Перевірка запалювання осцилографом
Зміст
Найдосконаліший метод діагностики систем запалення сучасних автомобілів проводиться за допомогою мотор-тестер. Цей прилад показує осцилограму високої напруги системи запалення, а також у реальному часі надає інформацію про імпульси запалювання, значення пробивної напруги, часу горіння та силі іскри. В основі мотор-тестера лежить цифровий осцилограф, а результати відображаються на екрані комп'ютера або планшета.
Методика діагностики заснована на тому факті, що будь-яка поломка як у первинному, так і у вторинному ланцюзі завжди знаходить відображення у формі осцилограми. На неї впливають такі параметри:
Перевірка запалювання осцилографом
- кут випередження запалення;
- частота обертання колінчастого валу;
- кут відкриття дросельної заслінки;
- значення тиску наддуву;
- склад робочої суміші;
- інші причини.
так, з допомогою осцилограми можна діагностувати поломки у системі запалювання автомобіля, а й у інших його вузлах і механізмах. Поломки системи запалення поділяються на постійні та спорадичні (що виникають лише за певних умов роботи). У першому випадку використовують стаціонарний тестер, у другому – мобільний, який використовується під час руху автомобіля. У зв'язку з тим, що існує кілька систем запалювання, отримані осцилограми будуть давати різну інформацію. Розглянемо ці ситуації детальніше.
Класичне запалювання
Розглянемо з прикладу осцилограм конкретні приклади несправностей. На малюнках червоним кольором позначені графіки несправної системи запалювання, відповідно зеленим — справною.
Обрив після ємнісного датчика
Обрив високовольтного дроту між точкою установки ємнісного датчика та свічками запалювання. У цьому випадку відбувається збільшення напруги пробою внаслідок виникнення додаткового послідовно включеного іскрового зазору, а час горіння іскри зменшується. У поодиноких випадках іскра взагалі не з'являється.
Допустити тривалу роботу з такою поломкою не рекомендується, оскільки вона може призвести до пробою високовольтної ізоляції елементів системи запалення та пошкодження силового транзистора комутатора.
Обрив дроту перед ємнісним датчиком
Обрив центрального високовольтного дроту між котушкою запалювання та точкою установки ємнісного датчика. І тут також з'являється додатковий іскровий зазор. Через це напруга іскри збільшується, а час її існування зменшується.
У цьому випадку причиною спотворення осцилограми є те, що коли горить іскровий розряд між свічковими електродами, він паралельно горить і між двома кінцями розірваного високовольтного дроту.
Опір високовольтного дроту між точкою установки ємнісного датчика та свічок запалювання значно збільшено.
Збільшений опір високовольтного дроту між точкою установки ємнісного датчика та свічок запалювання. Опір проводу може бути збільшено через окислення його контактів, старіння провідника або використання занадто довгого проводу. Через збільшення опору на кінцях дроту знижується напруга. Тому форма осцилограми спотворюється так, що напруга на початку горіння іскри виявляється значно більшою, ніж напруга наприкінці горіння. Через це тривалість горіння іскри стає меншою.
поломки у високовольтній ізоляції найчастіше являють собою її пробої. Вони можуть статися між:
- високовольтним висновком котушки та одним із висновків первинної обмотки котушки або “масою”;
- високовольтним проводом та корпусом ДВС;
- кришкою розподільника запалення та корпусом розподільника;
- бігунком розподільника та валом розподільника;
- "ковпаком" високовольтного дроту та корпусом ДВС;
- наконечником дроту та корпусом свічки або корпусом ДВС;
- центральним провідником свічки та її корпусом.
зазвичай, в режимі холостого ходу або на малих навантаженнях ДВЗ знайти пошкодження ізоляції досить складно, у тому числі і при діагностиці ДВЗ за допомогою осцилографа або мотор-тестера. Відповідно, мотору потрібно створити критичні умови, для того щоб пробою проявився явно (пуск ДВС, різке відкриття дросельної заслінки, робота на низьких оборотах при максимальному навантаженні).
