Sistema d’ignició sense contacte
Contingut
El sistema d’encesa d’un cotxe és necessari per encendre la mescla aire-combustible que ha entrat al cilindre del motor. S'utilitza en unitats de potència que funcionen amb gasolina o gas. Els motors dièsel tenen un principi de funcionament diferent. Utilitzen exclusivament injecció directa de combustible (per a altres modificacions dels sistemes de combustible, llegiu aquí).
En aquest cas, es comprimeix una part nova d’aire al cilindre, que en aquest cas s’escalfa fins a la temperatura d’encesa del gasoil. En el moment que el pistó arriba al punt mort, l'electrònica ruixa combustible al cilindre. Sota la influència d’alta temperatura, la barreja s’encén. En els cotxes moderns amb aquesta unitat de potència, sovint s’utilitza un sistema de combustible tipus CommonRail, que proporciona diferents modes de combustió del combustible (es descriu detalladament en una altra ressenya).
El treball de la unitat de gasolina es realitza d’una manera diferent. En la majoria de les modificacions, es descriu el nombre baix d’octans (què és i com es determina) aquí) la gasolina s’encén a temperatures més baixes. Tot i que molts cotxes de primera qualitat poden equipar-se amb motors propulsors d'injecció directa que funcionen amb gasolina. Per tal que una barreja d'aire i gasolina s'encengui amb menys compressió, aquest motor funciona conjuntament amb un sistema d'encesa.
Independentment de com s’implementin la injecció de combustible i el disseny del sistema, els elements clau de la SZ són:
- Bobina d'encesa (en els models de cotxes més moderns n'hi pot haver diversos), cosa que crea un corrent d'alta tensió;
- Bujies (bàsicament, una espelma es basa en un cilindre), que es subministra amb electricitat en el moment adequat. Es forma una espurna que encén el VTS al cilindre;
- Distribuïdor. Segons el tipus de sistema, pot ser mecànic o electrònic.
Si tots els sistemes d’encesa es divideixen en tipus, n’hi haurà dos. El primer és el contacte. Ja n’hem parlat en una revisió independent... El segon tipus és sense contacte. Ens centrarem en això. Discutirem en quins elements consisteix, com funciona i també quin tipus de mal funcionament hi ha en aquest sistema d’encesa.
Què és un sistema d’encesa del cotxe sense contacte
En vehicles antics, s’utilitza un sistema en què la vàlvula és del tipus transistor de contacte. Quan en un moment determinat es connecten els contactes, es tanca el circuit corresponent de la bobina d’encesa i es forma una alta tensió que, en funció del circuit tancat (la tapa del distribuïdor n’és responsable). aquí) va a l’espelma corresponent.
Tot i el funcionament estable d’un SZ d’aquest tipus, amb el pas del temps s’havia de modernitzar. La raó d'això és la impossibilitat d'augmentar l'energia necessària per encendre el VST en motors més moderns amb una compressió augmentada. A més, a altes velocitats, la vàlvula mecànica no compleix la seva tasca. Un altre desavantatge d’aquest dispositiu és el desgast dels contactes de l’interruptor-distribuïdor. Per això, és impossible afinar i ajustar el temps d’encès (anterior o posterior) en funció de la velocitat del motor. Per aquests motius, el tipus de contacte SZ no s’utilitza en vehicles moderns. En lloc d'això, s'instal·la un analògic sense contacte i un sistema electrònic el va substituir, sobre el qual es pot llegir amb més detall aquí.
Aquest sistema es diferencia del seu predecessor pel fet que el procés de formar una descàrrega elèctrica a les espelmes ja no el proporciona un tipus mecànic, sinó electrònic. Permet ajustar el temps d’encès una vegada i no canviar-lo pràcticament durant tota la vida útil de la unitat de potència.
Gràcies a la introducció de més electrònica, el sistema de contacte ha rebut diverses millores. Això permet instal·lar-lo als clàssics, en els quals anteriorment s’utilitzava el KSZ. El senyal per a la formació d’un pols d’alta tensió té un tipus de formació inductiu. A causa d'un manteniment i una economia econòmics, BSZ demostra una bona eficiència en motors atmosfèrics amb un volum reduït.
