Zariadenie systému zapaľovania (VAZ-2109)

Systém zapaľovania je určený na zapálenie pracovnej zmesi vo valcoch motora iskrovým výbojom, ktorý musí byť vytvorený v presne definovanom okamihu. Väčšina automobilov rodiny VAZ-2108 a VAZ-2109 používa elektronický bezkontaktný zapaľovací systém. Zahŕňa zapaľovacie sviečky, rozdeľovač iskier, spínač a vysokonapäťové a nízkonapäťové vodiče.

Niektoré vozidlá VAZ-21083 a VAZ-21093 sú vybavené mikroprocesorovým (digitálnym) zapaľovacím systémom. Základom tohto systému je radič, čo je špecializovaný mikropočítač. Na základe signálov zo snímačov ovládač presne určí moment vznietenia vo valcoch motora podľa daného programu a vydá príkazy spínaču. Výsledkom je zníženie spotreby paliva, zníženie toxicity výfukových plynov a dosiahnutie optimálnej výkonovej charakteristiky motora. Mikroprocesorový zapaľovací systém obsahuje tieto originálne jednotky: ovládač, dvojkanálový spínač, dve zapaľovacie cievky a snímače pre začiatok počítania, uhlových impulzov a teploty. Spínač, zapaľovacie sviečky a použité 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 vo vozidle. Spínače zapaľovania sa inštalujú v dvoch typoch: KZ813, vyrobené v Maďarsku, alebo 2108-3704005-40, domáce výroby. Sú zameniteľné, ale majú rôzne vzory. Súprava spínača zapaľovania obsahuje prídavné relé zapaľovania, ktoré nebolo použité na prvej sérii automobilov VAZ-2108. Schéma zapojenia spínača zapaľovania s prídavným relé je znázornená na kresba 106.





Spínač zapaľovania pozostáva z dvoch hlavných častí: kontaktnej časti a zámkovej časti. Blokovacia časť má poistku 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 ("Parkovanie") sa uzamykacia tyč zámku vysunie, vstúpi do drážky hriadeľa riadenia a hriadeľ uzamkne. Zámok je riešený tak, že kľúč je možné vybrať len v polohe III.

Zámok opätovnej aktivácie štartéra zabraňuje opätovnému otočeniu kľúča z polohy I (zapaľovanie) do polohy II (štartér) Štartér je možné opätovne aktivovať až po vrátení kľúča do polohy O (vypnuté). Vďaka tomuto zariadeniu je štartér chránený pred náhodnou aktiváciou pri bežiacom motore, čo by mohlo viesť k poškodeniu pohonu štartéra.

Kontaktná časť spínača zapaľovania je neodnímateľná. Napätie z batérie a generátora sa privádza na kontakty "30" a "30/1". V tabuľke. 6 ukazuje, ktoré spínacie kontakty sú zopnuté v rôznych kľúčových polohách.

Zapaľovacie sviečky

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 zapaľovacie sviečky typu A-17DV-10 domácej výroby. Písmeno A v označení sviečky označuje dĺžku závitu skrutkovacieho dielu M14X 1,25. Čísla 17 charakterizujú žeraviace číslo zapaľovacej sviečky. Druhé písmeno D v označení udáva, že dĺžka závitovej časti tela sviečky je 19 mm. Posledné písmeno B znamená, že tepelný kužeľ (obruba) izolátora vyčnieva za koniec krytu.

Zapaľovacie sviečky A-17DV-10 sa líšia od zapaľovacích sviečok A-17DV (používaných v automobiloch Zhiguli) tvarom izolátora, zväčšenou hrúbkou bočnej elektródy a zavedením antikorózneho povlaku na karosériu. To všetko zvyšuje spoľahlivosť zapaľovacej sviečky pri vyšších napätiach a zvyšuje jej životnosť.

Od roku 1988 môžu byť príslušné vozidlá vybavené zapaľovacími sviečkami FE65PR alebo FE65CPR, ktoré majú vo vnútri odpor na potlačenie hluku 4...10 kOhm. S týmito zapaľovacími sviečkami sú na motore inštalované vysokonapäťové vodiče bez hrotov na potlačenie rušenia.

