非接触式点火系统
汽车装置,  车载电器

非接触式点火系统

为了点燃已经进入发动机气缸的空气-燃料混合物,需要汽车中的点火系统。 它用于以汽油或汽油为燃料的动力装置中。 柴油发动机具有不同的工作原理。 它们仅使用直接燃油喷射(对于燃油系统的其他修改,请阅读 这里).

在这种情况下,新鲜的空气在气缸中被压缩,在这种情况下,其加热到柴油的着火温度。 活塞到达上止点时,电子设备会将燃油喷入气缸。 在高温的影响下,混合物点燃。 在具有这种动力装置的现代汽车中,通常使用CommonRail型燃油系统,该系统提供不同的燃油燃烧模式(详细说明 在另一则评论中).

非接触式点火系统

汽油机的工作以不同的方式进行。 在大多数修改中,由于辛烷值低(描述了辛烷值及其确定方法, 这里)汽油在较低温度下着火。 尽管许多高档汽车都可以配备以汽油为动力的直接喷射动力总成。 为了使空气和汽油的混合物在较少压缩的情况下点火,这种发动机与点火系统结合工作。

无论燃油喷射如何实施以及系统设计如何,SZ中的关键要素都是:

  • 点火线圈 (在更现代的汽车模型中,可能会有几种),这会产生高压电流;
  • 火花塞 (基本上,一根蜡烛依靠一个圆筒),在正确的时间为其供电。 在其中形成火花,点燃气缸中的VTS。
  • 发行人。 根据系统的类型,它可以是机械的或电子的。

如果将所有点火系统划分为多种类型,则将有两种。 首先是联系。 我们已经谈到过她 在单独的评论中... 第二种是非接触式的。 我们将只关注它。 我们将讨论该点火系统由哪些元素组成,如何工作以及该点火系统存在哪些故障。

什么是非接触式汽车点火系统

在较老的车辆上,使用的阀是接触晶体管类型的系统。 当在某个时刻连接了触点时,点火线圈的相应电路会闭合,并且会产生高电压,这取决于闭合电路(分配器盖对此负责-请阅读相关内容) 这里)转到相应的蜡烛。

尽管这样的SZ运行稳定,但随着时间的流逝,仍需要对其进行现代化。 其原因是在增加压缩比的现代电动机中,无法增加点燃VST所需的能量。 另外,在高速下,机械阀不能应付其任务。 这种装置的另一个缺点是断路器分配器的触头磨损。 因此,不可能根据发动机转速来微调和微调点火正时(早晚)。 由于这些原因,现代汽车不使用接触类型SZ。 取而代之的是,安装了非接触式模拟,并用电子系统代替了该模拟,有关详细信息,请阅读 这里.

非接触式点火系统

该系统与其前身系统的不同之处在于,形成蜡烛放电的过程不是通过机械方式,而是通过电子方式。 它允许您一次调整点火正时,而实际上在整个功率单元的使用寿命中都不会改变点火正时。

由于引入了更多的电子设备,接触系统得到了许多改进。 这样就可以将其安装在以前使用KSZ的经典机型上。 用于形成高压脉冲的信号具有感应类型的形成。 由于廉价的维护和经济性,BSZ在小体积的大气发动机上显示出良好的效率。

它是做什么用的,它是如何发生的

为了理解为什么必须将接触系统更改为非接触系统,让我们稍微接触一下内燃机的工作原理。 当活塞移至下止点时,会在进气冲程中提供汽油和空气的混合物。 然后进气门关闭,压缩冲程开始。 为了使电动机达到最大效率,确定何时必须发送信号以生成高压脉冲的时刻非常重要。

在分配器的触头系统中,在轴旋转期间,断路器触头闭合/断开,这些触头负责在低压绕组中积聚能量并形成高压电流。 在非接触式版本中,此功能分配给霍尔传感器。 线圈形成电荷后,当分配器触点闭合时(在分配器盖中),该脉冲沿相应的线传播。 在正常模式下,此过程将花费足够的时间使所有信号进入点火系统的触点。 但是,当发动机转速升高时,经典分配器开始不稳定地工作。