Per a què serveix i com passa
Per entendre per què s’havia de canviar el sistema de contacte per un de sense contacte, anem a tocar una mica el principi de funcionament d’un motor de combustió interna. Una barreja de gasolina i aire es subministra a la carrera d'admissió quan el pistó es mou cap al punt mort inferior. La vàlvula d’admissió es tanca i comença la carrera de compressió. Per tal que el motor aconsegueixi la màxima eficiència, és extremadament important determinar el moment en què cal enviar un senyal per generar un pols d’alta tensió.
En els sistemes de contacte del distribuïdor, durant la rotació de l’eix es tanquen / obren els contactes del trencador, que són els responsables del moment d’acumulació d’energia en el bobinatge de baixa tensió i de la formació de corrent d’alta tensió. A la versió sense contacte, aquesta funció s'assigna al sensor Hall. Quan la bobina ha format una càrrega, quan el contacte del distribuïdor està tancat (a la tapa del distribuïdor), aquest pols va al llarg de la línia corresponent. En el mode normal, aquest procés requereix prou temps perquè tots els senyals puguin anar als contactes del sistema d’encesa. No obstant això, quan augmenta la velocitat del motor, el distribuïdor clàssic comença a funcionar de manera inestable.
Aquests desavantatges inclouen:
- A causa del pas del corrent d’alta tensió pels contactes, comencen a cremar-se. Això condueix al fet que la bretxa entre ells augmenta. Aquest mal funcionament canvia la sincronització de l’encesa (temporització de l’encesa), que afecta negativament l’estabilitat de la unitat de potència, la fa més voraç, ja que el conductor ha de prémer el pedal del gas al terra més sovint per augmentar el dinamisme. Per aquests motius, el sistema necessita un manteniment periòdic.
- La presència de contactes al sistema limita la quantitat de corrent d'alta tensió. Per fer l’espurna “més grossa”, no serà possible instal·lar una bobina més eficient, ja que la capacitat de transmissió del KSZ no permet aplicar una tensió més alta a les espelmes.
- Quan la velocitat del motor augmenta, els contactes del distribuïdor no només es tanquen i s’obren. Comencen a petar l’un contra l’altre, cosa que provoca un soroll natural. Aquest efecte provoca l'obertura / tancament incontrolat dels contactes, que també afecta l'estabilitat del motor de combustió interna.
La substitució dels contactes del distribuïdor i del trencador per elements semiconductors que funcionen en mode sense contacte va ajudar a eliminar parcialment aquests mal funcionaments. Aquest sistema utilitza un commutador que controla la bobina en funció dels senyals rebuts d’un commutador de proximitat.
En el disseny clàssic, l’interruptor està dissenyat com a sensor Hall. Podeu obtenir més informació sobre la seva estructura i principi de funcionament. en una altra ressenya... Tot i això, també hi ha opcions inductives i òptiques. Al "clàssic", s'estableix la primera opció.
Dispositiu del sistema d’encesa sense contacte
El dispositiu BSZ és gairebé idèntic a l’analògic de contacte. Una excepció és el tipus d’interruptor i vàlvula. En la majoria dels casos, s’instal·la un sensor magnètic que funciona amb l’efecte Hall com a interruptor. També obre i tanca el circuit elèctric, formant els corresponents impulsos de baixa tensió.
El commutador del transistor respon a aquests impulsos i commuta els bobinats de la bobina. A més, la càrrega d'alta tensió va al distribuïdor (el mateix distribuïdor, en què, a causa de la rotació de l'eix, els contactes d'alta tensió del cilindre corresponent es tanquen / obren alternativament). Gràcies a això, es proporciona una formació més estable de la càrrega necessària sense pèrdues als contactes del trencador, ja que estan absents en aquests elements.
En general, el circuit d’un sistema d’encesa sense contacte consta de:
- Font d'alimentació (bateria);
- Grup de contacte (bloqueig d’encesa);
- Sensor de pols (realitza la funció d'un interruptor);
- Interruptor de transistor que commuta els bobinats de curtcircuit;
- Bobines d’encesa, en què, a causa de l’acció d’inducció electromagnètica, es converteix un corrent de 12 volts en energia, que ja és de desenes de milers de volts (aquest paràmetre depèn del tipus de SZ i de la bateria);
- Distribuïdor (a BSZ, el distribuïdor està una mica modernitzat);
- Cables d'alta tensió (un cable central està connectat a la bobina d'encesa i al contacte central del distribuïdor, i 4 ja van des de la coberta del distribuïdor fins al canelobre de cada espelma);
- Bugies.
