Brezkontaktni sistem vžiga

Sistem vžiga v avtomobilu je potreben za vžig mešanice zraka in goriva, ki je vstopila v valj motorja. Uporablja se v pogonskih enotah, ki delujejo na bencin ali plin. Dizelski motorji imajo drugačen princip delovanja. Uporabljajo izključno neposredno vbrizgavanje goriva (za druge spremembe sistemov za gorivo preberite tukaj).

V tem primeru se v valju stisne svež del zraka, ki se v tem primeru segreje do temperature vžiga dizelskega goriva. V trenutku, ko bat doseže zgornjo mrtvo točko, elektronika razprši gorivo v valj. Pod vplivom visoke temperature se zmes vname. V sodobnih avtomobilih s takšno pogonsko enoto se pogosto uporablja sistem goriva CommonRail, ki zagotavlja različne načine zgorevanja goriva (podrobno je opisan v drugem pregledu).

Delo bencinske enote poteka na drugačen način. V večini sprememb je opisano nizko oktansko število (kaj je in kako je določeno tukaj) bencin se vžge pri nižjih temperaturah. Čeprav je veliko premium vozil mogoče opremiti s pogonskimi sklopi z neposrednim vbrizgom, ki delujejo na bencin. Da bi se zmes zraka in bencina vžgala z manj stiskanja, tak motor deluje v povezavi s sistemom vžiga.

Ne glede na način izvajanja vbrizga goriva in zasnove sistema so ključni elementi SZ:

• Vžigalne tuljave (v sodobnejših modelih avtomobilov jih je lahko več), kar ustvarja visokonapetostni tok;
• Vžigalna svečka (v bistvu ena sveča sloni na enem jeklenki), ki je pravočasno oskrbljena z elektriko. V njej nastane iskra, ki vžge VTS v valju;
• Distributer. Odvisno od vrste sistema je lahko mehanski ali elektronski.

Če so vsi vžigalni sistemi razdeljeni na vrste, potem bosta dva. Prvi je stik. O njej smo že govorili v ločenem pregledu... Druga vrsta je brezstična. Samo osredotočili se bomo na to. Razpravljali bomo o tem, iz katerih elementov je sestavljen, kako deluje in tudi o vrstah napak v tem sistemu vžiga.

Kaj je brezstični sistem za vžig avtomobila

Pri starejših vozilih se uporablja sistem, pri katerem je ventil tipa kontaktnega tranzistorja. Ko se v določenem trenutku priključijo kontakti, se ustrezen krog vžigalne tuljave zapre in nastane visoka napetost, ki je, odvisno od zaprtega kroga (za to odgovoren pokrov razdelilnika - preberite o tem tukaj) gre do ustrezne sveče.

Kljub stabilnemu delovanju takega SZ ga je bilo sčasoma treba posodobiti. Razlog za to je nezmožnost povečanja energije, potrebne za vžig VST v sodobnejših motorjih s povečano kompresijo. Poleg tega se pri visokih hitrostih mehanski ventil ne spopade s svojo nalogo. Druga pomanjkljivost takšne naprave je obraba kontaktov odklopnika-razdelilnika. Zaradi tega je nemogoče natančno nastaviti in natančno nastaviti čas vžiga (prej ali pozneje), odvisno od vrtljajev motorja. Iz teh razlogov se tip stika SZ na sodobnih avtomobilih ne uporablja. Namesto tega je nameščen brezkontaktni analog in nadomestil ga je elektronski sistem, o katerem preberite podrobneje tukaj.

Ta sistem se od predhodnika razlikuje po tem, da v njem postopka oblikovanja električnega praznjenja sveč ne zagotavlja več mehanski, temveč elektronski tip. Omogoča vam, da enkrat prilagodite čas vžiga in ga ne spreminjate praktično skozi celotno življenjsko dobo pogonske enote.

Zahvaljujoč uvedbi več elektronike je bil kontaktni sistem deležen številnih izboljšav. To omogoča namestitev na klasiko, v kateri je bila prej uporabljena KSZ. Signal za tvorbo visokonapetostnega impulza ima induktivni tip tvorbe. Zaradi poceni vzdrževanja in varčnosti BSZ kaže dobro učinkovitost pri atmosferskih motorjih z majhno prostornino.

