Теория
Система зажигания предназначена для воспламенения топливовоздушной смеси в точно установленный момент времени. В двигателях с искровым зажиганием это достигается за счет электрической искры, т.е. электроискрового разряда, создаваемого между электродами свечи зажигания. Пропуски зажигания приводят к догоранию смеси в каталитическом нейтрализаторе, происходит уменьшение мощности и топливной экономичности, увеличивается степень износа элементов двигателя и содержание вредных компонентов в выбросе.Основными требованиями к системе зажигания являются:
- Обеспечение искры в нужном цилиндре (находящемся в такте сжатия) в соответствии с порядком работы цилиндров.
- Своевременность момента зажигания. Искра должна происходить в определенный момент (момент зажигания) в соответствии с оптимальным при текущих условиях работы двигателя углом опережения зажигания, который зависит, прежде всего, от оборотов двигателя и нагрузки на двигатель.
- Достаточная энергия искры. Количество энергии, необходимой для надежного воспламенения рабочей смеси, зависит от состава, плотности и температуры рабочей смеси.
- Общим условием для системы зажигания является ее надежность (обеспечение непрерывности искрообразования). Неисправность системы зажигания вызывает неполадки как при запуске, так и при работе двигателя:
- трудность или невозможность запуска двигателя;
- неравномерность работы двигателя - "троение" или прекращение работы двигателя - при пропусках искрообразования в одном или нескольких цилиндрах;
- детонация, связанная с неверным моментом зажигания и вызывающая очень быстрый износ двигателя;
- нарушение работы других электронных систем за счет высокого уровня электромагнитных помех и пр.
Важно!
Во избежание поражения электрическим током и предотвращения несчастных случаев всегда производите замену элементов системы зажигания и подключение датчиков и щупов только при заглушенном двигателе.
Диагностику системы зажигания целесообразно проводить под нагрузкой, обеспечивая максимально возможное напряжение пробоя искрового промежутка между электродами свечи. При малых нагрузках напряжение пробоя обычно не превышает 10 кВ, а при повышенных нагрузках, вследствие увеличения давления в цилиндре, напряжение пробоя значительно возрастает, и достигает нескольких 10 кВ, в результате чего проявляется большинство дефектов изоляции катушки зажигания, проводов, колпачков, свечей.
Режимами повышенной нагрузки являются пуск двигателя, резкое открытие дроссельной заслонки и работа двигателя на низких оборотах под максимальной нагрузкой. В этих режимах наполнение цилиндра топливовоздушной смесью близко к максимальному, искрообразование происходит тогда, когда поршень находится вблизи верхней мертвой точки. Следовательно, в этот момент давление газов внутри цилиндра приближается к максимально возможному.
Импульс зажигания |
Осциллограмма напряжения вторичной цепи исправной системы зажигания
На осциллограмме можно выделить 4 основных фазы: накопление энергии, момент пробоя, горение искры, затухающие колебания.
Время накопление энергии (заряда катушки) – интервал времени от замыкания катушки на землю и начала протекания через нее тока до искрового разряда обусловленного ЭДС самоиндукции катушки после разрыва цепи. Переходной процесс указывает на окончание эффективного заряда катушки (момент насыщения, ограничение тока заряда), после которого происходит бесполезный нагрев катушки током заряда – катушка больше не запасает энергии.
В некоторых случаях момент пробоя наступает немного раньше переходного процесса, это не считается неисправностью.
Незначительный недозаряд катушки зажигания. Норма
Если время заряда катушки заметно уменьшено, то это свидетельствует о неисправности, приводящей к уменьшению энергии, запасенной в катушке, а следовательно, к сокращению времени горения искры. Недостаток энергии может привести к пропускам зажигания при больших нагрузках, так как напряжение на вторичной обмотке катушки не будет достигать напряжения пробоя воздушного зазора свечи.
Значительный недозаряд катушки зажигания. Неисправность
Пробой возникает при размыкании первичной цепи катушки зажигания. При этом в ней возникает напряжение самоиндукции, которое приводит к быстрому нарастанию напряжения во вторичной обмотке. Напряжение увеличивается до тех пор, пока не превысит напряжение пробоя свечного зазора. Длительность пробоя составляет порядка 10-20 мкс. Напряжение пробоя зависит от промежутка между электродами свечи и от диэлектрических свойств среды, которая этот промежуток заполняет. При атмосферном давлении сухой воздух «пробивается» при напряжении около 30 кВ/см. При повышении давления и уменьшении содержания топлива в смеси напряжение пробоя растет.
