Коммутатор – это электронный компонент для обеспечения работы бесконтактной системы зажигания. Она является переходной между контактной и микропроцессорной. Последняя, наиболее совершенная, позволяет управлять моментом при помощи данных, считываемых с датчиков – кислорода, скорости, оборотов двигателя и других. Но на дорогах все еще немало автомобилей, в которых установлены и контактные прерыватели, и бесконтактные. Поэтому для обслуживания и диагностики нужно знать назначение всех элементов, а также методы поиска неисправностей и их основные признаки. Перед тем как проверить коммутатор, внимательно изучите все детали.
Бесконтактная система зажигания
Всего существует три огромные группы систем – контактная, бесконтактная, микропроцессорная. Первая делится на две подгруппы – контактная и с применением транзистора, работающего в режиме ключа. В конструкции бесконтактной системы зажигания тоже применяются транзисторы. Использоваться активно такая схема стала в начале 80-х годов прошлого века. И она имеет ряд преимуществ, о которых будет рассказано несколько ниже. Схема коммутатора несложная, она может быть реализована как на транзисторах, так и на контроллере.
Но у бесконтактной системы зажигания имеется и много недостатков, если сравнивать ее с микропроцессорной. Последняя позволяет контролировать практически все параметры двигателя. БСЗ делать это не позволяет, также не может она нормально использоваться на инжекторных моторах. Причина устаревания бесконтактной системы заключается не только в развитии электроники и автомобилестроения, но и в принятии жестких мер по обеспечению экологичности двигателей внутреннего сгорания. К сожалению, уменьшить количество вредных веществ в выхлопе позволяет только микропроцессорное управление.
Основные элементы системы
Конечно, первыми стоит указать свечи зажигания. Они установлены в головке блока цилиндров, электроды выходят с внутренней части. Это те элементы, которые позволяют воспламенить топливовоздушную смесь. Но с помощью одних только свечей двигатель работать не сможет. Необходимо контролировать положение коленчатого вала, чтобы знать, в каком положении находятся поршни в цилиндрах.
Для этой цели используется индуктивный датчик, работающий на эффекте Холла. Он входит в конструкцию другого элемента – распределителя зажигания. Датчик выдает импульс, который поступает на коммутатор. Это устройство позволяет слабый сигнал усилить до напряжения в 12 Вольт, чтобы затем подать его на катушку. Катушка – не что иное, как простой трансформатор (повышающий). У него вторичная обмотка имеет большее число витков, нежели первичная. За счет этого происходит повышение напряжения и уменьшение силы тока. Напряжение в БСЗ на свечи подается при значении 30-35 кВ (в зависимости от модели автомобиля).
Чем БСЗ лучше контактной?
Внимательно прочитав предыдущий раздел, можно увидеть, что в системе применен индуктивный бесконтактный датчик Холла. Преимущество очевидно – нет трения и коммутации. Для сравнения обратите внимание на контактную систему. В ней прерыватель коммутирует напряжение, величина которого равна 12 Вольт. Как ни крути, но металлические контакты все время соприкасаются друг с другом, постепенно стираются, покрываются нагаром.
По этим причинам необходимо постоянно следить за прерывателем, регулировать зазор, проводить своевременную замену. БСЗ лишена этих недостатков, поэтому без стороннего вмешательства система работает значительно дольше. Датчик Холла выходит из строя очень редко, как и коммутатор. Это повышает надежность системы, но требуется и соблюдать меры предосторожности, в частности, соединение коммутатора с кузовом должно быть максимально плотным, чтобы обеспечить эффективный теплообмен. Кроме того, БСЗ позволяет улучшить работу двигателя, увеличить, хоть и незначительно, его мощность, наряду с повышением надежности.
Как работает коммутатор
По сути, коммутатор – это простой усилитель сигнала. Можно сравнить даже со сборкой Дарлингтона, которая используется в микроконтроллерной технике для преобразования слабого сигнала с порта выхода до необходимого уровня. Основа этой сборки – полевые транзисторы, работающие в режиме ключа. На них подается рабочее напряжение, на управляющий вывод поступает сигнал, который усиливается и снимается с коллектора.
