Tændspole
TÆNDSPOLE
Her får du nyttig basisviden og vigtige tips om tændspoler i biler.
Tændspolen frembringer den højspænding, der kræves til at antænde brændstof-luft-blandingen i benzinmotorer. På denne side kan du bl.a. se, hvordan tændspoler fungerer, og hvilke typer der benyttes i nuværende bilmodeller. Desuden kan du finde mange praktiske tips til diagnose og kontrol af tændspoler.
Vigtig sikkerhedsanvisning
De følgende tekniske informationer og praktiske tips er udarbejdet af HELLA for at hjælpe bilværkstederne professionelt med deres arbejde. De informationer, der gives på denne hjemmeside, må kun benyttes af brancheuddannede fagfolk.
INDHOLDSFORTEGNELSE
TÆNDSPOLE: GRUNDPRINCIPPER
En konventionel tændspole er stort set opbygget lige som en transformator. Tændspolen har til opgave at inducere en højspænding ud fra en lav spænding. De vigtigste komponenter er - foruden en jernkerne - primærviklingen, sekundærviklingen og de elektriske tilslutninger.
Den lamelopbyggede jernkerne har til opgave at forstærke magnetfeltet. Omkring denne jernkerne er der lagt en sekundærvikling af tynd tråd. Den består af en ca. 0,05–0,1 mm tyk, isoleret kobbertråd med op til 50.000 vindinger. Primærviklingen består af en lakeret, ca. 0,6–0,9 mm tyk kobbertråd, der er lagt uden på sekundærviklingen. Modstanden er i primærviklingen ca. 0,2–3,0 Ω og i sekundærviklingen ca. 5–20 kΩ. Forholdet mellem antal vindinger i primær- og sekundærviklingen er 1:100. Den tekniske opbygning kan variere alt efter tændspolens anvendelsesområde. De elektriske tilslutninger betegnes på en konventionel cylindrisk tændspole med klemme 15 (spændingstilførsel), klemme 1 (platiner i strømfordeleren) og klemme 4 (højspændingsudgang).
Primærviklingen og sekundærviklingen er begge forbundet til klemme 1. Denne fælles tilslutning betegnes som „sparekobling“ og bruges for at forenkle produktionen af tændspolen. Den strøm, der løber gennem primærviklingen, sluttes og afbrydes af platinerne i strømfordeleren. Strømstyrken bestemmes af modstanden i spolen og den spænding, der ligger an på klemme 15. Den meget hurtige variation i strømmen, som platinerne bevirker, ændrer magnetfeltet i spolen og inducerer en spændingsimpuls, hvorved der induceres en højspændingsimpuls i sekundærviklingen. Den føres til tændrørene via tændkablerne og antænder brændstof-luft-blandingen i benzinmotoren.
Størrelsen af den inducerede højspænding afhænger af hastigheden i ændringen af magnetfeltet, antallet af vindinger i sekundærviklingen og styrken af magnetfeltet. Åbne-induktionsspændingen i primærviklingen er mellem 300 og 400 volt. Højspændingen i sekundærspolen kan alt efter tændspole være op til 40 kV.
1 Jernkerne, 2 Isolermasse, 3 Støbemasse, 4 Sekundærvikling, 5 Primærvikling, 6 Pladekappe, 7 Monteringsbøjle, 8 Hus, 9 Højspændings-fjederkontakt, 10 Isolerende dæksel, 11 Isolationsmateriale, 12 Højspændingsudgang, A Klemme 15, B Klemme 4, C Klemme 1
1 Jernkerne, 2 Isolermasse, 3 Støbemasse, 4 Sekundærvikling, 5 Primærvikling, 6 Pladekappe, 7 Monteringsbøjle, 8 Hus, 9 Højspændings-fjederkontakt, 10 Isolerende dæksel, 11 Isolationsmateriale, 12 Højspændingsudgang, A Klemme 15, B Klemme 4, C Klemme 1
Tændspoler til tændingssystemer med roterende højspændingsfordeling
Disse cylindriske tændspoler benyttes i biler med strømfordeler med kontaktstyrede eller transistorstyrede tændingssystemer. Den trepolede elektriske tilslutning svarer til en konventionel tændspole.
Primærkredsløbet får spænding via klemme 15. Kontaktsættet (platinerne) i strømfordeleren forbindes med klemme 1 og giver stelforbindelse til primærviklingen. Højspændingskablet fra strømfordeleren tilsluttes til klemme 4. Medens der benyttes konventionelle tændspoler til ældre biler, benytter man i dag tændspoler med integrerede styreenheder til biler med transistortænding.
