Contactloos ontstekingssysteem

Het ontstekingssysteem in een auto is nodig om het lucht-brandstofmengsel dat de motorcilinder is binnengekomen te ontsteken. Het wordt gebruikt in motoren die op benzine of gas lopen. Dieselmotoren hebben een ander werkingsprincipe. Ze gebruiken uitsluitend directe brandstofinjectie (voor andere aanpassingen van brandstofsystemen, lees hier).

In dit geval wordt een verse portie lucht in de cilinder gecomprimeerd, die in dit geval opwarmt tot de ontstekingstemperatuur van dieselbrandstof. Op het moment dat de zuiger het bovenste dode punt bereikt, spuit de elektronica brandstof in de cilinder. Onder invloed van hoge temperaturen ontsteekt het mengsel. In moderne auto's met een dergelijke krachtbron wordt vaak een brandstofsysteem van het CommonRail-type gebruikt, dat verschillende manieren van brandstofverbranding biedt (het wordt in detail beschreven in een andere recensie).

Het werk van de benzine-eenheid wordt op een andere manier uitgevoerd. Bij de meeste wijzigingen wordt vanwege het lage octaangetal (wat het is en hoe het wordt bepaald, beschreven hier) benzine ontbrandt bij lagere temperaturen. Hoewel veel premiumauto's kunnen worden uitgerust met aandrijflijnen met directe injectie die op benzine lopen. Om een ​​mengsel van lucht en benzine te laten ontbranden met minder compressie, werkt zo'n motor in combinatie met een ontstekingssysteem.

Ongeacht hoe brandstofinjectie en systeemontwerp zijn geïmplementeerd, de belangrijkste elementen in de SZ zijn:

• Bobine (in modernere automodellen kunnen er meerdere zijn), waardoor een hoogspanningsstroom ontstaat;
• Bougies (in feite is één kaars afhankelijk van één cilinder), waaraan op het juiste moment elektriciteit wordt geleverd. Er wordt een vonk in gevormd die de VTS in de cilinder doet ontbranden;
• Distributeur. Afhankelijk van het type systeem kan het mechanisch of elektronisch zijn.

Als alle ontstekingssystemen in typen zijn onderverdeeld, zijn er twee. De eerste is contact. We hebben al over haar gesproken in een aparte recensie​ Het tweede type is contactloos. We zullen ons er alleen maar op concentreren. We zullen bespreken uit welke elementen het bestaat, hoe het werkt en ook welke storingen er zijn in dit ontstekingssysteem.

Wat is een contactloos auto-ontstekingssysteem

Bij oudere voertuigen wordt een systeem gebruikt waarbij de klep van het type contacttransistor is. Wanneer op een bepaald moment de contacten worden aangesloten, wordt het bijbehorende circuit van de bobine gesloten en wordt een hoge spanning gevormd, die, afhankelijk van het gesloten circuit (hiervoor is de verdelerkap verantwoordelijk - lees erover) hier) gaat naar de bijbehorende kaars.

Ondanks de stabiele werking van een dergelijke SZ, moest deze na verloop van tijd worden gemoderniseerd. De reden hiervoor is het onvermogen om de energie te verhogen die nodig is om de VST te ontsteken in modernere motoren met verhoogde compressie. Bovendien kan de mechanische klep bij hoge snelheden zijn taak niet aan. Een ander nadeel van een dergelijke inrichting is de slijtage van de contacten van de breker-verdeler. Hierdoor is het onmogelijk om het ontstekingstijdstip (eerder of later) af te stemmen op het motortoerental. Om deze redenen wordt het contacttype SZ niet gebruikt op moderne auto's. In plaats daarvan is een contactloze analoog geïnstalleerd en kwam een ​​elektronisch systeem om het te vervangen, waarover meer in detail wordt gelezen hier.

