Kontaktlöst tändsystem

Tändsystemet i en bil behövs för att antända luftbränsleblandningen som har kommit in i motorcylindern. Den används i kraftenheter som körs på bensin eller gas. Dieselmotorer har en annan arbetsprincip. De använder uteslutande direkt bränsleinsprutning (för andra modifieringar av bränslesystem, läs här).

I detta fall komprimeras en ny portion luft i cylindern, som i detta fall värms upp till dieselbränslets antändningstemperatur. I det ögonblick som kolven når den övre dödpunkten sprutar elektroniken bränsle i cylindern. Under hög temperatur påverkas blandningen. I moderna bilar med en sådan kraftenhet används ofta ett CommonRail-typ bränslesystem som ger olika lägen för bränsleförbränning (det beskrivs i detalj i en annan recension).

Bensinenhetens arbete utförs på ett annat sätt. I de flesta modifieringar beskrivs på grund av det låga oktantalet (vad det är och hur det bestäms här) bensin antänds vid lägre temperaturer. Även om många premiumbilar kan utrustas med drivlinor med direktinsprutning som går på bensin. För att en blandning av luft och bensin ska kunna antändas med mindre kompression, fungerar en sådan motor tillsammans med ett tändsystem.

Oavsett hur bränsleinsprutning och systemdesign implementeras är nyckelelementen i SZ:

• Tändspole (i modernare bilmodeller kan det finnas flera av dem), vilket skapar en högspänningsström;
• Tändstift (i princip förlitar sig ett ljus på en cylinder), som levereras med elektricitet vid rätt tidpunkt. En gnista bildas i den som antänder VTS i cylindern;
• Distributör. Beroende på systemtyp kan det vara mekaniskt eller elektroniskt.

Om alla tändsystem är indelade i typer kommer det att finnas två. Den första är kontakt. Vi har redan pratat om henne i en separat granskning... Den andra typen är kontaktlös. Vi kommer bara att fokusera på det. Vi kommer att diskutera vilka element det består av, hur det fungerar och även vilken typ av fel det finns i detta tändsystem.

Vad är ett kontaktlöst biltändningssystem

På äldre fordon används ett system där ventilen är av kontakttransistortyp. När kontakterna vid ett visst ögonblick är anslutna stängs motsvarande krets på tändspolen och en hög spänning bildas, som, beroende på den slutna kretsen (distributörskåpan ansvarar för detta - läs om det här) går till motsvarande ljus.

Trots den stabila driften av en sådan SZ behövde den över tid moderniseras. Anledningen till detta är oförmågan att öka den energi som krävs för att antända VST i modernare motorer med ökad kompression. Dessutom klarar den mekaniska ventilen vid höga hastigheter inte sin uppgift. En annan nackdel med en sådan anordning är slitaget på kontakterna hos brytfördelaren. På grund av detta är det omöjligt att finjustera och finjustera tändningstiden (tidigare eller senare) beroende på motorvarvtalet. Av dessa skäl används kontakttypen SZ inte på moderna bilar. Istället installeras en kontaktlös analog, och ett elektroniskt system kom att ersätta den, som lästes mer detaljerat här.

Detta system skiljer sig från sin föregångare genom att processen för att bilda en elektrisk urladdning till ljusen inte längre tillhandahålls av en mekanisk utan av en elektronisk typ. Det låter dig justera tändningstiden en gång och inte ändra den praktiskt taget under hela kraftaggregatets livslängd.

Tack vare införandet av mer elektronik har kontaktsystemet fått ett antal förbättringar. Detta gör det möjligt att installera den på klassikerna där KSZ tidigare användes. Signalen för bildandet av en högspänningspuls har en induktiv formning. På grund av billigt underhåll och ekonomi visar BSZ god effektivitet på atmosfäriska motorer med liten volym.

Vad är det för och hur det händer

För att förstå varför kontaktsystemet måste ändras till ett kontaktlöst, låt oss beröra lite principen för en förbränningsmotor. En blandning av bensin och luft tillförs vid insugningsslaget när kolven rör sig till botten dödpunkt. Insugningsventilen stängs sedan och kompressionsslaget börjar. För att motorn ska uppnå maximal effektivitet är det oerhört viktigt att bestämma när du behöver skicka en signal för att generera en högspänningspuls.

