Схема коммутатора: это… Схема коммутатора. Как проверить коммутатор зажигания :: SYL.ru

Коммутатор Зажигания – Предназначение, Разновидности, Устройство и Схема Подключения, Принцип Действия, Признаки Неисправности, Замена и Ремонт, Стоимость

Блок питания и пара проводов — вот и всё, что представляет собой автомобильный коммутатор зажигания. Но с другой стороны, это довольно сложный и ответственный узел. Сегодня он продолжает эволюционировать, показывая всё лучший и лучший коэффициент выжигания горючей смеси. При этом передовые устройства способны эффективно работать и на АИ-93, повышая отдачу движка на низких оборотах.

Что такое коммутатор зажигания в автомобиле

В автомобилях данные устройства применяются давно. Только раньше это были довольно примитивные устройства. Сегодня, пережив конструктивную модернизацию, приборы стали высокотехнологичны и представляют одну из главных артерий системы зажигания.

Для чего нужен, где находится и как выглядит

Как и было сказано, коммутатор нужен для езды на бензине низко октановых марок. Стоит такое горючее значительно дешевле премиум-сортов. При этом отдача мотора по-прежнему остаётся на высоком уровне за счёт лучшего воспламенения смеси воздуха и топлива. Таким образом, коммутатор — это устройство, содействующее появлению в блоке зажигания продуктивной искры. Его можно считать микрокомпьютером, стимулирующим преобразователь. Естественно, коммутатор должен опираться на какие-то данные. В нашем случае, это сигналы датчика синхронизации.

На машинах с ГБО коммутатор выполняет ещё одну задачу: он тестирует компоненты зажигания, регулируя УОЗ автопилотом в ходе переключения на метан.

Конструктивно элемент может совмещаться с ЭБУ. В этом случае он располагается на трамблёре (Ваз 2106, 2107) или рядом с преобразователем — на ЗИЛ ТК102У. Не исключение — вариант нахождения на отдельной металлической площадке. Как правило, это или крыло автомобиля, или перегородка под капотом (Ford). А на немецких Audi коммутатор установлен в моторном отсеке под лобовым стеклом. Для него предусмотрен защитный кожух из влагонепроницаемого материала.

Устройство и принцип работы

Первые коммутаторы были крайне примитивны. Простая схема из транзисторов регулировалась при помощи электрического импульса. В таком виде устройство просуществовало недолго. Наступила эра высоких технологий, благодаря которой стали применяться более эффективные инновационные решения.

На машинах, собираемых в РФ, стимулятор искры был впервые использован на автомобиле Ваз-2108. Устройство относилось к серии 36.3734 тоже родного производства. В дальнейшем стали применяться более модернизированные коммутаторы с различным исполнением конструктивно-технической схемы. Однако комбинированная или составная сборочная технология всегда оставалась для российских микросхем неизменной. И плюс её в том, что она ремонтопригодна, в отличие от тех же зарубежных аналогов.

Сегодня коммутатор — это совокупность нескольких элементов: свечи, транзисторы, датчики. Он может использоваться в гибридном или тиристорном зажигании. Электрические импульсы управляются автоматически, что даёт целый ряд практических преимуществ:

• отсутствие перебоев на максимальных скоростях;
• повышение надёжности работы блока;
• возможность увеличения объёма цилиндров мотора.

А когда внедрили элемент Холла, и коммутатор начал управлять сразу несколькими преобразователями, преимущества только увеличились. Настолько, что на каждой отдельной свече стали использовать тандем «катушка+коммутатор». Вот чего конкретно удалось достичь:

• более сильной и надёжной стала искра в системе зажигания;
• исчезли потери мощности в трамблёре;
• улучшился холостой ход;
• снизился расход горючего;
• стабилизировался пуск на холодный двигатель.

Принцип работы коммутатора можно представить себе так. Сначала система контролирует положение коленвала двигателя. Затем индуктивным датчиком Холла, входящим в конструкцию распределителя, снимаются показания с положения поршней в цилиндрах. Он же и подаёт на коммутатор импульс. Сигнал усиливается до 12 вольт и поступает на катушку. За счёт этого уменьшается сила тока, и повышается напряжение.

Нынче для эффективного воспламенения горючего в автомобилях ВАЗ 2109, 2110, 2114 «Самара», а также ЗАЗ-1102 применяются электронные коммутаторы. Серия этих устройств 3734 выпускается под артикулами 3620-, 36- и 78. Задачи ключа здесь выполняет производительный мосфит, а величиной тока управляет совокупная электросхема.

Схема подключения

Получается, что роль коммутации — просто усиливать импульс до требуемого значения. Так и есть, ведь недаром конструкторы сравнивают описываемый элемент с полевыми транзисторами Дарлингтона. Только в коммутаторе главную функцию выполняет индуктивный датчик с тремя выводами. Когда в зону датчика входит металлическая пластина, начинается генерация тока. Далее напряжение подаётся на вход коммутатора. Здесь импульс только увеличивается и идёт дальше на преобразователь.

Коммутаторная схема зажигания достаточно проста. Сложность вызывает её установка. Она должна быть проведена максимально грамотно, иначе никакого толка не будет. Важный нюанс касается также подбора транзисторов. Они должны проверяться через специальную измерительную аппаратуру, так как даже у одинаковых на первый взгляд полупроводников характеристики сильно отличаются.

Ниже, в качестве примера, приведена схема 4-портового коммутатора 76.3734 типа КЭТ, используемого на автомобилях Ваз:

• предназначен для БСЗ;
• состоит из контроллёра L497 или его аналога КР1055ХП2;
• возможно подключение к тахометру, расположенному на торпеде;
• классическое подключение — через двухкаскадный усилительный блок.

Теперь по его выводам:

• 1 (выход), с него снимается усиленный импульс — соединяется с главным выводом катушки;
• 2 (контакт) — соединяется с отрицательной клеммой АКБ;
• 3 (масса) — интегрируется внутри блоком с контактом 2;
• 4 — принимает питание от аккумулятора;
• 5 — выводит постоянное питание, всегда под напряжением 12 В.

Примечательно, что между 4 и 5 используется стабилизатор напряжения, так как здесь всегда имеется сопротивление.

Подробнее схема подключения коммутатора на Ваз 2108 приведена на фото.

Существующие разновидности коммутаторов

Различают два основных типа устройств: AC CDI и DC CDI. Первые коммутаторы небольшие и простые, в их схеме используется высоковольтный генератор. Вторые более распространены, снабжены четырьмя контактными группами с минусом и плюсом, а также отдельными выходами на катушку и датчик Холла. Но последние функционируют только при наличии высокого напряжения, подведённого с внешнего источника.

Коммутаторы также принято классифицировать, согласно функциональным особенностям:

• традиционные или стоковые устройства, строго соответствующие параметрам автомобиля — как правило, ставятся ещё с завода;
• спортивные — имеют возможность увеличения верхнего предела количества оборотов ДВС, однако такая разновидность является уделом опытных специалистов и имеет риски аварий;
• с возможностью регулировки фаз УОЗ — отличный вариант, когда требуется выровнять крутящий момент силовой установки, улучшить разгонные характеристики и стабилизировать работу мотора на разных оборотах.

Безусловно, коммутаторы принято делить и по основным разновидностям.

Электронные

Данный тип коммутатора ещё называют микропроцессорным с транзитными ключами. Он используется для управления напряжением преобразователя и снижает нагрузки на соединения, тем самым повышая мощность тока.

Преимущества электронной системы:

• возможность лучшего наполнения цилиндров ДВС;
• эффективная отдача мотора на всех оборотах.

Гибридные

В этих системах дополнительно используется механическая часть — кулачковый трамблёр. Электронику представляет сам коммутатор и катушка. Узел очень надёжен, экономичен и удобен. К примеру тем, что при выходе из строя свитча, можно переключаться на старый преобразователь с бегунком.

Бесконтактные

Группа с транзисторами, широко применяемая с начала восьмидесятых годов. Она вытеснила допотопные классические контактные системы. Считалась в своё время наиболее эффективной, так как показатели её работы были намного выше, чем у остальных коммутаторов.

Двухканальные

Та же бесконтактная система, но значительно модернизированная. К примеру, обычная БСЗ имеет те же недостатки КСЗ — потерю энергии искры, нестабильность холостых оборотов, ограничение на регулировку УОЗ, высокую чувствительность к загрязнениям и влажности. Двухканальная система или ДБСЗ избавляет систему зажигания от этих минусов, обеспечивая ещё более высокую энергию искры за счёт использования дополнительных катушек. Также здесь не применяются проблемные подвижные элементы — бегунок и уголёк, а крышка выполняет лишь функции защитного элемента. Поэтому она и не подвержена выгоранию.

Интересно, что двухканальное зажигание применялось и раньше. Это было реализовано на экспортных Ваз-21083. Однако коммутаторы данного типа, называемые еще двухконтурными, не получили широкого распространения из-за низкого качества тогдашней электроники.

Ещё один нюанс, касающийся коммутаторов. У них могут быть разные выходы. Те, у которых стоит по умолчанию цифра «1», крайне опасны для катушек зажигания в тот момент, когда испытывают неисправности. Но плюс таких устройств в том, что с ними можно интегрировать стандартные преобразователи для контактного зажигания.

Для вторых типов коммутаторов, в которых по умолчанию используется выход «0», обычные катушки совершенно не подходят. Они сильно нагреются, либо искра не будет нормально подаваться. К такому коммутатору относится, например, модель для БЦЗ 131.3734.

Признаки неисправности коммутатора

Потеря системой зажигания искры — один из главных симптомов отсутствия исправности коммутатора. Естественно, это сопровождается трудным запуском двигателя, перебоями в его работе. Однако специалисты предупреждают — торопиться с заменой элемента не стоит, ведь подобные признаки присущи также и при других неполадках. К примеру, это же происходит при обрыве ремня ГРМ, повреждении трамблёра или катушки зажигания, слабых контактах соединений проводки и т. д.

