Na strane automobilov VAZ-21083 a VAZ-21093 je mikroprocesor (digitálny) Systém zapaľovania. Základom tohto systému je radič, čo je špecializovaný mikropočítač. Podľa signálov zo snímačov ovládač podľa daného programu presne určí moment vznietenia vo valcoch motora a vydá príkazy spínaču. Výsledkom je zníženie spotreby paliva, zníženie emisií výfukových plynov a dosiahnutie optimálneho výkonu motora. Mikroprocesorový zapaľovací systém obsahuje nasledujúce originálne komponenty: ovládač, dvojkanálový spínač, dve zapaľovacie cievky a snímače pre referenciu, uhlové impulzy a teplotu. Spínač, zapaľovacie sviečky a vysokonapäťové vodiče sú rovnaké ako v bezkontaktnom zapaľovacom systéme.
Spínač zapaľovania
Spínač zapaľovania je určený na zapínanie a vypínanie zapaľovacích a štartovacích obvodov, ovládacích zariadení, svetiel a iných spotrebičov elektrickej energie automobilu. Spínače zapaľovania sú inštalované v dvoch typoch: KZ813, vyrábané vo VNR, alebo 2108-3704005-40 domácej výroby. Sú zameniteľné, ale majú iný dizajn. Súprava spínača zapaľovania obsahuje prídavné relé zapaľovania, ktoré nebolo použité na prvých sériách automobilov VAZ-2108. Schéma zapojenia spínača zapaľovania s prídavným relé je znázornená na obr. 106.
Spínač zapaľovania pozostáva z dvoch hlavných častí: kontaktu a zámku. Zámková časť má zariadenie proti krádeži a blokovacie zariadenie proti opätovnému spusteniu štartéra. Princíp činnosti zariadenia proti krádeži spočíva v tom, že po vybratí kľúča zo zámku v polohe III («Parkovisko») zaisťovacia tyč zámku sa vysunie, vstúpi do drážky hriadeľa riadenia a zablokuje hriadeľ. Zámok je riešený tak, že kľúč je možné vybrať len v polohe III.
Blokovacie zariadenie proti opätovnému spusteniu štartéra neumožňuje opätovné otočenie kľúča z polohy I («Zapaľovanie») do pozície II («Štartér»), Štartér je možné znovu aktivovať až po vrátení kľúča do «O» («Vypnutý»). Vďaka tomuto zariadeniu je štartér chránený pred náhodnou aktiváciou počas chodu motora, čo môže viesť k poškodeniu pohonu štartéra.
Kontaktná časť spínača zapaľovania je neoddeliteľná. Napätie z batérie a generátora sa privádza do kontaktov «30» a «30/1». V tabuľke. 6 ukazuje, ktoré spínacie kontakty sa zatvárajú v rôznych polohách kľúča.
Zapaľovacia sviečka
Zapaľovacie sviečky slúžia na zapálenie pracovnej zmesi vo valcoch iskrovým výbojom medzi elektródami. Predmetné vozidlá sú vybavené zapaľovacími sviečkami typu FE65P (vyrobené v SFRJ) alebo sviečky typu A-17DV-10 domácej výroby. Písmeno A v označení sviečky udáva dĺžku závitu naskrutkovaného dielu M14X 1,25. Čísla 17 charakterizujú číslo žeravenia sviečky. Druhé písmeno D v označení udáva, že dĺžka závitovej časti tela sviečky je 19 mm. Posledné písmeno B znamená, že tepelný kužeľ (sukňa) izolátor vyčnieva za koniec puzdra.
Sviečky A-17DV-10 sa líšia od sviečok A-17DV (používané na autách «Zhiguli») tvar izolantu, zväčšená hrúbka bočnej elektródy a zavedenie antikorózneho povlaku na tele. To všetko zvyšuje spoľahlivosť sviečky pri vyššom napätí a zvyšuje jej životnosť.
Od roku 1988 je možné na príslušné vozidlá inštalovať zapaľovacie sviečky FE65PR alebo FE65CPR, ktoré majú vo vnútri odrušovací odpor 4... 10 kOhm. Pri týchto sviečkach sú na motor umiestnené vysokonapäťové vodiče bez odrušovacích hrotov.
