Система зажигания автомобиля ВАЗ-2108

Рис. 1. Функциональная схема системы зажигания автомобиля ЛАДА ВАЗ-2108.

Бесконтактная система зажигания автомобиля ВАЗ-2108 состоит из датчика-распределителя 40.3706, коммутатора 36.3734 и катушки зажигания 27.3705. Особенностями конструкции и схемных решений данной системы зажигания являются:

• горизонтальное расположение валика датчика-распределителя и его привод от торца распределительного вала двигателя;
• применение в качестве датчика положения коленчатого вала двигателя микропереключателя, основанного на эффекте Холла;
• использование в коммутаторе систем регулирования периода накопления энергии в катушке зажигания с ограничением силы тока при малой частоте вращения коленчатого вала двигателя, стабилизации коммутируемого тока при изменении напряжения питания от 6 до 18 В, отключении системы при включенном выключателе зажигания и неработающем двигателе (через 2—10 с).

Система зажигания развивает напряжение до 26 кВ при шунтирующих сопротивлении свечи Rш = 1 МОм и емкости Сш = 50 мкФ, энергию искрового разряда 40—50 МДж при длительности разряда 1,6—2,0 мс.

Скорость нарастания фронта импульса высокого напряжения составляет 700 В/мкс, что обеспечивает надежную работу системы зажигания.

Рис. 2. Датчик-распределитель 40.3706:
1 — корпус; 2 — центробежный регулятор; 3 — ротор (шторка); 4 — датчик; 5 — бегунок; 6 — крышка; 7 — муфта.

Датчик-распределитель 40.3706 (рис. 2) состоит из центробежного 2 и вакуумного регуляторов опережения зажигания обычной конструкции и датчика 4 импульсов напряжения, управляющих работой коммутатора. Работа датчика импульсов основана на эффекте Холла. Если через пластину полупроводника проходит ток, а пластина пронизывается магнитным полем, то на гранях пластины, перпендикулярных току и магнитному потоку, возникает ЭДС Холла. Магнитное поле создается постоянным магнитом 1 (рис. 3), а прерывание магнитного поля осуществляется ротором 2 с прорезями, укрепленным на валике распределителя. При прохождении прорези ротора около постоянного магнита силовые линии его магнитного поля пронизывают поверхность элемента Холла 3, и на его выходе возникает ЭДС. Усилитель 4 усиливает сигнал датчика, и через релейный усилитель 5 сигнал попадает на базу выходного транзистора 6 и открывает его. При попадании зуба ротора на полюс магнита его магнитное поле экранируется, ЭДС Холла исчезает и выходной транзистор 6 закрывается. В результате с коллектора выходного транзистора снимается сигнал прямоугольной формы, используемый в коммутаторе для прерывания тока в первичной цепи катушки зажигания.

Рис. 3. Схема бесконтактного микропереключателя с элементом Холла.

Для исключения влияния на выходной сигнал датчика колебаний напряжения сети и температуры в схеме датчика имеется блок стабилизации 7. Все элементы схемы с целью исключения влияния помех на ее работу выполнены в одной микросхеме, конструктивно связанной с магнитом и магнитной системой.

Функциональная схема системы зажигания показана на рис. 1.

При вращении валика распределителя S2 (40.3706) на выходе датчика Д появляется сигнал прямоугольной формы, задний фронт которого соответствует моменту искрообразования. Сигнал датчика подается на вход коммутатора I (36.3734) и через инвертор И блока II нормирования времени накопления энергии поступает на вход интегратора A1.2, выходное пилообразное напряжение которого сравнивается с опорным напряжением U_оп2 в компараторе A1.3. Если на выходе интегратора напряжение больше опорного, то на выходе компаратора формируется положительное напряжение (логическая 1).

