Что такое в автомобиле микропроцессорная система зажигания (МПСЗ): все плюсы и минусы? Чем она отличается от других систем

Таких систем согласно истории существует и известно всего три:

1. Контактная система.

2. Бесконтактная система.

3. Микропроцессорная система зажигания.

Любое авто, безусловно нуждается в полноценной системе зажигания. На сегодня известны как классические системы, так и современные инжекторные. Безусловно классические варианты во многом проигрывают современным их аналогам. Для автовладельцев разница стала очевидна во многом: по-другому работает двигатель, изменился объем расходования топлива и общий функционал машины.

Именно из-за разницы в качестве систем, владельцы авто с карбюраторным мотором, стали думать как же подстроить новые блоки зажигания под свою классическую железную подружку.

Как работает

Бортовой компьютер автомобиля объединяет в себе все функции управления, которые объединяют микропроцессорное зажигание. Различные универсальные датчики выполняют функции входных сигналов. Кварцевый резонатор, который имеет микропроцессорный блок управления, прерывает цепь низкого напряжения, в зависимости от положения угла опережения, для каждого цилиндра.

Во время работы мотора авто на главный блок управления поступает информация о нагрузке, температуре, детонации, напряжения батареи, информация о положении заслонки дроссельной, а также о положении коленчатого вала и частоте его вращения. Вся информация, которая подается от датчиков, поступает к преобразователю, который в свою очередь преобразует ее в электрические сигналы. Преобразователь должен передавать только сигналы в цифровой форме, так как микропроцессорный блок управления обрабатывает только числа.

Но, некоторые сигналы не нуждаются в преобразовании, так как поступают в виде импульсов (сигналы о положении и частоте вращения коленвала). После того, как блок управления получает данные от преобразователя, микропроцессор определяет УОЗ относительно карты углов, которая хранится в памяти.

Микропроцессорное зажигание обладает огромным преимуществом, так как его работа обеспечивает правильное управление зажиганием в зависимости от положения и частоты вращения коленвала, заслонки дроссельной, температуры в моторе и т.д. Так как микропроцессорная система зажигания не обладает механическим распределителем (трамблером), поэтому есть возможность обеспечить высокую энергию искры.

Микропроцессорная система зажигания на классику

Понятно, что контактная система, устанавливаемая в том числе и на вазовскую классику, еще находится в эксплуатации и не может конкурировать с МПСЗ. Но тут возникает очень интересный момент.

Здесь нужно сделать небольшое пояснение – скорость движения автомобиля влияет на момент появления искры в цилиндрах. Теоретически это происходит при нахождении поршня в ВМТ. Однако при движении на высокой скорости, из-за конечных параметров горения смеси, искрообразование должно начинаться немного раньше, чем поршень дойдет до ВМТ.

Фактически, она дает вторую жизнь старому автомобилю с карбюратором – его возможности конечно будут уступать современному автомобилю, но МПСЗ позволит значительно улучшить работу контактной системы с мотором и карбюратором.

Фактически трамблер выполняет только функцию распределения напряжения по свечам, а управление зажиганием осуществляет МПСЗ. Она представляет собой электронное устройство, выполненное на микроконтроллере, которое в зависимости от показания датчиков (Холла или положения коленчатого вала) выставляет нужный УОЗ.

Могут быть и другие подходы к реализации подобного управления, например по температуре двигателя или разрежению во впускном коллекторе. Но независимо от этого МПСЗ продается в виде комплекта, подготовленного для установки на конкретный автомобиль, содержащего нужные жгуты.

При всех изменениях, затронувших систему зажигания автомобиля, принцип ее работы в целом остался неизменным – формирование высоковольтного напряжения осуществляется прерыванием протекания постоянного тока в первичной обмотке бобины. За все время существования автомобиля создана не одна схема, позволяющая значительно улучшить процесс искрообразования, но именно МПСЗ совмещает старую систему зажигания, установленную на многие машины, и микропроцессорное управление, продлевая жизнь автомобилю.
” alt=””>

Блок предназначен для тюнинга системы зажигания автомобиля и приближения свойств карбюраторного двигателя к инжекторному.

Трамблер — слабое место карбюраторного двигателя. Со временем его характеристики уходят от заданных: увеличиваются зазоры и люфты, растягиваются пружинки. В результате характеристика угла опережения зажигания (далее — УОЗ) далека от оптимальной, и поворотом трамблера невозможно ничего настроить.

Машина или не едет, или “звенит”.

Если у вас установлено ГБО, то падение мощности — обычное явление, к которому все давно привыкли.
Но не все знают, что только за счет настройки УОЗ под газовое топливо можно добиться почти “бензиновой” динамики. Секрет заключается в том, что трамблер физически не может обеспечить характеристику под газ, потому что кривая УОЗ для газа не похожа на бензиновую. С трамблером машина будет хорошо ехать или на малых оборотах, или на средних.

