Катушки зажигания, датчики, октан-корректоры, контроллеры. Справочник ио устройству и ремонту электронных приборов автомобилей. Часть 2. Электронные системы зажигания

А.Г. ХОДАСЕВИЧ
Т.И. ХОДАСЕВИЧ






        СПРАВОЧНИК

ПО УСТРОЙСТВУ И РЕМОНТУ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ АВТОМОБИЛЕЙ



Часть 2



ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ












МОСКВА


АНТЕЛКОМ

ББК 32.844.1
      Х31

      Ходасевич А. Г., Ходасевич Т. И.
Х70 Катушки зажигания, датчики, октан-корректоры, контроллеры. Справочник по устройству и ремонту электронных приборов автомобилей. Часть 2. Электронные системы зажигания. - М.: АНТЕЛКОМ -224 с.: ил.

      ISBN 5-93604-003-8

         Настоящий справочник содержит данные о различных устройствах, используемых в автомобильной технике. Материал систематизирован таким образом, чтобы читатель мог обеспечить грамотную эксплуатацию, применение, ремонт и даже изготовление автомобильного электрооборудования в домашних условиях.
         В книге также представлено множество принципиальных схем и печатных плат электронных изделий используемых в автомобиле.
         Рассмотрены вопросы модернизации и оригинального использования описываемых приборов.
         Книга будет полезна широкому кругу автомобилистов и радиолюбителей, а также работникам ремонтных служб и заводов изготавливающих электрооборудование для автомобилей.

ББК 32.844.1






           В связи с большим объемом информации отраженной в справочнике, заранее просим извенения за возможные ошибки и неточности сделанные при наборе книги. В последующих изданиях они будут исправляться.





          Все авторские права защищены. Ни одна часть настоящей публикации не может быть воспроизведена или передана в любой форме или любыми средствами, включая фотокопирование и магнитную запись, без письменного разрешения владельца авторского права.

СОДЕРЖАНИЕ
   Сокращения принятые в справочнике..................................................4
   Введение...........................................................................5
   1.  Принципы построения узлов БСЗ..................................................6
        1.1. Катушки зажигания........................................................6
             1.1.1. Катушки зажигания контактных систем зажигания.....................7
             1.1.2. Катушки зажигания бесконтактных систем зажигания ................10
             1.1.3. Параметры катушек зажигания и характеристики искрового разряда...12
             1.1.4. Перспективные разработки.........................................14
        1.2. Датчики момента искрообразования........................................15
             1.2.1 Контакты прерывателя .............................................15
             1.2.2. Магнитоэлектрические датчики.....................................15
             1.2.3. Параметрический датчик...........................................19
             1.2.4. Датчик Холла.....................................................23
   2.  Регулировка угла опережения зажигания.........................................25
        2.1. Центробежный регулятор опережения зажигания..............................25
        2.2. Вакуумный регулятор опережения зажигания................................26
        2.3. Ручная регулировка угла опережения зажигания.............................27
        2.4. Установка угла опережения (момента) зажигания...........................29
             2.4.1. УстановкаУОЗ с помощью стробоскопа...............................34
             2.4.2. Проверка и регулировка центробежного и вакуумного регуляторов УОЗ.41
        2.5. Электронные октан-корректоры............................................48
             2.5.1. Назначение ОК и требования к ним..................................48
             2.5.2. Электронные ОК для контактно-тиристорных (и транзисторных) СЗ.....49
                  1.  Электронный октан-корректор ЭК-1...............................49
                  2.  Приставка октан-корректор......................................57
                  3.  Электронный октан-корректор....................................60
                  4.  Корректор угла ОЗ..............................................60
                  5.  ЭК-2...........................................................64
                  6.  Корректор ПКУ ОЗ для коммутатора КЭУ-1.........................65
                  7.  Коммутатор КЭУ-1 (многоискровой)...............................69
                  8.  Коммутатор КЭУ-1 (модернизированный)...........................69
                  9.  Корректор детонации двигателя ККД-2............................74
             2.5.3. Электронные блоки зажигания с ОК для контактных систем зажигания.76
                  1.  Электроника-К1.................................................76
                  2.ЭКОиЭОК-1........................................................76
                  3.  Октан-01.......................................................77
                  4.  БУЗ-06.........................................................77
                  5.  БУЗ-О7.........................................................86
                  6.  ЭСЗ-1..........................................................87
                  7.  ПРИБОЙ-05......................................................87
                  8.  ККЗ-”РИТМ”.....................................................99
             2.5.4. Электронные ОК для контактных и бесконтактных систем зажигания..101
                  1.  Электронный ОК для коммутатора 3620.3734 (и его модификаций) и его доработка для использования с другими блоками зажигания...............101

