Sistem de aprindere fără contact

Sistemul de aprindere al unei mașini este necesar pentru a aprinde amestecul aer-combustibil care a pătruns în cilindrul motorului. Se folosește în unitățile de alimentare care funcționează cu benzină sau gaz. Motoarele diesel au un principiu de funcționare diferit. Acestea folosesc exclusiv injecție directă de combustibil (pentru alte modificări ale sistemelor de combustibil, citiți aici).

În acest caz, o porție proaspătă de aer este comprimată în cilindru, care în acest caz se încălzește până la temperatura de aprindere a motorinei. În momentul în care pistonul ajunge la punctul mort de sus, electronica pulverizează combustibil în cilindru. Sub influența temperaturii ridicate, amestecul se aprinde. La mașinile moderne cu o astfel de unitate de putere, este adesea utilizat un sistem de alimentare cu combustibil de tip CommonRail, care oferă diferite moduri de ardere a combustibilului (este descris în detaliu într-o altă recenzie).

Lucrarea unității de benzină se desfășoară într-un mod diferit. În majoritatea modificărilor, este descris numărul scăzut al octanilor (ce este și cum este determinat) aici) benzina se aprinde la temperaturi mai scăzute. Deși multe mașini premium pot fi echipate cu sisteme de propulsie cu injecție directă care funcționează pe benzină. Pentru ca un amestec de aer și benzină să se aprindă cu o compresie mai mică, un astfel de motor funcționează împreună cu un sistem de aprindere.

Indiferent de modul în care sunt implementate injecția de combustibil și proiectarea sistemului, elementele cheie din SZ sunt:

• Bobina de aprindere (la modelele de mașini mai moderne pot exista mai multe dintre ele), ceea ce creează un curent de înaltă tensiune;
• Bujii (practic o lumânare se bazează pe un cilindru), care este alimentat cu energie electrică la momentul potrivit. În ea se formează o scânteie, aprinzând VTS în cilindru;
• Distribuitor. În funcție de tipul de sistem, acesta poate fi mecanic sau electronic.

Dacă toate sistemele de aprindere sunt împărțite în tipuri, atunci vor exista două. Primul este contactul. Am vorbit deja despre ea într-o recenzie separată... Al doilea tip este fără contact. Ne vom concentra doar asupra ei. Vom discuta din ce elemente constă, cum funcționează și, de asemenea, ce fel de defecțiuni există în acest sistem de aprindere.

Ce este un sistem de aprindere auto fără contact

La vehiculele mai vechi, se utilizează un sistem în care supapa este de tip tranzistor de contact. Când la un moment dat contactele sunt conectate, circuitul corespunzător al bobinei de aprindere se închide și se formează o tensiune înaltă, care, în funcție de circuitul închis (capacul distribuitorului este responsabil pentru aceasta - citiți despre el aici) merge la lumânarea corespunzătoare.

În ciuda funcționării stabile a unui astfel de SZ, în timp a trebuit să fie modernizat. Motivul pentru aceasta este incapacitatea de a crește energia necesară pentru aprinderea VST la motoarele mai moderne cu compresie crescută. În plus, la viteze mari, supapa mecanică nu face față sarcinii sale. Un alt dezavantaj al unui astfel de dispozitiv este uzura contactelor distribuitorului-întrerupător. Din această cauză, este imposibil să reglați fin și să reglați temporizarea aprinderii (mai devreme sau mai târziu), în funcție de turația motorului. Din aceste motive, contactul de tip SZ nu este utilizat la mașinile moderne. În schimb, este instalat un analog fără contact și un sistem electronic a venit să-l înlocuiască, despre care se citește mai detaliat aici.

Acest sistem diferă de predecesorul său prin faptul că procesul de formare a unei descărcări electrice către lumânări este asigurat nu de un mecanic, ci de un tip electronic. Vă permite să reglați temporizarea aprinderii o singură dată și să nu o modificați practic pe toată durata de viață a unității de putere.

Datorită introducerii mai multor electronice, sistemul de contact a primit o serie de îmbunătățiri. Acest lucru face posibilă instalarea acestuia pe versiunile clasice, în care KSZ a fost folosit anterior. Semnalul pentru formarea unui impuls de înaltă tensiune are un tip de formare inductiv. Datorită întreținerii și economiei ieftine, BSZ demonstrează o eficiență bună la motoarele atmosferice cu un volum mic.