Коммутатор зажигания имеет практически аналогичную схему работы. Только используется сигнал с датчика Холла. Он имеет три вывода – управление, общий, плюс питания. При появлении в области датчика металлической пластины происходит генерация тока, который подается на вход коммутатора. Далее происходит усиление сигнала, а также подача его на первичную обмотку катушки. Питание всей системы происходит только лишь после включения зажигания (после поворота ключа).
Основные элементы коммутатора
Схема коммутатора достаточно простая, но самостоятельное изготовление этого блока бессмысленно, так как готовый вариант купить окажется намного проще. Монтаж должен выполняться максимально грамотно, иначе работа устройства окажется неправильной. Кроме того, при использовании транзисторов нужно тщательно выбирать их по параметрам, а для этого необходимо иметь качественную измерительную аппаратуру. К сожалению, у двух одинаковых полупроводников разброс характеристик может быть очень большим. А это влияет на работу устройства.
Коммутатор ВАЗ, имеющий обозначение 76.3734, состоит из одного основного элемента – контроллера L497. Он создан специально для использования в бесконтактных системах зажигания. Отечественный аналог этого контроллера – КР1055ХП2. Параметры у них практически идентичные, что позволяет использовать любой из контроллеров. Кроме того, эта микросхема позволяет провести подключение тахометра, расположенного на приборной панели автомобиля. Но можно применить и более простую схему, которая представляет собой усилительный блок из двух каскадов. Правда, надежность такого устройства на порядок ниже.
Подключение коммутатора
Случаи бывают разными, не исключено, что придется вам менять проводку. Поэтому потребуется принимать во внимание назначение всех выводов на штекере коммутатора. Это позволит правильно провести подключение, причем риска вывести его из строя не будет. Первый вывод коммутатора – это выход. Другими словами, с него снимается усиленный сигнал. Его нужно соединять с выводом катушки «К». Второй контакт соединяется с массой – минусом аккумуляторной батареи.
Все три провода от датчика Холла идут на коммутатор ВАЗ. Причем сигнальный провод соединяется с шестым выводом коммутатора. Пятый – это вывод для питания (на нем напряжение стабильно 12 Вольт). Третий вывод коммутатора – масса (минус питания). Третий соединен внутри блока со вторым. А вот между четвертым, на который подается питание от АКБ, и пятым имеется постоянное сопротивление и стабилизатор напряжения.
Как осуществить проверку
Ничего сложного нет в этой процедуре. Самый простой способ – это использовать заведомо исправный узел, так как проверить коммутатор таким образом можно буквально за считанные минуты. Но если такового нет, а нужно определить точно, неисправность в катушке либо же в коммутаторе, разумнее использовать другие способы. Потребуется простая лампа накаливания. Если не знаете, где взять ее, то выкрутите из плафона освещения салона либо же из габаритных огней.
Один вывод лампы соединяете с минусом аккумуляторной батареи. Второй подключаете к выводу «1» коммутатора. Это тот самый вывод, с которого снимается усиленный сигнал. Если лампа загорается, то устройство исправно. Более совершенный метод проверки осуществляется при помощи осциллографа. На экране можно видеть величину и форму сигнала, а также сравнить его с эталонным.
Настройка зажигания
При настройке зажигания вам потребуется сделать самое главное – установить валы по меткам, чтобы газораспределение функционировало синхронно с работой поршневой группы. Это первое, что следует сделать перед тем как начать регулировку зажигания. Стоит заметить, что особых трудностей при настройке возникнуть не должно, особенно на автомобилях ВАЗ 2108-21099. Все дело в том, что распределитель зажигания на двигатели этих машин установить можно только в одном положении. Причем коммутатор зажигания при данной процедуре не подвергается никаким настройкам, так как их у него нет.
