На части от автомобили VAZ-21083 и VAZ-21093 е монтирана микропроцесорна (цифрова) система за запалване. Основата на тази система е контролерът, който е специализиран микрокомпютър. По сигналите от датчиците контролерът по зададена програма точно определя момента на запалване в цилиндрите на двигателя и подава команди към превключвателя. В резултат на това се намалява разходът на гориво, намаляват се емисиите на отработени газове и се постига оптимална работа на двигателя. Микропроцесорната система за запалване включва следните оригинални компоненти: контролер, двуканален превключвател, две запалителни бобини и сензори за справка, ъглови импулси и температура. Превключвателят, запалителните свещи и проводниците за високо напрежение са същите като при безконтактната система за запалване.
Превключвател за запалване
Ключът за запалване е предназначен за включване и изключване на веригите за запалване и стартиране, устройствата за управление, светлините и други консуматори на електроенергия на автомобила. Превключвателите за запалване са монтирани в два вида: KZ813, произведени във VNR, или 2108-3704005-40 от местно производство. Те са взаимозаменяеми, но имат различен дизайн. Комплектът ключ за запалване включва допълнително реле за запалване, което не е използвано в първите партиди автомобили VAZ-2108. Схемата на свързване на ключа за запалване с допълнително реле е показана на фиг. 106.
Ключът за запалване се състои от две основни части: контакт и ключалка. Заключващата част има устройство против кражба и блокиращо устройство срещу рестартиране на стартера. Принципът на действие на устройството против кражба е, че след изваждане на ключа от ключалката в положение III ("Паркинг"), заключващият прът на ключалката се изнася, влиза в жлеба на кормилния вал и заключва вала. Ключалката е проектирана така, че ключът да може да се извади само в позиция III.
Заключващото устройство срещу рестартиране на стартера не позволява повторно завъртане на ключа от позиция I ("Запалване") в позиция II ("Стартер"). Благодарение на това устройство стартерът е защитен от случайно задействане при работещ двигател, което може да доведе до повреда на стартовото задвижване.
Контактната част на ключа за запалване е неразделима. Напрежението от батерията и генератора се подава към контактите "30" и "30/1". В табл. 6 показва кои контакти на превключвателя се затварят при различни ключови позиции.
Запалителни свещи
Свещите се използват за запалване на работната смес в цилиндрите чрез искров разряд между електродите. На въпросните превозни средства са монтирани запалителни свещи тип FE65P (произведени в СФРЮ) или местни свещи тип A-17DV-10. Буквата А в обозначението на свещта показва дължината на резбата на завинтената част M14X 1,25. Числата 17 характеризират светещото число на свещта. Втората буква D в обозначението показва, че дължината на резбовата част на тялото на свещта е 19 mm. Последната буква B означава, че термоконусът (полата) на изолатора излиза извън края на корпуса.
Свещите A-17DV-10 се различават от свещите A-17DV (използвани на автомобили Zhiguli) във формата на изолатора, увеличената дебелина на страничния електрод и въвеждането на антикорозионно покритие върху тялото. Всичко това повишава надеждността на свещта при по-високи напрежения и увеличава нейната издръжливост.
От 1988 г. на въпросните превозни средства могат да се монтират запалителни свещи FE65PR или FE65CPR, които имат вътре резистор за потискане на смущенията 4 ... 10 kOhm. С тези свещи върху двигателя се поставят проводници с високо напрежение без накрайници за потискане на смущенията.
Запалителна бобина
Бобината за запалване преобразува периодичен ток с ниско напрежение (12 V) в ток с високо напрежение (20 ... 25 kV), необходим за прекъсване на въздушната междина между електродите на запалителните свещи. Тип запалителна бобина - 27.3705. Това е трансформатор с отворена магнитна верига, която се състои от вътрешно ядро и външна пръстеновидна магнитна верига. Вторичната намотка, която има голям брой навивки, се навива около сърцевината. Единият му край е свързан към централната клема на запалителната бобина, а другият край е свързан към нисковолтовата клема "B". Първичната намотка (с по-малко навивки) се навива върху вторичната. Изводите му са свързани към клеми за ниско напрежение. За да се повиши надеждността на изолацията и да се подобри охлаждането, бобината на запалването се пълни с трансформаторно масло.
При автомобили с дигитална система за запалване се монтират две запалителни бобини тип 29.3705, формовани в пластмаса, всяка с по два високоволтови извода. Едната запалителна бобина генерира импулси с високо напрежение за свещите на 1-ви и 4-ти цилиндър, а другата за свещите на 2-ри и 3-ти цилиндър.
Сензорно-разпределително запалване
Разпределителят на запалването изпраща управляващи импулси с ниско напрежение и разпределя импулси с високо напрежение към запалителните свещи. Тип датчик на разпределителя - 40.3706. Той е с четири искри, с вакуумно и центробежно управление на момента на запалване.
