Система зажигания ВАЗ 2109, устройство, принцип работы

Система зажигания ВАЗ 2109 предназначена для воспламенения в точно заданным момент топливной смеси в камерах сгорания цилиндров его двигателя и отсутствие данной системы гарантирует потерю смысла наличия всего электрооборудования авто в целом.

Классификация систем зажигания

По своему типу системы зажигания делятся на:

• Контактирую;
• Бесконтактную;
• Контактно-транзисторную.

Все перечисленные системы зажигания получают электроэнергию от АКБ или генератора и являются самыми распространенными.

По признакам они делятся на:

• Индуктивная – электроэнергия концентрируется в магнитном поле;
• Емкостная – электроэнергия собирается в электрическом поле.

Здесь отличие заключается в том, где именно накапливается электроэнергия с последующей отдачей ее на свечи зажигания.

Контактная СЗ

Питание зажигания в данной системе происходит от АКБ или генератора (в основном) — это классика.

Однако контактная СЗ, со временем, в ходе эксплуатации переставала быть надежной.

Причиной этому стало появление более современных двигателей, которые стали работать уже в других нагрузочных режимах, с другими топливными смесями и имели большее количество цилиндров.

Поэтому в середине 60 – х годах прошлого столетия контактная система зажигания себя полностью изжила и на смену ей пришла контактно – транзисторная СЗ.

Контактно-транзисторная система зажигания

Является промежуточным звеном между контактной – классической СЗ и современным электронным зажиганием.

Не будем углубляться в дебри принципа работы данной системы зажигания, для многих данная информация будет скучной и не интересной.

Хочется лишь отметить, что в контактно – транзисторной системе Вы уже не найдете привычный для классической СЗ конденсатор, так как благодаря низкой силе тока в 0,5А, в нем уже нет необходимости (искры при размыкании-смыкании контактов не образуются).

Так же стоит обратить внимание, что при установленной классической СЗ через каждые 10 тыс. км необходимо зачищать контакты и прослужит она Вам в итоге от 35 до 45 тыс. км пробега автомобиля.

При установленной контактно-транзисторной СЗ данные показатели увеличиваются в разы, срок службы системы зажигания увеличился до 100 тыс. км пробега авто, при этом чистки контактов она не требует.

Достигается это за счет встроенного коммутатора, которого нет в классической системе, принцип работы которого нет смысла сейчас рассматривать.

Но все же и здесь есть проблемы, которые выражены в следующих недостатках:

• Прерывательный механизм требует периодических регулировок в зазорах контактов, так как не правильно выставленные зазоры влияют на показатели угла опережения зажигания;
• Контакты постоянно загрязняются и окисляются, поэтому требуют периодической очистки;
• Возможность появления резонансных явлений привело к установки ограничений на максимальную величину частоту работы двигателя. Как правило для 4-х цилиндрового двигателя этот показатель равен не более 6 тыс. об в мин.

Бесконтактно — транзисторную систему зажигания (БТСЗ)

Теперь мы вплотную подошли к системе зажигания ВАЗ 2109. На данной модели автомобиля от ВАЗ установлена бесконтактная система зажигания, которая нашла свое применение еще с середины 80 – х годов.

В данной системе прерывательный механизм был заменен более современным бесконтактным датчиком, который мгновенно и точно определяет частоту вращения коленвала двигателя и угол его положения.

В отличии от более ранних систем зажигания, где в основу их работы было заложено механическое воздействие деталей друг с другом, в принципе работы новой системы зажигания заложен электрический импульс, который образовывается с помощью бесконтактного датчика. Но обо всем по порядку.

Короткое знакомство — преимущества

Как уже отмечалось выше система зажигания ВАЗ 2109 является бесконтактно-транзисторной.

За время своего существования данная СЗ зарекомендовала себя вполне надежно не смотря на то, что вырабатывает она большую энергию до 50Дж, а напряжение пробоя в ней может достигать от 30 кВ и более. КПД работы бесконтактно-транзисторной СЗ считается очень высоким.

