(проект "1 искра в 1 цилиндр, как у взрослых")

1. Цель проекта

2. Реализация проекта

3. Особенности реализации и трудности

4. Подведение итогов.

5. Новости 2010 года.

1. Целью данного проекта было выяснить, можно ли полностью устранить все недостатки в штатной, достаточно экзотической, схеме зажигания автомобиля ВАЗ-11113 "Ока".

Как известно, двигатель "Оки" имеет 2 цилиндра, и поэтому конструкторы реализовали наиболее дешевую в производстве, 2-х искровую систему зажигания, как у некоторых мотоциклов.


Саму по себе идею того, что смесь поджигается искрой высокого напряжения, проходящего на своём пути ещё один такой же, но "нерабочий" промежуток в свече цилиндра, работающего на выпуск, изначально порочной назвать нельзя - но неприятности кроятся в деталях.

Дело в том, что средняя точка двух искровых промежутков (корпус блока цилиндров) - в этой схеме не связана ни с чем. У имеющей 2 высоковольтных вывода катушки зажигания "Оки" внутри высоковольтная часть не связана с массой нигде. К сожалению, и даже из моего личного опыта известно, что при такой схеме включения - распределение напряжений на искровых промежутках имеет случайный характер. То есть, какое именно точно напряжение будет на рабочей свече, предугадать невозможно. На него, например, будут в очень большой степени влиять токи утечки на корпус от каждого из 2 высоковольтных проводов, (и отдельных участков высоковольтной обмотки внутри катушки), ёмкостный ток - ведь, как известно, напряжение там импульсное, а точно сделать идентичным ёмкостное сопротивление обоих выводов катушки нереально. Но и это ещё не всё.

Как известно из физики же, условия электрического пробоя в "рабочем" (в данный момент) цилиндре много хуже, чем в "нерабочем": в "рабочем" газ сжат до 10 атмосфер, более холоден и имеет капельные включения не проводящей ток жидкости - бензина. А высокое напряжение-то - одно на двоих!

Т.о, если для бесполезной искры "нерабочем" цилиндре хватило бы и меньшего напряжения, скажем, в момент пуска двигателя на посаженной батарее, то для "полезной" искры его уже может и не хватить! И мы все, Окаводы, прекрасно знаем, что именно так и обстоят дела, особенно зимой.

Побочным негативным моментом, обычно не мешающим (всё сдыхает в самый неподходящий момент), является то, что двухискровые катушки зажигания очень трудно сделать с качественной и полной изоляцией высоковольтной части от низковольтной. А маслонаполненной такую катушку не делают из-за конструктивных трудностей. Залитые же пластмассой - пробивает при первом удобном случае, кроме того, пластмасса ещё и поглощает воду при сырой погоде. Двухискровые катушки малонадёжны, и это - факт.

В заключение рассмотрения недостатков, можно отметить то, что двухискровая система является источником очень неприятного явления - выстрелов в глушителе - в том случае, когда неподожженная по каким-то причинам рабочая смесь вытесняется в приёмный коллектор ходом поршня, и поджигается из камеры сгорания "нерабочей" искрой при открытых выпускных клапанах. Условия искрообразования-то при не сжатом газе - гораздо легче!

Нельзя сказать, что эти недостатки не были замечены раньше и их не пытались как-то решить. Например, покрывая катушку в несколько слоёв силиконом :).

Из реально работавших способов отмечу 3:

1. Установка штатного трамблёра от ВАЗ-2108, именно трамблёра с высоковольтным распределением зажигания (бегунком), 1 катушки от него же, 1 коммутатора и либо отрезанием двух из четырёх шторок в датчике момента искрообразования, либо приматыванием двух ненужных свечей куда-то сбоку мотора (оставлять высоковольтные выводы без разряда чревато пробоем внутри катушки).