Корпус 13 (фиг. 107) е излят от алуминиева сплав. Ролката 15 се върти в две порести керамично-метални втулки, импрегнирани с масло. Втулката 17 е притисната в тялото, а втулката 25 е в държача 7. Основните части на сензора на разпределителя на запалването: сензор, центробежен регулатор на времето за запалване, регулатор на времето за вакуумно запалване и разпределител на запалването.
Фиг. 107. Сензор-разпределител на запалване:
1 - капак; 2 - клема за проводника от бобината на запалването; 3 - централен въглероден електрод; 4 - страничен електрод с терминал; 5 - ротор; 6 - защитен екран; 7 - държач на предния ролков лагер; 8 - опорна плоча на сензора; 9 - екран; 10 - задвижвана плоча на центробежния регулатор; 11 - тегло; 12 - водеща плоча; 13 - корпус на датчика на разпределителя на запалването; 14 - кутия за пълнене; 15 - ролка; 16 - съединител; 17 - втулка на задния край на ролката; 18 - корпус на вакуумния регулатор; 19 - фитинг за подаване на вакуум; 20 - диафрагма; 21- тяга на вакуумния регулатор; 22 - сензор за близост; 23 - щепсел съединител; 24 - опорна плоча на сензора; 25 - втулка на предния край на ролката; 26 - пръстен от филц.
Сензор 22 — безконтактна микроелектроника, базирана на използването на ефекта на Хол. Този ефект се състои в появата на напречно електрическо поле в полупроводникова плоча с ток под действието на магнитно поле върху него. Сензорът се състои от постоянен магнит, полупроводникова пластина и интегрална схема. Има празнина между плочата и магнита.
В пролуката на сензора има стоманен екран 9 с четири слота. Когато процепът на екрана преминава през пролуката, магнитно поле действа върху полупроводниковата плоча и потенциалната разлика се премахва от нея. Ако тялото на екрана е в процепа, тогава магнитните силови линии се затварят през екрана и не действат върху плочата. В този случай няма потенциална разлика в плочата.
Интегрална схема, вградена в сензора, преобразува потенциалната разлика, създадена върху плочата, в импулси на отрицателно напрежение с определена стойност на изхода на сензора (фиг. 108, II). Когато екранът е в пролуката на сензора, тогава на изхода му има напрежение Umax с около 3 V по-малко от захранващото напрежение. Ако слот на екрана преминава през пролуката на сензора, тогава напрежението Umax на изхода на сензора е близо до нула (не повече от 0,4 V). Отношението на периода Т към продължителността Ти на импулса (коефициент на запълване) е равно на 3. Захранващото напрежение на датчика е 8...14 V.
Контролерът за синхронизация на центробежното запалване се състои от задвижваща плоча 12, монтирана на ролка 15, задвижвана плоча 10 и две тежести 11. Тежестите се въртят върху оси, занитвани към задвижващата плоча. Към втулката на задвижваната плоча е занитен екран 9. По този начин задвижваната плоча 10 е неразделна част от екрана 9 и може да се върти в малки граници върху ролката 15.
Вакуумният регулатор на времето за запалване 18 е монтиран на корпуса на сензора на разпределителя. Между тялото и капака на регулатора е захваната диафрагма 20. От една страна към диафрагмата е закрепен прът 21, а от друга страна има пружина. Прътът е шарнирно свързан с плоча 8, на която е монтиран датчик за близост. Под действието на разреждането диафрагмата се огъва и през пръта 21 завърта плочата 8 срещу посоката на въртене на ролката 15.
Разпределителят се състои от ротор 5, монтиран в края на ролката 15, и електроди 4, отлети в пластмасов капак 1. Централните и външните контакти, както и резистор, са занитвани към пластмасовия ротор 5 и запълнени с епоксидна смола съпротивление от 1 kOhm, предназначени да потискат радиосмущенията. Пружинен въглероден електрод 3 лежи срещу централния контакт на ротора, който предава високоволтови импулси от бобината на запалването към ротора. Когато роторът се върти, тези импулси се предават от външния контакт към страничните електроди 4 и след това към запалителните свещи.
Превключване
Превключвателят преобразува управляващите импулси на сензора и токовите импулси в първичната намотка на бобината на запалването. При автомобили с безконтактна система за запалване се използва едноканален електронен превключвател 36.3734, или 3620.3734, или 56.3734, или HIM-52 (произведен от VNR). Всички те са взаимозаменяеми. Цифровата система за запалване използва двуканален ключ тип 42.3734.
По време на преминаването на положителен импулс (напрежение U max, вижте фиг. 108, II) от безконтактен сензор, постепенно (в рамките на 4,8 ms) увеличаване на силата на тока в първичната намотка на бобината на запалването до максимална стойност V (виж фиг. 108, I), равна на 8 ... 9 A. В момента, когато напрежението на изхода на сензора падне до изходния транзистор на ключа, той се затваря и токът през първичната намотка на запалителната бобина рязко се прекъсва. В резултат на това във вторичната намотка се индуцира импулс с високо напрежение.
