блокировочное устройство против повторного включения стартера не должно допускать повторного поворота ключа из положения I (зажигание) в положение II (стартер).

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:

Несомненными достоинствами БДП являются:

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

Установка бесконтактного зажигания Ваз 2107, 2106

Чтобы установить БСЗ своими руками, потребуются следующие инструменты:

• Отвертки (плоские и крестовые);
• Ключи рожковые на 8, 10, 13 мм;
• Пассатижи (плоскогубцы);
• Свечной ключ;
• Дрель или шуруповерт с диаметром сверла 3-3,5 мм. Придется просверлить два отверстия в кузове, чтобы закрепить коммутатор.
• Спецключ для вращения коленвала ДВС или обычным рожковым на 30 мм.

Порядок монтажа бесконтактного электронного зажигания на Ваз 2106-2107.

1. Просверлить и прикрепить коммутатор рядом с катушкой. Но, не надо ставить под бачки с жидкостью.

2. Снять крышку нового трамблера и надеть прокладку.

3. Установить в посадочное место для трамблера так, чтобы подвижный контакт был напротив начерченной метки на клапанной крышке. Сразу до упора гайку не затягиваем.

4. Установить новую катушку, где стояла старая. К клеммам бобины надо подсоединить провода от реле замка зажигания, тахометра, коммутатора. Провод от электронного блока под номером 1 подсоединяется к клемме катушки с обозначением «К», провод от 4-го контакта соединяем с клеммой катушки с обозначением «Б».

5. Проверить зазоры свечей (должно быть 0,8-0,9 мм) и вкрутить по местам.

6. Защелкнуть крышку трамблера и подсоединить высоковольтные провода (центральный от катушки и 4 провода на свечи). Провода к свечам подсоединяем строго по соответствию обозначениям.

7. Подсоединить вакуумный шланчик.

После установки в правильной последовательности, запускаем мотор и начинаем настраивать зажигание. Если после установки нового электронного бесконтактного зажигания двигатель не заводится, следует проверить правильность подключения проводов катушки и высоковольтных на свечи. Если провода в норме, то не совмещены метки.

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.