Bezkontaktný zapaľovací systém

Systém zapaľovania v automobile je potrebný na zapálenie zmesi vzduchu a paliva, ktorá sa dostala do valca motora. Používa sa v pohonných jednotkách na benzín alebo plyn. Naftové motory majú iný princíp fungovania. Používajú výhradne priame vstrekovanie paliva (pre ďalšie úpravy palivových systémov si prečítajte tu).

V takom prípade sa vo valci stlačí čerstvá časť vzduchu, ktorý sa v takom prípade zahreje na teplotu vznietenia motorovej nafty. V okamihu, keď piest dosiahne najvyššiu úvrať, elektronika rozstrekuje palivo do valca. Pod vplyvom vysokej teploty sa zmes zapáli. V moderných automobiloch s takouto pohonnou jednotkou sa často používa palivový systém typu CommonRail, ktorý poskytuje rôzne režimy spaľovania paliva (je podrobne popísaný) v inej recenzii).

Práca benzínovej jednotky sa vykonáva iným spôsobom. Vo väčšine modifikácií je opísaný vzhľadom na nízke oktánové číslo (čo to je a ako sa určuje) tu) benzín sa vznieti pri nižších teplotách. Aj keď veľa prémiových automobilov môže byť vybavených pohonnými jednotkami s priamym vstrekovaním, ktoré pracujú na benzín. Aby sa zmes vzduchu a benzínu vznietila pri menšej kompresii, pracuje tento motor v spojení so zapaľovacím systémom.

Bez ohľadu na to, ako je implementované vstrekovanie paliva a konštrukcia systému, kľúčové prvky v SZ sú:

• Zapaľovacia cievka (v modernejších modeloch automobilov ich môže byť niekoľko), čo vytvára prúd vysokého napätia;
• Zapaľovacia sviečka (v podstate jedna sviečka sa spolieha na jeden valec), do ktorej sa dodáva elektrina v pravý čas. Vytvorí sa v ňom iskra, ktorá zapáli VTS vo valci;
• Distribútor. Podľa typu systému môže byť mechanický alebo elektronický.

Ak sú všetky systémy zapaľovania rozdelené do typov, potom budú dva. Prvým je kontakt. Už sme o nej hovorili v samostatnej recenzii... Druhý typ je bezkontaktný. Iba sa na to zameriame. Budeme diskutovať o tom, z akých prvkov sa skladá, ako funguje a tiež o tom, aké poruchy funguje v tomto zapaľovacom systéme.

Čo je to bezkontaktný systém zapaľovania automobilu

Na starších vozidlách sa používa systém, v ktorom je ventil typu kontaktného tranzistora. Keď sú v určitom okamihu kontakty spojené, príslušný obvod zapaľovacej cievky sa uzavrie a vytvorí sa vysoké napätie, ktoré v závislosti od uzavretého obvodu (za to je zodpovedný kryt rozdeľovača - prečítajte si o tom tu) prejde na príslušnú sviečku.

Napriek stabilnej prevádzke takejto SZ ju bolo časom treba modernizovať. Dôvodom je neschopnosť zvýšiť energiu potrebnú na zapálenie VST v modernejších motoroch so zvýšenou kompresiou. Okrem toho pri vysokých otáčkach mechanický ventil nezvláda svoju úlohu. Ďalšou nevýhodou takéhoto zariadenia je opotrebenie kontaktov rozdeľovača vypínača. Z tohto dôvodu nie je možné doladiť a doladiť časovanie zapaľovania (skôr alebo neskôr) v závislosti od otáčok motora. Z týchto dôvodov sa kontaktný typ SZ na moderných automobiloch nepoužíva. Namiesto toho je nainštalovaný bezkontaktný analóg a nahradil ho elektronický systém, o ktorom sa čítalo podrobnejšie tu.

Tento systém sa líši od svojho predchodcu tým, že v ňom proces vytvárania elektrického výboja k sviečkam už nie je zabezpečený mechanickým, ale elektronickým typom. Umožňuje vám jednorazovo upraviť časovanie zapaľovania a nemeniť ho prakticky počas celej životnosti pohonnej jednotky.