Фиг. 108. Превключете импулсите (I) и сензора за близост (II) на екрана на осцилоскопа:
t - времето за натрупване на ток; B - максимална стойност на тока; Т - импулсен период; Tи - продължителност на импулса.
Проводници за високо напрежение
Проводниците с високо напрежение предават импулси с високо напрежение от бобината на запалването към разпределителя и от него към свещите. За да се намалят радиосмущенията, проводниците имат съпротивление, разпределено по дължината, което е 2000 Ohm / m за проводници от типа PVVP-8 (червено) и 2500 Ohm / m за проводници PVSh1V-40 (синьо). От страната на запалителните свещи върху проводниците са поставени накрайници с резистори за потискане на шума със съпротивление 5,6 kOhm. Ако се използват запалителни свещи FE65PR или FE65CPR, накрайниците за потискане на шума не са монтирани на проводниците.
Контролер
Контролерът тип "Electronics MS2713-02" се използва за управление на момента на искрене в цифровата система за запалване, както и за управление на електромагнитния спирателен вентил на карбуратора. Това е електронна микропроцесорна система и по същество е миниатюрен специализиран компютър. Паметта му съдържа стойностите на момента на запалване, които трябва да съответстват на дадена скорост на коляновия вал, вакуум във всмукателната тръба и температура на охлаждащата течност.
Според сигналите от датчиците, контролерът избира необходимия момент на запалване от паметта и в строго определен момент подава сигнали за запалване към превключвателя. Освен това, в зависимост от положението на дроселната клапа на карбуратора и скоростта на коляновия вал, контролерът включва или изключва спирателния клапан на соленоида на карбуратора.
Контролерът има вграден сензор за налягане, свързан с маркуч към всмукателната тръба на двигателя. Всички изходи на контролера са направени под формата на транзистор "отворен колектор" на структурата npn с капацитет на натоварване не повече от 10 m.
Сензори за синхронизиране
Сензорите за синхронизация, използвани в цифровата система за запалване, тип 14.3847, са монтирани на корпуса на съединителя. Сензорите са предназначени да синхронизират работата на контролера с V. M. T. буталата на 1 и 4 цилиндъра (референтен сензор или NO) и ъгловото положение на коляновия вал (датчик за ъглов импулс или IM). Сензорът YI е разположен над зъбния венец на маховика, а сензорът NO е разположен над специален маркерен щифт, натиснат в маховика.
И двата сензора са еднакви, направени под формата на намотка с магнитна сърцевина. Принципът на действие на сензорите се основава на закона за електромагнитната индукция. Когато феромагнитен обект премине под сърцевината на сензора (например зъб на короната на маховика), в бобината на сензора се индуцира ЕМП. Стойността му зависи от разстоянието между сърцевината на сензора и зъба на короната, както и от скоростта на коляновия вал.
Сензорът NO генерира един импулс на оборот на коляновия вал в момента, в който маркерният щифт преминава през неговото магнитно поле. Този момент съответства на длъжността на В.М.Т. бутала 1 и 4 цилиндъра. UI сензорът създава импулси, когато зъбите на пръстена на маховика преминават в неговото магнитно поле. Тъй като броят на зъбците на короната е 128, тогава импулсният период на UI на сензора е 360/128=2,8° по протежение на коляновия вал.
Импулсите, генерирани от сензорите NO и UI, са показани на фиг. 109. Амплитудата на импулсите на напрежението е от 0,2 до 100 V в диапазона на честотата на въртене на коляновия вал от 25 до 6000 об./мин. Разстоянието между сърцевината на сензора и върха на зъба на короната на маховика или края на маркерния щифт трябва да бъде 0,3...1,2 mm.
Сензор за температура на охлаждащата течност
Сензор за температура на охлаждащата течност на двигателя, използван в цифровата система за запалване, тип 19.3828, полупроводников, линеен. Монтира се на изходната тръба на охладителната риза на двигателя. Вътре в корпуса на сензора има специална микросхема. Към изходите на сензора се прилага постоянен ток от 1,5 mA. В зависимост от температурата спадът на напрежението на клемите на сензора (микросхемата) се променя. Този спад на напрежението, когато сензорът се захранва с постоянен ток от 1,5 mA, е числено равен (в миливолта) на температурата на охлаждащата течност в K, умножена по десет.
Изходното напрежение на сензора в контролера се преобразува в два вида сигнали. Температура под 50°C съответства на сигнал с ниско ниво, а температура над 50°C съответства на сигнал с високо ниво. Тези сигнали избират момента на запалване за две състояния на двигателя: студен или горещ.