Доработка двигателя ВАЗ 2110, 2111, 2112

Данная доработка будет полезна практически во всей линейке ВАЗовских инжекторных двигателей вне зависимости от типа и состава оборудования ЭСУД и системы зажигания в частности.

Сразу предостережение — по результатам комментариев и вопросов.
! Вмешательство и внесение изменений в электрическую схему автомобиля требует хотя бы начальных навыков в электротехнике и осознания выполняемых действий!
Если Вы чувствуете, что электросхемы и электрика автомобиля — немного не Ваш профиль обратитесь к более квалифицированному человеку или толковому автоэлектрику.
Это в Ваших же интересах. И избавит Вас от непредсказуемых последствий.

По порядку.
Двигатель ВАЗ 21124. 1,6 литра, 16-ти клапанный. Индивидуальные катушки зажигания (либо сдвоенный модуль с высоковольтными проводами). Все красиво. И на первый взгляд, кажется – все продумано, соответственно должно работать четко и надежно. Оказывается, это далеко не так. Это же ВАЗ!

Доработка двигателя ВАЗ 2110. 2111, 2112

Индивидуальные катушки зажигания

Про проблемы с зажиганием на данном двигателе написано довольно много – про выбор свечей, замену и подбор индивидуальных катушек зажигания (далее — ИКЗ).
Вот и я столкнулся лицом к лицу с данной проблемой.
Основные проявления — двигатель неравномерно вращается на ХХ (обороты пляшут в диапазоне примерно 720-840 об/мин), вялый с подергиванием разгон, повышенный расход.
В принципе большинству понятно – пропуски зажигания, редкие, но есть. ЭБУ их в упор не видит. В прошлом году четко начала сбоить одна катушка — ЭБУ увидел. Заменил её, немного попустило. Но все равно движку чего-то не хватало. Чего – хорошей искры! Вот об этом – подробно.
Из версий:

· заменить свечи (нынешние NGK отходили всего 7 т км) на что-то более дорогое из серии «платинум, иридиум» и т. д. – вариант затратный.

· менять ИКЗ, а им чуть более 7 лет (родные БОШевские стоят, пробег 75 ткм) – малость накладно (стоимость одной ИКЗ в районе 540 грн ($22), а их четыре) и нет уверенности, что проблема снимется.

· ДМРВ, что тоже не весело…

· заглянуть в ЭБУ на предмет исправности ключей, токоограничительных резисторов ит.д.

Действовать наугад или по предположениям — отнюдь не мой метод и не мои подходы.
Чтение ЭБУ показало:
1. Скачут обороты
2. Скачет время впрыска, незначительно
3. Скачет УОЗ на ХХ (9-15 град) — многовато
4. Питание, ДМРВ, ДПДЗ – все стабильно и красиво.
5. Массы ЭБУ – все в идеале (ранее произведена доработка и правильная разводка)
Вердикт – нестабильное искрообразование.
Были измерены параметры ИКЗ – сопротивление первичной обмотки, индуктивность, сопротивление вторичной обмотки (с учетом диода в высоковольтной цепи), проверка на отсутствие короткозамкнутых витков — норма. Катушки имеют минимальный (± 2%) разброс и ничего настораживающего в параметрах. Об этом позже.
На собранном на скорую руку «стенде» нормальная искра, немного слабее по виду чем на классике с бесконтактной системой зажигания, но все равно – четкая во всем диапазоне частот вращения (2 — 45 Гц), со временем накопления 2,0 мс. Катушки живые.
Заменены резиновые колпачки в ВВ части катушки.
Для полноты картины решил посмотреть осциллографом на двигателе эпюры на катушках, вытащил свой С1-65А – надежную, проверенную рабочую лошадку к машинке и вперед.
Зажигание включено. Движок запущен. В борт сети (на АКБ) 14,35В что на ХХ, сто при 2000 об/мин — стабильно. Замечательно! Смотрим.
Как обычно начинаю с питания на катушки (+12В с замка зажигания) и прихожу в УЖАС! На катушках, как и на разъеме жгута ИКЗ – пульсации ровно 2,5В. Я не ошибся, перемерял в 2х режимах (да и осциллограф – уже много лет повседневный и не единственный рабочий инструмент — тут уж не до сомнений ).
Прошу прощения за неудачные фотки — развертка медленная, а выдержка в фотике короткая.