Одним словом, проверять коммутатор нужно грамотно. Но как это сделать без квалификации, ведь устройство имеет сложную конструкцию. Есть несколько практичных способов. Первый, это не заморачиваться и установить новый коммутатор. Если проблема исчезнет, значит, всё отлично. Второй способ подразумевает использование контрольной лампы на 12 вольт и стандартного набора ключей.

Далее по инструкции:

• обесточить аккумулятор;
• снять управляющий провод «К» с катушки зажигания — он часто бывает выкрашен в коричневый или красный цвет и проложен к главному зажиму коммутатора;
• на его место установить один конец контрольной лампы, второй — соединить с проводом «К»;
• подсоединить внешнее питание 12 вольт — аккумулятор;
• запустить двигатель.

Если лампа начнёт мигать — коммутатор исправен. Обратная ситуация, когда индикатор не подаёт никаких рабочих признаков, укажет на проблемы с устройством. Вряд ли оно полностью испортилось, тогда двигатель не завёлся бы с первого раза.

Признаки неисправности коммутатора точнее можно увидеть на профессиональном оборудовании — специальном стенде. Это даёт возможность не только определить факт работоспособности устройства, но и рассчитать длительность импульсов. Кроме того, специалисты отдельно измеряют напряжение на выходе датчика Холла — норма не более 0,4 В. Также замыкается первый и второй выводы коммутатора при включённом зажигании, чтобы протестировать наличие искры.

Инструкция по ремонту и замене

Стоит отметить, что на современные российские коммутаторы подходят выходные ключевые транзисторы не только штатного производства, а в частности КТ890А, КТ898А1, но и зарубежный аналог BU931. Реализован он может быть, как без корпуса, так и в конструктивном исполнении ТО-220 или ТО-3.

Что касается управляющей схемы, то в коммутаторы серии 78.3734 подходят:

• 4-канальный усилитель типа К1401УД2Б;
• отечественная микросхема Р1055ХП1;
• зарубежная L497B SGS-TOMSON.

Перед тем, как приступать к замене коммутатора или его составляющих, рекомендуется протестировать целостность проводки и соединений системы зажигания. Особое внимание уделить генератору. Также не лишним будет проверка напряжения от бортовой сети на датчик Холла.

Подробнее по неисправностям и способам их ремонта ниже в таблице.

Стоимость

Подробнее в таблице.

И напоследок помните, что при замене мощного ключевого транзистора важно обращать внимание на качество фиксации детали к корпусу коммутатора. Многие новички допускают здесь ошибки или наносят недостаточно теплопроводящей пасты. В результате устройство не удаётся отремонтировать.

Таблица: структурная схема подключения управляющей микросхема L497B фирмы SGS-TOMSON (отечественный аналог Р1055ХП1) для коммутаторов серии 78.3734

№ вывода	Назначение	№ вывода	Назначение
1	Общий	9	Вывод для подключения конденсатора к узлу защиты
2	Общий (сигнальный)	10	Вывод для подключения запоминающего конденсатора к схеме управления задержкой
3	Питание 1	11	Вывод для подключения конденсатора коррекции к схеме управления задержкой
4	Не используется	12	Вывод для подключения внешнего резистора опорного напряжения
5	Вход сигнала с датчика Холла	13	Вход ограничителя тока
6	Выходной сигнал широтно-импульсного модулятора	14	Выходной сигнал для управления внешним транзистором
7	Вывод для подключения дополнительного стабилитрона	15	Вход ограничителя амплитуды выходных импульсов
8	Вывод для подключения конденсатора коррекции постоянной времени формирователя	16	Питание 2 (выходной каскад)

Таблица: неисправности коммутатора и способы устранения

Неисправности	Причина	Способ устранения неисправности
Двигатель заводится, но через 3-5 мин останавливается. Через 20-30 мин двигатель вновь возможно запустить, но через короткое время он опять останавливается. Корпус коммутатора нагревается до температуры выше 50 градусов по Цельсию.	Неисправны элементы коммутатора.	Проверяют исправность транзистора. Если он нормально функционирует, но сильно нагревается в рабочем состоянии, увеличивают номинал резистора. В случае, если после этого транзистор продолжает сильно нагреваться, последовательно заменяют микросхему и транзистор. При монтаже транзистора обращают особое внимание на качество его крепления к корпусу коммутатора с использованием теплопроводящей пасты.
Мотор запускается только через определённые промежутки времени. Коммутатор сильно нагревается.	Неисправна схема защиты коммутатора.	Проверяют исправность элементов схемы защиты.
Двигатель автомобиля не заводится.	Неисправны элементы коммутатора, формирующие напряжение питания датчика Холла.	Проверяют исправность транзистора и остальных элементов устройства.
Искры на свечах нет.	Неисправны элементы электронного коммутатора.	Проверяют исправность элементов устройства. Если указанные элементы работают, а неисправность осталась, следует заменить микросхему.
Искра нестабильная.	Нарушены контакты в разъемных соединениях коммутатора и датчика Холла.	Проверяют качество разъемных соединений коммутатора и датчика.
Двигатель работает неустойчиво.	Неисправен датчик Холла.	Заменяют датчик Холла.
Нестабильная работа силовой установки.	Неисправны элементы электронного коммутатора.	Проверяют последовательно элементы коммутатора. Если указанные детали исправны, а неисправность не устранилась, следует заменить микросхему.

Таблица: стоимость коммутаторов

Модели коммутаторов	Цена в рублях
Коммутатор ГАЗ 131.3734 Ромб	400
Транзисторный 1302.3734	450
133.3774 (аналог 3620.37740) ВАЗ 2108-099,Таврия (Энергомаш) (20)	450
Коммутатор а/м ВАЗ 2108-2110, ВАЗ 2121 «СОАТЭ»	500
0529.3734 Винница ВАЗ 2121 — 21214 НИВА	500
12.3774-01 (ан.76.3774-02) ` Коммутатор ЗИЛ-130, -43410, АЗ-53, ПАЗ, ЛИАЗ, КАВЗ (Энергомаш)	600
Энергомаш Коммутатор ВАЗ-2108-10, 2121,1111 (96.3734,3620.3734,76.3734) (Энергомаш) с авар.режимом и диагностикой	700
Коммутатор ГАЗ 131.3734 СОАТЭ	700
131.3734 Коммутатор Волга, ГАЗ, УАЗ, ИЖ, ЗИЛ-130, Москвич, ПАЗ, КАВЗ (СОАТЭ)	800
Коммутатор с современной электронной базой а/м ГАЗ, УАЗ «СОАТЭ»	850
Коммутатор системы зажигания ТК-200-0 / ТК-200-01-0 (аналог BU931)	1000

Если у вас возникли вопросы – оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Схема Подключения Коммутатора – tokzamer.ru

Если указанные элементы исправны, а неисправность не устранилась, следует заменить микросхему ID1. Чтобы избежать выхода из строя коммутатора системы зажигания ВАЗ необходимо при включенном зажигании не рассоединять его от цепи и не снимать клеммы АКБ и при заведенной силовой установке.

А вот плюс датчика Холла соединяется с массой.

В этом случае двигатель плохо заводится, работает с перебоями, глохнет на холостых, теряет мощность или его обороты постоянно плавают. То есть, если индукция достигает некого порога — датчик выдаёт присутствие поля в виде некой логической единицы, если порог не достигнут — датчик выдаёт логический ноль.
Как правильно соединить бсз

Но на дорогах все еще немало автомобилей, в которых установлены и контактные прерыватели, и бесконтактные.

В камере сгорания образуется вспышка, топливная смесь возгорается и толкает поршень вниз. Только используется сигнал с датчика Холла.

Коммутатор

Он входит в конструкцию другого элемента — распределителя зажигания.

Как работает коммутатор По сути, коммутатор — это простой усилитель сигнала.

Как подключить коммутатор или блок управления зажиганием на китайца

Устройство электронного зажигания ВАЗ 2106

Для многих типов транзисторов например, n-p-n необходима изоляция от корпуса коммутатора, поэтому они монтируются через специальную прокладку. Невзирая на внешнее сходство со старыми деталями, катушка и трамблёр конструктивно отличаются.

Подложками толстопленочных сборок служит алюмооксидная керамика Al2O3. Через мин двигатель вновь возможно запустить, но через короткое время он опять останавливается.

Но можно применить и более простую схему, которая представляет собой усилительный блок из двух каскадов.

После настройки схемы с конкретным типом двигателя в различных режимах его работы все подстроечные элементы нужно будет заменить на постоянные, подобрав соответствующие номиналы.

Последняя позволяет контролировать практически все параметры двигателя.

На выводы контроллера поступают сигналы датчика начала отсчета НО , датчика угловых импульсов УИ , датчика частоты вращения коленчатого вала КВ , датчика разрежения Р , датчика температуры охлаждающей жидкости Тохл.

Коммутатор Подложками толстопленочных сборок служит алюмооксидная керамика Al2O3.
Электропроводка для двигателя 157QMJ (Упрощенная) или как завести мотор без мопеда

Схема и принцип работы БСЗ

Подключаем вместо катушки лампочку на 12 В.

Аналогом зарубежной микросхемы LВ см.

Чтобы иметь представление, как выглядит данный гаджет, и что стоит искать, можете посмотреть фото коммутатора на нашем интернет — портале.

Имеют контакты, которые могут обгореть или просто износиться. Контроллеры осуществляют также управление электроклапаном экономайзера принудительного холостого хода ЭПХХ. Применение полупроводниковых и микропроцессорных коммутаторов в контактно-транзисторных или бесконтактных системах зажигания позволяет получить следующие преимущества: уменьшается ток, протекающий по контактам прерывателя, вследствие чего они практически перестают подгорать для контактно-транзисторной системы зажигания ; увеличивается длительность подачи искры, что гарантирует эффективное воспламенение рабочей смеси в цилиндрах двигателя; появляется возможность существенного увеличения степени сжатия в цилиндрах двигателя, а также частоты вращения коленчатого вала без ущерба для надежности искрообразования.