Čemu služi in kako se zgodi

Da bi razumeli, zakaj je bilo treba kontaktni sistem spremeniti v brezkontaktnega, se nekoliko dotaknimo načela delovanja motorja z notranjim zgorevanjem. Mešanica bencina in zraka se dovede na sesalni hod, ko se bat premakne v spodnjo mrtvo točko. Nato se sesalni ventil zapre in začne se stiskanje. Da bi motor dosegel največjo učinkovitost, je izjemno pomembno določiti trenutek, ko morate poslati signal za generiranje visokonapetostnega impulza.

V kontaktnih sistemih v razdelilniku se med vrtenjem gredi kontakti odklopnikov zaprejo / odprejo, ki so odgovorni za trenutek akumulacije energije v nizkonapetostnem navitju in nastanek visokonapetostnega toka. V brezkontaktni različici je ta funkcija dodeljena Hall senzorju. Ko tuljava tvori naboj, ko je kontakt razdelilnika zaprt (v pokrovu razdelilnika), ta impulz poteka vzdolž ustrezne črte. V običajnem načinu ta postopek traja dovolj časa, da se vsi signali preusmerijo na kontakte vžigalnega sistema. Ko pa se vrtljaji motorja dvignejo, začne klasični razdelilnik delovati nestabilno.

Te slabosti vključujejo:

1. Zaradi prehoda visokonapetostnega toka skozi kontakte začnejo goreti. To vodi do dejstva, da se razlika med njima povečuje. Ta okvara spremeni čas vžiga (čas vžiga), kar negativno vpliva na stabilnost pogonske enote, zaradi česar je bolj požrešen, saj mora voznik pogosteje pritisniti stopalko za plin na tla, da poveča dinamičnost. Zaradi tega sistem potrebuje redno vzdrževanje.
2. Prisotnost stikov v sistemu omejuje količino visokonapetostnega toka. Da bi iskra postala bolj debela, ne bo mogoče namestiti učinkovitejše tuljave, saj prenosna zmogljivost KSZ ne omogoča, da se na sveče uporablja večja napetost.
3. Ko se vrtljaji motorja povečajo, se razdelilni kontakti ne zaprejo in odprejo le. Začneta trkati drug ob drugega, kar povzroči naravno rožljanje. Ta učinek vodi do nenadzorovanega odpiranja / zapiranja kontaktov, kar vpliva tudi na stabilnost motorja z notranjim zgorevanjem.

Zamenjava kontaktov razdelilnika in odklopnika s polprevodniškimi elementi, ki delujejo v brezkontaktnem načinu, je pripomogla k delni odpravi teh napak. Ta sistem uporablja stikalo, ki nadzoruje tuljavo na podlagi signalov, prejetih od bližinskega stikala.

V klasični izvedbi je odklopnik zasnovan kot Hallov senzor. Več o njegovi strukturi in principu delovanja si lahko preberete. v drugem pregledu... Obstajajo pa tudi induktivne in optične možnosti. V "klasiki" se vzpostavi prva možnost.

Naprava brezkontaktnega sistema vžiga

Naprava BSZ je skoraj enaka kontaktnemu analogu. Izjema je vrsta odklopnika in ventila. V večini primerov je magnetni senzor, ki deluje na Hallov učinek, nameščen kot odklopnik. Prav tako odpira in zapira električni tokokrog, ki ustvarja ustrezne nizkonapetostne impulze.

Tranzistorsko stikalo se odzove na te impulze in preklopi navitja tuljave. Nadalje gre visokonapetostni naboj v razdelilnik (isti razdelilnik, v katerem se zaradi vrtenja gredi visokonapetostni kontakti ustreznega valja izmenično zapirajo / odpirajo). Zahvaljujoč temu je zagotovljeno stabilnejše tvorjenje zahtevanega naboja brez izgub na kontaktih odklopnika, saj jih v teh elementih ni.

1. Vžigalne svečke; 2. senzor razdelilnika vžiga; 3. Zaslon; 4. Brezkontaktni senzor; 5. Stikalo; 6. Vžigalna tuljava; 7. Montažni blok; 8. Vžigalni rele; 9. Stikalo za vžig.

Na splošno je vezje brezstičnega sistema vžiga sestavljeno iz:

• Napajanje (baterija);
• Kontaktna skupina (vžigalna ključavnica);
• Impulzni senzor (opravlja funkcijo odklopnika);
• Tranzistorsko stikalo, ki preklopi navitja kratkega stika;
• Vžigalne tuljave, v katerih se zaradi delovanja elektromagnetne indukcije 12-voltni tok pretvori v energijo, kar je že več deset tisoč voltov (ta parameter je odvisen od vrste SZ in akumulatorja);
• Distributer (v BSZ je distributer nekoliko posodobljen);
• Visokonapetostne žice (en osrednji kabel je priključen na vžigalno tuljavo in osrednji kontakt razdelilnika, 4 pa že gredo od pokrova razdelilnika do svečnika vsake sveče);
• Svečke.

