Развиваемое системой зажигания вторичное напряжение имеет коэффициент запаса 1,5—2,3, что соответствует современным требованиям к системам зажигания.

Указанные преимущества системы зажигания с датчиком Холла достигнуты благодаря регулированию времени накопления энергии в катушке зажигания в зависимости от частоты вращения двигателя и напряжения бортовой сети. Принципиальная схема этой системы зажигания показана на рис. 4, а, а диаграмма, поясняющая принцип ее работы,— на рис. 4, б.

Датчик Холла имеет щелевую конструкцию. С одной стороны щели расположен чувствительный элемент со схемой, а с другой — постоянный магнит. В щели движется шторка цилиндрической формы. Благодаря имеющимся в ней окнам шторка периодически перекрывает магнитный поток, действующий на чувствительный элемент. Шторка расположена на одном валу с распределительным механизмом. Привод вала осуществляется от коленчатого вала двигателя.

Сигнал с датчика поступает в электронный коммутатор, который регулирует время протекания тока в первичной цепи катушки зажигания по заданному закону в функции частоты вращения двигателя и напряжения бортовой сети; ограничивает импульсы напряжения в первичной цепи катушки зажигания; обеспечивает необходимую величину тока в первичной цепи для получения заданных выходных параметров системы зажигания; ограничивает ток первичной цепи при достижении им максимального значения; прерывает первичный ток при замкнутых контактах выключателя зажигания S и неработающем двигателе.

Коммутатор содержит:
— входной инвертор, выполненный на транзисторе 1/77; узел защиты от протекания тока в катушке зажигания при замкнутых контактах выключателя зажигания и неработающем двигателе, выполненный на усилителе А1.Г, интегратор, выполненный на усилителе А 1.2; компаратор, выполненный на усилителе А 1.3; логический узел, выполненный на транзисторе VT2 и резисторах R23, R24, R25, R26, R28;
— ограничитель тока, выполненный на усилителе А 1.4 и индикаторных резисторах R36 и R37;
— выходной усилитель, выполненный на транзисторах VT3 и VT4; стабилизатор напряжения питания, выполненный на резисторе R30 и стабилитроне VD4\
— стабилизатор напряжения питания компараторов А1.3 и А1.4, выполненный на резисторе R18 и стабилитроне VD3.

При вращении коленчатого вала и замкнутых контактах S с датчика Холла (точка а на рис. 5.12, а) на базу транзистора VT1 поступают импульсы прямоугольной формы (диаграмма а на рис. 5.12, б). Транзистор VT1 инвертирует поступающие импульсы, формируя на выходе (точка б на рис. 5.12, а) сигнал б (диаграмма б на рис. 5.12,6), который управляет процессом заряда-разряда интегратора, собранного на усилителе А1.2. Включение конденсатора СЗ в цепь обратной связи усилителя обеспечивает линейный характер зарядно-разрядного процесса. На второй вход усилителя А 1.2 с делителя напряжения R6—R7 через резистор R9 подается опорный сигнал U0ni, знак которого противоположен-знаку сигнала б. Пока с инвертора на вход интегратора поступает сигнал б, происходит заряд конденсатора. Максимальный уровень напряжения заряда зависит от параметров цепочки R4—R5—R8— СЗ. Резистор R5 является подстроечным при регулировании максимального уровня напряжения заряда. Процесс заряда конденсатора СЗ заканчивается в момент, соответствующий спадающему фронту управляющего сигнала б и нарастающему фронту сигнала а датчика. Процесс разряда определяется цепочкой R6—R7— gg—СЗ, параметры которой подбираются таким образом, чтобы он закончился раньше, чем проходит новый управляющий сигнал на заряд.

Сигнал г с компаратора поступает на вход схемы сравнения, в которую входит транзистор VT2 и резисторы R23, R24, R25, R26, R28, на который поступает также сигнал б с инвертора. Эти сигналы формируют начало и конец сигнала е на выходе логической схемы. Продолжительность сигнала е определяет угол замкнутого состояния выходного транзистора VT4. Пока сигнал б или г поступает на базу транзистора VT2, он открыт, а потенциал в точке е равен нулю, так как она через цепь коллектор-эмиттер открытого транзистора VT2 связана с корпусом. Когда управляющие сигналы исчезают, транзистор VT2 закрывается и на базе транзистора VT3 через резистор R28 появляется управляющий сигнал е.