I kontaktsystem i fördelaren stängs / öppnas brytarkontakterna under axelns rotation, vilket är ansvarigt för ögonblicket av energiackumulering i lågspänningslindningen och bildandet av högspänningsström. I den beröringsfria versionen tilldelas denna funktion Hall-sensorn. När spolen har bildat en laddning, när fördelarkontakten är stängd (i fördelarkåpan), går denna puls längs motsvarande linje. I normalt läge tar denna process tillräckligt med tid för alla signaler att gå till tändsystemets kontakter. Men när motorhastigheten stiger, börjar den klassiska distributören arbeta instabilt.

Dessa nackdelar inkluderar:

1. På grund av passagen av högspänningsström genom kontakterna börjar de brinna. Detta leder till att klyftan mellan dem ökar. Detta fel ändrar tändningstiden (tändningstiden), vilket påverkar kraftaggregatets stabilitet negativt, vilket gör den mer glupsk, eftersom föraren måste trycka bensinpedalen mot golvet oftare för att öka dynamiken. Av dessa skäl behöver systemet regelbundet underhåll.
2. Närvaron av kontakter i systemet begränsar mängden högspänningsström. För att göra gnistan "fetare" kommer det inte att vara möjligt att installera en mer effektiv spole, eftersom överföringskapaciteten hos KSZ inte tillåter att en högre spänning appliceras på ljusen.
3. När motorvarvtalet stiger stängs och öppnas inte fördelarkontakterna. De börjar slå mot varandra, vilket orsakar en naturlig skramling. Denna effekt leder till okontrollerad öppning / stängning av kontakter, vilket också påverkar stabiliteten hos förbränningsmotorn.

Ersättningen av fördelarkontakterna och brytarkontakterna med halvledarelement som fungerar i ett kontaktfritt läge hjälpte till att delvis eliminera dessa fel. Detta system använder en omkopplare som styr spolen baserat på signaler som tas emot från en närhetsbrytare.

I den klassiska designen är brytaren utformad som en Hall-sensor. Du kan läsa mer om dess struktur och funktionsprincip. i en annan recension... Det finns dock också induktiva och optiska alternativ. I den "klassiska" är det första alternativet etablerat.

Kontaktlös tändsystemanordning

BSZ-enheten är nästan identisk med kontaktanalogen. Ett undantag är typen av brytare och ventil. I de flesta fall installeras en magnetisk sensor som arbetar med Hall-effekten som brytare. Den öppnar och stänger också den elektriska kretsen och genererar motsvarande lågspänningspulser.

Transistoromkopplaren svarar på dessa pulser och växlar spollindningarna. Vidare går högspänningsladdningen till fördelaren (samma fördelare, i vilken, på grund av axelns rotation, högspänningskontakterna för motsvarande cylinder stängs / öppnas alternerande). Tack vare detta tillhandahålls en mer stabil bildning av den erforderliga laddningen utan förluster vid brytarens kontakter, eftersom de saknas i dessa delar.

1. Tändstift; 2. Tändfördelningssensor; 3. Skärm; 4. Beröringsfri sensor; 5. Växla; 6. Tändspole; 7. Monteringsblock; 8. Tändningsrelä; 9. Tändningslås.

Generellt består kretsen för ett kontaktlöst tändsystem av:

• Strömförsörjning (batteri);
• Kontaktgrupp (tändningslås);
• Pulssensor (utför funktionen som brytare);
• Transistorströmställare som växlar kortslutningslindningar;
• Tändspolar, där, på grund av verkan av elektromagnetisk induktion, omvandlas en 12-voltsström till energi, som redan är tiotusentals volt (denna parameter beror på typen av SZ och batteriet);
• Distributör (i BSZ är distributören något moderniserad);
• Högspänningsledningar (en central kabel är ansluten till tändspolen och fördelarens centrala kontakt, och 4 går redan från fördelarlocket till ljusstaken i varje ljus);
• Tändstift.

