Причины неполадок и подробная диагностика системы зажигания авто

Диагностика системы зажигания представляет собой проверку на функционирование пусковых элементов двигателя и их общего состояния. В рамках работ по ликвидации любой неисправности необходимо проверить свечи, крепления и контакты, а также наличие на них нагара. В зависимости от цвета свечей можно сказать работоспособные они или нет. Если цвет серый или светло-коричневый, то все в порядке, если черный с признаками изношенности, то элементы необходимо заменить. Причиной того, что не выключается зажигание может послужить как некачественное топливо, так и несоответствие двигателя и используемых моделей свеч.

В ходе диагностики в обязательном порядке проверяется работоспособность катушки системы зажигания. Анализ ее работы проводится с использованием омметра на основе измерения уровня сопротивления. Если при включении зажигания обнаруживаются проблемы и пропуски, связанные с отсутствием искры или нагревом катушки, то это говорит о том, что происходят пропуски.

В таком случае необходима тщательная диагностика двигателя для выяснения основных причин неисправности.

Катушка может выйти из строя по следующим причинам:

• некачественные свечи;
• их несоответствие двигателю;
• продолжительное время работы зажигания при неработающем двигателе.

 

Износ свечей зажигания и факторы, влияющие на него

Содержание

• 1 Основные причины неисправности зажигания
• 2 Сторонние причины неисправностей
• 3 Внешние признаки и неисправности бесконтактной и электронной систем зажигания
• 4 Показатели лампы «чек» при неисправностях
• 5 Специальное оборудование для диагностики
• 6 Диагностика модуля зажигания
• 7 Проверка классической системы

Основные причины неисправности зажигания

На современных автомобилях установлены различные системы зажигания, основными из которых являются:

• Электронная;
• Контактная;
• Бесконтактная.

В процессе эксплуатации не включается зажигание и возникают многочисленные проблемы аккумулятора и пропуски после выключения двигателя. Следует выделить следующие основные причины неисправностей:

• проблемы в работе свечей зажигания;
• неисправности в идентификации проблемы лампой «чек»;
• поломка или критический износ катушки;
• неисправности в контактных соединениях высоковольтных и низковольтных цепей, включая полный обрыв проводов, в результате чего не выключается зажигание;
• поломка или износ электронного блока управления, которая присуща электронным системам зажигания;
• проблемы с входным датчиком;
• постоянные пропуски в режиме работы аккумулятора;
• дефекты транзисторного коммутатора или крышки датчика распределителя;
• проблемы в вакуумном или центробежном регуляторе опережения, присущего бесконтактным системам зажигания из-за чего не выключается зажигание.

Сторонние причины неисправностей

При включении зажигания могут быть выявлены следующие проблемы, не связанные напрямую с дефектами самой системы:

• нарушение элементарных правил эксплуатации;
• использование некачественного топлива из-за чего машина глохнет;
• непостоянство обслуживания;
• неквалифицированная диагностика;
• не горит лампа «чек», показывая некорректные данные;
• установка неправильных конструктивных элементов, включая свечи, высоковольтные провода и т.д.;
• механические повреждения в результате воздействия внешних факторов;
• воздействие неблагоприятных погодных условий.

Пропуски системы при включении зажигания, после чего глохнет двигатель, возникают в большинстве случаев из-за неисправности или несовместимости свечей. Благодаря тому, что потребитель может в открытом доступе приобрести новые элементы, данная проблема устраняется довольно легко и быстро и не доставляет значительных проблем.

Важно: для автолюбителей крайне позитивным является факт того, что большинство неисправностей ушло в прошлое вместе с контактной системой зажигания, что обуславливалось низким качеством обслуживания. Поэтому, при покупке старого автомобиля на это стоит обращать особое внимание.

К тому же, некоторые проблемы могут быть диагностированы благодаря внешним признакам, очень похожим на проблемы топливных систем или дефекты впрыска. Именно поэтому необходимо проводить диагностику выключения данных элементов в совокупности, если не включается или не выключается зажигание.

Внешние признаки и неисправности бесконтактной и электронной систем зажигания

 

Функциональная схема бесконтактной системы зажигания

Общие признаки неисправности любой системы могут заключаться в неполадках в аккумуляторе, в результате чего не срабатывает двигатель. Также они характеризуются следующими факторами:

• затруднение при запуске, после чего глохнет двигатель;
• неустойчивость функционирования аккумулятора и двигателя на холостом ходу;
• низкая мощность мотора;
• высокий уровень расхода топлива;
• срабатывание специального индикатора или лампочки.

В случае с бесконтактной системы, если не включается, или не выключается зажигание могут быть обнаружены пропуски из-за того, что неправильно срабатывает аккумулятор и целый ряд характерных признаков. Основным из них является случай, когда двигатель глохнет сразу после запуска. Обрыв высоковольтных проводов, неисправность катушки зажигания или свечей, а также пробои в крышке распределительного датчика и повышенный расход топлива обуславливаются многочисленными дефектами в центробежном регуляторе опережения зажигания. Также причина пропуска может крыться в неисправность регулятора вакуумного типа, в зависимости от характера автомобиля.

Внешние признаки неполадок в электронной системе зажигания практически идентичны проблемам, характерным бесконтактным системам. Однако, в этом случае дефекты связаны с поломками в свечах, входном датчике, который не горит, и электронном блоке управления.