Pentru ce este și cum se întâmplă

Pentru a înțelege de ce sistemul de contact trebuia schimbat cu unul fără contact, permiteți-ne să atingem puțin principiul de funcționare al unui motor cu ardere internă. Un amestec de benzină și aer este furnizat la cursa de admisie atunci când pistonul se deplasează în centrul mort inferior. Supapa de admisie se închide apoi și începe cursa de compresie. Pentru ca motorul să obțină o eficiență maximă, este extrem de important să determinați momentul în care trebuie să trimiteți un semnal pentru a genera un impuls de înaltă tensiune.

În sistemele de contact din distribuitor, în timpul rotației arborelui, contactele întrerupătorului sunt închise / deschise, care sunt responsabile pentru momentul acumulării de energie în înfășurarea de joasă tensiune și formarea curentului de înaltă tensiune. În versiunea fără contact, această funcție este atribuită senzorului Hall. Când bobina a format o încărcare, când contactul distribuitorului este închis (în capacul distribuitorului), acest impuls merge de-a lungul liniei corespunzătoare. În modul normal, acest proces necesită suficient timp pentru ca toate semnalele să ajungă la contactele sistemului de aprindere. Cu toate acestea, când turația motorului crește, distribuitorul clasic începe să funcționeze instabil.

Aceste dezavantaje includ:

1. Datorită trecerii curentului de înaltă tensiune prin contacte, acestea încep să ardă. Acest lucru duce la faptul că decalajul dintre ele crește. Această defecțiune modifică temporizarea aprinderii (temporizarea aprinderii), care afectează negativ stabilitatea unității de putere, o face mai vorace, deoarece șoferul trebuie să apese pedala de gaz pe podea mai des pentru a crește dinamismul. Din aceste motive, sistemul are nevoie de întreținere periodică.
2. Prezența contactelor în sistem limitează cantitatea de curent de înaltă tensiune. Pentru a face scânteia „mai grasă”, nu va fi posibil să instalați o bobină mai eficientă, deoarece capacitatea de transmisie a KSZ nu permite aplicarea unei tensiuni mai mari la lumânări.
3. Când turația motorului crește, contactele distribuitorului fac mai mult decât să se închidă și să se deschidă. Încep să lovească unul împotriva celuilalt, ceea ce provoacă un zăngănit natural. Acest efect duce la deschiderea / închiderea necontrolată a contactelor, ceea ce afectează și stabilitatea motorului cu ardere internă.

Înlocuirea contactelor distribuitorului și a întrerupătorului cu elemente semiconductoare care funcționează într-un mod fără contact au ajutat la eliminarea parțială a acestor defecțiuni. Acest sistem utilizează un comutator care controlează bobina pe baza semnalelor primite de la un comutator de proximitate.

În designul clasic, întrerupătorul este conceput ca un senzor Hall. Puteți citi mai multe despre structura și principiul său de funcționare. într-o altă recenzie... Cu toate acestea, există și opțiuni inductive și optice. În „clasic”, se stabilește prima opțiune.

Dispozitiv cu sistem de aprindere fără contact

Dispozitivul BSZ este aproape identic cu analogul de contact. O excepție este tipul de întrerupător și supapă. În majoritatea cazurilor, un senzor magnetic care funcționează pe efectul Hall este instalat ca întrerupător. De asemenea, deschide și închide circuitul electric, formând impulsurile de joasă tensiune corespunzătoare.

Comutatorul tranzistorului răspunde la aceste impulsuri și comută înfășurările bobinei. În plus, încărcarea de înaltă tensiune merge la distribuitor (același distribuitor, în care, datorită rotației arborelui, contactele de înaltă tensiune ale cilindrului corespunzător sunt închise / deschise alternativ). Datorită acestui fapt, se asigură o formare mai stabilă a sarcinii necesare fără pierderi la contactele întrerupătorului, deoarece acestea sunt absente în aceste elemente.

1. Bujii; 2. Senzor distribuitor aprindere; 3. Ecran; 4. Senzor fără contact; 5. Comutator; 6. Bobina de aprindere; 7. Bloc de montare; 8. Releu de aprindere; 9. Comutator de contact.

În general, circuitul unui sistem de aprindere fără contact constă din:

• Alimentare (baterie);
• Grup de contact (blocare contact);
• Senzor de impuls (îndeplinește funcția de întrerupător);
• Comutator tranzistor care comută înfășurările de scurtcircuit;
• Bobine de aprindere, în care, datorită acțiunii inducției electromagnetice, un curent de 12 volți este transformat în energie, care este deja de zeci de mii de volți (acest parametru depinde de tipul de SZ și de baterie);
• Distribuitor (în BSZ, distribuitorul este oarecum modernizat);
• Sârme de înaltă tensiune (un cablu central este conectat la bobina de aprindere și la contactul central al distribuitorului, iar 4 trec deja de la capacul distribuitorului la sfeșnicul fiecărei lumânări);
• Bujii.