Следующий участок – горение искры, свидетельствует о протекании постоянного тока в зазоре свечи. Напряжение горения составляет порядка 1-2 кВ. Время горения для всех цилиндров должно быть одинаковым и составляет от 1-1,5 мс до 2-2,5 мс, в зависимости от типа системы.
Энергия, запасенная в катушке расходуется на пробивание искрового зазора свечи и на поддержание горения искры. Чем выше пробивное напряжение, тем меньше длительность горения искры, а следовательно, ниже вероятность поджигания топлива. И наоборот: при низком напряжении пробоя время горения увеличивается, но это свидетельствует об уменьшенном зазоре в свече и снижении взаимодействия искры с топливной смесью, что также приводит к снижению вероятности поджигания топлива.
Типичные неисправности системы зажигания |
Неисправность ВВ проводов, свечей и свечных колпачков будет проявляться в тех цилиндрах, к которым эти элементы относятся. Следовательно, неисправность свечи, свечного колпачка, ВВ провода повлияет на работу соответствующих им цилиндров, а неисправность центрального провода или катушки зажигания в классической системе зажигания повлияет на работу всех цилиндров.
Увеличенный свечной зазор
Увеличенный свечной зазор. Неисправность
На холостом ходу данная осциллограмма свидетельствует об увеличенном зазоре в свече. Требуемое напряжение пробоя увеличивается. Большая часть энергии будет тратиться на генерацию завышенного пробивного напряжения. Это приводит к значительному уменьшению продолжительности горения искрового разряда, уменьшению надежности воспламенения топливовоздушной смеси.
При работе двигателя под высокой нагрузкой, увеличенный искровой промежуток между электродами свечи зажигания может стать причиной пробоя недостаточно прочной или поврежденной высоковольтной изоляции элементов системы зажигания. В таком случае, искрообразование будет происходить вне камеры сгорания, что исключает вероятность надежного искрообразования.
Режим повышенной нагрузки
Режим повышенной нагрузки. Норма
Если данная осциллограмма наблюдается при работе двигателя под высокой нагрузкой, то это свидетельствует о нормальной работе системы зажигания. На участке горения искры можно наблюдать множественные "срывы" напряжения горения искры в виде "пилы", возникающие вследствие "сдувания" искры вихревыми и турбулентными потоками газов внутри камеры сгорания. Объясняется это тем, что при открытии дроссельной заслонки в цилиндр поступает больше воздуха, а из-за увеличения скорости поршня и давления в результате процесса горения, необходимо все большее напряжение для поддержания протекания тока.
Вследствие увеличения значения напряжения пробоя и среднего значения напряжения горения искры при работе двигателя под высокой нагрузкой, продолжительность горения искрового разряда уменьшается.
Режим повышенной нагрузки, пробой изоляции
Если при нагрузке на двигатель форма напряжения горения такая же как и на холостом ходе, то это свидетельствует о пробое изоляции за пределами камеры сгорания. Но при этом, в сравнении с работой двигателя на холостом ходу, несколько увеличиваются напряжение пробоя, напряжение горения искры и незначительно уменьшается время горения искры.
Режим повышенной нагрузки. Неисправность
Наиболее часто встречающимися пробоями высоковольтной изоляции элементов системы зажигания вне камеры сгорания являются пробой:
- между высоковольтным выводом катушки зажигания и одним из выводов первичной обмотки катушки или "массой";
- между высоковольтным проводом и корпусом двигателя;
- между крышкой распределителя зажигания и корпусом распределителя;
- между "бегунком" распределителя зажигания и валом распределителя зажигания;
- свечного колпачка, между наконечником высоковольтного провода и корпусом двигателя;
- поверхностный пробой керамического изолятора свечи зажигания (стекание заряда по поверхности изолятора) вследствие отложения на изоляторе токопроводящих загрязнений;
- поверхностный пробой внутренней поверхности свечного колпачка (стекание заряда по внутренней поверхности изолятора) вследствие отложения на колпачке токопроводящих загрязнений;
- внутри керамического изолятора свечи зажигания между центральным проводником и ее корпусом, вследствие образования в изоляторе трещины.