Показатели лампы «чек» при неисправностях

Если не включается зажигание, то дать об этом знать сможет специальная лампа «чек». Но иногда даже этот индикатор не может показать неисправность. Например, замок зажигания может быть включен, но чек не горит при тесте. Это говорит о том, что сигнал с ЭБУ не приходит на датчики модуля зажигания и бензонасоса. Лампочка «чек» хотя и горит, но и дальше не будет показывать корректный сигнал. Причина этого может крыться в следующем:

• окисление клемм и тонкие провода на ЭБУ;
• проблема в иммобилайзере;
• неполадки в главном реле, не решаемые обычной перестановкой;
• некорректное подключение «чек»-лампочки – не горит;
• проблема в прошивке электроники;
• поломка всей электронной системы автомобиля, из-за чего она моментально глохнет.

В случае с лампой «чек» предсказать причину проблемы сразу невозможно. Даже, если в автомобиль встроена система автоматической диагностики, понять, почему при включении зажигания индикатор горит, но ведет себя независимо от реального положения дел нельзя.

Велика вероятность, что проблема может крыться в датчике кислорода.

Данный индикатор является одной из основных частей системы обработки выхлопа. Он отвечает за контроль количества несгоревшего кислорода в камере сгорания двигателя. Неисправность датчика может привести к неисправности компьютера, который будет предоставлять водителю некорректные данные, в том числе и о показателе лампы «чек». Результатом станет увеличение расхода топлива и сокращение показателей мощности двигателя. Выявить проблему, которая также напрямую связана с тем, что не включается зажигание и с индикацией лампы «чек», можно с помощью портативного сканера ошибок, который в автоматическом режиме проверит все датчики и укажет на требующий замены элемент.

Специальное оборудование для диагностики

 

В случаях, когда не включается или, наоборот, не выключается зажигание для выявления неисправности используется специальное оборудование – мультиметр или мотортестер. Прибор позволяет проверить работу, выявить симптомы проблемы, а также параметры зажигания, к которым относятся:

• сила искры;
• общее время горения;
• пробивное напряжение.

Каждый из параметров отображается на приборе в формате осцилограммы. Если в одном из компонентов систем автомобиля есть неполадки, то при включении зажигания на приборе будут отображены все симптомы, влияющие на корректную работу двигателя. Важно учитывать, что неисправности. Которые можно выявить мотортестером могут быть спорадическими, проявляющимися на определенном этапе работы мотора, либо постоянными. Результаты осцилограммы позволяют с высокой точностью выявить, почему глохнет двигатель и подсказать автолюбителю пути решения проблемы.

Диагностика модуля зажигания

 

Схема диагностики

Проверка модуля зажигания начинается с анализа проводной колодки с контактами, поступающими к нему. Для этого необходимо отсоединить колодку, взять тестер и присоединить один из его щупов на контакт А, а другой на массу двигателя. После включения зажигания требуется посмотреть на показания, выдаваемые прибором – нормальное напряжение варьируется в районе 12 В.

При его полном отсутствии проверяется предохранитель, который имеет непосредственный контакт с модулем зажигания.

В рамках следующего шага подсоединяется контрольная лампочка на 12В к контактам А и В. После запуска стартера лампа, в идеальном случае, срабатывает. Если мигание не происходит, то это говорит о факте разрыва цепи на контакте А.

Существует целый ряд способов, позволяющих осуществить проверку модуля зажигания, если не включается зажигание:

1. Замена старого модуля на новый, рабочий, является самым простым способом проверки. Необходимо всего лишь взять элемент с донорской машины и подсоединить. Несмотря на простоту исполнения способ имеет один существенный недостаток – модуль зажигания подойдет далеко не от любого автомобиля.
2. Если глохнет двигатель после выключения, то можно проверить модуль путем его шевеления. Наличие плохого контакта определяется после соотношения воздействия на модуль к работе двигателя. Данная неисправность не критичная, а индикатор «чек» сразу даст знать о проблеме и загорится.
3. Проверка с помощью тестера. В режиме омметра при включении зажигания определяется показатель сопротивления на парных выводах. В идеальном случае, после измерения, сопротивление должно быть одинаковым на всех контактах в пределах 5,5 кОм.

Проверка классической системы

Классическая система работает по принципу генерации высокого напряжения для каждого установленного в автомобиле цилиндра. Искра от катушки распределяется к свечам через трамблер, который соединяет катушку со свечей друг за другом, в определенном порядке. Зачастую катушка и трамблер располагаются отдельно и соединяются ВВ – проводом, который называется центральным.

 

Определение неисправности по осциллограммам

В конструкцию классической системы входят:

• колпачки свеч;
• трамблер;
• провода с высоким вольтажом;
• катушка;
• центральный провод.

Если не включается или не выключается зажигание в классической системе диагностика автомобиля осуществляется при помощи емкостного датчика. Он устанавливается на центральный провод на максимально близкое расстояние к катушке для получения наиболее точных показателей проверки.

Важно: Классическая система включает в себя два промежутка искры. Один из которых расположен в свече, а другой в трамблере. Данные зазоры, совместно с проводами, образуют так называемый делитель напряжения. Емкостный датчик позволяет с высокой точностью определить почему глохнет двигатель или не выключается зажигание автомобиля после выключения путем анализа показателя напряжения на делителе. Из-за того, что делители склонны к изменениям из-за колебаний параметров горения искры и промежутка в трамблере, осциллограмма неправильно срабатывает и получается не соответствующей действительным процессам, происходящим в катушке и показывает неправильные данные.

Диагностика неисправностей системы зажигания автомобиля

В нашей статье дадим автовладельцам рекомендации по диагностике системы зажигания, рассмотрим характерные причины выхода из строя этого узла. Также расскажем о видах диагностических работ по выявлению неисправностей системы зажигания.