Появление сигнала е приводит к открытию выходного каскада VT3—VT4, вследствие чего происходит нарастание тока /к в первичной цепи катушки зажигания. В случае если ток в первичной цепи достигает предельной величины, например при малых частотах вращения, начинает работать схема ограничения тока. Функцию ограничителя тока выполняют усилитель А1.4 и резисторы R36 и R37, включенные параллельно, с суммарным сопротивлением 0,05 Ом. Возрастающий первичный ток, протекая по резисторам R36 и R37, создает на них падение напряжения, уровень которого сравнивается компаратором на усилителе А1.4 с опорным напряжением Uonз, которое определяется делителем напряжения R13—R15 и резистором R17. Опорное напряжение t/onз соответствует заданному току ограничителя. Для более точного задания опорного напряжения параллельно резистору R15 включен подстроечный резистор R16. Когда напряжение, поступающее с резисторов R36 и R37 через резистор R12 на компаратор, становится равным сигналу иопз, происходит срабатывание компаратора А 1.4 и с его выхода в точке д появляется сигнал д. Появление сигнала д через резистор R26 на базе транзистора VT2 вызывает его приоткры-вание, уменьшая при этом величину сигнала е (диаграмма е на рис. 5.12, б). Другими словами, приоткрытый транзистор VT2 шунтирует вход (базу) транзистора VT3, уменьшая при этом ток базы транзистора. Это приводит к переходу транзистора VT3 из режима насыщения (полностью открыт) в активный режим. При этом транзистор VT4 также переходит в активный режим, на его переходе коллектор-эмиттер создается падение напряжения, благодаря которому фиксируется заданный уровень тока первичной цепи.

Узел защиты от протекания тока в катушке зажигания при замкнутых контактах S и неработающем двигателе выполнен с использованием усилителя А1.У, являющегося интегратором. Если в состоянии покоя с датчика Холла поступает импульс, то в точке б импульс отсутствует, и конденсатор С4 узла защиты начинает заряжаться внутренними паразитными токами схемы, что достигается специальным включением схемы усилителя. Через 2—5 с на выходе усилителя формируется напряжение, которое, поступая через резистор R25 на вход транзистора VT2, приводит к его открытию и, как следствие, к выключению выходного каскада, который обесточивает первичную цепь катушки зажигания. Время заряда конденсатора С4 выбирается таким большим, что при минимальной частоте двигателя напряжение на выходе интегратора не превышает 0,15 В за время отсутствия сигнала в точке б, что не влияет на работу логической схемы. Когда же появляется нарастающий фронт нового импульса б, конденсатор начинает разряжаться по цепи резисторы R0—R11 — диод VD2. Параметры цепи разряда подбираются так, что конденсатор С4 разряжается очень быстро.

Регулирование времени накопления энергии в катушке зажигания происходит следующим образом. Как видно из диаграммы в с увеличением частоты вращения двигателя (п0гР> ri\> по) напряжение на выходе интегратора А 1.2 в функции угла поворота коленчатого вала двигателя а нарастает медленно. Это объясняется тем, что с увеличением частоты вращения коленчатого вала увеличивается частота вращения шторок и становится меньше продолжительность заряда конденсатора СЗ. По указанной причине в момент перехода конденсатора СЗ из режима заряда в режим разряда напряжение на нем будет уменьшаться с увеличением частоты вращения. Следовательно, как видно из диаграммы в, с увеличением частоты вращения разрядная ветвь раньше (по углу поворота) уменьшится до величины опорного напряжения Uопг, раньше исчезает сигнал г, появится сигнал д, откроется выходной каскад и начнет протекать ток /к в первичной цепи катушки зажигания.

Регулирование времени накопления начинается с частоты по, соответствующей минимальной частоте вращения коленчатого вала, до частоты вращения п0Гр. При дальнейшем увеличении частоты напряжение заряда конденсатора не превышает напряжения Uоп2- При этом компаратор на усилителе А1.3 блокируется и сигнал е на выходе схемы сравнения совпадает по фазе с сигналом датчика а и инвертированным сигналом б.

Кроме нормирования времени накопления энергии в функции частоты вращения коленчатого вала осуществляется регулирование в функции напряжения питания. Это осуществляется за счет включения на входы компаратора А 1.3 резисторов смещения R21 и R22. При этом опорный уровень компаратора также является функцией напряжения питания. Чем выше уровень напряжения питания, тем ниже опорный уровень компаратора А1.3.

В схему коммутатора 36.3734 входит также ряд дополнительных элементов. Диод VD7 защищает выходной транзистор от пе-реполюсовки источника питания. Стабилитрон VD5 и делитель напряжения R31—R35 защищают выходной транзистор от импульсов перенапряжения, возникающих в первичной обмотке катушки зажигания. Если импульс перенапряжения превышает допустимый уровень, то на делителе R31—R35 формируется напряжение, при котором стабилитрон VD5 пробивается. Выходной транзистор VT4 при этом открывается на время действия импульса, а напряжение, приложенное между коллектором и эмиттером транзистора VT4, не превышает допустимого.

