A Főtengely Jeladó és a Gyújtás Rendszerének Fontossága a Modern Autókban

A modern autók motorvezérlése számtalan érzékelőre és jeladóra támaszkodik a hatékony és megbízható működés érdekében. Ezek közül az egyik legfontosabb a főtengely jeladó vagy más néven forgattyús tengely helyzetérzékelő.

Meghibásodás esetén lehet, hogy az autó el sem indul, mi pedig csak állunk ott értetlenül, hogy mi lehet a baj. Hogy időben felismerhessük a problémát, nem árt, ha ismerjük a leggyakoribb főtengely jeladó hiba jeleket. Számos olyan érzékelő, szenzor és jeladó van az autóban, melyeket az átlag autósuk nem is ismernek, és csak akkor szereznek tudomást a létezésükről, amikor azok már meghibásodtak. Sok esetben ilyen a főtengely jeladó is, és mivel nem vagyunk tisztában a létezésével, így a hibajeleket sem ismerjük fel. Pedig vannak elég egyértelmű tünetei annak, ha ez az jeladó meghibásodik.

Mi a Főtengely Jeladó és Mi a Szerepe?

A főtengely jeladó, melyet motorfordulatszám jeladónak is szoktak nevezni, egy elektromos jeladó, mely a belső égésű motorokban ellenőrzi a főtengely pozícióját vagy forgási sebességét ellenőrzi, tehát a motorfordulatszámért is felelős. Benzines és dízel autókban egyaránt megtalálható, általában a lendkerék környékén helyezkedik el, de egyes autókban a motor hengerblokkjába vagy a főtengely környékén található meg.

A főtengely jeladó feladata, hogy a forgattyús tengely fordulatszámát és szöghelyzetét megállapítsa. Tehát a jeladó figyeli a forgattyús tengely pozícióját, illetve a fordulási sebességet, és ezeket az információkat elküldi a motor vezérlőegységének. Ezek fontos információk a motorkezelés számításaihoz, annyira, hogy sok motor nem is tud működni, ha a főtengely jeladótól nem kap precíz paramétereket. A főtengely jeladó létfontosságú információkat juttat el az ECU számára. Az ECU ezen információk alapján határozza meg a gyújtás és az üzemanyag-befecskendezés tökéletes időzítését.

A Főtengely Jeladó Működési Elvei és Típusai

Jelenleg kétfajta jeladó típus létezik: indukciós jeladó és Hall-jeladó. Hogy melyik van az autónkban, azt ránézésére nehéz megállapítani, pedig a jeladó típusa fontos kérdés a diagnosztika szempontjából.

Kapcsolók bekötése Renault Twingohoz

• Indukciós jeladó: Ez a régebbi és egyszerűbb technológia. Jellemzően kétpólusú (kétvezetékes) csatlakozóval rendelkezik. Működése során váltakozó feszültséget (AC) generál, amelynek erőssége és frekvenciája a motor fordulatszámával együtt változik.
• Hall-jeladós szenzor: Ez egy modernebb, aktív szenzor, amelynek működéséhez tápfeszültségre van szüksége. Jellemzően hárompólusú (háromvezetékes) csatlakozója van (táp, test, jel). A főtengely jeladó működése leggyakrabban egy mágneses elven alapul. A főtengely végén vagy a lendkeréken található egy speciális, fogazott impulzuskerék (vagy jeladókerék). Ez a változás elektromos feszültségjeleket generál, amelyeket a szenzor azonnal továbbít az ECU felé. A jelek frekvenciájából az ECU kiszámítja a motor fordulatszámát, egy speciális, hiányzó fog (vagy dupla fog) segítségével pedig azonosítja a főtengely pontos holtponti helyzetét.