Содержание:

1. Общие рекомендации при поломке
2. Распространенные причины неисправности
   — Свечи системы зажигания
   — Пропуски зажигания
   — Катушка зажигания
3. Диагностика модуля зажигания
4. Электронная система управления двигателем
   — Диагностика системы зажигания с помощью осциллографа
   — Выводы

Общие рекомендации при поломке

Как правило, большинство из поломок застаёт врасплох, является неожиданностью для хозяев автомобилей.

Поэтому мы предоставим рекомендации автолюбителям, что нужно делать при выходе из строя системы зажигания, рассмотрим алгоритм действий по устранению неполадок.

Вот примерный порядок работ:

1. Первоначально проверяется состояние аккумуляторной батареи при помощи контрольно-измерительного прибора. Тестером, вольтметром замеряется выходное напряжение на её клеммах. Напоминаем, что рабочее значение АКБ – 12,65 В (плюс-минус 0,05 В). Напряжение меньшее 11,5 – 11,9 В показывает, что батарея разряжена больше, чем на половину, и требует зарядки. Величина меньше 9,5 В заставит задуматься автовладельца о замене аккумулятора или способе полного восстановления его заряда. При таком значении система зажигания не будет функционировать.
2. Следующим шагом будет осмотр состояния контактных соединения катушек зажигания. Они в зависимости от конструкции машины устанавливаются на свечах индивидуально или заключены в единую модульную конструкцию. Слабый или загрязнённый контакт проводов с катушкой подскажет причину отсутствия искрообразования в данной свече, необходимого для воспламенения горючей смеси в камере сгорания в блоке цилиндров.
3. После этого следует проверить состояние свечей системы. Наличие буро-коричневого нагара на электродах указывает о нормальной работе этих деталей. Другие цвета нагара, начиная от белого, жёлтого и заканчивая чёрным говорят о неисправностях свечи или системы в целом. Также об этом расскажет повреждение, оплавление электродов, масляные пятна на корпусе детали. Необходимо проверить зазор между центральным и боковым электродами. Он должен соответствовать указанному производителем автомобиля значению. В среднем эта величина варьируется от 0,8 до 1,1 мм.
4. Очередной шаг проверки системы – осмотр датчиков коленчатого и распределительного валов на предмет их повреждения и отказа в работе.
5. Состояние высоковольтных проводов также нужно проверить на целостность изоляции, наличие прочного контакта.
6. Нередко причиной нарушения в работе системы является предохранитель катушки зажигания. Его место нахождения можно узнать по схеме, размещённой в сервисной книжке на автомобиль или на рисунке, расположенном на внутренней стороне защитной крышки предохранительного блока.

Неисправность противоугонной системы – один из факторов, препятствующих запуску силового агрегата. Её проверка также входит в список этих рекомендаций.

Распространенные причины неисправности

Мы вкратце указали возможные причины возникновения поломки компонентов системы зажигания, выявленных в ходе проверочных действий.

Перейдём к детальному рассмотрению факторов выхода из строя составляющих этого узла автомобиля.

Высоковольтные провода кажутся на вид солидными и прочными деталями. Однако именно они бывают частыми виновниками отказа в работе системы.

Перечислим возможные дефекты:

• Повреждение изоляционного слоя образованное в результате механического воздействия на высоковольтные провода. Напряжение, протекающее по ним «коротит» на корпус, подсаживается. Силовая установка начинает работать нестабильно. Такое явление, возникновение искры, хорошо наблюдать в тёмное время суток или гараже без освещения. Данный фактор укажет о необходимости замены повреждённого провода.
  
• Загрязнение изоляции. Попавшее на защитный слой масло, становится причиной его разрушения. В образовавшихся трещинах скапливается грязь, пыль, которые могут спровоцировать пробой. Подобные «спутники» пробоя могут появиться на загрязнённой поверхности свечей. Чтобы предотвратить пробой, следует очистить деталь от масляных следов, прочих загрязнений.
  
• В случае если на высоковольтные провода не подаётся напряжение, то следует заняться проверкой данного факта. Причиной отсутствия могут быть: предохранитель катушки, замок зажигания, а также «умершая» аккумуляторная батарея.

Напомним, что все проверочные и ремонтные действия кроме замеров напряжения, проводятся при отсоединённой минусовой клемме аккумулятора, выключенном зажигании.

Свечи системы зажигания

Свечи этого узла являются расходным материалом. Регламент замены оригинальных деталей определяется производителем автомобиля.

Срок службы альтернативной продукции регламентирует компания, изготавливающая данную продукцию.

Однако в ходе их работы могут быть факторы, которые приводят свечи зажигания в непригодное для работы состояние.

Поэтому проверка этой детали в случае проблем с запуском двигателя, его некорректной работы обязательна.

Проверяя свечу зажигания следует помнить, что исправная свеча:

• Не имеет внешних повреждений на изоляторе, электродах.
• Обладает незначительным коричневатым нагаром без каких-либо следов оплавления, чёрного, либо другого «цветного» нагара.
• Имеет требуемое для её нормальной работы значение зазора между электродами.

Поможет определить причину неисправности цвет нагара на свече:

• Чёрный бархатный цвет указывает на то, что в камеры сгорания попадает обогащённая топливная смесь.
• Маслянисто-чёрный нагар свидетельствует о попадании масла внутреннее пространство камер.
• Светло-серый оттенок говорит об обеднении смеси, присутствии большого количества воздуха.
• Замшевый чёрный цвет расскажет о неправильном подборе свечи под данный силовой агрегат, она относится к «холодным» по калильности свечам.

