Articles

Tändningstid: det glömda testet

äger du ett tidsljus? När använde du den senast? Gamla killar som jag vet vad det är, men har yngre tekniker en aning? För att vara rättvis varierar svaren på dessa frågor beroende på geografisk plats. Jag är i Chicago-området och jag kommer inte ihåg förra gången jag använde ett tidsljus. Saltade vägar, rost, utsläppstestning och ”kontanter för clunkers” eliminerade 99 procent av de fordon som krävde justeringar av tändningstider i mitt område. Jag äger ett fint tidsljus men det har förmodligen ett tjockt lager damm på det… om jag ens kan hitta det. Om jag bodde i ett område som Phoenix eller San Diego, kan den här historien vara helt annorlunda. Miljö / geografiska frågor som detta kan ofta resultera i ett 2018-fordon i en butik i en butik medan ett 1976-fordon kan vara precis bredvid det. Inte i Chicago! Jag ser sällan något äldre än 1996, men jag äger fortfarande en blå skiftnyckel för fall. Oavsett, tändningstid är en mycket viktig aspekt av motorns prestanda.

nedläggningen av tidsmärken

Dagens motorapplikationer erbjuder vanligtvis inte tekniker en metod för att kontrollera tändningstiden eftersom den inte längre är justerbar. Oftast finns det inga tidsmärken på vevaxelns remskiva och inga tändstiftsledningar för att ansluta våra tidsljus till om vi ens ville utföra en sådan uppgift. För att leriga vattnet ännu längre tillhandahåller tillverkarna inte längre specifikationer för tändningstid. Betyder detta att tändningstidpunkten är mindre viktig? Självklart inte. Min poäng: tändningstiden kan vara felaktig, även om den inte kan justeras av en tekniker, och därefter orsaka körbarhetsproblem.

Figur 1 – en distributör eller en ”bläckfisk” på en 1970 utmanare R/T.

För er som är gröna eller tekniker på ingångsnivå, låt mig måla den här bilden. Det brukade finnas en enhet på motorn som såg ut som en bläckfisk (Figur 1). Denna” bläckfisk ” kallades faktiskt distributören. Den hade tändkablar som var anslutna till tändstiftet för varje cylinder på motorn och hade ofta en extra tråd som var ansluten till en enda tändspole. Ja, tro det eller ej, bara en tändspole. Bläckfiskens jobb var att distribuera spark vid lämplig tidpunkt till varje enskild cylinder. För att göra det måste distributören, eller bläckfiskens Huvud, installeras korrekt. Det kan vridas, i en eller annan riktning, för att fastställa basantändningstidpunkten. Därifrån skulle motordatorn ta över och avancera eller fördröja tändningstiden, eller när gnistan avfyrades, baserat på driftsförhållandena i det ögonblicket.

en sidnot som bör tas upp: under några år i mitten av 1990-talet och början av 2000-talet fanns distributörer på fordon, men justeringar av tändningstider var inte möjliga. Även om det var möjligt att vrida distributören, detta endast åstadkommit kamaxel sensor timing. Denna justering påverkade injektionstimingen men inte tändningstiden. Tändningstiden baserades nu på vevaxelns positionssensoringång till PCM. Ett exempel på detta skulle vara en General Motors 5,7 – och 5,0-litersmotor så sent som 2000 års modell och General Motors 4,3-litersmotor hela vägen fram till 2004 års modellår.

svar på teknisk brist

om det finns en teknisk brist rikstäckande eller bara i din butik, är JB burkhauser här med hur man hanterar det – nationellt och lokalt.

med introduktionen av DIS (direkt tändsystem) i början av 1980-talet och COP (coil over plug) tändsystem strax efter det blev bläckfisken föråldrad. Som ett resultat blev justeringar av tändningstider också föråldrade. Dessa förändringar innebar inte att tändningstiden var mindre viktig, det blev bara en icke-justerbar del av Teknikerns serviceprocedur eftersom mekaniska komponenter eliminerades och datoriserade tändkontroller tog hand om alla tändningsfunktioner.

borta men inte glömt

Nu när historielektionen är klar kommer vi till hur tändningstiden styrs på ett modernt fordon. Tändningstiden på nästan alla moderna fordon är baserad på vevaxelns positionssensoringång. Aspekterna för driften av en fyrtaktsmotor är fortfarande desamma som den alltid har varit, inklusive tändningstid, och serviceinformation har hållit på med de flesta områden som motorer har förändrats och avancerat. Serviceinformation saknas dock när det gäller den viktiga variabeln för tändningstid. Eftersom tändningstiden är icke-justerbar på moderna fordon ingenjörerna som utformar fordonen och individerna som skriver serviceinformationen, ger oss inte tekniker all information vi kan behöva eftersom tändningstiden är något ”vi borde inte längre röra med.”Låt mig dela en historia som illustrerar behovet av tändtidsspecifikationer.