Корпус трамблера вращается вокруг своей оси, чтобы производить более точную регулировку. И этого оказывается достаточно. Чтобы точно установить момент, можно использовать простейшую схему, в качестве индикатора используется в ней простой светодиод. Датчик Холла отключается от системы, на его минусовой вывод подается плюс питания. Между «+» и сигнальным включается светодиод, для снижения напряжения последовательно с ним включается сопротивление 2 кОм. А вот плюс датчика Холла соединяется с массой. Теперь остается только медленно вращать корпус распределителя. Момент, когда засветится диод, будет являться искомым.
Выводы
Много преимуществ дает такой простой узел в бесконтактной системе зажигания, как коммутатор. Это и повышение мощности, пусть даже незначительное, и уменьшение расхода топлива, и значительное улучшение двигателя с точки зрения надежности. А главное – отпадает необходимость в постоянном контроле и своевременной настройке системы. Современному водителю не хочется заниматься ремонтом автомобиля, ему нужно средство передвижения. Причем надежное, которое не подведет в самый ответственный момент. Независимо от того, какой коммутатор используется в БСЗ, эффективность у него намного выше, нежели у контактного прерывателя.
- Как проверить коммутатор своими руками?
- 1. Признаки неисправности коммутатора
- 2. Алгоритм действий по проверке коммутатора
- 3. Материалы для проверки коммутатора
Среди всего разнообразия деталей автомобиля существует много элементов, от исправности которых зависит нормальная работа силового агрегата. Одной из них является небезызвестный коммутатор, являющийся составляющей частью электрооборудования. Основное его предназначение заключается в обеспечении нормального функционирования бесконтактной системы зажигания, поэтому в случае поломки элемента проблем с запуском двигателя не избежать. В большинстве ситуаций этот узел отличается надежностью и износостойкостью, но иногда и с ним случаются неприятности.
1. Признаки неисправности коммутатора
Проблемы в работе коммутатора являются одной из наиболее распространенных причин рабочих сбоев силового агрегата (конечно, при условии, что с топливной системой все в порядке). Чаще всего неисправности коммутатора проявляются в виде падения динамики разгона, отказа пуска мотора, «провалов» при резком ускорении, а также в «троении» двигателя. Опытный водитель сразу заметит неладное, а чтобы убедиться в своей теории, достаточно будет провести несложную диагностику.
Наиболее распространенной причиной поломки коммутатора является «плохая масса», что чаще всего проявляется после длительных ремонтных работ или же из-за окисления контактов. В результате этого устройство просто не может посылать на катушку зажигания соответствующие импульсы, а без них двигатель не запустится и машина не заведется.
К примеру, для проверки состояния бесконтактного датчика нужно измерить напряжение на выходе датчика – распределителя. В исправном состоянии проворачивание коленвала с помощью ключа должно вызывать резкое изменение (зачастую в пределах от 0,2 – 0,4 В до 5 – 11 В). Если этого не происходит, скорее всего, датчик нуждается в замене. Диагностика состояния коммутатора также не занимает много времени, а для ее выполнения чаще всего не потребуется никакого специального оборудования.
2. Алгоритм действий по проверке коммутатора
Многие автомобилисты предпочитают не терять время на поиск неисправностей, а сразу заменить коммутатор новым узлом. В принципе, в таком решении присутствует логика: во-первых, не придется тратить время на проведение проверки, во-вторых, поставив новую деталь, сразу станет понятно, в ней проблема или нет. Правда, переживать за потраченное время не нужно, ведь диагностика коммутатора не задержит вас надолго.
Выполнить проверку коммутатора можно двумя основными способами. Первый немного проще, и для него понадобится лампа-переноска. Алгоритм проведения процедуры в этом случае следующий:
1. Отсоединяем от катушки зажигания провод, идущий от клеммы коммутатора;
2. Подключаем освобожденный наконечник провода к контрольной лампе, а второй вывод лампы – к клемме катушки зажигания;
3. Включаем зажигание и проворачиваем коленчатый вал двигателя с помощью стартера.