2В /деление Размах пульсаций почти 2,5В

0,5 В/Деление с отсечением постоянной составляющей. Фотка не совсем удачная, но наличие почти 2.5В по размаху видно!

Четкие, красивые иглоподобные провалы в фазе накопления ИКЗ длительностью порядка 2 мс и размахом 2,5В!
На АКБ пульсаций практически не видно (незначительно малы, порядка 50-80мВ)
Все, приплыли. Причина локализована. Дальше смотреть пока нет смысла. Вот где собака зарыта!
Небольшая прикидка в Екселе и получаю – снижение максимального тока (накопления) в момент разрыва на 18% что эквивалентно снижению энергии, накапливаемой в катушке и отдаваемой катушкой в свечу на 33,6%! Впечатляет?
(зависимость накопленной энергии от силы тока — квадратичная W=(L*I^2)/2 — это для справки !)
От того и море статей по мукам подбора свечей, ИКЗ.
Я уже молчу про тех, у кого силиконовые с большим сопротивлением провода от внешнего модуля зажигания.
Как обычно все банально и в стиле АвтоВАЗа — проводка, контакты, разъемы. Ну и консервативно-пофигистская «инженерная мысль» сюда прикоснулась…
К действиям!
Шаг первый. Обязательный.
Общая схема ЭСУД и нужный ее фрагмент.

Рис.1 Схема ЭСУД 21124 (Январь 7.2, Бош 7.9.7)

Рис.2 Установка конденсаторов в жгут ИКЗ

Так как есть мощная импульсная индуктивная нагрузка (катушка зажигания) и длинная цепь питания к ней (жгут ИКЗ, жгут моторного отсека к ЭБУ) – сгладить провалы нужно установкой конденсаторов, причем как можно ближе к самой нагрузке. Что и было тут же сделано.

Разочарую скептиков — данный подход — это классический прием в схемотехнике силовых импульсных устройств. Никакого шаманства, чудес и прочего UnReal. Если вкратце, то назвать данный подход можно так — "компенсация внутреннего сопротивления источника питания для импульсной индуктивной нагрузки"

2 конденсатора (Фото 1, 2) — скрутил выводы, подпаял провода, выводы изолировал термоусадкой и потом всю конструкцию еще раз в термоусадку полностью, только провода снаружи торчат :-)
В жгут ИКЗ между 2-3 цилиндрами (разрезаем изоленту, (гофра и так с разрезом) видим скрутку — 5 голубых проводов. И к ней, (скрутке-обжимке S1 (Рис 1, 2)) подключаем 2 конденсатора по 2200 мкФ*25В (105°С).
Альтернативный и более технологичный вариант — чтобы не трогать хорошо запакованную скрутку — зачистить по кругу на 5-8мм подводящий (толстый) синий, идущий от разъема ЭСУД провод и припаять плюсовой провод конденсаторов к нему.
Минус выведен отдельным проводом к точке масс под болт М6 на ГБЦ (рядом с датчиком давления масла).
Использовать массу высоковольтных обмоток катушек для подключения конденсаторов крайне нежелательно.

Конденсаторы: 2200 µF 25V 2 шт. Подойдут и на большее напряжение 35 / 50 / 63В, но только не на 16В.
Диапазон емкостей 3000 — 4700 мкФ. превышать верхний предел тоже не нужно!
Производители: Jamicon (TX, TL, TZ, WG, TK, TM), Samwha (WB, WF, WL, RD), CapXon (KF, LZ, KM, GL) и др. в порядке моего предпочтения. 105 градусные, низкоимпедансные ( LowESR).
2 конденсатора по 2200 мкФ будут эффективнее и долговечнее, чем один на 4700 мкФ. Поверьте на слово, не хочу догружать теорией

Фото 1. Заготовка

Не перепутайте полярность! Полоса на корпусе обозначает "МИНУС"
Ошибка с полярностью при подключении приведет к короткому замыканию, вздутию и закипанию конденсатора, проблемам с проводкой.

Фото 2. Дальше — изолируем выводы и всю заготовку в термоусадку

Так все выглядит в уже смонтированном виде, крышке двигателя не мешает.