en Ford i början av 2000-talet med en 4,2-liters V-6-motor finns i butiken för ett problem med låg effekt. Butiken hade redan använt det vanliga hagelgeväret och ersatt bränslepumpen, bränslefiltret, massflödessensorn, hela avgassystemet (allt utom avgasgrenrören), kamaxelpositionssensorn, tändstift, tändkablar och spolpaket. På ett mycket ineffektivt och kostsamt sätt täckte butiken de flesta baserna för en låg effektfråga. Vid min ankomst till affären bekräftade en provkörning av fordonet att problemet med låg effekt kvarstod. En dubbelkontroll av de delar / komponenter som byttes ut utfördes och inga fel hittades. Vad saknades? Kontrollerades tändningstiden? Oss gamla killar vet fördröjd tändning timing kan orsaka en mycket liknande känsla körbarhet resultat men, som nämnts tidigare, det fanns inga tids märken eller specifikationer för kontroll av tändning timing. Vad gör vi härnäst?

Figur 2 – en sliten kilspår tillät en skev CKP-signal som resulterar i fördröjd tändningstid.

ett snabbt test av tändningstid, med hjälp av några moderna tekniker (som ska behandlas inom kort) avslöjade att tändningstiden faktiskt var retarderad. Eftersom tändningstiden är baserad på vevaxelns positionssensorsignal var CKP-reluktorn nästa sak på listan att kontrollera. I detta fall monterades CKP-reluktorn på vevaxelns remskiva. Avlägsnande av vevaxelns remskiva avslöjade en sliten kilspår som gjorde det möjligt för vevaxelns remskiva att växla (Figur 2). Detta skifte resulterade i en CKP-signal som var sen. Den sena CKP-ingångssignalen till PCM resulterade i en sen eller fördröjd tändningstidssignal till tändspolarna. Det enda som krävdes för att lösa problemet med låg effekt på fordonet i fråga var en vevaxelskiva. Den nya remskivan resulterade i en exakt CKP-signal till PCM och följaktligen ett korrekt tändtidskommando.

min poäng med hela denna historia är att tekniker nuförtiden, erfarna tekniker och gröna tekniker, förbiser tändningstid eftersom det är ” icke-justerbart.”Tekniskt är det inte justerbart, men det kan förändras… om något är trasigt.

kontrollera tändningstid utan tidsljus

Så hur kontrollerar vi tändningstid du kan fråga? För några stycken sedan hänvisade jag till ett ”snabbtest” för att kontrollera tändningstiden på ett modernt fordon. Med lämplig utrustning och kunskap om hur motorer fungerar är det faktiskt en lätt uppgift. Det finns två metoder som jag är medveten om som kan användas för att kontrollera tändningstiden. Båda dessa tester kräver ett oscilloskop. Dessutom behövs en högströmssond och / eller en tryckgivare. Den aktuella sonden eller tryckgivaren kommer att ge en topp dödcentral referens. En annan kanal i scope kommer att användas som en tändreferens och kan åstadkommas på olika sätt beroende på fordonsapplikation och tillgängliga scope-sonder. Den första tekniken är ett” ballpark ” – test och den andra tekniken är mycket mer exakt än den första.

Metod # 1: Relativ komprimering i förhållande till synkronisering

relativ komprimering innebär att man ansluter en strömsond runt en batterikabel, inaktiverar bränslesystemet för att tvinga en vev utan starttillstånd och använder någon typ av tändningssynkronisering. Motorn vrids sedan över och startmotorns nuvarande toppar kan observeras. De nuvarande topparna motsvarar den högre ansträngning som krävs av startmotorn för att komprimera innehållet i varje cylinder. Lika aktuella toppar indikerar att alla cylindrar har lika kompression. För vår diskussion idag bör tändningssynkroniseringen falla nära toppen av en av nuvarande toppar i fångsten. Denna teknik är inte exakt, men kan ge oss en ganska bra uppfattning om tändningstiden är nära. Tänk på det-under vevning använder de flesta motorapplikationer basantändningstid. Om vi använder vad vi har lärt oss av äldre fordon, uppmanar dig erfarna tekniker, bör bastiden vara (troligtvis) någonstans mellan o grader till 10 grader BTDC (före topp dödcentrum). Detta innebär att tändningssynkroniseringen ska ske mycket nära en av de aktuella topparna eller något till vänster om den relativa infångningen. Om tändningssynkroniseringen faller för långt till höger om den aktuella toppen är tändningstiden fördröjd. Omvänt, om det faller för långt till vänster, är tändningstiden avancerad.

Figur 3 – tändsynkroniseringen faller väl åt höger vilket indikerar fördröjd tändningstid.

följande relativa kompressionsfångst (Figur 3) är från en Ford Mustang 2002 med en 3,8 liters motor. Fordonet sprang knappt och den relativa kompressionsfångsten förklarar varför tändningstiden är allvarligt fördröjd.

Fugure 4 – en trasig vevaxelbalans fick CKP-reluktorn att skifta

ytterligare undersökning, med fokus på vevaxelns lägesgivare, avslöjade en skadad (Figur 4) vevaxelbalans.

