Articles

Tænding timing: den glemte test

ejer du et timing lys? Hvornår har du sidst brugt den? Gamle fyre som mig ved, hvad det er, men har yngre teknikere en anelse? For at være retfærdig varierer svarene på disse spørgsmål afhængigt af geografisk placering. Jeg er i Chicago-området, og jeg kan ikke huske sidste gang jeg brugte et timinglys. Saltede veje, rust, emissionstest og “cash for clunkers” eliminerede 99 procent af de køretøjer, der krævede tændingstiming i mit område. Jeg ejer et fancy timing lys, men det har sandsynligvis et tykt lag støv på det… hvis jeg endda kan finde det. Hvis jeg boede i et område som San Diego, kan denne historie være helt anderledes. Miljømæssige / geografiske problemer som dette kan ofte resultere i et 2018-køretøj i en butik i en butik, mens et 1976-køretøj kunne være lige ved siden af det. Ikke i Chicago! Jeg ser sjældent noget ældre end 1996, men jeg ejer stadig en blå skruenøgle bare i tilfælde. Uanset, tænding timing er et meget vigtigt aspekt af motorens ydeevne.

lukningen af timingmærker

dagens motorapplikationer tilbyder normalt ikke teknikere en metode til kontrol af tændingstiming, fordi den ikke længere kan justeres. Oftest er der ingen timingmærker på krumtapakselskiven og ingen tændrørsledninger til at forbinde vores timinglys til, hvis vi endda ville udføre en sådan opgave. For at mudre vandet endnu mere leverer producenterne ikke længere specifikationer for basistændingstiming. Betyder det, at tændingstiming er mindre vigtig? Selvfølgelig ikke. Min pointe: tændingstiming kan være forkert, selvom den ikke kan justeres af en tekniker og derefter forårsage problemer med køreegenskaber.

Figur 1 – En distributør eller en “octopus” på en 1970 Challenger R/T.

for dem af jer, der er grønne eller entry level teknikere, lad mig male dette billede. Der plejede at være en enhed på motoren, der lignede en blæksprutte (Figur 1). Denne” blæksprutte ” blev faktisk kaldt distributøren. Det havde tændkabler, der blev tilsluttet tændrøret for hver cylinder på motoren og ofte havde en ekstra ledning, der var forbundet til en enkelt tændspole. Ja, Tro det eller ej, kun en tændspole. Octopus ‘ job var at distribuere gnist på det passende tidspunkt til hver enkelt cylinder. For at gøre det skulle distributøren eller blækspruttehovedet installeres korrekt. Det kunne drejes i en eller anden retning for at etablere basetændingstiming. Derfra ville motorcomputeren overtage og fremme eller forsinke tændingstimingen, eller når gnisten fyrede, baseret på driftsforhold i det øjeblik.

en sidebemærkning, der skal behandles: i et par år i midten af 1990 ‘erne og begyndelsen af 2000’ erne eksisterede distributører på køretøjer, men tændingsjusteringer var ikke mulige. Selvom det var muligt at dreje distributøren, dette kun foretaget knastaksel sensor timing. Denne justering påvirkede injektionstiming, men ikke tændingstiming. Tændingstiming var nu baseret på krumtapakselens positionssensorindgang til PCM. Et eksempel på dette ville være en General Motors 5.7 – og 5.0-liters motor så sent som 2000-modelåret og General Motors 4.3-liters motor helt op til 2004-modelåret.

svar på Tech mangel

hvis der er en teknisk mangel landsdækkende eller bare i din butik, er JB burkhauser her med, hvordan man adresserer det – nationalt og lokalt.

