Sistema de ignição sem contato
Conteúdo
O sistema de ignição em um carro é necessário para acender a mistura ar-combustível que entrou no cilindro do motor. Ele é usado em unidades de energia que funcionam com gasolina ou gás. Os motores a diesel têm um princípio de operação diferente. Eles usam exclusivamente injeção direta de combustível (para outras modificações de sistemas de combustível, leia aqui).
Neste caso, uma nova porção de ar é comprimida no cilindro, que neste caso aquece até a temperatura de ignição do óleo diesel. No momento em que o pistão atinge o ponto morto superior, os componentes eletrônicos borrifam combustível no cilindro. Sob a influência da alta temperatura, a mistura inflama. Em carros modernos com tal unidade de potência, um sistema de combustível do tipo CommonRail é frequentemente usado, o que fornece diferentes modos de combustão de combustível (é descrito em detalhes em outra revisão).
O trabalho da unidade de gasolina é realizado de forma diferenciada. Na maioria das modificações, devido ao baixo número de octanas (o que é, e como é determinado, é descrito aqui) a gasolina acende em temperaturas mais baixas. Embora muitos carros premium possam ser equipados com motores de injeção direta que funcionam com gasolina. Para que uma mistura de ar e gasolina acenda com menos compressão, esse motor funciona em conjunto com um sistema de ignição.
Independentemente de como a injeção de combustível e o design do sistema são implementados, os elementos-chave no SZ são:
- Bobina de ignição (em modelos de carros mais modernos, pode haver vários deles), o que cria uma corrente de alta tensão;
- Velas de ignição (basicamente uma vela depende de um cilindro), para o qual a eletricidade é fornecida no momento certo. Uma faísca é formada nele, acendendo o VTS no cilindro;
- Distribuidor. Dependendo do tipo de sistema, pode ser mecânico ou eletrônico.
Se todos os sistemas de ignição forem divididos em tipos, haverá dois. O primeiro é o contato. Já falamos sobre ela em uma revisão separada... O segundo tipo é sem contato. Vamos apenas nos concentrar nisso. Discutiremos em que elementos ele consiste, como funciona e também que tipo de mau funcionamento há neste sistema de ignição.
O que é um sistema de ignição de carro sem contato
Em veículos mais antigos, é usado um sistema em que a válvula é do tipo transistor de contato. Quando em um determinado momento os contatos são conectados, o circuito correspondente da bobina de ignição se fecha, e se forma uma alta tensão que, dependendo do circuito fechado (a tampa do distribuidor é responsável por isso - leia sobre ela aqui) vai para a vela correspondente.
Apesar da operação estável de tal SZ, com o tempo ele precisou ser modernizado. A razão para isso é a incapacidade de aumentar a energia necessária para acender o VST em motores mais modernos com compressão aumentada. Além disso, em altas velocidades, a válvula mecânica não dá conta de sua tarefa. Outra desvantagem de tal dispositivo é o desgaste dos contatos do disjuntor-distribuidor. Por causa disso, é impossível ajustar e ajustar o ponto de ignição (antes ou depois) dependendo da rotação do motor. Por essas razões, o tipo de contato SZ não é usado em carros modernos. Em vez disso, um análogo sem contato é instalado, e um sistema eletrônico veio para substituí-lo, sobre o qual leia com mais detalhes aqui.
Este sistema difere de seu antecessor porque nele o processo de formação de uma descarga elétrica para as velas é fornecido não por um tipo mecânico, mas por um tipo eletrônico. Ele permite que você ajuste o ponto de ignição uma vez e não o altere praticamente durante toda a vida útil da unidade de potência.
Graças à introdução de mais eletrônicos, o sistema de contato recebeu uma série de melhorias. Isso torna possível instalá-lo nos clássicos, nos quais o KSZ era usado anteriormente. O sinal para a formação de um pulso de alta voltagem possui um tipo de formação indutiva. Devido à manutenção econômica e econômica, o BSZ demonstra boa eficiência em motores atmosféricos de pequeno volume.