În plus, pentru a optimiza procesul de aprindere al VTS, sistemul de aprindere de acest tip este echipat cu un regulator centrifugal UOZ (funcționează la viteze crescute), precum și un regulator de vid (declanșat atunci când sarcina pe unitatea de putere crește).

Să ne gândim la ce principiu funcționează BSZ.

Principiul de funcționare al sistemului de aprindere fără contact

Sistemul de aprindere pornește prin rotirea cheii în încuietoare (este amplasată fie pe coloana de direcție, fie lângă ea). În acest moment, rețeaua de la bord este închisă, iar curentul este furnizat bobinei de la baterie. Pentru ca contactul să înceapă să funcționeze, este necesar să se rotească arborele cotit (prin cureaua de distribuție, acesta este conectat la mecanismul de distribuție a gazului, care, la rândul său, rotește arborele distribuitor). Cu toate acestea, nu se va roti până când amestecul de aer / combustibil nu se aprinde în cilindri. Un starter este disponibil pentru a porni toate ciclurile. Am discutat deja cum funcționează. într-un alt articol.

În timpul rotației forțate a arborelui cotit, și odată cu acesta arborele cu came, arborele distribuitor se rotește. Senzorul Hall detectează momentul în care este necesară o scânteie. În acest moment, un impuls este trimis la comutator, care oprește înfășurarea primară a bobinei de aprindere. Datorită dispariției accentuate a tensiunii în înfășurarea secundară, se formează un fascicul de înaltă tensiune.

Deoarece bobina este conectată printr-un fir central la capacul distribuitorului. Rotind, arborele distribuitorului rotește simultan glisorul, care conectează alternativ contactul central cu contactele liniei de înaltă tensiune care se îndreaptă către fiecare cilindru individual. În momentul închiderii contactului corespunzător, fasciculul de înaltă tensiune merge la o lumânare separată. Se formează o scânteie între electrozii acestui element, care aprinde amestecul aer-combustibil comprimat în cilindru.

De îndată ce motorul pornește, nu mai este nevoie ca demarorul să funcționeze, iar contactele acestuia trebuie deschise prin eliberarea cheii. Cu ajutorul unui mecanism cu arc de întoarcere, grupul de contacte revine la contact în poziție. Apoi, sistemul funcționează independent. Cu toate acestea, ar trebui să fiți atenți la câteva nuanțe.

Particularitatea funcționării unui motor cu ardere internă este că VTS nu arde instantaneu, altfel, din cauza detonării, motorul ar defecta rapid și este nevoie de câteva milisecunde pentru a face acest lucru. Diferite viteze ale arborelui cotit pot face ca aprinderea să înceapă prea devreme sau prea târziu. Din acest motiv, amestecul nu trebuie aprins în același timp. În caz contrar, unitatea se va supraîncălzi, va pierde puterea, va funcționa instabil sau va fi observată detonarea. Acești factori se vor manifesta în funcție de sarcina motorului sau de turația arborelui cotit.

Dacă amestecul aer-combustibil se aprinde devreme (unghi mare), atunci gazele în expansiune vor împiedica mișcarea pistonului pe cursa de compresie (în acest proces, acest element depășește deja rezistența serioasă). Un piston cu o eficiență mai mică va efectua o cursă de lucru, deoarece o parte semnificativă a energiei din VTS-ul ars a fost deja cheltuită pentru rezistența la cursa de compresie. Din această cauză, puterea unității scade, iar la viteze mici pare să se „sufoce”.

Pe de altă parte, incendierea amestecului într-un moment ulterior (unghi mic) duce la faptul că acesta arde pe parcursul întregii curse de lucru. Din această cauză, motorul se încălzește mai mult, iar pistonul nu elimină eficiența maximă din expansiunea gazelor. Din acest motiv, aprinderea târzie reduce semnificativ puterea unității și, de asemenea, o face mai vorace (pentru a asigura o mișcare dinamică, șoferul va trebui să apese mai tare pedala de gaz).

Pentru a elimina astfel de efecte secundare, de fiecare dată când schimbați sarcina pe motor și turația arborelui cotit, trebuie să setați un moment de aprindere diferit. În mașinile mai vechi (cele care nu foloseau nici măcar un distribuitor), o manetă specială a fost instalată în acest scop. Setarea contactului necesar a fost făcută manual de către conducătorul auto. Pentru a face acest proces automat, inginerii au dezvoltat un regulator centrifugal. Este instalat în distribuitor. Acest element este o greutate cu arc asociată cu placa de bază a întrerupătorului. Cu cât viteza arborelui este mai mare, cu atât greutățile diferă și cu atât mai mult se întoarce această placă. Datorită acestui fapt, are loc o corecție automată a momentului de deconectare a înfășurării primare a bobinei (creșterea SPL).