Также нужно проверять степень затяжки свечи зажигания. Эта деталь ввинчивается в головку блока цилиндров с моментом усилия, указанным производителем детали.

Недокрученная или перекрученная свеча может стать причиной нестабильной работы силового агрегата.

Нельзя затягивать с заменой неисправных деталей. Дальнейшее движение чревато выходом из строя катушек зажигания, проводов высокого напряжения и, в некоторых случаях, повреждением деталей поршневой группы.

Пропуски зажигания

О пропусках зажигания в системе сигнализируют такие факторы как:

1. Двигатель «троит» или «двоит».
2. Мотор утрачивает былую мощность.
3. В выхлопной систем слышатся «выстрелы» – хлопки.
4. В салоне пахнет горючим.
5. Появляется вибрация при движении.
6. На панели приборов появляется предупреждение Check Engine.

Виновниками пропусков зажигания являются:

• Сбой в работе электронного блока управления.
• Дефект прерывателя-распределителя.
• Неисправность катушек или свечей зажигания.
• Некорректный зазор клапанов.
• Плохое качество контактов в низковольтной цепи.
• Повреждение форсунок.

Также причиной пропусков зажигания может быть использование топлива плохого качества.

На автомобилях, оснащённых карбюратором, причиной пропусков часто становится крышка трамблёра.

На её обеих сторонах появляются повреждения, загрязнения. Также нужно проконтролировать состояние щёток, их силу прижима к бегунку.

Катушка зажигания

Катушка зажигания формирует высоковольтный разряд на электродах свечи.

В современных машинах используется два типа:

• Монолитный модуль, в котором расположены все катушки.
  
• Индивидуальная для каждой свечи зажигания катушка, обладающая штекерной конструкцией.
  

В автомобилях прежних поколений устанавливалась одна катушка на все свечи.

Её неисправность делала невозможным запуск двигателя. Сейчас, когда каждая из свечей работает в паре с собственной катушкой, выход из строя этой детали не так сказывается. Мотор заводится, работает, но «троит».

Проверка работоспособности катушки зажигания автомобиля осуществляется при помощи:

• Осмотра.
• Мультиметра.
• Осциллографа.

Наличие повреждений, нагара на катушке при осмотре говорит об её неисправности.

Мультиметр позволяет измерить сопротивление изоляционного материала на обмотках. Самый точный диагноз даёт замер системы осциллографом.

Диагностика модуля зажигания

Диагностические работы по исследованию состояния модуля выполняются в следующих случаях:

• Нестабильная работа силовой установки в режиме холостого хода.
• «Троение» или «двоение» мотора.
• Провалы в работе двигателя во время разгона.

Далеко не всегда есть возможность проверить модуль на исправность с помощи осциллографа.

В таком случае можно воспользоваться следующими методами:

1. Аккуратно пошевелить модуль, находящийся в работе. Если во время движения двигатель заработал в требуемом режиме, значит, где-то плохой контакт в конструкции.
2. Выполнить измерение сопротивления на выводах катушек 1 и 4, а затем 2 и 3 цилиндров. Наличие одинакового сопротивления укажет на исправность модуля.
3. Есть и третий метод диагностики – замена данного модуля на новый, заведомо исправный. Однако у этого варианта есть много недостатков, поэтому он не популярен.

Электронная система управления двигателем

Выявить дефект системы зажигания поможет компьютерная диагностика.

Подключив через диагностический разъём OBD-II автомобильный сканер, можно увидеть на его экране код ошибки.

Расшифровка подскажет адрес неисправной детали. Чаще всего «слабым звеном» является один из многочисленных датчиков системы или какая-либо другая деталь.

Диагностика системы зажигания с помощью осциллографа

С помощью мотор-тестера или автомобильного осциллографа можно точно установить причину неисправности системы зажигания в машине.

На экране этого контрольно-измерительного прибора отслеживается состояние высоковольтной осциллограммы.

Также мотор-тестером получится проконтролировать:

1. Величину напряжения полученной во время разряда искры.
2. Время действия искры.
3. Пробивное напряжение.

Полученная информация выводится на экран осциллографа. Она показывает рабочие характеристики свечей зажигания, других компонентов системы.

В зависимости от марки автомобиля меняются параметры осциллограммы. Разные системы зажигания требуют своих методов проверки осциллографом.

Выводы

Неполадки в системе зажигания, к сожалению, встречаются часто.

Порой это происходит во время дальних поездок вдалеке от дома или станций технического обслуживания автомобилей.

Чтобы обезопасить себя от подобного негатива, автовладельцу необходимо периодически проводить диагностику этого узла.

Профилактический осмотр на предмет выявления повреждений деталей, некачественных контактов обезопасит от возможных проблем с запуском силового агрегата.

Водителям машин рекомендуется держать в своём арсенале простейший контрольный прибор для измерения сопротивления, напряжения. Это поможет быстро найти неисправность и устранить её.

В сложных случаях нужно обратиться к квалифицированным работникам автосервисов. Их опыт, наличие технологичного оборудования разрешит оперативно восстановить работоспособность системы зажигания.

Диагностика катушек зажигания — UnderhoodService

За последнее столетие конфигурации катушек зажигания изменились: от маслонаполненных канистр к эпоксидным, к электронным сердечникам для потери искры и к самым современным катушкам на свече или «карандашным» катушкам. Какой бы ни была конфигурация, катушка зажигания создает искру, преобразуя силу тока в вольты.