A més, per optimitzar el procés d’encesa del VTS, el sistema d’encesa d’aquest tipus està equipat amb un regulador centrífug UOZ (funciona a velocitats augmentades), així com un regulador de buit (activat quan augmenta la càrrega de la unitat de potència).
Considerem sobre quin principi funciona la BSZ.
Principi de funcionament del sistema d’encesa sense contacte
El sistema d’encesa comença girant la clau al pany (es troba a la columna de direcció o al costat). En aquest moment, la xarxa integrada està tancada i la bateria subministra corrent a la bobina. Perquè l’encès comenci a funcionar, cal fer girar el cigonyal (a través de la corretja de distribució, es connecta al mecanisme de distribució de gas, que al seu torn fa girar l’eix distribuïdor). Tot i això, no girarà fins que la mescla d’aire / combustible s’encengui als cilindres. Hi ha disponible un motor d’arrencada per iniciar tots els cicles. Ja hem comentat com funciona. en un altre article.
Durant la rotació forçada de l’eix cigonyal i, amb ell, l’eix de lleves, gira l’eix distribuïdor. El sensor Hall detecta el moment en què es necessita una espurna. En aquest moment, s’envia un pols a l’interruptor, que apaga l’enrotllament primari de la bobina d’encesa. A causa de la forta desaparició de la tensió en el bobinatge secundari, es forma un feix d’alta tensió.
Ja que la bobina està connectada per un cable central al tap del distribuïdor. En girar, l’eix distribuïdor gira simultàniament el control lliscant, que connecta alternativament el contacte central amb els contactes de la línia d’alta tensió que van a cada cilindre individual. En el moment de tancar el contacte corresponent, el feix d’alta tensió passa a una espelma separada. Es forma una espurna entre els elèctrodes d’aquest element, que encén la barreja aire-combustible comprimida al cilindre.
Tan aviat com s’engega el motor, ja no és necessari que l’arrencador funcioni i s’ha d’obrir els seus contactes deixant anar la clau. Amb l'ajut d'un mecanisme de ressort de retorn, el grup de contacte torna a la posició d'encesa. A continuació, el sistema funciona de forma independent. No obstant això, hauríeu de parar atenció a un parell de matisos.
La particularitat del funcionament d’un motor de combustió interna és que el VTS no es crema instantàniament, en cas contrari, a causa de la detonació, el motor falla ràpidament i es necessiten diversos mil·lisegons per fer-ho. Les diferents velocitats del cigonyal poden provocar que l’engegat comenci massa aviat o massa tard. Per aquest motiu, la barreja no s’ha d’encendre alhora. En cas contrari, la unitat s’escalfarà, perdrà energia, funcionarà inestable o s’observarà la detonació. Aquests factors es manifestaran en funció de la càrrega del motor o de la velocitat del cigonyal.
Si la barreja aire-combustible s’encén aviat (gran angle), els gasos en expansió evitaran que el pistó es mogui en la carrera de compressió (en aquest procés, aquest element ja supera la resistència greu). Un pistó amb una eficiència inferior realitzarà una carrera de treball, ja que una part important de l’energia del VTS en combustió ja s’ha gastat en resistència a la carrera de compressió. A causa d'això, la potència de la unitat disminueix i, a velocitats baixes, sembla que "s'ofega".
D'altra banda, posar foc a la barreja en un moment posterior (angle petit) condueix al fet que es cremi durant tot el curs de treball. Per això, el motor s’escalfa més i el pistó no elimina la màxima eficiència de l’expansió dels gasos. Per aquest motiu, l’encesa tardana redueix significativament la potència de la unitat i també la fa més voraç (per tal de garantir un moviment dinàmic, el conductor haurà de prémer més fort el pedal del gas).
Per eliminar aquests efectes secundaris, cada vegada que canvieu la càrrega del motor i la velocitat del cigonyal, heu d’establir un temps d’encesa diferent. Als cotxes més antics (aquells que ni tan sols feien servir un distribuïdor), es va instal·lar una palanca especial per a aquest propòsit. El propi conductor va configurar manualment l’encesa correcta. Per fer aquest procés automàtic, els enginyers van desenvolupar un regulador centrífug. S'instal·la al distribuïdor. Aquest element és un pes de molla associat amb la placa base del trencador. Com més altes siguin les revolucions de l’eix, més divergiran els pesos i més gira aquesta placa. Gràcies a això, es produeix una correcció automàtica del moment de desconnexió del bobinat primari de la bobina (augment de la SPL).