Преимущества данной СЗ:

• Если работа СЗ предусмотрена с датчиком Холла, то на показатель энергии искры никак не влияет ни частота работы двигателя, ни показатель напряжения в электрической сети автомобиля. Это происходит потому, что период времени концентрации энергии в катушке зажигания остается всегда неизменным, что и есть одной из причин большого КПД работы данной системы зажигания;
• Так как непосредственно механического взаимодействия между контактами не происходит, значит они не обгорают и не загрязняются, и само собой отпадает необходимость в их чистки;
• Нет необходимости в регулировки положения контактов, по одной причине, их просто нет;
• Так как механическое воздействие деталей друг с другом в данной системе минимизировано, значит полностью отсутствуют такие явления, как вибрация ротора, резонансные явления, не равномерное распределение искры по свечам;
• Благодаря постоянной повышенной энергии в свече, которая может достигать и 50 Дж, воспламенение топливной смеси в цилиндрах происходит без сбоев. Особенно это ощущается во время разгона автомобиля, когда все происходит плавно, стабильно и без рывков;
• Приблизительно на 5% увеличилась экономия расхода топлива и на 20 – 25% уменьшается выброс СО;
• При морозе запуск холодного двигателя, даже при разряженном до 6В АКБ, происходит более стабильно, чем при других системах зажигания.

Устройство БТСЗ

Система зажигания ВАЗ 2109 состоит:

• Коммутатор 3620.3734;
• Свечи зажигания А17ДВР;
• Датчик распределителя 40.3706;
• Катушки зажигания 27.3705;
• Выключатель зажигания;

• — Блокировочное устройство, которое не допускает следующее включение стартера пока не будет полностью выключено зажигание;
• — Запорное-противоугонное устройство.

Особенности конструкции и принцип работы

• Принцип работы системы зажигания ВАЗ 2109 основан на эффекте Холла.
• Валик датчика – распределителя получает вращательный момент от распредвала двигателя и расположен горизонтально.
• Самопроизвольное выключение системы зажигания происходит через 2 -8 секунд после поворота ключа зажигания в крайнее левое положение и заглушенном моторе.
• В ходе работы СЗ происходит выравнивание коммутируемого тока в случае, когда напряжение в сети изменяется в пределах от 6 до 18 В.
• При не большой частоте работы двигателя, благодаря специальной системе, встроенной в коммутатор, регулируется время накопления электроэнергии в катушке зажигания, а также происходит ограничение силы тока.

Система зажигания ВАЗ 2109 работает на напряжении до 26 кило вольт, длительность искрового разряда варьирует в приделах 1,6-2,0 мс и за это время выделяется энергии в 35 – 50 МДж.

Распределитель зажигания

Датчик-распределитель

Состоит из:

• Регуляторов опережения зажигания двух типов — вакуумного и центробежного;
• Датчика импульсов напряжения, который регулирует работу коммутатора.

Момент искрообразования

Искрообразование в системе зажигания ВАЗ 2109 происходит следующим образом:

1. Вал распределителя зажигания вращаясь одновременно вращает и экран с прорезями, который имеет форму цилиндра, и частично его внутренняя поверхность состоит из металла. Вращаясь данный экран образует электромагнитное поле.
2. Наибольший сигнал датчика образуется тогда, когда в зазоре микропереключателя появляется металлическая часть экрана, а наименьший сигнал датчика образуется тогда, когда в рабочем зазоре металлическая часть экрана отсутствует.
3. Момент перепадов уровней сигналов от большего к меньшему длится всего от 1 до 5 микро секунд и в это время происходит искрообразование.

Безусловно процесс искрообразования проходит сложнее и во многом зависит от геометрии прорезей экрана, но описывать сложные физические процессы здесь нет смысла, так как они многим людям будут не понятны.

Роль коммутатора

Электронный коммутатор играет важную роль в системе зажигания ВАЗ 2109:

• Стабилизация тока при скачках напряжения от 6 до 18 В.
• Создание импульсов тока необходимой амплитуды и продолжительности в катушке зажигания.
• Защиты от перегрузок полупроводниковых деталей и предотвращения их выгорания.
• Обесточивание системы зажигания в случае его выключения и остановки двигателя.

