Как работают коммутаторы системы зажигания нового поколения

Автомобильный коммутатор – это устройство, которое даёт искру в системе зажигания автомобиля. Он является частью электрического оборудования двигателя. В его состав входят всего два провода и блок. Однако, это достаточно важный и ответственный элемент.

Что такое коммутатор зажигания в автомобиле

В состав данного устройства входят следующие специальные элементы:

1. Трамблёр, или основной распределитель зажигания. В него встроены вакуумный привод корректировки угла опережения зажигания, бегунок, снабжённый подвижным контактом, а также датчик Холла.
2. Свечи зажигания. Они соединяются с распределителем высоковольтными проводами.
3. Коммутатор с радиатором охлаждения, выполняющий функцию крепежа. Он представляет собой электронный блок.
4. Катушка с двумя обмотками. Одна первичная, на неё намотан толстый провод (несколько витков), другая — вторичная, на которую наматывается тонкая проволока нескольким витками.
5. Провода, которые соединяют между собой детали.

Для установки и настройки коммутаторов системы зажигания следует чётко знать, из чего она состоит.

Для чего нужен, где находится и как выглядит

Главное назначение коммутатора в системе автомобильного зажигания – подача искры в блоке зажигания.

Чтобы понять, для чего нужен коммутатор в системе и как именно он работает, нужно отметить, что фактически этот элемент является небольшим компьютером, который активизирует преобразователь.

На автомобилях с газобаллонным оборудованием он также служит для определения зажигательных компонентов: производит регулировку угла опережения зажигания в процессе переключения на использование метана.

На некоторых транспортных средствах (ВАЗ 2106 и 2107) возможно совмещение этой системы с электронным блоком управления двигателя. Тогда он находится около преобразователя или сверху распределителя зажигания (трамблёра). Также он может располагаться отдельно на площадке из металла: преимущественно на перегородке, которая имеется под капотом, либо на крыле. Есть также модели, где он находится ниже лобового стекла в моторном отсеке (Ауди, Германия).

Устройство и принцип работы

Чтобы понять, как работает коммутатор зажигания, следует охарактеризовать схему функционирования этой системы. Коммутаторы современных автомобилей включают в себя такие детали как транзисторы, свечи, датчики. Применение его возможно в тиристорном или гибридном зажигании. Управление электрическими импульсами производится автоматически. Такой принцип работы коммутатора позволяет:

• увеличить надёжность действия блока;
• увеличить ёмкость двигательных цилиндров;
• обеспечить активную работу мотора, ровную и бесперебойную во время езды на большой скорости.

После того как автомобильный двигатель стал оснащаться датчиком Холла, появилась возможность контролировать деятельность двух и более преобразователей.

Более того, каждая свеча зажигания стала снабжаться комплексом коммутатора с катушкой. Благодаря этому устройству появилось немало существенных преимуществ. Ввиду этого устройство улучшилось:

1. Затраты горючего уменьшились.
2. Запуск холодного мотора происходит стабильно.
3. Холостой ход мотора значительно улучшился.
4. В работе коммутатора системы зажигания обеспечивается выделение сильной искры.
5. В элементе распределения (трамблёр) мощность полностью сохраняется, потерь не происходит.

Принцип работы коммутатора системы зажигания выглядит следующим образом. Прежде всего, конструкция проверяет положение коленвала автомобильного мотора. После этого датчик Холла собирает показания о том, как в цилиндрах располагаются поршни. Затем он отправляет импульс на коммутатор. Происходит увеличение сигнала, он достигает показателя 12 Вт, когда принимается катушкой. Это позволяет снизить силу тока, напряжение одновременно с этим увеличивается.

Схема подключения

Коммутация имеет вполне определённое назначение. Оно заключается в повышении импульса. Основным действующим элементом коммутатора является индуктивный датчик. Он имеет три вывода. Процесс начинается с вхождения в зону датчика пластины из металла. Как только это происходит, ток начинает генерировать. Затем осуществляется подача напряжения к входу коммутатора. Там импульс становится ещё сильнее и далее проходит к преобразователю.

Установка системы зажигания — достаточно сложный и ответственный процесс. Любые, даже самые мелкие нарушения сведут на нет все усилия. Очень важно правильно подобрать транзисторы. Они могут быть с виду совершенно одинаковыми. Однако, вполне возможно, что их характеристики окажутся различными.