Zapaľovacia cievka

Zapaľovacia cievka premieňa prerušovaný nízkonapäťový prúd (12 V) na vysokonapäťový prúd (20...25 kV), potrebné na prelomenie vzduchovej medzery medzi elektródami zapaľovacej sviečky. 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 centrálnej svorke zapaľovacej cievky a druhý k nízkonapäťovej svorke "B". Primárne vinutie (s menším počtom zákrut) rana cez sekundárnu. Jeho svorky sú pripojené k nízkonapäťovým svorkám. Na zlepšenie spoľahlivosti izolácie a zlepšenie chladenia je zapaľovacia cievka naplnená transformátorovým olejom.

Na vozidlách s digitálnym zapaľovacím systémom sú inštalované dve zapaľovacie cievky typu 29.3705 zalisované do plastu, každá s dvomi vysokonapäťovými koncovkami. Jedna zapaľovacia cievka generuje vysokonapäťové impulzy do sviečok valcov 1 a 4 a druhá do sviečok valcov 2 a 3.

Snímač rozdeľovača zapaľovania

Snímač rozdeľovača zapaľovania generuje nízkonapäťové riadiace impulzy a distribuuje vysokonapäťové impulzy do zapaľovacích sviečok. Typ snímača rozdeľovača: 40.3706. Je štvoriskrový, s vákuovými a odstredivými regulátormi časovania zapaľovania.

[Pôvodný zdroj je na zdroji: VAZBOOK.ru]

Teleso 13 (kresba 107) je odliate z hliníkovej zliatiny. Valec 15 sa otáča v dvoch poréznych kovokeramických puzdrách napustených olejom. Objímka 17 je vtlačená do puzdra a objímka 25 je umiestnená v držiaku 7. Hlavné časti snímača rozdeľovača zapaľovania sú: snímač, odstredivý regulátor predstihu zapaľovania, vákuový regulátor predstihu zapaľovania a rozdeľovač zapaľovania.



Senzor 22 — bezkontaktná mikroelektronika, založená na využití Hallovho javu. Tento efekt spočíva vo vzniku priečneho elektrického poľa v polovodičovej doske s prúdom, keď na ňu pôsobí magnetické pole. 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 sú uzavreté cez sito a nepôsobia na platňu. V tomto prípade nevzniká na platni žiadny potenciálny rozdiel.

Integrovaný obvod zabudovaný v snímači premieňa potenciálny rozdiel vytvorený na doske na záporné napäťové impulzy určitej veľkosti na výstupe snímača (kresba 108, II). Keď je clona v medzere snímača, na jej výstupe je napätie U_max približne o 3 V menšie ako napájacie napätie. Ak štrbina obrazovky prechádza cez medzeru snímača, potom napätie U_max na výstupe snímača blízko nule (nie viac ako 0,4 V). Pomer obdobia T k trvaniu T_a impulz (pracovný cyklus) rovná sa 3. Napájacie napätie snímača je 8...14 V.

Odstredivý regulátor časovania zapaľovania pozostáva z vodiacej dosky 12, upevnenej na hriadeli 15, hnanej dosky 10 a dvoch závaží 11. Závažia sa otáčajú na nápravách prinitovaných k vodiacej doske. Sito 9 je prinitované k objímke hnanej platne, takže hnaná platňa 10 tvorí jeden celok so sitom 9 a môže sa otáčať na hriadeli 15.

Vákuový regulátor časovania zapaľovania 18 je pripevnený k telu rozvádzača snímača. Membrána 20 je upnutá medzi telom a krytom regulátora Na jednej strane je k membráne pripevnená tyč 21 a na druhej strane je pružina. Tyč je otočne spojená s doskou 8, na ktorej je inštalovaný bezkontaktný snímač. Pôsobením vákua sa membrána ohne a cez tyč 21 otáča tanier 8 proti smeru otáčania hriadeľa 15.

