Сегодня в современных автомобилях широко применяется микропроцессорная система зажигания, которая полностью исключает механические приспособления. Она используется для автомобилей с инжекторным двигателем. Можно сказать, что это – классика, которая изначально производилась еще тридцать лет назад для “ВАЗа”. Как тогда, так и сейчас, ключевым элементом микропроцессорной системы является микропроцессор, который выполняет функции главного мозга. Основным преимуществом такой системы считают возможность регулировать углы опережения зажигания (далее УОЗ) посредством многих параметров. Также стоит отметить, что нет необходимости ее настраивать в процессе эксплуатации.
Структурная схема МПСЗ состоит из:
- Датчики входные (датчик температуры и давления коллектора, датчик температуры мотора и напряжения аккумулятора);
- Преобразователи;
- Показатель дроссельной заслонки;
- Преобразователь аналого-цифровой;
- Ключевой элемент – микропроцессорный блок управления (мозговой центр);
- Память оперативная;
- Память постоянная;
- Катушки с двумя выходами;
- Свечи;
- Коммутаторы.
Зажигание предназначено для воспламенения воздушно-топливной смеси в цилиндрах. Микропроцессорное зажигание имеет способность формировать зависимость УОЗ. Такое явление происходит только в карбюраторных бензиновых двигателях. Формирование зависимости угла опережения происходит в зависимости от того, с какой частотой вращается коленвал.
Причины, ставшие толчком создания данной системы следующие:
- невозможность исполнения нормальных и действующих зависимостей УОЗ регуляторов датчиков-распределителей, которые устанавливаются на карбюраторе двигателя;
- первоначальная не состыковка характеристик на этапе сборочного конвейера;
- значительное изменение характеристик на этапе их эксплуатации.
Использование для автомобиля МПСЗ – это подарок для вашего автомобиля.
Автомобиль, имеющий микропроцессорное зажигание, обладает большими преимуществами над автомобилем, в котором контактное или бесконтактное. Работа машины становится динамичной и приемистой.
Как работает
Бортовой компьютер автомобиля объединяет в себе все функции управления, которые объединяют микропроцессорное зажигание. Различные универсальные датчики выполняют функции входных сигналов. Кварцевый резонатор, который имеет микропроцессорный блок управления, прерывает цепь низкого напряжения, в зависимости от положения угла опережения, для каждого цилиндра.
Во время работы мотора авто на главный блок управления поступает информация о нагрузке, температуре, детонации, напряжения батареи, информация о положении заслонки дроссельной, а также о положении коленчатого вала и частоте его вращения. Вся информация, которая подается от датчиков, поступает к преобразователю, который в свою очередь преобразует ее в электрические сигналы. Преобразователь должен передавать только сигналы в цифровой форме, так как микропроцессорный блок управления обрабатывает только числа.
Но, некоторые сигналы не нуждаются в преобразовании, так как поступают в виде импульсов (сигналы о положении и частоте вращения коленвала). После того, как блок управления получает данные от преобразователя, микропроцессор определяет УОЗ относительно карты углов, которая хранится в памяти.
Микропроцессорное зажигание обладает огромным преимуществом, так как его работа обеспечивает правильное управление зажиганием в зависимости от положения и частоты вращения коленвала, заслонки дроссельной, температуры в моторе и т.д. Так как микропроцессорная система зажигания не обладает механическим распределителем (трамблером), поэтому есть возможность обеспечить высокую энергию искры.
Чем лучше трамблера?
Чтобы понять, чем МПC лучше распределителя (трамблера), я приведу несколько примеров негативной работы последнего элемента. Первое – это система автомобиля работает нестабильно из-за плохой работы самого трамблера. Второе – система трамблер состоит из движущихся частей. Подвижные элементы иногда выходят из строя, а это сказывается на всей работе системы автомобиля. Часто причинами поломки подвижных элементов и контактов трамблера является электрическая эрозия и сгорание. От этого понижается его надежность и продуктивность. Третье – заложенная конструктивно неспособность трамблера правильно реагировать на угол опережения зажигания относительно показателей оборота движка машины.
