Système d'allumage sans contact
Teneur
Le système d'allumage dans une voiture est nécessaire pour enflammer le mélange air-carburant qui est entré dans le cylindre du moteur. Il est utilisé dans les unités de puissance fonctionnant à l'essence ou au gaz. Les moteurs diesel ont un principe de fonctionnement différent. Ils utilisent exclusivement l'injection directe de carburant (pour les autres modifications des systèmes de carburant, lire ici).
Dans ce cas, une partie fraîche d'air est comprimée dans le cylindre, qui dans ce cas chauffe jusqu'à la température d'inflammation du carburant diesel. Au moment où le piston atteint le point mort haut, l'électronique pulvérise du carburant dans le cylindre. Sous l'influence d'une température élevée, le mélange s'enflamme. Dans les voitures modernes avec une telle unité de puissance, un système de carburant de type CommonRail est souvent utilisé, qui fournit différents modes de combustion du carburant (il est décrit en détail dans un autre avis).
Le travail de l'unité essence est effectué d'une manière différente. Dans la plupart des modifications, en raison du faible indice d'octane (ce que c'est et comment il est déterminé, est décrit ici) l'essence s'enflamme à des températures plus basses. Bien que de nombreuses voitures haut de gamme puissent être équipées de groupes motopropulseurs à injection directe fonctionnant à l'essence. Pour que le mélange d'air et d'essence s'enflamme avec moins de compression, un tel moteur fonctionne en conjonction avec un système d'allumage.
Indépendamment de la façon dont l'injection de carburant et la conception du système sont mises en œuvre, les éléments clés de la SZ sont:
- Bobine d'allumage (dans les modèles de voitures plus modernes, il peut y en avoir plusieurs), ce qui crée un courant à haute tension;
- Bougies d'allumage (essentiellement une bougie repose sur un cylindre), auquel l'électricité est fournie au bon moment. Une étincelle s'y forme, enflammant le VTS dans le cylindre;
- Distributeur. Selon le type de système, il peut être mécanique ou électronique.
Si tous les systèmes d'allumage sont divisés en types, il y en aura deux. Le premier est le contact. Nous avons déjà parlé d'elle dans un examen séparé... Le deuxième type est sans contact. Nous allons simplement nous concentrer dessus. Nous discuterons de ses éléments, de son fonctionnement et du type de dysfonctionnements de ce système d'allumage.
Qu'est-ce qu'un système d'allumage de voiture sans contact
Sur les véhicules plus anciens, on utilise un système dans lequel la valve est du type à transistor de contact. Lorsque, à un certain moment, les contacts sont connectés, le circuit correspondant de la bobine d'allumage se ferme et une haute tension se forme, ce qui, en fonction du circuit fermé (le couvercle du distributeur en est responsable - lisez-en ici) va à la bougie correspondante.
Malgré le fonctionnement stable d'un tel SZ, il a fallu au fil du temps le moderniser. La raison en est l'incapacité d'augmenter l'énergie requise pour allumer le VST dans les moteurs plus modernes avec une compression accrue. De plus, à vitesse élevée, la vanne mécanique ne fait pas face à sa tâche. Un autre inconvénient d'un tel dispositif est l'usure des contacts du disjoncteur-distributeur. Pour cette raison, il est impossible de régler et de régler avec précision le calage de l'allumage (plus tôt ou plus tard) en fonction du régime du moteur. Pour ces raisons, le type de contact SZ n'est pas utilisé sur les voitures modernes. Au lieu de cela, un analogique sans contact est installé, et un système électronique est venu le remplacer, sur lequel lire plus en détail ici.
Ce système diffère de son prédécesseur en ce que le processus de formation d'une décharge électrique vers les bougies n'est plus assuré par un type mécanique, mais par un type électronique. Il vous permet d'ajuster le calage d'allumage une fois, et de ne pas le changer pratiquement tout au long de la durée de vie du groupe motopropulseur.
Grâce à l'introduction de plus d'électronique, le système de contact a reçu un certain nombre d'améliorations. Cela permet de l'installer sur les classiques, dans lesquels le KSZ était auparavant utilisé. Le signal pour la formation d'une impulsion haute tension a un type de formation inductive. En raison d'une maintenance et d'une économie peu coûteuses, BSZ démontre une bonne efficacité sur les moteurs atmosphériques de petit volume.