Дроссель L1 и резистор R1 предназначены для ускорения процесса запирания транзистора VT1, конденсатор С1 первичного контура возбуждения катушки зажигания и конденсатор С2 служат для защиты компонентов схемы коммутатора от скачков напряжения в бортовой сети автомобиля. Цепь защиты выходного транзистора выполнена на дискретных элементах С7 и R Напряжение поступает на основной распределительный контакт, потом по проводке идет на свечи, образующие искру.

Проверить наличие искры при включении зажигания. Это гибрид электроники и механики. Электронная часть включает в себя коммутатор и катушку. Сверху на защёлках закреплена крышка, куда подсоединяются кабели от свечей.

Корпус трамблёра следует повернуть в нужное положение и зафиксировать гайкой Подтяните гайку крепления распределителя, установите крышку и свечу, потом запускайте мотор. Но с помощью одних только свечей двигатель работать не сможет.

Свечные кабели подсоединяются согласно нумерации на крышке, центральный провод подключается к электроду катушки Если в процессе монтажа обошлось без досадных ошибок, автомобиль заведётся сразу. Для сравнения обратите внимание на контактную систему. Проверка датчика Холла Измерить напряжение на выходе датчика. Ремонт и обслуживание Что такое коммутатор в машине?
Курс Автоэлектроника. Коммутатор

10 thoughts on “Cхема подключения (распиновка) коммутатора скутера”

Если вольтметра нет, проверяют узел при помощи сигнальной лампочки. Этим термином называют устройство, отвечающее за появление искры.

Конструкция удобна — ведь когда свитч выходит из строя, можно переключиться на старую катушку. Однако общим для отечественных коммутаторов по-прежнему служит комбинированная интегрально-дискретная технология сборки, делающая их ремонтопригодными.

Если он исправен, но сильно нагревается в рабочем состоянии, увеличивают номинал резистора R7. Тогда во вторичной образуется кратковременный импульс величиной до 24 тыс.

По этому сигналу на коммутатор поступает информация о количестве оборотов двигателя и положении его коленвала. Теперь коммутатор — сложный узел в системе зажигания. Так появились контактно-транзисторные системы зажигания, и первые полупроводниковые коммутаторы. Варианты схем электронных коммутаторов.

Поэтому для обслуживания и диагностики нужно знать назначение всех элементов, а также методы поиска неисправностей и их основные признаки. Регулирование производится при помощи тока, проходящего по бобине. Выбирать следует изделия, которые рекомендованы к эксплуатации предприятием — производителем.

Коммутатор явился прототипом для разработки последующих серий, которые имеют не сколько вариантов конструктивного и схемотехнического исполнения. Причина неисправности Способ устранения неисправности Двигатель заводится, но через мин останавливается. Немного о датчике Холла Датчик Холла — магнитоэлектрическое устройство, получившее своё название от фамилии физика Холла, открывшего принцип, на основе которого впоследствии и был создан этот датчик. Поставьте высоковольтный кабель между крышкой распределителя и центральным электродом трансформатора. Полезно почитать.

Внутри корпуса расположены все элементы коммутатора за исключением выходного транзистора, который монтируется на корпусе в специальном кармане. Цепь защиты выходного транзистора выполнена на дискретных элементах С7 и R Транзистор снижает нагрузку на прерыватель. Расположение деталей на печатной плате показано на Рисунке 6. В коммутаторе, например БСЗ

Тем не менее, такие системы зажигания длительное время использовались в автомобилях, и только появление и совершенствование полупроводниковых приборов позволило конструкторам совершить своеобразную революцию в способе коммутации управляющих импульсов. Последняя позволяет контролировать практически все параметры двигателя. Рисунок 3.
Подключение коммутатора в китайском четырехтактнике.

Коммутатор зажигания – схема, принцип работы

При появлении электрических узлов в конструкции первых автомобилей, поджог горючей смеси осуществлялся с помощью батарей. Эта система имела примитивную схему, которая в современных автомобилях подверглась существенной модернизации. Суть работы таких устройств заключается в создании искры внутри камеры сгорания, что приводит к дальнейшей цепной реакции горения топлива в цилиндрах. Метод действия этих систем основан на принципе самоиндукции. Магнитная катушка преобразовывает низкое напряжение в высокое. Ток протекает по замкнутой цепи, при разрыве которой возникает искра на свече.

По такому же принципу срабатывания работают системы зажигания и на отечественных автомобилях. Основные отличия современных систем заключаются в новой элементной базе, изменению определённых деталей и добавлении коммутаторов. Он представляет собой специальное устройство, которое включается в цепь питания первичной обмотки катушки. Коммутатор выполняет функцию регулировки импульсов и по сигналу от управляющего блока разрывает питание, что приводит к возникновению искры.

Принцип работы коммутатора зажигания

Коммутатор зажигания, схема которого более сложная по сравнению с первыми устройствами для воспламенения горючей смеси, имеет транзитные ключи. Такое конструктивное решение является достаточно простым и эффективным. Эти узлы используются для управления током, протекающим через катушку зажигания.

Стоит отметить, что ключи не оказывают влияния на принцип работы, который основан на электромагнитной индукции. Транзисторы уменьшают нагрузку на контакты прерывателя и увеличивают силу тока, протекающего через обмотку. Это техническое изменение дало ряд преимуществ современным системам, в число которых входят:

 

• Повышенная степень сжатия.

• Увеличение срока службы и надёжности всей системы зажигания.

• Возможность работать на повышенных нагрузках, при высокой скорости движения и больших оборотах силового агрегата.

Виды коммутаторов

При обзоре основных типов коммутаторов необходимо упомянуть то, что современные системы наделены рядом существенных преимуществ, благодаря которым эти устройства получили повышенную эффективность и надёжность. Достичь таких показателей удалось применением в конструкции микропроцессорных узлов. Сегодня автомобильный рынок предлагает самые различные модели, в число которых входят двухканальные и многоканальные коммутаторы. В зависимости от используемых в конструкции деталей, данные устройства делятся на несколько типов:

• Транзисторные. В них используется контактная система, что снижает срок их службы в виду быстрого износа элементов из-за обгорания. Энергия накапливается в электромагнитном поле катушки.

• Тиристорные. Главным отличием от первого вида является то, что в этих устройствах создание необходимой силы тока происходит в конденсаторе. При включении системы, происходит подключение заряженного конденсатора  к обмотке катушки. Внутри их происходит разряжение, которое приводит к возникновению искры на свече.

• Гибридные. Этот вид коммутаторов пользуется хорошей популярностью. Он представляет собой тандем нескольких вышеописанных типов. Данное конструктивное решение позволяет повысить эффективность и свести к минимуму недостатки.

• Бесконтактные устройства считаются наиболее эффективными системами. Этот вид представляет самые современные коммутаторы, которые значительно превосходят по параметрам другие виды. В их конструкции используются инфракрасные электронные датчики. Отсутствие контактного способа зажигания обеспечивает длительный ресурс работы, так как нет сегментов, на поверхности которых накапливается нагар. На отечественных автомобилях эта система зажигания была впервые представлена на моделях ВАЗ-2108.

Диагностиканеисправностей коммутатора

В 1991 году появились первые отечественные автомобили, конструкция которых, включала коммутатор зажигания. Это новое техническое решение позволило значительно повысить эффективность системы и улучшить общие показатели КПД. Несмотря на то что первыми серийными моделями, имеющими модернизированную систему пуска мотора, были ВАЗ 2108, коммутаторы устанавливают и на более поздние экземпляры, выпущенные при Советском Союзе. Поскольку конструкция классических автомобилей не предусматривает наличия такого механизма, это усложняет процедуру поиска неисправностей при их возникновении. В большинстве случае для ремонта требуется специальное оборудование. Из-за высокой цены, покупать его для разовых проверок нет смысла. Основными признаками поломок коммутатора могут быть:

 

• Отсутствие искры на свече зажигания, из-за чего не запускается двигатель.

• Самопроизвольное выключение мотора.

• Неустойчивая работа силового агрегата.

Замена исправным налогом. Проверить работоспособность коммутатора можно в домашних условиях. Для этого потребуется проверенный исправный аналог. При наличии изменений в работе двигателя можно будет точно определить состояние первого устройства. Такой метод диагностики является самым распространённым и наименее затратным. Сама деталь не отличается высокой ценой, а наличие запасной позволит всегда устранить поломку в любом месте за несколько минут. Данный способ проверки востребован из-за низкого качества отечественных деталей, которые монтируются на заводе.

С помощью вольтметра. Второй способ проверки коммутатора не требует его демонтажа. Однако такая операция может проводиться только при наличии вольтметра. Процедура выполняется следующим образом:

 

• Включите зажигание и подключите к детали вольтметр.

• Стрелку на приборе нужно установить посередине шкалы.

• Через несколько минут после подсоединения стрелка должна качнуться вправо. Это происходит из-за автоматического отключения катушки питания при неработающем моторе.

• Если все прошло, как описано выше, коммутатор исправен.

С помощью лампочки. В случае, когда у вас нет вольтметра, проверить работоспособность механизма можно, воспользовавшись контрольной лампой. Включите зажигание, один провод лампы нужно присоединить к массе, а второй подключите к 1 клемме коммутатора. В случае отсутствия поломок спустя некоторое время лампа засветиться.

Коммутатор зажигания, схема, устройство

Автор admin На чтение 5 мин. Просмотров 678

Характерной особенностью автомобиля можно считать его быстрое моральное старение, но долгую жизнь. Самое современное сегодня авто, как минимум через два года будет уже уступать другим, более новым, с улучшенными характеристиками, машинам. Но и сейчас на дорогах встречаются автомобили прошлого века. Поэтому не просто интересно, но порой и необходимо, знать хотя бы в общих чертах, что собой представляют подобные транспортные средства, их устройство, особенности, в том числе и такую вещь, как простой коммутатор зажигания, значительно изменивший возможности машины.