Cu cât sarcina pe unitate este mai puternică, cu atât cilindrii acesteia sunt mai umpluți (cu atât pedala de gaz este mai presată și un volum mai mare de VTS intră în camere). Din acest motiv, arderea unui amestec de combustibil și aer are loc mai repede, ca și în cazul detonării. Pentru ca motorul să continue să producă o eficiență maximă, timpul de aprindere trebuie reglat în jos. În acest scop, pe distribuitor este instalat un regulator de vid. Acesta reacționează la gradul de vid din galeria de admisie și, în consecință, reglează contactul la sarcina motorului.

Condiționarea semnalului senzorului Hall

După cum am observat deja, diferența esențială dintre un sistem fără contact și un sistem de contact este înlocuirea unui întrerupător cu contacte cu un senzor magnetoelectric. La sfârșitul secolului al XIX-lea, fizicianul Edwin Herbert Hall a făcut o descoperire, pe baza căreia funcționează senzorul cu același nume. Esența descoperirii sale este următoarea. Când un câmp magnetic începe să acționeze asupra unui semiconductor de-a lungul căruia curge un curent electric, apare în el o forță electromotivă (sau tensiune transversală). Această forță poate fi cu trei volți mai mică decât tensiunea principală care acționează asupra semiconductorului.

În acest caz, senzorul Hall constă din:

• Magnet permanent;
• Placă semiconductoare;
• Microcircuite montate pe o placă;
• Un ecran cilindric din oțel (obturator) montat pe arborele distribuitorului.

Principiul de funcționare al acestui senzor este după cum urmează. În timp ce contactul este pornit, un curent circulă prin semiconductor către comutator. Magnetul este situat în interiorul scutului de oțel, care are o fantă. O placă semiconductoare este instalată vizavi de magnet pe exteriorul obturatorului. Când, în timpul rotației arborelui distribuitor, tăierea ecranului este între placă și magnet, câmpul magnetic acționează asupra elementului adiacent și se generează o tensiune transversală în el.

De îndată ce ecranul se rotește și câmpul magnetic încetează să acționeze, tensiunea transversală dispare în placheta semiconductoare. Alternarea acestor procese generează impulsuri corespunzătoare de joasă tensiune în senzor. Sunt trimise la comutator. În acest dispozitiv, astfel de impulsuri sunt transformate într-un curent al înfășurării primare de scurtcircuit, care comută aceste înfășurări, datorită cărora se generează un curent de înaltă tensiune.

Defecțiuni ale sistemului de aprindere fără contact

În ciuda faptului că sistemul de aprindere fără contact este o versiune evolutivă a celui de contact, iar dezavantajele versiunii anterioare sunt eliminate în acesta, nu este complet lipsit de ele. Unele defecțiuni caracteristice contactului SZ sunt prezente și în BSZ. Iată câteva dintre ele:

• Defecțiunea bujiilor (pentru cum să le verificați, citiți separat);
• Ruperea cablului de înfășurare în bobina de aprindere;
• Contactele sunt oxidate (și nu numai contactele distribuitorului, ci și firele de înaltă tensiune);
• Încălcarea izolației cablurilor explozive;
• Defecțiuni la comutatorul tranzistorului;
• Funcționarea incorectă a regulatoarelor de vid și centrifuge;
• Ruperea senzorului Hall.

Deși majoritatea defecțiunilor sunt rezultatul uzurii naturale, ele apar adesea din cauza neglijenței însuși a șoferului. De exemplu, un șofer poate alimenta mașina cu combustibil de calitate scăzută, poate încălca programul de întreținere de rutină sau, pentru a economisi bani, poate efectua întreținere la stațiile de service necalificate.

Nu are o importanță mică pentru funcționarea stabilă a sistemului de aprindere, precum și nu numai pentru cel fără contact, este calitatea consumabilelor și a pieselor care sunt instalate la înlocuirea celor defecte. Un alt motiv pentru defecțiunile BSZ sunt condițiile meteorologice negative (de exemplu, firele explozive de calitate scăzută se pot străpunge în timpul ploilor abundente sau al ceații) sau daunele mecanice (adesea observate în timpul reparațiilor neglijent).