Схема содержит источник стабилизированного питания на резисторе R30 и стабилитроне VD4, стабилизатор напряжения R18—VD3 компараторов А1.3 и А1.4, диод VD6 защиты от пере-полюсовки источника питания и конденсаторы С1, С2, С3 в цепи питания для защиты схемы и датчика от паразитных импульсов, возникающих в бортовой сети.

Схема коммутатора 36.3734 реализована на дискретных элементах с применением специально разработанной микросхемы К14014Д1, в которую входят четыре усилителя. В качестве выходного применен также специально разработанный транзистор КТ848А. Коммутатор имеет шесть рабочих выводов, которые не маркируются. Три вывода предназначены для присоединения к датчику и по одному — на корпус автомобиля, к катушке зажигания и для питания коммутатора.

Датчик-распределитель 40.3706 горизонтального типа имеет корпус, отлитый из алюминиевого сплава. Привод датчика-распределителя осуществляется через муфту и валик, на противоположном конце которого установлен ротор. Распределение высокого напряжения по свечам зажигания осуществляется посредством пяти выводов, расположенных на крышке. Крышка крепится к корпусу тремя винтами. Высоковольтная часть устройств отделена от остальной конструкции перегородкой. Валик вращается во втулке и шаровом вкладыше. Сальник препятствует попаданию масла во внутреннюю часть корпуса. Шаровой вкладыш установлен в неподвижной пластине. Подвижная пластина, к которой присоединена тяга от вакуумного регулятора, может поворачиваться вместе с внутренней обоймой подшипника, наружная обойма которого закреплена в неподвижной пластине. На подвижной пластине закреплен полупроводниковый датчик с магнитом. Три вывода датчика проводами соединены с выводами штекера. В прорези датчика вращается замыкатель (шторка), которая втулкой жестко соединена с поводковой пластиной центробежного регулятора.

Таким образом, при работе центробежного регулятора поводковая пластина поворачивает замыкатель относительно датчика, а при работе вакуумного регулятора датчик вместе с подвижной пластиной поворачивается относительно замыкателя.

Катушка зажигания 27.3705 аналогична по конструкции катушке зажигания контактной системы зажигания. Соединение обмоток выполнено по автотрансформаторной схеме. Особенностью конструкции является относительно низкое сопротивление первичной обмотки (0,5 Ом), что позволяет получать стабильные выходные характеристики при уменьшении напряжения питания до 6 В. В конструкции предусмотрена защита катушки зажигания от взрыва при выходе из строя электронного коммутатора.

Все высоковольтные детали системы изготовлены из специальной пластмассы типа стеклонаполненного полибутилентерефтала-та, дугостойкой, выдерживающей с большим запасом развиваемое системой высокое напряжение.

В бесконтактных системах зажигания момент подачи искры определяется моментом подачи сигнала, который вырабатывает бесконтактный датчик. Таким датчиком может быть любой преобразователь угла поворота коленчатого вала двигателя в какой-либо электрический сигнал. На отечественных автомобилях нашли применение бесконтактные системы зажигания с магнитоэлектрическим или полупроводниковым датчиком.

Принципиальная схема бесконтактной системы зажигания с магнитоэлектрическим датчиком показана на рис. 6. Датчик состоит из постоянного магнита и обмотки. При вращении магнита в обмотке датчика индуктируется переменная э. д. с. При положительном значении напряжения появляется ток управления транзистором, проходящий по цепи: обмотка датчика — переход база Б — эмиттер Э — обмотка датчика. Транзистор открывается и от аккумуляторной батареи через первичную обмотку катушки зажигания и переход коллектор К — эмиттер Э транзистора будет проходить ток. При отрицательном значении напряжения транзистор закрывается, ток в первичной обмотке W1 прерывается и во вторичной обмотке W2 индуктируется э. д. с. большой величины, создавая искру между электродами свечи.

Таким образом, за один оборот магнита датчика в обмотке индуктируются один положительный и один отрицательный импульсы э. д. с. и транзистор один раз откроется и один раз закроется, т. е. в катушке зажигания создастся один импульс высокого напряжения. Для многоцилиндрового двигателя число пар полюсов магнита датчика должно соответствовать числу цилиндров двигателя. Выключатель обеспечивает включение и выключение системы зажигания.