Distribútor pozostáva z rotora 5, namontovaného na konci valčeka 15, a elektród 4, vyplnených do plastového krytu 1. Stredové a vonkajšie kontakty sú prinitované k plastovému rotoru 5 a vyplnené epoxidovou živicou, ako aj rezistor s odporom 1 kOhm, určený na potlačenie rádiového rušenia. Pružinová uhlíková elektróda 3 sa opiera o centrálny kontakt rotora a 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 kladného impulzu (napätie U_max, pozri kresba 108, II) od bezkontaktného snímača je postupný (do 4,8 ms) zvýšenie prúdu v primárnom vinutí zapaľovacej cievky na maximálnu hodnotu V (pozri kresba 108, I), rovný 8...9 A. V okamihu, keď napätie na výstupe snímača klesne na výstupný tranzistor spínača sa zopne a prúd cez primárne vinutie zapaľovacej cievky sa náhle preruší. V dôsledku toho sa v sekundárnom vinutí indukuje vysokonapäťový impulz.

Vysokonapäťové drôty

Vysokonapäťové vodiče prenášajú vysokonapäťové impulzy zo zapaľovacej cievky do rozdeľovača a odtiaľ do zapaľovacích sviečok. Pre zníženie rádiového rušenia majú vodiče po dĺžke rozložený odpor, ktorý je pre vodiče typu PVVP-8 2000 Ohm/m (červená farba) a 2500 Ohm/m pre vodiče PVSh1V-40 (modrá farba). Na strane zapaľovacej sviečky sú vodiče vybavené hrotmi s odpormi na potlačenie hluku 5,6 kOhm. Ak sa používajú zapaľovacie sviečky FE65PR alebo FE65CPR, na vodičoch nie sú nainštalované odrušovacie hroty.

Ovládač

Regulátor typu "Electronics MS2713-02" slúži na riadenie momentu tvorby iskier 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.

Na základe signálov zo snímačov si regulátor z pamäte zvolí požadovaný uhol predstihu zapaľovania a v presne definovanom okamihu vyšle signály zapaľovania do spínača. 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 vyrobené vo forme "otvoreného kolektora" npn tranzistorovej štruktúry so zaťažiteľnosťou nie väčšou ako 10 mA.

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 TDC piestov 1 a 4 valcov (referenčný snímač alebo NO) a uhlová poloha kľukového hriadeľa (snímač uhlového impulzu alebo AP). Senzor YI je umiestnený nad ozubeným vencom zotrvačníka a senzor NO je umiestnený nad špeciálnym značkovacím kolíkom zalisovaným do zotrvačníka.

Oba snímače sú identické, vyrobené vo forme cievky s magnetickým jadrom. Princíp činnosti snímačov je založený na zákone elektromagnetickej indukcie. Keď feromagnetický predmet prejde pod jadro snímača (napríklad zub venca zotrvačníka), v cievke snímača sa indukuje EMF. Jeho hodnota závisí od medzery medzi jadrom snímača a zubu korunky, ako aj od rýchlosti otáčania kľukového hriadeľa.
Snímač HO generuje jeden impulz na jednu otáčku kľukového hriadeľa v momente, keď kolík značky prechádza jeho magnetickým poľom. Tento moment zodpovedá polohe TDC piestov 1 a 4 valcov. Senzor UI vytvára impulzy, keď zuby zotrvačníka prechádzajú jeho magnetickým poľom. Keďže počet zubov na korunke je 128, perióda impulzu snímača UI je 360/128=2,8° pozdĺž kľukového hriadeľa.

Impulzy generované snímačmi NO a UI sú znázornené na kresba 109. Amplitúda napäťových impulzov je od 0,2 do 100 V v rozsahu frekvencie otáčania kľukového hriadeľa od 25 do 6000 ot./min. Medzera medzi jadrom snímača a hornou časťou ozubenia venca 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, s lineárnou charakteristikou. Inštaluje sa na výstupné potrubie chladiaceho plášťa motora. Vo vnútri krytu snímača je špeciálny mikroobvod. Na svorky snímača sa privádza jednosmerný prúd 1,5 mA. V závislosti od teploty sa mení úbytok napätia na svorkách snímača (mikroobvody). 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 sa používajú na výber uhla predstihu zapaľovania pre dva stavy motora: studený alebo horúci.