Dobbeltgnist-tændspoler
Dobbeltgnistspoler monteres i tændingssystemer med hvilende højspændingsfordeling. Disse tændspoler benyttes til motorer med et lige antal cylindre.
Primærvikling og sekundærvikling i dobbeltgnistspolen har hver to tilslutninger,
Primærviklingen er forbundet til klemme 15 med spændingstilførslen (plus) og til klemme 1 (stel) med udgangstrinet på tændings- eller styreenheden. Sekundærviklingen er tilsluttet til tændrørene med udgangene (4 og 4a).
I disse systemer forsynes to tændrør ad gangen med højspænding fra én tændspole. Da tændspolen genererer to gnister samtidig, skal det ene tændrør befinde sig i en cylinder i arbejdstakten og det andet i en cylinder, der er i udstødningstakten, forsat 360°.
I en firecylindret motor er f.eks. cylindrene 1 og 4 hhv. cylindrene 2 og 3 hver tilsluttet til en tændspole Tændspolerne aktiveres af tændingsudgangstrinene i styreenheden. Den får ØD-signalet fra krumtapakselsensoren, så den begynder med at aktivere den rigtige tændspole.
1 Højspændingstilslutning, 2 Lavspændingstilslutning, 3 Sekundærvikling, 4 Primærvikling, 5 Jernkerne
1 Højspændingstilslutning, 2 Lavspændingstilslutning, 3 Sekundærvikling, 4 Primærvikling, 5 Jernkerne
1 Tændingsstyreenhed, 2 Tændspole, 3 Tændrør
Firegnist-tændspoler
Firegnist-tændspoler erstatter to dobbeltgnist-tændspoler til firecylindrede motorer. Disse spoler har to primærviklinger, som hver aktiveres af et udgangstrin i styreenheden. Der er kun én sekundærvikling. Der er to tilslutninger til tændrørene på hver af udgangene, som er forbundet modsat via diodekaskader.
1 Tændingsstyreenhed
2 Tændspole
Enkeltgnist-tændspoler
I systemer med enkeltgnist-tændspoler er der én tændspole med primær- og sekundærvikling til hver af cylindrene. Disse tændspoler er som regel monteret direkte på topstykket over tændrørene.
Også for disse spoler er primærviklingen forbundet til klemme 15 (spændingstilførsel plus) og til klemme 1 (stel) på styreenheden. Sekundærviklingen er via udgangen klemme 4 tilsluttet til tændrøret. Hvis der yderligere findes en klemme 4b, benyttes denne tilslutning til at overvåge tændingsudsættere. Aktiveringen sker i en rækkefølge, der er fastlagt af styreenheden.
Tilslutningerne for en enkeltgnist-tændspole svarer til en normal tændspole. Desuden er der indsat en højspændingsdiode i sekundærkredsløbet til at undertrykke den såkaldte lukkegnist. Denne diode undertrykker den uønskede gnist, der dannes ved indkobling af primærviklingen som følge af selvinduktion i sekundærviklingen. Det er muligt, da lukkegnistens sekundærspænding har den modsatte polaritet af tændingsgnisten. Dioden spærrer i denne retning.
I enkeltgnist-tændspoler lægges den anden udgang fra sekundærviklingen til stel via klemme 4b. I stelledningen indskydes der en målemodstand til overvågning af tændingen, som angiver det spændingsfald, som tændingsstrømmen frembringer under gnistoverslaget, som måleværdi til styreenheden.
1 Lavspændingstilslutning, 2 Sekundærvikling , 3 Højspændingstilslutning, 4 Tændrør, 5 Primærvikling, 6 Jernkerne
1 Lavspændingstilslutning, 2 Sekundærvikling , 3 Højspændingstilslutning, 4 Tændrør, 5 Primærvikling, 6 Jernkerne
1 Tændingsstyreenhed
2 Tændrør
TÆNDSPOLE DEFEKT: FEJLÅRSAG
TÆNDSPOLE DEFEKT, SYMPTOMER: SYMPTOMER
En fejl kan give sig udslag i følgende:
- Motoren starter ikke
- Motoren har tændingsudsættere
- Dårlig acceleration eller manglende effekt
- Motorstyreenheden skifter til nødfunktion
- Motorkontrollampen lyser
- Der lagres en fejlkode
TÆNDSPOLE, MÅLING: GRUNDPRINCIPPER
Afmonteret tilstand
Der findes forskellige muligheder til at kontrollere tændspolen.
Kontroller spolens modstandsværdier med et ohmmeter.