Para que serve e como acontece
Para entender por que o sistema de contato teve que ser alterado para um sem contato, vamos tocar um pouco no princípio de operação de um motor de combustão interna. Uma mistura de gasolina e ar é fornecida no curso de admissão quando o pistão se move para o ponto morto inferior. A válvula de admissão então fecha e o curso de compressão começa. Para que o motor atinja a eficiência máxima, é extremamente importante determinar o momento em que é necessário enviar um sinal para gerar um pulso de alta tensão.
Nos sistemas de contato no distribuidor, durante a rotação do eixo, os contatos do disjuntor são fechados / abertos, os quais são responsáveis pelo momento de acúmulo de energia no enrolamento de baixa tensão e pela formação da corrente de alta tensão. Na versão sem contato, esta função é atribuída ao sensor Hall. Quando a bobina forma uma carga, quando o contato distribuidor é fechado (na tampa do distribuidor), esse pulso segue pela linha correspondente. No modo normal, esse processo leva tempo suficiente para que todos os sinais cheguem aos contatos do sistema de ignição. Porém, quando a rotação do motor aumenta, o distribuidor clássico começa a funcionar de maneira instável.
Essas desvantagens incluem:
- Devido à passagem da corrente de alta tensão pelos contatos, eles começam a queimar. Isso leva ao fato de que a distância entre eles aumenta. Esse mau funcionamento altera o ponto de ignição (ponto de ignição), o que afeta negativamente a estabilidade do motor, o torna mais voraz, pois o motorista precisa pressionar o pedal do acelerador até o chão com mais frequência para aumentar o dinamismo. Por esses motivos, o sistema precisa de manutenção periódica.
- A presença de contatos no sistema limita a quantidade de corrente de alta tensão. Para que a faísca fique "mais gorda", não será possível instalar uma bobina mais eficiente, pois a capacidade de transmissão do KSZ não permite que uma tensão maior seja aplicada às velas.
- Quando a velocidade do motor aumenta, os contatos do distribuidor fazem mais do que apenas fechar e abrir. Eles começam a se chocar, o que causa um ruído natural. Este efeito leva à abertura / fechamento descontrolado dos contatos, o que também afeta a estabilidade do motor de combustão interna.
A substituição dos contatos do distribuidor e do disjuntor por elementos semicondutores que operam no modo sem contato ajudou a eliminar parcialmente essas disfunções. Este sistema usa uma chave que controla a bobina com base nos sinais recebidos de uma chave de proximidade.
No design clássico, o disjuntor é projetado como um sensor Hall. Você pode ler mais sobre sua estrutura e princípio de funcionamento. em outra revisão... No entanto, também existem opções indutivas e ópticas. No "clássico", a primeira opção é estabelecida.
Dispositivo de sistema de ignição sem contato
O dispositivo BSZ é quase idêntico ao análogo de contato. Uma exceção é o tipo de disjuntor e válvula. Na maioria dos casos, um sensor magnético operando no efeito Hall é instalado como um disjuntor. Também abre e fecha o circuito elétrico, formando os pulsos de baixa tensão correspondentes.
A chave do transistor responde a esses pulsos e muda os enrolamentos da bobina. Além disso, a carga de alta tensão vai para o distribuidor (o mesmo distribuidor, no qual, devido à rotação do eixo, os contatos de alta tensão do cilindro correspondente são alternadamente fechados / abertos). Graças a isso, consegue-se uma formação mais estável da carga necessária sem perdas nos contatos do disjuntor, uma vez que estão ausentes nestes elementos.
Em geral, o circuito de um sistema de ignição sem contato consiste em:
- Fonte de alimentação (bateria);
- Grupo de contato (fechadura de ignição);
- Sensor de pulso (desempenha a função de disjuntor);
- Chave transistor que liga os enrolamentos de curto-circuito;
- Bobinas de ignição, nas quais, por ação de indução eletromagnética, uma corrente de 12 volts é convertida em energia, que já é de dezenas de milhares de volts (este parâmetro depende do tipo de SZ e da bateria);
- Distribuidor (no BSZ, o distribuidor está um tanto modernizado);
- Fios de alta tensão (um cabo central é conectado à bobina de ignição e ao contato central do distribuidor, e 4 já vão da tampa do distribuidor até o castiçal de cada vela);
- Velas de ignição.
