Ze strony samochodów VAZ-21083 i VAZ-21093 mikroprocesor (cyfrowy) sytem zapłonu. Podstawą tego systemu jest kontroler, który jest wyspecjalizowanym mikrokomputerem. Na podstawie sygnałów z czujników sterownik zgodnie z zadanym programem dokładnie określa moment zapłonu w cylindrach silnika i wydaje polecenia do włącznika. W rezultacie zmniejsza się zużycie paliwa, zmniejsza się emisja spalin i osiąga się optymalną wydajność silnika. Mikroprocesorowy układ zapłonowy zawiera następujące oryginalne elementy: sterownik, przełącznik dwukanałowy, dwie cewki zapłonowe oraz czujniki odniesienia, impulsów kątowych i temperatury. Włącznik, świece zapłonowe i przewody wysokiego napięcia są takie same jak w bezdotykowym układzie zapłonowym.
Stacyjka
Wyłącznik zapłonu jest przeznaczony do włączania i wyłączania zapłonu i uruchamiania obwodów, urządzeń sterujących, świateł i innych odbiorników energii elektrycznej samochodu. Przełączniki zapłonu są instalowane w dwóch typach: KZ813, wyprodukowany w VNR lub 2108-3704005-40 produkcji krajowej. Są wymienne, ale mają inną konstrukcję. Zestaw wyłącznika zapłonu zawiera dodatkowy przekaźnik zapłonu, który nie był używany w pierwszych partiach samochodów VAZ-2108. Schemat podłączenia wyłącznika zapłonu z dodatkowym przekaźnikiem pokazano na ryc. 106.
Wyłącznik zapłonu składa się z dwóch głównych części: styku i blokady. Część zamka posiada zabezpieczenie przed kradzieżą oraz urządzenie blokujące przed ponownym uruchomieniem rozrusznika. Zasada działania zabezpieczenia przed kradzieżą polega na tym, że po wyjęciu kluczyka z zamka w pozycji III («Parking») pręt blokujący blokady wysuwa się, wchodzi w rowek wału kierownicy i blokuje wał. Zamek jest tak skonstruowany, że klucz można wyjąć tylko w pozycji III.
Blokada przed ponownym uruchomieniem rozrusznika nie pozwala na ponowne przekręcenie kluczyka z pozycji I («Zapłon») na pozycję II («Rozrusznik»), Rozrusznik można ponownie włączyć dopiero po włożeniu kluczyka do stacyjki «O» («Wyłączony»). Dzięki temu urządzeniu rozrusznik jest zabezpieczony przed przypadkowym uruchomieniem podczas pracy silnika, co może doprowadzić do uszkodzenia napędu rozrusznika.
Część kontaktowa wyłącznika zapłonu jest nierozłączna. Na styki podawane jest napięcie z akumulatora i generatora «30» i «30/1». w tabeli. 6 pokazuje, które styki przełącznika zamykają się w różnych pozycjach klucza.
Świeca
Świece zapłonowe służą do zapłonu mieszanki roboczej w cylindrach poprzez wyładowanie iskrowe między elektrodami. Omawiane pojazdy wyposażone są w świece zapłonowe typu FE65P (wykonane w SFRJ) lub świec typu A-17DV-10 produkcji krajowej. Litera A w oznaczeniu świecy wskazuje długość gwintu wkręcanej części M14X 1,25. Cyfry 17 charakteryzują liczbę świecenia świecy. Druga litera D w oznaczeniu wskazuje, że długość gwintowanej części korpusu świecy wynosi 19 mm. Ostatnia litera B oznacza, że stożek termiczny (spódnica) izolator wystaje poza koniec obudowy.
Świece A-17DV-10 różnią się od świec A-17DV (stosowane w samochodach «Żyguli») kształt izolatora, powiększoną grubość elektrody bocznej oraz wprowadzenie powłoki antykorozyjnej na korpusie. Wszystko to zwiększa niezawodność świecy przy wyższych napięciach oraz zwiększa jej trwałość.
Od 1988 r. Świece zapłonowe FE65PR lub FE65CPR można montować w przedmiotowych pojazdach, które mają w środku rezystor przeciwzakłóceniowy 4... 10 kOhm. Za pomocą tych świec na silnik nałożone są przewody wysokiego napięcia bez końcówek przeciwzakłóceniowych.