Например, заполненной маслом катушке зажигания может потребоваться около 4 ампер тока при напряжении 12 вольт для выработки 20–30 киловольт (кВ), в то время как для современной конфигурации с электронным сердечником или катушкой на вилке может потребоваться около 7 ампер тока тока на 12 вольт для получения 30-60 кВ искры высокой интенсивности. Имейте в виду, что, поскольку на процесс умножения напряжения влияет множество различных факторов, максимальное выходное напряжение будет варьироваться в зависимости от конструкции и условий эксплуатации. См. Фото 1 .

Катушка зажигания любой конфигурации состоит из трех частей: первичной цепи, вторичной цепи и сердечника из мягкого железа. Магнитное поле создается вокруг сердечника из мягкого железа, когда электрический ток протекает через первичную цепь или обмотку. Когда ток, протекающий через несколько сотен витков первичной обмотки, прерывается, возникающее магнитное поле распадается на многие тысячи витков вторичной обмотки. «Разрезая» магнитное поле во много тысяч раз, вторичная обмотка умножает или преобразует низкое напряжение батареи в напряжения, необходимые для создания искры зажигания.

Имейте в виду, что фактическое выходное напряжение катушки зависит от соотношения воздух/топливо (A/F) и рабочего сжатия двигателя в зазоре свечи зажигания. Как правило, обедненное соотношение A/F и высокое давление в цилиндрах имеют тенденцию увеличивать требования к напряжению на свече зажигания.

 

ПЕРВИЧНАЯ ЦЕПЬ

Первичная цепь катушки зажигания включает клемму напряжения батареи или клемму B+, подключенную к источнику тока 12 В, и клемму заземления или клемму B-, подключенную к силовому транзистору, который управляет первичным током. Чтобы создать искру, силовой транзистор получает команду от модуля управления трансмиссией (PCM) для формирования магнитного поля в катушке путем заземления первичной цепи. «Насыщение» катушки происходит по мере формирования магнитного поля. Затем PCM дает команду силовому транзистору разорвать первичную цепь и разрушить магнитное поле, что создает искру зажигания.

Время включения первичной цепи обычно определяется как «угол выдержки» при зажигании с распределителем и «рабочий цикл» при зажигании без распределителя. Угол задержки и рабочий цикл начинаются, когда первичная цепь заземлена, и заканчиваются, когда первичная цепь прерывается. См. Фото 2 .

В то время как некоторые импортные электронные системы зажигания устанавливают силовой транзистор непосредственно на катушку, силовой транзистор в большинстве систем зажигания встроен в отдельный модуль управления зажиганием (ICM). Чтобы еще больше упростить аппаратное обеспечение зажигания, в большинстве современных конфигураций силовой транзистор или «драйвер» первичного зажигания встроены в PCM.

Поскольку большинство современных систем зажигания способны создавать вторичное напряжение до 60 000 вольт или 60 кВ, системы зажигания запрограммированы на снижение рабочих температур катушек за счет сокращения рабочего цикла или «времени включения» на холостых оборотах, а также за счет увеличения рабочий цикл на высоких оборотах двигателя. Эта функция увеличивает срок службы катушки за счет снижения внутренней рабочей температуры катушки.

 

ВТОРИЧНАЯ ЦЕПЬ

Вторичная цепь системы зажигания состоит из обмоток вторичной катушки зажигания, крышки распределителя, ротора распределителя, кабеля свечи зажигания и свечи зажигания. В системах без распределителя устранены крышка распределителя и ротор, но сохранен кабель свечи зажигания.

Toyota, среди прочего, часто использует «гибридное» зажигание с отработанной искрой на двигателях с V-образным блоком цилиндров. В этой конфигурации катушки зажигания на одном ряду цилиндров устанавливаются непосредственно на свечи зажигания, а свечи зажигания на противоположном ряду подключаются к катушкам кабелями зажигания. Напротив, специальная система зажигания COP устанавливает катушку непосредственно на свечу зажигания. Очевидно, что система COP имеет наименьшее количество отказоустойчивых компонентов. См. Фото 3 .

 

ДИАГНОСТИКА КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ

Прежде всего, я хочу подчеркнуть, что периодические неисправности катушек зажигания трудно диагностировать, поскольку обмотки катушек зажигания очень чувствительны к теплу двигателя. Помните, что тепло увеличивает сопротивление первичной и вторичной цепи и что обе обмотки расширяются при нагревании. Вот почему катушка зажигания может пройти все заводские испытания, но все равно выйдет из строя при высоких рабочих температурах и максимальных нагрузках.

Я также первый, кто сказал, что существуют разные мнения о том, как проверять катушки зажигания и системы зажигания. Самый простой метод — измерение первичного и вторичного сопротивления катушки. Если катушка не соответствует спецификациям производителя, ее следует считать бракованной. Но соблюдение требований к первичному и вторичному сопротивлению на стенде не является гарантией того, что катушка будет правильно работать при экстремальных температурах и нагрузках.

Следующий метод — это процесс исключения, который проверяет драйвер катушки. Поскольку время запуска современных систем может составлять семь градусов или меньше, никогда не используйте для тестирования обычную тестовую лампу. Вместо этого используйте DVOM для измерения рабочего цикла или для измерения наличия падения напряжения на катушке B-, когда драйвер включает и выключает катушку. Если драйвер катушки работает, катушка предположительно неисправна.

Наиболее распространенный метод проверки катушек состоит в наблюдении за тем, насколько хорошо искра проходит через воздушный зазор при прокручивании двигателя. У этого метода есть несколько проблем, потому что запуск двигателя с неисправной или плохо заряженной батареей просто не обеспечит первичное напряжение, необходимое для надлежащего насыщения первичных обмоток катушки. Батарея также должна поддерживать не менее 10 вольт на PCM, чтобы PCM оставался полностью работоспособным.