                2. Электронный ОК промышленного образца для коммутатора 3620.3734 и его модификаций...................................................112
                3. Блок электронного зажигания с октан-корректором ПЭЗК-1.....112
           2.5.5. Электронные ОК для бесконтактных систем зажигания...........120
                1. Корректор детонации двигателя ККД-1........................120
                2. Электронный октан-корректор УДР-01.........................120
                3. Тахометрический октан-корректор ОМИ-12.....................124
                4. ЭРУЗ-08....................................................125
                5. Комплект защиты от детонации...............................125
                6. Оптимум....................................................125
                7. Коммутатор ЦКЗ -1М-ОК......................................126
                8. Блок электронного зажигания с октан-корректором ПЭЗК-2.....126
3.  Микропроцессорные системы зажигания.......................................138
      3.1. Статическое распределение высокого напряжения......................139
      3.2. Цифровая микропроцессорная система зажигания.......................142
           3.2.1. Контроллер МС 2713-01 (-02; -03)............................142
           3.2.2. Контроллер МС 4004..........................................153
           3.2.3. Контроллер МЗ13-000.........................................155
      3.3. МСУД автомобиля ГАЗ-3110 (-310221) с двигателем ЗМЗ-4062.10 .......158
                3.3.1. Контроллер МИКАС 5.4...................................158
                3.3.2. Режим самодиагностики контроллера МИКАС 5.4............172
                3.3.3. Контроллеры МИКАС 7.1 И АВТРОН.........................175
                3.3.4. МСУД автомобиля “МОСКВИЧ - СВЯТОГОР” с двигателем “РЕНО-Г3К”        178
                3.3.5. МСУД автомобилей ВАЗ...................................180
4.  Систему зажигания можно (и нужно) улучшить................................204
5.  Приборы предназначенные для проверки системы зажигания....................216
Литература ...................................................................223






СОКРАЩЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В СПРАВОЧНИКЕ


АБ - аккумуляторная батарея.
БСЗ - бесконтактная система зажигания.
ВМТ - верхняя мёртвая точка.
ВЗ - выключатель зажигания (замок зажигания).
ДВС - двигатель внутреннего сгорания.
КВ    - коленчатый вал (коленвал).
КЗ    - катушка зажигания.
КПД - коэффициент полезного действия.
КТСЗ - контактно-транзисторная система зажигания.
МСУД - микропроцессорная система управления двигателем
ОК    - октан - корректор.
СЗ    - система зажигания.
УОЗ - угол опережения зажигания.
XX - холостой ход.
ЭДС - электродвижущая сила.
“Датчик-распределитель” - распределитель (трамблер).