Poleg tega je za optimizacijo procesa vžiga VTS sistem vžiga te vrste opremljen s centrifugalnim regulatorjem UOZ (deluje pri povečanih hitrostih) in regulatorjem vakuuma (sproži se, ko se obremenitev pogonske enote poveča).

Poglejmo, na kakšnem principu deluje BSZ.

Načelo delovanja brezstičnega sistema vžiga

Sistem vžiga se zažene z obračanjem ključa v ključavnici (nahaja se bodisi na volanskem drogu bodisi ob njem). V tem trenutku je omrežje na vozilu zaprto, tok pa se tuljavi napaja iz akumulatorja. Da bi lahko vžig začel delovati, je potrebno, da se ročična gred vrti (prek krmilnega jermena je povezan z mehanizmom za distribucijo plina, ta pa vrti razdelilno gred). Vendar se ne bo vrtel, dokler se v valjih ne vžge mešanica zraka in goriva. Za zagon vseh ciklov je na voljo zaganjalnik. O tem, kako deluje, smo že razpravljali. v drugem članku.

Med prisilnim vrtenjem ročične gredi in z njo odmične gredi se vrti razdelilna gred. Hallov senzor zazna trenutek, ko je potrebna iskra. V tem trenutku se na stikalo pošlje impulz, ki izklopi primarni navit vžigalne tuljave. Zaradi ostrega izginotja napetosti v sekundarnem navitju nastane visokonapetostni žarek.

Ker je tuljava povezana s centralno žico na pokrov razdelilnika. Vrtljivo, razdelilna gred istočasno obrača drsnik, ki izmenično povezuje osrednji kontakt s kontakti visokonapetostnega voda, ki vodijo do vsakega posameznega valja. V trenutku zapiranja ustreznega kontakta gre visokonapetostni žarek v ločeno svečo. Med elektrodama tega elementa nastane iskra, ki vžge zmes zraka in goriva, stisnjeno v jeklenki.

Takoj, ko se motor zažene, zaganjalnika ni več treba delovati, njegove kontakte pa je treba odpreti s spuščanjem ključa. S pomočjo povratnega vzmetnega mehanizma se kontaktna skupina vrne v položaj za vžig. Nato sistem deluje samostojno. Vendar bodite pozorni na nekaj odtenkov.

Posebnost delovanja motorja z notranjim zgorevanjem je, da VTS ne izgori takoj, sicer bi zaradi detonacije motor hitro odpovedal, za kar traja nekaj milisekund. Različne hitrosti ročične gredi lahko povzročijo, da se vžig začne prezgodaj ali prepozno. Zaradi tega se mešanice ne sme istočasno vžgati. V nasprotnem primeru se bo enota pregrela, izgubila moč, nestabilno delovanje ali bo prišlo do detonacije. Ti dejavniki se bodo pokazali glede na obremenitev motorja ali število vrtljajev motorne gredi.

Če se mešanica zrak-gorivo vname zgodaj (velik kot), potem širijoči se plini preprečijo premik bata na stiskalni takt (v tem procesu ta element že premaga resen upor). Bat z nižjim izkoristkom bo izvajal delovni hod, saj je bil pomemben del energije iz gorečega VTS že porabljen za odpornost na stiskalni hod. Zaradi tega moč enote pade in pri nizkih hitrostih se zdi, da se "zaduši".

Po drugi strani pa poznejši zažig mešanice (majhen kot) privede do dejstva, da izgori skozi celoten delovni hod. Zaradi tega se motor bolj segreje, bat pa ne odstrani največje učinkovitosti zaradi širjenja plinov. Zaradi tega pozni vžig močno zmanjša moč enote in jo tudi naredi bolj požrešno (za zagotovitev dinamičnega gibanja bo moral voznik močneje pritisniti na stopalko za plin).

