Асимметрическая и симметрическая коммутация

Что такое коммутатор, и какой функционал он исполняет, вы уже знаете. Давайте поговорим про передачу данных. Симметрия при коммутации необходима, чтобы дать характеристику самому прибору с точки зрения полосы пропуска, её возможностей для каждого порта устройства. Он позволяет обеспечить одинаковую ширину, когда все порты могут передавать 100 Мб/с или 10 Мб/с.

Асимметричный коммутатор может обеспечить соединение, если у портов различная пропускная способность. Так он спокойно обработает данные, которые идут со скоростью 10, 100 и 1000 Мб/с. Асимметричную коммутацию можно использовать при наличии больших потоков сетевых данных, которые устроены по принципу «клиент-сервер». Чтобы направлять данные с порта, на котором существенно крупнее массив информации, на меньший, используют буфер памяти. Он необходим для того, чтобы не возникало опасности переполнения, и, соответственно, потери данных. Также асимметричные коммутаторы необходимы для поддержания работоспособности вертикальных кросс-соединений и каналов между отдельными сегментами магистралей.

Развитие не стоит на месте, и уже на момент написания этой статьи коммутаторы считаются устаревшими устройствами. Конечно, применять их с чисто технической стороны вопроса ещё можно, но сейчас, когда существуют роутеры, которые вобрали в себя их функционал и дополнительно могут обеспечивать передачу данных по беспроводной сети, коммутаторы выглядят довольно бледно.

Московский Скутер Клуб

Коммутатор — это такая маленькая чёрная коробочка с разъёмом, которая может находиться в разных местах (в зависимости от модели скута).
Выполняет он очень важную функцию — формирование импульса, подающегося на свечу зажигания. На совковых мотоциклах (за исключением последних, с электронным зажиганием, которое является примитивным аналогом скутерного коммутатора) вместо электронного коммутатора стоит механический прерыватель.
Суть его работы состоит в следующем:
С генератора (с отдельной обмотки зажигания, не связанной с обмоткой питания фары и прочего электрооборудования) на коммутатор подаётся напряжение, которое накапливается на входном конденсаторе. Также на коммутатор поступают импульсы от индукционного датчика, расположенного в генераторе. Эти импульсы подаются чуть раньше, чем необходимо зажечь искру на свече. Далее вступает в дело основная хитрость коммутатора — блок прогрессивного опережения зажигания. То есть по приходу импульса от датчика, в зависимости от оборотов двигателя формируется импульс, который через катушку зажигания (которая повышает напряжение до необходимого для свечи) подаётся на свечу зажигания. Частично благодаря этому моторы на скутах так бешенно раскручиваются и тянут на разгоне, так как увеличения опережения зажигания при наборе оборотов очень важно. Это неплохо делают и стандартные коммутаторы, но ещё лучше спортивные, в которых применены более хитрые и просчитанные кривые формирования опережения зажигания. Таким же образом в коммутаторах реализовано ограничение оборотов. Достаточно убрать опережение зажигания и двигатель больше не будет набирать обороты. Просто не сможет, так как на это не будет причин в виде раньше обычного пришедшей искры. В стандартных коммутаторах обороты ограничены 6000-7000 об\мин, в спортивных обычно есть переключатель, позволяющий ограничивать обороты на 7000, 9000, 11000 об\мин.
И ещё одно. Вроде давно объясняли, но люди всё равно упорно продолжают называть индукционный датчик Датчиком Холла. Ну почему всем так нравятся красивые, загадочные слова! Это в корне не верно. На индукционном датчике при прохождении возле него постоянного магнита появляется напряжение, которое и подаётся в коммутатор в качестве запускающего импульса. Заметьте, появляется, тоесть вырабатывается при прохождении магнита около катушки.
Что же касается датчика Холла. Суть его действия во многом похожа. В нём также при прохождении около него магнита формируется импульс. НО датчик Холла является полупроводниковым элементом и для его работы требуется подача внешнего питания. Вобщем по внутреннему строению он похож на диод, но при попадании его в магнитное поле электроны с анода идут не на основной катод, а на дополнительный боковой. То есть на него нужно подать напряжение, и смотреть на какой вывод оно прийдёт. Это и означает рядом магнит или нет.
Это всё к тому, что в автономной системе зажигания скутера датчик Холла никак не применишь. Это невозможно. И поэтому там используется ИМЕННО индукционный датчик, как энергонезависимое и не требующее дополнительного усиления сигнала (так как датчик Холла, являясь слаботочным полупроводником не способен без дополнительного усиления обеспечить достаточно большой ток) устройство.