För att optimera antändningsprocessen för VTS är dessutom tändningssystemet av denna typ utrustat med en UOZ-centrifugalregulator (arbetar vid ökade hastigheter) samt en vakuumregulator (utlöses när belastningen på kraftenheten ökar).

Låt oss överväga vilken princip BSZ fungerar.

Principen för drift av det kontaktlösa tändsystemet

Tändsystemet startar med att vrida nyckeln i låset (den sitter antingen på rattstången eller bredvid den). I detta ögonblick är det inbyggda nätverket stängt och strömmen tillförs spolen från batteriet. För att tändningen ska börja fungera är det nödvändigt att få vevaxeln att rotera (genom kamremmen är den ansluten till gasfördelningsmekanismen, som i sin tur roterar fördelningsaxeln). Den kommer dock inte att rotera förrän luft / bränsleblandningen antänds i cylindrarna. En starter är tillgänglig för att starta alla cykler. Vi har redan diskuterat hur det fungerar. i en annan artikel.

Under tvångsrotationen av vevaxeln och därmed kamaxeln roterar fördelningsaxeln. Hall-sensorn upptäcker det ögonblick då en gnista behövs. I detta ögonblick skickas en puls till strömbrytaren, som stänger av tändspolens primära lindning. På grund av spänningens skarpa försvinnande i sekundärlindningen bildas en högspänningsstråle.

Eftersom spolen är ansluten med en central ledning till fördelarkåpan. Roterande vrider fördelningsaxeln samtidigt skjutreglaget, som växelvis förbinder den centrala kontakten med kontakterna på högspänningsledningen som går till varje enskild cylinder. Vid tillfället för att stänga motsvarande kontakt går högspänningsstrålen till ett separat ljus. En gnista bildas mellan elektroderna i detta element, som antänder luft-bränsleblandningen komprimerad i cylindern.

Så snart motorn startar behöver startaren inte längre fungera, och dess kontakter måste öppnas genom att släppa nyckeln. Med hjälp av en returfjädermekanism återgår kontaktgruppen till tändningen i läge. Då fungerar systemet självständigt. Du bör dock vara uppmärksam på ett par nyanser.

Det speciella med en förbränningsmotor är att VTS inte brinner ut direkt, annars skulle motorn snabbt misslyckas på grund av detonation och det tar flera millisekunder att göra detta. Olika vevaxelhastigheter kan orsaka att tändningen startar för tidigt eller för sent. Av denna anledning får blandningen inte antändas samtidigt. Annars överhettas enheten, förlorar strömmen, instabil drift eller detonation observeras. Dessa faktorer kommer att manifestera sig beroende på belastningen på motorn eller vevaxelns hastighet.

Om luft-bränsleblandningen antänds tidigt (stor vinkel) kommer de expanderande gaserna att förhindra att kolven rör sig på kompressionsslaget (i denna process övervinner detta element redan allvarligt motstånd). En kolv med lägre effektivitet kommer att utföra ett arbetsslag, eftersom en betydande del av energin från den brinnande VTS redan har spenderats på motstånd mot kompressionsslaget. På grund av detta sjunker enhetens kraft och vid låga hastigheter verkar den "kväva".

Å andra sidan leder eld till blandningen vid ett senare tillfälle (liten vinkel) till att den brinner ut genom hela arbetsslaget. På grund av detta värms motorn mer upp och kolven tar inte bort maximal effektivitet från gasutvidgningen. Av denna anledning minskar sen tändning kraftigt på enheten och gör den också mer glupsk (för att säkerställa dynamisk rörelse måste föraren trycka på gaspedalen hårdare).

För att eliminera sådana biverkningar måste du ställa in en annan tändningstid varje gång du ändrar belastningen på motorn och vevaxelhastigheten. I äldre bilar (de som inte ens använde en distributör) installerades en speciell spak för detta ändamål. Inställningen av den nödvändiga tändningen utfördes manuellt av föraren själv. För att göra denna process automatisk utvecklade ingenjörerna en centrifugalregulator. Den installeras i distributören. Detta element är fjäderbelastade vikter associerade med brytarens bottenplatta. Ju högre axelhastighet, desto mer avviker vikterna och desto mer vrider denna platta. På grund av detta sker en automatisk korrigering av urkopplingsmomentet för den primära lindningen av spolen (ökning av SPL).