À quoi ça sert et comment ça se passe
Pour comprendre pourquoi le système de contact a dû être remplacé par un système sans contact, abordons un peu le principe de fonctionnement d'un moteur à combustion interne. Un mélange d'essence et d'air est fourni à la course d'admission lorsque le piston se déplace vers le point mort bas. La soupape d'admission se ferme alors et la course de compression commence. Pour que le moteur atteigne une efficacité maximale, il est extrêmement important de déterminer le moment où il est nécessaire d'envoyer un signal pour générer une impulsion haute tension.
Dans les systèmes de contact dans le distributeur, pendant la rotation de l'arbre, les contacts du disjoncteur sont fermés / ouverts, ce qui est responsable du moment d'accumulation d'énergie dans l'enroulement basse tension et de la formation de courant haute tension. Dans la version sans contact, cette fonction est affectée au capteur à effet Hall. Lorsque la bobine a formé une charge, lorsque le contact du distributeur est fermé (dans le couvercle du distributeur), cette impulsion suit la ligne correspondante. En mode normal, ce processus prend suffisamment de temps pour que tous les signaux parviennent aux contacts du système d'allumage. Cependant, lorsque le régime du moteur augmente, le distributeur classique commence à fonctionner de manière instable.
Ces inconvénients comprennent:
- En raison du passage du courant haute tension à travers les contacts, ils commencent à brûler. Cela conduit au fait que l'écart entre eux augmente. Ce dysfonctionnement modifie le calage de l'allumage (calage de l'allumage), ce qui affecte négativement la stabilité du bloc moteur, le rend plus vorace, car le conducteur doit appuyer plus souvent sur la pédale d'accélérateur au sol pour augmenter le dynamisme. Pour ces raisons, le système nécessite une maintenance périodique.
- La présence de contacts dans le système limite la quantité de courant haute tension. Pour que l'étincelle soit "plus grosse", il ne sera pas possible d'installer une bobine plus efficace, car la capacité de transmission du KSZ ne permet pas d'appliquer une tension plus élevée aux bougies.
- Lorsque le régime du moteur augmente, les contacts du distributeur ne se contentent pas de se fermer et de s'ouvrir. Ils commencent à se cogner les uns contre les autres, ce qui provoque un cliquetis naturel. Cet effet conduit à une ouverture / fermeture incontrôlée des contacts, ce qui affecte également la stabilité du moteur à combustion interne.
Le remplacement des contacts du distributeur et du disjoncteur par des éléments semi-conducteurs fonctionnant en mode sans contact a permis d'éliminer partiellement ces dysfonctionnements. Ce système utilise un interrupteur qui contrôle la bobine en fonction des signaux reçus d'un interrupteur de proximité.
Dans la conception classique, le disjoncteur est conçu comme un capteur à effet Hall. Vous pouvez en savoir plus sur sa structure et son principe de fonctionnement. dans un autre avis... Cependant, il existe également des options inductives et optiques. Dans le «classique», la première option est établie.
Dispositif de système d'allumage sans contact
L'appareil BSZ est presque identique à l'analogique de contact. Une exception est le type de disjoncteur et de vanne. Dans la plupart des cas, un capteur magnétique fonctionnant à effet Hall est installé en tant que disjoncteur. Il ouvre et ferme également le circuit électrique, générant les impulsions basse tension correspondantes.
L'interrupteur à transistor répond à ces impulsions et commute les enroulements de la bobine. De plus, la charge haute tension va au distributeur (le même distributeur, dans lequel, du fait de la rotation de l'arbre, les contacts haute tension du cylindre correspondant sont alternativement fermés / ouverts). Grâce à cela, une formation plus stable de la charge requise est fournie sans pertes aux contacts du disjoncteur, car ils sont absents dans ces éléments.
En général, le circuit d'un système d'allumage sans contact se compose de:
- Alimentation (batterie);
- Groupe de contact (serrure de contact);
- Capteur d'impulsions (remplit la fonction d'un disjoncteur);
- Commutateur à transistor qui commute les enroulements de court-circuit;
- Bobines d'allumage, dans lesquelles, en raison de l'action de l'induction électromagnétique, un courant de 12 volts est converti en énergie, qui est déjà de dizaines de milliers de volts (ce paramètre dépend du type de SZ et de la batterie);
- Distributeur (dans BSZ, le distributeur est quelque peu modernisé);
- Fils haute tension (un câble central est connecté à la bobine d'allumage et au contact central du distributeur, et 4 vont déjà du couvercle du distributeur au chandelier de chaque bougie);
- Bougies.