4

ВВЕДЕНИЕ


         С каждым годом расширяется применение электронных приборов и систем в автомобилях. Сейчас практически любая система электрооборудования включает элементы электроники с комплектующими, как отечественного, так и импортного производства. Это связано с решением таких задач, как обеспечение безопасности движения, уменьшение загрязнения воздуха отработавшими газами, улучшение ходовых качеств автомобиля, его надежность, улучшение условий работы водителя, снижение трудоемкости технического обслуживания.
         Внедрение электронных устройств идет в основном по двум направлениям: замена существующих механических устройств, функции которых электронные устройства выполняют с большей надежностью, качеством (электронные системы зажигания, регуляторы напряжения, тахометры и др.); внедрение электронных приборов, выполняющих функции, которые не могут выполнять механические приборы (электронные противоблокировочные системы, различные автоматические устройства, задающие режим работы двигателя и движения автомобиля и др.). Применение указанных устройств позволяет существенно повысить эксплуатационные качества автомобиля.
         Электрооборудование современного автомобиля представляет собой сложную систему, включающую до 100 и более изделий. Его стоимость примерно равна 1/3 стоимости автомобиля.
         Внедрение электронных устройств также связано с решением проблемы создания специальной элементной базы, так как условия работы изделий электрооборудования автомобиля весьма специфичны. Это широкий диапазон изменения температур (-50 Е +150оС), вибрации, подверженность агрессивному действию окружающей среды и др.
         Усложнение электрооборудования автомобилей имеет и отрицательную сторону, связанную с увеличением числа отказов, иногда из-за некачественной сборки, или из-за неграмотного обращения с ним. По статистике более 30% неисправностей в автомобиле приходится на электрооборудование. Вместе с тем, ни объем литературы, выпускаемой по данной тематике, ни полноту содержащихся в ней сведений нельзя признать удовлетворительной.
         С точки зрения системного подхода, электрооборудование автомобиля может быть представлено в виде ряда самостоятельных функциональных систем: зажигания, электроснабжения, пуска, освещения, сигнализации, информации и диагностирования, системы автоматического управления двигателя и трансмиссией.
         Ряд изделий электрооборудования, например: стеклоочистители, электродвигатели отопления и вентиляции, звуковые сигналы, радиооборудование и т.п. можно условно назвать вспомогательным оборудованием.
         Поэтому, в связи с большим количеством систем электрооборудования, представляется целесообразным рассмотрение их по отдельности.
         Работая над серией справочников, автор стремился восполнить этот пробел. Была поставлена цель провести анализ большинства схем электронных приборов, находящихся в эксплуатации на автомобилях. Для этого закупленные приборы испытывали, потом разбирали, изучали устройство и комплектующие, проводились опыты по возможной замене отдельных элементов, затем прямо с образцов срисовывались (разворачивались) схемы. Также обобщался и систематизировался имеющийся материал, что поможет обеспечить грамотную эксплуатацию, применение, ремонт и даже изготовление приборов в домашних условиях.
         В справочнике приведены также данные по ряду импортных и отечественных микросхем, транзисторов и диодов, применяемых в электронных приборах автомобилей, рассмотрена возможная их взаимозаменяемость. Приведен справочный материал по цветовой и кодовой маркировке компонентов радиоэлектронной аппаратуры, их параметры.
         Приведено большое количество электрических принципиальных схем и печатных плат электронных приборов зарубежного и отечественного производства (заводские, кооперативные и частные разработки).
         Рассмотрены вопросы ремонта, модернизации и оригинального применения приборов.
         Автор надеется, что справочник будет весьма полезен как автолюбителям и радиолюбителям, так и работникам ремонтных служб и заводов изготавливающих электрооборудование для автомобилей.

         Замечания и предложения по справочнику направляйте по адресу:
         123481, г. Москва, а/я 9, для Ходасевича Александра.
         E-mail: antelcom@mtu-net.ru для Ходасевича Александра.