Além disso, para otimizar o processo de ignição do VTS, o sistema de ignição deste tipo é equipado com um regulador centrífugo UOZ (opera em velocidades aumentadas), bem como um regulador de vácuo (acionado quando a carga na unidade aumenta).
Vamos considerar em que princípio funciona o BSZ.
O princípio de operação do sistema de ignição sem contato
O sistema de ignição começa girando a chave na fechadura (localizada na coluna de direção ou ao lado dela). Neste momento, a rede de bordo é fechada e a corrente é fornecida à bobina pela bateria. Para que a ignição comece a funcionar, é necessário fazer girar o virabrequim (através da correia dentada, ele é conectado ao mecanismo de distribuição de gás, que por sua vez gira o eixo distribuidor). No entanto, ele não girará até que a mistura ar / combustível seja inflamada nos cilindros. Um starter está disponível para iniciar todos os ciclos. Já discutimos como funciona. em outro artigo.
Durante a rotação forçada do virabrequim, e com ele do eixo de comando, o eixo distribuidor gira. O sensor Hall detecta o momento em que uma faísca é necessária. Nesse momento, um pulso é enviado para a chave, que desliga o enrolamento primário da bobina de ignição. Devido ao desaparecimento abrupto da tensão no enrolamento secundário, um feixe de alta tensão é formado.
Já a bobina é conectada por um fio central à tampa do distribuidor. Girando, o eixo distribuidor gira simultaneamente o cursor, que alternadamente conecta o contato central com os contatos da linha de alta tensão que vai para cada cilindro individual. No momento de fechar o contato correspondente, o feixe de alta tensão vai para uma vela separada. Uma faísca é formada entre os eletrodos desse elemento, que acende a mistura ar-combustível comprimida no cilindro.
Assim que o motor dá partida, não há mais necessidade de o motor de partida funcionar, e seus contatos devem ser abertos soltando a chave. Com a ajuda de um mecanismo de mola de retorno, o grupo de contato retorna à posição de ignição ligada. Então, o sistema funciona de forma independente. No entanto, você deve prestar atenção a algumas nuances.
A peculiaridade do funcionamento de um motor de combustão interna é que o VTS não queima instantaneamente, caso contrário, devido à detonação, o motor falharia rapidamente, e isso levaria vários milissegundos para fazer isso. Diferentes velocidades do virabrequim podem fazer com que a ignição comece muito cedo ou muito tarde. Por este motivo, a mistura não deve ser inflamada ao mesmo tempo. Caso contrário, a unidade superaquecerá, perderá energia, operação instável ou poderá ocorrer detonação. Esses fatores se manifestam dependendo da carga do motor ou da velocidade do virabrequim.
Se a mistura ar-combustível se inflama precocemente (ângulo grande), os gases em expansão impedirão o pistão de se mover no curso de compressão (neste processo, este elemento já supera a resistência séria). Um pistão com menor eficiência realizará um curso de trabalho, pois uma parte significativa da energia da queima do VTS já foi gasta na resistência ao curso de compressão. Por causa disso, a potência da unidade cai e, em baixas velocidades, parece "engasgar".
Por outro lado, atear fogo à mistura em um momento posterior (ângulo pequeno) faz com que ela se queime durante todo o curso de trabalho. Com isso, o motor esquenta mais, e o pistão não tira o máximo de eficiência da expansão dos gases. Por este motivo, a ignição tardia reduz significativamente a potência do aparelho e também o torna mais voraz (para garantir o movimento dinâmico, o motorista terá que pressionar o pedal do acelerador com mais força).
Para eliminar esses efeitos colaterais, cada vez que você altera a carga do motor e a velocidade do virabrequim, é necessário definir um ponto de ignição diferente. Nos carros mais antigos (aqueles que nem usavam distribuidor), foi instalada uma alavanca especial para esse fim. O ajuste da ignição necessária foi feito manualmente pelo próprio motorista. Para automatizar esse processo, os engenheiros desenvolveram um regulador centrífugo. Ele é instalado no distribuidor. Este elemento é um peso com mola associado à placa de base do disjuntor. Quanto maior a velocidade do eixo, mais os pesos divergem e mais esta placa gira. Em função disso, ocorre uma correção automática do momento de desconexão do enrolamento primário da bobina (aumento do NPS).