De plus, pour optimiser le processus d'allumage du VTS, le système d'allumage de ce type est équipé d'un régulateur centrifuge UOZ (fonctionne à des vitesses accrues), ainsi que d'un régulateur de vide (déclenché lorsque la charge sur le groupe motopropulseur augmente).
Considérons sur quel principe fonctionne la BSZ.
Le principe de fonctionnement du système d'allumage sans contact
Le système d'allumage commence par tourner la clé dans la serrure (elle se trouve soit sur la colonne de direction, soit à côté de celle-ci). À ce moment, le réseau de bord est fermé et le courant est fourni à la bobine à partir de la batterie. Pour que l'allumage commence à fonctionner, il est nécessaire de faire tourner le vilebrequin (à travers la courroie de distribution, il est connecté au mécanisme de distribution de gaz, qui à son tour fait tourner l'arbre du distributeur). Cependant, il ne tournera pas tant que le mélange air / carburant ne sera pas enflammé dans les cylindres. Un démarreur est disponible pour démarrer tous les cycles. Nous avons déjà discuté de son fonctionnement. dans un autre article.
Lors de la rotation forcée du vilebrequin, et avec lui de l'arbre à cames, l'arbre du distributeur tourne. Le capteur Hall détecte le moment où une étincelle est nécessaire. À ce moment, une impulsion est envoyée à l'interrupteur, qui désactive l'enroulement primaire de la bobine d'allumage. En raison de la forte disparition de la tension dans l'enroulement secondaire, un faisceau haute tension est formé.
Puisque la bobine est reliée par un fil central au chapeau de distributeur. En rotation, l'arbre du distributeur fait tourner simultanément le curseur, qui relie en alternance le contact central avec les contacts de la ligne haute tension allant à chaque cylindre individuel. Au moment de la fermeture du contact correspondant, le faisceau haute tension se dirige vers une bougie séparée. Une étincelle se forme entre les électrodes de cet élément, qui enflamme le mélange air-carburant comprimé dans le cylindre.
Dès que le moteur démarre, le démarreur n'a plus besoin de fonctionner et ses contacts doivent être ouverts en relâchant la clé. À l'aide d'un mécanisme à ressort de rappel, le groupe de contact revient en position d'allumage. Ensuite, le système fonctionne indépendamment. Cependant, vous devez faire attention à quelques nuances.
La particularité du fonctionnement d'un moteur à combustion interne est que le VTS ne brûle pas instantanément, sinon, en raison de la détonation, le moteur tomberait rapidement en panne, et cela prendrait plusieurs millisecondes. Des vitesses de vilebrequin différentes peuvent provoquer un démarrage trop précoce ou trop tardif du vilebrequin. Pour cette raison, le mélange ne doit pas être enflammé en même temps. Sinon, l'appareil surchauffera, perdra de la puissance, un fonctionnement instable ou une détonation sera observé. Ces facteurs se manifesteront en fonction de la charge sur le moteur ou de la vitesse du vilebrequin.
Si le mélange air-carburant s'enflamme tôt (grand angle), les gaz en expansion empêcheront le piston de se déplacer sur la course de compression (dans ce processus, cet élément surmonte déjà une résistance sérieuse). Un piston avec une efficacité inférieure effectuera une course de travail, car une partie importante de l'énergie du VTS brûlant a déjà été dépensée pour la résistance à la course de compression. Pour cette raison, la puissance de l'unité diminue et, à basse vitesse, elle semble "s'étouffer".
En revanche, mettre le feu au mélange à un moment ultérieur (petit angle) conduit au fait qu'il brûle tout au long de la course de travail. Pour cette raison, le moteur chauffe davantage et le piston ne supprime pas l'efficacité maximale de la dilatation des gaz. Pour cette raison, un allumage tardif réduit considérablement la puissance de l'unité et la rend également plus vorace (afin d'assurer un mouvement dynamique, le conducteur devra appuyer plus fort sur la pédale d'accélérateur).
Pour éliminer ces effets secondaires, chaque fois que vous modifiez la charge sur le moteur et la vitesse du vilebrequin, vous devez définir un calage d'allumage différent. Dans les voitures plus anciennes (celles qui n'utilisaient même pas de distributeur), un levier spécial a été installé à cet effet. Le réglage de l'allumage requis a été effectué manuellement par le conducteur lui-même. Pour rendre ce processus automatique, les ingénieurs ont développé un régulateur centrifuge. Il est installé dans le distributeur. Cet élément est un poids à ressort associé à la plaque de base du disjoncteur. Plus les révolutions de l'arbre sont élevées, plus les poids divergent, et plus cette plaque tourne. Grâce à cela, une correction automatique du moment de déconnexion de l'enroulement primaire de la bobine se produit (augmentation du SPL).