Порядок обслуживания СЗ

Система зажигания ВАЗ 2109, как и другие узлы и агрегаты автомобиля, должно периодически обслуживаться.

Не своевременное техническое обслуживание может привести к:

• Потере надежности работы системы зажигания, как правило, это проявляется в частых сбоях в ее работы;
• Уменьшение технических показателей в эксплуатации;
• Резкое увеличение расхода топлива;
• Не выявление поломок деталей СЗ на начальной стадии, может привести к более серьезным неисправностям.

Техническое обслуживание необходимо приводить постоянно с периодичностью, указанной с технической документации на автомобиль.

Так как на автомобиле ВАЗ 2109 система зажигания включает в себя достаточное количество различной электроники и в ходе ее работы в ней образуется очень высокое напряжение, в целях безопасности и исключения возможности вывода из строя важных электронных деталей, выполнение перечисленных ниже правил является обязательным:

• При запущенном моторе запрещено касаться руками катушки зажигания, корпуса коммутатора, проводов, передающих высокое напряжение;
• Запрещено тестировать на работоспособность всю цепь зажигания методом «на искру», так как это может привести не только к увечьям, но и к поломки всей системы зажигания.
• Запрещено заводить автомобиль методом искрового зазора между центральной клеммой датчика-распределителя и высоковольтным проводом.

Работы по техническому обслуживанию не сложные и включают в себя:

• Очистка от нагара свечей зажигания или их замена;
• Проверка изоляции проводов и их крепление;
• Контроль момента зажигания и правильная его установка;
• Очистка от грязи всех сторон крышки ротора и датчика распределителя;
• Зачистка токо разносной пластины ротора и электродов боковых клемм;
• Проверять крепление всех деталей системы зажигания, обращать внимание на защитные колпачки, не допускать образование в них трещин;
• Проверять крепление всех видов проводов, не допускать их болтание.

Проверка системы зажигания

Установка зажигания

Обратившись к теории можно вспомнить, что возгорание топливной смеси в цилиндре двигателя происходит благодаря искре от свечи зажигания.

Однако следует понимать, что искрообразование должно происходить в определенный момент, при определенной позиции поршня относительно верхней мертвой точки.

Для того чтобы выдерживать нужные параметры работы системы зажигания, существует такое понятие, как выставление момента зажигания.

Для выполнения таких работ в автомобиле ВАЗ 2109 специально в люке картера сцепления нанесена шкала, а на моховике имеется метка.

При смещении на одно деление шкалы, колен вал проворачивается на 1 градус.

На шкале лючка картера имеется самая длинная метка, которая расположена по середине. Чтобы выставить 1 – й и 4 – й цилиндры двигателя в ВМТ (верхняя мертвая точка), необходимо совместить эту длинную метку с меткой на моховике.

Нормативные показатели на скриншоте

Использование стробоскопа для проверки зажигания

Наиболее приемлемый способ проверки зажигания на ВАЗ 2109 это использование стробоскопа.

Хотя название данного прибора и ставит некоторых водителей в ступор, ничего сложного в его работе нет.

Для проверки необходимо:

1. Соединить провода «+» к «+» и «-» к «–» стробоскопа с АКБ, а провод датчика прибора подсоединяем к проводу высокого напряжения, подходящего к первому цилиндру.
2. Заводим автомобиль, на холостом режиме работы двигателя мигающий луч света исходящий из стробоскопа направляем в лючок картера сцепления.
3. Момент зажигания выставлен верно, если риска на картере сцепления совпадает с меткой на маховике, что соответствует первоначальному углу опережения зажигания.

Для изменения угла опережения зажигания (УОЗ) необходимо:

1. Расположиться так, чтобы смотреть на крышку датчика-распределителя;
2. Чтобы увеличить УОЗ проверните корпус датчика-распределителя по часовой стрелке;
3. Чтобы уменьшить УОЗ – против часовой стрелки.

Датчик-распределитель зажигания

Распределитель зажигания ВАЗ 2109 имеет двойное назначение:

1. Перенаправление искрообразования по цилиндрам двигателя;
2. Определять правильный момент искрообразования в зависимости от нагрузки на двигатель и частоты вращения колен вала.

