Gyújtási rendszer

Tárgyak:

Általános
Gyújtótekercs gyújtás
Hagyományos elosztó gyújtás érintkezési pontokkal
Számítógép által vezérelt gyújtás
Égési nyomás és gyújtás időzítése
Előgyújtás
Tartózkodási idő
DIS gyulladás
Hengerenként egy gyújtótekercs
Mérje meg az elsődleges gyújtási mintát az oszcilloszkóppal

összesen:
Benzinmotorban az üzemanyag/levegő keveréket a kompressziós ütem végén meg kell gyújtani. Ez azért történik, mert a vékony katéter szikrát ad. A gyújtógyertya szikrázásához 20.000 30.000 és 12 14,8 volt közötti feszültség szükséges. Egy gyújtótekercs alakítja át az akkumulátorfeszültséget (körülbelül XNUMX-XNUMX volt) erre a magas feszültségre.
Régebbi rendszereknél sokszor a motorblokkra van csavarva valahol 1 gyújtótekercs, ami gyertyakábelekkel van összekötve a gyertyákkal. Az újabb motorok gyakran tűs gyújtótekerccsel rendelkeznek. Minden gyújtógyertyának saját gyújtótekercse van. A motoron lévő gyújtótekercsek száma könnyen felismerhető a gyújtógyertya-vezetékek meglétéről. Ha minden hengerhez gyújtógyertya vezetékek futnak, az autóban 1 rögzített gyújtótekercs vagy DIS gyújtótekercs található. Ha nem fut a gyújtógyertya vezetéke, akkor minden gyújtógyertyán külön gyújtótekercs található. Ennek látásához gyakran le kell szerelni egy motorburkolatot.

Gyújtótekercs:
A gyújtórendszer gyújtótekercset használ. A típustól függetlenül (hagyományos vagy számítógépes vezérlésű) az elv ugyanaz. A gyújtótekercs 2 rézhuzaltekercset tartalmaz egy vasrúd (mag) körül. Az elsődleges tekercsben (a gyújtáskapcsoló oldalán) kevés vastag vezeték van. A szekunder tekercsben sok vékony vezeték van. A primer tekercs feszültsége 12 volt. Ezen a primer tekercsen keresztül 3-8 amper áram folyik. Ez mágneses mezőt generál. Amikor ez a mágneses tér eltűnik, a primer tekercsben 250-400 V feszültség keletkezik. A tekercsek számának különbsége miatt a szekunder tekercsben akár 40.000 XNUMX voltos feszültség keletkezik.

A gyújtótekercs elsődleges tekercsének ohmos és induktív ellenállása van. Az ohmos ellenállás a multiméterrel mérhető, vagy az áram- vagy feszültségmérésekből számítható. Az induktív ellenállás a primer tekercsben kialakult mágneses térre vonatkozik, és függ az áram változási sebességétől és a tekercs mágneses tulajdonságaitól (L érték). Minden gyújtótekercsnek van egy rögzített L-értéke, amely a fordulatok számától és a tekercs méreteitől, valamint a mag tulajdonságaitól és méreteitől függ.

Hagyományos elosztó gyújtás érintkezési pontokkal:
A hagyományos gyújtásrendszer egyetlen gyújtótekercsből áll, amely be- és kikapcsolható érintkezési pontokkal, gyújtótekercs-kábelből, gyújtógyertya-kábelekből és egy mechanikus elosztóból gyújtásidőzítéssel.

Nyugalmi állapotban az érintkezési pontok zárva vannak. Áram folyik a primer tekercsen, az érintkezési pontokon keresztül a föld felé. Ebben a pillanatban a primer tekercsben mágneses tér van jelen. Amikor a bütyök felemeli a kart, az érintkezési pontok közötti érintkezés megszakad, és indukált feszültség keletkezik. Ezt az indukált feszültséget felerősítik a szekunder tekercsben, és a gyújtótekercs kábelén keresztül továbbítják az elosztóhoz. Az elosztóban lévő saru a gyújtógyertya-kábel egyik csatlakozójára mutat. A feszültség a gyújtógyertyára kerül, amely szikrát hoz létre.

A gyújtótekercs nagy feszültséget ad át a gyújtótekercs kábelének az elosztóban lévő rotorhoz való csatlakozásán keresztül. Az elosztóban lévő forgórész a főtengely fordulatszámának felével forog. Ez azért lehetséges, mert a konstrukciótól függően közvetlen kapcsolat van a főtengely és az elosztó között (az ábrán látható módon), vagy mert a forgórészt közvetlenül a vezérműtengely hajtja. Hiszen a vezérműtengely már a főtengely fordulatszámának felével forog. A képen az elosztó robbantott képe látható.