Что собой представляет и каков принцип работы коммутатора зажигания

Ещё на самых первых автомобилях для поджигания горючей смеси использовались системы батарейного зажигания, функциональная схема которой приведена на рисунке

Указанный рисунок позволяет понять, что ее работа основана на принципе самоиндукции. При разрыве цепи протекания тока в обмотке бобины 3, во вторичной наводится высоковольтная ЭДС, вызывающая появление искры на контактах свечи 2. Разрыв цепи вызывается размыканием контактов прерывателя 6.

Не касаясь достоинств или недостатков, следует отметить, что такая схема работала на автомобиле долгое время. И только появление новой элементной базы, дало толчок дальнейшему развитию подобного устройства, сохранив первоначальный принцип его работы.

Электронный коммутатор зажигания – следующий шаг в развитии

Самый простой и напрашивающийся вариант – использование транзисторных ключей для управления токами, протекающими через катушку зажигания. Так появился электронный коммутатор напряжения. Схема подобного простого устройства приведена ниже:

Коммутатор не влияет на первоначальный принцип работы, основанный на электромагнитной индукции. Роль электронных ключей, в качестве которых использованы транзисторы VT1 и VT2, заключается в том, чтобы уменьшить нагрузку на контакты прерывателя S1 и увеличить ток, протекающий через обмотку катушки L1. Следствием такого технического решения стало:

• повышение надежности работы всей системы зажигания;
• обеспечение возможности ее работы на больших оборотах двигателя и при высокой скорости движения;
• повышение степени сжатия.

Каким может быть коммутатор системы зажигания

Приведенная выше схема коммутатора – лишь один из вариантов, как может быть реализовано устройство зажигания. Это выполняется с использованием:

1. транзисторов;
2. тиристоров:
3. гибридных элементов;
4. бесконтактных датчиков.

Транзисторная схема коммутатора рассмотрена выше, тиристорная схема использует накопление энергии в конденсаторе, а не в электромагнитном поле катушки зажигания. В ходе работы тиристорной системы, при поступлении управляющих сигналов, схема подключает заряженный конденсатор к обмоткам катушки, через которую он и разряжается, вызывая появление искры. Не касаясь достоинств и недостатков, которыми обладает та или иная схема, достаточно сказать, что любое подобное устройство обеспечивает значительное улучшение всех параметров системы зажигания, а коммутатор со временем вытеснил обычное батарейное зажигание.

Однако необходимо отметить и ещё один этап развития системы, и коммутатора в частности. Использование электронных компонентов и введение в конструкцию автомобиля коммутатора, позволило со временем отказаться от контактного прерывателя напряжения и заменить его бесконтактным датчиком. Такая система, в отечественных автомобилях, впервые была применена в машинах ВАЗ, в частности ВАЗ 2108. Подобный принцип работы, когда коммутатор получает сигналы от специального узла, на ВАЗ 2108 реализован с использованием датчика Холла.

При рассмотрении вариантов, каким может быть устройство коммутатора, нельзя обойти вниманием развитие самой системы зажигания. Основной принцип, который реализуется при ее построении – повышение надежности и эффективности работы всей системы. Достигается это применением микропроцессорных систем, использующих показания многочисленных датчиков. Для работы с такими системами требуется, как минимум, двухканальный коммутатор, а в последнее время и отдельная катушка, и коммутатор на каждую свечу.
Такой подход – двухканальный коммутатор (в дальнейшем и многоканальный) позволяет обеспечить:

• более мощную искру;
• исключение потерь в трамблере;
• стабильный холостой ход;
• улучшенный пуск при пониженной температуре;
• снижение расхода топлива.

Стоит отметить, что двухканальный коммутатор позволяет избавиться от бегунка.

Как определить неисправность коммутатора зажигания

Введение в конструкцию автомобиля коммутатора зажигания, особенно на отечественных авто семейства ВАЗ, позволило повысить их надежность. И хотя первым серийным автомобилем с электронной системой зажигания был ВАЗ 2108, подобные устройства стали ставиться на многих других машинах, в первую очередь на классику. Однако использование такого достаточно сложного изделия привело к тому, что найти возникающую неисправность, а также проверить и отремонтировать коммутатор стало возможным по большей части только в условиях специализированных центров.
Внешними признаками, свидетельствующими, что появилась неисправность, могут быть:

1. двигатель не заводится, искры на свечах нет;
2. мотор заводится, но глохнет через несколько минут;
3. мотор работает неустойчиво, если коммутатор заменить на заведомо исправный, дефект устраняется.

Самый простой способ выявить неисправность и проверить коммутатор, как уже отмечено, – установить заведомо исправный. Из-за достаточно низкого качества коммутаторов, поступающих на комплектацию автомобилей семейства ВАЗ, в том числе и ВАЗ 2108, водителям приходится возить с собой дополнительные коммутаторы для замены отказавшего. Однако существует и косвенный принцип оценки, позволяющий проверить работоспособность изделия и выявить его неисправность.

Для этого можно воспользоваться показаниями вольтметра в комбинации прибора. Надо включить зажигание, при этом стрелка установится посередине шкалы, а немного погодя качнется вправо (из-за отключения питания катушки при неработающем двигателе). Такое поведение стрелки свидетельствует, что неисправность в коммутаторе отсутствует.
В том случае, когда вольтметра нет, чтобы проверить зажигание, потребуется контрольная лампа. Один ее конец присоединяется на массу, другой – к выходу катушки, соединенному с клеммой 1 коммутатора. Если включить зажигание, то при исправном коммутаторе через некоторое время лампа станет гореть ярче.

Однако, в некоторых случаях, неисправность зажигания не связана с отказом коммутатора. Надо проверить состояние проводов, в первую очередь контакт с массой и состояние разъемов. Также необходимо проверить датчик Холла.

Появление в конструкции автомобиля, в том числе и отечественного ВАЗ 2108, коммутатора напряжения, явилось закономерным результатом развития системы зажигания. Дальнейшим ее улучшением стало использование сначала двухканальных, а затем многоканальных коммутаторов для повышения эффективности работы.

Как сделать коммутатор? / Хабр

14-й и 15-й выпуски СДСМ, а параллельно с этим работа в мегаскейле стимулировала мой интерес к аппаратной начинке сетевых устройств.

Теперь стало любопытно, как выглядит процесс производства оборудования, и насколько российское импортозамещение соответствует представлениям СДСМ14.

По счастливой неслучайности мы всё ещё поддерживаем тесную связь с Артёмом Спицыным — ныне руководителем Московского офиса Элтекс Коммуникации. И он мне предложил новые вопросы привезти на Окружную 29В в Новосибирске.

Данная статья — продукт поездки на фабрику Элтекс и дальнейших размышлений.

И мы снова собрали доблестную четвёрку в поход на Элтекс: сетевой инженер Яндекса (Я), тестировщица из Plesk (наша Наташа), безработный, вернувшийся из кругосветки (Сергей, помогавший нам с CCIE за год), и студент СибГУТИ ИВТ (Миша).

Одна из вещей, которые изменились за 2,5 года — разрешили фотографировать. Поэтому часть фотографий в этой публикации предоставлена Элтекс — хорошего качества, а часть — в общем, извините.

Итак в декабре 2018-го Элтекс наконец-то запустил новый корпус. Буквально за неделю до нашего туда пришествия. Шума было много, запускали с апломбом. Пресса, министры, экскурсии.
На мой избалованный вкус дизайн исключительно утилитарный: стерильные лабиринты коридоров, однообразные кабинеты, рыжие столы-клоны, про которые уже и в прошлый раз было замечено. Однако на этом фоне особенно живо смотрятся логова конструкторов и железячников, усыпанные платами, сопротивлениями, чипами, осциллографами и прочей возбуждающей техникой.

---

Производственная линия

На втором этаже построили первую из трёх линий длиной метров в 200.
Это примерно десяток станков, выстроенных в ряд, между которыми по конвейеру путешествует плата, обрастая всё новыми и новыми деталями. Станки перемежаются участками с установленными вокруг конвейера столами, где трудятся обычные люди, выполняя работу, для которой мозг и противопоставленный палец обходится дешевле, чем бездушное азиатское железо.
Таким образом линия обеспечивает полный цикл производства продукта: в её начале въезжают голые печатные платы, а в конце выходит коробка с устройством, готовая к продаже или установке.

Давайте сначала взглянем на этапы производства, а потом разберёмся, какая исследовательская и разработческая работа этому предшествует.

Поверхностный монтаж

Первая стадия — это поверхностный монтаж SMD-компонентов (Surface Mounted Device) — чипы, резисторы, конденсаторы и прочие компоненты устанавливаются на свои места и припаиваются.

В первый станок с торца въезжает печатная плата с уже вытравленными дорожками и подготовленными посадочными площадками.

Станок наносит на плату смесь припоя с флюсом в соотношении 9:1. Чтобы смесь ложилась только на нужные точки, используется заранее подготовленный трафарет.

Далее плата с припоем передвигается в другой станок, где на неё в соответствии со схемой помещаются компоненты.

Резисторы, транзисторы, конденсаторы, чипы памяти, пакетные процессоры, CPU находятся на бобинах с лентами, закреплёнными на лицевой стороне станка.

Таких станка три, и установлены они один за другим — все физически идентичны, но имеют разную программу и оперируют разными компонентами. Если грубо, то хват настроен на разные размеры элементов.

Следующим станком является печь для запекания плат. Сначала они плавно прогреваются до 100 градусов, это выравнивает температуру компонентов и защищает их от термального шока на следующем шаге производства, когда температура резкого повышается до примерно 330°C на 5 минут. Допустимые температурные режимы указываются в спецификациях компонентов.

В завершение первой стадии происходит оптический анализ пайки. В автоматическом режиме каждая плата проверяется на предмет холодной пайки, повреждений и дефектов.

Штыревой монтаж

Дальше заканчивается изящество автоматизации. Платы попадают на растерзание в нежные женские (впрочем, не только) руки. В прошлый наш визит цех штыревого монтажа произвёл неизгладимое впечатление. К счастью этот благоухающий оазис с амазонками никуда не делся, просто в новом корпусе добавился конвейер.