这些缺点包括:

  1. 由于高压电流通过触点,它们开始燃烧。 这导致它们之间的差距增大的事实。 这种故障会改变点火正时(点火正时),从而对动力装置的稳定性产生负面影响,因为驾驶员不得不更频繁地将油门踏板踩到地板上才能增加动力,从而使动力总成更加不稳定。 由于这些原因,系统需要定期维护。
  2. 系统中触点的存在限制了高压电流量。 为了使火花“散落”,将不可能安装效率更高的线圈,因为KSZ的传输能力不允许向蜡烛施加更高的电压。
  3. 当发动机转速上升时,分配器触点的作用不只是闭合和打开。 它们开始相互撞击,自然发出嘎嘎声。 这种作用导致触点的打开/关闭不受控制,这也影响了内燃机的稳定性。
非接触式点火系统

用以非接触模式运行的半导体元件代替分配器和断路器触头有助于部分消除这些故障。 该系统使用一个开关,该开关根据从接近开关接收到的信号控制线圈。

在经典设计中,断路器设计为霍尔传感器。 您可以阅读有关其结构和操作原理的更多信息。 在另一则评论中... 但是,也有电感和光学选项。 在“经典”中,第一个选项被建立。

非接触式点火系统装置

BSZ设备几乎与接触模拟设备相同。 断路器和阀门的类型是一个例外。 在大多数情况下,会以霍尔效应运行一个磁传感器作为断路器。 它还打开和关闭电路,生成相应的低压脉冲。

晶体管开关响应这些脉冲并切换线圈绕组。 此外,高压电荷进入分配器(同一分配器,在该分配器中,由于轴的旋转,相应气缸的高压触点交替闭合/断开)。 因此,由于在这些元件中不存在所需的电荷,因此可以更稳定地形成所需的电荷,而不会在断路器的触头上造成损失。

非接触式点火系统
1.火花塞; 2.点火分配器传感器; 3.屏幕; 4.非接触式传感器; 5.开关; 6.点火线圈; 7.安装块; 8.点火继电器; 9.点火开关。

通常,非接触式点火系统的电路包括:

  • 电源(电池);
  • 接触组(点火锁);
  • 脉冲传感器(执行断路器功能);
  • 晶体管开关,用于开关短路绕组;
  • 点火线圈,由于电磁感应的作用,将12伏特的电流转换成能量,该能量已经成千上万伏特(此参数取决于SZ和电池的类型);
  • 分配器(在BSZ中,分配器有些现代化);
  • 高压线(一根中央电缆连接到点火线圈和分配器的中央触点,并且从分配器盖到每支蜡烛的烛台的导线已经连接了四根);
  • 火花塞。

此外,为了优化VTS的点火过程,这种点火系统配备了UOZ离心调节器(以更高的速度运行)以及真空调节器(在功率单元的负载增加时触发)。

让我们考虑一下BSZ的工作原理。

非接触式点火系统的工作原理

点火系统通过转动锁中的钥匙(位于转向柱上或旁边)启动。 此时,车载网络关闭,电流从电池供应到线圈。 为了使点火开始工作,必须使曲轴旋转(通过正时皮带将其连接到气体分配机构,该气体分配机构又使分配器轴旋转)。 但是,直到气缸中的空气/燃料混合物被点燃,它才会旋转。 可以使用启动器来启动所有循环。 我们已经讨论了它是如何工作的。 在另一篇文章中.

在曲轴及其凸轮轴的强制旋转过程中,分配器轴旋转。 霍尔传感器检测需要火花的时刻。 此时,一个脉冲被发送到开关,该开关关闭点火线圈的初级绕组。 由于次级绕组中电压的急剧消失,形成了高压束。

非接触式点火系统

由于线圈通过中心线连接到分配器盖。 旋转时,分配器轴同时转动滑块,该滑块将中心触点与通向每个气缸的高压线触点交替连接。 在闭合相应触点的时刻,高压束进入单独的蜡烛。 在该元件的电极之间形成火花,该火花点燃气缸中压缩的混合气。