Plus la charge sur l'unité est forte, plus ses cylindres sont remplis (plus la pédale d'accélérateur est enfoncée et un plus grand volume de VTS entre dans les chambres). Pour cette raison, la combustion d'un mélange de carburant et d'air se produit plus rapidement, comme avec la détonation. Pour que le moteur continue de produire une efficacité maximale, le calage de l'allumage doit être ajusté vers le bas. A cet effet, un régulateur de vide est installé sur le distributeur. Il réagit au degré de vide dans le collecteur d'admission et ajuste en conséquence l'allumage à la charge sur le moteur.
Conditionnement du signal du capteur à effet Hall
Comme nous l'avons déjà remarqué, la principale différence entre un système sans contact et un système de contact est le remplacement d'un disjoncteur par des contacts par un capteur magnétoélectrique. À la fin du XIXe siècle, le physicien Edwin Herbert Hall a fait une découverte, sur la base de laquelle fonctionne le capteur du même nom. L'essence de sa découverte est la suivante. Lorsqu'un champ magnétique commence à agir sur un semi-conducteur le long duquel circule un courant électrique, une force électromotrice (ou tension transversale) y apparaît. Cette force ne peut être inférieure que de trois volts à la tension principale qui agit sur le semi-conducteur.
Le capteur Hall dans ce cas se compose de:
- Aimant permanent;
- Plaque semi-conductrice;
- Microcircuits montés sur une plaque;
- Un écran cylindrique en acier (obturateur) monté sur l'arbre du distributeur.
Le principe de fonctionnement de ce capteur est le suivant. Pendant que le contact est mis, un courant circule à travers le semi-conducteur vers l'interrupteur. L'aimant est situé à l'intérieur du bouclier en acier, qui a une fente. Une plaque semi-conductrice est installée en face de l'aimant à l'extérieur de l'obturateur. Lorsque, lors de la rotation de l'arbre du distributeur, la découpe de l'écran se situe entre la plaque et l'aimant, le champ magnétique agit sur l'élément adjacent, et une contrainte transversale est générée dans celui-ci.
Dès que l'écran tourne et que le champ magnétique cesse d'agir, la tension transversale disparaît dans la plaquette semi-conductrice. L'alternance de ces processus génère des impulsions basse tension correspondantes dans le capteur. Ils sont envoyés au commutateur. Dans ce dispositif, ces impulsions sont converties en un courant de l'enroulement de court-circuit primaire, qui commute ces enroulements, grâce auquel un courant haute tension est généré.
Dysfonctionnements dans le système d'allumage sans contact
Bien que le système d'allumage sans contact soit une version évolutive du système à contact et que les inconvénients de la version précédente y soient éliminés, il n'en est pas complètement dépourvu. Certains dysfonctionnements caractéristiques du contact SZ sont également présents dans la BSZ. En voici quelques-uns:
- Panne des bougies d'allumage (pour savoir comment les vérifier, lisez séparément);
- Rupture du câblage d'enroulement dans la bobine d'allumage;
- Les contacts sont oxydés (et pas seulement les contacts du distributeur, mais aussi les fils haute tension);
- Violation de l'isolation des câbles explosifs;
- Défauts dans l'interrupteur à transistor;
- Mauvais fonctionnement des régulateurs de vide et centrifuges;
- Rupture du capteur à effet Hall.
Bien que la plupart des dysfonctionnements soient le résultat d'une usure normale, ils apparaissent souvent également en raison de la négligence de l'automobiliste lui-même. Par exemple, un conducteur peut faire le plein de carburant de la voiture avec du carburant de mauvaise qualité, enfreindre le calendrier d'entretien de routine ou, pour économiser de l'argent, effectuer la maintenance dans des stations-service non qualifiées.
La qualité des consommables et des pièces qui sont installés lorsque les défaillants sont remplacés est d'une importance non négligeable pour le fonctionnement stable du système d'allumage, ainsi que pas seulement pour le système sans contact. Une autre raison des pannes BSZ est les conditions météorologiques négatives (par exemple, des fils explosifs de mauvaise qualité peuvent percer lors de fortes pluies ou de brouillard) ou des dommages mécaniques (souvent observés lors de réparations inexactes).