Figur 5 – en relativ kompressionsfångning med något tvivelaktig tändningstid.

ett annat exempel kan vara nästa fångst av ett annat Ford-fordon. Figur 5 illustrerar tändningstid som är tveksamt. Tändningsbränningen (lila) verkar vara nära övre dödcentrum eller till och med lite till höger eller fördröjd. I detta fall är tändningstid misstänkt och mer testning bör utföras.

Metod # 2: in-cylinder kompression i förhållande till sync

in-cylinder testning är ett mycket mer exakt sätt att mäta tändningstid och skulle vara nästa diagnostiska steg när det gäller fordonet som används i Figur 5. Denna teknik kommer fortfarande att kräva en tändningssynkronisering, men kräver också användning av en tryckgivare för att upprätta TDC (Top Dead Center) och 720 ml vevaxelrotation. Till skillnad från det relativa kompressionstestet kan detta test göras under motorns vevning eller medan motorn är igång. Dessutom kan mycket noggranna mätningar av tändningstid göras.

för att underlätta detta test tas en tändstift bort och en tryckgivare installeras på plats. Motorn vrids sedan över eller startas. Den högsta punkten i tryckupptagningen är top dead center. Tändningssynkroniseringen kan sedan jämföras med det faktiska toppdödcentret och kan om så önskas mätas med mer noggrannhet.

Figur 6 – tändningstid under körning bör avanceras. Denna fångst visar nära Top dead center.

Figur 6 är en infångning i cylindern från ett annat fordon. Fordonet körs på tomgång och det är uppenbart att gnistbränningshändelsen inträffar nästan exakt vid toppdödcentrum.

tidpunkten för denna tändningshändelse bör ställa en fråga: när ett fordon körs bör inte tändningstiden avanceras? Svaret är ja och slutsatsen är att något är trasigt.

mätning av tändningstid

om du äger ett Pikoskop är det relativt enkelt att mäta tidpunkten för en händelse. Linjalerna kan användas för att markera två på varandra följande toppdödcentrumstryckhändelser för att ge räckvidden en referens på 720 ml. Då kan en markör dras för att ställa upp med tidshändelsen som du vill mäta. En ruta visas högst upp på skärmen omfattning och skillnaden i grader visas.

Figur 7 – en 720 graders händelse mäts till 527.2 millisekund

Om du använder ett omfattning som inte erbjuder det här alternativet, till exempel en Snap-On-produkt, kan denna uppgift fortfarande utföras relativt enkelt med lite matematik. Använd först dina markörer för att markera en 720-händelse från top dead center till top dead center. Omfattningen visar hur lång tid 720-händelsen tog (Figur 7). I detta fall är mätningen 527,2 millisekunder. För det andra, dela upp tiden för händelsen som visas på omfattningen med 720. Detta kommer att berätta för oss hur mycket tid varje grad av vevaxelrotation är ansvarig för. I vårt exempel, 527.2 millisekunder dividerat med 720 grader är lika .73 millisekunder per vevaxelgrad. För det tredje, lämna den första markören längst upp i dödscentret och flytta den andra markören till den tidshändelse du vill mäta (figur 8). En ny tidsmätning visas på skärmen omfattning. I vårt fall är antalet 29,46 millisekunder. Slutligen dela denna nya tidsmätning med det antal som erhållits under det andra steget. I vårt exempel, 29,46 millisekunder dividerat med .73 millisekunder motsvarar 40 grader. Detta nummer representerar mängden tidsförskott, eller retard, för den givna fångsten. I detta fall fördröjs tändningstiden 40 grader. Kom ihåg, oavsett vilket verktyg eller metod du använder, om händelsen inträffar till höger om top dead center indikerar detta en fördröjd tidshändelse och till vänster om top dead center skulle indikera en avancerad händelse.

figur 8 – tändningshändelsen mäts och inträffar vid 29.46 millisekunder efter top dead cente

sammanfattning

Tändningstidpunkten är lika viktig som den alltid har varit för korrekt drift av en förbränningsmotor med gnisttändning trots att tekniska framsteg har eliminerat Teknikerns förmåga att justera eller till och med kontrollera baständningstidpunkten. Föråldringen av tidsljus, tidsmärken och tidsjusteringar har resulterat i en branschmentalitet som tenderar att glömma denna viktiga fråga.

tekniskt sett bör tändningstiden aldrig behöva kontrolleras på ett modernt fordon. Ingenjörerna gav oss därför inte möjlighet att göra det. Men i ingenjörernas försvar kan varje potentiellt misslyckande inte förväntas. Men komponenter går sönder och vi tekniker måste anpassa vår diagnostik till dessa oförutsedda situationer. Vem vet, kanske en dag kommer vi att se återkomsten av tidsmärken på en vevskiva i syfte att diagnostisera. Jag tvivlar på det. Kanske kan vi få ett diagnostiskt problemdiagram som faktiskt leder oss till ett fordonsfel på ett korrekt och korrekt sätt. Det finns ett talesätt som har något att göra med vilken hand fylls snabbare: ”Önskar i ena handen och…”