Когда в замке зажигания осуществляется поворот ключа, первичная обмотка катушки получает подачу напряжения (оно составляет 12 В). В результате этого появляется электромагнитное поле. Коленчатый вал начинает вращаться. В мёртвую верхнюю точку (МВТ) выходит один поршень. Коммутатор получает сигнал от электрического датчика Холла. Он ненадолго разрывает имеющуюся связь между катушкой и аккумуляторной батареей или генератором, которые являются источниками напряжения. Когда цепь разрывается, возникает импульс (показатель его напряжения находится в пределах от 20 до 24 кВ) в обмотке катушки (вторичной). Он передаётся на бегунок распределителя зажигания – трамблёр – через провод большого сечения.

Этот бегунок имеет подвижный контакт, который передаёт импульс к свече – той, где в МВТ вышел поршень. Сильная искра пробегает между контактов. И в камере сгорания топливо, смешанное с воздухом, воспламеняется. Далее шестерёночная передача приводит в действие распределительный вал, который связан с коленчатым. После движения другого поршня по направлению к МВТ происходит поворот вала и соединение другой свечи с подвижным контактом. Из датчика Холла вновь поступает сигнал, в результате чего повторяется цикл образования искры.

Существующие разновидности коммутаторов

Основные виды коммутаторов – DС DI. и АС DI. Больше распространены первые. В них имеются датчик Холла, отдельные выходы к катушке, которые работают лишь при условии высокого напряжения, обеспеченного от внешнего источника, а также контактные группы с плюсом и минусом. Второй тип – простые, небольшие устройства с высоковольтным генератором.

Кроме этой классификации, коммутаторы подразделяются также по особенностям функционирования:

1. Спортивные. Отличаются тем, что возможно повышение числа оборотов ДВС сверх высшего предела. Но заниматься ими могут только профессионалы, кроме того, риск аварий повышается при использовании таких устройств.
2. Стоковые (традиционные). Они обычно устанавливаются при изготовлении автомобиля, на предприятии. Эти устройства полностью отвечают всем параметрам ТС.
3. Коммутаторы, на которых фазы угла опережения зажигания можно регулировать. Если необходимо добиться стабильной работы двигателя при разных оборотах, повысить характеристики разгона, урегулировать крутящую функцию силового устройства.

Известно несколько разновидностей автомобильных коммутаторов. Первый из них – электронный, или микропроцессор, который имеет транзитные ключи. Он увеличивает силу тока. Это достигается путём понижения нагрузки на соединения. Электронная система стимулирует отдачу двигателя на повышенных оборотах, а также улучшает процесс наполнения цилиндров двигателя внутреннего сгорания.

Второй тип – гибридные коммутаторы. Они отличаются тем, что в них имеется также кулачковый трамблёр, являющийся механическим элементом. Устройство содержит, помимо коммутатора, ещё и катушку. Это надёжный и удобный узел. Если почему-либо свитч выйдет из строя, есть возможность задействовать преобразователь с бегунком.

Третий тип – бесконтактные коммутаторы, имеющие транзисторы. Они популярны ещё с 80-ых годов прошлого века, когда стали широко использоваться вместо контактных систем. В те времена от других коммутаторов они отличались значительно большей эффективностью.

Четвёртый тип – двухканальные коммутаторы. Это усовершенствованная бесконтактная система зажигания, отличающаяся повышенной энергией искры благодаря наличию дополнительных катушек. Крышка в ней является лишь защитной деталью, бегунок и уголёк не используются, поэтому выгоранию такая система не подвержена.

Признаки неисправности коммутатора

Самый очевидный показатель неисправности коммутатора зажигания – это отсутствие искры в системе зажигания. В работе мотора отмечаются перебои, двигатель запускается с трудом. Но чтобы решить, нужно ли менять элемент, следует убедиться, что проблема именно в неисправности коммутатора зажигания. Такие признаки могут наблюдаться и при недостаточном уровне контакта соединений проводки, разрыве ремня газораспределительного механизма и др. Непременно следует определить показатель напряжения на выходе датчика Холла мультиметром (оно не должно превышать 0,4 В). Рекомендуется проконсультироваться со специалистом о том, как проверить коммутатор зажигания.

Возникали ли у вас проблемы с коммутатором системы зажигания? Как вы решали проблему? Понятные ли вам принципы работы устройства? Оставляйте свои комментарии с вопросами в форме ниже, мы постараемся на них ответить.