A rotor érzékeny a karbantartásra. A rotor és az elosztó sapka közötti érintkező részecskék idővel korrodálódnak, ami rontja a gyújtógyertya szikra minőségét. A korrózió időnkénti lecsiszolásával vagy a kopott alkatrészek cseréjével a szikra minősége optimális marad. A forgórész elosztósapkájának elfordításával a gyújtás időzítése beállítható.

Számítógép által vezérelt gyújtás:
A modern autók számítógéppel vezérelt gyújtásrendszerrel vannak felszerelve. A motorvezérlő rendszer vezérli a gyújtótekercset. Az impulzusgenerátor (főtengely-helyzet-érzékelő és esetleg vezérműtengely-helyzet-érzékelő) referenciaimpulzust biztosít, amely szinkronban fut a hajtókarral vagy a vezérműtengellyel. Gyakran hiányzik egy fog egy gyűrűben vagy a referenciapontként szolgáló szíjtárcsán. A képen a megmunkált főtengely szíjtárcsa látható MegaSquirt projekt. A szíjtárcsának 36 foga van, ebből 1 le van köszörülve. Ezért is hívják 36-1 referenciakeréknek. Minden 10 fok után 1 fog halad el az érzékelőn (360/36).

Minden alkalommal, amikor a hiányzó fog elfordul az érzékelőn, egy jelet küld az ECU-nak.
Ez a referenciapont nem a felső holtpont (TDC), ahogy a név gyakran sugallja. A valóságban ez a referenciapont 90 és 120 fok között van a TDC előtt. Ez azt jelenti, hogy ha nincs gyújtás előrelépés, a gyújtási impulzus 9-12 foggal a referenciapont után következik be.

A képen a főtengely jele (sárga) a gyújtótekercs-vezérlő impulzushoz viszonyítva (kék) látható. A főtengely jelben ott látható a hiányzó fog, ahol az impulzus hiányzik. Ezen a motoron a hiányzó fog 90 fokkal a TDC előtt van (ez az impulzuskerék 9 foga).

A hiányzó fog (referenciapont, sárga) és a kontroll impulzus (kék) között 8 fog látható; Ez egy 10 fokos előgyújtás.

A gyújtás növelése az égési sebességgel függ össze; az égéshez időre van szükség, hogy elérje a maximális égési nyomást. Ez a maximális égési nyomás optimális a főtengely 15-20 fokos helyzetében a TDC után. Ennek minden üzemi körülmény között optimálisnak kell lennie. A következő bekezdések elmagyarázzák a gyújtás időzítésének az égési nyomásra gyakorolt hatását, hogyan történik a gyújtás előrehaladása, és hogyan olvasható le a várakozási idő a szkóp képén.

Égési nyomás és gyújtás időzítése:
A gyújtórendszernek biztosítania kell, hogy a hengertérben lévő keverék a megfelelő időben begyulladjon. Amikor a dugattyú áthaladt a TDC-n, az égési nyomásnak a legmagasabbnak kell lennie. Mivel a gyújtás és a keverék begyújtása között idő telik el (ahol elérik a maximális égési nyomást), a keveréket valamivel a TDC előtt meg kell gyújtani. Röviden: a gyújtógyertyának már azelőtt szikráznia kell, hogy a dugattyú elérte volna a TDC-t.

A következő ábrán a nyomás előrehaladását (piros vonal) láthatjuk a főtengely fokokhoz viszonyítva. A gyújtógyertya az a pontban szikrázik. A dugattyú tovább mozdul a TDC (0) felé, és az égési nyomás nő. A maximális égési nyomást körülbelül 10-15 fokban érik el a TDC után (a b pontban).

ha a b pont túlságosan balra mozdul el, a keverék túl korán meggyullad, és a dugattyú nem mozdul felfelé;
Ha a b pontot jobbra toljuk, az égés túl későn megy végbe. A dugattyú már túlságosan elmozdult az ODP felé. Az erőlöket már nem elég hatékony.

Előgyújtás:
Annak érdekében, hogy a nyomáscsúcs a megfelelő főtengely-helyzetben forduljon elő, fontos, hogy a gyújtást előre kell vinni, amikor a motor fordulatszámát növelik. A b pontot (a maximális égési nyomást) nem szabad elmozdítani. A gyújtás időzítésének előre- és lassítása során az a pont (gyújtásidőzítés) balra vagy jobbra tolódik el. Az égési idő a motor töltöttségi szintjétől és az aktuális keverési aránytól függ. A gyújtás előrehaladása ezért minden motornál eltérő. Ezért is van az, hogy a főtengely referenciapontja több fokkal a TDC előtt van beállítva: a referenciapont és a TDC között van idő a gyújtás előrehaladásának kiszámítására.