5

1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ УЗЛОВ БЕСКОНТАКТНЫХ СИСТЕМ ЗАЖИГАНИЯ (ПРОДОЛЖЕНИЕ - НАЧАЛО В (Г) СПРАВОЧНИКЕ)
1.1. КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ

      Катушка зажигания является повышающим автотрансформатором напряжения и служит для преобразования прерывистого тока низкого напряжения (12В) в ток высокого напряжения (11Е25кВ), для пробоя воздушного зазора между электродами свечи зажигания.
      По конструкции магнитной цепи катушки зажигания разделяются на два типа:
1-с разомкнутой магнитной цепью (рис. 1.1-а);
2-с замкнутой магнитной цепью (рис. 1.1-б).
      В катушках с разомкнутой магнитной цепью значительную часть пути магнитный поток проходит по воздуху, поэтому в воздушном пространстве сосредотачивается основная часть электромагнитной энергии. В катушках с замкнутой магнитной цепью основную часть пути магнитный поток проходит через стальной магнитопровод и только лишь незначительную часть пути - через воздушные зазоры величиной порядка нескольких десятых миллиметра каждый. Электромагнитная энергия запасается как в воздушных зазорах, так и в стали.
      В катушках с замкнутой магнитной цепью затраты меди меньше, чем в катушках с разомкнутой цепью. В отношении затрат стали имеет место обратное явление.
      По выполнению обмоток катушки с разомкнутой магнитной цепью разделяются на два типа: с внутренней и наружной первичной обмоткой. Последние имеют ряд преимуществ: лучшие условия охлаждения, масса провода вторичной обмотки меньше, что удешевляет их изготовление, меньше сопротивление вторичной обмотки. Поэтому катушки отечественного производства выполняются с наружной первичной обмоткой.

а⁾

б)

Рис. 1.1. Эскиз катушки зажигания: а-с разомкнутой магнитной цепью, б-с замкнутой магнитной цепью. 1 - сердечник; 2 - линии магнитного потока; 3 - вторичная обмотка; 4 - первичная обмотка; 5 - наружный магнитопровод; 6 - воздушные зазоры.

6

     По типу изоляции КЗ делятся на маслонаполненные и “сухие”.
     Трансформаторное масло нужно в катушке для изоляции проводов обмоток и теплоотвода. В “сухих” катушках зажигания роль изолятора выполняет компаунд.

1.1.1. КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ КОНТАКТНЫХ СИСТЕМ ЗАЖИГАНИЯ

     На рис. 1.2 показано устройство типовой автомобильной катушки зажигания, которая представляет собой электрический автотрансформатор с разомкнутой магнитной цепью. Сердечник 7 катушки набран из пластин трансформаторной стали, толщиной 0,35 мм, изолированных друг от друга окалиной для снижения вихревых токов Фуко. На сердечник надета изолирующая трубка, на которую намотана вторичная обмотка 4. Каждый слой этой обмотки изолирован конденсаторной бумагой, а последние слои намотаны с зазором между витками 2L3 мм, чтобы уменьшить опасность пробоя изоляции.
     Первичная обмотка 5 намотана поверх вторичной обмотки, что облегчает отвод от нее тепла. Корпус 8 катушки штампован из листовой стали. Внутри корпуса установлен наружный магнитоотвод 6 из трансформаторной стали. Фарфоровый изолятор (снизу) и карболитовая крышка 2 (сверху) предотвращают возможность пробоя между сердечником и корпусом катушки. Крышка имеет четыре выходные клеммы: центральную - высоковольтную 1 и три низковольтных -безымянную 3 и клеммы “ВК” (включение) и “ВК-Б” (включение от батареи). Один конец вторичной обмотки выводится к клемме высокого напряжения 1 через контактную пластину и пружину (на рисунке не показаны). Высоковольтная клемма 1 с помощью наконечника соединяется через высоковольтный провод с центральным электродом крышки распределителя. Другой конец вторичной обмотки и конец первичной обмотки соединены между собой (автотрансформаторная связь обмоток) и подведены к безымянной клемме 3 на крышке. Эта клемма соединяется с клеммой “Р” распределителя. Другой конец первичной обмотки соединен с клеммой “ВК”.