Zapaľovacia cievka
Zapaľovacia cievka konvertuje nízkonapäťový prerušovaný prúd (12 V) do vysokonapäťového prúdu (20...25 kV), potrebné na prerušenie vzduchovej medzery medzi elektródami zapaľovacích sviečok. Typ zapaľovacej cievky - 27.3705. Ide o transformátor s otvoreným magnetickým obvodom, ktorý pozostáva z vnútorného jadra a vonkajšieho prstencového magnetického obvodu. Sekundárne vinutie, ktoré má veľký počet závitov, je navinuté okolo jadra. Jeden koniec je pripojený k stredovej svorke zapaľovacej cievky a druhý koniec je pripojený k nízkonapäťovej svorke «B». Primárne vinutie (s menším počtom zákrut) rana cez sekundárnu. Jeho závery sú pripojené k nízkonapäťovým svorkám. Na zvýšenie spoľahlivosti izolácie a zlepšenie chladenia je zapaľovacia cievka naplnená transformátorovým olejom.
Na vozidlách s digitálnym zapaľovacím systémom sú nainštalované dve zapaľovacie cievky typu 29.3705, lisované z plastu, každá s dvoma vysokonapäťovými svorkami. Jedna zapaľovacia cievka generuje vysokonapäťové impulzy pre zapaľovacie sviečky 1. a 4. valca a druhá pre zapaľovacie sviečky 2. a 3. valca.
Rozdeľovač zapaľovania
Rozdeľovač zapaľovania vysiela nízkonapäťové riadiace impulzy a distribuuje vysokonapäťové impulzy do zapaľovacích sviečok. Typ snímača rozdeľovača - 40.3706. Je štvoriskrový, s podtlakovým a odstredivým ovládaním časovania zapaľovania.
Budova 13 (ryža. 107) odliaty z hliníkovej zliatiny. Valec 15 sa otáča v dvoch poréznych keramicko-kovových puzdrách napustených olejom. Objímka 17 je vtlačená do tela a objímka 25 je v držiaku 7. Hlavné časti snímača rozdeľovača zapaľovania: snímač, odstredivý regulátor časovania zapaľovania, vákuový regulátor časovania zapaľovania a rozdeľovač zapaľovania.
Ryža. 107. Zapaľovanie senzor-rozdeľovač:
1 - kryt; 2 - svorka pre drôt zo zapaľovacej cievky; 3 - centrálna uhlíková elektróda; 4 - bočná elektróda s koncovkou; 5 - rotor; 6 - ochranná clona; 7 - držiak predného valčekového ložiska; 8 - nosná doska snímača; 9 - obrazovka; 10 - poháňaná doska odstredivého regulátora; 11 - hmotnosť; 12 - vodiaca doska; 13 - puzdro snímača rozdeľovača zapaľovania; 14 - upchávka; 15 - valček; 16 - spojka; 17 - puzdro zadného konca valca; 18 - puzdro podtlakového regulátora; 19 - armatúra pre prívod vákua; 20 - membrána; 21- ťah podtlakového regulátora; 22 - snímač priblíženia; 23 - zástrčkový konektor; 24 - ložisko nosnej dosky snímača; 25 - puzdro predného konca valca; 26 - plstený krúžok.
Senzor 22 - bezkontaktná mikroelektronika, založená na využití Hallovho javu. Tento efekt spočíva vo výskyte priečneho elektrického poľa v polovodičovej doske s prúdom pod pôsobením magnetického poľa na ňu. Senzor pozostáva z permanentného magnetu, polovodičovej platne a integrovaného obvodu. Medzi doskou a magnetom je medzera.
V medzere snímača je oceľová clona 9 so štyrmi štrbinami. Pri prechode štrbiny obrazovky cez medzeru pôsobí magnetické pole na polovodičovú dosku a rozdiel potenciálov sa z nej odstraňuje. Ak je teleso sita v medzere, magnetické siločiary sa uzavrú cez sito a nepôsobia na platňu. V tomto prípade nie je na doske žiadny potenciálny rozdiel.