Признаки неисправности коммутатора как проверить коммутатор своими силами.

Назначение и особенности конструкции коммутатора.

Коммутатор – это один из элементов электрического оборудования автомобиля. Его задача – обеспечение нормальной работы бесконтактной системы зажигания. Крепления узла производится в подкапотном пространстве.

Устройство отличается надежностью, способностью выдерживать серьезные вибрации и ударные нагрузки. Это очень важно, ведь в корпусе коммутатора находятся чувствительная к воздействиям электроника.

В основе коммутатора ВАЗ – стандартная микросхема L 497, которая производит управление транзистором «N-P-N» типа.

Особенность схемы – возможность программирования со стороны пользователя и установка необходимого коэффициента задержки. От корректности этого показателя напрямую зависит запуск холодного двигателя.

Благодаря четкой настройке, можно ускорить частоту вращения коленчатого вала (исключив при этом провалы в работе) и гарантировать качественную тягу силового узла.

К основным параметрам устройства коммутатора можно отнести:

Диапазон напряжений – от 6 до 16 Вольт;
рабочий уровень напряжения – 13,5 Вольт;
обеспечение бесперебойной искры при вращении коленвала в диапазоне от 20 до 7000 оборотов;
ток коммутации – от 7,5 до 8,5 А.

Признаки неисправности коммутатора.

Одним из главных симптомов неисправности коммутатора — потеря искры. Двигатель плохо заводится и время от времени глохнет, появляются перебои в работе.

Но не стоит торопиться с заменой — важно убедиться в причине, ведь потеря искры может произойти по целому ряду причин – выходу из строя датчика Холла, разрыве ремня ГРМ, неисправности катушки зажигания, плохому контакту в крышке распределителя, проблемами в проводке и так далее.

Если диагностика остальных узлов не дала результатов, то можно переходить к нашему «герою». Но как проверить коммутатор, ведь устройство имеет весьма сложную конструкцию?

Как проверить коммутатор, своими силами.

Большинство автолюбителей не морочат голову с диагностикой и просто ставят новый узел. Такой способ имеет свои плюсы. Во-первых, не нужно тратить время на проверку – достаточно установить новую деталь.

Во-вторых, можно сразу определить, в ней причина или нет. На самом деле бояться работы не стоит, ведь проверка коммутатора занимает несколько минут.

Итак, для выполнения работ в домашних условиях хватит контрольной лампы (номинальное напряжение должно быть 12 Вольт) и стандартного набора ключей.

С их помощью можно убедиться в наличии или отсутствии импульсов, а в дальнейшем принять решение об исправности самого устройства.

Алгоритм действий по проверке коммутатора:

Для начала выполнения работ желательно отключить АКБ, что бы случайно не замкнуть проводки, которые вы будите откручивать.

С помощью ключа на «восемь» выкручивайте гайку и снимите проводок с катушку зажигания с маркировкой «К». Этот провод легко распознать – он имеет коричневатый цвет и направляется к зажиму под маркировкой один на коммутаторе;

Подключайте этот провод через контрольную лампочку к зажиму «К» на катушке зажигания, а далее подсоединяйте аккумулятор;

Включайте стартер двигателя и наблюдайте за действиями лампы. Если она мигает, то коммутатор исправен. Если же лампочка не подает никаких признаков жизни, то единственный выход – это замена устройства.

При наличии сомнений в исправности детали, проверка должна производиться на специальном стенде (такой всегда есть на СТО).

В этом случае можно не только определить факт работоспособности изделия, но и измерить продолжительность импульсов.

При появлении первых подозрений не стоит сразу же менять коммутатор или тратить деньги на мастера. Вы вполне способны справиться с работой своими руками.

Тем более, теперь вы знаете, как проверить коммутатор на ВАЗ 2109 и других моделях отечественной марки. Остается выделить время и подготовить минимальный набор инструментов. Удачной дороги и конечно же без поломок.