Med introduktionen af DIS (direkte tændingssystemer) i det tidlige 1980 ‘ erne og cop (coil over plug) tændingssystemer kort efter blev blæksprutte forældet. Som et resultat blev tændingstimingsjusteringer også forældede. Disse ændringer betød ikke, at tændingstiming var mindre vigtig, det blev bare en ikke-justerbar del af teknikerens serviceprocedure, fordi mekaniske komponenter blev elimineret, og computerstyrede tændingskontroller tog ansvaret for alle tændingsfunktioner.

borte men ikke glemt

nu hvor historielektionen er afsluttet, kommer vi til, hvordan tændingstiming styres på et moderne køretøj. Tændingstiming på næsten alle moderne køretøjer er baseret på krumtapakselens positionssensorindgang. Aspekterne for driften af en firetaktsmotor er stadig de samme, som den altid har været, inklusive tændingstiming, og serviceoplysninger har fortsat med at vedrøre de fleste områder, efterhånden som motorerne er ændret og avanceret. Serviceinformation mangler dog, når det kommer til den vigtige variabel for tændingstiming. Fordi tændingstiming ikke kan justeres på moderne køretøjer, designer ingeniørerne køretøjerne, og de personer, der skriver serviceoplysningerne, giv os ikke teknikere alle de oplysninger, vi måtte have brug for, fordi tændingstiming er noget “vi bør ikke længere rod med.”Tillad mig at dele en historie, der illustrerer behovet for antændelsestidsspecifikationer.

en tidlig 2000 ‘ ers Ford med en 4,2-liters V-6-motor er i butikken for et problem med lav effekt. Butikken havde allerede brugt den sædvanlige haglgeværstilgang og udskiftet brændstofpumpe, brændstoffilter, masseluftstrømssensor, hele udstødningssystemet (alt undtagen udstødningsmanifoldene), knastakselpositionssensor, tændrør, tændingsledninger og spolepakke. På en meget ineffektiv og dyr måde dækkede butikken de fleste af baserne for et problem med lav effekt. Ved min ankomst til butikken bekræftede et testkørsel af køretøjet, at problemet med lav effekt forblev. En dobbeltkontrol af de dele/komponenter, der blev udskiftet, blev udført, og der blev ikke fundet nogen fejl. Hvad blev savnet? Blev tændingstimingen kontrolleret? Amerikanske gamle fyre ved, at forsinket tændingstiming kan forårsage et meget lignende resultat af køreegenskaber, men, som tidligere nævnt, der var ingen timingmærker eller SPECIFIKATIONER til kontrol af tændingstiming. Hvad gør vi nu?

figur 2 – en slidt nøglebane tillod et skævt CKP-signal, der resulterer i forsinket tændingstiming.

en hurtig test af tændingstiming ved hjælp af nogle moderne teknikker (der skal behandles inden for kort tid) afslørede, at tændingstimingen faktisk var forsinket. Fordi tændingen timing er baseret på krumtapakslen position sensor signal CKP reluctor var den næste ting på listen for at kontrollere. I dette tilfælde blev CKP-reluktoren monteret på krumtapakselskiven. Fjernelse af krumtapakselskiven afslørede en slidt nøglevej, der gjorde det muligt for krumtapakselskiven at skifte (figur 2). Dette skift resulterede i et CKP-signal, der var sent. Det sene CKP-indgangssignal til PCM resulterede i et sent, eller forsinket, tændingstiming trigger signal til tændspolerne. Det eneste, der var nødvendigt for at løse problemet med lav effekt på det pågældende køretøj, var en krumtapakselskive. Den nye remskive resulterede i et nøjagtigt CKP-signal til PCM og følgelig en korrekt tændingstimingskommando.

mit punkt i hele denne historie er, at teknikere i dag, erfarne techs og grønne techs ens, overser tændingstiming, fordi det er “ikke-justerbart.”Teknisk set er det ikke justerbart, men det kan ændre sig… hvis noget er brudt.