Cewka zapłonowa
Cewka zapłonowa przetwarza prąd przerywany niskiego napięcia (12 V) w prąd wysokiego napięcia (20...25 kV), niezbędne do przerwania szczeliny powietrznej między elektrodami świec zapłonowych. Typ cewki zapłonowej - 27.3705. Jest to transformator z otwartym obwodem magnetycznym, który składa się z wewnętrznego rdzenia i zewnętrznego obwodu magnetycznego pierścienia. Uzwojenie wtórne, które ma dużą liczbę zwojów, jest owinięte wokół rdzenia. Jeden koniec jest podłączony do środkowego zacisku cewki zapłonowej, a drugi do zacisku niskiego napięcia «B». Uzwojenie pierwotne (z mniejszą liczbą obrotów) nawinięty na wtórny. Jego konkluzje są podłączone do zacisków niskiego napięcia. Aby zwiększyć niezawodność izolacji i poprawić chłodzenie, cewka zapłonowa jest wypełniona olejem transformatorowym.
W samochodach z cyfrowym układem zapłonowym zainstalowane są dwie cewki zapłonowe typu 29.3705, uformowane z tworzywa sztucznego, każda z dwoma zaciskami wysokiego napięcia. Jedna cewka zapłonowa generuje impulsy wysokiego napięcia dla świec zapłonowych 1. i 4. cylindra, a druga dla świec zapłonowych 2. i 3. cylindra.
Rozdzielacz zapłonu
Rozdzielacz zapłonu wysyła impulsy sterujące niskiego napięcia i przekazuje impulsy wysokiego napięcia do świec zapłonowych. Typ czujnika dystrybutora - 40.3706. Jest czteroiskrowy, z podciśnieniowym i odśrodkowym sterowaniem zapłonu.
Budynek 13 (Ryż. 107) odlew ze stopu aluminium. Rolka 15 obraca się w dwóch porowatych tulejach ceramiczno-metalowych zaimpregnowanych olejem. Tuleja 17 jest wciśnięta w korpus, a tuleja 25 jest w uchwycie 7. Główne części czujnika rozdzielacza zapłonu: czujnik, odśrodkowy regulator kąta zapłonu, podciśnieniowy regulator kąta zapłonu i rozdzielacz zapłonu.
Ryż. 107. Zapłon czujnika-rozdzielacza:
1 - okładka; 2 - zacisk dla przewodu z cewki zapłonowej; 3 - centralna elektroda węglowa; 4 - elektroda boczna z końcówką; 5 - wirnik; 6 - ekran ochronny; 7 - uchwyt łożyska wałeczkowego przedniego; 8 - płytka nośna czujnika; 9 - ekran; 10 - napędzana płyta regulatora odśrodkowego; 11 - waga; 12 - płyta prowadząca; 13 - obudowa czujnika rozdzielacza zapłonu; 14 - dławnica; 15 - wałek; 16 - sprzęgło; 17 - tuleja tylnego końca rolki; 18 - obudowa regulatora podciśnienia; 19 - złączka do zasilania próżniowego; 20 - membrana; 21- ciąg regulatora podciśnienia; 22 - czujnik zbliżeniowy; 23 - złącze wtykowe; 24 - łożysko płyty nośnej czujnika; 25 - tuleja przedniego końca rolki; 26 - filcowy pierścień.
Czujnik 22 - bezdotykowa mikroelektronika, oparta na wykorzystaniu efektu Halla. Efekt ten polega na pojawieniu się poprzecznego pola elektrycznego w płytce półprzewodnikowej z prądem pod działaniem na nią pola magnetycznego. Czujnik składa się z magnesu stałego, płytki półprzewodnikowej i układu scalonego. Między płytą a magnesem jest przerwa.
W szczelinie czujnika znajduje się stalowy ekran 9 z czterema szczelinami. Kiedy szczelina ekranu przechodzi przez szczelinę, pole magnetyczne działa na płytkę półprzewodnikową i różnica potencjałów jest z niej usuwana. Jeśli korpus ekranu znajduje się w szczelinie, wówczas linie sił magnetycznych zamykają się przez ekran i nie działają na płytkę. W tym przypadku nie ma różnicy potencjałów na płycie.