DIS gyújtótekerccsel (lásd az oldalon) a főtengely helyzetérzékelője elegendő a gyújtás időzítésének meghatározásához. A hiányzó fog utáni első impulzust például az 1. és 4. henger másodlagos tekercsének terhelésére használják. Ezután megszámolja a fogak számát (ebben az esetben 18), hogy impulzust generáljon a 2. és 3. henger másodlagos tekercséhez. Ha a motor COP gyújtótekercsekkel van felszerelve, egy referenciapont nem elegendő. Ebben az esetben több referenciapont észleléséhez vezérműtengely helyzetérzékelőre van szükség.

Az alábbi két képen (gyújtáselőleg táblázat és 3D nézet) láthatók a gyújtástérkép beállításai a MegaSquirt projekt. Ezeket keresőtábláknak, referencia- vagy alapmezőknek nevezzük.

A gyújtás előrehaladását a motor konfigurációja határozza meg. A grafikonok a (hagyományos) mechanikus elosztós gyújtás (rózsaszín vonal) és a számítógép által vezérelt rendszer (kék vonal) esetén a teljes terhelésű gyújtás előrehaladási görbéit mutatják. A rózsaszín vonal hajlása az a pont, ahol a vákuum előrelépése lép életbe. Továbbá a vonalak egyenesek; ennek oka a mechanikai korlátok. Egy számítógéppel vezérelt rendszerrel ez pontosabban vezérelhető; ezért a gyújtási görbe görbeként megy tovább. 1200 és 2600 ford./perc között a kék vonal kissé lefelé húzódott; ez a részterhelés kopogási területéhez kapcsolódik. Az is látható, hogy mind a hagyományos, mind a számítógéppel vezérelt előremenő vonal megközelítőleg 25 fokban végződik. Az előrehaladást nem szabad tovább növelni, mert akkor fennáll a "nagy sebességű kopogás", illetve a nagy sebességnél a kopogási terület veszélye.

A gyújtási térkép szolgál alapul a gyújtás előrehaladásához. Ettől kezdve a motorvezérlő rendszer megpróbálja a gyújtást a lehető legnagyobb mértékben előmozdítani. A túl sok előrelépés kopogáshoz vezet; ezt a kopogásérzékelők regisztrálják. Abban a pillanatban, amikor a kopogásérzékelők érzékelik, hogy a motor kopogni kezd, a motorvezérlő rendszer néhány fokkal eltér a gyújtás időzítésétől. A sebesség ezután ismét felgyorsul, amíg a kopogásérzékelők jelet nem adnak.

Tartózkodási idő:
A primer áram bekapcsolásakor mágneses tér keletkezik. A tekercsen áthaladó áram nem éri el azonnal a maximális értékét; Ez időt vesz igénybe. A tekercsben van egy ellenállás, amely ellentétes indukciós feszültségből származik. Az áramerősség szintén nem haladja meg a 6-8 ampert. 2,3 ezredmásodperc alatt elegendő energia keletkezett ahhoz, hogy a szikra átugorjon a gyújtógyertyán, ami elegendő a levegő-üzemanyag keverék meggyújtásához. A t=2,3 ms pont a gyújtás időzítése. A t0 időponttól t=2,3 ms-ig terjedő áramfelvételt a primer tekercs töltési idejének, vagy várakozási időnek nevezzük.

Az áramfelvétel a primer tekercsben körülbelül 7,5 ampernél megáll. Az áramerősség ne növekedjen tovább, mert akkor a primer tekercs túlságosan felforrósodhat. Amikor az autó fedélzeti feszültsége csökken, több időre van szükség a primer tekercs feltöltéséhez. A gyújtás időzítése nem változik. Tehát a betöltést korábban el kell kezdeni. Ez látható az ábrán, ahol a zöld vonal a tekercs bekapcsolási jelenségét mutatja alacsonyabb feszültségen. A töltési folyamat korábban kezdődik (delta t), és a 7,5 A fekete vonallal egy időben ér véget.

A gyújtótekercs vezérlése megváltozik; a meghajtó impulzus szélessége befolyásolja a primer tekercs töltési idejét. Minél hosszabb az impulzus, annál tovább van ideje tölteni a tekercsnek.
Mindkét képen a gyulladás a nyolcadik fognál jelentkezik (80 fokkal a TDC előtt). A jobb oldali képen a hosszabb tartózkodási idő látható.