Если при вращении коленвала контрольная лампа не мигает, значит, от коммутатора на катушку зажигания не исходят соответствующие импульсы тока. То есть деталь неисправна и требует замены. Для второго способа диагностики коммутатора вам потребуется больше инструментов, в том числе паяльник и металлический лист в роли «массы».
В этом случае последовательность выполнения проверочных действий несколько отличается. Для начала следует знать определенные обозначения, располагающиеся на корпусе устройства. Зачастую эти обозначения представлены в виде латинских букв (к примеру, B, C, T, K).
Во-вторых, нужно понимать, что при проверке устройства необходимо обращать внимание на надежность соединений, а на самом корпусе должен присутствовать хороший «минус». Довольно часто после длительных ремонтных работ или же под воздействием окислительных процессов в работе коммутатора возникают определенные неполадки, объясняющиеся «плохой массой».
Для проверки коммутатор вместе с катушкой зажигания необходимо поместить на один металлический лист, исполняющий роль «массы», и еще раз проверить надежность всех соединений, а также расстояние от катушки зажигания (точнее, «выхода на ней») до металлического листа. Значение этого расстояния должно соответствовать 15-25 мм.
На следующем этапе диагностики следует поочередно замыкать и размыкать провод, который должен идти на контакт коммутатора. Его подключают к контрольной 12-вольтной лампе, и по общим правилам сигнал блока не должен превышать 5 В.
Однако, если этих самых 12 В подавать кратковременно, то можно проверить коммутатор сразу в двух направлениях: на его исправность и на качество работы в «экстремальных» условиях.
Как и в первом варианте, для результативности проверочных работ необходимо провернуть мотор стартером, и если коммутатор находится в работоспособном состоянии, то вы увидите, как искра бьет в металлический лист (лампочка начинает светиться). Использование металлического листа – совсем необязательное условие, и можно обойтись без него (как описано в первом варианте); главное, чтобы имелась хорошая «масса».
Для проверки работоспособности внутреннего коммутатора выполняют все те же действия, только уже снимается и подставляется другой контакт.
3. Материалы для проверки коммутатора
Для выполнения проверки коммутатора, в обоих вышеописанных случаях вам понадобится контрольная лампа с номинальным напряжением в 12 В и стандартный набор ключей, с помощью которых можно убедиться в наличии или отсутствии импульсов (то есть в исправности самого устройства). Второй вариант диагностики предусматривает присутствие и других элементов: самой обычной кнопки, паяльника и металлического листа в качестве «массы».
Однако, если вы совсем не желаете тратить время, тогда для проверки исправности коммутатора вам всего лишь необходимо купить новое устройство. Если после установки все будет нормально, значит, проблема и правда была в старом элементе.
Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.
Как проверить и отремонтировать самому коммутатор?
Если с некоторыми неисправностями на машине можно как-то доехать до пункта ремонта, то с неисправным коммутатором двигатель вообще не заведётся. Некоторые водители часто возят с собой запасной коммутатор. В этой статье рассмотрим принцип работы, некоторые неисправности автомобильного коммутатора и способы его ремонта.
Возможные причины выхода из строя коммутатора
- Часто коммутатор выходит из строя из-за попадания в него воды. В следствии чего выходит из строя микросхема кр1055хп4 (аналог L497B),
- Из-за перенапряжения или от времени часто выходит из строя выходной транзистор типа КТ8231А1, КТ8225А, КТ8232А1, КТД8252А, КТД8264А, КТД8267, КТ898А, КТ8127А1 (аналог BU941ZP).