Как правило терпят потерю тяги на малых оборотах, и настраивают на средние обороты.

Трамблер не может обеспечить правильную характеристику УОЗ, это приводит к:

• Мотор “не тянет”, не развивает паспортной мощности, особенно на газу
• Перерасходуется топливо, особенно газ
• При разгоне мотор “стучит” — это детонация, которая разрушает поршень

Решение данных проблем есть — микропроцессорное зажигание (МПСЗ)

Применение МПСЗ позволяет настроить оптимальный УОЗ для любого топлива. Что это дает:

• Увеличивается мощность и тяговитость, особенно на газу
• Нет детонации, мотор не “стучит” при разгоне
• Топливо лучше сгорает, поэтому его меньше расходуется
• Машина легче заводится зимой
• Можно следить за работой МПСЗ с помощью LCD экрана

МПСЗ Maya имеет дополнительные полезные функции:

• Обороты холостого хода всегда держатся на заданном уровне
• УОЗ автоматически подстраивается по сигналу с датчика детонации
• Стартер отключается как только мотор завелся
• Можно управлять вентилятором системы охлаждения
• Все настройки делаются с ноутбука прямо на ходу

Документация по блоку Майя

Назначение выводов и краткая инструкция: 2.3 2.4

Многоискровая приставка к системе зажигания автомобиля

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Гомельский государственный технический университет им. П.О. Сухого(73) Патентообладатель Гомельский государственный технический университет им. П.О.Сухого. Многоискровая приставка к системе зажигания автомобиля, содержащая блок управления, выход которого соединен со входом блока многоискрового режима, отличающаяся тем, что блок управления выполнен в виде генератора с изменяющейся скважностью импульсов, блок многоискрового режима снабжен двумя выводами для подключения первичной обмотки катушки зажигания и образован усилителем, вход которого является общим с входом блока многоискрового режима, и соединен с первым выводом для подключения первичной обмотки катушки зажигания через последовательно включенные -цепочку, по меньшей мере, один стабилитрон и резистор, а второй вывод для подключения первичной обмотки катушки зажигания электрически связан с точкой соединения стабилитрона и -цепочки и, одновременно, с выходом усилителя. 2. Приставка по п. 1, отличающаяся тем, что генератор с изменяющейся скважностью импульсов выполнен на транзисторах с длительностью импульсов не менее 1,5 миллисекунды, а усилитель блока многоискрового режима выполнен в виде составного транзистора с коэффициентом усиления не ниже 500. Полезная модель относится к области автомобилестроения, а более конкретно к электронным системам зажигания. В современном автомобилестроении известно использование систем зажигания, базирующихся на самых различных принципах действия. В частности, известна система зажигания 1, содержащая блок управления,последовательно соединенный с эмиттерным повторителем, резистором, выходным транзистором, к коллектору которого подключена катушка зажигания, второй выход которой соединен с цепью питания. Экспериментальные исследования зажигания рабочей смеси в устройствах подобного типа, проведенные в Научноисследовательском и экспериментальном институте автомобильного электрооборудования и автоприборов,показали, что скорость горения смеси зависит от оборотов двигателя, энергии и длительности искры 2. В данной системе катушка зажигания выдает искру постоянной относительно небольшой длительности и мощности, что уменьшает скорость горения рабочей смеси в двигателе при уменьшении оборотов из-за снижения эффективности формирования искры. Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой конструкции системы зажигания является конструкция транзисторной системы зажигания 3, содержащая последовательно соединенные блок многоискрового режима с блоком включения, составной эмиттерный повторитель, резистор, выходной транзистор,блок управления, соединенный через блок формирования импульсов рассасывания зарядов с базой выходного транзистора, к коллектору которого подключена первичная обмотка катушки зажигания и стабилитрон. В данной конструкции многоискровая подача осуществляется только в момент пуска двигателя, а при отключении стартера работа устройства зажигания происходит по обычной схеме, т.е. оно имеет те же недостатки, что и вышеописанная система зажигания. Задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является повышение эффективности зажигания путем формирования не единичной искры в процессе работы двигателя, а нескольких искр (пачки), увеличивающихся с повышением числа оборотов, что повышает длительность существования искры и ее мощность. Это достигается тем, что в известном устройстве многоискровой подачи, содержащем блок управления, выход которого соединен со входом блока многоискрового режима, согласно полезной модели блок управления выполнен в виде генератора с изменяющейся скважностью импульсов на транзисторах с длительностью импульсов не менее 1,5 миллисекунды , блок многоискрового режима снабжен двумя выводами для подключения первичной обмотки катушки зажигания и образован усилителем на составном транзисторе с коэффициентом усиления не ниже 500, вход усилителя является общим с входом блока многоискрового режима и соединен с первым выводом для подключения первичной обмотки катушки зажигания через