Vďaka zavedeniu ďalšej elektroniky dostal kontaktný systém množstvo vylepšení. To umožňuje jeho inštaláciu na klasiku, v ktorej sa predtým používal KSZ. Signál na vytvorenie vysokonapäťového impulzu má indukčný typ tvorby. Vďaka lacnej údržbe a hospodárnosti vykazuje BSZ dobrú účinnosť na atmosférických motoroch s malým objemom.

Na čo to slúži a ako sa to deje

Aby sme pochopili, prečo musel byť kontaktný systém zmenený na bezkontaktný, dotknime sa trochu princípu fungovania spaľovacieho motora. Pri pohybe piestu do spodnej úvrati sa pri nasávacom zdvihu dodáva zmes benzínu a vzduchu. Potom sa sací ventil uzavrie a začne sa kompresný zdvih. Aby motor dosiahol maximálnu účinnosť, je mimoriadne dôležité určiť okamih, kedy je potrebné vyslať signál na vygenerovanie vysokonapäťového impulzu.

V kontaktných systémoch v rozdeľovači sú počas otáčania hriadeľa kontakty ističa zatvorené / otvorené, ktoré sú zodpovedné za okamih akumulácie energie v nízkonapäťovom vinutí a tvorbu vysokonapäťového prúdu. V bezkontaktnej verzii je táto funkcia priradená Hallovmu senzoru. Keď cievka vytvorí náboj, keď je kontakt rozdeľovača zatvorený (v kryte rozdeľovača), ide tento impulz pozdĺž zodpovedajúcej línie. V normálnom režime tento proces trvá dosť času, kým sa všetky signály dostanú ku kontaktom systému zapaľovania. Keď však stúpnu otáčky motora, klasický distribútor začne pracovať nestabilne.

Medzi tieto nevýhody patrí:

1. V dôsledku prechodu prúdu vysokého napätia cez kontakty začnú horieť. To vedie k tomu, že sa rozdiel medzi nimi zväčšuje. Táto porucha mení časovanie zapaľovania (časovanie zapaľovania), ktoré negatívne ovplyvňuje stabilitu pohonnej jednotky, a zvyšuje tak jeho nenásytnosť, pretože vodič musí pre zvýšenie dynamiky stlačiť plynový pedál častejšie k podlahe. Z týchto dôvodov vyžaduje systém pravidelnú údržbu.
2. Prítomnosť kontaktov v systéme obmedzuje množstvo vysokonapäťového prúdu. Aby bola iskra „tučnejšia“, nebude možné namontovať účinnejšiu cievku, pretože prenosová kapacita KSZ neumožňuje pôsobiť na sviečky vyššie napätie.
3. Pri zvýšení otáčok motora sa kontakty rozdeľovača iba nezatvoria a neotvoria. Začnú do seba narážať, čo spôsobí prirodzené rachotenie. Tento efekt vedie k nekontrolovanému otváraniu / zatváraniu kontaktov, čo tiež ovplyvňuje stabilitu spaľovacieho motora.

Nahradenie kontaktov rozdeľovača a ističa polovodičovými prvkami, ktoré pracujú v bezkontaktnom režime, pomohlo tieto poruchy čiastočne eliminovať. Tento systém používa prepínač, ktorý riadi cievku na základe signálov prijatých z bezdotykového spínača.

V klasickom dizajne je prerušovač navrhnutý ako Hallov snímač. Môžete si prečítať viac o jeho štruktúre a princípe fungovania. v inej recenzii... Existujú však aj indukčné a optické možnosti. V "klasike" je zavedená prvá možnosť.

Zariadenie bezkontaktného zapaľovania

Zariadenie BSZ je takmer identické s kontaktným analógom. Výnimkou je typ ističa a ventilu. Vo väčšine prípadov sa ako prerušovač inštaluje magnetický snímač pracujúci na Hallovom efekte. Tiež otvára a zatvára elektrický obvod a generuje zodpovedajúce nízkonapäťové impulzy.