Dit systeem verschilt van zijn voorganger doordat het proces van het vormen van een elektrische ontlading naar de kaarsen niet door een mechanisch, maar door een elektronisch type wordt geleverd. Hiermee kunt u het ontstekingstijdstip één keer aanpassen en dit niet praktisch gedurende de hele levensduur van de motor.

Door de introductie van meer elektronica heeft het contactsysteem een ​​aantal verbeteringen ondergaan. Dit maakt het mogelijk om het te installeren op de klassiekers, waarin de KSZ eerder werd gebruikt. Het signaal voor de vorming van een hoogspanningspuls heeft een inductieve vorm. Vanwege goedkoop onderhoud en zuinigheid vertoont BSZ een goed rendement op atmosferische motoren met een klein volume.

Waar is het voor en hoe het gebeurt

Om te begrijpen waarom het contactsysteem moest worden gewijzigd in een contactloos systeem, laten we het principe van de werking van een interne verbrandingsmotor even bespreken. Bij de inlaatslag wordt een mengsel van benzine en lucht aangevoerd wanneer de zuiger naar het onderste dode punt beweegt. De inlaatklep sluit dan en de compressieslag begint. Om de motor maximaal te laten renderen, is het uitermate belangrijk om het moment te bepalen waarop het nodig is om een ​​signaal te sturen om een ​​hoogspanningspuls te genereren.

In contactsystemen in de verdeler worden tijdens het draaien van de as de brekercontacten gesloten / geopend, die verantwoordelijk zijn voor het moment van energieaccumulatie in de laagspanningswikkeling en de vorming van hoogspanningsstroom. In de contactloze versie is deze functie toegewezen aan de Hall-sensor. Als de spoel een lading heeft gevormd en het verdelercontact gesloten is (in de verdelerkap), gaat deze puls langs de corresponderende lijn. In de normale modus duurt dit proces voldoende tijd om alle signalen naar de contacten van het ontstekingssysteem te laten gaan. Wanneer het motortoerental echter stijgt, begint de klassieke verdeler onstabiel te werken.

Deze nadelen zijn onder meer:

1. Door de passage van hoogspanningsstroom door de contacten beginnen ze te branden. Dit leidt ertoe dat de kloof tussen hen groter wordt. Deze storing verandert het ontstekingstijdstip (ontstekingstijdstip), wat de stabiliteit van de krachtbron negatief beïnvloedt, het vraatzuchtiger maakt, omdat de bestuurder het gaspedaal vaker op de vloer moet indrukken om de dynamiek te vergroten. Om deze redenen heeft het systeem periodiek onderhoud nodig.
2. De aanwezigheid van contacten in het systeem beperkt de hoeveelheid hoogspanningsstroom. Om de vonk "dikker" te maken, zal het niet mogelijk zijn om een ​​efficiëntere spoel te installeren, aangezien de transmissiecapaciteit van de KSZ het niet mogelijk maakt om een ​​hogere spanning op de kaarsen aan te brengen.
3. Wanneer het motortoerental stijgt, doen de verdelercontacten meer dan alleen sluiten en openen. Ze beginnen tegen elkaar te bonzen, wat een natuurlijk geratel veroorzaakt. Dit effect leidt tot het ongecontroleerd openen / sluiten van contacten, wat ook de stabiliteit van de verbrandingsmotor beïnvloedt.

De vervanging van de verdeler- en brekercontacten door halfgeleiderelementen die in contactloze modus werken, hielp om deze storingen gedeeltelijk te elimineren. Dit systeem maakt gebruik van een schakelaar die de spoel bestuurt op basis van signalen die worden ontvangen van een naderingsschakelaar.

In het klassieke ontwerp is de vermogenschakelaar ontworpen als een Hall-sensor. U kunt meer lezen over de structuur en het werkingsprincipe. in een andere recensie​ Er zijn echter ook inductieve en optische opties. In de "klassieker" wordt de eerste optie vastgesteld.