Поскольку проверка воздушного зазора должна быть постоянной и поддающейся измерению, многие техники используют искровые тестеры, которые создают зазор примерно 0,250 дюйма для более старых систем зажигания и искровой промежуток 0,500 дюйма для более поздних высоковольтных систем зажигания. Цвет искры часто больше связан с атмосферным загрязнением, чем с качеством искры. В некоторых случаях действительно «горячая» искра практически не видна глазу. Наконец, любая искра обычно кажется слабой, если ее увидеть под прямыми солнечными лучами, что может запутать диагноз.

Анализ осциллографа зажигания может быть столь же запутанным, потому что во время воспламенения точки контакта технические специалисты сравнивали полученные ими осциллограммы с «идеальной» волновой формой, которая содержала определенное количество первичных и вторичных колебаний в волновой форме катушки. Но когда транзисторы используются для прерывания первичной цепи, первичная и вторичная формы сигналов могут сильно отличаться от «идеальных» сигналов, изображенных во многих автомобильных текстах.

Поскольку конфигурации с эпоксидным наполнением и внешним железным сердечником (e-core) были широко представлены в начале 1980-х мы увидели, что первичные и вторичные колебания формы волны почти исчезли. С вторичной катушкой зажигания с отработанной искрой, работающей как на положительном, так и на отрицательном заземлении, мы также видим значительную разницу между формами сигналов сжатия и выпуска. Поскольку большинству конструкций COP не хватает доступности, анализ вторичной формы сигнала стал трудным для выполнения в большинстве приложений.

Тип используемого осциллографа также имеет решающее значение для точного анализа формы волны. Большинство автомобильных лабораторных прицелов не выдерживают «броска» высокого напряжения, возникающего при тестировании первичной и вторичной цепи. Другим не хватает разрешения или четкости, необходимых для точного анализа формы сигнала катушки. С другой стороны, большинство из них будут отображать вторичную форму волны с помощью индуктивного адаптера, прикрепленного к кабелю свечи зажигания или к верхней части катушки в приложениях COP.

Большинство продвинутых техников в настоящее время используют прицелы зажигания на базе ПК, поддерживающие широкий спектр диагностических дисплеев и режимов. В обычных условиях будет достаточно высококачественного цифрового запоминающего осциллографа (DSO). Каким бы ни был ваш выбор, имейте в виду, что обучение открывает двери, и эта практика делает совершенным использование прицела для анализа работы системы зажигания.

 

НАГРУЗКА ТОКА

Поскольку доступ к тестированию вторичной формы сигнала практически невозможен для современных систем зажигания COP, наиболее продвинутые специалисты по диагностике используют лабораторный осциллограф и индуктивный датчик тока с низким током для измерения и отображения тока, протекающего через первичную обмотку катушки. схема. См. Фото 4 .

В обзоре, маслонаполненной катушке зажигания требуется около 3-5 ампер тока при 12 вольтах для создания 20-30 кВ, в то время как современная конфигурация с электронным сердечником или катушкой на вилке может потребовать до 10 ампер тока. тока на 12 вольт для получения 30-60 кВ искры высокой интенсивности. Первичные цепи ICM или PCM могут иметь неограниченную по току конструкцию, которая создает точечную форму кривой линейного изменения тока. Первичные цепи ICM или PCM также могут иметь токоограничивающую конструкцию, создающую форму волны с «плоской вершиной», указывающую на то, что первичный ток ограничен заранее определенными значениями. См. Фото 5 .

Доступ к первичной цепи чаще всего можно получить через предохранитель «зажигания» в блоке предохранителей автомобиля или непосредственно на жгуте проводов первичного зажигания, ведущем к катушкам зажигания. Во многих случаях все катушки зажигания системы питаются от одного провода, что упрощает подключение индуктивного токоизмерительного датчика. При зажигании COP без другого доступа можно использовать набор перемычек для подключения индуктивного токоизмерительного датчика. См. Фото 6 .

Если драйвер катушки в PCM неисправен или если ICM выходит из строя, всегда полезно проверить линейное изменение тока на катушке зажигания. Помните, что большинство катушек зажигания не должны потреблять более восьми ампер. Если вы сомневаетесь, сравните потребление тока с аналогичной заведомо исправной системой. Если катушка потребляет чрезмерную силу тока, первичная цепь может быть закорочена, что, в свою очередь, может вывести из строя новый PCM или ICM. Если вы сомневаетесь в целостности какой-либо катушки зажигания, лучше заменить ее новой, чем рисковать дорогостоящим возвратом.

Диагностика зажигания

Причина неисправности, остановки или пропусков зажигания может быть частью более серьезной проблемы из-за общего состояния двигателя. Хороший диагност может понять, что происходит за 0,2 секунды или меньше, когда такт сжатия переходит в рабочий такт. Эта часть цикла заключается в воспламенении смеси воздуха и топлива и в том, как фронт пламени распространяется в цилиндре. Великий техник с размахом сможет сказать: «Это выглядит неправильно».

Воздух и топливо

Воздух поступает в корпус воздушного фильтра и измеряется датчиком массового расхода воздуха. Или в некоторых двигателях содержание определяется датчиком MAP и датчиком температуры воздуха. Затем воздух направляется во впускной коллектор. Длина бегунка и заслонки в порту могут сгладить поток и использовать открытие и закрытие впускных клапанов для увеличения количества воздуха, поступающего в цилиндр.