Com més forta és la càrrega de la unitat, més s’omplen els cilindres (més es prem el pedal del gas i entra un volum més gran de VTS a les cambres). A causa d’això, la combustió d’una mescla de combustible i aire es produeix més ràpidament, com passa amb la detonació. Per tal que el motor continuï produint la màxima eficiència, s’ha d’ajustar el temps d’encès cap avall. Amb aquest propòsit, s’instal·la un regulador de buit al distribuïdor. Reacciona al grau de buit del col·lector d’admissió i, en conseqüència, ajusta l’encesa a la càrrega del motor.
Condicionament del senyal del sensor Hall
Com ja hem observat, la diferència clau entre un sistema sense contacte i un sistema de contacte és la substitució d’un interruptor per contactes amb un sensor magnetoelèctric. A finals del segle XIX, el físic Edwin Herbert Hall va fer un descobriment, sobre la base del qual funciona el sensor del mateix nom. L’essència del seu descobriment és la següent. Quan un camp magnètic comença a actuar sobre un semiconductor pel qual circula un corrent elèctric, hi apareix una força electromotriu (o tensió transversal). Aquesta força només pot ser tres volts inferior a la tensió principal que actua sobre el semiconductor.
En aquest cas, el sensor Hall consisteix en:
- Imant permanent;
- Placa semiconductora;
- Microcircuits muntats en una placa;
- Una malla cilíndrica d’acer (obturador) muntada a l’eix del distribuïdor.
El principi de funcionament d’aquest sensor és el següent. Mentre l’encès està activat, un corrent flueix a través del semiconductor cap al commutador. L'imant està situat a l'interior de l'escut d'acer, que té una ranura. S'instal·la una placa semiconductora oposada a l'imant a l'exterior de l'obturador. Quan, durant la rotació de l’eix distribuïdor, el tall de la pantalla es troba entre la placa i l’imant, el camp magnètic actua sobre l’element adjacent i s’hi genera una tensió transversal.
Tan bon punt la pantalla gira i el camp magnètic deixa d’actuar, la tensió transversal desapareix a l’hòstia de semiconductor. L’alternança d’aquests processos genera els impulsos de baixa tensió corresponents al sensor. S’envien al commutador. En aquest dispositiu, aquests polsos es converteixen en un corrent del bobinat primari de curtcircuit, que commuta aquests bobinatges, a causa dels quals es genera un corrent d’alta tensió.
Mal funcionament del sistema d'encesa sense contacte
Tot i que el sistema d’encesa sense contacte és una versió evolutiva del de contacte i que s’eliminen els desavantatges de la versió anterior, no n’és totalment exempta. Alguns mal funcionaments característics del contacte SZ també estan presents a la BSZ. Aquí en teniu alguns:
- Fallada de les bugies (llegiu el document per saber com comprovar-les) per separat);
- Trencament del cablejat de bobinatge a la bobina d’encesa;
- Els contactes s’oxiden (i no només els contactes del distribuïdor, sinó també els cables d’alta tensió);
- Violació de l'aïllament de cables explosius;
- Falles al commutador del transistor;
- Funcionament incorrecte dels reguladors centrífugs i de buit;
- Trencament del sensor de sala.
Tot i que la majoria dels mal funcionaments són el resultat d’un desgast natural, sovint també apareixen per negligència del propi motorista. Per exemple, un conductor pot subministrar combustible al cotxe amb combustible de baixa qualitat, incomplir el programa de manteniment rutinari o, per estalviar diners, dur a terme manteniments a estacions de servei no qualificades.
La qualitat dels consumibles i de les peces que s’instal·len quan se substitueixen els fallits no té cap importància per al funcionament estable del sistema d’encesa, així com per al contacte sense contacte. Un altre motiu de les avaries de BSZ són les condicions meteorològiques negatives (per exemple, els cables explosius de baixa qualitat poden perforar-se durant la pluja intensa o la boira) o els danys mecànics (sovint observats durant les reparacions descurades).
