Диагностика по вторичному напряжению

Порядок подключения высоковольтных датчиков:

- отсоединить все разъёмы от входов №1-6 осциллографа;

- подключить зажимы питания адаптера диагностики систем зажигания Ignition Adapter к аккумуляторной батарее диагностируемого автомобиля: чёрный зажим к клемме "-", красный к клемме "+";

- подключить адаптер диагностики систем зажигания к осциллографу с помощью соединительного кабеля;

- подключить красные ёмкостные DIS датчики к входу In+ адаптера диагностики систем зажигания;

- подключить зелёные ёмкостные DIS датчики к входу In- адаптера диагностики систем зажигания;

- запустить двигатель исследуемого автомобиля;

- подключить датчик первого цилиндра Sync к входу In Synchro адаптера диагностики систем зажигания и поочерёдно устанавливать его на каждый высоковольтный провод системы зажигания диагностируемого автомобиля, одновременно наблюдая, каким цветом загорится светодиод на корпусе адаптера диагностики систем зажигания;

- установить ёмкостные DIS датчики на высоковольтные провода в соответствии с цветом свечения светодиода, по одному датчику на каждый провод;

- установить датчик первого цилиндра Sync на высоковольтный провод первого цилиндра;

Порядок подключения высоковольтных датчиков к осциллографу:

- включить программу USB Осциллограф;

- в окне программы выбрать "Управление → Загрузить настройки пользователя → Ignition → Ignition_Dis". Таким образом, программа USB Осциллограф начнёт отображать "парад цилиндров" и параметры импульсов зажигания: пробивное напряжение, время и напряжение горения искры для каждого цилиндра индивидуально. Для корректного отображения "парада цилиндров" может понадобиться откорректировать уровень синхронизации ёмкостного датчика, для чего в левом нижнем углу окна программы нажать на кнопку "Настроить плагин" (с иконкой молотка и отвёртки) и в открывшемся окне "Настройка" откорректировать параметр "Уровень синх. емк. датчика" так, чтобы программа устойчиво отображала "парад цилиндров".

В исправной DIS системе зажигания, значения параметров импульсов высокого напряжения находятся в таких диапазонах:

- напряжение пробоя – в среднем 10 kV;

- напряжение горения искры 1-2 kV;

- время горения искры ~ 1,5 ms.

При этом нужно знать, что для отдельно взятого цилиндра напряжение пробоя может значительно изменяться, а время и напряжение горения искры имеют почти неизменные значения на установившихся режимах работы двигателя.

Ниже рассмотрим типовые осциллограммы сигналов DIS системы зажигания. Для этого определим по схеме (рис. 2.1) точки съема сигналов датчиков DIS системы зажигания.

Рис. 2.1. Схема DIS системы зажигания: 1. Точки съёма сигнала с помощью ёмкостных DIS датчиков DIS Cx. 2. Точка съёма синхронизирующего сигнала с помощью датчика первого цилиндра Sync. 3. Точки подсоединения осциллографических щупов к первичным цепям катушек зажигания. 4. Аккумуляторная батарея. 5. Выключатель зажигания. 6. DIS катушки зажигания. 7. Датчик частоты вращения коленчатого вала индукционного типа. 8. Датчик положения распределительного вала индукционного типа. 9. Свечи зажигания. 10. Блок управления двигателем. 11. Точка подсоединения осциллографического щупа к сигнальному проводу датчика частоты вращения коленчатого вала. 12. Точка подсоединения осциллографического щупа к сигнальному проводу датчика положения распределительного вала.

Осциллограмма импульса высокого напряжения DIS системы зажигания (рис. 2.2):

1. Начало накопления энергии в магнитном поле катушки зажигания (момент открытия силового транзистора коммутатора).

2. Момент перехода коммутатора в режим ограничения тока в первичной цепи (по достижении тока в первичной обмотке катушки зажигания равного около 8А, коммутатор переходит в режим ограничения тока на этом уровне).

3. Пробой искрового промежутка между электродами свечи зажигания и начало горения искры (момент закрытия силового транзистора коммутатора).

4. Участок горения искры.

5. Конец горения искры и начало затухающих колебаний.

Рис. 2.2. Осциллограмма импульса высокого напряжения DIS системы зажигания

Осциллограмма напряжения в первичной цепи DIS системы зажигания (рис.2.3):

1. Момент открытия силового транзистора коммутатора (начало накопления энергии в магнитном поле катушки зажигания).

2. Момент перехода коммутатора в режим ограничения тока в первичной цепи (по достижении тока в первичной обмотке катушки зажигания равного около 8А, коммутатор переходит в режим ограничения тока на этом уровне).

3. Момент закрытия силового транзистора коммутатора (пробой искрового промежутка между электродами свечи зажигания и начало горения искры).