Contactloos ontstekingssysteem

Het BSZ-apparaat is bijna identiek aan het contactanaloog. Een uitzondering is het type breker en klep. In de meeste gevallen is een magnetische sensor die op het Hall-effect werkt, geïnstalleerd als een breker. Het opent en sluit ook het elektrische circuit en vormt de bijbehorende laagspanningspulsen.

De transistorschakelaar reageert op deze pulsen en schakelt de spoelwikkelingen. Verder gaat de hoogspanningslading naar de verdeler (dezelfde verdeler, waarin door de rotatie van de as de hoogspanningscontacten van de corresponderende cilinder afwisselend gesloten / geopend zijn). Hierdoor wordt een stabielere vorming van de vereiste lading verkregen zonder verliezen bij de contacten van de breker, aangezien deze afwezig zijn in deze elementen.

1. Bougies; 2. Sensor ontstekingsverdeler; 3. Scherm; 4. Contactloze sensor; 5. Schakelaar; 6. Ontstekingsspoel; 7. Montageblok; 8. Ontstekingsrelais; 9. Contactslot.

Over het algemeen bestaat het circuit van een contactloos ontstekingssysteem uit:

• Voeding (batterij);
• Contactgroep (contactslot);
• Pulssensor (vervult de functie van een onderbreker);
• Transistorschakelaar die de kortsluitwikkelingen schakelt;
• Bobines, waarin door de werking van elektromagnetische inductie een stroom van 12 volt wordt omgezet in energie, die al tienduizenden volt is (deze parameter is afhankelijk van het type SZ en de batterij);
• Distributeur (in BSZ is de distributeur enigszins gemoderniseerd);
• Hoogspanningsdraden (één centrale kabel is verbonden met de bobine en het centrale contact van de verdeler, en 4 gaan al van de verdelerkap naar de kandelaar van elke kaars);
• Bougies.

Om het ontstekingsproces van de VTS te optimaliseren, is het ontstekingssysteem van dit type bovendien uitgerust met een UOZ-centrifugaalregelaar (werkt met verhoogde snelheden), evenals een vacuümregelaar (geactiveerd wanneer de belasting van de aandrijfeenheid toeneemt).

Laten we eens kijken op welk principe de BSZ werkt.

Het werkingsprincipe van het contactloze ontstekingssysteem

Het ontstekingssysteem begint door de sleutel in het slot te draaien (deze bevindt zich op de stuurkolom of ernaast). Op dit moment is het boordnetwerk gesloten en wordt er stroom geleverd aan de spoel vanuit de batterij. Om de ontsteking te laten werken, is het noodzakelijk om de krukas te laten draaien (via de distributieriem is deze verbonden met het gasdistributiemechanisme, dat op zijn beurt de verdeleras draait). Het zal echter niet draaien totdat het lucht / brandstofmengsel in de cilinders is ontstoken. Er is een starter beschikbaar om alle cycli te starten. We hebben al besproken hoe het werkt. in een ander artikel.

Tijdens de geforceerde rotatie van de krukas, en daarmee de nokkenas, draait de verdeleras. De Hall-sensor detecteert het moment waarop een vonk nodig is. Op dit moment wordt er een puls naar de schakelaar gestuurd, die de primaire wikkeling van de bobine uitschakelt. Door het sterk wegvallen van de spanning in de secundaire wikkeling ontstaat een hoogspanningsbundel.

Omdat de spoel met een centrale draad is verbonden met de verdelerkap. Draaiende, draait de verdeleras tegelijkertijd de schuif, die afwisselend het centrale contact verbindt met de contacten van de hoogspanningslijn die naar elke individuele cilinder gaat. Op het moment dat het corresponderende contact wordt gesloten, gaat de hoogspanningsstraal naar een aparte kaars. Er wordt een vonk gevormd tussen de elektroden van dit element, die het in de cilinder samengeperste lucht-brandstofmengsel ontsteekt.

Zodra de motor start, hoeft de starter niet meer te werken en moeten de contacten worden geopend door de sleutel los te laten. Met behulp van een terugstelveermechanisme keert de contactgroep terug naar de positie contact aan. Dan werkt het systeem zelfstandig. U moet echter op een paar nuances letten.