2. Установка комбинированного импортного (или отечественного - от инжекторов) двухискрового высоковольтного блока коммутатор-катушка "всё в одном"

3. Установка двух маслонаполненных катушек зажигания от 2108, двух коммутаторов, и запараллеливание их входов на один штатный вывод датчика момента искрообразования по известной схеме:

http://www.oka-club.ru/tuning/modzag.htm

Практика показала, что все эти способы дают заметное улучшение работы двигателя. Особенно 1 и 3-й способы - при работе двигателя на холостом ходу. Но не свободны от недостатков.

Первый способ добавляет в систему фактор ненадёжности в виде высоковольтного распределителя и лишних высоковольтных проводов.

Второй фактически, - всего лишь попытка найти более качественные комплектующие двухискровой системы.

Третий - хорош всем, но не решает проблемы "лишней" искры в нерабочем цилиндре, и эквивалентен езде с включенными габаритами в плане потребления энергии бензина ещё одной катушкой зажигания.

В связи со всем этим, возникла мысль оставить в штатном датчике искрообразования (ДМИ) всего одну шторку, но поставить 2 датчика холла, разнесённых на 180 градусов, полностью продублировав т.о. каналы зажигания на каждый из цилиндров. Т,е, это разновидность 3-го варианта переделки, но с индивидуальными датчиками холла для каждого из каналов.

Что это даёт?

Имеем нормальную, одноискровую схему зажигания без всякой стрельбы в глушитель. Штатную, высоконадёжную катушку зажигания маслонаполненного типа от 2108, продающуюся (в отличие от Оковской экзотики) в любом автосарае. Очень благоприятные условия работы коммутаторов - фактически, нагрузка на него уменьшается в 4 раза по сравнению со обычной при работе на ВАЗ 2108-2109.

И наконец, дополнительные 0,2 гарантированного искрового промежутка, в добавление к 1,1мм новой свечи, - которые в традиционной системе отведены под пробой зазора бегунка в трамблёре. Которого уже нет.

2. РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТА.

По указанной выше схеме был изготовлен и установлен новый комплект зажигания:

Отдельно нужно описать изготовление узла ДМИ для этой системы.

Поскольку на место штатного разъёма датчика холла поставить 2 таких же - просто некуда, пришлось пойти на применение вместо них военного 12-ти контактного разъёма РШ2Н-1-23. с вытекающей из всего этого несовместимостью с оригинальным ДМИ "Оки" (правда, проблема решается с помощью простого переходника, при этом мы получаем систему работающую по схеме переделки № 3).

Почему двенадцать. Теоретически хватило бы даже 4 - но 4-х контактный разъём этой неплохой серии имеют низкую надёжность, в нём всегда ломается пластмасса изолятора контактов у вилки. Наоборот, 6-ти и более контактные разъёмы - чрезвычайно надёжны.

12-ти контактный разъём - прекрасно становится на место штатного разъёма, и позволяет продублировать все контакты.

Свечи применены инжекторные, импортные, типа BOSCH WR7D+X с зазором 1,1 мм.

Катушки зажигания отечественные 27.3705 .

Для крепления второго коммутатора над первым, выточены из латуни проставки с резьбой М6. с расстоянием между коммутаторами - 27 мм.

Провода где можно, изолировались термоусадочной трубкой, которая выдерживает нагрев больший, нежели обычная их хлорвиниловая изоляция.

Высоковольтные провода - силиконовые, отечественные, фирмы "ХОРС", с силиконовой токопроводящей жилой и силиконовыми колпачками.

3. ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ И ТРУДНОСТИ.

Штатную систему зажигания было решено не выкидывать, а оставить в качестве резерва (например, на случай выхода из строя экспериментального ДМИ в дороге, или техосмотра, ну итд.)

Для этого оказалось достаточно всего лишь поставить один разъём по питанию +12 вольт на коммутатор. Для повышения надёжности был установлен стандартный автомобильный 2-хконтактный разъём,

а его контакты запаралелены.

Поскольку всё равно потребовалось заново изготавливать всю проводку схемы, она была изготовлена (силовая часть) из медного многожильного провода сечением 4 мм. кв. – по “сине-чёрному” проводу, то есть на плюс 12 вольт к реле, и медного многожильного сечением 2,5 мм в силиконовой изоляции – к коммутаторам. Замеры других коллег-окаводов показали, что на штатной проводке падает до 1вольта в момент импульса.