На некоторых двигателях впускные каналы могут быть оптимизированы для угла открытия дроссельной заслонки и частоты вращения двигателя. Затем воздух будет поступать в камеру сгорания вокруг впускных клапанов с минимально возможной турбулентностью.

Улучшения впрыска топлива были сосредоточены на размере капель и обеспечении правильного объема для события сгорания. Это началось с последовательного впрыска топлива в 1980-х годах, а окончательным усовершенствованием стал непосредственный впрыск топлива в течение последнего десятилетия.

Объем топлива имеет решающее значение для стехиометрии воспламенения. Слишком много топлива, и событие слишком богатое. Слишком мало топлива, и событие слишком скудное. Если капли слишком большие, все топливо может не сгореть. Если капли слишком малы или испаряются, фронт пламени может не загореться предсказуемым образом.

Spark Science

Пространство между электродами свечи зажигания не пустое. Между двумя точками драгоценных металлов находятся воздух и топливо. Эта смесь будет определять поведение искры.

Представьте, что вы свеча зажигания. Вы находитесь в цилиндре, а поршень движется вниз, втягивая воздух через впускной клапан. Впускной клапан закрывается, и поршень начинает двигаться вверх, чтобы сжать воздух, прежде чем поршень достигнет верхней мертвой точки. Топливная форсунка впрыскивает, как будто это двигатель с непосредственным впрыском.

Плотность воздуха и топлива изменилась с тех пор, как они попали в карман между головкой поршня и карманом в головке блока цилиндров. Давление в цилиндре увеличилось с 15 фунтов на квадратный дюйм в атмосфере до более чем 200 фунтов на квадратный дюйм. В результате изменилась плотность воздуха и топлива, что повлияло на скачки искры между электродами.

Когда разность потенциалов между электродами превышает напряжение пробоя воздушно-топливной смеси, может возникнуть искра. Лучший способ понять напряжение пробоя — представить воздушно-топливную смесь резистором между электродами свечи зажигания. Сопротивление изменяется по мере сжатия смеси.

При обедненном соотношении воздух/топливо требуется больше энергии для воспламенения свечи зажигания. Богатое соотношение воздух/топливо потребует меньше энергии для зажигания свечи зажигания. Это связано с тем, что воздух является лучшим резистором или изолятором между электродами свечи зажигания. Если в воздухе находятся капли топлива, это снижает энергию, необходимую для образования искры между электродами.

Когда вторичная обмотка катушки разряжается, напряжение резко возрастает, а затем падает до уровня удерживающего тока, поскольку топливо и воздух внутри цилиндра сгорают, а поршень движется вниз. Самая важная концепция, которую нужно понять, заключается в том, что воздух и топливо действуют как резистор или потенциометр, который изменяет сопротивление по мере сжатия и сгорания смеси. Бедные смеси имеют большее сопротивление, а богатые смеси имеют меньшее сопротивление.

Зачем мне это знать?

Как это может принести мне деньги?

Большая часть диагностики двигателя сводится к двум миллисекундам, когда поршень движется вверх, свеча зажигания срабатывает вблизи верхней мертвой точки, а поршень движется вниз по мере расширения фронта пламени во время рабочего такта.

Например, подумайте о пандусах перед впускными отверстиями на двигателе VW FSI или о антиблокировочных клапанах на двигателе Toyota серии AR. Когда эти элементы выходят из строя, он генерирует код, потому что характеристики воздуха, поступающего в камеру сгорания, изменяются, что может вызвать проблемы с воздушным потоком, в зависимости от частоты вращения двигателя.

Если зазор свечи зажигания увеличился из-за эрозии электродов, дополнительный воздух и топливо в зазоре требуют большего тока и напряжения для зажигания искры. Проблемы с топливом, воздухом и выбросами можно диагностировать, если понимать, что происходит в зазоре, когда поршень приближается к верхней мертвой точке.

Как можно увидеть фронт пламени или зазор между электродами свечи зажигания? Инструмент представляет собой область и знание того, как интерпретировать форму волны вторичного зажигания.

История

Родоначальником всех сигналов является сигнал вторичного зажигания. С 1950-х годов технические специалисты изучают этот сигнал, чтобы определить состояние двигателя. Секрет захвата и анализа вторичных сигналов зажигания заключается в понимании того, что происходит в катушке и на свече зажигания, а также в том, как осциллограф измеряет и отображает напряжения и события зажигания.

Техники старой школы могли сделать это с помощью анализатора двигателя размером с холодильник. Во-первых, они подключали индуктивный зажим к проводу, идущему от катушки зажигания, который ведет к распределителю. Затем они подключали индуктивный провод к первой свече зажигания. Наконец, техник настраивал шкалу, время и триггер, чтобы все цилиндры отображались на экране. Они назвали бы это «парадом».

Исправный двигатель будет иметь все очень похожие пики и спады. Техник открывал дроссельную заслонку, чтобы убедиться, что все пики совпадают и не слишком высокие или слишком низкие. Даже Стивен и Стойкий Эдди были главными участниками парада.

Большинство техников не понимали нюансов формы сигнала, но некоторые могли обнаружить механические проблемы, такие как прогоревший клапан или не настроенный карбюратор. Прямое измерение напряжения вторичного зажигания невозможно; эти высокие напряжения повредят любой осциллограф или измеритель. Емкостный датчик необходим для захвата сигнала вторичного зажигания. Этот тип зонда может представлять собой либо традиционный зажим на проводе зажигания, либо «лопасть», которая контактирует с поверхностью катушки или проводом зажигания.