Les signes d'un SZ défectueux sont le fonctionnement instable du bloc d'alimentation, la complexité voire l'impossibilité de le démarrer, la perte de puissance, la gourmandise accrue, etc. Si cela ne se produit que lorsqu'il y a une augmentation de l'humidité à l'extérieur (brouillard épais), vous devez faire attention à la ligne haute tension. Les fils ne doivent pas être mouillés.
Si le moteur est instable au ralenti (alors que le système de carburant fonctionne correctement), cela peut indiquer des dommages au couvercle du distributeur. Un symptôme similaire est une panne de l'interrupteur ou du capteur à effet Hall. Une augmentation de la consommation d'essence peut être associée à une panne des régulateurs de vide ou centrifuges, ainsi qu'à un fonctionnement incorrect des bougies.
Vous devez rechercher les problèmes dans le système dans l'ordre suivant. La première étape consiste à déterminer si une étincelle est générée et son efficacité. Nous dévissons la bougie, posons le chandelier et essayons de démarrer le moteur (l'électrode de masse, latérale, doit être appuyée contre le corps du moteur). S'il est trop mince ou pas du tout, répétez la procédure avec une nouvelle bougie.
S'il n'y a aucune étincelle, il est nécessaire de vérifier la ligne électrique pour les coupures. Un exemple de ceci serait les contacts en fil oxydé. Séparément, il convient de rappeler que le câble haute tension doit être sec. Sinon, le courant haute tension peut percer la couche isolante.
Si l'étincelle ne disparaissait que sur une bougie, alors un écart se produisait dans l'intervalle du distributeur au NW. L'absence totale d'étincelles dans tous les cylindres peut indiquer une perte de contact sur le fil central allant de la bobine au couvercle du distributeur. Un dysfonctionnement similaire peut être le résultat d'un endommagement mécanique du capuchon du distributeur (fissure).
Avantages de l'allumage sans contact
Si nous parlons des avantages de BSZ, alors, par rapport au KSZ, son principal avantage est que, en raison de l'absence de contacts de disjoncteur, il fournit un moment plus précis de formation d'étincelles pour allumer le mélange air-carburant. C'est précisément la tâche principale de tout système d'allumage.
Les autres avantages du SZ considéré comprennent:
- Moins d'usure des éléments mécaniques du fait qu'il y en a moins dans son appareil;
- Moment plus stable de formation d'une impulsion haute tension;
- Réglage plus précis de l'UOZ;
- Aux régimes moteur élevés, le système conserve sa stabilité en raison de l'absence de cliquetis des contacts du disjoncteur, comme dans le KSZ;
- Réglage plus fin du processus d'accumulation de charge dans l'enroulement primaire et contrôle de l'indicateur de tension primaire;
- Permet de former une tension plus élevée sur l'enroulement secondaire de la bobine pour une étincelle plus puissante;
- Moins de perte d'énergie pendant le fonctionnement.
Cependant, les systèmes d'allumage sans contact ne sont pas sans inconvénients. L'inconvénient le plus courant est la défaillance des interrupteurs, surtout s'ils sont fabriqués selon l'ancien modèle. Les pannes de court-circuit sont également courantes. Pour éliminer ces inconvénients, il est conseillé aux automobilistes d'acheter des modifications améliorées de ces éléments, qui ont une durée de vie plus longue.
En conclusion, nous proposons une vidéo détaillée sur la façon d'installer un système d'allumage sans contact:
Questions et réponses
Quels sont les avantages d'un système d'allumage sans contact ? Il n'y a pas de perte de contact disjoncteur/distributeur en raison des dépôts de carbone. Dans un tel système, une étincelle plus puissante (le carburant brûle plus efficacement).
Quels sont les systèmes d'allumage ? Contact et sans contact. Le contact peut contenir un disjoncteur mécanique ou un capteur Hall (distributeur - distributeur). Dans un système sans contact, il y a un interrupteur (à la fois un disjoncteur et un distributeur).
Comment brancher correctement la bobine d'allumage ? Le fil marron (venant du contacteur d'allumage) est connecté à la borne +. Le fil noir se trouve sur le contact K. Le troisième contact de la bobine est à haute tension (va au distributeur).
Comment fonctionne le système d'allumage électronique ? Un courant basse tension est fourni à l'enroulement primaire de la bobine. Le capteur de position du vilebrequin envoie une impulsion à l'ECU. L'enroulement primaire est désactivé et une haute tension est générée dans le secondaire. Selon le signal de l'ECU, le courant va à la bougie d'allumage souhaitée.