А так как мощность зависит от напряжения в квадрате, получаем дополнительно не меньше 10-15% по мощности на катушке.

Сигнальная часть была изготовлена экранированной, экранированным гибким многожильным кабелем сечением жил 0,2 мм. С целью защиты от помех и электромагнитного импульса при нападении вероятного противника :).

Внимание. Категорически недопустимо соединять с корпусом оба конца оплётки кабеля, так как при прокручивании двигателя стартёром между двигателем и корпусом машины возникает разность потенциалов (падение напряжения на довольно хлипком проводе, соединяющем корпус двигателя с "массой"), что может привести к недопустимому нагреву оплётки! С корпусом соединяем только 1 конец - со стороны коммутаторов, второй надёжно изолируем.

У меня была уже переделана колодка предохранителей по рекомендациям: http://www.oka-club.ru/remont/kolod.htm . советую и вам сделать также, если ещё не сделано.

Основной трудностью в изготовлении системы была необходимость очень точной регулировки положения датчиков холла на платформе.

Дело в том, что для обеспечения точности в 1 градус поворота коленвала, датчик должен обеспечивать точность в 0,5 градуса, из-за передаточного отношения зубчатоременной передачи 1:2.

А это означает, что в конечном итоге, датчики должны быть выставлены с точностью в 0,1 мм (вдоль окружности, проходящей по центру щелей датчиков), друг напротив друга.

В ходе экспериментов выяснилось, что при превышении ошибки рассогласования датчиков больше чем на 1 градус поворота коленвала, резко падает мощность двигателя, особенно на высоких оборотах. Поэтому точная регулировка и надёжное закрепление всех элементов конструкции обязательны. Рассогласование в 1 градус и менее на работу двигателя не влияет. Угол опережения зажигания в ходе эксперимента был выставлен по стандартной схеме (двигатель 11113 объёмом 0,75 литра): на 600 оборотах в минуту - опережением 4 градуса ровно для первого цилиндра и 5 градусов для второго (так получилось, разброс датчиков составлял один градус.)

О переделке самого ДМИ.

Шторка (одна из двух) ДМИ аккуратно срезается под основание на точильном станке, для этого ДМИ разбирается (не растяните пружины), вся стружка и заусенцы тщательно убираются - чтобы не попали в магнитный зазор датчиков холла.

Датчики холла должны быть однотипными. То есть, покупаются 2 датчика из одной партии, а имеющийся выкидывается. Это потому, что обнаружено, что разные датчики могут иметь разную конструкцию и разную направленность постоянных магнитов. Что недопустимо, так как в этом случае шторка, а она стальная, будет перемагничиваться.

Остальное вполне видно на фото.

(на рисунке выше пучки проводов от датчиков холла стянуты посередине кембриком. Его, однако, пришлось срезать, так как он цеплялся за выступы пластмассовой крышки изнутри при отрабатывании вакуумного регулятора.)

4. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ.

Реализация проекта оказалась успешной. Заметно повысилась устойчивость работы двигателя на низких оборотах, ниже 1300 об.мин. Полностью исчезли похлопывания, перебои, выстрелы в глушителе, хорошо известные окаводам на оборотах порядка 900-1000. Лучше стал двигатель и заводиться. По некоторым признакам, снизился процента на 3-4 расход топлива при езде в городском цикле - за счет того, что теперь реально выставить 1000 оборотов в м инуту на холостом ходу, и не иметь проблем со внезапной остановкой двигателя при старте со светофора. Да и как я понял, за счет очень хорошего воспламенения, на низких оборотах нужно просто меньше бензина для устойчивой работы двигателя.