Tranzistorový spínač reaguje na tieto impulzy a spína vinutia cievky. Ďalej vysokonapäťový náboj smeruje do rozdeľovača (ten istý rozdeľovač, v ktorom sú v dôsledku otáčania hriadeľa striedavo zopnuté / otvorené vysokonapäťové kontakty príslušného valca). Vďaka tomu je zaistené stabilnejšie vytváranie požadovaného náboja bez strát na kontaktoch prerušovača, pretože v týchto prvkoch chýbajú.

1. Zapaľovacie sviečky; 2. snímač rozdeľovača zapaľovania; 3. obrazovka; 4. bezkontaktný snímač; 5. prepínač; 6. zapaľovacia cievka; 7. Montážny blok; 8. zapaľovacie relé; 9. Spínač zapaľovania.

Všeobecne obvod bezkontaktného zapaľovacieho systému pozostáva z:

• Napájanie (batéria);
• Kontaktná skupina (zámok zapaľovania);
• Pulzný senzor (vykonáva funkciu prerušovača);
• Tranzistorový spínač, ktorý prepína skratové vinutia;
• Zapaľovacie cievky, v ktorých sa v dôsledku pôsobenia elektromagnetickej indukcie 12-voltový prúd premieňa na energiu, čo je už desaťtisíce voltov (tento parameter závisí od typu SZ a batérie);
• Distribútor (v BSZ je distribútor trochu modernizovaný);
• Drôty vysokého napätia (jeden centrálny kábel je pripojený k zapaľovacej cievke a centrálnemu kontaktu rozdeľovača a 4 už prechádzajú z krytu rozdeľovača k svietniku každej sviečky);
• Zapaľovacie sviečky.

Okrem toho, aby sa optimalizoval proces zapaľovania VTS, je systém zapaľovania tohto typu vybavený odstredivým regulátorom UOZ (pracuje pri zvýšenej rýchlosti), ako aj regulátorom podtlaku (spúšťa sa pri zvýšení zaťaženia výkonovej jednotky).

Zvážme, na akom princípe funguje BSZ.

Princíp činnosti bezkontaktného zapaľovacieho systému

Systém zapaľovania sa štartuje otočením kľúča v zámke (je umiestnený buď na stĺpiku riadenia alebo vedľa neho). V tejto chvíli je palubná sieť uzavretá a do cievky sa dodáva prúd z batérie. Aby mohlo zapaľovanie začať pracovať, je potrebné urobiť otáčanie kľukového hriadeľa (cez rozvodový remeň je spojený s mechanizmom rozvodu plynu, ktorý zase otáča hriadeľ rozdeľovača). Nebude sa však točiť, kým sa zmes vzduchu a paliva vo valcoch nezapáli. Na spustenie všetkých cyklov je k dispozícii štartér. Ako to funguje, sme už diskutovali. v inom článku.

Počas núteného otáčania kľukového hriadeľa a s ním aj vačkového hriadeľa sa otáča hriadeľ rozdeľovača. Hallov senzor detekuje okamih, keď je potrebná iskra. V tomto okamihu sa do spínača pošle impulz, ktorý vypne primárne vinutie zapaľovacej cievky. V dôsledku prudkého zmiznutia napätia v sekundárnom vinutí sa vytvorí lúč vysokého napätia.

Pretože je cievka pripojená centrálnym drôtom k viečku rozdeľovača. Rozdeľovací hriadeľ pri otáčaní súčasne otáča posúvačom, ktorý striedavo spája centrálny kontakt s kontaktmi vysokonapäťového vedenia smerujúceho ku každému jednotlivému valcu. V okamihu zopnutia príslušného kontaktu prechádza lúč vysokého napätia do samostatnej sviečky. Medzi elektródami tohto prvku sa vytvorí iskra, ktorá zapáli zmes vzduchu a paliva stlačenú vo valci.