Після виникнення розряду в місці пошкодження ізоляції у вторинному ланцюзі починає текти струм. Тому напруга на котушці зменшується і не досягає значення, необхідного для пробою між електродами на свічці.
Зліва на малюнку ви можете бачити утворення іскрового розряду поза камерою згоряння внаслідок пошкодження високовольтної ізоляції системи запалення. В цьому випадку ДВЗ працює з високим навантаженням (перегазування).
Поверхня ізолятора запалювання свічки сильно забруднена з боку камери згоряння.
Забруднення ізолятора свічки запалювання з боку камери згоряння. Це може статися через відкладення сажі, олії, залишків від присадок до палива та олії. У цих випадках колір нагару на ізоляторі значно зміниться. Інформацію про діагностику ДВЗ за кольором нагару на свічці можна почитати окремо.
Значне забруднення ізолятора може спричинити появу поверхневих іскрових розрядів. Природно, що такий розряд не забезпечує надійного займання пальнеповітряної суміші, через що з'являються пропуски займання. Іноді у разі забруднення ізолятора поверхневі пробої можуть виникати непостійно.
Форма імпульсів високої напруги, що формується котушкою запалювання з міжвитковим пробоєм.
Пробій міжвиткової ізоляції обмоток котушки запалювання. У разі виникнення такої поломки іскровий розряд з'являється не тільки на свічці запалювання, а й усередині котушки запалення (між витками її обмоток). Він природно відбирає енергію в основного розряду. І чим довше котушка експлуатується в такому режимі – більше енергії втрачається. При малих навантаженнях на ДВЗ описана поломка може не відчуватися. Однак при зростанні навантаження ДВЗ може почати "троїти", втрачати потужність.
Зазор між електродами свічки запалювання та компресія
Зазор між електродами свічки зменшений. ДВЗ працює на холостому ходу без навантаження.
Згаданий зазор вибирається для кожного автомобіля індивідуально і залежить від наступних параметрів:
- максимально розвивається котушкою напруга;
- міцність ізоляції елементів системи;
- максимальний тиск у камері згоряння в момент іскроутворення;
- запланований термін служби свічок.
Зазор між електродами свічки запалювання збільшено. ДВЗ працює на холостому ходу без навантаження.
За допомогою перевірки запалювання осцилографом можна знайти невідповідність відстані між електродами свічки. Так, якщо відстань зменшилася, то знижується ймовірність займання паливно-повітряної суміші. У цьому випадку для пробою потрібна менша пробивна напруга.
Якщо зазор між електродами на свічці збільшується, значення пробивного напруги зростає. Тому, щоб забезпечити надійне займання паливної суміші необхідно експлуатувати ДВС при невеликому навантаженні.
Зверніть увагу, що тривала робота котушки в режимі, коли вона видає максимально можливу іскру, по-перше, призводить до її надмірного зношування та раннього виходу з ладу, а по-друге, це загрожує пробоєм ізоляції в інших елементах системи запалення, особливо у високовольтних. . також велика ймовірність поломки елементів комутатора, а саме його силового транзистора, що обслуговує проблемну котушку запалювання.
низька компресія. При перевірці системи запалення осцилографом або мотор-тестером можна виявити низьку компресію в одному або кількох циліндрах. Справа в тому, що при низькій компресії в момент іскроутворення тиск газів виявляється заниженим. Відповідно тиск газів між електродами свічки запалювання в момент іскроутворення також занижено. Тому для пробою потрібна менша напруга. Форма імпульсу у своїй не змінюється, а змінюється лише амплітуда.
На малюнку праворуч ви бачите осцилограму, коли тиск газів у камері згоряння в момент іскроутворення занижено внаслідок низької компресії або великого значення кута випередження запалювання. ДВС у разі працює на холостому ходу без навантаження.