Integrovaný obvod zabudovaný do snímača premieňa potenciálny rozdiel vytvorený na doske na záporné napäťové impulzy určitej hodnoty na výstupe snímača (ryža. 108,II). Keď je clona v medzere snímača, tak na jej výstupe je napätie U max asi o 3 V menšie ako napájacie napätie. Ak však medzerou snímača prechádza štrbina obrazovky, potom je napätie U max na výstupe snímača blízke nule (nie viac ako 0,4 V). Pomer periódy T k trvaniu T a impulzu (pracovný cyklus) rovná sa 3. Napájacie napätie snímača 8...14 V.
Regulátor odstredivého zapaľovania pozostáva z vodiacej dosky 12, namontovanej na valci 15, hnanej dosky 10 a dvoch závaží 11. Závažia sa otáčajú na nápravách prinitovaných k vodiacej doske. K objímke hnanej dosky je prinitované sito 9. Poháňaná doska 10 je teda integrálna so sitom 9 a môže sa na valci 15 otáčať v malých medziach.
Regulátor predstihu vákuového zapaľovania 18 je upevnený na kryte snímača-rozvádzača. Medzi telom a krytom regulátora je upnutá membrána 20. Na membráne je na jednej strane pripevnená tyč 21 a na druhej strane pružina. Tyč je otočne pripojená k doske 8, na ktorej je namontovaný snímač priblíženia. Pôsobením riedenia sa membrána ohne a cez tyč 21 otáča dosku 8 proti smeru otáčania valca 15.
Distribútor pozostáva z rotora 5 namontovaného na konci valca 15 a elektród 4 uložených v plastovom kryte 1. Centrálny a vonkajší kontakt sú prinitované a vyplnené epoxidovou živicou k plastovému rotoru 5, ako aj 1 kOhm odpor určený na potlačiť rádiové rušenie. Pružinová uhlíková elektróda 3 sa opiera o centrálny kontakt rotora, ktorý prenáša vysokonapäťové impulzy zo zapaľovacej cievky na rotor. Keď sa rotor otáča, tieto impulzy sa prenášajú z vonkajšieho kontaktu na bočné elektródy 4 a potom na zapaľovacie sviečky.
Prepínač
Spínač prevádza riadiace impulzy snímača a prúdové impulzy v primárnom vinutí zapaľovacej cievky. Na vozidlách s bezkontaktným zapaľovacím systémom sa používa jednokanálový elektronický spínač 36.3734 alebo 3620.3734 alebo 56.3734 alebo HIM-52 (vyrobené Maďarskom). Všetky sú zameniteľné. Digitálny zapaľovací systém využíva dvojkanálový spínač typu 42.3734.
Počas prechodu pozitívneho impulzu (napätie U max, pozri obr. 108,II) z bezdotykového snímača je postupný (do 4,8 ms) zvýšenie prúdovej sily v primárnom vinutí zapaľovacej cievky na maximálnu hodnotu V (pozri obr. 108, I), rovný 8... 9 A. V momente, keď napätie na výstupe snímača klesne na výstupný tranzistor spínača, dôjde k jeho zopnutiu a prúd cez primárne vinutie zapaľovacej cievky sa náhle preruší. V dôsledku toho sa v sekundárnom vinutí indukuje vysokonapäťový impulz.
Ryža. 108. Spínacie impulzy (I) a senzor priblíženia (II) na obrazovke osciloskopu:
t - čas akumulácie prúdu; B je maximálna hodnota prúdu; T - pulzná perióda; T a - trvanie impulzu.
Vysokonapäťové drôty
Vysokonapäťové vodiče prenášajú vysokonapäťové impulzy zo zapaľovacej cievky do rozdeľovača a z neho do zapaľovacích sviečok. Na zníženie rádiového rušenia majú vodiče odpor rozložený po dĺžke 2000 Ohm/m pre vodiče typu PVVP-8 (Červená) a 2500 Ohm/m pre vodiče PVSh1V-40 (modrej farby). Zo strany zapaľovacích sviečok sú na vodičoch umiestnené hroty s odpormi na potlačenie hluku s odporom 5,6 kOhm. Ak sa používajú zapaľovacie sviečky FE65PR alebo FE65CPR, na vodičoch nie sú nainštalované hroty na potlačenie hluku.