Hneď ako motor naštartuje, štartér už nemusí byť funkčný a jeho kontakty sa musia otvoriť uvoľnením kľúča. Pomocou mechanizmu vratnej pružiny sa kontaktná skupina vráti do polohy zapnuté. Potom systém funguje samostatne. Mali by ste však venovať pozornosť niekoľkým nuansám.

Zvláštnosťou činnosti spaľovacieho motora je, že VTS nevyhorí okamžite, inak by v dôsledku detonácie motor rýchlo zlyhal a trvá to niekoľko milisekúnd. Rôzne otáčky kľukového hriadeľa môžu spôsobiť, že sa zapaľovanie spustí príliš skoro alebo neskoro. Z tohto dôvodu sa zmes nesmie zapaľovať súčasne. V opačnom prípade sa jednotka prehreje, stratí napájanie, bude pozorovaná nestabilná prevádzka alebo detonácia. Tieto faktory sa prejavia v závislosti od zaťaženia motora alebo otáčok kľukového hriadeľa.

Ak sa zmes vzduchu a paliva vznieti predčasne (veľký uhol), potom expandujúce plyny zabránia piestu v pohybe na kompresný zdvih (tento prvok už v tomto procese prekonáva vážny odpor). Piest s nižšou účinnosťou vykoná pracovný zdvih, pretože značná časť energie z horiaceho VTS sa už vynaložila na odolnosť proti stlačeniu. Z tohto dôvodu klesá výkon jednotky a pri nízkych otáčkach sa zdá, že sa „dusí“.

Na druhej strane, neskoršie zapálenie zmesi (malý uhol) vedie k tomu, že horí počas celého pracovného zdvihu. Z tohto dôvodu sa motor viac zahrieva a piest neodstraňuje maximálnu účinnosť z expanzie plynov. Z tohto dôvodu oneskorené zapaľovanie významne znižuje výkon jednotky a zvyšuje jeho nenásytnosť (aby bol zaistený dynamický pohyb, vodič bude musieť silnejšie stlačiť plynový pedál).

Aby ste zabránili takýmto vedľajším účinkom, musíte pri každej zmene zaťaženia motora a otáčok kľukového hriadeľa nastaviť iné časovanie zapaľovania. V starších automobiloch (tých, ktoré nepoužívali ani distribútor) bola na tento účel nainštalovaná špeciálna páka. Nastavovanie požadovaného zapaľovania robil ručne vodič. Aby bol tento proces automatický, vyvinuli inžinieri odstredivý regulátor. Je nainštalovaný v distribútore. Týmto prvkom sú pružinové závažia spojené so základnou doskou nárazníka. Čím vyššie sú otáčky hriadeľa, tým viac sa závažia rozchádzajú a tým viac sa táto doska otáča. Vďaka tomu dochádza k automatickej korekcii momentu odpojenia primárneho vinutia cievky (zvýšenie SPL).

Čím je jednotka silnejšia, tým viac sú naplnené jej valce (tým viac je stlačený plynový pedál a do komôr vstupuje väčší objem VTS). Z tohto dôvodu dochádza k spaľovaniu zmesi paliva a vzduchu rýchlejšie, ako pri detonácii. Aby mohol motor naďalej dosahovať maximálnu účinnosť, musí byť časovanie zapaľovania nastavené nadol. Za týmto účelom je na rozvádzači nainštalovaný regulátor podtlaku. Reaguje na stupeň podtlaku v sacom potrubí a podľa toho prispôsobuje zapaľovanie zaťaženiu motora.

Úprava signálu Hallovho snímača

Ako sme si už všimli, kľúčovým rozdielom medzi bezkontaktným systémom a kontaktným systémom je nahradenie ističa kontaktmi magnetoelektrickým snímačom. Na konci XNUMX. storočia urobil fyzik Edwin Herbert Hall objav, na základe ktorého funguje rovnomenný senzor. Podstata jeho objavu je nasledovná. Keď magnetické pole začne pôsobiť na polovodič, pozdĺž ktorého preteká elektrický prúd, objaví sa v ňom elektromotorická sila (alebo priečne napätie). Táto sila môže byť iba o tri volty nižšia ako hlavné napätie, ktoré pôsobí na polovodič.