DIS-система запалювання
Високовольтні імпульси запалювання, що генеруються справними DIS-котушками запалювання двох різних ДВСй (працюють на холостому ході без навантаження).
DIS-система (Double Ignition System) запалювання має спеціальні котушки запалювання. Вони відрізняються тим, що оснащуються двома високовольтними висновками. Один з них приєднується до першого з кінців вторинної обмотки, другий до другого кінця вторинної обмотки котушки запалювання. Кожна така котушка обслуговує два циліндри.
У зв'язку з описаними особливостями перевірка запалювання осцилографом та знімання осцилограми напруги високовольтних імпульсів запалення за допомогою ємнісних DIS-датчиків відбувається диференціально. Тобто, виходить фактичний знімання осцилограми вихідної напруги котушки. Якщо котушки справні, то в кінці горіння повинні спостерігатися коливання, що загасають.
Для проведення діагностики DIS-системи запалювання по первинному напрузі, потрібно по черзі зняти осцилограми напруги на первинних обмотках котушок.
Опис малюнка:
Осцилограма напруги на вторинному ланцюзі DIS-системи запалювання
- Відображення моменту початку накопичення енергії у котушці запалювання. Він збігається із моментом відкриття силового транзистора.
- Відображення зони переходу комутатора в режим обмеження струму в первинній обмотці котушки запалювання на рівні 6...8 А. Сучасні DIS-системи мають комутатори без режиму обмеження струму, тому зона високовольтного імпульсу відсутня.
- Пробою іскрового проміжку між електродами свічок запалювання, що обслуговуються котушкою, і початок горіння іскри. Збігається за часом із моментом закриття силового транзистора комутатора.
- Ділянка горіння іскри.
- Кінець горіння іскри та початок загасаючих коливань.
Опис малюнка:
Осцилограма напруги на керуючому виведенні DIS котушки запалювання.
- Момент відкриття силового транзистора комутатора (початок накопичення енергії у магнітному полі котушки запалювання).
- Зона переходу комутатора в режим обмеження струму в первинному ланцюзі після досягнення струму в первинній обмотці котушки запалювання, що дорівнює 6…8 А. У сучасних DIS-системах запалювання, комутатори не мають режиму обмеження струму, і, відповідно, відсутня зона 2 на осцилограмі первинної напруги Відсутнє.
- Момент закриття силового транзистора комутатора (у вторинному ланцюзі при цьому з'являється пробою іскрових проміжків між електродами свічок запалювання, що обслуговуються котушкою, і початок горіння іскри).
- Відображення горіння іскри.
- Відображення припинення горіння іскри та початок загасаючих коливань.
Індивідуальне запалювання
Системи індивідуального запалення встановлюються на більшість сучасних бензинових ДВС. Вони відрізняються від класичних та DIS-систем тим, що кожна свічка обслуговується індивідуальною котушкою запалювання. Як правило, котушки встановлюються саме над свічками. Іноді комутація проводиться за допомогою високовольтних проводів. Котушки бувають двох типів компактні и стрижневі.
Під час проведення діагностики системи індивідуального запалення контролюють такі параметри:
- наявність загасаючих коливань в кінці ділянки горіння іскри між електродами запалювання свічки;
- тривалість часу накопичення енергії в магнітному полі котушки запалювання (зазвичай, знаходиться в межах 1,5...5,0 мс залежно від моделі котушки);
- тривалість горіння іскри між електродами свічки запалювання (зазвичай становить 1,5...2,5 мс залежно від моделі котушки).
Діагностика з первинної напруги
Для проведення діагностики індивідуальної котушки за первинною напругою, потрібно переглянути осцилограму напруги на виводі первинної первинної обмотки котушки за допомогою осцилографічного щупа.
Опис малюнка:
Осцилограма напруги на виводі первинної первинної обмотки справної індивідуальної котушки запалювання.
- Момент відкриття силового транзистора комутатора (початок накопичення енергії у магнітному полі котушки запалювання).