Заниженная компрессия, уменьшение свечного зазора
Существенное снижение компрессии в каком либо цилиндре двигателя приводит к тому, что в момент искрообразования, давление газов в камере сгорания оказывается заниженным. Следовательно, для пробоя искрового промежутка требуется меньшее напряжение. Форма импульса зажигания при этом практически не изменяется, но снижается пробивное напряжение.
Заниженная компрессия или уменьшение свечного зазора. Неисправность
Похожая осциллограмма также может свидетельствовать об уменьшении зазора между электродами свечи зажигания, что затрудняет взаимодействие искрового разряда с топливовоздушной смесью, и, соответственно, снижает вероятность ее воспламенения.
Уменьшен свечной зазор, нагрузка на двигатель
Разница между пробивными напряжениями, подводимыми к исправным свечам зажигания и к свече с уменьшенным искровым промежутком становится более существенной при работе двигателя под высокой нагрузкой. При такой неисправности, при переходе с режима холостого хода на режим повышенной мощности увеличение напряжения пробоя не наблюдается либо наблюдается незначительно.
Уменьшенный свечной зазор, нагрузка на двигатель. Неисправность
Форма участка горения искрового разряда при этом отличается не существенно, может наблюдаться лишь незначительное увеличение продолжительности горения искрового разряда.
Загрязнение изолятора свечи зажигания со стороны камеры сгорания
При отсутствии резкого падения напряжения в конце горения можно сделать вывод, что изолятор свечи покрылся слоем проводника, что приводит к утечке тока и потере энергии горения искры. Напряжение пробоя при этом может несколько снизиться. Значение напряжения горения искры в первоначальный момент практически достигает значения напряжения пробоя, а к концу горения искры может снизиться до очень малой величины.
Загрязнение изолятора свечи. Неисправность
Количество затухающих колебаний может заметно уменьшиться, либо затухающие колебания могут вовсе отсутствовать. Зачастую, неисправность проявляется непостоянно, то есть, поверхностные токи могут чередоваться с нормальным искрообразованием между электродами свечи зажигания.
Загрязнение свечных электродов
Загрязнение поверхности электродов наблюдается в зашумленном сигнале искры, незначительном увеличении напряжения, а также уменьшении времени горения искры.
Загрязнение свечных электродов. Неисправность
Поверхность электродов и керамического изолятора свечи зажигания со стороны камеры сгорания может загрязняться вследствие отложения сажи, масла, остатков присадок к топливу и от присадок к маслу (отложения соединений свинца, соединений железа и пр.). В таких случаях цвет керамического изолятора свечи зажигания со стороны камеры сгорания определенным образом изменяется.
Высокое сопротивление ВВ провода
При такой неисправности создается дополнительное падение напряжения на сопротивлении ВВ провода при протекании по нему тока. Падение напряжения на сопротивлении высоковольтного провода максимально в начале горения искры, и постепенно уменьшается. Это приводит к уменьшению времени горения и энергии искры. Напряжение пробоя от величины сопротивления высоковольтного провода не зависит, так как величина искрового промежутка практически не изменяется.
Высокое сопротивление ВВ провода
Сопротивление высоковольтного провода может быть увеличенным вследствие окисления его контактов, старения или выгорания проводящего слоя высоковольтного провода либо вследствие применения слишком длинного высоковольтного провода.
Обрыв высоковольтного провода
Напряжение пробоя может достигать максимального напряжения катушки. При этом вся энергия, накопленная в катушке, расходуется за пределами цилиндра, следовательно, не приводит к поджиганию смеси.
Обрыв ВВ провода
В критических случаях обрыв высоковольтного провода может привести к полному прекращению искрообразования между электродами свечи зажигания. Продолжительная работа двигателя с неисправными ВВ проводами может привести к пробою высоковольтной изоляции элементов системы зажигания, выходу из строя катушки зажигания.
Отсутствие затухающих колебаний
При слабом проявлении либо отсутствии затухающих колебаний в конце фазы горения искры можно сделать вывод о неисправности конденсатора (для классической системы зажигания) или катушки зажигания. Индуктивность катушки и емкость конденсатора образуют колебательный контур. Скорость затухания колебаний зависит от добротности колебательного контура. Если есть пробой изоляции конденсатора, короткозамкнутые витки либо межвитковой пробой в катушке, то добротность контура значительно падает, что и приводит к отсутствию колебаний.