На этой стадии на платы устанавливают в уже готовые отверстия элементы, имеющие штыри. К ним относятся, например, разъёмы питания, сетевые, кнопки, светодиоды.

Автоматизация такой работы всё ещё крайне невыгодна сравнительно мелкому производителю, поэтому как и прежде в Элтекс выполняют её люди. А поскольку мужчины (крайне слабо приспособленные к такой монотонной работе создания) совершают много ошибок, её поручают преимущественно женщинам (и не заводите разговор о сексизме — между полами исторически сложилась разница).

Дальше плата ещё раз попадает в печь, где волновым методом запаиваются установленные элементы.

Сначала здесь происходит нанесение флюса, далее как и при поверхностном монтаже в три этапа плата прогревается. А в самом конце станка — большой чан с жидким припоем и в чане ламинарная ходит волна. Волна слегка касается одной из сторон платы, и припой смачивает контактные площадки, а под действием капиллярного эффекта поднимается вверх по сквозным отверстиям, запаивая штыри.

Излишки припоя стекают обратно в чан. Температура — около 260°C.

На фото платы как раз устремлены в печь.

Линию выключили незадолго до нашего визита — станок ещё сохранил волнующее тепло, однако припой уже застыл.

Иллюстрация из статьи о волновой пайке

---

Прошивка

Все устройства далее проходят прошивку.

На фото её проходят ТВ-приставки.

---

Установка в корпус

Следующая стадия — это монтаж оставшихся элементов и корпуса.

Делается это вручную: человек в заранее изготовленный в Азии (или России) корпус монтирует едущую по линии плату.

---

Тестирование

На фотографии тестируют ТВ-приставки.

Довольно интересно выглядит тестирование оборудования Wi-Fi — на специальных столах установлены металлические ящики, изолирующие излучение, а соответственно и влияние соседних испытуемых, напичканные измерительной аппаратурой.

---

Упаковка

Последним шагом является упаковка готового устройства в защитные мешки, коробки и добавление аксессуаров: антенн, монтажных ушек, блоков питания, пультов итд. Занимается этим, конечно же человек. По линии к нему приезжает собранное устройство, а рядом в ящиках подвозят упаковочный материал.

Готовую продукцию увозят заказчику.

---

В конкретный момент времени линия настроена на определённое устройство: начиная с программ и трафаретов и заканчивая набором лент с компонентами.

Если нужно поменять конфигурацию, производство останавливается и полностью перенастраивается.

В новом корпусе предполагается крупносерийное производство — ТВ-приставки, коммутаторы, маршрутизаторы, VoIP-шлюзы и VoIP-телефоны — то, что сразу разъезжается сотням заказчиков разного калибра (Вопреки бытующим стереотипам — у Элтекса не один заказчик).
Старую же линию, на который мы были в прошлый раз, не демонтируют, разумеется — на ней будет мелкосерийное и экспериментальное производства — устройства, которые пока требуются штучно.

---

Но самый интересный вопрос не в том, как в азиатских станках платы обрастают азиатскими компонентами, а в том, откуда берутся программы для них, сами платы, трафареты.

До того, как запустить устройство в производство — его нужно разработать, начиная с бизнес-задачи и заканчивая 3D-симуляцией потоков воздуха внутри устройства и температурной картой.

Разработка печатной платы

В этот наш визит инженеры и архитекторы Элтекс оказались гораздо более общительны, чем два года назад. Я связываю это с тем, что за это время linkmeup вырос из никому неизвестного подкаста в проект, у которого есть даже свои личные ненавистники. Хотя вполне вероятно, потому что в прошлый раз это было четыре человека из Huawei, который как известно, везде своих казачков засылает, а теперь это Я — янедксоид, Наташа из Плеска, безработный Серёга, и студент Миша).

Поэтому инженеры Элтекс были открыты и с видимым удовольствием рассказывали о своей работе. А мы в свою очередь не упускали возможности задать вопрос.

Структурная схема

Всё начинается со структурной схемы. Это наиболее поверхностный взгляд на устройство/плату.

На такой схеме изображаются все элементы платы и логические связи между ними. Её задача дать представление о структуре устройства, роли отдельных частей и интерфейсах взаимодействия между ними без лишней детализации.

Так на иллюстрации ниже изображена структурная схема материнской платы обычного компьютера

Структурная схема материнской платы ASUS P5BW-MB.

Мы видим все её базовые элементы и связи между ними в самом общем виде.

В случае сетевого оборудования это будет CPU, память, чип коммутации (он же пакетный процессор, он же Forwarding Engine), PHY (до сих пор не определено, как произносить — «фи» или фаи” в Элтексе все склоняются ко второму варианту) итд.

Элтекс имеет несколько линеек оборудования от STB до модульных маршрутизаторов. В больших железках уровня оператора или ДЦ верны заветам Juniper и Forwarding Plane полностью отделён от Control, поэтому CPU не принимает участия в передаче данных, а берёт на себя интеллектуальные функции. Для коммутации же есть отдельный чип FE.

Об этом подробнее в 14-м выпуске СДСМ.
С другой стороны в SOHO-рутерах и ТВ-приставках используется SoC, которого вполне достаточно для функций, которые ожидают от устройства.

Каждый тип устройства имеет свою структурную схему.

Можно понизить уровень абстракции и вспомнить, что каждый микрочип сам имеет сложную структуру и соответствующие структурную и принципиальную схемы. В общем-то и разница между печатной платой и чипом в том, что в качестве подложки в одном случае используется текстолит с медными дорожками, а в другом — оксид кремния.

Принципиальная схема

После того, как определена структурная схема, пора приступать к выбору каждого конкретного компонента и разработке принципиальной схемы.

Это уже детализированная схема устройства с абсолютно всеми элементами, актуальным количеством контактов и их соединениями. Обычно это многостраничный документ, на котором схема разбита на множество частей.

Но это всё ещё логика работы — не разводка токопроводящих соединений на плате.

Вот пример небольшого кусочка принципиальной схемы материнской платы:

Часть принципиальной схемы той же материнской платы ASUS P5BW-MB.

А вот отрывок из приницпиальной схемы коммутатора MES1124M:

С какими-то из компонентов всё сравнительно просто. Грубо говоря, резисторы да конденсаторы подбираются по номиналу. Простые ASIC’и по своим функциям.

Однако, чем сложнее чип, тем больше возникает вопросов и компромиссов.

С одной стороны каждый поставщик реализует одни и те же механизмы по-своему. С другой набор поддерживаемых функций тоже у всех разный.

Наиболее сложным является, очевидно выбор процессоров — центрального и пакетного (FE). Причём последнего сложнее, потому что для CPU достаточно определить архитектуру, а дальше все производители делают ± одно и то же, а для FE вариации по поддерживаемой функциональности и языку общения с чипом не ограничены.

К тому же и производителей сейчас на рынке хватает:

• Серия Broadcom
• Marvell XPliant
• Barefoot Tofino
• Mellanox Spectrum
• Innovium Teralynx
• Даже Realtek

Для коммутаторов Элтекс не остановился на одном в роли FE, а использует Broadcom, Marvell и Realtek.

Как чип коммутации для свитча, так и SoC для какой-нибудь Wi-Fi-точки или STB является его сердцем, вокруг которого строится вся прочая обвязка.

Когда счёт идёт на сотни и тысячи ножек, разобраться в том, как чип работает, уже достойно научной работы. Поэтому производитель обычно поставляет какое-то экспериментальное устройство с этим чипом. Оно не должно быть гибким, компактным, энергосберегающим — его единственная роль — показать, как взаимодействовать с чипом (помимо тысяч страниц документации SDK).

А вендор сетевого оборудования после этого уже думает, как эти ноги пристроить на свои устройства.

Кстати, в качестве софта для домовых и Fixed-size железок используют этот самый SDK, предоставляемый производителем чипов. В некоторых случаях его допиливают, а порой отдают пользователю — как есть.

---

Таким образом на стадии завершения принципиальной схемы становится уже окончательно понятно, как устройство будет работать и какие компоненты использованы.

Разводка печатной платы

Следующая задача — расположить это всё на текстолитовой плате.

Современные платы многослойные — вплоть до 40 слоёв (что, скорее редкость, чем общая практика). Наращиваются на производстве они постепенно — сначала схема вытравливается на самом глубоком внутреннем слое, далее один за другим вытравливаются следующие и прессуются с имеющимися. Чем больше слоёв, тем меньше толщина каждой пластинки. Соответственно зависимость между числом слоёв и толщиной платы — нелинейная.

В простейшем случае — слой один. В простом случае — их четыре, и они разделены функционально: сигнальные, электропитание, заземление. В сложных платах, как например, для коммутаторов — это ещё и возможность многократно увеличить доступную для проводников площадь без фактического увеличения размеров, а также избежать индукции между соседними дорожками на одном слое, проходящими рядом друг с другом.

Пример четырёхслойной платы: заметно на просвет, как на разных слоях отличаются токопроводящие дорожки и заливка заземления.

Естественно, разные слои должны взаимодействовать друг с другом, то есть иметь металлический контакт, поэтому в нужных местах слои высверливаются на необходимую глубину (до какого слоя нужно добуриться). Если диаметр больше 0,2 мм, используется обычное сверло, при меньших значениях — уже лазер.

Далее это отверстие металлизируется.

На фото я выделил то, как такие переходные отверстия выглядят на плате.

Переходные отверстия.

3D-модель многослойной платы и реализации переходных отверстий.

Срез всамделишной платы в месте переходного отверстия.

Любопытный момент (который, кстати, возникает тут на каждом шагу) — если через переходное отверстие проходит высокоскоростной сигнал (10GE), допустим с верхнего слоя и «ныряет» на внутренний, то остается неиспользуемая часть отверстия между этим внутренним и нижним слоями. Так скажем паразитная (stub) часть переходного отверстия. Чтобы от нее избавиться с обратной стороны платы такие переходные отверстия высверливаются большим сверлом на определенную глубину до необходимого внутреннего слоя.