Перенаправление искрообразования по цилиндрам происходит благодаря ротору и самой крышки распределителя.

На крышке закреплены наружный и центральный контакты, между которыми расположен резистор имеющий сопротивление в 5-6 кОм.

Напряжение поступает от катушки зажигания к ротору через центральный контакт с помощью специального угольного электрода.

Во время вращения ротора импульсы тока с определенной частотой поступают через наружный контакт на боковые электроды, которые расположены в крышке распределителя зажигания.

От боковых электродов импульсное напряжение поступает по проводам высокого напряжения непосредственно на свечи зажигания.

Стоит обратить внимание, что угольный электрод должен свободно перемещаться в крышке. Если он заклинивает, то в скором времени сгорает. Поэтому необходимо следить за износом контактного уголька и не допускать, чтобы он достигал более 0,5 мм.

Для системы зажигания ВАЗ -2109 используются специальные провода высокого напряжения синего цвета, которые характеризуются большим пробивным напряжением в 30 кВ.

Многие слышали о таких понятиях как ранее и позднее зажигание.

Ранее зажигание происходит тогда, когда угол опережения зажигания (УОЗ) больше нормативного и искрообразование происходит на много раньше, чем поршень подошел к верхней мертвой точке.

Позднее зажигание характеризуется тем, что появление искры происходит позже, тогда, когда поршень или достиг ВМТ или уже ее прошел. Т.е. УОЗ на много меньше нормативного.

В зависимости от частоты вращения колен вала и нагрузок на двигатель угол опережения зажигания должен быть разным и регулироваться буквально на «ходу».

Для этого предусмотрен центробежный регулятор.

Наибольший показатель угла опережения зажигания варьирует от 30 до 40 градусов в соответствии с углом поворота коленвала двигателя.

Если Вы хоть немного помните школьную программу физики, то должны знать такое понятие, как центробежные силы. Это физическое явление и заложено в основу принципа функционирования центробежного регулятора.

При вращении, под воздействием центробежных сил, грузики, которые установлены в регуляторе, удаляются друг от друга, и проворачивают дальше ротор по ходу вращения основного валика.

Пружины, показанные на рисунке, специально имеют разную жесткость, тем самым добивается выставления нужных углов опережения зажигания при определенной частоте работы двигателя.

Вакуумный регулятор

Вакуумный регулятор, в зависимости от того на сколько сильно открыта дроссельная заслонка и повысилась нагрузка на двигатель, изменяет угол ОЗ, максимальный показатель которого для ВАЗ 2109 должен быть в пределах от 20 до 24 градусов по углу поворота коленвала двигателя.

Принцип работы:

1. При повышение нагрузки на двигатель и нажатии педали газа, дроссельная заслонка открывается;
2. Происходит уменьшение разряжения в одном из отсеков вакуумного регулятора;
3. Уменьшение разряжения в камере приводит к перемещении подпружиненной тяге;
4. Тяга перемещаясь тянет за собой пластину и проворачивает прерыватель по ходу вращения ротора, выставляя тем самым меньший угол опережения зажигания.
5. При уменьшении нагрузки, дроссельная заслонка закрывается, разряжение в камере увеличивается и процесс проходит в обратную сторону.

Искровые свечи зажигания

В системе зажигания ВАЗ-2109 используются свечи зажигания А17ДВР, А17ДВРМ где:

Нельзя недооценивать важность свечей в общей схеме работы системы зажигания автомобиля.

Не зря многие водители по привычки, которая осталась еще с прошлых времен, возят с собой запасной комплект свечей. Может это и лишнее, так как современные свечи вполне надежны, но любую привычку побороть не так уж просто, даже такую.

Во время работы свеча зажигания переносит огромные диапазоны нагрузок, которые выражены в большом температурном режиме эксплуатации, механических, электрических и химических воздействиях.

К примеру, в камере сгорания рабочий температурный режим может варьировать от 60 до 2800 градусов, давление до 10 Мпа, напряжение до 30 кВ, не говоря уже про постоянное химическое воздействие на свечу продуктами сгорания.