Alt efter tændingssystem og tændspoles udførelse gælder der følgende vejledende værdier (se fabrikantens angivelser):
Cylindertændspole (transistortænding)
Primær: 0,5 Ω–2,0 Ω / sekundær: 8,0 kΩ–19,0 kΩ
Cylindertændspole (elektronisk tændingssystem med karakteristiktænding)
Primær: 0,5 Ω–2,0 Ω / sekundær: 8,0 kΩ–19,0 kΩ
Enkeltgnist- eller dobbeltgnist-spole (fuldelektronisk tændingssystem)
Primær: 0,3 Ω–1,0 Ω / sekundær: 8,0 kΩ–15,0 kΩ
Monteret tilstand
Der kan benyttes følgende typer kontroller:
Visuel kontrol
- Kontrol af tændspolen for mekaniske skader
- Kontrol af huset for fine revner og udtrængende støbemasse.
- Kontrol af elektriske ledninger og stikforbindelser for skader og oxidering.
Elektrisk kontrol med multimeter eller oscilloskop
- Kontrol af spændingsforsyningen til tændspolen
- Kontrol af aktiveringssignal fra strømfordeler, tændings- eller motorstyreenhed
- Visning af højspændingsforløbet med oscilloskop eller tændingsoscilloskop
Kontrol med diagnoseapparat
- Udlæsning af tændingssystemets eller motorstyreenhedens fejlhukommelse
- Udlæsning af parametre
Ved alle kontroller af tændingssystemet må man ikke glemme, at fejl, som konstateres med oscilloskopet under kontrollen, ikke blot kan skylds fejl i elektronikken, men også kan skyldes fejl i motorens mekaniske komponenter. Det er for eksempel tilfældet, hvis kompressionen for en cylinder er for lav, således at den tændspænding, der vises på oscilloskopet, ikke er lige så høj som for de andre cylindre.
INFORMATION
Selv om nutidens biler har „diagnoserbare motorstyringssystemer“, er brug af multimeter eller oscilloskop nødvendig til kontrol af tændingssystemer. For at fortolke de viste måleresultater hhv. billeder korrekt, kræves der oftest en supplerende uddannelse af medarbejderne. En vigtig forudsætning for en succesfuld diagnose er en omhyggelig visuel kontrol i begyndelsen af fejlfindingen.
TÆNDSPOLE, KONTROL: FEJLFINDING
Vi viser i det følgende diagnosen af en dobbeltgnist-spole med „forbrændingsudsættere“ som eksempel.
Bil: Alfa Romeo 147 1.6 TS med dobbelttænding
Hver af cylindrene har et primært og et sekundært tændrør. Tændspolerne aktiveres af udgangstrin, der er integreret i motorstyreenheden. Reparationen vises med et Mega Macs diagnoseapparat som eksempel. Skematiske illustrationer, billeder og beskrivelser tjener kun til forklaring af dokumentets indhold og kan ikke anvendes som grundlag for montering og reparation.
Diagnoseforudsætning: motorens mekaniske dele, batteri, startsystem og brændstofsystem er i orden.
Kundeklage
- Kunden fortæller, at der er en funktionsfejl i motorstyringen
- Advarsel i instrumentgruppen:
Fejl: motorovervågningssystem.
Fejlfinding
1
Brug af diagnoseapparatet
Slut diagnoseapparatet til det 16-polede OBD-stik. Alt efter mærke og årgang for bilen kan det være nødvendigt at benytte en anden diagnosestikdåse og en ekstra adapter.
Vælg følgende fremgangsmåde på diagnoseapparatet:
- Vælg program
- Vælg bil
- Vælg brændstoftype
- Vælg model
- Vælg biltype
- Vælg den ønskede funktion
- Vælg system: alt efter hvilket diagnoseapparat der benyttes, kan der her blive vist yderligere sikkerhedsanvisninger.
- Start fejldiagnose
Kommunikation med styreenheden forudsætter, at tilslutningen er foretaget med det korrekte stik, og at batterispændingen er tilstrækkelig. En utilstrækkelig forsyningsspænding til styreenheden kan være en indikation af en fejl i ledningerne eller en defekt i bilens batteri.
2
Udlæs fejlhukommelsen
Her er fejlen PO303 lagret.
- Forbrænding i cylinder nr. 3
- De er registeret forbrændingsudsættere i cylinder nr. 3
3
Analyser detaljer
Her er yderligere indikationer af en mulig årsag til fejlen
gemt
- Fejl i tænding
- Fejl i indsprøjtningsdyse
- Styreenhed defekt
Bemærk:
Hvis der vises flere fejlkoder, skal fejlene først slettes Derefter skal man prøvekøre bilen med tilsluttet diagnoseapparat. Hold øje med parametrene, og udlæs fejlhukommelsen.