Da bi odpravili takšne neželene učinke, morate vsakič, ko spremenite obremenitev motorja in število vrtljajev motorne gredi, nastaviti drugačen čas vžiga. V starejših avtomobilih (tistih, ki niso uporabljali niti razdelilnika) je bila v ta namen nameščena posebna ročica. Nastavitev zahtevanega vžiga je ročno opravil voznik sam. Da bi ta postopek postal samodejen, so inženirji razvili centrifugalni regulator. Nameščen je v razdelilniku. Ta element so uteži z vzmetjo, povezane z osnovno ploščo odklopnika. Višja kot je hitrost gredi, bolj se uteži razhajajo in bolj se ta plošča obrača. Zaradi tega pride do samodejnega popravljanja trenutka odklopa primarnega navitja tuljave (povečanje SPL).

Čim močnejša je obremenitev enote, tem več je napolnjenih njenih jeklenk (bolj ko je pritisnjen pedal za plin in večja količina VTS vstopi v komore). Zaradi tega pride do izgorevanja mešanice goriva in zraka hitreje, kot pri detonaciji. Da bi motor še naprej zagotavljal največjo učinkovitost, je treba čas vžiga prilagoditi navzdol. V ta namen je na razdelilniku nameščen vakuumski regulator. Reagira na stopnjo vakuuma v sesalnem kolektorju in temu prilagodi vžig obremenitvi motorja.

Kondicioniranje signala Hall-ovega senzorja

Kot smo že opazili, je ključna razlika med brezkontaktnim sistemom in kontaktnim sistemom zamenjava odklopnika s kontakti z magnetoelektričnim senzorjem. Konec XNUMX. stoletja je fizik Edwin Herbert Hall odkril, na podlagi katerega deluje istoimenski senzor. Bistvo njegovega odkritja je naslednje. Ko začne magnetno polje delovati na polprevodnik, po katerem teče električni tok, se v njem pojavi elektromotorna sila (ali prečna napetost). Ta sila je lahko le tri volte nižja od glavne napetosti, ki deluje na polprevodnik.

Hallov senzor je v tem primeru sestavljen iz:

• Stalni magnet;
• Polprevodniška plošča;
• Mikrovezja, nameščena na plošči;
• Valjasti jekleni zaslon (obturator), nameščen na razdelilni gredi.

Načelo delovanja tega senzorja je naslednje. Medtem ko je vžig vklopljen, skozi polprevodnik do stikala teče tok. Magnet se nahaja na notranji strani jeklenega ščita, ki ima režo. Polprevodniška plošča je nameščena nasproti magneta na zunanji strani obturatorja. Ko je med vrtenjem razdelilne gredi zaslon zarezan med ploščo in magnetom, magnetno polje deluje na sosednji element in v njem nastane prečna napetost.

Takoj, ko se zaslon obrne in magnetno polje preneha delovati, prečna napetost izgine v polprevodniški plošči. Izmenjava teh procesov ustvarja ustrezne nizkonapetostne impulze v senzorju. Poslani so na stikalo. V tej napravi se takšni impulzi pretvorijo v tok primarnega navitja kratkega stika, ki ta navitja preklopi, zaradi česar nastane visokonapetostni tok.

Motnje v brezstičnem sistemu vžiga

Kljub temu, da je brezstični vžig evolucijska različica kontaktnega in so v njem odpravljene slabosti prejšnje različice, ni povsem brez njih. Nekatere okvare, značilne za kontaktni SZ, so prisotne tudi v BSZ. Tu je nekaj izmed njih:

• Okvara sveč (o tem, kako jih preveriti, preberite ločeno);
• Zlom žice navitja v vžigalni tuljavi;
• Oksidirajo se kontakti (in ne samo kontakti distributerja, ampak tudi visokonapetostne žice);
• Kršitev izolacije eksplozivnih kablov;
• Napake na tranzistorskem stikalu;
• Nepravilno delovanje vakuumskih in centrifugalnih regulatorjev;
• Zlom Hallovega senzorja.

Čeprav je večina okvar posledica naravne obrabe, se pogosto pojavijo tudi zaradi malomarnosti samega voznika. Voznik lahko na primer avtomobil napolni z nizkokakovostnim gorivom, krši urnik rednega vzdrževanja ali zaradi prihranka opravi vzdrževanje na nekvalificiranih bencinskih servisih.

Za stabilno delovanje vžigalnega sistema, pa tudi ne samo za brezstični, ni majhnega pomena kakovost potrošnega materiala in delov, ki se namestijo ob zamenjavi okvarjenih. Drugi razlog za okvare BSZ so negativne vremenske razmere (na primer nizkokakovostne eksplozivne žice se lahko prebodejo med močnim dežjem ali meglo) ali mehanske poškodbe (pogosto opažene med neprevidnimi popravili).