Что же касается МПСЗ, то эта система не только способна получать и обрабатывать данные об угле опережения зажигания, но и оптимально производить регулировку. Чтобы произвести регулировку системе нужно получить показания двух параметров: температуры ОУЗ и датчика детонации. Трамблер не в силах воспринимать такие показатели. Помимо этого качества, микропроцессорный блок устраняет и не допускает много других недочетов трамблера, в том числе и тех, которые указанные выше.
Если вы решили поставить на свою машину МПСЗ, то вы автоматически обладаете рядом преимуществ. Такими являются: уменьшение расхода топлива, улучшение и повышение динамических показателей авто, создаются плавные переходы от одной передачи к другой, при этом мощность остается та же при низких оборотах двигателя. Так что желаю вам успехов в установке и эксплуатации.
Видео “Микропроцессорная система зажигания”
На записи показано что такое МСЗ и как ее установить на автомобиль.
Вот надумал делать МПСЗ, о всех своих успехах и поражен я буду писать здесь.
Почему именно её - проект открытый, хорошая документация, относительная простота.
Итак начнем:
изначально был выбран сложный путь, с изготовлением печатной платы самостоятельно, но ничего не получилось поэтому пришлось отказаться от этого пути и купить за 160 грн. готовую, покупал у разработчика.
Дальше ее нужно спаять, собственно сам процес пайки я не описываю, так как для специалиста это просто и очевидно, для не специалиста это достаточно сложно, поэтому если паяльником не владеете то лучше купить уже спаяную, либо попросить того кто это умеет делать.
Прошивается в принципе достаточно стандартно, и что бы не изобретать велосипед скопипастю, в принципе делал все так как написано:
Q: Как и чем прошить блок Secu-3?
A: Под прошивкой блока понимается запись программы во флеш память микроконтроллера. Эта программа, будучи однажды записанной, помимо своих основных функций умеет так же сама себя прошивать. Эту функцию выполняет т.н. загрузчик или bootloader размер которого составляет 512 байт и который расположен в самом конце флеш памяти. Однако для того чтобы воспользоваться возможностями загрузчика его туда нужно однажды записать. Поэтому:
Сервисный режим:
После сборки устройства его необходимо единожды сконфигурировать и прошить через сервисный разъём, обозначенный на схеме как ISP Adapter. Обе операции рекомендуется делать при помощи AVReAl . При данных операциях естественно необходимо питание блока от +12В.
Параметры запуска avreal.exe следующие.
Установка фьюзов (конфигурирование):
avreal32.exe -as -p1 +atmega16 -o16MHZ -w -fBODLEVEL=ON,BODEN=ON,SUT=01,CKSEL=F,CKOPT=ON,EESAVE=ON,BOOTRST=ON,JTAGEN=OFF,BOOTSZ=2
Прошивка:
avreal32.exe -as -p1 +atmega16 -o16MHZ -e -w secu-3_app.a90
Пример установки FUSE-битов в PonyProg:
Архив с батниками для патчинга контрольной суммы, установки фьюзов и прошивки
Обращаю особое внимание что в сервисном режиме под файлом прошивки понимается файл в шестнадцатеричном (хексовом) формате с расширением *.a90 или *.hex, размером > 30кб и содержащий символы только шестнадцатеричной системы 0-9ABCDEF . Если всё сделано правильно, то при следующей перезагрузке блок один раз моргнет светодиодом, подключенным через резистор между выводом 16 (лампа СЕ) и землёй. На этом сервисный режим можно считать законченным и все дальнейшие изменения программы можно делать в пользовательском режиме.