kontrol tænding timing uden en timing lys

så hvordan kan vi kontrollere tænding timing du kan spørge? For et par afsnit siden henviste jeg til en “hurtig test” for at kontrollere tændingstiming på et moderne køretøj. Med det rette udstyr og viden om, hvordan motorer fungerer, er dette faktisk en nem opgave. Der er to metoder, som jeg er opmærksom på, der kan bruges til at kontrollere tændingstiming. Begge disse tests kræver et oscilloskop. Derudover vil der være behov for en højstrømssonde og/eller en tryktransducer. Den aktuelle sonde eller tryktransduceren vil give en top dead center reference. En anden kanal i omfanget vil blive brugt som en tændingsreference og kan udføres på forskellige måder afhængigt af køretøjets anvendelse og tilgængelige omfangsprober. Den første teknik er en “ballpark” – test, og den anden teknik er meget mere præcis end den første.

Metode #1: Relativ kompression i forhold til synkronisering

relativ kompression involverer tilslutning af en strømsonde omkring et batterikabel, deaktivering af brændstofsystemet for at tvinge en krumtap uden starttilstand og brug af en eller anden form for tændingssynkronisering. Motoren drejes derefter over, og startmotorens aktuelle toppe kan observeres. De nuværende toppe svarer til den højere indsats, som startmotoren kræver for at komprimere indholdet af hver cylinder. Lige nuværende toppe indikerer, at alle cylindre har lige kompression. Til vores diskussion i dag, tændingssynkroniseringen skulle falde nær toppen af en af de nuværende toppe i fangsten. Denne teknik er ikke nøjagtig, men kan give os en ret god ide, hvis tændingstimingen er tæt. Tænk over det-under cranking bruger de fleste motorapplikationer basetændingstiming. Hvis vi bruger det, vi har lært af ældre køretøjer, og kalder på dig erfarne teknikere, skal basistimingen være (sandsynligvis) et sted mellem o grader til 10 grader BTDC (før Top Dead Center). Dette betyder, at tændingssynkroniseringen skal forekomme meget tæt på en af de nuværende toppe eller lidt til venstre for den relative fangst. Hvis tændingssynkroniseringen falder for langt til højre for den aktuelle top, forsinkes tændingstimingen. Omvendt, hvis det falder for langt til venstre, er tændingstimingen avanceret.

figur 3 – tændingssynkroniseringen falder godt til højre, hvilket indikerer forsinket tændingstidspunkt.

følgende relative kompression capture (figur 3) er fra en 2002 Ford Mustang med en 3,8 liters motor. Køretøjet kørte næppe, og den relative kompressionsfangst forklarer hvorfor — Tændingstiming er alvorligt forsinket.

Fugure 4 – en brudt krumtapakselbalancer fik CKP-reluktoren til at skifte

yderligere undersøgelse med fokus på krumtapakselpositionssensoren afslørede en beskadiget (figur 4) krumtapakselbalancer.

figur 5 – en relativ kompression capture med lidt tvivlsom tænding timing.

et andet eksempel kunne være denne næste indfangning af et andet Ford-køretøj. Figur 5 illustrerer tændingstiming, der er tvivlsom. Tændingen fyring (lilla) synes at være nær toppen dødpunkt eller endda en smule til højre, eller retarderet. I dette tilfælde er tændingstiming mistænkt, og der skal udføres flere test.

Metode #2: in-cylinder kompression i forhold til synkronisering

in-cylinder test er en meget mere præcis måde at måle tændingstiming på og ville være det næste diagnostiske trin for det køretøj, der anvendes i figur 5. Denne teknik vil stadig kræve en tændingssynkronisering, men vil også kræve brug af en tryktransducer til at etablere TDC (Top Dead Center) og 720 liter krumtapakselrotation. I modsætning til den relative kompressionstest kan denne test udføres under motorsvingning eller mens motoren kører. Derudover kan der foretages meget nøjagtige tændingstidsmålinger.

for at lette denne test fjernes et tændrør, og der installeres en tryktransducer på plads. Motoren drejes derefter over eller startes. Det højeste punkt i trykfanget er top dead center. Tændingssynkroniseringen kan derefter sammenlignes med det faktiske øverste dødcenter og kan om ønsket måles med mere nøjagtighed.