9


      1 - высоковольтная клемма;
      2  - крышка;
      3 - безымянная клемма;
      4  - вторичная обмотка;
      5 - первичная обмотка;
      6  - наружный магнитопровод;
      7  - сердечник;
      8 - корпус КЗ;
      9-Кд - добавочный резистор (вариатор).



ВК-Б

ВК

1


2

3



4


5



6





7
8




Рис. 1.2. Устройство КЗ с четырьмя выводными клеммами (Б115).


7

      Число витков обмоток катушки зажигания зависит от ее типа и находится в пределах 180 L 330 - для первичной и 18 L 22 тыс. - для вторичной. Соответственно, диаметр провода первичной обмотки 0,52 L 0,86 мм, а вторичной обмотки 0,07 L 0,09 мм. Коэффициент трансформации (Ктр) равен отношению числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки - W2/W1.
      Пространство между обмотками и корпусом катушки заполнено изолирующим наполнителем - трансформаторным маслом. Герметичность карболитовой крышки в кожухе обеспечивается прокладкой.
      К клеммам “ВК-Б” подсоединен добавочный резистор 9, установленный в керамическом изоляторе. Добавочный резистор может крепиться как на самой катушке (см. рис. 1.2), так и отдельно от нее. Сопротивление резистора в зависимости от типа катушки 1,0 L 1,9 Ом.
      При пуске двигателя катушка зажигания питается от батареи, напряжение которой понижено (до 6 L 8 В) из-за потребления стартером большего тока, что приводит к снижению тока в первичной обмотке и развитию катушкой вторичного напряжения. С учетом этого обстоятельства первичная обмотка катушки зажигания рассчитывается на напряжение 6 L 8В,а остальное напряжение источника гасится в добавочном резисторе. Последний, при пуске двигателя закорачивается, и первичный ток возрастает, что обеспечивает достаточную величину вторичного напряжения для пробоя искрового промежутка свечи. Дополнительное сопротивление является также вариатором, т. е. в зависимости от нагрева изменяет сопротивление. При малых оборотах двигателя, ток, протекающий через первичную обмотку КЗ, достигает большой величины, что нежелательно, т. к. начинают усиленно обгорать контакты прерывателя и возрастает возможное вторичное напряжение, которое при увеличении (например, с увеличением зазора между электродами свечи) может привести к пробою бегунка или в другом “слабом месте”. С нагревом же, вариатор увеличивает сопротивление и уменьшает первичный ток.
      В некоторых системах зажигания (например, для автомобилей семейства ВАЗ) добавочный резистор отсутствует, что обусловлено высокими характеристиками электропусковой системы, благодаря чему напряжение батареи при пуске снижается незначительно.














      1 - высоковольтная клемма;
      2 - крышка;
      3 - вторичная обмотка;
      4  - первичная обмотка;
      5 - наружный магнитопровод;
      6 - сердечник;
      7 - корпус КЗ.














Рис. 1.3. Устройство КЗ с тремя выводными клеммами (Б117, 27.3705 и др.).

8

     Особенностью катушек зажигания Б117 (-А) и Б-115В, имеющих большое сопротивление первичной обмотки, является то, что, если случайно оставить включенным зажигание, катушка не выйдет из строя, а произойдет полный разряд аккумуляторной батареи.

Примечание.
Вместо катушки зажигания Б115-В, которую устанавливают на “Москвичи” и “ИЖи”, можно применять Б117-А без добавочного резистора, причем эта замена не только возможна, но и желательна.





Табл. 1.1. Параметры катушек зажигания.