Пользовательский режим:
Для пользовательского режима необходим менеджер (управляющая программа для РС) и рабочий COM порт, соединенный обычным удлинителем COM порта с блоком SECU. Если же менеджер при запуске ругается на невозможность открытия COM порта, то необходимо настроить правильный номер порта в менеджере либо искать неполадки в операционной системе. Обращаю особое внимание что в пользовательском режиме под файлом прошивки понимается файл в *.bin формате, содержащий любые символы но размер этого файла только такой: 16384 байт. Для конвертации прошивки из хексового формата в бинарный необходимо воспользоваться утилитой hex2bin.exe . Обратная конвертация не понадобится. Пользовательский режим можно разделить на режим загрузчика и рабочий режимы:
Режим загрузчика: Вход в этот режим происходит при подаче питания с установленной перемычкой bootloader. При этом основная часть программы не работает, работает только загрузчик, который способен прочитать или записать основную программу во флеш память микроконтроллера по командам из менеджера. Для этого в менеджере на вкладке "Данные прошивки" необходимо установить чекбокс Boot Loader и по ПРАВОЙ кнопке мыши выбрать желаемую операцию. Данный режим нужно использовать в том случае если повреждена основная микропрограмма, если же всё работает, то эти операции можно делать и в рабочем режиме, естественно при остановленом двигателе.
Рабочий режим: перемычка bootloader снята, статус "connected", активна вкладка "Параметры и монитор". На вкладке "Данные прошивки" доступны операции по ПРАВОЙ кнопке мыши.
После прошивки необходимо откалибровать АЦП, как делается:
Смотрим что показывает программа.
Меряем что на самом деле.
потом повторяем но нужны разные значения.
после чего строим систему уравнений с двумя неизвестными, и решаем его, описывать как считаем не буду, там математика 8й класс школы, но если кто захочет я помогу посчитать.
где а,b - то что показывает программа
m,n то что должно быть на самом деле.
Вносим в прошивку и сохраняем.
В принципе таким же образом можно калибровать и датчики.
Q: Как правильно выполнить калибровку ДАД?
А: На вкладке "Функции" необходимо подобрать значения параметров "Смещение" и "Наклон" таким образом, чтобы при неработающем двигателе прибор "Абсолютное давление" показывал бы текущее атмосферное давление. Как правило это значение составляет 99-100кПа. Таблица перевода давления в различные единицы измерения . Смысл параметра "Смещение" описан на рисунке. Параметр "Наклон" определяет на сколько кило-Паскалей должно измениться давление, чтобы напряжение на выходе датчика изменилось на 1 Вольт.
Настройки для ДАД МРХ4100 : Наклон кривой - 18.51 кПа/B, смещение кривой - 0.73В.
Пояснение:
1. Наклон указан в даташите - 54mV / kPa. Coответственно 1 / 0.054 = 18.51 (кПа/В).
2. В даташите указано что при 20кПа, датчик выдает приблизительно 0.3B. Значит при 18.51 кПа датчик должен выдавать (теоретически): 0.3 / (20 / 18.51) = 0.277B. Смещение (в менеджере) должно быть таким, чтобы при давлении 18.51 кПа мы имели 1B (тогда прямая будет проходить через 0). Значит, смещение будет: 1-0.277 = 0.733B.
Встречаются датчики абсолютного давления с обратной характеристикой (показана на рисунке).
Для таких датчиков смещение можно подобрать опытным путем или посчитать по формуле:
Voff = 1 - g * (5 - VL) / PL, где:
PL - минимальное давление (кПа);
g - наклон кривой (кПа/В);
VL - напряжение соответствующее минимальному давлению.
p.s. В данном случае смещение не относительно 0, а относительно 5В (в сторону убывания).
Пример: Датчик при 20кПа выдает 4.5В и имеет наклон кривой равный 25.7 кПа/В, тогда Voff = 1 - 25.7 * (5 - 4.5) / 20 = 0.36(В)
Чтобы указать что мы используем датчик с обратной характеристикой, нужно указывать наклон кривой со знаком "-". Например, как показано на ниже:
Настройка:
В вложениях находится прошивка.
В прошивку внесены настройки для двигателя УЗАМ412Д, настройки не откатаны на реальном двигателе, и в любом случае необходимо будет допиливать её на реальном двигателе.
Настройки были внесены на основании трамблерных характеристик, поэтому с данными настройками двигатель должен работать без всяких проблемм, но всеже кривые не являются оптимальными, так как на УОЗ влияют состояния двигателя, износ и настройка ГРМ, качество топлива, а также существующие допуски на детали двигателя, все это учтено при внесении настройки небыло.