- Момент закриття силового транзистора комутатора (струм у первинному ланцюзі різко переривається і утворюється пробою іскрового проміжку між електродами свічки запалювання).
- Ділянка горіння іскри між електродами запалювання свічки.
- Загасаючі коливання, що виникають відразу після закінчення горіння іскри між електродами запалювання свічки.
На малюнку зліва ви можете бачити осцилограму напруги на виводі первинної первинної обмотки керуючого несправної індивідуальної КЗ. Ознакою поломки є відсутність загасаючих коливань після закінчення горіння іскри між електродами свічки (ділянка “4”).
Діагностика з вторинної напруги за допомогою ємнісного датчика
Використання ємнісного датчика для отримання осцилограми напруги на котушці більш переважно, так як сигнал, отриманий з його допомогою точніше повторює осцилограму напруги у вторинному ланцюзі системи запалювання, що діагностується.
Осцилограма імпульсу високої напруги справної компактної індивідуальної КЗ, отримана за допомогою ємнісного датчика
Опис малюнка:
- Початок накопичення енергії в магнітному полі котушки (збігається у часі з моментом відкриття силового транзистора комутатора).
- Пробою іскрового проміжку між електродами свічки запалювання та початок горіння іскри (у момент закриття силового транзистора комутатора).
- Ділянка горіння іскри між електродами свічки.
- Загасні коливання, що виникають після закінчення горіння іскри між електродами свічки.
Осцилограма імпульсу високої напруги справної компактної індивідуальної КЗ, отримана за допомогою ємнісного датчика. Наявність загасаючих коливань відразу після пробою іскрового проміжку між електродами свічки (ділянка відзначена символом “2”) є наслідком конструктивних особливостей котушки і є ознакою поломки.
Осцилограма імпульсу високої напруги несправної компактної індивідуальної КЗ, отримана за допомогою ємнісного датчика. Ознакою поломки є відсутність загасаючих коливань після закінчення горіння іскри між електродами свічки (ділянка відзначена символом “4”).
Діагностика з вторинної напруги за допомогою індуктивного датчика
Індуктивний датчик при проведенні діагностики по вторинному напрузі застосовується в тих випадках, коли знімання сигналу за допомогою ємнісного датчика неможливе. Такими котушками запалення є в основному стрижневі індивідуальні КЗ, компактні індивідуальні КЗ із вбудованим силовим каскадом управління первинною обмоткою, та об'єднані в модулі індивідуальні КЗ.
Осцилограма імпульсу високої напруги справної стрижневої індивідуальної КЗ, отримана за допомогою індуктивного датчика.
Опис малюнка:
- Початок накопичення енергії в магнітному полі котушки запалювання (збігається за часом з моменту відкриття силового транзистора комутатора).
- Пробою іскрового проміжку між електродами свічки запалювання та початок горіння іскри (момент закриття силового транзистора комутатора).
- Ділянка горіння іскри між електродами запалювання свічки.
- Загасаючі коливання, що виникають відразу після закінчення горіння іскри між електродами запалювання свічки.
Осцилограма імпульсу високої напруги несправної стрижневої індивідуальної КЗ отримана за допомогою індуктивного датчика. Ознакою поломки є відсутність загасаючих коливань наприкінці періоду горіння іскри між електродами запалювання свічки (ділянка відзначена символом “4”).
Осцилограма імпульсу високої напруги несправної стрижневої індивідуальної КЗ отримана за допомогою індуктивного датчика. Ознакою поломки є відсутність загасаючих коливань наприкінці горіння іскри між електродами свічки запалювання та дуже короткий час горіння іскри.
Висновок
Діагностика системи запалення за допомогою мотор-тестера є найдосконалішим методом виявлення несправностей. З його допомогою можна виявити поломки на початковому етапі їх появи. Єдиним недоліком такого способу діагностики є висока ціна обладнання. Тому перевірку можна проводити лише на спеціалізованих станціях СТО, де є відповідні апаратні та програмні засоби.