Ju starkare belastningen på enheten är, desto mer fylls dess cylindrar (ju mer gaspedalen trycks in och en större volym VTS kommer in i kamrarna). På grund av detta sker förbränningen av en blandning av bränsle och luft snabbare, som med detonation. För att motorn ska fortsätta att producera maximal effektivitet måste tändningstiden justeras nedåt. För detta ändamål installeras en vakuumregulator på distributören. Den reagerar på graden av vakuum i insugsgrenröret och anpassar följaktligen tändningen till belastningen på motorn.

Hall-sensor signalbehandling

Som vi redan har märkt är nyckelskillnaden mellan ett kontaktlöst system och ett kontaktsystem att ersätta en brytare med kontakter med en magnetoelektrisk sensor. I slutet av XNUMX-talet gjorde fysikern Edwin Herbert Hall en upptäckt, på grundval av vilken sensorn med samma namn fungerar. Kärnan i dess upptäckt är som följer. När ett magnetfält börjar verka på en halvledare längs vilken en elektrisk ström flyter visas en elektromotorisk kraft (eller tvärspänning) i den. Denna kraft kan bara vara tre volt lägre än huvudspänningen som verkar på halvledaren.

Hall-sensorn består i detta fall av:

• Permanentmagnet;
• Halvledarplatta;
• Mikrokretsar monterade på en platta;
• En cylindrisk stålskärm (obturator) monterad på fördelningsaxeln.

Funktionen för denna sensor är som följer. Medan tändningen är på strömmar en ström genom halvledaren till strömbrytaren. Magneten är placerad på insidan av stålskärmen, som har en slits. En halvledarplatta är installerad mittemot magneten på utsidan av obturatorn. När, under rotationen av fördelningsaxeln, skärmsnittet är mellan plattan och magneten, verkar magnetfältet på intilliggande element och en tvärspänning alstras i den.

Så snart skärmen vänder och magnetfältet slutar fungera försvinner tvärspänningen i halvledarskivan. Omväxlingen av dessa processer genererar motsvarande lågspänningspulser i sensorn. De skickas till växeln. I denna anordning omvandlas sådana pulser till en ström av den primära kortslutningslindningen, som växlar dessa lindningar, på grund av vilken en högspänningsström genereras.

Fel i det kontaktlösa tändsystemet

Trots det faktum att det kontaktlösa tändsystemet är en evolutionär version av kontakten, och nackdelarna med den tidigare versionen elimineras i det, är det inte helt saknat dem. Vissa funktionsstörningar som är karakteristiska för kontakten SZ finns också i BSZ. Här är några av dem:

• Fel på tändstift (läs om hur du kontrollerar dem separat);
• Brott på lindningskablarna i tändspolen;
• Kontakter oxideras (och inte bara distributörens kontakter utan också högspänningsledningar);
• Brott mot isolering av explosiva kablar;
• Fel i transistoromkopplaren;
• Felaktig användning av vakuum- och centrifugalregulatorerna;
• Hallsensorbrott.

Även om de flesta störningar är ett resultat av naturligt slitage, uppträder de ofta också på grund av vårdslöshet från bilisten själv. Till exempel kan en förare tanka bilen med bränsle av låg kvalitet, bryta schemat för rutinunderhåll eller, för att spara pengar, utföra underhåll på okvalificerade bensinstationer.

Av ingen liten betydelse för tändsystemets stabila funktion, liksom inte bara för den kontaktlösa, är kvaliteten på förbrukningsvaror och delar som installeras när de fel som byts ut. En annan orsak till BSZ-störningar är negativa väderförhållanden (till exempel explosiva ledningar av låg kvalitet kan tränga igenom under kraftigt regn eller dimma) eller mekaniska skador (ofta observerade under slarviga reparationer).

Tecken på en felaktig SZ är den instabila driften av kraftenheten, komplexiteten eller till och med omöjligheten att starta den, kraftförlust, ökad frosseri etc. Om detta bara händer när det finns ökad luftfuktighet ute (kraftig dimma), bör du vara uppmärksam på högspänningsledningen. Ledningarna får inte vara våta.