DIS gyulladás:
A DIS a Distributorless Ignition System rövidítése. Ahogy a neve is sugallja, ez egy elektronikus elosztó nélküli gyújtás. A gyújtás jele közvetlenül az ECU-ból érkezik, így ez egy számítógép által vezérelt gyújtás. Ez a gyújtórendszer 2 gyújtótekercset egyesít 1 házban. Mindegyik gyújtótekercs 2 henger szikráját adja. Egyetlen tekercses gyújtótekercs van az 1. és 4. hengerre szerelve, a másik pedig a 2. és 3. hengerre.

Példaként vesszük a DIS gyújtótekercset a 2. és 3. henger csatlakozásaival. Nincs rotor, ami azt jelenti, hogy mindkettő egyszerre szikrázik. A 2. henger a kompressziós löket végén van, és a gyújtótekercs szikrát biztosít a keverék meggyújtásához. Ez azt jelenti, hogy a gyújtótekercs a 3. hengeren is szikrázik, ami aztán a szívólökettel indul, de mivel most nincs gyúlékony keveréke, ez nem számít. Később, amikor a 3. henger a kompressziós lökettel van elfoglalva, a 2. henger a szívólökettel lesz elfoglalva, és ezután megkapja a szükségtelen szikrát. Az üres szikra a hengerben, ahol nincs égés, nem okozza a gyújtógyertya gyorsabb öregedését. A szikra ekkor már csak 1 kV (1000 V) feszültséget igényel a 30 kV helyett keverék elégetésekor.

A DIS gyújtótekercs előnye, hogy tulajdonképpen nincs szükség karbantartásra. A gyújtótekercs karbantartásmentes. Ennek a gyújtótekercsnek az a hátránya, hogy időnként nedvesség hatol be a kábel és a gyújtótekercs csatlakozótengelye közé. A nedvesség korróziót okoz az érintkezőkön, amelyek fehérre vagy zöldre váltanak. A szikrafeszültség leesik a korrózió okozta nagy feszültségveszteség miatt. A motor enyhén rázkódni és vibrálni kezdhet anélkül, hogy az ECU memóriájában valóban hibát okozna. Ilyen panasz esetén érdemes egyenként leszerelni a gyújtótekercs kábeleit (kikapcsolt motor mellett!!) és ellenőrizni, hogy szépek-e aranyszínűek az érintkezők és nincs-e benne korrózió nyom. a kábel és az aknában.látható. A korrózió nagyon agresszív, és tisztítás után lassan visszatér. A legjobb megoldás a teljes gyújtótekercs megfelelő kábelre cseréje.

Hengerenként egy gyújtótekercs:
Ennél a gyújtási rendszernél a (rúd) gyújtótekercsek, más néven COP (coil on plug) gyújtótekercsek, közvetlenül a gyújtógyertyára vannak szerelve. Itt is a motorvezérlő egység (ECU) vezérli a gyújtást. Az áramerősséget és a gyújtás időzítését is a vezérlőegység számítja ki. A működés olyan, mint egy régebbi gyújtótekercs; Ennek a gyújtótekercsnek van primer és szekunder tekercse is. A primer tekercs a felső csatlakozón keresztül kap feszültséget, és belülről egy tranzisztor megszakítja.
Ezeknek a gyújtótekercseknek az a hátránya, hogy a gyújtógyertya tengelyébe vannak beépítve, ezért rendkívül felforrósodnak. Bár erre készültek, néha eltörnek. Ezt akkor lehet felismerni, ha egy autó kihagy egy hengert, majd a motor remegni kezd. Amikor ez megtörténik, a lambda-szonda felismeri, hogy egy gyújtótekercs nem gyújtja meg az üzemanyagot, és az üzemanyag befecskendezése a megfelelő hengerbe leáll. A henger ekkor már egyáltalán nem működik. Ez megakadályozza, hogy el nem égett üzemanyag kerüljön a kipufogóba, ami tönkreteszi a katalizátort. A törött gyújtótekercset gyakran arról lehet felismerni, hogy a motor nagyon szabálytalanul jár (és a motor lámpa világít, bár ennek számos oka lehet).

További információ és a henger gyújtáskimaradás okai a oldalon találhatók henger átvitel.

Ha gyanítja, hogy a gyújtótekercs meghibásodott, akkor az oszcilloszkóppal megtekintheti az elsődleges gyújtás képét, ha a motor vészüzemben van, és a gyújtás és a befecskendezés kikapcsolt, miközben a motor jár.