Если на выходе интегратора напряжение меньше опорного, то на выходе компаратора напряжение отсутствует (логический 0). Сигнал с компаратора A1.3 подается на выходной каскад IV схемы совпадения И1, управляющей работой выходного транзистора VT. При переходе компаратора A1.3 из состояния логической 1 в состояние логического 0 схема совпадения открывает выходной транзистор VT и в первичной обмотке L1 катушки зажигания Т (27.3705) появляется ток I₁. При поступлении на вход схемы совпадения И1 сигнала логической 1 с выхода компаратора A1.3 транзистор VT закрывается и ток I₁ исчезает, а во вторичной обмотке L2 катушки зажигания возникает высокое напряжение. Нормирование времени протекания тока I₁ в первичной обмотке катушкй зажигания осуществляется задержкой включения выходного транзистора VT относительно управляемого сигнала датчика. Величина задержки зависит от разности между максимальным напряжением на конденсаторе С1 и опорным напряжением U_оп2. Чем выше частота вращения коленчатого вала двигателя, тем меньше напряжение на конденсаторе С1 и, следовательно, время накопления энергии при этом будет уменьшаться.

В схеме нормирования накопления энергии предусмотрена регулировка времени накопления в зависимости от изменения питающего напряжения. Регулировка осуществляется изменением уровня опорного напряжения U_оп2 обратно пропорционально питающему напряжению. Ограничение силы тока в первичной цепи производится блоком V коммутатора. При прохождении тока I₁ через выходной транзистор VT напряжение U_R4 на резисторе R4 падает пропорционально силе тока I₁. Это напряжение подается на вход компаратора A1.4, где сравнивается с опорным напряжением U_оп3, соответствующим уровню ограничения силы тока (8—9 А). Если напряжение U_R4 меньше напряжения U_оп3, то на выходе компаратора A1.4 будет логический 0, а если напряжение U_R4 равно напряжению U_оп3, на выходе компаратора будет сигнал — логическая 1. При поступлении на вход схемы совпадения логической 1 с выхода компаратора A1.4 схема совпадения переводит выходной транзистор VT из состояния насыщения в активное, сопротивление его перехода эмиттер-коллектор увеличивается и сила тока I₁ устанавливается на уровне ограничения.

Блок VI безыскрового отключения тока предназначен для плавного запирания выходного транзистора, для предотвращения искрообразования при включенном выключателе зажигания и неработающем двигателе автомобиля. В этом случае наличие сигнала с датчика определяется положением прорези ротора датчика. При отсутствии сигнала датчика на вход схемы совпадения И1 подается сигнал логической 1 с выхода инвертора И, и транзистор VT закрывается. При наличии сигнала датчика напряжение на входе интегратора А1.2 уменьшается до нуля, компаратор A1.3 подает сигнал логического 0 на вход схемы совпадения И1, и транзистор VT открывается. Одновременно на вход интегратора А1.1 с выхода инвертора И поступает сигнал логического 0. Напряжение на выходе интегратора A1.1 линейно возрастает, и при достижении им определенного значения схема совпадения И1 начинает постепенно уменьшать силу тока базы выходного транзистора VT, что приводит к увеличению сопротивления участка эмиттер-коллектор и медленному снижению силы тока первичной цепи. При этом высокое напряжение во вторичной цепи недостаточно для пробоя искрового промежутка свечи.

Блок III ограничения напряжения питания имеет диод VD1, защищающий элементы схемы от случайной перемены полярности источника питания, и стабилитрон VD2, выполняющий роль ограничителя амплитуды импульсов перенапряжения в бортовой сети автомобиля.

Технические характеристики основных типов транзисторных коммутаторов для автомобильных контактно-транзисторных и бесконтактных систем зажигания

В таблице ниже приведены технические характеристики основных типов транзисторных коммутаторов для контактно-транзисторных и бесконтактных систем зажигания.

Схемы электрооборудования автомобилей ВАЗ-2108, ВАЗ-2109

Принцип работы
электроники
ВАЗ-2108, ВАЗ-2109

Цветные схемы
Ваз 2108, Ваз 2109