Вот сегодня вчера решил изучить вопрос более правильной настройки, зашел на сайт MPSZ2 нашел там прошивку под данный двигатель, и был удивлен, она сильно похожа на то что получилось у меня, решил сравнить, и был удивлен еще больше она идентична моей, посмотрел коментарии, сделана была по все тем же трамблерным характеристикам, люди на ней даже ездили, вроде работает как надо.
Кстати о птичках данная прошивка подходит для двигатель УЗАМ 3313 (1.8л/76 бензин).
Итак установка на авто:
Шкив 60-2 /ДПКВ
Чертеж можно взять на сайте secu-3.org
Для того что бы заменить шкив пришлось снимать радиатор, а также решетку радиатора.
Старый шкив снимался варварским методом так как съемник найти не удалось, поэтому если вы планируете потом устанавливать старый шкив то рекомендую все же обзавестись съемником.
Теперь о правильном порядке установки.
1. Установите ДПКВ.
2. Проверните КВ так что бы метки ВМТ совпали.
3. Снимите шкив, так что бы не сместились метки.
4. Примеряйте но не устанавливайте новый шкив, нарисуйте маркером метку на зубе над которым будет датчик.
5. Отсчитайте 20 зубов начиная с помеченого по часовой стрелке, 21 и 22 спилите, можно болгаркой, главное аккуратно, и не переусердствуйте. Таким образом от места где нет зубов до зуба под датчиком должно быть 20 зубов.
6. Смажте шкив с внутренней и внешней стороны салидолом, или маслом.
7. Устанавливайте шкив на его место.
8. Отрегулируйте положение датчика, а также зазор между датчиком и шкивом, он должен быть в 0.5-1.3мм.
Если кому интересно я допустил ошибку при установке, и примерял ДПКВ без ремня из за чего кронштейн переделывался несколько раз, но все закончилось хорошо.
ДПКВ использовал от ГАЗели, в принципе притензий к нему нет, он меньше чем от ТАЗика поэтому установить его немного легче+он идет с проводом, а разъем можно взять с набора проводки для бесконтактного зажигания.
ДАД
К сожалению необходимых датчиков у меня нет, поэтому задумался об их приобретении, посмотрев цены на датчики, в частности ДАД, я расстроился, Bosch стоит чуть больше 500грн, а ГАЗовский почти 300грн, если брать б/у то можно сэкономить 100-200грн, но брать б/у я не рискую так как в случае проблем я буду долго думать что глючит датчик или плата, почитав сайт устройства я нашел интересный вопрос/ответ, прицитирую:
Q: Какие ДАД (MAP-сенсоры) можно использовать кроме 45.3829?
A: Любые с похожей характеристикой. Например: 14.3814 (аналог 12.569.240), MPX4250, MPX4100A и т.д.
Нашел другие датчики на http://www.kosmodrom.com.ua , и был приятно удивлен, MPX4250, MPX4100A и им подобные датчики можно купить в пределах 150 грн., экономия достаточно большая, пока плата не готова изучу вопрос неспециализированных (не автомобильных) датчиков, но считаю что данный вариант имеет право на жизнь, правда придется производить калибровку, но мы видь не ищем легких путей?!)
Купил MPX4250.
Калибровка достаточно простая, для этого нужно знать школьную математику, иметь вольтметр(можно универсальный), и желательно барометр, порядок калибровки, калибруете погрешность АЦП, после чего добиваетесь что бы показывалось атмосферное давление, выше описано как это делается. если у кого то возникнут проблемы с калибровкой с удовольствием помогу.
Уже после приобретения датчика узнал что это самый правильный путь, так как волговские датчики достаточно ненадежны.
Свечи зажигания, ВВ провода
ВВ провода и свечи можно и нужно использовать штатные, зазор на свечах нужно немного увеличивать, на сколько увеличивать - все зависит от КЗ, например волговские катушки 0.8 зазор, а с ТАЗа 1.1, соответственно она будет лучше, хотя и цена значительно выше.
Осталось все это дело отстроить и готово!
Немного поездив на МПСЗ выявил несколько глюков:
1. Коммутаторы стартуют раньше блока, из за этого на свечах проскакивает искра в момент включения.