последовательно включенные -цепочку, по меньшей мере, один стабилитрон и резистор, а второй вывод для подключения первичной обмотки катушки зажигания электрически связан с точкой соединения стабилитрона и -цепочки и, одновременно, с выходом усилителя. На фиг. 1 представлена блок-схема многоискровой приставки на фиг. 2 -пример возможного выполнения блока управления на фиг. 3 — пример возможного выполнения усилителя на фиг. 4 — временные диаграммы искрообразования на фиг. 5 — внешний вид (а) и пример размещения (б) многоискровой приставки на катушке зажигания. Многоискровая приставка содержит (фиг. 1) последовательно соединенные блок управления 1, выполненный в виде транзисторного генератора с изменяющейся скважностью импульсов длительностью 1,5 миллисекунды , и блок многоискрового режима 2, содержащий усилитель 3 и снабженный двумя выводами 4 и 5 для подключения первичной обмотки 6 катушки зажигания. Вход блока многоискрового режима 2 является общим с входом усилителя 3, т.е. соединен с ним, и через -цепочку 7, 8 с первым выводом 4 для подключения первичной обмотки 6 катушки зажигания. К первому выводу 4 подсоединены выход усилителя 3 и через последовательно соединенные резистор 9 и, по меньшей мере, один стабилитрон 10, второй вывод 5 для подключения первичной обмотки 6 катушки зажигания. К выходу блока управления 1 подключен контакт прерывателя 11. Блок управления 1 может представлять собой (фиг. 2) мультивибратор, выполненный на двух транзисторах 12, 13, в коллекторные цепи которых включены резисторы 14, 15, при этом выход транзистора 12 через емкость 16 соединен с входом транзистора 13. В базовую цепь транзистора 13 включен переменный резистор 17 для изменения скважности импульсов. Усилитель 3 (фиг. 3) может быть образован двумя элементами 18, 19, собранными в составной транзистор. 2 569 Многоискровая приставка работает следующим образом. При включении системы зажигания автомобиля запускается генератор с изменяющейся скважностью импульсов (блок управления 1) и, при размыкании контактов прерывателя 11 (срабатывание которого служит одновременно разрешением для управления блоком многоискрового режима 2) импульсами блока управления 1,усилитель 3, охваченный обратной связью, переходит в режим ударного возбуждения, вырабатывая пачку импульсов. Первичная обмотка 6 катушки зажигания одновременно является одним из элементов обратной связи,обеспечивающей режим ударного возбуждения. При замыкании контактов прерывателя 11 работа блока управления 1 блокируется и работа блока многоискрового режима 2 прекращается. Длительность импульсов блока управления 1 в 1,5 миллисекунды достаточна для получения стабильной пачки импульсов, а построение генератора с изменяющейся скважностью импульсов на транзисторах обеспечивает работоспособность приставки в широком диапазоне питающего напряжения от 4 до 24 В. С уменьшением числа оборотов двигателя время размыкания-замыкания контактов прерывателя 11 растет, что приводит к увеличению количества пачек импульсов, подаваемых на первичную обмотку 6 катушки зажигания. Стабилитрон 10, включенный параллельно первичной обмотке б катушки зажигания, осуществляет защиту усилителя 3. Эффект увеличения искрообразования с уменьшением числа оборотов двигателя можно рассмотреть на примере автомобилей ВАЗ. У них угол 2 замкнутого состояния контактов (длительность импульсов гене ратора) составляет 53, а угол 1 разомкнутого состояния контактов равен 37. Отношение 10,7 и явля 2 ется величиной постоянной. Переменной величиной является частота циклов замыкание — размыкание контактов. Пусть частота вращения коленчатого вала двигателя при его работе составляет величину в диапазоне от 600 до 6000 об/мин. Тогда распределительный вал за два оборота коленчатого вала совершит один оборот. Диапазон частот вращения последнего от 300 до 3000 об/мин (от 50 до 500 об/сек), что соответствует частоте 50-500 Гц. Рассмотрим временные диаграммы искрообразования (фиг. 4). 1 Период 12, где- частота. При работе двигателя период Т изменяется от 20 до 2 , а величина 1 — от 9 до 2,4 . Длительность импульса генератора 1,5 и является величиной постоянной и от частотыне зависит. В результате рост величины 1 ведет к росту числа прошедших импульсов длительностью . Каждый импульс 1,5 вызывает искрообразование, при котором, чем больше импульсов, тем больше искр. Таким образом, использование предлагаемой приставки по сравнению с известными конструкциями позволяет повысить эффективность формирования искры за счет многоискрового режима и нарастания пачек импульсов при снижении оборотов двигателя. Это в целом при относительной простоте конструкции, позволяет повысить эффективность работы двигателя, обеспечить более полное сгорание топлива и понизить требования к качеству топлива. Опытная проверка эффективности применения приставки показала, что улучшается работа двигателя за счет более полного сгорания топлива, достигается экономия топлива (на 1015 на 100 км), снижается требование к качеству топлива (можно применять бензин марки А-76 вместо АИ-92), на порядок уменьшается содержание СО в выхлопных газах. Приставка работоспособна при напряжениях от 4 В до 24 В, имеет габариты304560 мм (фиг. 5) и надежна в работе. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.