A Hall-jeladó alapja a Hall-effektus, mely Edwin Hall amerikai fizikus nevét őrzi. A lényege, hogy ha egy széles vezető vagy félvezető anyagba áramot vezetünk, az áram irányára merőlegesen pedig mágneses térbe is helyezzük (azaz két mágnes közé), akkor az áthaladó elektronok az egyik irányba kitérnek. A gyakorlatban mindez azt jelenti, hogy ha a jeladóra 5 vagy 12 volt tápfeszültséget kapcsolunk, akkor elkezd folyni benne az áram. Ha eközben elkezdünk mozgatni előtte egy mágnest, akkor a másik két vezetéken (tehát nem azon, amelyen a rákapcsolt áram folyik), a mágnes közelségétől függően feszültséget mérhetünk. Az autókban meglehetősen sok helyen alkalmazzák a Hall-jeladókat. Általában egy kerék forog előtte, amin felváltva vannak az észak-dél és a dél-észak mágnesek, egészen aprók. Ahogy ez a Hall-jeladó előtt forog, a jeladó jelkábelén váltakozik a feszültség, olyan gyorsan, amilyen gyorsan a kerék forog.

Főtengely Jeladó Hiba Jelei: Mire Figyeljünk?

Ha gond van a főtengely jeladóval, akkor általában annak vannak jelei, melyek figyelmeztetik a sofőrt, hogy ezzel a problémával igen is foglalkozni kell. A főtengely jeladó hibája számos kellemetlen és néha veszélyes tünetet produkálhat, mivel a motorvezérlés alapvető információforrása sérül.

• Problémás indítás: Ugyebár a főtengely jeladó olyan paramétereket figyel, illetve küld a vezérlőegység felé, melyek lényegesek a motor elindításához. Ha a jeladó hibás, nem küld megfelelő információkat, így az elindulás nehézkes lesz, vagy egyáltalán nem valósul meg. Nem tudna elindulni a főtengely helyzetérzékelő nélkül.
• Időközönkénti leállás: Ha a főtengely jeladó hibás, akkor menet közben megszakadhat a jeladás, ez pedig a motor leállásához vezethet. Ez a jelenség jellemzően kábelproblémát jelez. A főtengely jeladó meghibásodására leggyakrabban a motor indítási nehézségei, a rendszertelen alapjárat, a teljesítmény csökkenése vagy a motor váratlan leállása utal.
• Világít a Check-Engine visszajelző lámpa: Az egy nagyon árulkodó jel, hogy a motorellenőrzés lámpa felvillan. Persze ez számos más problémát is jelezhet, de ilyenkor a főtengely jeladóra is érdemes vetni egy pillantást. Az ECU érzékeli a jeladó hibáját vagy a jel hiányát, és hibakódot (pl. P0335) tárol.
• A gyorsulás nagyon változékony: Ha hibás a főtengely jeladó, akkor nehézkessé válhat az állandó sebesség fenntartása is. Mivel a főtengely jeladó pontatlan információkat küld a motornak, ezért a vezérlőegység nem képes a megfelelő szinkronizálásra és üzemanyag befecskendezésre.
• Nem működik megfelelően a motor: Amennyiben azt tapasztaljuk, hogy a motor nagyon kínlódik, rángat, esetleg alapjáraton, a lámpáknál vagy kereszteződésben megállva berezeg, és a fordulat nem állandó, akkor az nagy valószínűséggel a főtengely jeladó meghibásodást jelenti. Ezek a jelzések ugyanis arra utalnak, hogy a hengerek nem működnek megfelelően, ezt pedig a hibás főtengely jeladó okozza. Ilyen esetekben a főtengely jeladó nem küld megfelelő információkat, melynek következtében pedig a hengerek véletlenszerűen kihagynak. Ezt a jelenséget a gyújtógyertyák hibája is okozhatja, de ha azok rendben vannak, akkor a főtengely jeladó lesz a ludas.
• Nő a fogyasztás: Bár ez a jelzés többféle meghibásodást is jelezhet, de sokszor a főtengely jeladó hibája okozza. Ha ugyanis a főtengely jeladó nem küld megfelelő szinkronizációs információkat a motornak, akkor az üzemanyag befecskendezők nem juttatnak megfelelő mennyiségű üzemanyagot a motorba. Emiatt a motor több üzemanyagot fog használni az átlagosnál, ez pedig észrevehető lesz.

Mi Okozza a Főtengely Jeladó Meghibásodását?

Számos oka lehet annak, hogy a főtengely jeladó nem működik megfelelően. Ezeket megakadályozni nem igazán lehet, tehát úgy járunk a legjobban, ha figyelünk az árulkodó jelekre, és azonnal szerelőhöz megyünk, ha bármelyiket is tapasztaljuk.