De eigenaardigheid van de werking van een verbrandingsmotor is dat de VTS niet onmiddellijk opbrandt, anders zou de motor door ontploffing snel uitvallen en het duurt enkele milliseconden om dit te doen. Verschillende krukassnelheden kunnen ervoor zorgen dat de ontsteking te vroeg of te laat start. Om deze reden mag het mengsel niet tegelijkertijd worden ontstoken. Anders raakt het apparaat oververhit, verliest het vermogen, werkt het onstabiel of wordt er detonatie waargenomen. Deze factoren zullen zich manifesteren afhankelijk van de belasting van de motor of het toerental van de krukas.

Ontsteekt het lucht-brandstofmengsel vroegtijdig (grote hoek), dan zullen de expanderende gassen verhinderen dat de zuiger beweegt op de compressieslag (in dit proces overwint dit element al serieuze weerstand). Een zuiger met een lager rendement zal een werkslag uitvoeren, aangezien een aanzienlijk deel van de energie van de brandende VTS al is besteed aan weerstand tegen de compressieslag. Hierdoor neemt het vermogen van de unit af, en bij lage snelheden lijkt hij te "stikken".

Aan de andere kant leidt het later in brand steken van het mengsel (kleine hoek) ertoe dat het gedurende de hele werkslag uitbrandt. Hierdoor warmt de motor meer op en haalt de zuiger niet het maximale rendement uit de uitzetting van gassen. Om deze reden vermindert een late ontsteking het vermogen van het apparaat aanzienlijk en maakt het ook vraatzuchtiger (om dynamische bewegingen te garanderen, zal de bestuurder het gaspedaal harder moeten intrappen).

Om dergelijke bijwerkingen te elimineren, moet u elke keer dat u de belasting van de motor en de krukassnelheid wijzigt, een ander ontstekingstijdstip instellen. In oudere auto's (die niet eens een verdeler gebruikten) werd hiervoor een speciale hendel geïnstalleerd. Het instellen van de benodigde ontsteking is door de chauffeur zelf gedaan. Om dit proces automatisch te laten verlopen, ontwikkelden de ingenieurs een centrifugaalregelaar. Het is geïnstalleerd in de verdeler. Dit element is een veerbelaste gewichten die horen bij de grondplaat van de breker. Hoe hoger de assnelheid, hoe meer de gewichten uiteenlopen en hoe meer deze plaat draait. Hierdoor treedt een automatische correctie op van het moment van ontkoppeling van de primaire wikkeling van de spoel (toename SPL).

Hoe sterker de belasting van de eenheid, hoe meer de cilinders worden gevuld (hoe meer het gaspedaal wordt ingedrukt en hoe meer VTS de kamers binnenkomt). Hierdoor verloopt de verbranding van een mengsel van brandstof en lucht sneller, net als bij detonatie. Om ervoor te zorgen dat de motor maximale efficiëntie blijft produceren, moet het ontstekingstijdstip naar beneden worden bijgesteld. Hiervoor is op de verdeler een vacuümregelaar geïnstalleerd. Het reageert op de mate van vacuüm in het inlaatspruitstuk en past de ontsteking dienovereenkomstig aan de belasting van de motor aan.

Hall-sensor signaalconditionering

Zoals we al hebben opgemerkt, is het belangrijkste verschil tussen een contactloos systeem en een contactsysteem de vervanging van een breker door contacten met een magneto-elektrische sensor. Aan het einde van de XNUMXe eeuw deed natuurkundige Edwin Herbert Hall een ontdekking, op basis waarvan de gelijknamige sensor werkt. De essentie van zijn ontdekking is als volgt. Wanneer een magnetisch veld begint te werken op een halfgeleider waarlangs een elektrische stroom vloeit, verschijnt er een elektromotorische kracht (of transversale spanning) in. Deze kracht kan maar drie volt lager zijn dan de hoofdspanning die op de halfgeleider inwerkt.