Az elsődleges gyújtási minta mérése oszcilloszkóppal:
A gyújtótekercs generálja a feszültséget, így a gyújtógyertya alján erős szikra keletkezhet. A gyújtótekercsnek körülbelül 30.000 40.000–300 400 V feszültséget kell generálnia ahhoz, hogy szikra keletkezzen a gyújtógyertyában. Ehhez a primer tekercsben 100-XNUMX V ionizációs feszültséget kell előállítani. A primer tekercsen áthaladó feszültség során láthatjuk, hogy ez a folyamat jól megy-e. A primer és a szekunder tekercs feszültségei átadódnak egymásnak, bár a szekunder tekercsben a szintek körülbelül XNUMX-szor magasabbak. Ez lehetővé teszi a primer feszültségprofilban, hogy a gyújtótekercs rendben van-e, és a gyújtógyertya megfelelően szikrázik-e. Az alábbi távcső képet egy gyújtótekercs elsődleges tekercsén mértük.

Balról jobbra:

14 volt: nyugalmi állapotban 14 voltot mérünk a gyújtótekercsben lévő tekercs plusz és test oldalán;
Érintkezési idő: a primer tekercs az egyik oldalon a földhöz van kötve. A + és a test között 14 voltos differenciálfeszültség jön létre, aminek következtében áram folyik át a tekercsen;
300 volt (indukció): az ECU-ban vagy a gyújtásmodulban lévő kimeneti fokozat befejezi a vezérlést, és körülbelül 300 voltos indukció jön létre a primer tekercsben. Ezt ionizációs feszültségnek nevezzük. A szekunder tekercsben 30.000 XNUMX V feszültség keletkezik. Ez a feszültség szükséges ahhoz, hogy a gyújtógyertya elektródái közötti levegő vezetőképes legyen, és lehetővé tegye a szikra kiugrását;
Szikra a gyújtógyertyából: a gyújtóvezetékből láthatjuk, hogy a gyújtógyertya szikrázik;
Lengés: itt folyik el a maradék energia. Ez az áramkör LCR értékétől függ (a gyújtótekercs L értéke és a kondenzátor kapacitása).

A szkóp képen a nyitási idő alatt az érintkezési pontok nyitási idejét értjük. Ez már nem vonatkozik a számítógép által vezérelt gyújtásra. A sebességet azonban a második szikra ionizációs feszültségének megjelenési pontja alapján tudjuk meghatározni. Az alábbi képek az elsődleges gyújtás képeit mutatják alacsony (bal) és nagy (jobb) sebességnél.

Oszcilloszkóppal a főtengely jelhez viszonyítva tudjuk megjeleníteni a gyújtási képet és a befecskendezési képet. A referenciakerék egy referenciapontot tartalmaz. A főtengely minden egyes fordulata után gyújtási pillanat következik be. Tudjuk, hogy a főtengelynek két fordulatot kell forgatnia egy teljes munkaciklushoz. Ebből felismerhetjük, hogy DIS gyújtótekerccsel van dolgunk. Tehát egy „elpazarolt szikra” történik. A befecskendező szelepek képei ezt igazolják: a befecskendezés minden második főtengely-fordulaton történik.

Ha azt gyanítja, hogy egy gyújtótekercs meghibásodott, a másodlagos gyújtás képének megtekintésével megállapíthatja, hogy a másodlagos gyújtásban van-e probléma. Az eredményül kapott képen a 6. henger (kék) és a 4. henger (piros) gyújtási képe látható, amelyekben hiba van. A magyarázat a kép alatt található.

A 4-es henger elsődleges képén az ionizációs feszültség látható, de ekkor az energia elfolyik. A kép most egy mágnestekercs injektor jellemző feszültségprofiljára hasonlít. Mit ismerhetünk fel ezen a képen:

A 6-os henger (kék) rendben van. Ezt a képet referenciaként használjuk;
4. henger: az ionizációs feszültség rendben van. Az energia a primer tekercsben keletkezik. Az elsődleges tekercs jó;
A motor ECU vagy a külső gyújtásmodul vezérlése rendben van;
A másodlagos tanfolyam nem látható;
A primer és a szekunder tekercs ezért nem cserél energiát;
A szekunder tekercs megszakad.

A tapasztalatok azt mutatják, hogy a gyújtótekercs másodlagos tekercse hő hatására meghibásodhat. Ezt a hibát oszcilloszkóppal tudjuk észlelni. Figyelem: ha a motor ernyedt üzemmódba vált, a vezérlés megszakadhat. Ezért a mérést közvetlenül a motor beindítása után vagy közben végezze el.