• Belső rövidzárlat: Az alkatrész belső elektromos hibája.
• Vezetékszakadás: A jeladóhoz vezető kábelek sérülése vagy szakadása.
• Sérült impulzus kerék: Az a fogazott kerék, amiről a jeladó az információt veszi, mechanikailag sérülhet.
• Szennyeződések: Olajsár, fémreszelék vagy egyéb szennyeződések befolyásolhatják a jeladó működését.
• Mechanikai sérülések: Gyakori ok, hogy más javítások során véletlenül megsértik a jeladót vagy annak vezetékét.
• Extrém hőterhelés: A motorblokk közelében lévő elhelyezkedése miatt folyamatosan magas hőmérsékletnek van kitéve a jeladó, ami idővel tönkreteheti.

Diagnosztika és Csere: A Megoldás

A szerelő ilyenkor elvégez egy diagnosztikai tesztet, hogy megállapítsa, pontosan mi is a baj, és ennek fényében végzi el a szükséges javítást vagy cserét. Ha a fenti hibajelek valamelyikét tapasztalja, a hiba pontos azonosítása érdekében érdemes az alkatrészt bemérni.

A Diagnosztika Eszközei

• Oszcilloszkóp: A legprecízebb diagnosztikai eszköz ehhez egy oszcilloszkóp, amely képes grafikusan megjeleníteni a jeladó által kiadott jelalakot. Ez a legmegbízhatóbb módja a jeladó működésének ellenőrzésére.
• Multiméter: Házilag egy multiméter is segíthet. Indukciós jeladó esetén az ellenállását lehet megmérni (a gyártó által megadott értékhez képest), Hall-jeladónál pedig a tápfeszültség és a testelés meglétét lehet ellenőrizni. Fontos, hogy a multiméter ellenállás-mérőjét nagyon gyorsan el kell felejteni, akár könnyen-gyorsan tönkre is teheti a Hall-szenzort.

Javítás vagy Csere?

A főtengely jeladó egy olyan alkatrész, amelyet meghibásodás esetén nem lehet javítani. Nem, a főtengely jeladó egy elektronikailag zárt egység, amelyet nem lehet gazdaságosan vagy megbízhatóan javítani. Amennyiben a diagnosztika egyértelműen kimutatja a hibáját, az egyetlen megoldás a csere. A cserénél elengedhetetlen a megfelelő minőségű alkatrész kiválasztása.

Renault Twingo: Mit jelent a végső üzemanyagcsík?

Nincs előírt csereperiódusa. Normál üzemi körülmények között egy jeladót úgy terveznek, hogy az autó teljes élettartamát kiszolgálja. Erősen nem ajánlott a további használat. Egy hibás jeladó miatt az autó bármikor leállhat, így megbízhatatlanná válik a működése, és hosszú távon más alkatrészeket is károsíthat (pl. katalizátor, motor). A hibás főtengely jeladó súlyosan befolyásolhatja a jármű megbízhatóságára is.

Gyújtásrendszerek és Működésük

Mivel a főtengely jeladó alapvető információkat szolgáltat a gyújtás időzítéséhez, érdemes áttekinteni a gyújtásrendszerek általános működését.

CDI és TCI Gyújtásrendszerek

A CDI gyújtás (Capacitive Discharge Ignition) az energiát egy nagyfeszültségű kondenzátorban tárolja. Ezekhez speciálisan ecélra alkalmazható CDI trafó kell, amely képes elviselni a primer oldalon a nagyfeszültségre feltöltött kondenzátor feszültségét. A Simson megszakítós gyújtás ezzel ellentétben a trafóban tárolja a gyújtási energiát, ezt hívják TCI gyújtásnak. Az autós gyújtások jórésze is a trafóban tárolja az energiát, ez teljesen jó megoldás.

Az, hogy tirisztorosnak hívunk egy gyújtást, működés szempontjából még nyugodtan lehet CDI vagy TCI. A tirisztor csupán a kapcsoló elem (amely megszakítós gyújtásnál esetén mechanikus elem: a megszakító). Megoldástól függően akár nagyfeszültségű gate vezérelt tranzisztor (IGBT) is lehet (modern gyújtásokban azért használatos, mivel nem szükséges ellenpolaritású kioltás, mint a tirisztornál és gyorsabb működésű), illetve nagy feszültségű Mosfet. Tehát az elnevezés, hogy egy gyújtás úgynevezett "tirisztoros", az csak a kapcsolóelem típusát határozza meg. Ettől még nem lesz programozható és nem feltétlenül CDI vagy TCI.