Настройка МПСЗ

Настройка работы микропроцессорной системы по сути требует не сколько знаний, сколько терпения. Производитель зашивает в микропроцессорном блоке среднепотолочные данные по мотору в одной таблице. Они позволяют запустить двигатель и выполнить все управляющие опции по датчикам и кривым углов.

Нам предстоит обучить процессор под свой мотор и получить свои таблицы, на основании которых работа зажигания будет максимально оптимизирована.

Подключаем ноутбук через кабель и с помощью предустановленной сервисной программулины, пытаемся рассмотреть показания датчиков. Выбираем параметры системы и далее действуем согласно инструкции.

В процесс езды в памяти процессора накапливается определенный массив данных по кривым УОЗ. Обычно рекомендуют подключить комп к МПЗС повторно и выполнить коррекцию коэффициентов по самой оптимальной кривой.

Если все компоненты системы МПЗ надлежащего качества, монтаж микропроцессорной системы выполнен по правилам и вам не зальют на мойке водой сам электронный блок системы, дальнейших вмешательств в работу МПЗС не потребуется. Теоретически такая система зажигания должна проработать до десятка лет.

МПСЗ. Микропроцессорная система зажигания на классику на следующем видео:

Последний вздох: как и зачем устанавливали электронное управление на карбюраторы

Засоряющиеся жиклеры, плавающие холостые обороты, бесконечные провалы при разгоне… То ли дело инжектор! Но машину с инжекторным мотором позволить себе в конце прошлого века могли не все. Впрочем, вдохнуть новую жизнь в старенький мотор позволяла микропроцессорная система зажигания – забытый, недооцененный, но интересный и важный этап развития моторостроения.

Почему инжектор сменил карбюратор?

М ногие считают, что в эволюции систем питания автомобильных бензиновых моторов карбюраторы последовательно сменил моновпрыск, затем впрыск распределенный, а потом и непосредственный. Однако не все знают, что был короткий период развития карбюраторных двигателей, когда у них получилось почти вплотную подобраться по характеристикам к инжекторным! Произошло это благодаря МПСЗ – микропроцессорным системам зажигания.

Несовершенство классической системы питания и зажигания не было секретом для автоинженеров со времен появления первых автомобилей. Карбюраторный принцип смесеобразования и центробежно-вакуумный принцип поддержания оптимального угла зажигания всегда считались компромиссом – у двигателя слишком много переходных режимов, в которых карбюратор и трамблер не способны обеспечить оптимальную работу мотора, сочетающую максимальную экономичность, приемистость, эластичность, мощность и полное отсутствие детонации. А вот ЭБУ, электронный вычислительный блок, управляющий топливными форсунками и свечами инжекторной системы — может.

Однако все допотопные механические и электромеханические впрысковые системы, существовавшие до эпохи появления полноценных электронно-управляемых распределенных инжекторов (от «командогеретов» авиационных двигателей люфтваффе до многочисленных поколений автомобильных «джетроников»), по сути, слабо отличались в лучшую сторону от качественных карбюраторов. И до практической реализации инжектора в его самом массовом современном виде дошло лишь тогда, когда сделать это позволил уровень развития электроники. Создать полноценный блок ЭБУ для инжектора на радиолампах в 50-е годы ХХ века было попросту нереально. Сделать его на транзисторах 60-х годов – тоже. Лишь в 80-е годы, благодаря распространению компактных микросхем и мощных транзисторов, ЭБУ приобрел знакомые нам сегодня функционал, габариты и облик.

Карбюратор уходит, но не сдается

Когда-то первые карбюраторы представляли собой примитивную трубку с одним жиклером и дроссельной заслонкой. Однако за десятилетия эволюции их конструкция усложнилась неимоверно. Идеальными устройствами для приготовления топливовоздушной смеси они так и не стали, но заметно к ним приблизились. Поэтому, несмотря на то, что переход на распределенный электронно-управляемый впрыск был предрешен и очевиден даже инженерам советских автозаводов, мысль о том, что миллионы карбюраторных машин еще не исчерпали свой потенциал, не давала покоя многим.