Znaki okvarjenega SZ so nestabilno delovanje pogonske enote, zapletenost ali celo nezmožnost zagona, izguba moči, povečana požrešnost itd. Če se to zgodi le, če je zunaj povečana vlaga (močna megla), bodite pozorni na visokonapetostni vod. Žice ne smejo biti mokre.

Če je motor v prostem teku nestabilen (medtem ko sistem za gorivo deluje pravilno), lahko to kaže na poškodbo pokrova razdelilnika. Podoben simptom je okvara stikala ali Hallovega senzorja. Povečanje porabe bencina je lahko povezano z okvaro vakuumskih ali centrifugalnih regulatorjev, pa tudi z nepravilnim delovanjem sveč.

Težave v sistemu morate iskati v naslednjem zaporedju. Prvi korak je ugotoviti, ali se ustvari iskra in kako učinkovita je. Odvijemo svečo, nataknemo svečnik in poskusimo zagnati motor (masna elektroda, bočna, mora biti naslonjena na ohišje motorja). Če je pretanek ali ga sploh ni, postopek ponovite z novo svečo.

Če iskrenja sploh ni, je treba preveriti električni vod na morebitne prekinitve. Primer tega bi bili oksidirani žični kontakti. Ločeno je treba opozoriti, da mora biti visokonapetostni kabel suh. V nasprotnem primeru lahko visokonapetostni tok prodre skozi izolacijski sloj.

Če je iskra izginila samo na eni sveči, je v razmiku od razdelilnika do SZ prišlo do vrzeli. Popolna odsotnost iskrenja v vseh jeklenkah lahko kaže na izgubo stika na sredinski žici, ki poteka od tuljave do pokrova razdelilnika. Podobna okvara je lahko posledica mehanskih poškodb pokrova razdelilnika (razpoka).

Prednosti brezstičnega vžiga

Če govorimo o prednostih BSZ, je njegova glavna prednost v primerjavi s KSZ ta, da zaradi odsotnosti stikov odklopnikov zagotavlja natančnejši trenutek nastanka iskre za vžig mešanice zrak-gorivo. To je natančno glavna naloga vsakega sistema za vžig.

Druge prednosti obravnavanega SZ vključujejo:

• Manjša obraba mehanskih elementov zaradi dejstva, da jih je v njeni napravi manj;
• Stabilnejši trenutek nastanka visokonapetostnega impulza;
• Natančnejša prilagoditev UOZ;
• Pri visokih vrtljajih motorja sistem ohrani stabilnost zaradi odsotnosti ropotanja kontaktov odklopnika, kot pri KSZ;
• Bolj natančno prilagajanje postopka kopičenja naboja v primarnem navitju in nadzor primarnega indikatorja napetosti;
• Omogoča oblikovanje večje napetosti na sekundarnem navitju tuljave za močnejšo iskrico;
• Manjša izguba energije med delovanjem.

Vendar brezstični vžigalni sistemi niso brez pomanjkljivosti. Najpogostejša pomanjkljivost je okvara stikal, še posebej, če so narejena po starem modelu. Pogoste so tudi okvare kratkega stika. Da bi odpravili te pomanjkljivosti, voznikom svetujejo, da kupijo izboljšane modifikacije teh elementov, ki imajo daljšo življenjsko dobo.

Za zaključek ponujamo podroben video o tem, kako namestiti brezstični sistem vžiga:

Namestitev BSZ, podrobno video navodilo.

Vprašanja in odgovori:

Kakšne so prednosti brezkontaktnega sistema za vžig? Zaradi usedlin ogljika ni izgube stika odklopnika / razdelilnika. V takem sistemu je močnejša iskra (gorivo gori učinkoviteje).

Kateri sistemi za vžig obstajajo? Kontaktni in brezkontaktni. Kontakt lahko vsebuje mehanski odklopnik ali Hall senzor (razdelilnik - razdelilnik). V brezkontaktnem sistemu je stikalo (tako odklopnik kot razdelilnik).

Kako pravilno priključiti vžigalno tuljavo? Rjava žica (ki prihaja iz stikala za vžig) je priključena na sponko +. Črna žica sedi na kontaktu K. Tretji kontakt v tuljavi je visokonapetostni (gre na razdelilnik).

Kako deluje elektronski sistem vžiga? Na primarno navitje tuljave se dovaja nizkonapetostni tok. Senzor položaja ročične gredi pošlje impulz v ECU. Primarno navitje je izklopljeno, v sekundarnem pa se ustvari visoka napetost. Glede na signal ECU gre tok na želeno svečko.