Любопытный момент (которые, кстати, возникают тут на каждом шагу) — если оставить такое переходное отверстие, как есть, то высокоскоростной сигнал (10GE), ныряя с верхнего слоя на внутренний, будет отражаться от паразитной части (stub), и могут возникать помехи передаваться помехи, ухудшающие работу платы вплоть до полной неисправности.

Одно из возможных решений этой проблемы, которое использует Элтекс, — технология backdrilling. С противоположной стороны сверлится встречное отверстие большего диаметра. В этом случае сигнал не отражается, а проходит насквозь.

Естественным образом, получается, что в месте такого переходного отверстия ни на одном из слоёв не может пролегать дорожка.

Однако общая рекомендация — избегать переходных отверстий, насколько это возможно, тем более для высокочастотных сигналов.

До недавних пор у меня были иллюзии, что трассировки дорожек на печатных платах уже давно делаются автоматическим методом. Сложно было представить, что километры тончайших дорожек рисуются руками.

Но сначала в подкасте про виртуализацию Господин Инженер, далеко углубившись в железо, тоном не терпящим возражений сообщил что сейчас ни один продукт не умеет в адекватную автотрассировку, а теперь и Элтекс стал примером, подтверждающим это утверждение.

Хуже того изначально нет даже библиотеки чипов, которые можно было бы накидать на рабочее пространство и соединять их дорожками. В спецификации чипов указывается схема расположения контактных площадок, которая вручную воссоздаётся в проекте.

И если, к примеру, чип имеет 1200 контактов, то и сами контакты и дорожки от каждого рисуются вручную.

В целом современные платформы для разработки платы функциональность автотрассировок имеют, только для их адекватной работы, необходимо задавать сотни правил в случае более или менее сложной схемы.

Часть из них достаточно простые:

• Ширина токопроводящих дорожек. Тут море нюансов. Но универсальные правила следуют из закона Ома: чем ниже сечение, тем выше сопротивление и больше падение напряжение, а соответственно и нагрев.
• Ширина зазора. При наличии разных потенциалов в двух проводниках даже диэлектрик может стать проводником. И тем вероятнее, чем проводники ближе.
  Таким образом ширина дорожек и зазоров — это компромисс между рисками и эффективностью.
  Кстати, здесь есть тонкий момент: в то время как вся (нет) Россия использует миллиметры для расчётов размеров, Китай (и не он один) считает в милах.
  Mille — тысячная доля дюйма или, соответственно, 0.0254 мм.
  Вот где нас подстерегла имперская система мер, словно 8 измерений, затаившихся внутри элементарных частиц (интересно, успею ли я при жизни пожалеть об этой вере).
  Поэтому совершенно типичны ситуации, когда при работе с китайскими производителями приходится пересчитывать из одной системы в другую. Удобно. Так в своё время греки переводили числа в вавилонскую систему, потому что в ней удобно было считать, а потом обратно в греческую — потому что так принято.
  

А другая часть менее очевидна.

• Не рекомендуется делать повороты дорожек под углом 90 градусов — правильнее под 45 или закруглять по радиусу.

  В противном случае ток распространяется неравномерно. При больших токах это может вызывать локальные перегревы и выгорания дорожки.

  В случае когда имеем дело с высокоскоростным сигналом необходимо максимально плавно прокинуть сигнал на плате для уменьшения его затухания и здесь не допускается поворот даже под 45 градусов — только скругления.

  Элтекс использует радиус загиба на глаз, чего более чем достаточно.

• На некоторых участках требуется, чтобы длина проводников была одинаковой.
  Одним из примеров будет подключение оперативной памяти.

  Другим — дифференциальные пары, соединяющие высокоскоростной порт (10GE) с чипом PHY. В этом методе сигнал передаётся по двум проводникам, но по одному из них в инвертированном виде (с другим знаком). Приёмник сравнивает два сигнала, полученных разным путём, а не сигнал одного провода с землёй. В этом случае электромагнитные помехи влияют одновременно на два провода, что повышает устойчивость, которая очень важна на таких скоростях.

  Очевидно, для того чтобы на приёмнике был один и тот же сигнал, сигнал этот должен прийти одновременно, соответственно и длина проводников должна быть одинаковой.

  
  CPU+DDR платы MES1124M.

  
  Плата, ты просто космос!

  Этим объясняются подчас странные формы дорожек на платах. Это не что иное, как выравнивание длин проводников между собой.

  
  Дорожки, связывающие процессор и оперативную память

  Необходимость в этом имелась всегда.

  
  Векторный суперкомпьютер CRAY-1.
  

Не только траектории каждой из тысяч дорожек определяются вручную, но и все переходные отверстия, скругления, контроль одинаковости длины проводников там где это требуется (Читай ниже про дифференциальные пары).

Павел Бомбизов, инженер-конструктор Элтекс, показал, как выделить дорожки, посмотреть их длину и сравнить с длиной её пары, как выбрать стык и сгладить его по радиусу, как создать контактные площадки чипов в виде равномерного массива точек.

Новые корпуса компонентов действительно необходимо рисовать вручную. В документации на чип производителем указывается схема расположения контактных площадок, их размеры и прочая информация, которую нужно перерисовать в библиотечный компонент. Порой это сделать не так-то просто поскольку количество контактов микросхемы может достигать нескольких тысяч, и здесь главное — не ошибиться с их расположением и обозначением.

Однако далее однажды нарисованный компонент вносится в библиотеку, и в будущем его можно будет просто переносить на рабочее пространство.

То есть рисуются только новые компоненты, не использовавшиеся в проектах ранее. Основная часть компонентов либо уже нарисована ранее, либо имеется в стандартной библиотеке компонентов, встроенной в САПР.

Марвеловский чип PHY с обратной стороны — для оценки числа контактов, которые нужно правильно нарисовать.

Во время экскурсии было не очень понятно, почему Элтекс делает вручную выравнивания и загибы. Софт для разводки плат уже очень давно умеет как минимум в сравнение длины проводников, выравнивание, задание параметров кривизны. Но позднее Элтекс дал комментарии.
Выравнивание сигналов делается автоматом, но бывает проще и быстрее сделать это вручную. Всё зависит от конкретного случая.

Например, память, которая на фото Дорожки, связывающие процессор и оперативную память” разведена автоматом, вручную так нарисовать проблематично.
А вот диффпары на картинке Плата, ты просто космос!” выровнены вручную, причем здесь необходимо выровнять лишь одну и скопировать выравнивание на все остальные.

То есть проектирование плат — всё ещё колоссальный труд, который требует от конструктора предельной аккуратности и сосредоточенности внимания.

По словам Павла на разводку одной платы уходит от месяца. Если это коммутатор с четырёхслойной платой — около одного месяца. А например, MES9032, имеющий 20 слоев, множество нюансов и требующий решения многих конструктивных задач, может потребовать более полугода).

Последним шагом при проектировании платы является шелкография — расстановка позиционных обозначений компонентов, подписей разъемов, интерфейсов ввода-вывода итд.

Это не только обязательное требование при промышленной разработке плат, но и своего рода «комментарии к коду»:
Как использовать плату, как установить компонент, где плюс/минус питания, что показывает индикатор, даже как расположить плату в устройстве (например, гиродатчик, для которого важно расположение осей).

На этом этапе уже есть полное понимание того, как плата будет выглядеть и какие компоненты где на ней будут стоять.

Однако разработка устройства на этом ещё не закончена. Даже печатную плату ещё нельзя отправлять в производство, потому что по результатам следующего шага могут потребоваться ещё изменения.

---

Расчёт корпуса и системы вентиляции

Далее (на самом деле параллельно) проект передаётся конструкторам корпуса и системы вентиляции. Очевидно, это связанные вещи, поэтому и занимается ими один человек (или отдел).
На этом этапе в SolidWorks импортируются результаты предыдущего этапа.

С точки зрения формы корпуса важно знать размеры платы, расположение портов, индикаторов, кнопок, выводы антенн И так далее.

С точки зрения системы вентиляции — количество тепла, выделяемого компонентами, их размер и местоположение.

Теперь строится трёхмерная модель устройства вместе с корпусом и внутренней набивкой.
Исходя из тепловыделения, предполагаемых потоков воздуха и опыта, конструктор располагает отверстия вентиляции, радиаторы и перегородки и запускает расчёт.

Но прежде всего модель в значительной степени упрощается. Убираются:

• Многослойность платы
• Дорожки
• Переходные отверстия
• Монтажные отверстия
• Компоненты, выделяющие пренебрежимо мало тепла и не влияющие на потоки воздуха
• Сами компоненты тоже упрощаются вплоть до параллелепипедов.

Упрощенная модель MES1124M.

Температурная карта, направления потоков воздуха, их скорость и всё это для разных временных интервалов вычисляются достаточно продолжительное время. Для простого коммутатора или STB на околотоповой видеокарте это занимает несколько часов. А для модульного маршрутизатора ME5000 — 2 недели.

К сожалению, изумительной красоты результаты расчётов с траекториями потоков воздуха и температурными картами, возбуждающие живой интерес любого инженера, опубликовать не разрешили.

Увы, у Элтекса пока нет достаточной потребности в вычислительном кластере, поэтому трудится на благо заказчика десктоп конструктора. Забыл спросить, а не было бы удобнее здесь обратиться к публичным облакам — каждый уважающий себя провайдер уже имеет ферму с GPU (или планирует).

На основе первых результатов конструктор пробует различные конфигурации радиаторов, перегородок, вентиляторов и отверстий в рамках имеющихся ограничений.

Не всегда это удаётся, поэтому в некоторых случаях приходится возвращать проект на шаг назад и пересматривать расположение элементов и даже их модели.

Этот итеративный процесс продолжается до тех пор, пока расчёты не будут показывать стабильный температурный режим.

Разумеется, система охлаждения — это одно из компромиссных решений между энергоэффективностью и номинальным температурным режимом работы.