发动机启动后,就不再需要启动器工作了,必须通过释放钥匙来打开其触点。 借助复位弹簧机构,触点组返回到点火接通位置。 然后系统独立工作。 但是,您应该注意一些细微差别。

内燃发动机运行的特殊性是VTS不会立即燃烧,否则,由于爆震,发动机将迅速失效,并且需要几毫秒的时间。 曲轴转速不同会导致点火开始得太早或太晚。 因此,不得同时点燃混合物。 否则,会导致设备过热,断电,运行不稳定或爆炸。 这些因素将根据发动机的负载或曲轴转速来体现。

如果混合气提前点火(大角度),则膨胀的气体将阻止活塞在压缩冲程上运动(在此过程中,该元件已经克服了严重的阻力)。 效率较低的活塞将执行工作冲程,因为燃烧的VTS产生的大部分能量已经用于抵抗压缩冲程。 因此,设备的功率下降,并且在低速下似乎“窒息”。

另一方面,在较晚的时刻(小角度)着火会导致混合物在整个工作冲程中燃烧掉。 因此,发动机发热量更高,活塞也无法消除气体膨胀带来的最大效率。 因此,延迟点火会大大降低装置的功率,并使其变得更加笨拙(为了确保动态运动,驾驶员将不得不更深地踩下油门踏板)。

非接触式点火系统

为了消除这种副作用,每次更改发动机的负载和曲轴转速时,都需要设置不同的点火正时。 在较旧的汽车(甚至没有使用分配器的汽车)中,为此安装了特殊的杠杆。 所需点火的设置由驾驶员本人手动完成。 为了使该过程自动化,工程师们开发了离心调节器。 它安装在分配器中。 该元件是与断路器底板相关的弹簧负载配重。 轴速度越高,重量分散越多,并且该板旋转的越多。 因此,会自动校正线圈一次绕组断开的时刻(SPL增大)。

装置上的负载越强,其气瓶填充越多(踩下油门踏板的次数越多,进入腔室的VTS量越大)。 因此,与爆炸一样,燃料和空气混合物的燃烧发生得更快。 为了使发动机继续产生最大的效率,点火正时必须向下调节。 为此,在分配器上安装了真空调节器。 它对进气歧管中的真空度起反应,并相应于发动机负载调节点火。

霍尔传感器信号调理

正如我们已经注意到的,非接触式系统和接触式系统之间的主要区别在于,用与磁电传感器接触的断路器代替了断路器。 在XNUMX世纪末,物理学家埃德温·赫伯特·霍尔(Edwin Herbert Hall)发现了一个发现,在此基础上,同名传感器工作了。 其发现的实质如下。 当磁场开始作用在流过电流的半导体上时,其中会产生电动势(或横向电压)。 该力只能比作用在半导体上的主电压低三伏。

在这种情况下,霍尔传感器包括:

  • 永磁体
  • 半导体板;
  • 安装在板上的微电路;
  • 安装在分配器轴上的圆柱形钢网(密闭器)。
非接触式点火系统

该传感器的工作原理如下。 点火开关打开时,电流流过半导体,流向开关。 磁铁位于钢制屏蔽罩的内部,该屏蔽罩有一个槽。 将半导体板安装在密闭装置外部与磁体相对的位置。 当在分配器轴旋转期间,筛网切口位于板和磁体之间时,磁场作用在相邻的元件上,并在其中产生横向应力。

屏幕旋转且磁场停止作用后,横向电压就会在半导体晶圆中消失。 这些过程的交替会在传感器中生成相应的低压脉冲。 它们被发送到交换机。 在该装置中,这样的脉冲被转换成初级短路绕组的电流,该电流对这些绕组进行切换,由此产生高电压电流。

非接触式点火系统故障

尽管非接触式点火系统是接触式点火系统的演进版本,并且消除了先前版本的缺点,但并非完全没有这些缺点。 触点SZ的某些故障特征也出现在BSZ中。 这是其中的一些:

  • 火花塞故障(有关如何检查火花塞的信息,请阅读 );
  • 点火线圈中的绕组线断裂;
  • 触头被氧化(不仅是分配器的触头被氧化,而且高压电线也被氧化);
  • 违反爆炸性电缆的绝缘;
  • 晶体管开关故障;
  • 真空和离心调节器操作不正确;
  • 霍尔传感器损坏。
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尽管大多数故障是正常磨损造成的,但由于驾驶员本人的疏忽,这些故障也经常出现。 例如,驾驶员可以用低质量的燃油为汽车加油,违反常规的维护计划,或者为了节省成本,在不合格的服务站进行维护。

对于点火系统的稳定运行以及不仅对于非接触式点火系统而言,具有重要意义的是易损件和零件更换时所安装的易损件和零件的质量。 BSZ击穿的另一个原因是恶劣的天气条件(例如,低质量的炸药线可能在大雨或大雾中刺穿)或机械损坏(在不准确的维修过程中经常观察到)。

SZ出现故障的迹象是动力装置的不稳定运行,启动动力装置的复杂性甚至无法启动,动力损失,暴饮暴食等。 如果仅在室外湿度增加(大雾)时才发生这种情况,则应注意高压线。 电线不能弄湿。

如果发动机怠速运转不稳定(在燃油系统正常工作时),则可能表明分配器盖已损坏。 类似的症状是开关或霍尔传感器发生故障。 汽油消耗的增加可能与真空或离心调节器的故障以及蜡烛的错误操作有关。

您需要按照以下顺序搜索系统中的问题。 第一步是确定是否产生火花以及火花的有效性。 我们拧下蜡烛,放到烛台上,然后尝试启动电动机(质量电极,侧面,必须靠在发动机机体上)。 如果太薄或根本不薄,请用新的蜡烛重复该步骤。

如果根本没有火花,则必须检查电线是否断裂。 这样的一个例子是氧化的线接触。 另外,应提醒您高压电缆必须干燥。 否则,高压电流可能会穿透绝缘层。

非接触式点火系统

如果火花仅在一根蜡烛上消失,则从分配器到NW的间隔出现了间隙。 在所有气缸中完全没有火花可能表明从线圈到分配器盖的中心线上失去接触。 类似的故障可能是阀盖(裂纹)受到机械损坏的结果。

非接触式点火的优点

如果我们谈论BSZ的优点,那么与KSZ相比,它的主要优点是,由于没有断路器触点,它提供了更精确的火花形成力矩来点燃混合气。 这正是任何点火系统的主要任务。

所考虑的SZ的其他优势包括:

  • 由于其设备中的机械元件较少,因此机械元件的磨损较少;
  • 形成高电压脉冲的瞬间更加稳定;
  • UOZ的调整更加准确;
  • 在高发动机转速下,由于没有像KSZ中那样断路器触头发出嘎嘎作响,系统保持了稳定性。
  • 更精细地调整初级绕组中的电荷积累过程和控制初级电压指示器;
  • 使您可以在线圈的次级绕组上形成更高的电压,从而产生更强大的火花;
  • 减少运行过程中的能量损失。

但是,非接触式点火系统并非没有缺点。 最常见的缺点是开关故障,尤其是如果开关是根据旧型号制造的。 短路故障也很常见。 为了消除这些缺点,建议驾车者对这些元件进行改进的改进,使其使用寿命更长。

总之,我们提供了有关如何安装非接触式点火系统的详细视频:

BSZ的安装,详细的视频说明。

问题与解答:

非接触式点火系统有哪些优点? 不会因积碳而导致断路器 / 分配器接触损失。 在这样的系统中,更强大的火花(燃料燃烧更有效)。

有哪些点火系统? 接触与非接触。 触点可以包含机械断路器或霍尔传感器(分配器 - 分配器)。 在非接触式系统中,有一个开关(断路器和分配器)。

如何正确连接点火线圈? 棕色线(来自点火开关)连接到 + 端子。 黑线位于触点 K 上。线圈中的第三个触点是高压触点(连接到分配器)。

电子点火系统是如何工作的? 向线圈的初级绕组提供低压电流。 曲轴位置传感器向 ECU 发送脉冲。 初级绕组关闭,次级产生高压。 根据 ECU 信号,电流流向所需的火花塞。

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