Gyújtás Jeladók

A következő meghatározó paraméter a jeladó típusa. Gyakorlatilag ez is teljesen független a gyújtás rendszerétől, vagyis nem teljesen, mert általában megszakítós gyújtásoknál nem szokott jeladó lenni, mert maga a megszakító, mint kapcsoló elem a jeladó. Kismotoroknál jellemző az induktív jeladó, pl. Simson tirisztoros gyújtásnál a jeladótekercs. Ami komolyabb, de drágább megoldás az a hall elem, ami mágnesesség elvén működő elektromos alkatrész, mágneses pólusváltozásra ad kimenetet, többféle típusban létezik. Ami nem annyira népszerű, de még hasonlóan jól működik az az optokapu. Ledből és fototranzisztorból épül fel, mikor megszakad a fény útja ad kimenetet. A fény spektruma nem természetes, hogy szabad szemmel látható. Infra fényeket pl. mobiltelefon kamerájával láthatjuk.

Twingo teherautó átalakítás: Mire figyeljünk?

A Gyújtások Tápellátása

A gyújtások tápellátása az előzőekhez hasonlóan szintén független. Kis költségű járműveknél, segédmotoroknál egy gyújtótekercs szokta előállítani a pl. CDI gyújtás esetén a kondenzátor töltéséhez szükséges energiát, nyilván egyenirányítás után. Ezt a kondenzátorban tárolt energiát süti ki a kapcsoló elem egy gyújtótrafón keresztül. Mivel a tekercs egyenirányítása után nem szoktak DC-DC konvertert (egyen-egyen átalakító) alkalmazni csak nagy fordulaton képes a rendszer teljes hatékonysággal tölteni a kondit és az elektronika optimális üzemi feszültségen működni.

Ezeknél lényegesen jobb megoldás az említett DC-DC konverter. Egyenfeszültséget alakít át egyenfeszültségre. Gyújtás esetén pl. 12V-os akkumulátor feszültségről konvertál 250V-os egyenfeszültségre. A konverter általában egy központi vezérlőelemből, direkt erre a célra gyártott IC-ből, pár kapcsolóelemből áll, illetve egy porvasmagos transzformátorból, egyenirányításból. Az egyenfeszültséget ezekkel a kapcsolóelemekkel magszaggatják, majd a transzformátor primer oldali ágát, ágakat hajtják meg. A transzformátor kicsiny mérete ellenére rendkívül hatékonyan képes működni a nagyfrekvenciás kapcsolás miatt.

Általában autóknál sima hagyományos transzformátoros gyújtás van, amelyben a transzformátor tárolja az energiát és közvetlenül az akkumulátor feszültségéről működik, ezeknek a rendszereknek a gyújtótranszformátora ezért más áttételezést igényel. A két gyújtás közötti transzformátor nem csereszabatos.

A Gyújtás Időzítésének Szabályozása

Elérkeztünk a gyújtáskarakterisztika által nyújtott lehetőségekhez. Szabályzására többféle megoldás létezik. Érthető, hogy változtatni kell, mert a hengerben történő folyamatoknak idő szükséges, gyújtás után várni kell, hogy kiteljesedjen a nyomás. Hogy a felső holtpontra teljesedjen ki a nyomás ehhez előgyújtásra van szükségünk, különben teljesítményveszteséggel lesz dolgunk. Ennek mértéke természetesen függ a hengerben uralkodó folyamatoktól.

Mechanikus és Vákuumos Szabályozás

Korábban mechanikus megoldásokat is alkalmaztak. Ezek közül talán a legnépszerűbb a röpsúlyos szabályozás. Működése egyszerű, a fordulatszám növekedésével röpsúlyok távolodtak a forgásponttól ahogy legyőzik a rugóerőt, majd egy áttételen keresztül elforgatták az alaplapot a megfelelő irányba. A másik gyakran látható megoldás a vákuumos előgyújtás szabályozás. A szívócsőnyomás függvényében egy csővel összekötött membrán egy mechanikán keresztül végzi a gyújtásalap elforgatását. Nyilván ezek nem tudnak egy bizonyos pontosság felett üzemelni.