Quanto mais forte a carga na unidade, mais seus cilindros são preenchidos (quanto mais o pedal do acelerador é pressionado e um volume maior de VTS entra nas câmaras). Por causa disso, a combustão de uma mistura de combustível e ar ocorre mais rapidamente, como na detonação. Para que o motor continue a produzir eficiência máxima, o ponto de ignição deve ser ajustado para baixo. Para isso, um regulador de vácuo é instalado no distribuidor. Ele reage ao grau de vácuo no coletor de admissão e, consequentemente, ajusta a ignição à carga do motor.
Condicionamento do sinal do sensor Hall
Como já observamos, a principal diferença entre um sistema sem contato e um sistema de contato é a substituição de um disjuntor por contatos por um sensor magnetoelétrico. No final do século XNUMX, o físico Edwin Herbert Hall fez uma descoberta, com base na qual funciona o sensor de mesmo nome. A essência de sua descoberta é a seguinte. Quando um campo magnético começa a agir em um semicondutor ao longo do qual uma corrente elétrica flui, uma força eletromotriz (ou tensão transversal) aparece nele. Essa força pode ser apenas três volts menor do que a tensão principal que atua no semicondutor.
O sensor Hall, neste caso, consiste em:
- Ímã permanente;
- Placa semicondutora;
- Microcircuitos montados em placa;
- Uma tela de aço cilíndrica (obturador) montada no eixo distribuidor.
O princípio de operação deste sensor é o seguinte. Enquanto a ignição está ligada, uma corrente flui através do semicondutor para a chave. O ímã está localizado na parte interna da blindagem de aço, que possui uma ranhura. Uma placa semicondutora é instalada oposta ao ímã do lado de fora do obturador. Quando, durante a rotação do eixo distribuidor, o corte da tela é entre a placa e o ímã, o campo magnético atua sobre o elemento adjacente e uma tensão transversal é gerada nele.
Assim que a tela gira e o campo magnético para de agir, a tensão transversal desaparece na pastilha semicondutora. A alternância desses processos gera pulsos de baixa tensão correspondentes no sensor. Eles são enviados para o switch. Nesse dispositivo, tais pulsos são convertidos em uma corrente do enrolamento primário de curto-circuito, que aciona esses enrolamentos, gerando uma corrente de alta tensão.
Falhas no sistema de ignição sem contato
Apesar de o sistema de ignição sem contato ser uma versão evolutiva do de contato, e as desvantagens da versão anterior serem eliminadas nele, ele não é totalmente desprovido delas. Alguns defeitos característicos do contato SZ também estão presentes no BSZ. Aqui estão alguns deles:
- Falha das velas de ignição (para saber como verificá-las, leia separadamente);
- Quebra da fiação do enrolamento na bobina de ignição;
- Os contatos são oxidados (e não apenas os contatos do distribuidor, mas também os fios de alta tensão);
- Violação de isolamento de cabos explosivos;
- Falhas na chave do transistor;
- Operação incorreta dos reguladores de vácuo e centrífugos;
- Quebra do sensor Hall.
Embora a maioria dos defeitos sejam o resultado do desgaste normal, eles também aparecem devido à negligência do próprio motorista. Por exemplo, um motorista pode reabastecer o carro com combustível de baixa qualidade, violar o cronograma de manutenção de rotina ou, para economizar dinheiro, realizar manutenção em postos não qualificados.
Não é pouca importância para o funcionamento estável do sistema de ignição, assim como não apenas para o sem contato, é a qualidade dos consumíveis e peças que são instaladas quando os defeituosos são substituídos. Outra razão para quebras de BSZ são as condições climáticas negativas (por exemplo, fios explosivos de baixa qualidade podem perfurar durante chuva forte ou nevoeiro) ou danos mecânicos (frequentemente observados durante reparos imprecisos).