Els signes d’un SZ defectuós són el funcionament inestable de la unitat de potència, la complexitat o fins i tot la impossibilitat d’engegar-la, la pèrdua d’energia, l’augment de la gola, etc. Si això passa només quan hi ha una humitat augmentada a l'exterior (boira intensa), hauríeu de parar atenció a la línia d'alta tensió. Els cables no han d’estar mullats.
Si el motor és inestable al ralentí (mentre el sistema de combustible funciona correctament), això pot indicar danys a la coberta del distribuïdor. Un símptoma similar és una avaria del commutador o del sensor Hall. Un augment del consum de gasolina es pot associar amb una avaria dels reguladors de buit o centrífugs, així com amb un funcionament incorrecte de les espelmes.
Heu de buscar problemes al sistema en la següent seqüència. El primer pas és determinar si es genera una espurna i l’eficàcia que té. Desenrosquem l’espelma, posem el canelobre i intentem engegar el motor (l’elèctrode de massa, lateral, ha d’estar recolzat contra el cos del motor). Si és massa prim o no ho fa, repetiu el procediment amb una espelma nova.
Si no hi ha cap espurna, cal comprovar que la línia elèctrica no tingui trencaments. Un exemple d'això serien els contactes de filferro oxidats. A banda, cal recordar que el cable d'alta tensió ha d'estar sec. En cas contrari, el corrent d’alta tensió pot trencar-se a través de la capa aïllant.
Si l'espurna només va desaparèixer en una espelma, es va produir un buit en l'interval des del distribuïdor fins al NW. L’absència total d’espurnes en tots els cilindres pot indicar una pèrdua de contacte al cable central que va de la bobina a la coberta del distribuïdor. Un mal funcionament similar pot ser el resultat de danys mecànics a la tapa del distribuïdor (esquerda).
Avantatges de l’encesa sense contacte
Si parlem dels avantatges de BSZ, aleshores, en comparació amb el KSZ, el seu principal avantatge és que, a causa de l’absència de contactes de trencament, proporciona un moment de formació d’espurnes més precís per encendre la mescla aire-combustible. Aquesta és precisament la tasca principal de qualsevol sistema d’encesa.
Altres avantatges del SZ considerat inclouen:
- Menys desgast d’elements mecànics pel fet que n’hi ha menys al dispositiu;
- Moment més estable de formació d’impulsos d’alta tensió;
- Ajustament més precís de la UOZ;
- A velocitats elevades del motor, el sistema manté la seva estabilitat a causa de l'absència de trencaclosques dels contactes del trencador, com al KSZ;
- Ajust més fi del procés d'acumulació de càrrega al bobinatge primari i control de l'indicador de tensió primari;
- Permet formar una tensió més alta al bobinat secundari de la bobina per obtenir una espurna més potent;
- Menys pèrdues d’energia durant el funcionament.
No obstant això, els sistemes d’encesa sense contacte no tenen els seus inconvenients. El desavantatge més comú és la fallada dels commutadors, sobretot si es fabriquen segons el model antic. També són habituals les avaries de curtcircuits. Per eliminar aquests desavantatges, es recomana als automobilistes que adquireixin modificacions millorades d’aquests elements, que tinguin una vida laboral més llarga.
En conclusió, oferim un vídeo detallat sobre com instal·lar un sistema d’encesa sense contacte:
Preguntes i respostes:
Quins són els avantatges d'un sistema d'encesa sense contacte? No hi ha pèrdua de contacte entre interruptor i distribuïdor a causa dels dipòsits de carboni. En aquest sistema, una espurna més potent (el combustible crema de manera més eficient).
Quins sistemes d'encesa hi ha? Contacte i no contacte. El contacte pot contenir un interruptor mecànic o un sensor Hall (distribuïdor - distribuïdor). En un sistema sense contacte, hi ha un interruptor (tant un interruptor com un distribuïdor).
Com connectar correctament la bobina d'encesa? El cable marró (procedent de l'interruptor d'encesa) està connectat al terminal +. El cable negre es troba al contacte K. El tercer contacte de la bobina és d'alta tensió (va al distribuïdor).
Com funciona el sistema d'encesa electrònica? Es subministra un corrent de baixa tensió al bobinat primari de la bobina. El sensor de posició del cigonyal envia un pols a la ECU. El bobinatge primari s'apaga i es genera una alta tensió al secundari. Segons el senyal de l'ECU, el corrent va a la bugia desitjada.