Układ scalony wbudowany w czujnik przetwarza powstałą na płytce różnicę potencjałów na ujemne impulsy napięcia o określonej wartości na wyjściu czujnika (Ryż. 108, II). Gdy ekran znajduje się w szczelinie czujnika, to na jego wyjściu pojawia się napięcie U max o około 3 V mniejsze niż napięcie zasilania. Jeśli jednak szczelina ekranu przechodzi przez szczelinę czujnika, to napięcie U max na wyjściu czujnika jest bliskie zeru (nie więcej niż 0,4 V). Stosunek okresu T do czasu trwania T i impulsu (cykl pracy) równe 3. Napięcie zasilania czujnika 8...14 V.
Odśrodkowy kontroler wyprzedzenia zapłonu składa się z płyty czołowej 12, zamocowanej na rolce 15, płyty napędzanej 10 oraz dwóch ciężarków 11. Ciężarki obracają się na osiach przynitowanych do płyty prowadzącej. Do tulei tarczy napędzanej jest przynitowane sito 9. W ten sposób tarcza napędzana 10 jest integralna z sitem 9 i może obracać się w niewielkich granicach na rolce 15.
Próżniowy kontroler wyprzedzenia zapłonu 18 jest zamocowany na obudowie czujnika-dystrybutora. Pomiędzy korpusem a pokrywą regulatora zaciśnięta jest membrana 20. Z jednej strony do membrany przymocowany jest pręt 21, az drugiej sprężyna. Pręt jest połączony obrotowo z płytką 8, na której zamontowany jest czujnik zbliżeniowy. Pod działaniem rozrzedzenia membrana wygina się i przez pręt 21 obraca płytkę 8 w kierunku przeciwnym do kierunku obrotu rolki 15.
Dystrybutor składa się z wirnika 5 zamontowanego na końcu rolki 15 i elektrod 4 osadzonych w plastikowej osłonie 1. Styki środkowe i zewnętrzne są przynitowane i wypełnione żywicą epoksydową do plastikowego wirnika 5, a także rezystora 1 kOhm przeznaczonego do tłumić zakłócenia radiowe. Sprężynowa elektroda węglowa 3 opiera się o środkowy styk wirnika, który przekazuje impulsy wysokiego napięcia z cewki zapłonowej do wirnika. Gdy wirnik obraca się, impulsy te są przekazywane ze styku zewnętrznego na elektrody boczne 4, a następnie na świece zapłonowe.
Przełącznik
Przełącznik przetwarza impulsy sterujące czujnika i impulsy prądowe w uzwojeniu pierwotnym cewki zapłonowej. W samochodach z bezdotykowym układem zapłonowym stosuje się jednokanałowy przełącznik elektroniczny 36.3734 lub 3620.3734 lub 56.3734 lub HIM-52 (produkowane przez Węgry). Wszystkie są wymienne. Cyfrowy układ zapłonowy wykorzystuje przełącznik dwukanałowy typu 42.3734.
Podczas przejścia pozytywnego impulsu (napięcie U max, patrz rys. 108, II) z czujnika bezdotykowego jest stopniowy (w ciągu 4,8 ms) wzrost natężenia prądu w uzwojeniu pierwotnym cewki zapłonowej do wartości maksymalnej V (patrz ryc. 108, I), równe 8... 9 A. W momencie, gdy napięcie na wyjściu czujnika spada do tranzystora wyjściowego przełącznika, zamyka się, a prąd płynący przez uzwojenie pierwotne cewki zapłonowej zostaje gwałtownie przerwany. W rezultacie w uzwojeniu wtórnym indukowany jest impuls wysokiego napięcia.
Ryż. 108. Impulsy przełączania (I) i czujnik zbliżeniowy (II) na ekranie oscyloskopu:
t - czas akumulacji prądu; B to maksymalna wartość prądu; T - okres impulsu; T i - czas trwania impulsu.
Przewody wysokiego napięcia
Przewody wysokiego napięcia przekazują impulsy wysokiego napięcia z cewki zapłonowej do rozdzielacza, a z niego do świec zapłonowych. W celu ograniczenia zakłóceń radiowych przewody mają rozłożoną na długości rezystancję 2000 Ohm/m dla przewodów typu PVVP-8 (Czerwony) i 2500 Ohm/m dla przewodów PVSh1V-40 (koloru niebieskiego). Od strony świec zapłonowych na przewodach umieszczono końcówki z rezystorami przeciwzakłóceniowymi o rezystancji 5,6 kOhm. Jeśli używane są świece zapłonowe FE65PR lub FE65CPR, końcówki tłumiące nie są instalowane na przewodach.