Дело в том, что современный карбюратор не зря имеет сложную конструкцию: благодаря этому он, будучи исправным и идеально отрегулированным, достаточно неплохо справляется с задачей подготовки правильной бензовоздушной смеси в различных режимах работы двигателя и с учетом самых разных внешних условий. А значит, карбюратор можно попытаться оставить в покое и переключить внимание на второе из двух важнейших для работы мотора условий – правильное зажигание. Трамблер с его убогими вакуумным и центробежным регуляторами угла опережения – узкое место в моторе, он во многом губит все то, что дает карбюратор. Поэтому можно попытаться дополнить карбюратор умной электронной системой зажигания, и он приблизится по эффективности к инжектору. Так и родились микропроцессорные системы зажигания.

Для понимания идеологии этих систем нужно отметить один важный момент. Многие помнят, как едва ли не каждый советский владелец вазовской классики, Москвича или Волги стремился заменить нестабильное и примитивное штатное контактное зажигание на бесконтактное электронное. В последнем контактную группу из трамблера выбрасывали и заменяли датчиком Холла, индуктивным датчиком или даже инфракрасным. Так вот, электронные системы бесконтактного зажигания и МПСЗ – это совершенно разные вещи.

Электронное бесконтактное зажигание позволяло лишь избавиться от контактной пары и уменьшить зависимости мощности искры от просадки напряжения бортсети стартером. Ну и иногда брало на себя функцию ручного октан-корректора. А МПСЗ делала не только всё то же самое, но и — что гораздо важнее — автоматически регулировала параметры опережения зажигания, исходя из положения коленвала, оборотов и давления на впуске. С развитием микропроцессорных систем стало возможным при желании добавить датчик детонации, лямбда-зонд, датчики температуры антифриза и воздуха на впуске. Причем эта регулировка шла непрерывно, практически как у инжектора. Контроллер быстро реагировал на изменение условий работы мотора и корректировал угол опережения зажигания, учитывая в том числе и качество топлива.

Все владельцы карбюраторных автомобилей с установленным микропроцессорным зажиганием, начиная от достаточно старых и примитивных моделей МПСЗ и кончая современными, с возможностью самостоятельной ручной коррекции графиков УОЗ через Bluetooth со смартфона (!), отмечали радикальные изменения в поведении машины. «Карбовый» двигатель действительно «просыпался», идеально ровно работая на холостых оборотах и становясь приемистым и очень эластичным в движении. Также МПСЗ делала минимальной разницу между бензином и газом, если на машине было установлено газобаллонное оборудование.

Сфера автоэнтузиастов

Первые отечественные инжекторы появились на ВАЗах в середине 90-х, но массовыми стали лишь к началу 2000-х. Автомобильные заводы СССР, а затем и России слишком долго зависали на «карбюраторном этапе». Последние карбюраторные машины сходили с конвейеров ВАЗа и УАЗа аж в 2006 году, до ввода в нашей стране экологического стандарта Евро-2, в который «карб» уже не вписывался. Массовый и безвозвратный переход на инжекторные системы задержался сильно, и поэтому промежуточный этап с применением МПСЗ для автозаводов оказался неприемлемым.

Под капотом Lada 111 ‘1997–2009

Тем не менее, советская промышленность в конце 80-х производила фабричные комплекты контроллеров МПСЗ с периферией и проводкой. Модели носили характерные для своего времени названия типа «Электроника-МС2713-02» или «Электроника-МС4004». Выпускали их у нас в Москве и «почти у нас», в болгарской Софии. Такие контроллеры МПСЗ заводского производства комплектовались полным набором компонентов для самостоятельного монтажа системы на автомобиль, включая распределенные катушки зажигания (в роли которых часто выступали спаренные катушки от Оки) и даже заглушку, устанавливаемую на место удаляемого трамблера.

Главным из датчиков был, разумеется, датчик положения коленвала, который нужно было установить в КПП напротив зубьев маховика. Вторым по важности являлся датчик разрежения во впускном коллекторе, служивший основным источником информации о нагрузке на двигатель для умной электроники. У систем МПСЗ «Электроника» этот датчик был встроенным непосредственно в сам корпус контроллера и соединялся со штуцером в карбюраторе тонким шлангом.