2. Блок нужно подключать к стабильному источнику питания через реле, а не через замок зажигания напрямую.
что касается настроек:
Это трамблерные кривые, в принципе меня они устраивали, подходят к двигателям 3313 и 412Д.
Эти кривые (хх, рабочая карта) были выдраны с штатного москвичевского микропроцесорного зажигания МС-4004, подходят к двигателям 3313 и 412Д, свыше 5000 оборотов кривые не соответствуют, разрежение 0 мм.рт.ст. - 600 мм.рт.ст., для Secu-3, верхнее давление Давление на холостых, нижнее давление - давление на холостых минус 80 кПа, скорее всего так правильно.
Это CVS файл, в нем в принципе подписано все, 600 мм.рт.ст. режим ХХ, взят оттуда же, хотите считайте вносите в свою МПСЗ,
для остальных двигателей CVS файл сделаю по требованию.
Изменено 1 августа, 2012 пользователем CrAzYMaNВАЗ 2106 1995 г. МПСЗ на классику
В 2008 году сменил штатную контактную на бесконтактную систему зажигания на коммутаторе 76.3734. Эффект ощутим был. Но хотелось еще больше. Тогда установил карбюратор, такой как у восьмерки «Солекс», номер не помню (табличку при установке снял как лишний вес J). Да, жигули ободрилось. При обгоне намного проще и лучше маневр. На какое-то время меня удовлетворило. С приходом холодов всегда доставало то, что пока не прогреть двигатель противно ехать по городу, и часто зажигание устанавливал ранее. Но, когда приходилось ехать на расстояния по длиннее, двигатель прогревался до рабочей температуры, и при нагрузках слышно было детонацию. Не чего не оставалось, как опять остановится и вернуть трамблер на прежнее место.
Сначала хотел поставить шаговый двигатель вместо вакумника на трамблере и кнопки управления в кабину, чтоб регулировать не выходя из машины . Уже сделал драйвер на Аtiny2313 и оставалось установить все это. Потом подумал, что б сделать типа «октан-коректор» на каком-то контролере чтоб не лепить шаговый двигатель. Велосипед изобретать не стал и полез в инет за готовыми решениями. Вот так наткнулся на СЕКу. Как раз то, что надо.
Бегло читая форум, посвященный этому проекту, захотелось все и сразу. Не стал делать плату, искать запчасти и т.д. Купил готовый блок. Остальное заказал в магазине:
– переднюю крышку с приливом под датчик коленвала, шкив и сам датчик от инжекторной 7-ки;
– ДАД от Lanos (12569240);
– ДТОЖ 19.3828(+новый тройник, чтоб заранее все подготовить, как на фото);
– ДД Bosh 0261231176(провода проложил, датчик пока не установил) ;
Для SECU-3T
Катушку и коммутатор оставил прежние. Если вдруг сека умрет, фишку коммутатора вставляю назад в трамблер, и классический вариант довезет J.
В моем варианте, нет смысла ставить две катушки с комутаторами. А четыре – дороговато. Резистор в трамблере убрал и поставил перемычку. Хочу купить и поставить провода к свечам без сопротивления (комплект 20$). Искра будет немножко мощнее, хотя уровень помех тоже, но мешать не будет.
В общем, установил все это. Места установки на фото:
тройник для ДТОЖ SECU
В менеджере установил для моего ДАД 20кПа/1Вольт и смещение 0.4В. Перепробовав, остановился на таблице “1.5 Динамичная”, но все 16 “кривых” поднимал где-то на 5гр., а местами на до 10гр. Температурную коррекцию тоже поднимал на несколько градусов до температуры 85ºС. В общем, двигатель у меня любит более ранее зажигание.
Ну и самое главное, какой с всего этого результат получился?.
Раньше на 100км (70км на трасе + 30 по Львову) выпивала 8 литров. А сейчас где-то 6.8литр. Конечно для меня это не на первом месте было в ожидании но радует.
Шустрая такая стала во всем диапазоне оборотов движка (до 4500об/мин, дальше не пробовал – крыльев нету 🙂 , а уже за 145км). В общем – ласточка:).