4
Find årsagen til fejlen
Forberedelser til diagnose på motor
- Klargør yderligere diagnoseapparater som multimeter eller oscilloskop
- Find teknisk dokumentation
- Fjern motorafdækningen (hvis monteret)
5
Foretag en visuel kontrol
Inden man påbegynder den egentlige diagnose, skal man i det omfang, det er muligt, kontrollere motorens ledningsnet og stikforbindelser for skader. Skarpe knæk, manglende trækaflastning eller såkaldte „rotte-bid“ i ledningsnettet kan være mulige årsager.
6
Kontrol af spændingsforsyningen til tændspolen på cylinder nr. 3
- Tag stikket af tændspolen.
- Mål spændingen i det topolede stik på ledningsnettet
- Tilslut den røde ledning fra multimetret til ben 2 (+), og den sorte ledning til stel på motoren (-).
Slå tændingen til. Her skal der kunne måles en spænding på mere end 10,5 volt. Målt værdi: 11,93 volt. Måling i orden.
7
Kontrol af primær-aktiveringen af tændspolen på cylinder nr. 3
- Tag stikket af tændspolen
- Tilslut oscilloskop eller diagnosetester med måleteknik-modul
- Tilslut målespidserne til ben 1 og ben 2 i det topolede stik.
- Tag stikforbindelserne af indsprøjtningsdyserne.
- Start motoren
Her skal der kunne ses et tydeligt signal på oscilloskopet
. I dette eksempel er målingen korrekt.
8
Afmonter tændspolen til yderligere kontrol
- Tag stikket af tændspolen
- Tag tændkablet til det sekundære tændrør af
- Fjern monteringsskruerne
- Træk tændspolen lodret op parallelt med tændrørsskakten
For at undgå at beskadige tændrørsstikket må
tændspolen absolut ikke drejes.
9
Mål modstanden
Kontroller den afmonterede tændspole med multimetret. Mål primærviklingen ved at tilslutte et ohmmeter direkte til komponentstikkets ben 1 og ben 2.
- Nominel værdi: 0,3 Ω –1,0 Ω
- Faktisk værdi: 0,5 Ω (i orden)
Mål sekundærviklingen ved at tilslutte prøvespidserne direkte til
tændspolens højspændingsudgange.
- Nominel værdi: 8,0 kΩ –15,0 kΩ
- Faktisk værdi: ∞ (brud i sekundærviklingen)
Følg i den forbindelse altid
oplysningerne fra køretøjsproducenten.
10
Udskiftning af tændspole
Her skal det påses, at tændrørsstikket og tændkablet til det sekundære tændrør placeres korrekt. Fastgør tændspolen med skruerne. Sæt derpå alle stikforbindelser på tændspolen og stikkene på indsprøjtningsdyserne.
11
Slet fejlhukommelsen
Som følge af diagnosearbejdet har styreenheden registreret yderligere fejl, der skal slettes, inden bilen prøvekøres.
12
Foretag en funktionskontrol
Prøvekør bilen med tilsluttet diagnoseapparat. Udlæs herefter fejlhukommelsen igen.
Information
Følg så vidt muligt altid bilproducentens forskrifter ved alle kontroller og diagnosearbejde. Alt efter mærke kan der være foreskrevet yderligere, modelspecifikke kontrolmetoder, der skal følges.
Sikkerhedsforskrifter
Arbejde på elektroniske tændingssystemer kan medføre livsfarlige personskader ved kontakt med de spændingsførende komponenter. Det gælder ikke blot for sekundærkredsløbet med højspænding, men også for primærkredsløbet. Kontroller og reparationer må derfor kun foretages af kvalificerede fagfolk.
Overhold følgende sikkerhedsforskrifter:
- Tændkabler, fordelerdæksel og tændrørshætter må ikke berøres eller afmonteres, mens motoren er i gang
- Forbindelser til styreenheder, stiksamlinger og tilslutningsledninger må kun adskilles og samles, når tændingen er slået fra.
- Motorvask må kun foretages, når motoren er stoppet, og tændingen er afbrudt.
- Ved alle kontroller af tændingssystemet, der kræver, at motoren tørnes med starteren, skal spændingstilførslen til indsprøjtningsdyserne afbrydes for at beskytte katalysatoren.
FEJLFINDINGSDIAGRAM TIL TÆNDSPOLE: VEJLEDNING
Fejlfindingsdiagram for tændspole med integreret tændingsmodul
Eksempel: VW/motorkode APQ, Motronic MP 9.0. Diagnoseforudsætning: motorens mekaniske dele, batteri, startsystem og brændstofsystem er i orden.