Os sinais de um SZ defeituoso são o funcionamento instável da unidade de potência, a complexidade ou mesmo a impossibilidade de ligá-la, perda de potência, aumento da glutonaria, etc. Se isso acontecer apenas quando houver aumento da umidade externa (neblina forte), preste atenção à linha de alta tensão. Os fios não devem estar molhados.
Se o motor estiver instável em marcha lenta (enquanto o sistema de combustível estiver funcionando corretamente), isso pode indicar danos à tampa do distribuidor. Um sintoma semelhante é uma avaria do interruptor ou sensor Hall. O aumento do consumo de gasolina pode estar associado à quebra dos reguladores de vácuo ou centrífugos, bem como ao funcionamento incorreto das velas.
Você precisa pesquisar problemas no sistema na seguinte seqüência. A primeira etapa é determinar se uma centelha é gerada e quão eficaz ela é. Desatarraxamos a vela, colocamos o castiçal e tentamos dar a partida no motor (o eletrodo de massa, lateral, deve estar encostado no corpo do motor). Se for muito fino ou não for nada, repita o procedimento com uma vela nova.
Se não houver faísca, é necessário verificar se há quebra na linha elétrica. Um exemplo disso seriam os contatos de fio oxidados. Separadamente, deve-se lembrar que o cabo de alta tensão deve estar seco. Caso contrário, a corrente de alta tensão pode romper a camada isolante.
Se a faísca desapareceu apenas em uma vela, então ocorreu um intervalo no intervalo do distribuidor ao NW. A completa ausência de faíscas em todos os cilindros pode indicar uma perda de contato no fio central que vai da bobina à tampa do distribuidor. Um mau funcionamento semelhante pode ser o resultado de dano mecânico à tampa do distribuidor (rachadura).
Vantagens da ignição sem contato
Se falamos das vantagens do BSZ, então, em relação ao KSZ, sua principal vantagem é que, devido à ausência dos contatos do disjuntor, ele proporciona um momento de formação da faísca mais preciso para acender a mistura ar-combustível. Esta é precisamente a principal tarefa de qualquer sistema de ignição.
Outras vantagens do SZ considerado incluem:
- Menor desgaste dos elementos mecânicos devido ao fato de haver menos deles em seu dispositivo;
- Momento mais estável de formação de um pulso de alta tensão;
- Ajuste mais preciso do UOZ;
- Em altas rotações do motor, o sistema mantém sua estabilidade devido à ausência de ruídos dos contatos do disjuntor, como no KSZ;
- Ajuste mais fino do processo de acumulação de carga no enrolamento primário e controle do indicador de tensão primária;
- Permite formar uma tensão mais alta no enrolamento secundário da bobina para uma faísca mais poderosa;
- Menos perda de energia durante a operação.
No entanto, os sistemas de ignição sem contato têm suas desvantagens. A desvantagem mais comum é a falha das chaves, principalmente se forem feitas de acordo com o modelo antigo. Falhas por curto-circuito também são comuns. Para eliminar essas desvantagens, os motoristas são aconselhados a adquirir modificações aprimoradas desses elementos, que têm uma vida útil mais longa.
Concluindo, oferecemos um vídeo detalhado sobre como instalar um sistema de ignição sem contato:
Perguntas e Respostas:
Quais são as vantagens de um sistema de ignição sem contato? Não há perda de contato disjuntor / distribuidor devido a depósitos de carbono. Em tal sistema, uma faísca mais potente (o combustível queima com mais eficiência).
Que sistemas de ignição existem? Contato e não contato. O contato pode conter um disjuntor mecânico ou um sensor Hall (distribuidor - distribuidor). Em um sistema sem contato, existe uma chave (um disjuntor e um distribuidor).
Como conectar a bobina de ignição corretamente? O fio marrom (vindo da chave de ignição) é conectado ao terminal +. O fio preto fica no contato K. O terceiro contato na bobina é de alta tensão (vai para o distribuidor).
Como funciona o sistema de ignição eletrônica? Uma corrente de baixa tensão é fornecida ao enrolamento primário da bobina. O sensor de posição do virabrequim envia um pulso para a ECU. O enrolamento primário é desligado e uma alta tensão é gerada no secundário. De acordo com o sinal da ECU, a corrente vai para a vela desejada.