Om motorn är instabil vid tomgång (medan bränslesystemet fungerar ordentligt) kan detta indikera skador på distributörskåpan. Ett liknande symptom är en brytning av omkopplaren eller Hall-sensorn. En ökning av bensinförbrukningen kan förknippas med nedbrytning av vakuum- eller centrifugalregulatorer, liksom med felaktig användning av ljusen.

Du måste söka efter problem i systemet i följande ordning. Det första steget är att avgöra om en gnista genereras och hur effektiv den är. Vi skruvar loss ljuset, sätter på ljusstaken och försöker starta motorn (masselektroden, i sidled, måste lutas mot motorkroppen). Om det är för tunt eller inte alls, upprepa proceduren med ett nytt ljus.

Om det inte finns någon gnista alls är det nödvändigt att kontrollera att den elektriska ledningen inte går sönder. Ett exempel på detta skulle vara oxiderade trådkontakter. Separat bör det påminnas om att högspänningskabeln måste vara torr. Annars kan högspänningsströmmen bryta igenom det isolerande lagret.

Om gnistan bara försvann på ett ljus inträffade ett gap i intervallet från distributören till NV. Den fullständiga frånvaron av gnistbildning i alla cylindrar kan indikera en förlust av kontakt på mittkabeln från spolen till fördelarkåpan. Ett liknande fel kan vara ett resultat av mekanisk skada på fördelarkåpan (sprickan).

Fördelar med kontaktlös antändning

Om vi ​​pratar om fördelarna med BSZ, jämfört med KSZ, är dess främsta fördel att den på grund av frånvaron av brytarkontakter ger ett mer exakt ögonblick av gnistbildning för antändning av luft-bränsleblandningen. Detta är just huvuduppgiften för alla tändsystem.

Andra fördelar med den betraktade SZ inkluderar:

• Mindre slitage på mekaniska element på grund av att det finns färre av dem i dess enhet;
• Mer stabilt moment för bildning av en högspänningspuls;
• Mer exakt justering av UOZ;
• Vid höga motorhastigheter bibehåller systemet sin stabilitet på grund av frånvaron av skramling av brytarkontakterna, som i KSZ;
• Mer finjustering av laddningsackumuleringsprocessen vid primärlindning och styrning av primärspänningsindikatorn;
• Låter dig bilda en högre spänning på sekundärlindningen av spolen för en mer kraftfull gnista;
• Mindre energiförlust under drift.

Kontaktlösa tändsystem är dock inte utan nackdelar. Den vanligaste nackdelen är att brytarna inte fungerar, särskilt om de är gjorda enligt den gamla modellen. Kortslutningsavbrott är också vanliga. För att eliminera dessa nackdelar rekommenderas bilister att köpa förbättrade modifieringar av dessa element som har längre livslängd.

Sammanfattningsvis erbjuder vi en detaljerad video om hur man installerar ett kontaktlöst tändsystem:

Installation av BSZ, detaljerad videoinstruktion.

Frågor och svar:

Vilka är fördelarna med ett kontaktlöst tändsystem? Det finns ingen förlust av kontakt med brytare/distributör på grund av kolavlagringar. I ett sådant system, en mer kraftfull gnista (bränsle brinner mer effektivt).

Vilka tändsystem finns det? Kontakt och icke-kontakt. Kontakten kan innehålla en mekanisk brytare eller en Hall-givare (fördelare - fördelare). I ett kontaktlöst system finns en brytare (både en brytare och en fördelare).

Hur ansluter man tändspolen korrekt? Den bruna ledningen (som kommer från tändningslåset) är ansluten till +-uttaget. Den svarta ledningen sitter på kontakt K. Den tredje kontakten i spolen är högspänning (går till fördelaren).

Hur fungerar det elektroniska tändsystemet? En lågspänningsström tillförs spolens primärlindning. Vevaxelns lägessensor skickar en puls till ECU:n. Primärlindningen stängs av och en högspänning genereras i sekundären. Enligt ECU-signalen går strömmen till önskat tändstift.