Понравилось регулировка ХХ, особенно когда с наклона на передаче (на 1-й или 2-й по ужасной дороге) – не дает подниматься оборотам. Холодный двигатель работает на много приятней, а раньше из-за позднего зажигания тупо реагировал на педаль газа и т.д и т.п.
Одной из особенностей бензинового ДВС является использование специальной системы, предназначенной для воспламенения паров бензина в цилиндрах мотора. За всю историю развития автомобиля зажигание реализовывалось различными способами, оно развивалось от простейших схем до сложных электронных устройств. И как один из возможных вариантов построения такой системы была создана МПСЗ.
Немного истории
Известны такие основные системы, обеспечивающие воспламенение паров бензина в ДВС автомобиля:
- контактная;
- бесконтактная;
- микропроцессорная система зажигания (МПСЗ).
- Контактная. Исторически это была первая попытка, она оказалась достаточно успешной и проработала много лет. Схема такой системы приведена ниже
Принцип работы устройства прост – размыкание контактов прерывателя разрывает первичную цепь, из-за чего во вторичной обмотке бобины наводится высокое напряжение, которое распределителем направляется на одну из свечей зажигания. Это было простое, отработанное изделие, конечно со своими недостатками, которые устранялись по мере развития техники и элементной базы. - Бесконтактная. Принцип работы в основном схож с предыдущим, но изделие является более надежным. В нем контактный механический прерыватель заменен электронными устройствами – коммутатором и датчиком. Схема такого изделия показана на рисунке
- Микропроцессорная система, не содержащая механических узлов и построенная целиком на электронных компонентах.
Принцип работы так же остался неизменным, функциональная схема такого устройства показана на рисунке.
Микропроцессорная система зажигания на классику
Понятно, что контактная система, устанавливаемая в том числе и на вазовскую классику, еще находится в эксплуатации и не может конкурировать с МПСЗ. Но тут возникает очень интересный момент.
Принцип самого искрообразования в целом остался неизменным. Понятно, что искра, генерированная МПСЗ, будет мощнее и лучше, но главным ее достоинством является возможность управления непосредственно процессом искрообразования, путем изменения угла опережения зажигания (УОЗ).
Здесь нужно сделать небольшое пояснение – скорость движения автомобиля влияет на момент появления искры в цилиндрах. Теоретически это происходит при нахождении поршня в ВМТ. Однако при движении на высокой скорости, из-за конечных параметров горения смеси, искрообразование должно начинаться немного раньше, чем поршень дойдет до ВМТ.
Регулировка УОЗ позволяет сформировать искру в нужный момент, благодаря чему мотор выдает максимальную мощность, при этом уменьшается расход бензина и улучшается тепловой режим его работы. Вот эту функцию берет на себя МПСЗ, микропроцессорная система зажигания на классику.
Фактически, она дает вторую жизнь старому автомобилю с карбюратором – его возможности конечно будут уступать современному автомобилю, но МПСЗ позволит значительно улучшить работу контактной системы с мотором и карбюратором.
Фактически трамблер выполняет только функцию распределения напряжения по свечам, а управление зажиганием осуществляет МПСЗ. Она представляет собой электронное устройство, выполненное на микроконтроллере, которое в зависимости от показания датчиков (Холла или положения коленчатого вала) выставляет нужный УОЗ.
Могут быть и другие подходы к реализации подобного управления, например по температуре двигателя или разрежению во впускном коллекторе . Но независимо от этого МПСЗ продается в виде комплекта, подготовленного для установки на конкретный автомобиль, содержащего нужные жгуты.
При всех изменениях, затронувших систему зажигания автомобиля, принцип ее работы в целом остался неизменным – формирование высоковольтного напряжения осуществляется прерыванием протекания постоянного тока в первичной обмотке бобины. За все время существования автомобиля создана не одна схема, позволяющая значительно улучшить процесс искрообразования, но именно МПСЗ совмещает старую систему зажигания, установленную на многие машины, и микропроцессорное управление, продлевая жизнь автомобилю.