4. Участок горения искры.

5. Конец горения искры и начало затухающих колебаний.

Рис. 2.3. Осциллограмма напряжения в первичной цепи DIS системы зажигания

Осциллограмма синхронизирующих импульсов датчика первого цилиндра в DIS системе зажигания (рис. 2.4):

1. Пробой искрового промежутка между электродами свечи зажигания первого цилиндра в конце такта сжатия рабочей смеси (рабочая искра).

2. Пробой искрового промежутка между электродами свечи зажигания первого цилиндра в конце такта выпуска отработавших газов (холостая искра).

Виды осциллограмм от сигнала датчика частоты вращения коленчатого вала индукционного типа и датчика положения распределительного вала индукционного типа представлены на рис. 2.5 и рис. 2.6 соответственно.

Рис. 2.4. Осциллограмма синхронизирующих импульсов датчика первого цилиндра в DIS системе зажигания

Рис. 2.5. Осциллограмма выходного сигнала датчика частоты вращения коленчатого вала индукционного типа

Рис. 2.6. Осциллограмма выходного сигнала датчика положения распределительного вала индукционного типа

3. Диагностика индивидуальных систем зажигания

На большинстве современных бензиновых двигателей применяются системы индивидуального зажигания. Данная система зажигания отличается от классического зажигания и от DIS-системы зажигания тем, что каждая свеча зажигания в такой системе обслуживается собственной (индивидуальной) катушкой зажигания. В зависимости от устройства сердечника, индивидуальные катушки зажигания делятся на два типа – компактные, и стержневые. Конструктивно, индивидуальные катушки зажигания могут быть выполнены как отдельные элементы, либо объединены в модули по две, три или четыре катушки зажигания в одном модуле. В большинстве случаев, индивидуальные катушки зажигания устанавливаются непосредственно над свечами зажигания. Но встречаются двигатели, где катушки зажигания соединены со свечами зажигания посредством высоковольтных проводов.

Индивидуальная катушка зажигания за один рабочий цикл двигателя генерирует одну искру зажигания. Поэтому, в индивидуальных системах зажигания требуется синхронизация работы катушек с положением распределительного вала.

При подаче напряжения на первичную обмотку катушки зажигания, через первичную обмотку начинает течь ток, вследствие чего в сердечнике катушки изменяется величина магнитного потока. Изменение величины магнитного потока в сердечнике катушки приводит к возникновению напряжения положительной полярности на вторичной обмотке. Так как скорость нарастания тока в первичной обмотке при этом относительно небольшая, то и возникающее при этом напряжение на вторичной обмотке относительно мало и находится в диапазоне 1-2 kV. Но при определённых обстоятельствах этой величины напряжения может оказаться достаточно для несвоевременного возникновения искрового разряда между электродами свечи зажигания и как следствие, слишком раннего воспламенения рабочей смеси. Во избежание возможных повреждений двигателя вследствие несвоевременного возникновения искрового разряда, образование искрового разряда между электродами свечи зажигания при подаче напряжения на первичную обмотку катушки зажигания должно быть исключено. В системах индивидуального зажигания, возникновение этого разряда предотвращается с помощью встроенного в корпус катушки зажигания диода EFU, включённого последовательно в цепь вторичной обмотки.

В момент закрытия оконечного каскада зажигания, ток в первичной цепи резко прерывается, и магнитный поток стремительно уменьшается. Это быстрое изменение величины магнитного потока приводит к возникновению высокого напряжения на вторичной обмотке катушки зажигания (при определённых условиях, напряжение на вторичной обмотке катушки зажигания может достигать 40-50 kV). Когда это напряжение достигает значения, обеспечивающего образование искры между электродами свечи зажигания, сжатая в цилиндре рабочая смесь воспламеняется от искрового разряда между электродами свечи зажигания.

Габаритные размеры индивидуальных катушек зажигания относительно малы, за счёт чего производителям двигателей удаётся легко их размещать непосредственно над свечами зажигания. Но из-за небольших размеров снижается уровень надёжности катушек. Как следствие, индивидуальные катушки зажигания часто отказывают, и в первую очередь – изоляция вторичной обмотки. Повреждение изоляции обмотки приводит к межвитковому пробою высокого напряжения внутри катушки. Катушка зажигания с такой неисправностью обычно способна обеспечить поджёг рабочей смеси в цилиндре при работе двигателя на малых нагрузках и на режиме холостого хода. Но при больших нагрузках на двигатель искрообразование прекращается, и цилиндр, обслуживаемый такой катушкой, перестаёт работать. Выявить данную неисправность можно по осциллограмме напряжения в первичной или во вторичной цепи катушки. Признаком межвиткового пробоя изоляции катушки является отсутствие затухающих колебаний в конце горения искры на осциллограмме сигнала.