Неисправность катушки зажигания
Конденсатор присутствует только в классической системе зажигания. В системах, управляемых электроникой, конденсатор не применяется. В этих системах в качестве емкости колебательного контура выступает межвитковая емкость катушки.
Паразитный искровой разряд между витками катушки зажигания отбирает часть энергии у полезного разряда в искровом зазоре свечи зажигания. С увеличением нагрузки на двигатель, доля отбираемой энергии искрового разряда увеличивается. Кроме того, существенно снижается и максимально возможное выходное напряжение, развиваемое катушкой зажигания.
Наличие пробоя межвитковой изоляции обмоток катушки зажигания, не сказывается на работе двигателя на холостом ходу и при малых нагрузках, но приводит к неработоспособности катушки зажигания при работе двигателя под высокой нагрузкой и создает трудности при пуске двигателя.
Примечание!
Катушка зажигания с межвитковым пробоем генерирует ВВ импульсы, напоминающие по форме импульсы при загрязнении поверхности керамического изолятора свечи зажигания со стороны камеры сгорания или импульсы при пробое высоковольтной изоляции элемента системы зажигания вне камеры сгорания. Поэтому, в данном случае необходимо провести дополнительные проверки.
Автор: Евгений Куришко
Последовательность действий при диагностике классической системы зажигания
Последовательность действий при диагностике системы зажигания в картинках (обновлено 30.05.10)Для проведения диагностики классической системы зажигания с трамблером и центральным ВВ проводом достаточно наличие всего двух ВВ датчиков: одни датчик (с наличием Ск) идет на центральный провод и один из аналоговых каналов, другой датчик (без Ск) на ВВ провод первого цилиндра и на логический канал. Датчик (без Ск) подключаемый на ВВ провод первого цилиндра используется только для разметки искр, т.е. однозначного определения соответствия искры номеру цилиндра в пределах одного полного рабочего цикла двигателя. По этому форма сигнала с датчика разметки не важна, и на первый план выходит величина амплитуды сигнала, т.е. чем больше амплитуда с датчика разметки, тем будет проще в последствии получить стабильный импульс первого цилиндра при разных оборотах коленчатого вала.
Для определенности используем следующее параметры:
ВВ датчик с встроенной Ск = 3.3 нФ подключается к первому аналоговому каналу, входной диапазон +/-5В
ВВ датчик без встроенной Ск подключается к логическому каналу, входной диапазон +/-5В
Частота дискретизации 300 КГц.
Перед началом анализа необходимо выполнить настройку логического канала (если она еще не выполнена):
1. Завершить все текущие измерения, нажав на кнопку “Стоп”.
2. Открыть окно настройки логического канала.
3. Щелкнуть по кнопке добавить и ввести название настройки, например “Детектор On”.
4. Завести двигатель автомобиля.
5. Нажать на кнопку “Пуск”.
6. Дождаться появления импульсов вторичного напряжения на графике “форма сигнала на входе логического канала” (красный график).
7. Включить детектор импульсов (флажок на панели “Настройка”).
8. Убедится что вместо “коротких” импульсов вторичного напряжения на графике идут “широкие” треугольные импульсы.
9. Задать порог сравнения, что бы ширина импульсов на выходе логического канала (синий график) была не меньше 1-2 мс и при этом не захватывались ложные импульсы от искрообразования в соседних цилиндрах.
10. При необходимости уменьшить частоту дискретизации до 50 КГц, что бы на графике было как минимум два импульса, на основании которых рассчитывается RPM, погазовать и проверить соответствие RPM.
11. Нажать кнопку “Стоп”.
12. Нажать кнопку “OK”.
13. В окне осциллографа на вкладке логического канала выбрать только что созданную настройку для логического канала. 14. Выбрать режим самописца и нажать на кнопку “Пуск”.
15. Убедится в наличии сигнала с центрального провода (парад цилиндров) и наличии на логическом канале широких импульсов разметки под ВВ импульсами соответствующими первому цилиндру.
16. Завершить текущие измерение, нажав кнопку “Стоп”.
Перед началом анализа скорректировать параметры вторничного напряжения:
17. Открыть окно настройки (Сервис / Настройка) и перейти на кладку “Анализ”.