Kontroler
typ kontrolera «Elektronika MS2713-02» służy do sterowania momentem iskrzenia w cyfrowym układzie zapłonowym, a także do sterowania elektrozaworem odcinającym gaźnika. Jest to elektroniczny system mikroprocesorowy i jest zasadniczo miniaturowym wyspecjalizowanym komputerem. W jego pamięci znajdują się wartości kąta wyprzedzenia zapłonu, które muszą odpowiadać danej prędkości obrotowej wału korbowego, podciśnieniu w przewodzie dolotowym oraz temperaturze płynu chłodzącego.
Na podstawie sygnałów z czujników sterownik wybiera z pamięci żądany kąt wyprzedzenia zapłonu iw ściśle określonym momencie wysyła sygnały zapłonu do włącznika. Dodatkowo w zależności od położenia przepustnicy gaźnika i prędkości obrotowej wału korbowego sterownik włącza lub wyłącza elektrozawór odcinający gaźnika.
Sterownik posiada wbudowany czujnik ciśnienia podłączony przewodem do rury dolotowej silnika. Wszystkie wyjścia sterownika wykonane są w postaci «otwarty kolektor» konstrukcja tranzystorowa npn o nośności nie większej niż 10 m.
Czujniki synchronizacji
Czujniki synchronizacji stosowane w cyfrowym układzie zapłonowym typu 14.3847 montowane są na obudowie sprzęgła. Czujniki przeznaczone są do synchronizacji pracy sterownika z tłokami VMT 1 i 4 cylindrów (przełącznik referencyjny lub NO) i kątowe położenie wału korbowego (enkoder impulsów kątowych lub IR). Czujnik YI znajduje się nad wieńcem zębatym koła zamachowego, a czujnik NO znajduje się nad specjalnym trzpieniem znacznikowym wciśniętym w koło zamachowe.
Oba czujniki są takie same, wykonane w postaci cewki z rdzeniem magnetycznym. Zasada działania czujników opiera się na prawie indukcji elektromagnetycznej. Gdy obiekt ferromagnetyczny przechodzi pod rdzeniem czujnika (np. ząb koła zamachowego), w cewce czujnika indukowana jest siła elektromotoryczna. Jej wartość zależy od szczeliny między rdzeniem czujnika a zębem korony oraz od prędkości obrotowej wału korbowego.
Czujnik NO generuje jeden impuls na obrót wału korbowego w momencie, gdy trzpień znacznika przechodzi przez jego pole magnetyczne. Ten moment odpowiada pozycji V.M.T. tłoki 1 i 4 cylindry. Czujnik UI wytwarza impulsy, gdy zęby obręczy koła zamachowego przechodzą w jego polu magnetycznym. Ponieważ liczba zębów korony wynosi 128, okres impulsu czujnika UI wynosi 360/128 = 2,8°wzdłuż wału korbowego.
Impulsy generowane przez czujniki NO i UI przedstawiono na rys. 109. Amplituda impulsów napięcia wynosi od 0,2 do 100 V w zakresie obrotów wału korbowego od 25 do 6000 obr/min. Odstęp pomiędzy rdzeniem czujnika a wierzchołkiem zęba korony koła zamachowego lub końcem trzpienia znacznika powinien wynosić 0,3...1,2 mm.
Czujnik temperatury chłodzenia
Czujnik temperatury płynu chłodzącego silnik stosowany w cyfrowym układzie zapłonowym, typ 19.3828, półprzewodnikowy, liniowy. Montuje się go na rurze wylotowej płaszcza chłodzącego silnika. Wewnątrz obudowy czujnika znajduje się specjalny mikroukład. Do wyjść czujnika doprowadzany jest stały prąd o natężeniu 1,5 mA. W zależności od temperatury zmienia się spadek napięcia na wyjściach czujnika (mikroczipy). Ten spadek napięcia, gdy czujnik jest zasilany stałym prądem 1,5 mA, jest liczbowo równy (w miliwoltach) temperatura płynu chłodzącego w K pomnożona przez dziesięć.
Napięcie wyjściowe czujnika w sterowniku jest przetwarzane na dwa rodzaje sygnałów. Temperatura poniżej 50°C odpowiada sygnałowi niskiego poziomu, a temperatura powyżej 50°C odpowiada sygnałowi wysokiego poziomu. Sygnały te wybierają kąt wyprzedzenia zapłonu dla dwóch stanów silnika: zimnego lub gorącego.