Например, в ТВ-приставках кулер будет смотреться неуместно. В то же время никто не ожидает от пятнадцатиюнитового шасси пассивного охлаждения. Кстати в нём стоят 6 вот таких вентиляторов, каждый из которых при максимальной скорости отрывается от поверхности стола:

Хочется тут вспомнить Яндекс, который благодаря грамотному планированию потоков воздуха в серверах (не только этому, конечно) добился в своих ДЦ фрикулинга и PUE близкого к единице.

Ну а потом наступает этап проверки теории практикой. До серийного производства корпуса в самом Элтексе печатается на 3д-принтере пробный вариант, в него помещается опытный образец платы. И далее устройство подвергается многочисленным тестам.

Здесь можно обнаружить нестыковки корпуса с платой, ошибки в расположении элементов, удобство использования, а самое главное измерить реальную температуру чипов и на разных участках платы, выяснив насколько модель соответствует реальности.

По словам сотрудников Элтекс в большинстве случаев никаких отклонений не обнаруживается. Однако если тесты не прошли, модель приходится корректировать — либо чего-то не учли, либо во входные данные вкралась ошибка, например, неправильно ввели тепловыделение чипа.

Что же до модели, то как всегда — она компромисс между близостью её к реальности и эффективностью расчётов. Моделируемый объект нужно упростить настолько, насколько это возможно, но не больше.

---

Когда испытания пройдены, корпус утверждён, устройство работает исправно, оно пускается в серию.

3д-модель MES1124M в корпусе.

Пластиковые корпуса изготовляются преимущественно в Китае. Металл гнуть и у нас, кажется, умеют, хотя и не всегда, как рассказывает Элтекс.

Многослойные платы производят так же в Азии, хотя есть и у нас в России заводы. Такой выбор обусловлен рядом причин. Например, возможности техпроцесса: переходные отверстия 0,1 мм наши пока делать не умеют. Стабильность продукта и предсказуемое время поставки — другие причины. Ну и никуда не деть того факта, что производство в Азии всё ещё дешевле, чем в России.

Вся рассыпуха и микрочипы — тоже оттуда.

Ну а компонуется это всё уже на сборочной линии в Новосибирске.

Для этого создаются:

• сборочный чертеж на плату,
• трафареты для нанесения паяльной пасты на станке,
• программа для установщика компонентов: что, как и куда устанавливать

Это всё ожидаемо делают те же ребята, что и занимаются разработкой.

---

Так выглядит печатная плата, изготовленная в Китае.

Плата коммутатора MES1124M. На ней я отметил ключевые компоненты: CPU и память, чипы FE и PHY, Downlink и Uplink порты, и что интересно — трансформаторы. Их роль здесь — изолировать цепи контактов разъёма от остальных цепей коммутатора и корпуса и, как следствие защитить дорогостоящие чипы PHY и чипы пакетной коммутации.

Изоляция в 1500 VAC — это минимальное требование стандарта IEEE802.3, поэтому при попадании 220 VAC на порт (например, через витую пару при повреждении изоляции кабеля), ничего не сгорит — 220 VAC не сможет пробить.

Однако трансформатор не может защитить от электростатического разряда, так как разряд с первичной стороны трансформатора наводится на цепи на вторичной стороне. Защита от электростатики выполняется другими средствами.

---

Что же до импортозамещения, увы, приходится признать, что дальше разводки печатных плат и сборки/пайки готового устройства, мы так и не зашли. Все микрочипы всё ещё закупаются в Азии.
У Элтекса был (да и есть) опыт с Байкалами в качестве центральных процессоров. Взаимодействие с экспертами Baikal Electronics ведётся при создании оборудования для госорганов.

Однако с пакетными процессорами (FE) ситуация не изменилась — всё ещё не умеем. И, насколько мне известно, не пробуем. Элтекс говорит, что я ошибаюсь, но без деталей, увы. Если, конечно, речь не о чипах Миландра, которые безусловно любопытны, но всё-таки далеки от bleeding edge.

Кроме того в этот раз нам представилась возможность второй раз поговорить с Александром Евгеньевичем Моховым — начальником лаборатории Ethernet Technology. Из-под его рук в некотором смысле выходят коммутаторы серии MES и маршрутизаторов ME5000.

В прошлый раз мы были лазутчиками из Huawei, о которых не предупредили заранее. А теперь и визит заранее согласовали, и гости из понятных мест. Поэтому вместо недоверчивых аккуратных фраз получился приватный разговор, из которого стало ясно, что в целом Элтекс следует лучшим практикам при строительстве модульных устройств.

Пожалуй, по существу здесь добавить нечего.

---

Полезные ссылки

---

Заключение

С точки зрения техники экскурсия вышла превосходной. Лично мне было интересно окунуться в процессы, к тому же это заставило меня и самого немного почитать на эту тему. Несколько вещей стали настоящими открытиями, другие просто расставили всё по местам.

Несмотря на неоднозначное отношение как инженеров операторов, так и обычных пользователей к Элтексу, я рад, что у нас есть люди, которые способны создавать такие вещи, создают их, и не боятся о них рассказывать.

За это время модульный маршрутизатор вышел из стадии разработки и трудится на сети неназванного заказчика. Если есть счастливые инженеры, эксплуатирующие их, пишите комментарии.

По словам отдела маркетинга Элтекс на сегодняшний день поставки их оборудования, помимо России, осуществляются в страны СНГ, Европы, Ближнего Востока, Северной и Южной Америки, Юго-Восточной Азии. Наибольшим спросом на зарубежном рынке пользуется оборудование широкополосного доступа для операторов связи.

Что ж, желаем нашему производителю активной и результативной экспансии на международный рынок — только там здоровая конкуренция бросает настоящие вызовы.

Если вы приносите в сетевой мир что-то новое и вам есть, что показать и рассказать, то мы с удовольствием наведаемся и к вам в гости.

---

Спасибы

• Мария Мищенко — маркетолог Элтекс и наш гид.
• Артём Спицын — руководитель московского офиса Элтекс Коммуникации и инициатор экскурсии.
• Павел Бомбизов — инженер-конструктор Элтекс (проектирование плат)
• Алексей Филон — инженер-конструктор Элтекс (проектирование корпусов и системы вентиляции)
• Сергей Игонин — начальник участка SMD Элтекс (производственная линия)
• Вячеслав Горбач — инженер-программист Элтекс (лаборатория Hardware, рассказ про использование SDK для SoC)
• Александр Мохов — начальник лаборатории Ethernet Technоlogy Элтекс (разработка сетевого оборудования и взаимодействие с производителями чипов)
• Роман Гурьев — инженер-электронщик (за исправление неточностей)
• Дмитрий Булыгин — инженер связи (за знакомство с Артёмом и замечания по читаемости текста)
• Сергей Луньков — сетевой инженер (за компанию)
• Наталья Асташенко — тестировщик (за компанию и поправки к статье)
• Михаил Пуртов — студент (за компанию)
• Павел Остапенко — инженер связи (за несделанные фото и поправки к статье)

что это такое? Схема коммутатора, управление и неисправности

В различных технических текстах можно встретить термин «коммутатор». Что это такое? В самом общем смысле – это устройство для переключения электрических цепей (сигналов), которое может быть электронным, электронно-лучевым или электромеханическим.

В узком смысле так обычно называют коммутатор зажигания, которым оснащаются любые транспортные средства с бензиновыми двигателями. Этой разновидности коммутаторов, в основном автомобильных, и посвящена данная статья.

Предыстория систем зажигания

Как известно, в каждом цикле работы бензинового двигателя внутреннего сгорания существует этап приготовления топливно-воздушной горючей смеси и этап ее сгорания. Но чтобы смесь сгорела, ее нужно чем-то поджечь.

Первым решением, применявшимся в самых ранних автомобильных ДВС, было зажигание смеси от калильной трубки, вставленной в цилиндр и разогреваемой предварительно перед запуском двигателя. При его работе температура этой трубки постоянно поддерживалась за счет сгорающей в каждом цикле работы смеси.

Интересно, что система искрового зажигания от магнето применялась параллельно с калильным зажиганием автодвигателей, но поначалу только для промышленных газовых ДВС. Этот принцип был быстро перенят и автопроизводителями, а после изобретения Р. Бошем в 1902 году привычной свечи зажигания искровая система стала общепринятой.

Принцип искрового зажигания

В настоящее время наиболее распространена батарейная система зажигания, содержащая источник тока в виде автомобильного аккумулятора при пуске и автомобильного генератора при работающем двигателе, катушку зажигания, представляющую собой трансформатор с высоковольтной вторичной обмоткой, к которой присоединена искрообразующая свеча зажигания, а также распределитель (коммутатор) зажигания. Работа коммутатора заключается в периодическом прерывании цепи тока первичной обмотки катушки зажигания. При каждом таком прерывании тока его магнитное поле, существующее в точках пространства, занятых проводами вторичной обмотки катушки зажигания, очень быстро уменьшается. При этом в соответствии с законом электромагнитной индукции в тех же точках пространства возникает весьма большое вихревое электрическое поле, напряженность которого создает высокую (до 25 кВ) ЭДС во вторичной обмотке катушки зажигания, разорванной электродами свечи. Напряжение между ними быстро достигает величины, достаточной для пробоя воздушного промежутка, и тогда проскакивает электрическая искра, поджигающая топливно-воздушную смесь.

Что коммутируется в системе зажигания?

Итак, автомобильный коммутатор. Что это такое и зачем он нужен? Коротко говоря, это устройство, задачей которого является разрыв цепи тока в первичной обмотке катушки зажигания в наиболее выгодный для этого момент.

В четырехтактном ДВС этот момент наступает в конце такта сжатия (2-го такта работы ДВС), незадолго до достижения поршнем так называемой верхней мертвой точки (ВМТ), в которой расстояние от любой точки поршня до оси вращения коленвала ДВС является максимальным. Поскольку коленвал совершает круговое вращательное движение, то момент прерывания тока привязывают к некоторому его положению перед достижением им и поршнем положения ВМТ. Угол между этим положением коленвала и вертикальной плоскостью называют углом опережения зажигания. Он варьируется в диапазоне от 1 до 30 градусов.