Далее. Имел место такой инцидент. Закис тормозной цилиндр на правом переднем колесе, машина стала идти туго, вдобавок имеется в городе довольно известный подъём, где выше 40 не разгонишься – висит знак и стоят с радарами. На этот подъём машина раньше заезжала с большим трудом на 3-й передаче, но на пределе. Это в нормальном состоянии. После переделки – заехала и с закисшим цилиндром на третьей, тоже на пределе. То есть по очень грубой оценке, к мощности двигателя как минимум 2 лошадиные силы в плюс!

Однако это всё - субъективные данные. Объективные? Пожалуйста.

Двигатель удалось запустить, и он устойчиво работал на частоте вращения коленвала в 330 оборотов в минуту. Смотри видео: oka330rpm.avi . Как хорошо известно, для штатной системы нижний предел - это 600, да и то не у всякого двигателя. Никакого практического смысла работа на столь низких оборотах не имеет (можно запороть мотор, так как для нормальной смазки двигателя нужно не меньше 1000). Но как показатель улучшения полноты сгорания топлива на низких оборотах - этот пример впечатляет!

Меньше стали засираться свечи на х.х. - мощная искра просто выжигает копоть.

Далее.

Никаких силовых преимуществ у реализованного проекта ПО СРАВНЕНИЮ С переделкой "по схеме номер 3" нет, так как и ежу понятно, что на рабочих оборотах лишняя искра, пусть даже и от раздельной бобины, (в схеме номер 3) никак не влияет на работу самого двигателя. Что показала и пробная езда с переходником.

Все преимущества заключаются в том, что отсутствует риск взрывов в глушителе при запуске на посаженом аккумуляторе, улучшается запуск за счёт того, что ток потребляется только одним, а не обоими, коммутаторами, продлевается ресурс свечей и меньше тратится электроэнергии.

Недостатком является нештатный ДМИ и невозможность его оперативного ремонта в дороге - надо либо иметь в запасе ещё один такой же, либо штатный с переходником на схему номер 3. (Некоторым достоинством является то, что у Вас при таком раскладе всегда имеется запасной штатный комплект зажигания, в полном составе, и его замена занимает не более 10 минут (замена ДМИ и перекидывание проводов).)

Таким образом, схему этой переделки всё же можно рекомендовать как положительную к применению, хотя и не сильно лучшую, чем схема номер три, но по любому душу того, кто на неё решится, должен греть один факт. После переделки у него наконец-то будет полностью нормальная схема зажигания, и работающая именно так, как это нужно двигателю. ДОПОЛНЕНИЕ. Спустя 8 месяцев, для контроля, были проверены углы опережения зажигания - на предмет их ухода (от вибраций. температуры. возможного изменения параметров датчиков. ). Выяснилось, что никакого ухода не произошло вообще.

ДОПОЛНЕНИЕ_2. При изменении зажигания по такой схеме - возникают проблемы с подключением электронного тахометра. Дело в том, что большинство из них, если не все, НЕ имеют настройки на 1-цилиндровый двигатель, а фактически, при подключении к любому из двух проводов на катушки - импульс подаётся только один раз за два поворота коленвала. Выход из положения достаточно прост: приведённая ниже схема выделяет импульсы коммутации ("0" вольт) с обоих катушек, нисколько не мешая их нормальной работе.

< Теоретически, конечно, для инженеров, проектирующих 2-х цилиндровый двигатель, можно было бы и штатную систему довести до ума, устранить её недостатки. То есть сделать катушку зажигания маслонаполненную, с одной первичной обмоткой и двумя вторичными, с замыканием на массу начала вторичных обмоток. А также обеспечить нормальную работу коммутатора и датчика холла при напряжении питания в бортовой сети 5 вольт и ниже. (Сейчас получается так, что при 6 вольтах стартёр ещё крутит, а ВАЗовский коммутатор глючит по страшному при всех напряжениях ниже 6,5 вольт.)

Усилить проводку, снизить падение напряжения. Укоротить высоковольтные провода. Уменьшить нагрев датчика от двигателя.

Но это уже тема для совсем иного разговора, это будет уже совершенно иная система зажигания, и совершенно иные компоненты. Аминь. > (с) --- 2006 г.

5. ДОПОЛНЕНИЯ 2010 ГОДА.