De Hall-sensor bestaat in dit geval uit:

• Permanente magneet;
• Halfgeleiderplaat;
• Microschakelingen gemonteerd op een plaat;
• Een cilindrische stalen zeef (obturator) gemonteerd op de verdeleras.

Het werkingsprincipe van deze sensor is als volgt. Terwijl het contact aan staat, vloeit er stroom door de halfgeleider naar de schakelaar. De magneet bevindt zich aan de binnenkant van het stalen schild, dat een sleuf heeft. Een halfgeleiderplaat is tegenover de magneet aan de buitenkant van de obturator geïnstalleerd. Wanneer tijdens de rotatie van de verdeleras de zeefsnede zich tussen de plaat en de magneet bevindt, werkt het magnetische veld op het aangrenzende element en wordt daarin een transversale spanning opgewekt.

Zodra het scherm draait en het magnetische veld stopt met werken, verdwijnt de transversale spanning in de halfgeleiderwafel. De afwisseling van deze processen genereert overeenkomstige laagspanningspulsen in de sensor. Ze worden naar de schakelaar gestuurd. In dit apparaat worden dergelijke pulsen omgezet in een stroom van de primaire kortsluitwikkeling, die deze wikkelingen schakelt, waardoor een hoogspanningsstroom wordt opgewekt.

Storingen in het contactloze ontstekingssysteem

Ondanks het feit dat het contactloze ontstekingssysteem een ​​evolutionaire versie is van het contactloze systeem en de nadelen van de vorige versie erin zijn geëlimineerd, is het er niet volledig van verstoken. Enkele voor het contact SZ karakteristieke storingen zijn ook aanwezig in de BSZ. Hier zijn er een paar:

• Defecte bougies (lees hoe u ze kunt controleren afzonderlijk);
• Breuk van de wikkelingsbedrading in de bobine;
• Contacten zijn geoxideerd (en niet alleen de contacten van de verdeler, maar ook hoogspanningsdraden);
• Overtreding van isolatie van explosieve kabels;
• Fouten in de transistorschakelaar;
• Onjuiste werking van de vacuüm- en centrifugaalregelaars;
• Hall-sensor kapot.

Hoewel de meeste storingen het gevolg zijn van normale slijtage, treden ze vaak ook op door nalatigheid van de automobilist zelf. Zo kan een bestuurder de auto tanken met brandstof van lage kwaliteit, het routineonderhoudsschema schenden of, om geld te besparen, onderhoud uitvoeren bij ongekwalificeerde servicestations.

Van niet onbelangrijk belang voor de stabiele werking van het ontstekingssysteem, en niet alleen voor het contactloze, is de kwaliteit van verbruiksartikelen en onderdelen die worden geïnstalleerd wanneer de defecte worden vervangen. Een andere reden voor BSZ-storingen zijn negatieve weersomstandigheden (bijvoorbeeld explosieve draden van lage kwaliteit kunnen doorboren tijdens hevige regen of mist) of mechanische schade (vaak waargenomen tijdens onnauwkeurige reparaties).

Tekenen van een defecte SZ zijn de onstabiele werking van de krachtbron, de complexiteit of zelfs de onmogelijkheid om deze te starten, vermogensverlies, toegenomen gulzigheid, enz. Gebeurt dit alleen bij verhoogde luchtvochtigheid buiten (zware mist), dan dient u op de hoogspanningslijn te letten. De draden mogen niet nat zijn.

Als de motor stationair onstabiel is (terwijl het brandstofsysteem goed werkt), kan dit duiden op schade aan de verdelerkap. Een soortgelijk symptoom is een storing van de schakelaar of Hall-sensor. Een toename van het benzineverbruik kan worden geassocieerd met een storing van de vacuüm- of centrifugaalregelaars, evenals met een onjuiste werking van de kaarsen.