Hallov senzor sa v tomto prípade skladá z:

• Permanentný magnet;
• Polovodičová doska;
• Mikroobvody namontované na doske;
• Valcová oceľová clona (uzáver) namontovaná na hriadeli rozdeľovača.

Princíp činnosti tohto snímača je nasledovný. Keď je zapnuté zapaľovanie, cez polovodič preteká prúd do spínača. Magnet je umiestnený na vnútornej strane oceľového štítu, ktorý má štrbinu. Polovodičová doska je inštalovaná oproti magnetu na vonkajšej strane uzáveru. Keď je počas rotácie rozdeľovacieho hriadeľa zárez obrazovky medzi doskou a magnetom, pôsobí magnetické pole na susedný prvok a vytvára sa v ňom priečne napätie.

Len čo sa obrazovka otočí a magnetické pole prestane pôsobiť, priečne napätie v polovodičovej doštičke zmizne. Striedanie týchto procesov generuje zodpovedajúce nízkonapäťové impulzy v snímači. Posielajú sa k prepínaču. V tomto zariadení sa také impulzy premieňajú na prúd primárneho skratového vinutia, ktoré tieto vinutia spína, vďaka čomu sa generuje prúd vysokého napätia.

Poruchy v bezkontaktnom zapaľovacom systéme

Napriek tomu, že bezkontaktný zapaľovací systém je evolučnou verziou kontaktného systému a sú v ňom eliminované nevýhody predchádzajúcej verzie, nie je ich úplne zbavený. V BSZ sú prítomné aj niektoré poruchy charakteristické pre kontakt SZ. Tu sú niektoré z nich:

• Porucha zapaľovacích sviečok (spôsob ich kontroly, prečítajte si oddelene);
• Prerušenie vedenia vinutia v zapaľovacej cievke;
• Kontakty sú oxidované (a to nielen kontakty distribútora, ale aj vysokonapäťové vodiče);
• Porušenie izolácie výbušných káblov;
• Poruchy v tranzistorovom spínači;
• Nesprávna činnosť podtlakových a odstredivých regulátorov;
• Zlomenie Hallovho snímača.

Aj keď väčšina porúch je výsledkom bežného opotrebovania, často sa objavujú aj z dôvodu nedbalosti samotného motoristu. Vodič môže napríklad doplniť palivo do vozidla nízkej kvality, porušiť plán bežnej údržby alebo z dôvodu úspory peňazí vykonať údržbu na nekvalifikovaných čerpacích staniciach.

Pre stabilnú činnosť zapaľovacieho systému, a nielen pre bezkontaktný, nie je dôležitá kvalita spotrebného materiálu a dielov, ktoré sa inštalujú pri výmene zlyhaných. Ďalším dôvodom porúch BSZ sú nepriaznivé poveternostné podmienky (napríklad nekvalitné výbušné drôty môžu preraziť počas silného dažďa alebo hmly) alebo mechanické poškodenie (často pozorované pri nepresných opravách).

Známkami chybného SZ sú nestabilná prevádzka pohonnej jednotky, zložitosť alebo dokonca nemožnosť jej spustenia, strata napájania, zvýšené obžerstvo atď. Ak k tomu dôjde iba vtedy, keď je vonku zvýšená vlhkosť (veľká hmla), mali by ste venovať pozornosť vysokonapäťovému vedeniu. Drôty nesmú byť mokré.

Ak je motor na voľnobežných otáčkach nestabilný (zatiaľ čo palivový systém pracuje správne), môže to znamenať poškodenie krytu rozdeľovača. Podobným príznakom je porucha spínača alebo Hallovho snímača. Zvýšenie spotreby benzínu môže súvisieť s poruchou vákua alebo odstredivých regulátorov, ako aj s nesprávnou činnosťou sviečok.