Semnele unui SZ defect sunt funcționarea instabilă a unității de putere, complexitatea sau chiar imposibilitatea de a o porni, pierderea puterii, lăcomia crescută etc. Dacă acest lucru se întâmplă numai atunci când există umiditate crescută în exterior (ceață abundentă), atunci ar trebui să acordați atenție liniei de înaltă tensiune. Firele nu trebuie să fie umede.

Dacă motorul este instabil la ralanti (în timp ce sistemul de alimentare funcționează corect), atunci acest lucru poate indica deteriorarea capacului distribuitorului. Un simptom similar este o defecțiune a comutatorului sau a senzorului Hall. O creștere a consumului de benzină poate fi asociată cu o defecțiune a regulatoarelor de vid sau centrifuge, precum și cu o funcționare incorectă a lumânărilor.

Trebuie să căutați probleme în sistem în următoarea succesiune. Primul pas este de a determina dacă este generată o scânteie și cât de eficientă este. Deșurubăm lumânarea, punem sfeșnicul și încercăm să pornim motorul (electrodul de masă, lateral, trebuie să fie sprijinit de corpul motorului). Dacă este prea subțire sau deloc, repetați procedura cu o lumânare nouă.

Dacă nu există deloc scântei, este necesar să verificați linia electrică pentru rupturi. Un exemplu în acest sens ar fi contactele de sârmă oxidate. Separat, trebuie reamintit faptul că cablul de înaltă tensiune trebuie să fie uscat. În caz contrar, curentul de înaltă tensiune se poate rupe prin stratul izolator.

Dacă scânteia a dispărut numai pe o lumânare, atunci a apărut un decalaj în intervalul de la distribuitor la NV. Absența completă de scântei în toți cilindrii poate indica o pierdere de contact pe firul central care merge de la bobină la capacul distribuitorului. O defecțiune similară poate fi rezultatul deteriorării mecanice a capacului distribuitorului (fisură).

Avantajele aprinderii fără contact

Dacă vorbim despre avantajele BSZ, atunci, în comparație cu KSZ, principalul său avantaj este că, datorită absenței contactelor de întrerupere, oferă un moment mai precis de formare a scânteii pentru aprinderea amestecului aer-combustibil. Aceasta este tocmai sarcina principală a oricărui sistem de aprindere.

Alte avantaje ale SZ considerate includ:

• Uzură mai mică a elementelor mecanice datorită faptului că există mai puține dintre ele în dispozitivul său;
• Moment mai stabil de formare a unui impuls de înaltă tensiune;
• Reglare mai precisă a UOZ;
• La turații mari ale motorului, sistemul își menține stabilitatea datorită absenței zgomotului contactelor întrerupătorului, ca în KSZ;
• Reglare mai fină a procesului de acumulare a sarcinii în înfășurarea primară și controlul indicatorului de tensiune primară;
• Vă permite să formați o tensiune mai mare pe înfășurarea secundară a bobinei pentru o scânteie mai puternică;
• Mai puține pierderi de energie în timpul funcționării.

Cu toate acestea, sistemele de aprindere fără contact nu sunt fără dezavantajele lor. Cel mai frecvent dezavantaj este defectarea comutatoarelor, mai ales dacă acestea sunt realizate conform vechiului model. Defecțiunile la scurtcircuit sunt, de asemenea, frecvente. Pentru a elimina aceste dezavantaje, șoferii sunt sfătuiți să cumpere modificări îmbunătățite ale acestor elemente, care au o durată de viață mai lungă.

În concluzie, oferim un videoclip detaliat despre modul de instalare a unui sistem de aprindere fără contact:

Instalarea BSZ, instrucțiuni video detaliate.

Întrebări și răspunsuri:

Care sunt avantajele unui sistem de aprindere fără contact? Nu există nicio pierdere a contactului întrerupător/distribuitor din cauza depozitelor de carbon. Într-un astfel de sistem, o scânteie mai puternică (combustibilul arde mai eficient).

Ce sisteme de aprindere există? Contact și non-contact. Contactul poate conține un întrerupător mecanic sau un senzor Hall (distribuitor - distribuitor). Într-un sistem fără contact, există un întrerupător (atât un întrerupător, cât și un distribuitor).

Cum se conectează corect bobina de aprindere? Firul maro (care vine de la contactul) este conectat la borna +. Firul negru se află pe contactul K. Al treilea contact din bobină este de înaltă tensiune (se duce la distribuitor).

Cum funcționează sistemul electronic de aprindere? Un curent de joasă tensiune este furnizat înfășurării primare a bobinei. Senzorul de poziție a arborelui cotit trimite un impuls către ECU. Înfășurarea primară este oprită și se generează o tensiune înaltă în secundar. Conform semnalului ECU, curentul merge la bujia dorită.