figur 6 – Tændingstiming under kørsel skal være avanceret. Denne optagelse viser nær top dead center.

figur 6 er en in-cylinder capture fra et andet køretøj. Køretøjet kører i tomgang, og det er indlysende, at gnistfyringshændelsen forekommer næsten nøjagtigt i det øverste dødcenter.

tidspunktet for denne tændingshændelse bør rejse et spørgsmål: når et køretøj kører, bør tændingstimingen ikke fremføres? Svaret er ja, og konklusionen er, at noget er brudt.

måling af tændingstiming

Hvis du ejer et Picoskop, er det relativt let at måle timing af en begivenhed. Linealerne kan bruges til at markere to på hinanden følgende top dead center trykhændelser for at give omfanget en 720 liter reference. Derefter kan en markør trækkes for at stille op med den timinghændelse, du ønsker at måle. En boks vises øverst på scope-skærmen, og forskellen i grader vises.

Figur 7 – En 720 graders begivenhed måles til at være 527.2 millisekund

Hvis du bruger et omfang, der ikke tilbyder denne mulighed, såsom et Snap-on-produkt, kan denne opgave stadig udføres relativt let med lidt matematik. Først skal du bruge dine markører til at markere en 720-liters begivenhed fra top dead center til top dead center. Omfanget viser den tid, som 720-kursen tog (Figur 7). I dette tilfælde er målingen 527,2 millisekunder. For det andet skal du dele mængden af tid for begivenheden, der vises på omfanget, med 720. Dette vil fortælle os, hvor meget tid hver grad af krumtapakselrotation er ansvarlig for. I vores eksempel 527.2 millisekunder divideret med 720 grader er lig med .73 millisekunder pr krumtapaksel grad. For det tredje skal du forlade den første markør øverst dødpunkt og flytte den anden markør til den timinghændelse, du vil måle (figur 8). En ny tidsmåling vises på scope-skærmen. I vores tilfælde er tallet 29,46 millisekunder. Til sidst skal du dele denne nye tidsmåling med det antal, der er opnået i det andet trin. I vores eksempel er 29,46 millisekunder divideret med .73 millisekunder svarer til 40 grader. Dette tal repræsenterer mængden af timing forskud, eller retard, for den givne fangst. I dette tilfælde er tændingstimingen forsinket 40 grader. Husk, uanset hvilket værktøj eller metode du bruger, hvis begivenheden finder sted til højre for top dead center, indikerer dette en forsinket timinghændelse, og til venstre for top dead center indikerer en avanceret begivenhed.

figur 8 – tændingsbegivenheden måles og forekommer ved 29.46 millisekunder efter top dead cente

Resume

Tændingstiming er lige så vigtig som det altid har været for korrekt drift af en forbrændingsmotor med gnisttænding, selvom teknologiske fremskridt har elimineret teknikerens evne til at justere eller endda kontrollere basetændingstiming. Forældelsen af timing lys, timing mærker og timing justeringer har resulteret i en industri mentalitet, der har tendens til at glemme dette vigtige spørgsmål.

teknisk set skal tændingstiming aldrig kontrolleres på et moderne køretøj. Ingeniørerne gav os som følge heraf ikke evnen til at gøre det. I ingeniørernes forsvar kan enhver potentiel fiasko imidlertid ikke forventes. Alligevel går komponenter i stykker, og vi teknikere er nødt til at tilpasse vores diagnostik til disse uforudsete situationer. Hvem ved, måske en dag vil vi se tilbagevenden af timingmærker på en krumtapskive med henblik på diagnostik. Det tvivler jeg på. Måske kan vi få et diagnostisk problemdiagram, der faktisk fører os til en køretøjsfejl på en rettidig og præcis måde. Der er et ordsprog, der har noget at gøre med, hvilken hånd der fyldes hurtigere op: “Ønsker i den ene hånd og…”