Электронная система зажигания с датчиком Холла

О преимуществах электронных систем зажигания см. здесь

На Советских автомобилях применялась бесконтактная система зажигания с генераторным датчиком. Такие системы зажигания успешно работали на грузовых автомобилях Зил 130 и Газ 53. И на автомобилях с двигателем ЗМЗ 402 – Волга, УАЗ. В 90-е годы, когда появился автомобиль «Газель», на нем стоял двигатель 402 и применялась такая же система зажигания.

Такая система зажигания подробно описана здесь.

Генераторный датчик технологически сложное изделие, сигнал генераторного датчика, не дает достаточной точности момента подачи искры, что ухудшает показатели двигателя и ухудшает экономичность.

В начале 80-х годов наладили производство более технологичного датчика на основе эффекта Холла, такой датчик выдает сигнал в виде прямоугольных импульсов, это обеспечивает высокую точность моменте зажигания и, соответственно, улучшает показатели двигателя.

Система зажигания ВАЗ 2108 - 09

Система зажигания состоит из датчика Холла встроенного в распределитель зажигания, коммутатора и катушки зажигания.

На схеме видно, что система зажигания питается от аккумулятора (генератора). От замка зажигания напряжение подводится к реле зажигания, реле зажигания срабатывает, его контакты замыкаются и пропускают ток в катушку зажигания. Реле необязательный элемент, но оно разгружает контакты замка зажигания от большого тока системы зажигания, что повышает надежность и долговечность контактов замка. Ток далее проходит через блок предохранителей, но в цепи зажигания предохранителей нет, чтобы исключить случайные отключения зажигания.

Плюс питания подается на клемму Б катушки зажигания и, от этой же точки плюс подается на  коммутатор на клемму 4. На плате коммутатора точки 4 и 5 прямо связаны и плюс с 5-ой точки попадает на  датчика Холла. Минус подключен к коммутатору  через точку 2, внутри коммутатора она прямо связана с точкой 3, с точки 3 минус подается на   на датчик Холла. Таким образом, сигнальные точки на коммутаторе - это первая и шестая. На шестую приходит слабый сигнал с датчика, а первая точка коммутирует большой ток катушки.

Датчик Холла

Эффект Холла: Через пластинку пропускают ток, если действует магнитное поле, то на краях пластинки возникает ЭДС.  Импульс магнитного поля, рождает импульс ЭДС.

Датчик Холла состоит из микросхемы и магнита.  Сигнал датчика Холла получается открытием и закрытием магнита. Шторка закреплена на валу распределителя и, поэтому сигнал датчика Холла строго синхронизирован с вращением двигателя. Четыре раза за один оборот с датчика Холла возникает импульс.

Датчик Холла нуждается в питании, для этого к нему подводится плюс и минус, а с датчика на коммутатор подводится сигнал, получается всего три провода: плюс, минус и сигнал. 

Схема датчика Холла

С пластики датчика Холла снимается очень слабый сигнал, его необходимо усиливать, поэтому сигнал подается на формирователь (триггер Шмитта) и усилитель.

Схема датчика Холла 

Коммутатор

Через коммутатор проходит ток катушки и задача коммутатора прерывать этот ток. Система настраивается так, что в момент, когда поршень подходит к верхней мертвой точке такта сжатия, датчик Холла передает на коммутатор скачок напряжения, коммутатор подчиняется этому сигналу и его выходной транзистор закрывается, ток в первичной цепи катушки прекращается, во вторичной обмотке возникает скачок высокого напряжения.

Коммутатор выполнен по схеме, которая регулирует время накопления. Это важное свойство электронных систем зажигания. Его суть состоит в том, что до размыкания, ток первичной обмотки нарастает примерно одинаковое время и на малых, и на больших оборотах. На высоких оборотах получается достаточная энергия искры, а на малых оборотах ограничение времени накопления не допускает перегрева катушки. Это позволяет применить катушку с малым сопротивлением первичной цепи, такая катушка называется катушка высокой энергии. Искра действительно получается более горячей и длительной.  При такой искре двигатель работает более стабильно и при пуске, и на высоких оборотах.

Электронная схема коммутатора позволяет реализовать ряд важных задач.

Основная функция любого коммутатора-это прерывать ток в первичной цепи катушки зажигания, то есть коммутировать ток.  Коммутатор подчиняется датчику и поэтому работает синхронно с двигателем, то есть обеспечивает подачу искры точно в нужный момент.

Какие еще функции может выполнить электронная схема коммутатора

– регулирование времени накопления, ток ограничивается на уровне 8-9 Ампер.

– ограничение амплитуды первичного напряжения на уровне 300-400 В.

– отключение коммутатора, при включенном зажигании и не работающем двигателе. (это можно заметить, если включить зажигание и не заводить, через несколько секунд стрелка вольтметра слегка скакнет вверх)

В некоторых коммутаторах используется седьмой штырек в разъеме, с него снимается переменный сигнал на тахометр.

Система зажигания с датчиком Холла оказалась точнее, проще, и дешевле, поэтому применение генераторных датчиков потеряло смысл и они остались только на автомобилях, доживающих свой век.

В чем же ее преимущества? Система надежная, стабильная, не требует настроек и технического обслуживания. Обеспечивает более экономичную работу двигателя и позволяет получить наибольшую мощность. 

Пропала искра

Есть искра или нет? Как проверить?

Надо вынуть центральный провод из крышки распределителя, поднести его к массе двигателя на расстояние не более 1 см. и прокрутить двигатель стартером. Если искра не проскакивает, то система зажигания действительно не работает. Провод лучше держать пассатижами с изолированными ручками, может чувствительно тряхнуть от высокого напряжения.

Если на центральном проводе искра есть, то возможно она не приходит на свечи. Надо снять наконечник со свечи взять другую свечу и вставить в наконечник, коснуться боковым электродом массы и прокрутить двигатель, между электродами свечи должна проскакивать искра. Если искры нет, то это может быть из-за трещины в крышке, но крышки этих распределителей делают из такого материала, что он никогда не трескается. Остается бегунок распределителя. Бывает, что он пробит на массу или в нем сгорело помехоподавительное сопротивление.

Если в высоковольтных цепях никаких признаков искры нет, то значит нарушение где-то в низковольтной цепи.

Во-первых. возможно, не сработала сигнализация (противоугонка). Любая противоугонка отключает цепи системы зажигания и при снятии с сигнализации, она должна включить цепи зажигания. Возможно возникла какая-то неисправность, придется проанализировать работу противоугонки. Иногда надо просто закрыть машину поставить на сигнализацию и корректно снять с сигнализации, возможно был случайный сбой.

В цепи низкого напряжения может не работать замок зажигания, может быть неисправен датчик Холла. может быть неисправен коммутатор, или где-то просто плохой контакт.

Самая частая проблема, все же, плохие контакты в соединениях и разъемах. Машины старые, не знавшие регулярного обслуживания, в результате сильное окисление всех элементов проводки. Надо передернуть все разъемы, открутить и зачистить винтовые соединения.

Как определить исправен ли датчик Холла.

Как определить исправен ли коммутатор.