Problémy v systéme musíte vyhľadať v nasledujúcom poradí. Prvým krokom je zistiť, či sa generuje iskra a aká je efektívna. Odskrutkujeme sviečku, nasadíme svietnik a pokúsime sa naštartovať motor (hromadná elektróda, bočná, musí byť opretá o telo motora). Ak je príliš riedky alebo vôbec nie, postup opakujte s novou sviečkou.

Ak iskrenie vôbec neprebehne, je potrebné skontrolovať elektrické vedenie, či nie je prerušené. Príkladom toho môžu byť kontakty zoxidovaného drôtu. Samostatne je potrebné pripomenúť, že vysokonapäťový kábel musí byť suchý. V opačnom prípade môže vysokonapäťový prúd preraziť izolačnú vrstvu.

Ak iskra zmizla iba na jednej sviečke, potom nastala medzera v intervale od distribútora po SZ. Úplná absencia iskrenia vo všetkých valcoch môže naznačovať stratu kontaktu na stredovom vodiči, ktorý vedie z cievky k krytu rozdeľovača. Podobná porucha môže byť výsledkom mechanického poškodenia veka rozdeľovača (praskliny).

Výhody bezkontaktného zapaľovania

Ak hovoríme o výhodách BSZ, potom v porovnaní s KSZ je jeho hlavnou výhodou to, že vďaka absencii kontaktov prerušovača poskytuje presnejší okamih vzniku iskier pre zapálenie zmesi vzduch-palivo. To je presne hlavná úloha každého systému zapaľovania.

Medzi ďalšie výhody uvažovaného SZ patria:

• Menšie opotrebenie mechanických prvkov v dôsledku skutočnosti, že ich je v zariadení menej;
• Stabilnejší okamih vzniku vysokonapäťového impulzu;
• Presnejšia úprava UOZ;
• Pri vysokých otáčkach motora si systém zachováva stabilitu v dôsledku absencie rachotenia kontaktov prerušovača, ako napríklad v KSZ;
• Jemnejšie nastavenie procesu akumulácie náboja v primárnom vinutí a kontrola indikátora primárneho napätia;
• Umožňuje vytvoriť vyššie napätie na sekundárnom vinutí cievky pre silnejšiu iskru;
• Menšie straty energie počas prevádzky.

Bezkontaktné zapaľovacie systémy však nie sú bez svojich nevýhod. Najbežnejšou nevýhodou je porucha vypínačov, najmä ak sú vyrobené podľa starého modelu. Časté sú aj poruchy skratu. Na odstránenie týchto nevýhod sa motoristom odporúča, aby si zaobstarali vylepšené úpravy týchto prvkov, ktoré majú dlhšiu životnosť.

Na záver ponúkame podrobné video o tom, ako nainštalovať bezkontaktný zapaľovací systém:

Inštalácia BSZ, podrobná videonávod.

Otázky a odpovede:

Aké sú výhody bezkontaktného zapaľovacieho systému? Nedochádza k strate kontaktu ističa/distribútora v dôsledku usadenín uhlíka. V takomto systéme silnejšia iskra (palivo spaľuje efektívnejšie).

Aké zapaľovacie systémy existujú? Kontaktne aj nekontaktne. Kontakt môže obsahovať mechanický istič alebo Hallov snímač (rozdeľovač - rozdeľovač). V bezkontaktnom systéme je vypínač (prerušovač aj rozdeľovač).

Ako správne pripojiť zapaľovaciu cievku? Hnedý vodič (prichádzajúci zo spínača zapaľovania) je pripojený ku svorke +. Čierny vodič sedí na kontakte K. Tretí kontakt v cievke je vysokonapäťový (ide do rozdeľovača).

Ako funguje elektronický zapaľovací systém? Nízkonapäťový prúd sa privádza do primárneho vinutia cievky. Snímač polohy kľukového hriadeľa vysiela impulz do ECU. Primárne vinutie je vypnuté a v sekundárnom je generované vysoké napätie. Podľa signálu ECU ide prúd do požadovanej zapaľovacej sviečky.