Однако несмотря на высокий уровень гаджетов под маркой «Электроника», массовой система так и не стала. В 80-х Волжский автозавод выпускал незначительное число переднеприводных автомобилей с МПСЗ «Электроника» на экспорт; в широкой же продаже в качестве комплектов для самостоятельной установки встречались они крайне редко, и мало кто о них знал. А с развалом СССР в 1991 году фабричные МПСЗ и вовсе исчезли с прилавков магазинов.

Лет десять в сфере микропроцессорного зажигания было полное затишье, но примерно в начале 2000-х эту нишу заняли мелкосерийные самодельщики-любители, энтузиасты тюнинга, которые полностью «окучивают» ее и по сей день, создавая достаточно сложные и весьма умные устройства. Правда, количество таких проектов было относительно невелико и сейчас постепенно сокращается, ибо в наши дни спрос на МПСЗ планомерно падает по причине ухода на заслуженный отдых карбюраторных моторов и машин с ними…

Инжектор как донор для карбюратора

Кстати, стоит упомянуть любопытное ответвление развития систем МПСЗ, которое они получили уже в инжекторную эпоху. Многие энтузиасты карбюраторных машин в середине 2000-х почти одновременно пришли к лежащей на поверхности идее. Поскольку блоки управления инжекторными двигателями типа «Январей», «Микасов» и прочих «Бошей» подешевели, их стало возможно приобрести за совершенно небольшие деньги на разборках. А ведь инжекторный ЭБУ – это практически готовый и весьма совершенный блок для карбюраторной МПСЗ.

Дело в том, что инжекторный ЭБУ, собственно, не знает, где он работает. На своем родном инжекторном моторе, на карбюраторном моторе или вообще на лабораторном столе или на коленке. Блок просто методично выполняет свою программу – получает информацию от датчиков и на основе этих данных выдает управляющие сигналы для впрыска и зажигания. И если подключить к ЭБУ вместо топливных форсунок карбюратор, навесить на него модуль зажигания и датчики, то электронный блок будет работать и безупречно подавать искру в нужный момент с точностью, недоступной даже самому лучшему трамблеру, контролируя обороты, нагрузку на мотор, температуру и детонацию. Для этого, правда, нужно откорректировать прошивку, написав ее урезанный «карбюраторный» вариант. Но для настоящих энтузиастов это не так уж сложно.

Получая информацию от датчика положения коленвала, давления на впуске, детонации и иногда даже от лямбда-зондов (если владельцу карбюраторной машины было не лень врезать их в глушитель), популярные и распространенные ЭБУ типа «Январь» дали многим автостаричкам второе дыхание.

Впрочем, повторимся — сегодня история с МПСЗ постепенно сходит на нет. Микропроцессорное зажигание было бы чертовски актуально в виде заводской системы на автомобилях “доинжекторной” эпохи, но отечественным автозаводам эта промежуточная инновация оказалась не по силам. Сейчас же карбюраторных машин становится все меньше, а многие из тех, кто готов своими руками сделать что-то основательное с любимой, но немолодой машинкой, предпочитают собрать полный инжекторный комплект впрыска и зажигания, который с применением подержанных компонентов с разборки порой оказывается сопоставимым по цене с комплектом МПСЗ для карбюратора…

Что собой представляет

Структурная схема МПСЗ состоит из:

• Датчики входные (датчик температуры и давления коллектора, датчик температуры мотора и напряжения аккумулятора);
• Преобразователи;
• Показатель дроссельной заслонки;
• Преобразователь аналого-цифровой;
• Ключевой элемент – микропроцессорный блок управления (мозговой центр);
• Память оперативная;
• Память постоянная;
• Катушки с двумя выходами;
• Свечи;
• Коммутаторы.

Электрическая схема микропроцессорной системы зажигания

Зажигание предназначено для воспламенения воздушно-топливной смеси в цилиндрах. Микропроцессорное зажигание имеет способность формировать зависимость УОЗ. Такое явление происходит только в карбюраторных бензиновых двигателях. Формирование зависимости угла опережения происходит в зависимости от того, с какой частотой вращается коленвал.

Причины, ставшие толчком создания данной системы следующие:

• невозможность исполнения нормальных и действующих зависимостей УОЗ регуляторов датчиков-распределителей, которые устанавливаются на карбюраторе двигателя;
• первоначальная не состыковка характеристик на этапе сборочного конвейера;
• значительное изменение характеристик на этапе их эксплуатации.

Использование для автомобиля МПСЗ — это подарок для вашего автомобиля.

Автомобиль, имеющий микропроцессорное зажигание, обладает большими преимуществами над автомобилем, в котором контактное или бесконтактное. Работа машины становится динамичной и приемистой.