Mikroszámítógépes és Elektronikus Szabályozás

A jelen és a jövő a mikroszámítógépes szabályozásé. Egyszerű módon működnek. Jeladó felhelyezése a legnagyobb kívánt előgyújtás elött szokott lenni. Első átfordulásnál a mikrokontroller elindít egy számlálót, amely a második átfordulásnál megáll, belső pontos órajel alapján ismert az idő, ebből a frekvencia, fordulatszám meghatározható. A mért fordulatszám, szenzorok jelei alapján egy táblázatból kiolvasott értékkel késleltet gyújtásunk. Számláló lejártakor a mikrokontroller vezérli a kapcsolóelemet, a gyújtás megtörténik. Számtalan környezeti és belső paraméter befolyásolhatja a motor működését, ezeket mind figyelembe veszi az elektronika.

A jövő azonban az, hogy mondjuk egy soros 4 hengeres motornál a hengerfej egyik és a másik végébe építenek bele egy kopogásjeladót. És egészen egyszerűen lépcsőzetesen növelik az előgyújtást elektronikával, amikor kopogást érzékel a knock szenzor, akkor pár lépcsőt visszavesz az elektronika, majd ismételten elkezdi növelni az előgyújtást. Felmerül a kérdés, hogy miért kell két jeladó egy soros 4 hengeres motorhoz? Mert minden henger saját különálló gyújtással bír, közös vezérléssel, egymástól független paraméterekkel járnak, hiszen a hengerek között különbség van. A hengerfej két végén vannak a jeladók. A közelebbi jeladóhoz a kopogás zaja a fizika törvényei alapján hamarabb fognak odaérni. A két kopogásjeladó érzékelési időkülönbségéből meghatározható a távolság, hogy melyik hengerből jön a zaj.

Négyüteműeknél is szokásos módon emelkedő előgyújtás van (mivel magas fordulaton gyorsabban jár a dugó, a benzin-levegő keverék azonban közel azonos sebességen fog égni.

Különböző Gyújtástípusok és Jellemzőik

Bár az autókban jellemzően fejlettebb rendszereket alkalmaznak, érdemes áttekinteni néhány alapvető gyújtástípus jellemzőit, melyek elvi alapjai más motorokban is fellelhetők.

A Gyújtás Pontos Beállítása

Bármely gyújtást is használunk a pontos beállításuk nagyon fontos! A jeladós gyújtások estében ezt egy gyújtásállító stroboszkóp segítségével tehetjük meg. A beállítási értékek típusonként, köbcentinként változnak, a 125-ös és 150-es típusoknak 2,5mm-rel kell holtpont előtt gyújtaniuk, a 250-es 300-as típusoknak 3mm-el holtpont előtt.

Először is meg kell mérni, hogy a felső holtpontban mennyi a dugattyú és a hengerfej közötti távolság. Indikátor óra esetében az órát be kell csavarni a gyertyanyílásba, és állítsuk a dugattyút felső holtpontba. Addig kell a forgásiránnyal ellentétesen a forgórészt tekerni amíg a megszakító be nem zár. Ezután forgassuk forgásirányban a dinamó, illetve a generátor forgórészt, ekkor megkapjuk az előgyújtás értékét. Állítsuk be a megszakító hézagot is, a gyári érték 0,4mm, ezt egy hézagmérő és egy normál csavarhúzó segítségével tehetjük meg.

Ha nincs gyújtásállító stroboszkópunk, akkor a gyújtást beállíthatjuk indikátorórával is, a fentebb leírtak alapján, csak itt a megszakító nyitásának figyelése helyett vegyük ki a gyertyát, dugjuk rá a gyertyapipát, tegyük a hengerfejre kapcsoljuk be a gyújtást és figyeljük a szikrát, nem túl pontos módszer, de stroboszkóp hiányában ez is megfelel.

tags: #twingo #jelado #gyujtas #működése

• ismerje meg az új Kia Sportage európai változatát
• Motorolajszint: a minimum és maximum közötti különbség
• Renault Espace vezérlés csere
• Fontos tudnivalók járműátalakítás előtt
• Power Force Racing hosszú főtengely AM6-hoz