U moet in de volgende volgorde naar problemen in het systeem zoeken. De eerste stap is om te bepalen of een vonk wordt gegenereerd en hoe effectief deze is. We schroeven de kaars los, zetten de kandelaar op en proberen de motor te starten (de massa-elektrode, lateraal, moet tegen het motorlichaam worden geleund). Als het te dun is of helemaal niet, herhaal dan de procedure met een nieuwe kaars.

Als er helemaal geen vonken zijn, moet de elektrische leiding op breuken worden gecontroleerd. Een voorbeeld hiervan zijn geoxideerde draadcontacten. Afzonderlijk moet eraan worden herinnerd dat de hoogspanningskabel droog moet zijn. Anders kan de hoogspanningsstroom door de isolatielaag heen breken.

Als de vonk slechts op één kaars verdween, trad er een opening op in het interval van de verdeler naar de NW. De volledige afwezigheid van vonken in alle cilinders kan duiden op een verlies van contact op de centrale draad die van de spoel naar het distributiedeksel loopt. Een soortgelijke storing kan het gevolg zijn van mechanische schade aan de verdelerkap (barst).

Voordelen van contactloze ontsteking

Als we het hebben over de voordelen van BSZ, dan is, vergeleken met de KSZ, het belangrijkste voordeel dat het, vanwege de afwezigheid van brekercontacten, een nauwkeuriger moment van vonkvorming biedt voor het ontsteken van het lucht-brandstofmengsel. Dit is precies de hoofdtaak van elk ontstekingssysteem.

Andere voordelen van de overwogen SZ zijn onder meer:

• Minder slijtage van mechanische elementen vanwege het feit dat er minder in het apparaat zitten;
• Stabieler moment van vorming van een hoogspanningspuls;
• Nauwkeuriger afstelling van de UOZ;
• Bij hoge motortoerentallen behoudt het systeem zijn stabiliteit doordat de contactpunten van de breker niet rammelen, zoals bij de KSZ;
• Meer fijnafstelling van het ladingsaccumulatieproces in de primaire wikkeling en regeling van de primaire spanningsindicator;
• Hiermee kunt u een hogere spanning vormen op de secundaire wikkeling van de spoel voor een krachtigere vonk;
• Minder energieverlies tijdens bedrijf.

Contactloze ontstekingssystemen hebben echter ook hun nadelen. Het meest voorkomende nadeel is het uitvallen van schakelaars, zeker als ze gemaakt zijn volgens het oude model. Kortsluitstoringen komen ook vaak voor. Om deze nadelen te elimineren, wordt automobilisten geadviseerd om verbeterde modificaties van deze elementen aan te schaffen, die een langere levensduur hebben.

Tot slot bieden we een gedetailleerde video over het installeren van een contactloos ontstekingssysteem:

Installatie van BSZ, gedetailleerde video-instructies.

Vragen en antwoorden:

Wat zijn de voordelen van een contactloos ontstekingssysteem? Er is geen verlies van contact met de breker/verdeler door koolstofafzettingen. In zo'n systeem een ​​krachtigere vonk (brandstof verbrandt efficiënter).

Welke ontstekingssystemen zijn er? Contact en contactloos. Het contact kan een mechanische onderbreker of een Hall-sensor (verdeler - verdeler) bevatten. In een contactloos systeem is er een schakelaar (zowel een breker als een verdeler).

Hoe de bobine correct aansluiten? De bruine draad (afkomstig van het contactslot) wordt aangesloten op de + klem. De zwarte draad zit op contact K. Het derde contact in de spoel is hoogspanning (gaat naar de verdeler).

Hoe werkt het elektronische ontstekingssysteem? Aan de primaire wikkeling van de spoel wordt een laagspanningsstroom toegevoerd. De krukaspositiesensor stuurt een puls naar de ECU. De primaire wikkeling is uitgeschakeld en in de secundaire wordt een hoge spanning gegenereerd. Volgens het ECU-signaal gaat de stroom naar de gewenste bougie.