Первичная и вторичная обмотки катушки преобразуют энергию из низковольтной/сильноточной энергии в высоковольтную/слаботочную энергию. Поток энергии изменяет магнитное поле в проводах или катушке. Это изменение поля фиксируется в милливольтах токоизмерительными клещами или лопастным датчиком.

Лопастные датчики имеют коэффициент преобразования 10:1. Это означает, что 1 вольт на входе прицела равен 1000 вольт или одному киловольту (кВ) на вторичной обмотке. Некоторые клещи или датчики могут иметь аттенюатор (10:1 или 20:1). Убедитесь, что вы прочитали инструкции, чтобы правильно настроить прицел. Некоторые осциллографы преобразуют шкалу напряжения в кВ при выборе датчика зажигания.

Емкостный пробник должен иметь зажим заземления как часть измерительных проводов. Это создает более легкий путь к земле для тысяч вольт, генерируемых катушкой. Если щуп или зажим не заземлены, напряжение может повредить внутреннюю схему осциллографа. Большинство прицелов имеют ограничение около 200 вольт, а большинство систем зажигания могут генерировать более 4000 вольт.

Какие настройки прицела?

Когда вы пытаетесь настроить осциллограф для измерения вторичных сигналов зажигания, цель состоит в том, чтобы зафиксировать событие зажигания с момента подачи питания на катушку до момента, когда катушка колеблется с оставшейся энергией. Это может произойти за 6-10 миллисекунд. Одна миллисекунда на деление обычно является оптимальной временной базой, в зависимости от размера экрана и типа системы зажигания.

Исправная катушка и система зажигания выдает 3-4 кВ на холостом ходу. По мере увеличения нагрузки и скорости двигателя всплеск kV будет увеличиваться. Некоторые системы могут создавать более 30 кВ при определенных обедненных условиях. Возможно, вам придется отрегулировать шкалы напряжения, чтобы зафиксировать общий выходной сигнал всплеска.

На большинстве осциллографов триггер должен быть установлен на автоматический или одиночный с увеличивающимся наклоном. В некоторых осциллографах для стабилизации формы сигнала вы будете использовать автоматический или повторный триггер. Существуют также варианты смещения или задержки срабатывания триггера, чтобы все событие отображалось на одном экране.

Какие части сигнала?

Вторичный сигнал зажигания можно разбить на три части. Во-первых, область формы волны, которая показывает задержку, где вторичная обмотка катушки насыщается энергией от первичной. Во-вторых, всплеск, который указывает на начальное начало искры между электродами или напряжение пробоя. В-третьих, время горения, то есть площадь волны, на которой искра горит между электродами и в конце концов останавливается.

Насыщение/длительность

Первая часть сигнала представляет собой заряд вторичной обмотки первичной обмоткой. Здесь энергия первичной обмотки насыщает вторичную обмотку. Сначала будет резкое падение напряжения, за которым последует синусоида, представляющая собой колебание катушки. Это колебание представляет собой модуль, включающий питание катушки. По мере того, как вторичный контур становится насыщенным, линия будет медленно подниматься по устойчивой рампе. Критическая форма этой части сигнала должна быть плавной восходящей рампой. Он может меняться в зависимости от требований к двигателю.

Шип

Шип — это место, где катушка разряжается, и искра перескакивает с одного электрода на другой. Этот всплеск изменяется в зависимости от сопротивления между электродами, когда он достигает напряжения пробоя. Сопротивление зависит от того, что происходит внутри камеры сгорания.

По мере увеличения давления в цилиндре и изменения состава топливной смеси энергия, необходимая для зажигания свечей зажигания, увеличивается. Вот почему шип должен увеличиваться в высоту, если вы нажимаете на газ.

Если линия искры не увеличивается при нажатии дроссельной заслонки или ниже по сравнению с другими катушками, это признак того, что искра может уходить не в электроды свечи зажигания, а в другие области. Это может быть вызвано закороченным разъемом или чехлом из-за воздушного зазора. Всплеск остается той же высоты, потому что условия вокруг короткого замыкания не меняются в зависимости от оборотов двигателя.

Спецификации шипа отсутствуют, но в большинстве случаев он должен выглядеть как одна линия. После того, как всплеск упал, вы должны увидеть небольшие уменьшающиеся колебания.

Ключ к шипу — сравнить его с другими катушками на транспортном средстве. Если один шип идет выше остальных, это признак двух вещей. Во-первых, сопротивление в камере сгорания могло быть другим, чем в остальных цилиндрах, или могла быть изношена свеча зажигания. Во-вторых, если шип значительно ниже, чем в остальных цилиндрах, это признак того, что сопротивление свечи или цилиндра ниже. В некоторых случаях засоренная или мертвая топливная форсунка может вызвать меньший всплеск при нажатии дроссельной заслонки.

Горение

Линия горения – это время горения искры между электродами. Обычно это длится от 2 до 3 миллисекунд. «Идеальная» линия горения должна иметь постоянный убывающий наклон на холостом ходу. Линия может иметь небольшие изменения и может казаться неровной на некоторых прицелах. Теоретически это было связано с изменением газов и турбулентностью в цилиндре.

В конце линии горения находятся колебания катушки. Это остаточная энергия в катушке. У него должно быть три-четыре гладких горба. Если у него есть всплеск и короткое время горения, это признак того, что в проводе или чехле есть разрыв, препятствующий поступлению энергии на вилку. Системы очков имеют более плавную линию, а спираль над пробкой более крутая.

Если линия горения ниже, чем в других цилиндрах, цилиндр может работать на слишком богатой смеси. Если линия горения высокая, не имеет наклона вниз и короче нормы, событие горения обедненное.