Устройство и принцип действия типовой системы зажигания

С технической стороны система зажигания входит в комплекс электрооборудования двигателя. Конструктивно она состоит из следующих элементов:

• Аккумулятор или другой источник питания. Он подает в сеть низкое напряжение 12 вольт.
• Переключатель. При повороте ключа переключатель замыкается и низкое напряжение поступает в накопитель энергии.
• Накопитель энергии. Бывает двух видов: индуктивный (катушка зажигания трансформаторного типа, преобразующая низкое напряжение в высокое до 30 тысяч вольт) и емкостной (конденсатор).
• Блок управления аккумулированием и распределением энергии. В зависимости от типа системы зажигания это может быть прерыватель, транзисторный коммутатор или ЭБУ (электронный блок управления).
• Распределитель. Этот узел может быть механическим или электронным. Он осуществляет снабжение определенных свечей энергией в заданный момент времени.
• Провода цепи высокого напряжения. По ним поступает высокое напряжение к электродам свечей.
• Свечи зажигания.

Работа системы зажигания основана на следующем принципе: при подаче в сеть низковольтного напряжения, происходит накопление и преобразование энергии, что затем распределяется по свечам, на электродах которых формируется искра, провоцирующая воспламенение топливовоздушной смеси.

Формирователь угла опережения зажигания

Второе устройство формирует угол опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала , и от разряжения во впускном коллекторе – в этом случае блокируются и центробежный и вакуумный регуляторы .
На Рис.5 приведены графики угла опережения зажигания, формируемые устройством .

Кривая “0,9в” формируется при минимальном разряжении (напряжение на входе аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера равно 0,9в, дроссельная заслонка полностью открыта ), а кривая “0,6в” формируется при максимальном разрежении. График зависимости УОЗ, при 1/2 от максимального разрежения (кривая “0,75 в”), от 830 до 2800 мин-1, проходит по границе детонации для бензина АИ – 92 и двигателя ВАЗ – 2101…ВАЗ- 2107. Далее кривая графика соответствует оптимальному углу опережения зажигания в диапазоне частот от 2800 мин-1 до 6000 мин-1 . Кривая “0,75 в ” соответствует кривым 2 и 4 на графике из статьи Тюфякова (Рис. 1) .

Схемы регуляторов УОЗ приведены на Рис.6 и Рис.7 .
Программа , в части регулировки УОЗ в зависимости от частоты вращения коленчатого вала , полностью идентична программе первого устройства.

Здесь дополнительно введена подпрограмма коррекции формируемого УОЗ в зависимости от разряжения во впускном коллекторе двигателя . Диапазон регулировки УОЗ в зависимости от разряжения был определен в ходе испытания устройства на автомобиле .
Угол ОЗ корректируется в зависимости от напряжения на входе аналого-цифрового преобразователя ( вывод 8 PIC16F676 ) в соответствии с графиком на Рис.5 .

В программе так же предусмотрено ограничение диапазона регулирования угла ОЗ по разряжению. Угол ОЗ изменяется в пределах указанных на Рис.5 , даже если напряжение на входе АЦП будет меньше 0,6в или больше 0,9в .

Работа датчика разрежения – основана на изменении индуктивного сопротивления катушки L1, при вводе внутрь сердечника из феррита.

Датчик разрежения сделан из дополнительного вакуумного регулятора (штатный вакуумный регулятор оставлен на двигателе, тяга его зафиксирована и шланг отбора разрежения отключен). Шланг отбора разрежения для регулятора угла ОЗ на микроконтроллере , соединяется с патрубком отбора разряжения на карбюраторе .

Сердечник катушки L1 связан с тягой предварительно переделанного вакуумного регулятора. К тяге вакуумного регулятора прикреплен удлинитель (стержень из стеклотекстолита диаметром 7мм ), на котором закреплены 1-2 ферритовых кольца 7x10x12, являющиеся сердечником катушки L1. Ход тяги увеличен до 5,5-6мм. На катушку с вывода 3 микроконтроллера через R11
поступает переменное напряжение с частотой 1,0мгц и амплитудой около 4в. При втягивании сердечника в катушку увеличивается индуктивное сопротивление и следовательно напряжение на C3, это напряжение поступает на вход АЦП микроконтроллера.

Рис. 6.

Рис.7

Настройка устройства сводиться к установке на входе АЦП пределов изменения напряжения от 0,6в, при сердечнике вне катушки (максимальное разрежение во впускном коллекторе) до 0,9в при сердечнике, полностью введенном в катушку (минимальное разрежение). Это достигается подбором ферритовых колец (количества колец или марки феррита) и подбором резистора R8 на Рис.6 или R7 на Рис.7 .