Учитывая историю, на вопрос: «Автомобильный коммутатор: что это такое?» – следует отвечать, что это сначала механический, а позже, по мере развития техники, электронный прерыватель тока в катушке зажигания.

Механический предшественник коммутатора зажигания

Собственно, коммутатором это устройство стали называть лишь в последние годы, после того как оно стало полностью электронным. А прежде, начиная с 1910 года, когда на автомобилях «кадиллак» впервые появилась автоматическая система зажигания, его функцию наряду с другими задачами выполнял прерыватель-распределитель (трамблер). Такая двойственность наименования возникла из-за двоякой функции его в системе зажигания. С одной стороны, ток в первичной обмотке катушки зажигания нужно прерывать – отсюда возникает «прерыватель». С другой стороны, напряжение высоковольтной обмотки катушки зажигания нужно поочередно распределять по свечам всех цилиндров, причем с нужным углом опережения. Отсюда вторая половина названия – «распределитель».

Как работали трамблеры?

Прерыватель-распределитель имеет приводимый во вращение от коленвала внутренний вал, на котором закреплен диэлектрический ротор-бегунок с вращающейся токоразносной пластиной на его торце. По пластине скользит подпружиненная угольная щетка, соединенная с высоковольтным центральным контактом в крышке распределителя, который, в свою очередь, соединен с вторичной обмоткой катушки зажигания. Токоразносная пластина периодически приближается к расположенным в крышке трамблера контактам высоковольтных проводов, идущих к свечам цилиндров. В этот момент во вторичной обмотке катушки возникает высокое напряжение, которое пробивает два воздушных промежутка: между токоразностной пластиной и контактом провода к данной свече и между электродами свечи.

На том же валу установлены кулачки, число которых равно числу цилиндров, а выступы каждого кулачка размыкают одновременно с подключением конкретной свечи контакты прерывателя тока, включенные в цепь первичной обмотки катушки зажигания.

Чтобы между контактами прерывателя не возникало искры при размыкании, параллельно им подключен конденсатор большой емкости. При размыкании контактов прерывателя ЭДС индукции в первичной обмотке вызывает ток заряда конденсатора, но вследствие его большой емкости напряжение на нем, а следовательно и между разомкнутыми контактами, не достигает величины пробоя воздуха.

А как же с углом опережения?

Как известно, при уменьшении частоты вращения коленвала смесь в цилиндрах нужно поджигать в такте ее сжатия попозже, прямо перед самой ВМТ, т.е. угол опережения зажигания следует уменьшать. Наоборот, при увеличении частоты вращения смесь в такте сжатия нужно поджигать пораньше, т.е. угол опережения увеличивать. В трамблерах эту функцию выполнял центробежный регулятор, механически связанный с кулачками прерывателя тока. Он поворачивал их на валу распределителя таким образом, чтобы они пораньше или попозже в такте сжатия смеси размыкали контакты прерывателя.

Изменять угол опережения необходимо и при неизменной частоте, когда меняется нагрузка на двигатель. Эту работу выполняло специальное устройство – вакуумный регулятор зажигания.

Появление первых коммутаторов

К концу 70-х годов прошлого века стало ясно, что самым слабым узлом трамблера являются контакты прерывателя, через которые протекал полный ток первичной обмотки. Они постоянно подгорали и выходили из строя. Поэтому первым решением стала специальная электронная схема коммутатора для прерывания тока в катушке. В ее входную слаботочную цепь включались провода от выводов традиционного контактного прерывателя трамблера. Однако теперь его контакты прерывали не полный ток катушки зажигания, а небольшой ток во входной цепи коммутатора.

Собственно же электронный коммутатор был конструктивно выполнен в отдельном блоке и подключался (по желанию водителя) к классическому трамблеру. Такая система зажигания получила название контактной электронной. Она была весьма популярной в 80-е годы прошлого века. И в наше время еще можно встретить оснащенные ею автомобили.

Схема коммутатора контактной электронной системы собиралась на транзисторах.

Следующий шаг – отказ от контактного прерывателя

Контактный прерыватель тока даже в слаботочном варианте, применяемом в контактной электронной системе зажигания, оставался весьма ненадежным узлом. Поэтому автомобилестроители предпринимали немалые усилия для его исключения. Эти усилия увенчались успехом после создания бесконтактного датчика-распределителя на основе датчика Холла.

Теперь вместо нескольких кулачков на валу распределителя стали устанавливать цилиндрический полый экран с прорезями и шторками между ними, причем число шторок и прорезей равно числу цилиндров двигателя. Шторки и прорези экрана движутся в магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом, мимо миниатюрного датчика Холла. Пока мимо него движется шторка экрана, выходное напряжение датчика Холла отсутствует. Когда же шторка сменяется прорезью, с датчика Холла электронной схемой снимается фронт импульса напряжения, свидетельствующий о необходимости прервать ток в первичной обмотке катушки зажигания. Этот импульс напряжения передается по проводам в блок коммутатора тока в катушке зажигания, где он предварительно усиливается и далее используется для управления основным силовым коммутирующим каскадом.

Другим вариантом бесконтактного датчика-распределителя является узел с оптическим датчиком, у которого вместо датчика Холла используется фототранзистор, а вместо постоянного магнита – светодиод. Оптический датчик имеет такой же вращающийся экран с прорезями и шторками.

Появление коммутатора как такового

Итак, в бесконтактной системе зажигания вместо одного контактного трамблера появились два отдельных узла: бесконтактный (но только по низкому напряжению) датчик-распределитель и электронный коммутатор. Функцию же распределения высоковольтного напряжения по свечам зажигания в датчике-распределителе по-прежнему выполняет механический ротор-бегунок с токоразносной пластиной.

А как же с регулированием угла зажигания? Эти задачи по-прежнему выполняют центробежный и вакуумный регуляторы в составе датчика-распределителя. Первый из них теперь поворачивает на валу не кулачки, а сдвигает шторки экрана, изменяя тем самым угол зажигания. Вакуумный же регулятор имеет возможность сдвигать датчик Холла с его опорной пластиной, также регулируя данный угол.

Учитывая вышеизложенное, на вопрос: «Современный автомобильный коммутатор: что это такое?» – следует давать ответ, что это конструктивно обособленный электронный блок бесконтактной системы зажигания.

Отказ от распределения высокого напряжения

Дольше всего в коммутаторе сохранялся механический распределитель высоковольтного напряжения по свечам цилиндров. Самое интересное, что этот узел был достаточно надежен и не вызывал больших нареканий. Однако время не стоит на месте, и в начале нашего столетия схема подключения коммутатора претерпела очередные крупные изменения.

В современных автомобилях вообще отсутствует распределение высоковольтного напряжения от одной катушки по разным свечам. Наоборот, в них «размножились» сами катушки и стали принадлежностью свечи каждого цилиндра. Теперь вместо контактной коммутации свечей по высокому напряжению выполняется бесконтактная коммутация их катушек по низкому напряжению. Конечно, это усложняет схему коммутатора, но и возможности современной схемотехники гораздо шире.

В современных автомобилях с инжекторными двигателями управление коммутатором осуществляет либо автономный блок управления двигателем, либо бортовой компьютер автомобиля. Эти устройства управления анализируют не только скорость вращения коленвала, но множество других параметров, характеризующих топливо и охлаждающую жидкость, температуру различных узлов и окружающей среды. На основании их анализа в режиме реального времени меняются и настройки угла опережения зажигания.

Неисправности коммутатора

Наиболее часто встречающейся неисправностью механического трамблера является подгорание его контактов: как подвижных, так и высоковольтных контактов свечей. Чтобы этого не случилось (по крайней мере, не слишком быстро), нужно регулярно осматривать их, и если на них образовался нагар, то его следует снять надфилем или мелкой шкуркой.

Если вышел из строя конденсатор, включенный параллельно контактам прерывателя, или резистор в цепи центрального высоковольтного электрода, то их можно заменить.

Неисправности коммутатора электронного, вызванные выходом из строя усилителя импульсов датчика Холла или коммутатора тока катушки, обычно не подлежат устранению, так как такой коммутатор является неразборным. В этом случае, как правило, неисправный блок просто заменяется новым.

Как проверить коммутатор?

Если обороты двигателя на холостом ходу «плавают», или он глохнет на ходу, или вообще не запускается, то следует проверить наличие искры на подключенных к распределителю зажигания с датчиком Холла свечах. Для этого нужно выкрутить их, надеть наконечники бронепроводов, положить свечи на «массу» и «крутануть» коленвал стартером. Если искры нет или она слабая, нужно переходить к коммутатору.

Но как проверить коммутатор? Следует включить зажигание и оценить, как отклоняется стрелка вольтметра. Если коммутатор исправен, то она должна отклоняться в два этапа. Сначала стрелка занимает некоторое промежуточное положение, в котором остается 2-3 секунды, а затем переходит в конечное (штатное) положение. Если стрелка сразу занимает конечное положение, то можно пробовать заменять коммутатор.

Подключение коммутатора

Как подключить коммутатор к бесконтактной системе зажигания? Следует помнить, что его клеммная колодка подключается двумя проводами к клеммам «Б» и «К» катушки зажигания, трехпроводным жгутом с разъемом – к датчику Холла на датчике-распределителе и одним проводом – к «массе». С выводом «+» аккумулятора схема коммутатора соединяется на клемме «Б» катушки.

Есть ли какой-либо “случай переключения” в спецификации вариантов использования UML?

Переполнение стека

1. Товары
2. Клиенты
3. Случаи использования

1. Переполнение стека Публичные вопросы и ответы
2. Команды Частные вопросы и ответы для вашей команды
3. предприятие Частные вопросы и ответы для вашего предприятия
4. работы Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
5. Талант Нанимать технический талант
6. реклама Связаться с разработчиками по всему миру

,