Расскажи о статье своим друзьям: ведь она может быть полезна не только тебе

Основные принципы работы и расположение устройства в автомобиле


Коммутатор системы зажигания – небольшой, но крайне важный модуль для работы авто. Его задача – с максимальной скоростью коммутировать цепь, в которую включены вращающие датчики. Помимо этого, он отвечает за то, чтобы включать и отключать электричество в катушке зажигания.
Сигналы, которые поступают от вращающих датчиков, не удобны в использовании из-за своей слабости. Если же они аналоговые, то плохо обрабатываются. Чтобы использовать их в системе управления двигателем внутреннего сгорания (конкретно — в подсистеме зажигания), необходимо их усилить после формирования, после чего передать сигналы на индукционную катушку, на её первичную обмотку.
Современные коммутаторы сконструированы так, что в состоянии координировать работу не одной, а сразу группы катушек в составе ДВС.
Расположение коммутатора в автомобиле может быть разным — это зависит от особенностей его конструкции.Коммутатор может быть установлен совместно с блоком электроники, отвечающим за управление двигателем, или же отдельно.
Если коммутатор располагается отдельно от управляющего блока электроники, он может находиться:

  • непосредственно рядом с катушкой зажигания;
  • на модуле распределителя зажигания;
  • под капотом, на перегородке или на крыле автомобиля, чтобы за счёт размещения на металлической поверхности получить дополнительный теплоотвод;
  • рядом с электронным управляющим блоком.

Каждая конструкторская группа решает вопрос расположения коммутатора по-своему. Специалисты ВАЗа поместили его на модуле распредзажигания, инженеры «Форда» – на перегородке автомобиля под капотом, конструкторы «Ауди» – в двигательной части в районе лобового стекла, под защитой водонепроницаемого кожуха, рядом с разъёмами для подключаемых в ходе проведения диагностических работ модулей.

Результаты эволюции: от простой батареи до систем под управлением электроники


На заре автомобильной эры в машинах первых поколений в агрегате ДВС существовала опция зажигания от электрической батареи, реализованная на основе физического явления самоиндукции. Первые коммутаторы, то есть системы, выполняющие координирующие функции в процесс извлечения искры в блоке зажигания ДВС, были крайне просты, если не сказать примитивны, и состояли из батареи и всего лишь двух проводов. Регулирование работы несложной транзисторной схемы осуществлялось при помощи электроимпульса, подаваемого на бобину.
В своём первоначальном виде коммутатор просуществовал достаточно долго, пока не наступила эпоха электроники. Новые технологии позволили перейти от применения батарейного зажигания к иным решениям.
Современный электронный коммутатор в своей основе уже состоит из транзисторов, тиристорных схем, бесконтактных датчиков и гибридных схем.
С использованием электроники автоматическое управление электроимпульсами, идущими через катушку зажигания, дало возможность получить целый ряд улучшений и преимуществ:

  • существенно повысилась надёжность работы блока зажигания;
  • система зажигания стала функционировать без перебоев на высоких скоростях и повышенных оборотах мотора;
  • удалось получить более высокую степень сжатия, то есть, отношение рабочего объёма цилиндра двигателя к объёму его камеры внутреннего сгорания.

Со временем инженерная мысль пошла дальше, и присутствующий до того времени в схеме контактный прерыватель электрического напряжения был заменён на бесконтактный элемент. Первым агрегатом, реализованным на этом принципе, стал коммутатор ВАЗ, в котором функция зажигания реализована с применением датчика Холла.
На следующем этапе развития коммутатора система стала многоканальной, то есть, управляющей сразу целой группой катушек зажигания. Альтернативным вариантом стало монтирование автономной системы, состоящей из тандема «катушка + коммутатор» на каждой отдельной свече зажигания. Такое решение дало механикам целый ряд преимуществ:

  • искра в системе зажигания ДВС теперь создавалась более сильная, что сделало работу ДВС более надёжной;
  • присутствовавшие ранее потери мощности в трамблере удалось сначала сделать меньше, а позже и вовсе свести на нет;
  • на холостых оборотах автомобиль получил надёжный и стабильный ход;
  • расход автомобильного топлива был существенно снижен;
  • в условиях пониженной температуры окружающей среды первичный старт двигателя стал более стабильным.

Основные типы существующих коммутаторов


Коммутаторы, используемые в автомобильной технике, подразделяются на следующие типы:

  • тип DС СDI – с высоковольтным генератором, входящим в состав схемы;
  • тип АС СDI – устройство, функционирующее только при наличии высокого напряжения, подведённого извне;
  • тип под названием «катушка».