Четыре года система отработала безупречно, но потом стали появляться какие-то странные глюки. После снятия, осмотра, анализа было выявлено следующее.

1) Силиконовые провода Хорс испортились. Новые той же фирмы оказались то ли бракованные, то ли, как пишут на форуме, неподходящие по сопротивлению - нестабильность работы осталась прежней, в то время как простые куски медного провода давали отличный результат. В связи с этим они были заменены на самодельные с нулевым сопротивлением, сделанные из толстого советского высокочастотного кабеля РК-75-4-12 с оплеткой. Толщина его изолятора позволяет ему как видим, с успехом работать в качестве проводов зажигания. Оплетка не заземлялась и никуда не подключалась. Зажигание стало очень хорошим. Был проведен эксперимент на уровень радиопомех - они не выросли. ВНИМАНИЕ - ПРИ ТАКОЙ ПЕРЕДЕЛКЕ КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕНО ИСПОЛЬЗОВАТЬ СВЕЧИ БЕЗ ВСТРОЕННОГО РЕЗИСТОРА, МОЖНО УБИТЬ КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ. ( Свечи типа BOSCH WR7D+X - такой резистор имеют.)

2) Было выявлено, что образовался люфт во втулке между валом ДМИ и его приводом со стороны распредвала. По-видимому - заводской брак: ни вал ни муфта ,как оказалось, не были закалены. Это могло вести к гулянию угла опережения зажигания. Проблема решена была рассверливанием отверстий в валу и муфте до 4,9 мм. После чего вместо штатного 4-мм шплинта в них насквозь был забит обрезок этого же самого сверла (хвостовик). Надеюсь, это надолго.

3) Система получилась очень надежной, но тревожила мысль: а вдруг ядерный взрыв? ^_^

В итоге, была выточена из дюраля задняя крышка ДМИ с толщиной стенок от 7 до 10 мм. Надеюсь, это поможет. Помимо основной функции защиты, крышка также будет играть роль дополнительного радиатора для датчиков холла, ибо у меня был случай когда на старом дми подобный датчик выделывался от температуры. Кроме того, она красива.

ИТОГ: система работает великолепно, зажигание надежное при низкой температуре, посаженной батарее, доволен по уши, менять не собираюсь.

Дополнение-пояснение. На фото чуть ниже по шнуру сигнального кабеля от новго ДМИ виден 2-й - круглый - военный разъем. Что это такое. Это "шифратор". Для чего он. Все просто: здесь мы имеем небольшой кусочек сигнального кабеля, с 2 концов оконцованный разъемами разного типа. Схемы, естественно, нет. Это -весьма эффективное противоугонное устройство. (С учетом того, что у Оки трамблера нет и вешать внешний генератор искры, как угоняют трамблерные карбюраторные машины, просто некуда.) Что имеем. Достаточно открутить и снять этот небольшой кабель-переходник - и у авто-вора, открывшего капот, появляется куча проблем размерами с Монблан. Потому что понять, как и к чему подсоединять нестандартный ДМИ - а главное - чем - совершенно невозможно. Не помогут и стандартные древние уловки вроде провода с + аккумулятора напрямую на катушку зажигания в обход ключа зажигания, а также навесной генератор искры. Без запуска в нормальном состоянии неизвестной системы зажигания - или замены всей её на некую стоковую - не обойтись (а замена ДМИ не пяти минут дело, да и кто будет таскать с собой весь комплект зажигания?). Вот так. Применяю я эту штуку крайне редко, в основном в критических ситуациях. Ну вы знаете сами. Ока в общем-то никому не нужна, но хоть и редко - но бывают моменты, когда вы вынуждены оставлять машину в таком месте, где прямо в воздухе читается угроза угона. Либо - где ее не нахождение на оставленном месте - критично для вашего выживания или испортит, к примеру, отдых на море. С этим устройством в кармане вы отдыхаете спокойно (главное не потерять на водопадах). В основном так и применял. Всем - удачи, до встречи.

(с) 2010 г.

По материалам сайта: http://www.skladov.com