Фото 3. Жгут ИКЗ и дополнительные конденсаторы

Фото 4. Подключение масс в районе датчика давления на ГБЦ

Результат: размах пульсаций снизился до 0,8В — а это в 3 раза.
Импульсы на коммутируемых выводах катушек (выброс, размах, длительность, колебательный процесс) – практически идентичные, что радует и подтверждает наличие стабильного искрообразования. До добавления конденсаторов наблюдались характерные выбросы, свидетельствующие об отсутствии разряда в свече
Машинка реально поехала живее, как было раньше – вернулась динамика разгона, исчезли провалы, четкая и точная реакция на педаль газа. Сразу же снизился расход примерно на 0,7- 0,9 литра (7.8 вместо 8.5 и более по городу). На ХХ стабильные обороты.
Заводится гораздо быстрее (прокрутка стартером по времени точно в 2 раза короче).
И это все на тех же свечах и катушках!
Для чистоты эксперимента ввернул «старые» свечи, на которых троила изрядно. Картина не изменилась. Движок четко работает.

Шаг второй. Крайне необходимый.

Взглянув на электросхемы ЭСУД 2110 (21124) (рис. 1) увидел, что катушки питаются напрямую от замка зажигания. При том, что ЭБУ имеет свой прямой силовой провод (порядка 2.5 — 4 мм кв) с АКБ, по нему же запитывается бензонасос, форсунки и все остальное.
Цепь питания катушек выполнена проводом достаточного сечения (порядка 2,5 мм. кв. точно), в жгуте ИКЗ, в жгуте моторного отсека к ЭБУ и ВСЕ! Дальше к замку зажигания от жгута ЭБУ провод уже визуально тоньше. Естественно, со временем износ контактной группы замка зажигания, увеличение сопротивления контактов разъемов (вследствие окисления и ослабления пружинящих свойств) – результат во всей красе в движении и на экране осциллографа. На вскидку цепь к катушкам – это 4 разъема, контактная группа замка, особо подверженная износу.

Рис. 3 Подключение ИКЗ к главному реле ЭСУД

Скрутка S5

Потому решено: питание ИКЗ взять с главного реле ЭБУ, а оно запитано напрямую, отдельным проводом (порядка 6 мм кв) с АКБ. Цепь силовая и электромагнитное (или электронное) силовое реле тут в самый раз. Что и сделано.
По сути давно пора было! Отдельное реле пока не вижу смысла устанавливать. Оно попросту продублирует главное реле ЭБУ, не очень-то и нагруженное.
От обжимки "S5" (Рис. 1, 3) откусил голубой провод И подпаял его к розово черному отходящему от главного реле ЭБУ. Длины хватает.
Обжимка S5 находится в разветвлении жгута ЭСУД в сторону разъема к приборной панели или ИММО — найти её не сложно, достаточно отследить толстый синий провод питания катушек в общем жгуте в районе разветвления. Откусить его от скрутки, вытянуть (высвободить) в сторону моторного щита.
Рекомендую заменить предохранитель (поз №33 на схеме) в используемой цепи с 7.5А на 10А

Результат заключительного этапа – пульсации на ИКЗ уменьшились до 0,35В, т.е. еще в 2 раза.
Итог: пульсации (провалы) в начале – 2,5В;
после добавления фильтрующих конденсаторов — 0,8В;
после переподключения питания ИКЗ к главному реле ЭБУ — 0,35В
Результат на лицо - стабильный Холостой ход и динамика без нареканий.

Цена вопроса — 2 конденсатора, термоусадка, изолента. И совсем немного времени и желания.

Идем дальше. Форсунки. Картина гораздо лучше. Пульсации меньше, но тоже есть — в этой цепи токи поменьше. И туда был установлен месяцем ранее ранее конденсатор 1500мкФ*25В. Так же к жгуту, В термоусадке, минус под болт М6 на ГБЦ. Цель установки — подавление помех при работе форсунок в бортовую сеть и на дополнительное оборудование. Время впрыска и другие параметры работы двигателя не изменились, и не должны были по сути.
На эту же цепь питания форсунок был подключен контроллер вентилятора охлаждения.
Достаточно удобная точка подключения. Силовой провод и датчик температуры рядом.

Реально осознаю, что конденсаторам, даже рассчитанным на 105°С в районе ГБЦ придется нелегко. Но, посмотрев даташиты Samwha и Jamicon не очень-то и расстроился. При 105°С заявленный ресурс не менее 3000-5000ч (для некоторых LowESR серий). В принципе и не мало. Время покажет.
Главное – проблема локализована, исследована, устранена.
Пути решения изложены.

https://www.drive2.ru/b/2173392/