В процессе эксплуатации свечи на всех ее участках образуется нагар, который приводит к потере тока, так же зазор между контактами в свече зажигания на каждые 1000 км пробега может увеличиваться от 0,012 до 0,016 мм и более.

По свече зажигания можно просто диагностировать состояние двигателя, но как правило, обращаем мы внимание на свечи только тогда, когда в работе двигателя начинаются сбои или, когда пришло время планового ТО.

Двигатель в нормальном состоянии если:

1. Отсутствие мокроты на резьбе;
2. Тонкий нагар копоти на темном ободке;
3. Все электроды имеют светло-серый, светло-коричневый, белесого или светло-желтого цвета.

Признаки появления проблем с двигателем:

1. На резьбе остатки масла или бензина;
2. На ободке рыхлый нагар черного цвета с наличием пятен;
3. Все электроды темно-коричневые с наличием пятен;
4. Свеча мокрая с темным нагаром;
5. Темный ободок с внешней части свечи (если свеча стоит не герметично).

Применение в системе зажигания ВАЗ 2109 только свечей зажигания марок А17ДВР, А17ДВРМ не является панацеей, конечно же существуют альтернативные варианты, но правильно подбирать свечи для своего авто нужно уметь правильно, а для этого Вам следует ознакомится с такими понятиями:

1. Что такое горячие и холодные свечи и на каких двигателях они применяются;
2. Что такое калийное число;
3. Что такое степень сжатия и ряд других показателей.

Поэтому если Вы не разбираетесь в этих вопросах, то перед тем, как заменить свечи зажигания, рекомендованные заводом изготовителем, на другие обратитесь за рекомендациями к специалистам.

Катушка зажигания

На автомобиле ВАЗ 2109 установлена катушка зажигания принцип работы, которой основан на принципе разомкнутой магнитной цепи.

Как и многие катушки зажигания, модель 27.3705 состоит из сердечника, первичной и вторичной обмоток. Корпус катушки заполнен трансформаторным маслом.

Особенность конструкции данной катушки зажигания является наличие специального предохранительного клапана одноразового аварийного действия. Срабатывает данный клапан только в том случае, когда давление масла в корпусе станет выше нормативного.

Если клапан сработал, то сразу меняйте катушку зажигания. Если бы не было такого клапана, то катушку просто бы разорвало с вытекающими из этого последствиями.

Неисправности катушки зажигания

Наиболее распространенными неисправности являются:

1. Межвитковое замыкание первичной и вторичной обмотками;
2. Обрыв в цепи 1 – й или 2 – й обмоток;
3. Пробой изоляции второй обмотки на корпус катушки.

Основные признаки неисправности катушки зажигания:

1. На крышке наблюдаются следы подтекания масла;
2. Трещины и скоры на крышке;
3. Не правильные показатели омметра (читайте дальше).

При выявлении данный проблем катушку зажигания следует заменить.

Проверка сопротивления в 1 – й и 2 – й обмотках

Первичная обмотка

Для выполнения таких работ Вам потребуется омметр и температура окружающего воздуха 20 – 25 градусов.

Подключите омметр к правой и левой клеммам катушки, показания должны быть в пределах 0,4 – 0,5 Ом. При любых других показателях катушка заменяется на новую.

Вторичная обмотка

Для проверки соедините провода омметра к клемме Б и к высоковольтной клемме, которая находится по середине катушки. Температура воздуха та же 20 – 25 градусов. Показания омметра должны быть в пределах 4,5 – 5,5 кОм, при каких-либо других показаниях катушка меняется на новую.

Сопротивление изоляции на «корпус»

Все очень просто, один провод омметра подсоединяем к корпусу катушки, второй провод последовательно к каждой клемме. Показания омметра во всех случаях должно быть не менее 50 МОм. При других показаниях катушка меняется на новую.

Хотя система зажигания ВАЗ 2109 и не является сложной по своему устройству, принцип ее работы основан на сложных электро физических явлениях, а значит подходить к регулировки и обслуживанию зажигания нужно аккуратно и со знанием дела.