Характеристики некоторых мощных транзисторов, применяемых в коммутаторах.
| Наименование | Тип корпуса | Аналог | Структура | Рк mах, Вт | Uкб max, В | Uкэ max, В | Uэб max, В | Ik max (имп), A | h21е |
| КТ8127А1 | ТО-218 (КТ-43) | BU941ZT(ZP) | NPN | 100 | 1500 | 700 | 5 | 5(7,5) | 35 |
| КТ8231А1 | ТО-218 (КТ-43) | BU941ZT(ZP) | NPN | 155 | 350-450 | 350-500 | 5 | 15 | 300 |
| КТ898А | ТО-218 (КТ-43) | BU931ZP/BU941ZT(ZP) | NPN | 125 | 350 | 350 | 15 | 5 | 400 |
| BU941ZT(ZP) | ТО-218 (КТ-43) | — | NPN | 155 | 350 | 350 | 15 | 15(30) | 400 |
Выдержка из схемы автомобиля
Стенд для проверки автомобильного коммутатора
Для проверки коммутатора собираем вот такой простой стенд как на рисунке ниже. Подключаем вместо катушки лампочку на 12 В.
Нормальная работа коммутатора
Когда проворачиваем ось трамблера с ДХ (датчиком холла) — загорается лампочка. Когда не крутим и лампочке не горит.
Немного о датчике Холла
Датчик Холла — магнитоэлектрическое устройство, получившее своё название от фамилии физика Холла, открывшего принцип, на основе которого впоследствии и был создан этот датчик. Попросту говоря — это датчик магнитного поля. Есть два вида датчиков Холла: аналоговые и цифровые.
Аналоговые датчики Холла
Аналоговые датчики Холла – преобразуют индукцию поля в напряжение, величина показанная датчиком зависит от полярности поля и его силы. Но опять же, нужно учитывать расстояние, на котором установлен датчик.
Цифровые датчики Холла
Цифровые датчики определяют наличие, либо же отсутствие поля. То есть, если индукция достигает некого порога — датчик выдаёт присутствие поля в виде некой логической единицы, если порог не достигнут – датчик выдаёт логический ноль. То есть, при слабой индукции и соответственно чувствительности датчика — наличие поля может быть не зафиксировано. Минус такого датчика – наличие зоны нечувствительности между порогами.
Цифровые датчики Холла так же разделены на: биполярные и униполярные.
Униполярные – срабатывают при наличии поля определённой полярности и отключаются при снижении индукции поля.
Биполярные – реагируют на смену полярности поля, то есть одна полярность – включает датчик, другая – выключает.
Проверка датчика Холла
- Измерить напряжение на выходе датчика. Оно должно быть более 0,4 В.
- Проверить наличие искры при включении зажигания. Для этого необходимо проводом замкнуть 1 и 2 вывод коммутатора.
- Заменить заведомо исправным.
Немного о коммутаторах
В некоторых коммутаторах разный «логический» выход. У одних, например 131,3734-01 — логическая «1», а у других — «0». У кого «1» по умолчанию ( — это когда по умолчанию между контактами «+» и «КЗ» прибор показывает 12 вольт или приближенные к ним ) фактически рискуют спалить катушку в момент когда включено зажигание и не работает двигатель, создавая односторонний потенциал внутри катушки и не разряжая его, тем самым можно ощутить рукой быстрый нагрев катушки. Созданный потенциал начинает разряжаться только при рабочем двигателе. Плюс таких коммутаторов, в том, что можно использовать обычные (родные) катушки для контактного зажигания практически не нарушая старую цепь подключения катушки. Коммутатор в этом случае вставляется в разрыв провода от который шел от контакта прерывателя на катушку. Просто производится замена Трамблера и добавляется коммутатор.
В коммутаторе, например БСЗ 131.3734 соблюдена логика «0» по умолчанию. Если с катушкой комплекта коммутатора 131 3734 вы поставите с логикой «1» по умолчанию, то катушка будет жутко греться. Или же наоборот, на катушку предназначенную для коммутатора с логикой «1», поставите коммутатор 131 3734 — логика «0», то либо не будет искры, либо будет очень слабенькая или вообще можно испортить коммутатор.