                Вторичная обмотка       Первичная обмотка       Вариатор (Rд)           
Тип катушки    W2       R2,                W1       R1,    L1,  W             Rq,  W2/W1
                        Ом                          Ом     мГн                Ом        
Б-1            ПЭЛ-0,1  3700Е        ПЭЛ-0,72       1,55Е       Никель-0,3   1,35Е      
                19 000  4500         330            1,95        (Сталь)      1,50       
Б-1            ПЭЛ-0,09              ПЭЛ-0,77                   Никель-0,3   1,35Е      
малогабаритная 17 500                320                                     1,45       
Б-7А                    8000Е                       1,80Е       Никель-0,3   1,0Е       
                        8800                        2,00                     1,1        
Б-В            ПЭЛ-0,07 9700Е        ПЭЛ-0,72       1,50Е       Никель-0,45  1,0Е       
(Б-13А)        26 000   10300                       1,70        Констант     1,9        
                                                                (МНМц-40-15)            
Б-102Б         ПЭВ-0,07              ПЭВ-0,86                   Констант                
               18 000                290                                                
Б114                    20500Е       ПЭВ-1,25       0,38Е  3,01 Констант-0,7 0,52+ 230  
               41 500   22500        180Е190        0,42   3,5  (МНМц-40-15) 0,52       
Б114-Б         32 300   19900        180            0,36Е  2,5                          
                                                    0,38                                
Б115           ПЭЛ-0,07 8000Е        ПЭЛ-0,7        1,90Е  9,31 Никель-0,3   1,0Е     68
               22 500   8800                        2,00   9,8               1,1        
15115-13                6300                        2,30+  8,1               0,9Н       
                                                    1,00                     0,05       
Б116           40 000   13000Е       180            0,43                           153  
(31.3705)               13500                                                           
Б116-01                 18700                       0,65   5,2                          
Б117           ПЭВ-0,07 5400Е6600    ПЭВ-0,55Е0,598 3,072Е 10Е                     78,5 
Б117(Р)-А      21 035   (6300Е9200)  308            3,328  11                           
Б118                    15000                       0,75Е  5,6Е                    115  
                                                    0,85   5,8                          
27.3705                 5000^500                    0,45^  3,7Е                    82   
                                                    0,05   4J_                          
29.3705                 11000^1500                  0,5^   4,1Е                    90   
                        (26мГн)                     0,05   4,4                          
2108-37050-10           5250                        0,43Е  4,7                          
“Фасет”,Италия                                                                          
3009.3705               6000                        0,49   6,4                          
3012.3705               4040 (27мГн)                0,48   2,65                         
3022.3705               4060 (27мГн)                0,45   2,7                          
3122.3705               4300                        0,38                                
КЗ-1                    4100 (28мГн)                0,45   2,6                          
КЗ12-1                  2820 (20мГн)                0,54   2,2                          
30.3705                 4000Е                       0,025Е                              
" •” -'-       50       00           0,0            3                                   

9

1.1.2. КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ КОНТАКТНО-ТРАНЗИСТОРНЫХ
И БЕСКОНТАКТНЫХ СИСТЕМ ЗАЖИГАНИЯ

     Конструкция катушек для КТЗ и БСЗ аналогична конструкции КЗ классической батарейной системы зажигания. Различие в основном состоит в намоточных данных (табл. 1.1).

     Катушки зажигания Б114иБ118- маслонаполненные.
     Один конец вторичной обмотки соединен с высоковольтным выводом, а второй с корпусом КЗ, на массу. При таком выводе вторичной обмотки исключается воздействие высокого напряжения на выходной (силовой) транзистор коммутатора.
     При установке на автомобиль корпус этих катушек зажигания должен быть хорошо соедиен с массой.
     Катушка Б118 применяется с коммутатором ТК-200, использование других катушек с этим коммутатором невозможно.

     Маслонаполненная катушка Б116 взаимозаменяема с “сухой” 31.3705, но Б116 обладает более высокой живучестью при перегревах и прочих неприятностях.

















      1  - высоковольтная клемма;
      2  - крышка;
      3  - вторичная обмотка;
      4  - первичная обмотка;
      5  - наружный магнитопровод;
      6  - сердечник;
      7  - корпус КЗ.











Рис. 1.4. Устройство КЗ с тремя выводными клеммами (Б114,Б118).


10