Катушка L1 намотана на каркасе длиной 6мм и диаметром 12мм и имеет 80 -100 витков провода ПЭВ-0,2 .
Устройство собрано в металлическом корпусе от блока электронного зажигания, вакуумная камера регулятора закреплена снаружи корпуса, в корпусе просверлено отверстие для тяги вакуумного регулятора .Катушка L1
закреплена на плате устройства . Транзистор КТ898А изолирован от корпуса блока прокладкой из слюды . Ниже приведена “прошивка” микроконтроллера PIC16F676 .

В блоках зажигания не предусмотрена защита ключей на КТ898А от короткого замыкания . Оба устройства рассчитаны на работу с катушкой зажигания типа Б117А .

Программу блока зажигания наPIC16F676 несложно адаптировать для совместной работы с датчиком абсолютного давления типа 45.3829 .

• “Прошивка” микроконтроллера ruoz+676.HEX

Результаты испытания устройств на автомобиле ВАЗ-21053 удовлетворили автора :

1. Двигатель работает ровно, без пропусков зажигания на холостых оборотах.
2. Увеличилась мощность на низких оборотах .
3. Значительно улучшилась динамика разгона автомобиля, при разгоне двигатель уверенно набирает обороты, на педаль “газа” реагирует мгновенно, без былой “задумчивости”, исчез эффект “стенки “- когда сколько ни жми на “газ”- обороты не увеличиваются.

Далее приведен усовершенствованный вариант блока зажигания

В схему добавлена емкость C4 , которая входит в колебательный контур L1…C4 . (Рис.8)
Это упрощает настройку датчика разрежения .
Сначала добиваемся подбором C4 максимального напряжения на C3
(резонанса в контуре C4..L1 на частоте 1,0мгц ), при сердечнике полностью введенном в катушку (минимальное разрежение , дроссельная заслонка полностью открыта).
Затем резистором R8 устанавливаем диапазон изменения напряжения на входе АЦП ( от 0,6 – до 0,9в) соответственно при сердечнике вне катушки и сердечнике в катушке .
С этой схемой (Рис.8) можно использовать как старую прошивку так и новую.
В новую прошивку добавлены две команды калибровки тактового RC
генератора 4,0мгц
CALL 03FF
MOVWF OSCCAL
Если у вас новый микроконтроллер , то необходимо в окне Icprog 105D
прочитать содержимое ячейки памяти программ с адресом 03FF.
Там будет записано что-то вроде 34xx .Это значение необходимо сохранить и перед программированием заносить в эту же (03FF) ячейку .

Если не сделать этого, то программа не будет работать вообще (зациклиться).
В старой прошивке, команд калибровки нет, но и частота тактового генератора может отличаться от 4,0мгц на 7-10% .

Проконтролировать работу системы зажигания можно при помощи устройства , которое позволяет измерить частоту вращения коленчатого вала двигателя , угол замкнутого состояния контактов прерывателя и угол опережения зажигания ,формируемый приведенными выше устройствами .

Тахометр , измеритель угла замкнутого состояния контактов прерывателя и измеритель угла опережения зажигания на PIC16F84A.

В данном устройстве при измерении частоты вращения вала двигателя , также как и в тахометре из “Радио” № 7 за 2004г. стр.45-46 ( автор А.Ульянов ) , используется метод измерения периода импульсов зажигания с дальнейшим пересчетом в мин-1 (Рис.8) .
Тахометр дополнен функцией измерения угла замкнутого состояния контактов прерывателя и угла опережения зажигания .
Основной режим устройства – режим тахометра , при нажатой кнопке “ УЗСК “ устройство измеряет угол замкнутого состояния контактов прерывателя (от 0 до 900 по углу поворота вала трамблера ) , при нажатой кнопке “ УОЗ “ , устройство измеряет угол опережения зажигания ( от 0 до 1800 по углу поворота коленчатого вала двигателя ), формируемый регулятором угла ОЗ на микроконтроллере .

Вывод показаний на светодиодный дисплей происходит посегментно (в каждый момент времени горит только один сегмент) , с гашением незначащих нулей , поэтому устройство потребляет ток всего около 30мА .

Тахометр-измеритель УЗСК – измеритель УОЗ , собран на самодельной плате из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита , размер платы 33*55 мм , с одной стороны платы на предварительно нарезанных дорожках распаян светодиодный дисплей , на противоположной стороне контроллер и остальная часть схемы . Монтаж выполнен проводом МГТФ .
Тахометр подключается следующим образом : R3 к прерывателю , R6 к катодам VD3, VD4 (Рис.3) .
Работа устройства проверена на автомобиле ВАЗ-21053 .

Рис.9

• “Прошивка” для тахометра 3_oatax.HEX

PS. В настоящее время , на автомобиле автора работают устройства , приведенные на Рис.8 и Рис.9 .