Тип АС не нуждается в постоянном наличии напряжения. Конструкция его достаточно проста, размеры – небольшие, но подключение этого типа устройства требует определённых навыков и опыта.
Из недостатков таких коммутаторов следует упомянуть то, что простота конструкции не предусматривает ограничения наибольшего достижимого числа оборотов двигателя. Это обстоятельство снижает безопасность работы технического узла.
Тип DС – наиболее распространённый и часто применяемый в конструкциях. Подключать такой коммутатор несложно, поскольку он снабжён только четырьмя группами контактов: стандартными минусом и плюсом, а также выходами на катушку и датчик Холла.
Конструкция коммутатора DС позволяет выполнять устройство в различных модификациях:

  • с ограничением максимального числа двигательных оборотов;
  • с опцией, позволяющей изменять существующую фазу опережения зажигания;
  • с набором дополнительных контактов для присоединения других модулей.

Коммутаторы «катушечного» типа пока мало распространены. По сути, они являются своеобразным тандемом обычной катушки зажигания и самого коммутатора, без датчика Холла. Их принцип работы — прерывание электротока, идущего через катушку и высоковольтный трансформатор.
Изначально система имела целый ряд недостатков, таких как быстрая порча поверхности контактов из-за частой выработки искры, электрохимические процессы эрозии, некачественный поджог топлива. Эти недостатки смогли устранить или минимизировать, введя в схему устройства высоковольтные мощные транзисторы и системы зажигания на бесконтактном принципе работы.

Разновидности коммутаторов


По своим функциональным особенностям коммутаторы подразделяют на три основных вида:

  • стандартный;
  • спортивный;
  • коммутатор, имеющий опцию корректировки фаз опережения зажигания.

Отличительная черта стандартного или, как его ещё называют, стокового коммутатора – его стабильность. Он строго соответствует параметрам автомобиля, в который устанавливается.
Стоковый коммутатор монтируется в машину на заводе. Как правило, производители заботятся о том, чтобы устройство могло обеспечивать максимальную надёжность и долговечность эксплуатации всего двигателя. На них, как правило, присутствует узел ограничения количества оборотов, что в ряде случаев может спасти жизни водителя и пассажиров.
Спортивный коммутатор повышает верхний предел количества оборотов мотора. Его можно монтировать в авто по желанию автовладельца. Проблема заключается в том, что выполнять такую процедуру могут лишь опытные специалисты, и установка потребует замены ещё целого ряда деталей. При этом всё равно следует помнить, что спортивный коммутатор – это риск аварии, особенно если за рулём находится неопытный водитель.
Коммутатор с корректировкой фаз выравнивает крутящий момент двигателя, компенсируя недостаток мощности. В результате автомобиль получает хорошие данные при разгоне и равномерную работу двигателя на разных скоростях.

Признаки неисправности


Если коммутатор перестаёт работать, теряется искра. В результате мотор начинает глохнуть, работает с перебоями.
Если в работе автомобиля начали наблюдаться вышеописанные проблемы, не стоит торопиться с заменой коммутатора. Искра может «теряться» и из-за некорректной работы датчика Холла, и из-за неисправности ремня ГРМ, и из-за поломки катушки зажигания. Не последней причиной может также стать проблема с электропроводкой.
Поэтому нужно сначала убедиться, что «виноват» именно коммутатор, или исключить его «вину» в неисправности.
Зачастую, если коммутатор просто демонтировать и установить, есть смысл подключить на место старого узла новый. Таким образом можно сразу понять, в нём ли причина. Если есть сомнения в исправности узла, продолжить проверку стоит на специально оборудованном стенде, который покажет не только факт неисправности, но и продолжительность электрических импульсов — после этого будет понятно, нужно ли устройство чинить, или лучше заменить.
Коммутаторы в их современном виде существенно повышают эффективность работы двигателя внутреннего сгорания во всех режимах его функционирования и улучшают эффективность запуска мотора. Взяв свое начало с простой пары проводов и катушки, этот узел эволюционировал в достаточно сложную и функциональную систему, являющуюся сегодня неотъемлемой частью двигателя.
Видео о том, как работает коммутатор:

Рубрики: Мотоспорт

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *