To, bez czego silnik benzynowy nie może się obejść, to iskra, w momencie, gdy trzeba zapalić mieszankę paliwową w cylindrze. W tym celu stworzono układ zapłonowy samochodu. Nazywa się go również systemem zapłonu iskrowego.
Ewolucja tego układu rozpoczęła się od prostego stykowego układu zapłonowego, następnie wraz z rozwojem postępu technicznego pojawił się bezdotykowy układ tranzystorowy. A koroną naszych czasów jest elektroniczny układ zapłonowy.
Wszystkie te metody kontroli iskier rozważymy w artykułach.
Na razie przyjrzyjmy się pokrótce podstawowym zasadom każdego systemu.
Głównym węzłem w tym systemie jest rozdzielacz-wyłącznik. W tym systemie wszystko dzieje się mechanicznie.
Grupa styków (wyłącznik), biegnąca wzdłuż występów wałka krzywkowego, przerywa styki. W zależności od prędkości obrotowej wału na cewkę przetwornicy podawane są impulsy niskiego napięcia, które następnie przetwarzane są na napięcie wysokie i podawane do świece zapłonowe.
Prąd ten jest również rozprowadzany do każdego cylindra jednostka mechaniczna– dystrybutor. Jednostka ta jest zmontowana w jeden mechanizm wyłącznikowo-rozdzielczy (rozdzielacz)
Układ zapłonowy stykowo-tranzystorowy
Kolejnym etapem rozwoju iskrzenia był tranzystorowy obwód sterujący wysokim napięciem.
Tranzystor, przepuszczając przez siebie niskie napięcie pochodzące z grupy styków, steruje pracą przetwornika prądu (cewki) i przekształca je w prąd o napięciu do 30 tysięcy woltów, aby wytworzyć potężną iskrę.
System ten umożliwił zmniejszenie napięcia na stykach, zwiększając ich żywotność. Umożliwiło to zwiększenie mocy iskry i jej stabilności, co w konsekwencji wpłynęło na niezawodność i stabilność silnika.
Bezdotykowy układ zapłonowy samochodu
W tym układzie zapłonowym rolę wyłącznika pełni specjalny wyłącznik, który współpracując z czujnikiem generuje impulsy sterujące niskim napięciem.
Następnie impulsy te podawane są, podobnie jak w układach stykowych i stykowo-tranzystorowych, do przetwornika napięcia (cewki), a następnie poprzez rozdzielacz mechaniczny do świec zapłonowych.
Taki system zasadniczo eliminował kontakt mechaniczny w przypadku przerwania prądu. Styki wyłącznika, które sprawiały wiele kłopotów kierowcom, okazały się niepotrzebne i dlatego nie było potrzeby ich konserwacji.
Niezawodność i stabilność silnika znacznie wzrosła. Wzrosła moc i przyjazność dla środowiska silników benzynowych.
Ale postęp nie stoi w miejscu, a wraz z rozwojem elektroniki pojawił się system na najwyższym poziomie - elektroniczny.
Elektroniczny układ zapłonowy
Taki system działa już w połączeniu z innymi systemami zarządzania silnikiem.
Liczne czujniki monitorują wszystkie tryby pracy silnika, aż do gazy spalinowe, zapisz i przekaż informację do jednostki sterującej silnika.
Elektroniczna jednostka sterująca przetwarza sygnały i wysyła napięcie sterujące do tranzystora sterującego, który z kolei wykonuje właściwy czas odcięcie w uzwojeniu pierwotnym cewki. W uzwojeniu wtórnym jest indukowany Wysokie napięcie i powstaje iskra.
Czujniki monitorujące prędkość obrotową wału korbowego i czujniki położenia wałka rozrządu przekazują informację do ECU, która jest przetwarzana i wydawana jest komenda odpowiedniego ustawienia zapłonu.
Ponadto, jeśli obciążenie silnika wzrośnie, czujnik przepływu powietrza wysyła polecenie do ECU, który oblicza optymalny czas zapłonu dla odpowiedniego obciążenia.
System ten jest doskonały pod każdym względem. Pozwala:
- używaj go w dowolnych silnikach gaźnikowych;
- zwiększyć napięcie iskry półtora raza, którego moc wyniesie do 30 kilowatów w dowolnym trybie pracy silnika;
- wyeliminować zużycie młotów;
- zwiększyć przerwę na stykach świecy zapłonowej do 1,2 mm;
- ułatwić rozruch w zimnych porach roku;
- eliminuje prace regulacyjne i zapobiegawcze.
Jedyną wadą takiego systemu jest wzrost kosztów. Jednak warto!
To wszystko, mam nadzieję, że jest jasne, czym jest układ zapłonowy samochodu.
Trzymajcie się zdrowo i śledźcie posty!
Dążenie do doskonalenia swoich pojazd, prawdopodobnie nigdy nie opuściły swoich właścicieli, więc nie ma nic dziwnego w tym, że wraz z modernizacją innych zespołów i układów samochodu przyszła kolej na jego zapłon. Posiadają je samochody krajowe i wiele starych samochodów zagranicznych widok kontaktu układy zapłonowe, jednak ostatnio coraz częściej można usłyszeć o innym ich typie – zapłonie bezdotykowym.
Oczywiście każdy ma inne zdanie w tej kwestii, jednak większość miłośników motoryzacji skłania się ku tej opcji. W tym artykule postaramy się dowiedzieć, dlaczego system bezdotykowy zawdzięcza taką popularność, z czego się składa i jak działa, a także rozważymy główne rodzaje możliwych usterek, ich przyczyny i pierwsze oznaki.
Zalety zapłonu bezdotykowego
Większość produkowanych dziś samochodów ma silniki benzynowe (niezależnie od tego, czy są to samochody krajowe, czy produkcja zagraniczna) są wyposażone, w których konstrukcja wyłącznika dystrybutora nie przewiduje obecności styków. W związku z tym systemy te nazywane są - bezdotykowy.
Korzyści zapłon kontaktowy zostały sprawdzone w praktyce przez niejednego właściciela samochodu, o czym świadczą dyskusje na ten temat na różnych forach internetowych. Nie można nie zauważyć na przykład łatwości instalacji i konfiguracji, niezawodności działania czy lepszej wydajności rozruchu silnika w niskich temperaturach. Zgadzam się, to już dobra lista „plusów”. Być może nie będzie to wystarczające dla właścicieli samochodów o bardziej konserwatywnych poglądach, ale jeśli będziesz miał dość częste awarie„para kontaktowa” i zacząłeś myśleć o zastąpieniu jej większą nowoczesny design zapłon bezdotykowy, to całkiem możliwe, że ten artykuł pomoże Ci zrobić ten ostatni i najważniejszy krok.
Według niektórych odwiedzających te same fora internetowe, największym problemem przy wymianie zapłonu kontaktowego na bezdotykowy jest proces zakupu samego zestawu. Biorąc pod uwagę, że kosztuje to dużo, a w zależności od marki i modelu cena może się znacznie różnić, nie każdy właściciel samochodu jest w stanie zmusić się do wydania tych pieniędzy. Tutaj, jak to mówią: „kto na co liczy”… Ale myślę, że Was, drodzy czytelnicy, zainteresuje, jakie zalety znaleźli eksperci w tym systemie. Z ich punktu widzenia bezdotykowy układ zapłonowy (w porównaniu do stykowego) ma trzy główne zalety:
Po pierwsze, prąd doprowadzany jest do uzwojenia pierwotnego poprzez przełącznik półprzewodnikowy, co pozwala na uzyskanie znacznie większej energii iskry poprzez ewentualne uzyskanie wyższego napięcia na uzwojeniu wtórnym tej samej cewki (do 10 kV);
Po drugie, generator impulsów elektromagnetycznych (najczęściej realizowany w oparciu o efekt Halla), który z funkcjonalnego punktu widzenia zastępuje grupę stykową (CG) i w porównaniu z nią zapewnia znacznie lepszą charakterystykę impulsów i ich stabilność w całym cyklu zakres prędkości obrotowej silnika. Dzięki temu silnik wyposażony w układ bezdotykowy ma ich więcej wysoki poziom moc i znaczną oszczędność paliwa (do 1 litra na 100 kilometrów).
Po trzecie, potrzeba konserwacji zapłonu bezdotykowego występuje znacznie rzadziej niż podobny wymóg dla układu kontaktowego. W tym przypadku wszystkie niezbędne czynności sprowadzają się do smarowania wału dystrybutora co 10 000 kilometrów.
Jednak nie wszystko jest takie różowe i system ten ma swoje wady. Główną wadą jest mniejsza niezawodność, szczególnie w przypadku przełączników o konfiguracji początkowej opisywanego układu. Dość często ulegały one awarii już po przejechaniu kilku tysięcy kilometrów samochodem. Nieco później opracowano bardziej zaawansowany – zmodyfikowany przełącznik. Chociaż jego niezawodność uważa się za nieco wyższą, w ujęciu globalnym można ją również nazwać niską. Dlatego w każdym razie w demonie systemu kontaktowego
wyłączników zapłonu, należy unikać stosowania przełączników domowych; lepiej jest preferować przełączniki importowane, ponieważ w przypadku awarii procedury diagnostyczne, a nawet naprawa samego układu, nie będą szczególnie proste.
W razie potrzeby właściciel samochodu może zmodernizować zainstalowany zapłon bezdotykowy, co oznacza wymianę elementów układu na lepsze i bardziej niezawodne. Zatem w razie potrzeby należy wymienić korek rozdzielacza, suwak, czujnik Halla, cewkę lub przełącznik. Ponadto system można ulepszyć, stosując jednostkę zapłonową do systemów bezdotykowych (na przykład Octane lub Pulsar). Ogólnie rzecz biorąc, w porównaniu z kontaktowym układem zapłonowym, wersja bezdotykowa działa znacznie wyraźniej i równomiernie, a wszystko dzięki temu, że w większości przypadków wzbudnikiem impulsu jest czujnik Halla, który wyzwala się w momencie pojawienia się szczeliny powietrznej przejść obok niego (szczeliny znajdujące się w wydrążonym cylindrze obrotowym na osi dystrybutora maszyny). Poza tym do pracy(często do tej kategorii zalicza się typ bezdotykowy) potrzeba znacznie mniej energii z akumulatora, czyli samochód można uruchomić jednym naciśnięciem nawet przy bardzo rozładowanym akumulatorze. Przy włączonym zapłonie, jednostka elektroniczna praktycznie nie zużywa energii i zaczyna ją zużywać dopiero wtedy, gdy wał silnika się obraca.
Pozytywnym aspektem stosowania zapłonu bezstykowego jest to, że nie trzeba go czyścić ani regulować, w przeciwieństwie do zapłonu mechanicznego, który nie tylko wymaga więcej troski, ale nadal ciągnie Waszyngton gdy styki wyłącznika są zamknięte, przyczyniając się w ten sposób do nagrzewania cewki zapłonowej po wyłączeniu silnika.
Budowa i funkcje zapłonu bezdotykowego
Bezdotykowy układ zapłonowy nazywany jest także logiczną kontynuacją układu stykowo-tranzystorowego, tylko w tej wersji miejsce przerywacza styków zajmuje czujnik bezdotykowy. W wielu pojazdach standardowo montowany jest bezdotykowy układ zapłonowy. krajowy przemysł samochodowy i może być również montowany indywidualnie, niezależnie– jako zamiennik kontaktowego układu zapłonowego.
Z konstruktywnego punktu widzenia taki zapłon łączy cała seria elementy, z których główne przedstawiono w postaci źródła zasilania, wyłącznika zapłonu, czujnika impulsów, wyłącznika tranzystorowego, cewki zapłonowej, rozdzielacza i świec zapłonowych, a za pomocą przewodów wysokiego napięcia rozdzielacz łączy się ze świecami zapłonowymi i cewka zapłonowa.
Ogólnie rzecz biorąc, konstrukcja bezdotykowego układu zapłonowego odpowiada podobnemu układowi stykowemu, a jedyną różnicą jest brak czujnika impulsów i przełącznika tranzystorowego w tym ostatnim. Czujnik tętna(lub czujnik impulsów) to urządzenie przeznaczone do wytwarzania impulsów elektrycznych o niskim napięciu. Wyróżnia się następujące typy czujników: Hallowe, indukcyjne i optyczne. Strukturalnie czujnik impulsów jest połączony z dystrybutorem i tworzy z nim jedno urządzenie - czujnik dystrybutora. Zewnętrznie jest podobny do dystrybutora-dystrybutora i jest wyposażony w ten sam napęd (z wału korbowego silnika).
Przełącznik tranzystorowy ma za zadanie przerywać prąd w obwodzie uzwojenia pierwotnego cewki, zgodnie z sygnałami czujnika impulsów. Proces przerywania odbywa się poprzez otwieranie i zamykanie tranzystora wyjściowego.
Generowanie sygnału przez czujnik Halla
W większości przypadków bezdotykowy układ zapłonowy charakteryzuje się zastosowaniem magnetoelektrycznego czujnika impulsów, którego działanie opiera się na efekcie Halla. Urządzenie otrzymało swoją nazwę na cześć amerykańskiego fizyka Edwina Herberta Halla, który w 1879 roku odkrył ważne zjawisko galwanomagnetyczne, które miało ogromne znaczenie dla późniejszego rozwoju nauki. Istota odkrycia była następująca: jeśli na półprzewodnik, przez który przepływa prąd, oddziałuje pole magnetyczne
, pojawi się w nim poprzeczna różnica potencjałów (Hall EMF). Innymi słowy, przykładając pole magnetyczne do płytki przewodnika przewodzącego prąd, uzyskujemy napięcie poprzeczne. Pojawiające się poprzeczne pole elektromagnetyczne może mieć napięcie tylko o 3 V mniejsze niż napięcie zasilania.
Urządzenie zawiera magnes trwały, płytkę półprzewodnikową z mikroukładem wewnątrz oraz stalowy ekran ze szczelinami (inna nazwa to „przesłona”). Mechanizm ten ma konstrukcję szczelinową: po jednej stronie szczeliny znajduje się półprzewodnik (po włączeniu zapłonu przepływa przez niego prąd), a po drugiej stronie magnes trwały
. W gnieździe czujnika zainstalowany jest cylindryczny stalowy ekran, którego konstrukcja wyróżnia się obecnością szczelin. Kiedy szczelina w stalowym ekranie przechodzi przez pole magnetyczne, w płytce półprzewodnikowej pojawia się napięcie, ale jeśli pole magnetyczne nie przechodzi przez ekran, odpowiednio, nie powstaje napięcie. Okresowa zmiana szczelin w stalowym ekranie powoduje powstawanie impulsów o niskim napięciu.
Podczas obrotu ekranu, gdy jego szczeliny wpadają w szczelinę czujnika, strumień magnetyczny zaczyna oddziaływać na półprzewodnik przepływającym prądem, po czym impulsy sterujące czujnika Halla są przesyłane do przełącznika. Tam są one przetwarzane na impulsy prądowe w uzwojeniu pierwotnym cewki zapłonowej.
Awarie w bezdotykowym układzie zapłonowym
Oprócz opisanego powyżej układu zapłonowego, nowoczesne samochody posiadają również układy stykowe i elektroniczne. Oczywiście podczas działania każdego z nich pojawiają się różne awarie. Oczywiście część podziałów jest indywidualna dla każdego systemu, jednak zdarzają się też podziały ogólne, charakterystyczne dla każdego typu. Należą do nich:
- problemy ze świecami zapłonowymi, awarie cewek;
Jeśli mówimy o układzie elektronicznym, do tej listy zostaną również dodane awarie ECU (elektronicznej jednostki sterującej) i awarie czujników wejściowych.
Oprócz ogólnych usterek problemy z bezdotykowym układem zapłonowym często obejmują problemy z przełącznikiem tranzystorowym, regulatorem zapłonu odśrodkowego i próżniowego lub czujnikiem dystrybutora. Główne przyczyny wystąpienia pewnych usterek w którymkolwiek z powyższych typów zapłonu obejmują:
- niechęć właścicieli samochodów do przestrzegania zasad eksploatacji (używanie paliwa niskiej jakości, naruszanie regularnych konserwacja lub niewykwalifikowane wdrożenie);
Zastosowanie w działaniu niskiej jakości elementów układu zapłonowego (świece zapłonowe, cewki zapłonowe, przewody wysokiego napięcia itp.);
Negatywne skutki zewnętrznych czynników środowiskowych (zjawiska atmosferyczne, uszkodzenia mechaniczne).
Oczywiście każda awaria w samochodzie będzie miała wpływ na jego działanie. Tak więc w przypadku bezdotykowego układu zapłonowego każdej awarii towarzyszą pewne objawy zewnętrzne: silnik w ogóle się nie uruchamia lub silnik zaczyna z trudem pracować. Jeśli zauważysz ten objaw w swoim samochodzie, jest całkiem możliwe, że przyczyny należy szukać w zerwaniu (awarii) przewodów wysokiego napięcia, uszkodzeniu cewki zapłonowej lub nieprawidłowym działaniu świec zapłonowych.
Praca silnika na biegu jałowym charakteryzuje się niestabilnością. Możliwe awarie charakterystyczne dla tego wskaźnika obejmują awarię pokrywy dystrybutora czujnika; problemy w działaniu przełącznika tranzystorowego i nieprawidłowe działanie dystrybutora czujnika.
Zwiększony przebieg gazu i zmniejszona moc jednostka napędowa, może wskazywać na awarię świec zapłonowych; awaria odśrodkowego regulatora czasu zapłonu lub awaria próżniowego regulatora czasu zapłonu.
Układ zapłonowy zapewnia pracę silnika i jest integralna część„Wyposażenie elektryczne samochodu”.
Zaprojektowano układ zapłonowy do wytworzenia prądu o wysokim napięciu i rozprowadzenia go po świecach zapłonowych cylindra. Impuls prądu wysokiego napięcia jest dostarczany do świec zapłonowych w ściśle określonym momencie, który zmienia się w zależności od prędkości obrotowej wału korbowego i obciążenia silnika. Obecnie pojazdy mogą być wyposażone w systemu kontaktowego zapłon lub bezdotykowy system elektroniczny.
Kontaktowy układ zapłonowy.
Źródła prądu elektrycznego (akumulator i generator) wytwarzają prąd o niskim napięciu. „Dostarczają” napięcie 12–14 woltów do pokładowej sieci elektrycznej pojazdu. Aby między elektrodami świecy zapłonowej pojawiła się iskra, należy do nich przyłożyć napięcie 18–20 tysięcy woltów! Dlatego układ zapłonowy ma dwa obwody elektryczne- niskie i wysokie napięcie. (ryc. 1)
Kontaktowy układ zapłonowy(ryc. 2) składa się z:
. cewki zapłonowe,
. wyłącznik prądowy niskiego napięcia,
. dystrybutor prądu wysokiego napięcia
. regulatory czasu zapłonu podciśnieniowego i odśrodkowego,
. świece zapłonowe,
. przewody niskiego i wysokiego napięcia,
. wyłącznik zapłonu.
Cewka zapłonowa przeznaczony do przetwarzania prądu niskiego napięcia na prąd wysokiego napięcia. Podobnie jak większość urządzeń układu zapłonowego, znajduje się on w komora silnika samochód. Zasada działania cewki zapłonowej jest bardzo prosta. Kiedy prąd elektryczny przepływa przez uzwojenie niskiego napięcia, wokół niego powstaje pole magnetyczne. Jeśli prąd w tym uzwojeniu zostanie przerwany, wówczas zanikające pole magnetyczne indukuje prąd w innym uzwojeniu (wysokie napięcie).
Ze względu na różnicę w liczbie zwojów uzwojeń cewki, z 12 woltów otrzymujemy potrzebne 20 tysięcy woltów! Jest to dokładnie napięcie, które jest w stanie przebić się przez przestrzeń powietrzną (około milimetra) między elektrodami świecy zapłonowej.
Wyłącznik prądowy niskiego napięcia- potrzebne do przerwania prądu w obwodzie niskiego napięcia. W tym przypadku w uzwojeniu wtórnym cewki zapłonowej indukowany jest prąd o wysokim napięciu, który następnie jest doprowadzany do styku centralnego dystrybutor.
Styki wyłącznika znajdują się pod pokrywą rozdzielacza zapłonu. Sprężyna płytkowa styku ruchomego stale dociska go do styku nieruchomego. Otwierają się tylko na krótki czas, gdy krzywka postępowa rolki napędowej wyłącznika-rozdzielacza naciska na młotek styku ruchomego.
Równolegle do kontaktów włączone kondensator. Należy upewnić się, że styki nie spalą się w momencie otwarcia. Gdy styk ruchomy zostanie oddzielony od styku stacjonarnego, potężna iskra chce przeskoczyć między nimi, ale kondensator pochłania większość wyładowań elektrycznych, a iskrzenie zostaje zredukowane do znikomego. Kondensator uczestniczy także w zwiększaniu napięcia w uzwojeniu wtórnym cewki zapłonowej. Kiedy styki wyłącznika są całkowicie rozwarte, kondensator rozładowuje się, tworząc w obwodzie niskiego napięcia prąd wsteczny, przyspieszając w ten sposób zanik pola magnetycznego. Im szybciej to pole zanika, tym większy prąd pojawia się w obwodzie wysokiego napięcia.
Bezpiecznik niskiego napięcia oraz rozdzielacz wysokiego napięcia umieszczone są w obudowie wodnej i napędzane są przez wał korbowy silnika (rys. 3). Często kierowcy nazywają tę jednostkę krótko - „dystrybutorem wyłącznika” (lub nawet krócej - „dystrybutorem”).
Osłona rozdzielacza i rozdzielacz wysokiego napięcia (wirnik)(Rys. 2 i 3) służą do rozdziału prądu o wysokim napięciu na świece zapłonowe cylindra silnika.
Po wytworzeniu się prądu wysokiego napięcia w cewce zapłonowej wchodzi on (ok przewód wysokiego napięcia) do środkowego styku pokrywy rozdzielacza, a następnie przez obciążony sprężyną kąt styku do płyty wirnika. Gdy wirnik się obraca, prąd „przeskakuje” z jego płytki przez małą szczelinę powietrzną do bocznych styków pokrywy. Następnie poprzez przewody wysokiego napięcia impuls prądu o wysokim napięciu dociera do świec zapłonowych.
Styki boczne pokrywy rozdzielacza są ponumerowane i połączone (przewodami wysokiego napięcia) ze świecami cylindrowymi w ściśle określonej kolejności.
W ten sposób ustala się „porządek pracy cylindra”, który wyraża się za pomocą szeregu liczb. Z reguły w przypadku silników czterocylindrowych stosowana jest kolejność: 1 -3 - 4 - 2. Oznacza to, że po zapłonie mieszanki roboczej w pierwszym cylindrze, kolejny zapłon nastąpi w trzecim, potem w czwartym i wreszcie w drugim cylindrze. Ta kolejność działania cylindrów została ustalona w celu równomiernego rozłożenia obciążenia wał korbowy silnik.
Zasilanie wysokim napięciem na elektrody świecy zapłonowej powinno nastąpić na końcu suwu sprężania, gdy tłok nie dochodzi top martwy punkty w przybliżeniu 4O - 6O, mierzone kątem obrotu wału korbowego. Kąt ten nazywany jest kątem regulacji zapłonu.
Konieczność przyspieszenia momentu zapłonu mieszanki palnej wynika z faktu, że tłok porusza się w cylindrze z ogromną prędkością. Jeśli mieszanina zapali się nieco później, rozprężające się gazy nie będą miały czasu na wykonanie swojego głównego zadania, czyli wywarcia odpowiedniego nacisku na tłok. Chociaż palna mieszanina pali się w ciągu 0,001 - 0,002 sekundy, należy ją zapalić, zanim tłok zbliży się do górnego martwego punktu. Wtedy na początku i w połowie suwu mocy tłok doświadczy niezbędnego ciśnienia gazu, a silnik będzie miał moc potrzebną do poruszenia samochodu.
Początkowy czas zapłonu ustawia się i reguluje poprzez obrót korpusu dystrybutora. Wybieramy zatem moment otwarcia styków wyłącznika, przybliżając je lub odwrotnie, oddalając je od nadjeżdżającej krzywki rolki napędowej wyłącznika-rozdzielacza.
Jednakże w zależności od trybu pracy silnika warunki procesu spalania mieszanki roboczej w cylindrach stale się zmieniają. Dlatego, aby zapewnić optymalne warunki, należy stale zmieniać powyższy kąt (4 o- 6o). Zapewniają to odśrodkowe i próżniowe regulatory czasu zapłonu.
Zaprojektowano odśrodkowy regulator czasu zapłonu do zmiany momentu pojawienia się iskry pomiędzy elektrodami świec zapłonowych, w zależności od prędkości obrotowej wału korbowego silnika. Wraz ze wzrostem prędkości wału korbowego silnika, tłoki w cylindrach zwiększają prędkość ruchu posuwisto-zwrotnego. Jednocześnie szybkość spalania mieszaniny roboczej pozostaje praktycznie niezmieniona. Oznacza to, że aby zapewnić normalny przebieg pracy w cylindrze, mieszaninę należy rozpalić nieco wcześniej. Aby to było możliwe, iskra między elektrodami świecy zapłonowej musi przeskoczyć wcześniej, a jest to możliwe tylko wtedy, gdy styki wyłącznika również wcześniej się rozłączą. To właśnie powinien zapewniać odśrodkowy regulator czasu zapłonu (ryc. 4).
Odśrodkowy regulator czasu zapłonu znajduje się w korpusie rozdzielacza-rozdzielacza (patrz rys. 3 i 4). Składa się z dwóch płaskich metalowych ciężarków, z których każdy jest przymocowany jednym ze swoich końców do płyty nośnej sztywno połączonej z rolką napędową. Kolce obciążników wchodzą w szczeliny płyty ruchomej, na której zamocowana jest tuleja krzywek kruszarki. Płyta z tuleją posiada możliwość obrotu pod niewielkim kątem w stosunku do rolki napędowej rozdzielacza kruszącego. Wraz ze wzrostem prędkości wału korbowego silnika wzrasta również prędkość obrotowa wału rozdzielacza. Ciężarki pod wpływem siły odśrodkowej rozchodzą się na boki i przesuwają tuleję krzywek kruszarki „w oddzieleniu” od rolki napędowej. Oznacza to, że nadchodząca krzywka obraca się pod pewnym kątem wzdłuż obrotu w kierunku młotka kontaktowego. W związku z tym styki otwierają się wcześniej, a czas zapłonu wzrasta. Gdy prędkość obrotowa wałka napędowego maleje, siła odśrodkowa maleje i pod wpływem sprężyn obciążniki wracają na swoje miejsce - czas zapłonu maleje.
Podciśnieniowy regulator czasu zapłonu ma za zadanie zmieniać moment pojawienia się iskry pomiędzy elektrodami świec zapłonowych, w zależności od obciążenia silnika.
Przy tej samej prędkości obrotowej silnika położenie przepustnicy (pedału gazu) może być inne. Oznacza to, że w cylindrach powstanie mieszanina o różnym składzie. A szybkość spalania mieszaniny roboczej zależy właśnie od jej składu.
Przy całkowicie otwartej przepustnicy mieszanka spala się szybciej i może i powinna zostać zapalona później. Oznacza to, że czas zapłonu musi zostać skrócony. I odwrotnie, gdy przepustnica jest zamknięta, szybkość spalania mieszanki roboczej spada, dlatego należy zwiększyć czas zapłonu.
Regulator podciśnienia (rys. 6) przymocowany jest do korpusu rozdzielacza-łamacza (rys. 3). Korpus regulatora jest podzielony membraną na dwie objętości. Jeden z nich jest podłączony do atmosfery, a drugi poprzez rurkę łączącą do wnęki pod przepustnicą. Za pomocą pręta membrana regulatora jest połączona z ruchomą płytką, na której znajdują się styki wyłącznika.
Wraz ze wzrostem kąta otwarcia przepustnicy (zwiększeniem obciążenia silnika) podciśnienie pod nim maleje. Następnie pod wpływem sprężyny membrana poprzez pręt przesuwa płytkę wraz ze stykami pod niewielkim kątem od nadjeżdżającej krzywki kruszarki. Styki otworzą się później - czas zapłonu skróci się. I odwrotnie - kąt wzrasta wraz ze zmniejszeniem gazu, czyli przykryciem zawór dławiący. Podciśnienie pod nim wzrasta, przekazywane jest na membranę, która pokonując opór sprężyny, przyciąga płytkę ze stykami do siebie. Oznacza to, że krzywka wyłącznika wcześniej spotka się z młotkiem kontaktowym i je otworzy. W związku z tym zwiększyliśmy czas zapłonu dla słabo palącej się mieszanki roboczej.
Świeca zapłonowa(Rys. 7) jest niezbędny do wytworzenia wyładowania iskrowego i zapłonu mieszanki roboczej w komorze spalania silnika. Mam nadzieję, że pamiętasz, że świeca jest zamontowana w głowicy
cylinder. Kiedy impuls prądu wysokiego napięcia z rozdzielacza uderza w świecę zapłonową, pomiędzy jej elektrodami przeskakuje iskra. To właśnie ta „iskra” zapala mieszankę roboczą i zapewnia normalną pracę cyklu silnika.
Przewody wysokiego napięcia służą do zasilania prądu wysokiego napięcia z cewki zapłonowej
do rozdzielacza i od niego do świec zapłonowych.
Podstawowe awarie kontaktowego układu zapłonowego.
Pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej nie ma iskry z powodu przerwy lub zły kontakt przewody w obwodzie niskiego napięcia, przepalone styki wyłącznika lub brak luzów między nimi,
„awaria” kondensatora. Iskry może również nie być, jeśli cewka zapłonowa, pokrywa rozdzielacza, wirnik, przewody wysokiego napięcia lub sama świeca zapłonowa są uszkodzone.
Aby wyeliminować tę awarię, należy po kolei sprawdzić obwody niskiego i wysokiego napięcia. Należy wyregulować przerwę w stykach wyłącznika, a niesprawne elementy układu zapłonowego wymienić.
Silnik pracuje z przerwami i/lub nie rozwija się pełna moc
z powodu wadliwej świecy zapłonowej, naruszenia szczeliny w stykach wyłącznika lub między elektrodami
świece zapłonowe, uszkodzenie wirnika lub pokrywy rozdzielacza, a także nieprawidłowe ustawienie początkowego kąta zapłonu.
Aby wyeliminować awarię, konieczne jest przywrócenie normalnych przerw w stykach przerywacza i między elektrodami świec zapłonowych, ustawienie początkowego kąta rozrządu zapłonu na
zgodnie z zaleceniami producenta, lecz wadliwe części należy wymienić na nowe.
Elektroniczny bezdotykowy układ zapłonowy.
Zaletą elektronicznego bezdotykowego układu zapłonowego jest możliwość zwiększenia napięcia podawanego na elektrody świecy zapłonowej. Oznacza to poprawę procesu zapłonu mieszanki roboczej. Ułatwia to rozruch zimny silnik, zwiększa się stabilność jego pracy we wszystkich trybach. Jest to szczególnie ważne podczas naszych surowych zimowych miesięcy.
Ważnym faktem jest to, że przy zastosowaniu elektronicznego bezdotykowego układu zapłonowego silnik staje się bardziej ekonomiczny.
Podobnie jak system bezdotykowy, istnieją obwody niskiego i wysokiego napięcia. Ich obwody wysokiego napięcia praktycznie nie różnią się. Ale w obwodzie niskiego napięcia stosuje się system bezdotykowy, w przeciwieństwie do swojego poprzednika kontaktowego urządzenia elektroniczne- przełącznik i czujnik dystrybucji (czujnik Halla) (rys. 8).
Elektroniczny bezdotykowy układ zapłonowy składa się z następujących elementów:
. źródła prądu elektrycznego,
. cewka zapłonowa,
. czujnik - dystrybutor,
. przełącznik,
. świece zapłonowe,
. przewody wysokiego i niskiego napięcia,
. wyłącznik zapłonu.
Elektroniczny układ zapłonowy nie ma styków przerywających, co oznacza, że nie ma niczego
palić i nie ma co regulować. Funkcję styków w tym przypadku pełni bezstykowy
Czujnik Halla, który wysyła impulsy sterujące do przełącznika elektronicznego. A
komutator z kolei steruje cewką zapłonową, która przetwarza niski prąd
napięcia w wysokich woltach.
Podstawowe awarie elektronicznego bezdotykowego układu zapłonowego.
Jeżeli silnik z elektronicznym układem bezdotykowym zapłonem zgasł i nie chce odpalić, to przede wszystkim warto sprawdzić… dopływ benzyny. Być może, ku twojej radości, to był powód. Jeśli z benzyną wszystko jest w porządku, ale na świecy zapłonowej nie ma iskry, masz dwie możliwości rozwiązania problemu.
Opcja pierwsza polega na próbie sprawdzenia w praktyce poglądu, że „elektronika to nauka o kontaktach”. Otwieramy maskę i sprawdzamy, myjemy, ściągamy i wsuwamy
wszystkie druty i przewody, które są pod ręką, są na swoich miejscach. Jeśli gdzieś były luźne połączenia elektryczne, silnik uruchomi się. A jeśli nie, pozostaje jeszcze druga opcja.
Aby móc wdrożyć drugą opcję, należy być oszczędnym kierowcą. Z zapasu niezbędnych rzeczy, które nosisz ze sobą w samochodzie, musisz przede wszystkim wziąć zapasowy przełącznik i zastąpić go starym. Z reguły po tej procedurze silnik ożywa. Jeśli nadal nie chce się uruchomić, warto kolejno wymienić go na nowe, sprawdzić korek rozdzielacza, wirnik, czujnik zbliżeniowy i cewkę zapłonową. Podczas tej „wymiany” silnik nadal się uruchomi, a później w domu wspólnie ze specjalistą będziesz mógł dowiedzieć się, która konkretna jednostka uległa awarii i dlaczego.
Z doświadczenia prowadzenia samochodu w naszych warunkach mogę powiedzieć, że większość problemów pojawiających się w układzie zapłonowym ma związek z „czystością” naszych domowych dróg. Zimą płynna „owsianka” z
Brudny śnieg i roztwór soli przedostają się do wszystkich pęknięć i powodują korozję wszystkiego, co się da. A latem wszechobecny pył, w który szczególnie zamienia się zimowa „słona owsianka”, zatyka się jeszcze bardziej
ma głęboki i bardzo szkodliwy wpływ na wszystkie połączenia elektryczne.
Działanie układu zapłonowego.
Skoro już wiemy, że „elektronika to nauka o kontaktach”, należy przede wszystkim zadbać o czystość i niezawodność połączeń elektrycznych. Dlatego podczas pracy
czasami trzeba wyczyścić końcówki przewodów i złącza wtykowe. Należy okresowo kontrolować przerwę w stykach wyłącznika (rys. 19) iw razie potrzeby regulować. Jeżeli szczelina w stykach wyłącznika jest większa niż normalnie (0,35 - 0,45 mm), wówczas obserwuje się niestabilną pracę silnika. duża prędkość. Jeśli mniej, niestabilna praca na biegu jałowym. Wszystko to dzieje się dzięki temu, że przerwana szczelina zmienia czas stanu zamkniętego styków. A to już wpływa na moc iskry przeskakującej pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej i sam moment jej wystąpienia w cylindrze (czas zapłonu).
Niestety jakość naszej benzyny pozostawia wiele do życzenia. Dlatego jeśli dzisiaj zatankowałeś swój samochód zła benzyna, następnym razem może być jeszcze gorzej.
Oczywiście nie może to nie wpłynąć na jakość palnej mieszanki przygotowanej przez gaźnik i proces jej spalania w cylindrze. W takich przypadkach, aby silnik mógł nadal bezawaryjnie wykonywać swoją pracę, konieczne jest dostosowanie układu zapłonowego do dzisiejszej benzyny.
Jeśli początkowy moment zapłonu nie jest optymalny, można zaobserwować i odczuć następujące zjawiska.
Zbyt długi czas zapłonu (wczesny zapłon):
. trudności z uruchomieniem zimnego silnika,
. „trzaskanie” w gaźniku (przeważnie wyraźnie słyszalne spod maski przy próbie odpalenia).
silnik),
. utrata mocy silnika (samochód słabo ciągnie),
. nadmierne zużycie paliwa,
. przegrzanie silnika (wskaźnik temperatury płynu chłodzącego aktywnie przesuwa się w stronę czerwonego sektora),
. zwiększona zawartość szkodliwe emisje w spalinach.
Czas zapłonu jest krótszy niż normalnie (późny zapłon):
. „strzały” w tłumik,
. utrata mocy silnika,
. nadmierne zużycie paliwa,
. przegrzanie silnika.
świeca zapłonowa, jak wspomniano wcześniej, jest to mały i pozornie prosty element układu zapłonowego. Jednak w przypadku normalnej pracy silnika odstęp między elektrodami świec zapłonowych musi być określony i równy w świecach zapłonowych wszystkich cylindrów. W przypadku kontaktowych układów zapłonowych odstęp między elektrodami świecy zapłonowej powinien wynosić 0,5–0,6 mm, w przypadku układów bezdotykowych nieco więcej – 0,7–0,9 mm. Pamiętaj o tych „strasznych” warunkach, w jakich pracują świece zapłonowe. Nie każdy metal może wytrzymać ekstremalne temperatury w agresywnym środowisku. Dlatego elektrody świec zapłonowych wypalają się i pokrywają sadzą, co oznacza, że znów musimy „zakasać rękawy”. Za pomocą drobnoziarnistego pilnika lub specjalnej tarczy diamentowej oczyszczamy elektrody świec zapłonowych z nagaru. Szczelinę regulujemy wyginając boczną elektrodę świecy zapłonowej. Wkręcamy go lub wyrzucamy, w zależności od stopnia wypalenia elektrod. Przy każdym odkręcaniu świec zapłonowych zwróć uwagę na kolor ich elektrod. Jeśli są jasnobrązowe, to świeca działa normalnie, jeśli są czarne, to świeca może nie działać wcale.
Ostatnio w sprzedaży pojawiły się silikonowe przewody wysokiego napięcia. Podczas wymiany starych, wadliwych przewodów warto kupić silikonowe, ponieważ nie są one „przebijane” przez prąd wysokiego napięcia. Jednak przerwy w pracy silnika często występują z powodu wycieku impulsu prądu wysokiego napięcia przez przewód wysokiego napięcia do masy samochodu. Zamiast przebić się przez barierę powietrzną pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej i spowodować zapalenie roboczej mieszanki, prąd elektryczny wybiera ścieżkę o najmniejszym oporze i „płynie na bok”.
Staraj się nie otwierać maski samochodu, gdy na zewnątrz pada deszcz lub śnieg. Po mokrym prysznicu silnik może nie uruchomić się, ponieważ woda przedostaje się do urządzeń elektrycznych.
tworzy mostki przewodzące. Ten sam efekt, choć bardziej nasilony, występuje u osób lubiących jeździć po głębokich kałużach duża prędkość. W wyniku „kąpania” wszystkie urządzenia i przewody układu zapłonowego znajdujące się pod maską zostają wypełnione wodą, a silnik w naturalny sposób gaśnie, ponieważ prąd wysokiego napięcia nie dociera już do świec zapłonowych. Cóż, teraz podróż można wznowić dopiero wtedy, gdy gorący silnik wysuszy swoim ciepłem wszystko, co „elektryczne” w komorze silnika.
Główną funkcją układu zapłonowego w silniku benzynowym jest dostarczanie iskry do świec zapłonowych podczas pewnego skoku jego pracy. Układ zapłonowy silnik wysokoprężny jest inaczej zaprojektowany, występuje w momencie wtrysku paliwa podczas suwu sprężania.
Gatunek
W zależności od tego, jak przebiega proces powstawania iskry, wyróżnia się kilka układów: bezkontaktowy (z udziałem tranzystora), elektroniczny (wykorzystujący mikroprocesor) i kontaktowy.
Ważny! W obwód bezdotykowy do współpracy z czujnikiem impulsów stosuje się przełącznik tranzystorowy, który pełni funkcję przerywacza. Wysokie napięcie jest regulowane przez rozdzielacz mechaniczny.
Elektroniczny układ zapłonowy silnika gromadzi i rozprowadza energię elektryczną za pomocą elektronicznej jednostki sterującej. Poprzednio cecha konstrukcyjna Ta opcja pozwoliła jednostce elektronicznej odpowiadać jednocześnie za układ zapłonowy i układ wtrysku paliwa. Teraz układ zapłonowy jest elementem układu sterującego silnikiem.
W systemie stykowym energia elektryczna jest rozprowadzana za pomocą urządzenie mechaniczne- dystrybutor-łamacz. Jego dalsza dystrybucja odbywa się poprzez układ tranzystorów stykowych.
Projekt układu zapłonowego
Wszystkie typy układów zapłonowych samochodów są różne, ale nadal mają wspólne elementy tworzące układ:
Zasada działania
Przyjrzyjmy się bliżej dystrybutorowi zapłonu, aby określić technologię kierowania impulsu elektrycznego do każdego cylindra osobno. Po zdjęciu pokrywy dystrybutora widać wał z płytką pośrodku i miedziane styki umieszczone w okręgu. Ta płytka to suwak; zwykle jest plastikowa lub tekstolitowa i zawiera bezpiecznik. Miedziana końcówka na jednej krawędzi prowadnicy dotyka z kolei miedzianych styków, rozprowadzając wyładowania elektryczne do przewodów prowadzących do cylindrów w wymaganym czasie skoku silnika. Podczas gdy suwak przemieszcza się z jednego styku na drugi, w cylindrach przygotowuje się nową porcję palnej mieszanki do zapłonu.
Ważny! Aby wyeliminować stały dopływ prądu, w dystrybutorze instalowany jest wyłącznik - grupa styków. Krzywki są umieszczone mimośrodowo na wale, a obracając się, zamykają i otwierają sieć elektryczną.
Warunek konieczny prawidłowe działanie a efektywne spalanie mieszaniny to samozapłon, który następuje ściśle w określonym momencie. Proces spalania jest bardzo złożony z technicznego punktu widzenia, ponieważ w cylindrach powstaje duża liczba wyładowań łukowych, które zależą od prędkości obrotowej silnika. Wyładowania muszą być również równe pewnym wartościom: od 0,2 mJ i więcej (w zależności od mieszanka paliwowa). Jeśli nie ma wystarczającej ilości energii, mieszanka nie zapali się, a silnik może nie uruchomić się lub zgasnąć; Działanie katalizatora zależy również od stanu układu zapłonowego silnika. Jeśli układ będzie działał z przerwami, resztkowe paliwo przedostanie się do katalizatora i tam się wypali, co doprowadzi do przegrzania i spalenia metalu katalizatora zarówno na zewnątrz, jak i uszkodzenia wewnętrznych przegród. Katalizator, który wypalił się wewnątrz, nie będzie mógł spełniać swoich funkcji i będzie wymagał wymiany.
Możliwe usterki
Instalacja różne systemy: kontaktowy, bezdotykowy, elektroniczny, włączony nowoczesne samochody, nadal jest posłuszny zasady ogólne dlatego można wyróżnić następujące główne awarie układu zapłonowego:
- niedziałające świece;
- cewka nie działa;
- połączenie obwodu jest zerwane (przepalenie przewodu, utlenienie styków, słabe połączenie).
Bezdotykowy układ zapłonu silnika charakteryzuje się również awariami wyłącznika, osłony czujnika dystrybutora, podciśnienia dystrybutora i czujnika Halla.
Uwaga! Sama elektroniczna jednostka sterująca może ulec awarii. Wadliwe czujniki wejściowe również prowadzą do nieprawidłowego działania.
Znaki
Najbardziej wspólne powody awarie w układzie zapłonowym to:
- montaż części zamiennych niskiej jakości (świece, cewki, przewody świec zapłonowych, krzywki rozdzielacza, kołpaki rozdzielacza, czujniki);
- uszkodzenia mechaniczne zespoły części;
- niewłaściwa obsługa (paliwo niskiej jakości, nieprofesjonalna konserwacja).
Możliwe jest również zdiagnozowanie nieprawidłowego działania układu zapłonowego za pomocą znaków zewnętrznych. Chociaż objawy mogą być podobne do problemów w układ paliwowy i układ wtryskowy.
Rada! Bardziej poprawne byłoby diagnozowanie tych dwóch układów równolegle.
Możesz sam ustalić, że awaria dotyczy zapłonu, po następujących objawach zewnętrznych:
- silnik nie uruchamia się od pierwszych obrotów rozrusznika;
- NA na biegu jałowym(czasami pod obciążeniem) praca silnika jest niestabilna, jak mówią eksperci - silnik „kłopoty”;
- reakcja silnika maleje;
- wzrasta zużycie paliwa.
Jeśli nie można natychmiast skontaktować się z centrum serwisowym, możesz spróbować samodzielnie ustalić przyczynę awarii i naprawić układ zapłonowy, ponieważ niektóre części zamienne są klasyfikowane jako materiały eksploatacyjne i są sprzedawane w każdym sklepie z częściami samochodowymi. Pierwszą rzeczą, którą możesz zrobić, to odkręcić i sprawdzić świece zapłonowe. Jeżeli elektrody są spalone i pomiędzy nimi utworzył się osad węgla, należy wymienić świece zapłonowe. Będziesz potrzebować jednego do pracy klucz do świec zapłonowych oraz nowy komplet świec zapłonowych, które dobierane są pod kątem wymaganych parametrów szczeliny i wielkości gwintu.
Również w ciemny czas dzień lub w zamkniętym garażu, możesz otworzyć maskę i podczas przebijania się przez przewody wysokiego napięcia zobaczyć słabą poświatę i iskrzenie w jednym lub kilku przewodach. Następnie trzeba będzie je wymienić, co łatwo zrobić samodzielnie. Najważniejsze jest, aby wybrać odpowiednie długości, z którymi konsultant ds. Sprzedaży może łatwo sobie poradzić, jeśli podasz mu markę samochodu.
Pozostałe rodzaje diagnostyki układu zapłonowego (sprawdzenie czujników, cewek i innych urządzeń elektronicznych) najlepiej zlecić profesjonalistom.
Wniosek
Podczas samodzielnej diagnozy pamiętaj, aby nie dotykać elementów silnika podczas jego pracy. Nie sprawdzaj iskry przy pracującym silniku. Jeśli zapłon jest włączony, nie odłączaj złącza wyłącznika, ponieważ może to spowodować uszkodzenie kondensatora.
Aby dokładnie zidentyfikować awarię, można użyć oscyloskopu do wyświetlenia oscylogramu całego układu zapłonowego. Jak prawidłowo korzystać z urządzenia, dowiemy się z poniższego filmu:
© A. Pakhomov (alias IS_18, Iżewsk)
Głównym zadaniem współczesnego układu zapłonowego silnik benzynowy– powstawanie impulsów wysokiego napięcia niezbędnych do zapłonu mieszanka paliwowo-powietrzna. Początkowy zapłon mieszaniny następuje pod wpływem energii uwolnionej w przewodzie awaryjnym. W objętości sznura iskra elektryczna powoduje niemal natychmiastowe nagrzewanie się cząsteczek mieszaniny, ich jonizację i reakcję chemiczną między nimi. Jeżeli uwolniona w tym przypadku energia wystarczy, aby rozpocząć reakcję spalania mieszanki w pozostałej objętości komory spalania, wówczas mieszanina zapali się, a cylinder będzie pracował normalnie. W przeciwnym razie mogą wystąpić przerwy w zapłonie. Dlatego układ zapłonowy odgrywa jedną z kluczowe role w zapewnieniu niezawodnego zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej.
Sprawdzenie elementów układu zapłonowego jest operacją obowiązkową podczas przeprowadzania praca diagnostyczna. Zawiera dość obszerną listę działań z wykorzystaniem różnych technik. Ta ostatnia obejmuje analizę oscylogramu przebicia wysokiego napięcia i spalania iskrowego uzyskanego za pomocą testera silnika.
Przypomnijmy pokrótce charakterystyczne momenty tego oscylogramu:
Czas akumulacji to czas, w którym energia gromadzi się w polu magnetycznym cewki. Określa to jednostka sterująca zgodnie z wbudowanym w nią programem lub stacyjką. Dawno, dawno temu czas akumulacji zależał od kąta stanu zwartego styków, ale takie układy są już beznadziejnie przestarzałe i nie będą przez nas brane pod uwagę. Czas spalania to czas, przez który przepływa prąd pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej. Zależy od wielu czynników i wynosi 1…2 ms.
Po otwarciu obwodu pierwotnego układu zapłonowego w cewce wtórnej generowany jest impuls wysokiego napięcia. Wartość napięcia, przy której następuje przebicie iskiernika, nazywa się napięciem przebicia. Analizując przebieg, wartość tę należy zmierzyć i ocenić. Porozmawiajmy o tym, jak można to zrobić, od czego to będzie zależeć.
Najważniejsza teza, którą należy postawić przed kontynuowaniem rozmowy, jest następująca: układ zapłonowy współczesnego silnika jest częścią układu sterującego silnikiem, elementem wykonawczym tego układu.
Jaka jest zasadnicza różnica nowoczesny system z systemu z odśrodkowym i regulatory podciśnienia, znany z samochodów VAZ o klasycznym układzie? Różnica polega na tym, co najważniejsze. Jeśli wcześniej na liście zadań układu zapłonowego znajdowało się kształtowanie czasu gromadzenia energii w cewce oraz dostosowywanie czasu zapłonu w zależności od prędkości obrotowej wału korbowego i obciążenia silnika, to funkcją współczesnego układu zapłonowego jest jedynie generowanie impulsów wysokiego napięcia i rozprowadź je pomiędzy cylindrami silnika. Zadanie obliczenia optymalnego SOP i czasu akumulacji przypisane jest elektronicznej jednostce sterującej silnika. Aby kompetentnie analizować oscylogramy, konieczne jest jasne zrozumienie działania układu zarządzania silnikiem w zakresie sterowania układem zapłonowym.
Aby poprawnie zrozumieć metody diagnostyczne, trzeba poznać zasadę działania konkretnego elementu, dostrzec zależności przyczynowo-skutkowe, a przede wszystkim bezwzględnie mieć pojęcie o tym, jak dochodzi do przebicia iskiernika.
Rozważmy w uproszczonej formie mechanizm powstawania przewodu awaryjnego. Ogólnie rzecz biorąc, gazy i ich mieszaniny są idealnymi izolatorami. Ale w wyniku działania jonizującego promieniowania kosmicznego w powietrzu zawsze znajdują się wolne elektrony, a zatem dodatnio naładowane jony - pozostałości cząsteczek. Dlatego też, jeśli między dwie elektrody zostanie umieszczony gaz i przyłożone do nich napięcie, pomiędzy elektrodami powstanie prąd elektryczny. Jednak wielkość tego prądu jest bardzo mała ze względu na małą liczbę elektronów i jonów.
Rozważana opcja jest idealna. Pomiędzy płaskimi elektrodami umieszczonymi w niewielkiej odległości od siebie powstaje jednolite pole elektryczne. Pole nazywa się jednorodnym, jeśli jego siła w dowolnym punkcie pozostaje niezmieniona. Wewnątrz iskiernika elektrony poruszają się w kierunku dodatnio naładowanej elektrody, uzyskując przyspieszenie w wyniku działania na nie pola elektrycznego. Przy określonej wartości napięcia na elektrodach energia kinetyczna uzyskana przez elektron staje się wystarczająca do jonizacji uderzeniowej cząsteczek.
Ilustrują to poniższe zdjęcia:
 | |
|
| Ryc.3 | Ryc.4 | |
| Wolny elektron 1 (ryc. 3) po zderzeniu z cząsteczką neutralną dzieli ją na elektron 2 i jon dodatni. Elektrony 1 i 2 po dalszym zderzeniu z cząsteczkami obojętnymi ponownie rozbijają je na elektrony 3 i 4 oraz jony dodatnie itd. Podobne zjawisko zachodzi podczas ruchu jonów naładowanych dodatnio (rys. 4).Kiedy jony dodatnie zderzają się z cząsteczkami obojętnymi, następuje lawinowe mnożenie jonów dodatnich i elektronów. |
||
Zatem proces nadal narasta, a jonizacja w gazie szybko osiąga bardzo duży rozmiar. Zjawisko to przypomina lawinę śnieżną w górach, do wystąpienia której wystarczy niewielka bryła śniegu. Dlatego opisany proces nazwano lawiną jonową. W rezultacie pomiędzy elektrodami powstaje znaczny prąd elektryczny, który tworzy silnie nagrzany i zjonizowany kanał. Temperatura w kanale sięga 10 000 K. Napięcie, przy którym następuje lawina jonów, jest napięciem przebicia rozważanym wcześniej. Jest oznaczony Upr. Po awarii rezystancja kanału dąży do zera, prąd osiąga dziesiątki amperów, a napięcie spada. Początkowo proces zachodzi w bardzo wąskiej strefie, jednak pod wpływem szybkiego wzrostu temperatury kanał przebicia rozszerza się z prędkością ponaddźwiękową. W tym przypadku powstaje fala uderzeniowa, która jest odbierana przez ucho jako charakterystyczne pęknięcie.
Z praktycznego punktu widzenia najważniejszą wartością jest napięcie przebicia, które można zmierzyć i ocenić po uzyskaniu oscylogramu. Przeanalizujmy czynniki, od których to zależy.
1. Jest całkiem oczywiste, że na napięcie przebicia będzie miała wpływ odległość między elektrodami. Jak dłuższy dystans, im mniejsze jest natężenie pola elektrycznego w przestrzeni pomiędzy elektrodami, tym mniej energii kinetycznej naładowane cząstki uzyskają podczas ruchu. I odpowiednio, przy zachowaniu wszystkich pozostałych parametrów, do przebicia iskiernika wymagana będzie większa wartość przyłożonego napięcia.
2. Im niższe stężenie cząsteczek gazu w iskierniku, tym mniej cząsteczek znajduje się w jednostkowej objętości i tym większa jest odległość, na jaką naładowane cząstki swobodnie przelatują pomiędzy dwoma kolejnymi zderzeniami. Odpowiednio te więcej im energia kinetyczna, którą gromadzą podczas ruchu, i tym większe prawdopodobieństwo późniejszej jonizacji uderzeniowej. Dlatego napięcie przebicia wzrasta wraz ze wzrostem stężenia cząsteczek gazu. W praktyce oznacza to, że napięcie przebicia wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia w komorze spalania.
3. Aby rozwiązać problemy diagnostyczne, ważna jest znajomość zależności napięcia przebicia od obecności w powietrzu cząsteczek węglowodorów, czyli paliwa. Ogólnie rzecz biorąc, cząsteczki paliwa są dielektrykiem. Są to jednak długie łańcuchy węglowodorowe, których zniszczenie w polu elektrycznym następuje wcześniej niż stosunkowo stabilne dwuatomowe cząsteczki gazów atmosferycznych. W rezultacie wzrost liczby cząsteczek paliwa (wzbogacenie mieszanki) prowadzi do spadku napięcia przebicia.
4. Na napięcie przebicia duży wpływ ma kształt elektrod świecy zapłonowej. W omówionym powyżej idealnym przypadku założono, że elektrody są płaskie, a powstające między nimi pole elektryczne jest równomierne. W rzeczywistości kształt elektrod świecy zapłonowej różni się od płaskiego, co powoduje niejednorodną strukturę pola elektrycznego. Można argumentować, że wartość napięcia przebicia będzie w dużej mierze zależała od kształtu elektrod i wytwarzanego przez nie pola elektrycznego.
5. Napięcie przebicia prawdziwej świecy zapłonowej będzie zależeć od polaryzacji przyłożonego napięcia. Przyczyna tego zjawiska jest następująca. Kiedy metal zostaje podgrzany do wystarczająco wysokiej temperatury, wolne elektrony zaczynają opuszczać sieć krystaliczną metalu. Zjawisko to nazywa się emisją termojonową. Tworzy się chmura elektronów, jak pokazano na rysunku żółty. Ze względu na to, że elektroda środkowa świecy zapłonowej ma więcej wysoka temperatura niż bocznej, emisja termoelektryczna z jego powierzchni ma bardziej wyraźny charakter. Zatem przyłożenie dodatniego potencjału do elektrody bocznej doprowadzi do przebicia iskiernika przy niższym napięciu niż w przypadku przeciwnym.
6. Ponieważ rozpatrywany proces rozkładu zachodzi w komorze spalania rzeczywistego silnika, na napięcie przebicia wpływać będzie charakter ruchu gazów w komorze spalania, ich temperatura i ciśnienie w momencie iskrzenia, materiał i temperatura elektrody świec zapłonowych, a także cechy konstrukcyjne zastosowanego układu zapłonowego.
7. Następujący fakt jest również interesujący w sensie stosowanym. Dodatnio naładowane jony są jądrami cząsteczek i mają znaczną masę. Z kursu fizyki wiemy, że prawie cała masa cząsteczki zawarta jest w jądrze, a masa elektronu jest znikoma w porównaniu z jądrem. Jony docierając do elektrody ujemnej zyskują elektron i zamieniają się w cząsteczkę neutralną, ale jednocześnie bombardują elektrodę, niszcząc jej sieć krystaliczną. W praktyce skutkuje to erozją elektrody. Elektroda dodatnia ulega mniejszemu zniszczeniu, ponieważ jest bombardowana elektronami o małej masie.
I na koniec spójrzmy na jeszcze jedno ważny punkt, o czym należy zawsze pamiętać analizując przebieg wysokiego napięcia. Spójrzmy na rysunek.
Pokazuje wykres zmiany ciśnienia w cylindrze w funkcji kąta wału korbowego przy braku zapłonu. Załóżmy, że moment iskrzenia odpowiada kątowi wyprzedzenia zapłonu UOZ 1. Ciśnienie w cylindrze będzie wynosić P1. Odpowiednio, w momencie SOP 2 ciśnienie będzie równe P2. Jest oczywiste, że ciśnienie w momencie powstania iskry, a co za tym idzie napięcie przebicia, zależy od czasu zapłonu.
Konsekwencją tej zależności jest fakt, że wraz ze wzrostem prędkości obrotowej poprzez płynne otwieranie przepustnicy, nastąpi spadek wartości napięcia przebicia. Ogólnie napięcie przebicia zależy od SPD we wszystkich trybach pracy silnika.
Teraz musimy pamiętać, że elektroniczna jednostka sterująca kontroluje prędkość biegu jałowego, zmieniając SOP. Proces regulacji można obserwować skanerem w trybie „strumień danych”, gdy silnik pracuje przy całkowicie zamkniętej przepustnicy. W tym przypadku SOP waha się w dość szerokich granicach, szczególnie w przypadku zużycia lub wadliwe silniki. Jeśli lekko otworzysz przepustnicę i tym samym wyłączysz urządzenie z trybu kontroli prędkości, zobaczysz, że wartość SOP staje się dość stabilna.
To właśnie dzięki działaniu programowego regulatora prędkości obrotowej na oscylogramie wysokiego napięcia obserwuje się różne wartości napięcia przebicia, nawet w obrębie jednej ramki:
Na podstawie powyższych rozważań wydaje się, że łatwo dojść do wniosku:
1. Z wartości bezwzględnej napięcia przebicia nie da się wyciągnąć jednoznacznych wniosków. Nawet w tym samym silniku będzie to zależeć od marki zainstalowanych świec zapłonowych, kształtu elektrod i odstępu między elektrodami. Zależy to również od rodzaju zainstalowanego systemu zapłon, a nawet konstrukcja komory spalania. Na przykład na biegu jałowym różne silniki widać napięcie przebicia od 5 do 15 kV, a każda z tych wartości będzie normalna.
2. Rozkład wartości napięcia przebicia na biegu jałowym silnika wyposażonego w układ elektroniczny kontrola nie jest wadą. Jest to konsekwencja algorytmu kontroli prędkości biegu jałowego.
3. Jeśli zastosowano system DIS, napięcie przebicia w sparowanych cylindrach będzie zawsze inne. Jest to konsekwencją tego, że w systemie DIS polaryzacja napięcia podawanego na świece zapłonowe jest odwrotna, a zatem i wartości napięcia przebicia będą się różnić.
4. Sensowne jest porównanie napięcia przebicia w różnych cylindrach. Testery silników najczęściej wyświetlają dane statystyczne: wartości średnie, maksymalne i minimalne napięcia przebicia. Jeśli w jednym lub większej liczbie cylindrów występuje znaczne odchylenie, konieczne są dalsze poszukiwania.