Ovládač
typ ovládača «Elektronika MS2713-02» slúži na ovládanie zážihového momentu v digitálnom zapaľovacom systéme, ako aj na ovládanie elektromagnetického uzatváracieho ventilu karburátora. Je to elektronický mikroprocesorový systém a je to v podstate miniatúrny špecializovaný počítač. Jeho pamäť obsahuje hodnoty časovania zapaľovania, ktoré musia zodpovedať daným otáčkam kľukového hriadeľa, podtlaku v sacom potrubí a teplote chladiacej kvapaliny.
Podľa signálov zo snímačov si ovládač vyberie z pamäte požadované časovanie zapaľovania a v presne definovanom momente vydá signály zapaľovania spínaču. Okrem toho v závislosti od polohy škrtiacej klapky karburátora a otáčok kľukového hriadeľa regulátor zapína alebo vypína elektromagnetický uzatvárací ventil karburátora.
Regulátor má zabudovaný snímač tlaku pripojený hadicou k saciemu potrubiu motora. Všetky výstupy regulátora sú vyhotovené vo forme «otvorený kolektor» tranzistorová štruktúra npn s nosnosťou nie väčšou ako 10 m.
Synchronizačné senzory
Synchronizačné snímače používané v digitálnom zapaľovacom systéme, typ 14.3847, sú inštalované na skrini spojky. Snímače sú navrhnuté tak, aby synchronizovali činnosť regulátora s piestami V. M. T. 1 a 4 valcov (referenčný spínač alebo NO) a uhlová poloha kľukového hriadeľa (kódovač uhlových impulzov alebo IR). Senzor YI je umiestnený nad ozubeným vencom zotrvačníka a senzor NO je umiestnený nad špeciálnym značkovacím kolíkom zalisovaným do zotrvačníka.
Oba snímače sú rovnaké, vyrobené vo forme cievky s magnetickým jadrom. Princíp činnosti snímačov je založený na zákone elektromagnetickej indukcie. Keď feromagnetický predmet prejde pod jadro snímača (napr zub prstenca zotrvačníka), v cievke snímača sa indukuje EMF. Jeho hodnota závisí od medzery medzi jadrom snímača a zubu korunky, ako aj od otáčok kľukového hriadeľa.
Snímač NO generuje jeden impulz na otáčku kľukového hriadeľa v okamihu, keď kolík značky prechádza jeho magnetickým poľom. Tento moment zodpovedá pozícii V.M.T. piesty 1 a 4 valce. Senzor UI vytvára impulzy, keď zuby prstenca zotrvačníka prechádzajú v jeho magnetickom poli. Keďže počet zubov korunky je 128, perióda impulzu snímača UI je 360/128=2,8°pozdĺž kľukového hriadeľa.
Impulzy generované snímačmi NO a UI sú znázornené na obr. 109. Amplitúda napäťových impulzov je od 0,2 do 100 V v rozsahu otáčok kľukového hriadeľa od 25 do 6000 ot./min. Medzera medzi jadrom snímača a hornou časťou korunového zuba zotrvačníka alebo koncom kolíka značky by mala byť 0,3...1,2 mm.
Snímač teploty chladiacej kvapaliny
Snímač teploty chladiacej kvapaliny motora používaný v digitálnom zapaľovacom systéme, typ 19.3828, polovodičový, lineárny. Inštaluje sa na výstupné potrubie chladiaceho plášťa motora. Vo vnútri krytu snímača je špeciálny mikroobvod. Na výstupy snímača sa privádza konštantný prúd 1,5 mA. V závislosti od teploty sa mení úbytok napätia na výstupoch snímača (mikročipy). Tento úbytok napätia pri napájaní snímača konštantným prúdom 1,5 mA je číselne rovný (v milivoltoch) teplota chladiacej kvapaliny v K vynásobená desiatimi.
Výstupné napätie snímača v regulátore sa prevádza na dva typy signálov. Teplota pod 50°C zodpovedá signálu nízkej úrovne a teplota nad 50°C zodpovedá signálu vysokej úrovne. Tieto signály vyberajú časovanie zapaľovania pre dva stavy motora: studený alebo horúci.