Min / Max значения рассчитываются исходя из следующих соображений:
Напряжение пробоя Min – это среднее минимальное значение напряжения пробоя, обычно на 50% выше среднего напряжения горения, для рассматриваемого сигнала примерно 0.5 В.
Напряжение пробоя Max – это среднее максимальное значение напряжения пробоя, для рассматриваемого сигнала примерно 3 В.
Напряжение горения Min – это минимальное допустимое напряжение горения, на основании которого принимается решение о пропусках зажигания, для рассматриваемого сигнала примерно 0.2 В.
Напряжение горения Max – это среднее максимальное значение напряжения горения, т.е. для рассматриваемого сигнала примерно 1 В.
Все заданные значения довольно условны и не требуют точных расчетов.
18. После задания параметров анализа вторничного напряжения, закрыть окно настройки, нажав на кнопку “OK”.
Начало анализа:
19. Для начала анализа необходимо очистить предыдущие данные, выбрав пункт меню Файл / Новый.
20. Открыть окно анализа системы зажигания на основании вторичного напряжения.
21. Задать параметры анализируемой системы зажигания, параметры подключения и выбрать классический режим анализа.
22. При необходимости завести двигатель автомобиля.
23. Нажать на кнопку “Пуск”.
24. Если все настроено правильно, то через 2-3 секунды на экране будут отображены размеченные импульсы вторичного напряжения анализируемой системы зажигания.
В дальнейшем для начала нового анализа потребуется выполнить только пункты 19 - 24.
Классификация систем зажигания
В бензиновом двигателе воспламенение топливной смеси осуществляется искровым разрядом, возникающем между электродами свечи зажигания под действием высокого напряжения.
К системам зажигания предъявляют следующие требования:
Исходя из этих требований, любая система зажигания характеризуется следующими основными параметрами: Время накопления энергии катушкой (угол замкнутого состояния контактов) – время от момента начала накопления энергии (конкретно в контактной системе - момента замыкания контактов прерывателя; в других системах - момента срабатывания силового транзистора) до момента возникновения искры (конкретно в контактной системе - момента размыкания контактов прерывателя либо отсечки тока транзистором). Данная величина характеризует величину энергии, накапливаемой катушкой. Напряжение пробоя - напряжение во вторичной цепи в момент образования искры, фактически, максимальное напряжение во вторичной цепи. Системы зажигания рассчитываются с учетом коэффициента запаса по вторичному напряжению, это значит, что максимально развиваемое катушкой напряжение всегда превышает напряжение пробоя в наихудших условиях работы двигателя, может достигать 20 кВ. Напряжение горения – напряжение горения электрической дуги, установившееся во вторичной цепи после пробоя электродного зазора. Эта величина значительно меньше напряжения пробоя и составляет единицы кВ. Время горения - длительность горения электрической дуги. Поджиг топливной смеси происходит при горении дуги, поэтому определение ее характеристик дает очень важную информацию при оценке исправности системы. Угол опережения зажигания (УОЗ) - угол, на который успевает повернуться коленчатый вал от момента возникновения искры до момента достижения соответствующим цилиндром верхней мертвой точки (ВМТ). Оптимально поджигать смесь до подхода поршня к верхней мертвой точке в такте сжатия, чтобы после достижения поршнем ВМТ газы успели набрать максимальное давление и совершить максимальную полезную работу на такте рабочего хода. Любая система зажигания четко делится на две части: - высоковольтную (вторичную) цепь - включает вторичную обмотку катушки зажигания, систему распределения высоковольтной энергии, высоковольтные провода, свечи.
2. преобразователь напряжения - преобразует постоянное напряжение бортовой сети автомобиля в высоковольтный импульс; 3. устройство управления накоплением энергии - определяет момент начала накопления энергии и момент зажигания; 4. распределитель зажигания - коммутирует катушку зажигания с одной из свечей в соответствии порядку работы цилиндров; 5. свечи зажигания - необходимы для образования искрового разряда и зажигания топливной смеси в камере сгорания двигателя. Свечи устанавливаются в головке цилиндра. Когда импульс высокого напряжения подается на свечу, между ее электродами проскакивает искра, которая и воспламеняет рабочую смесь. Как правило, устанавливается по одной свече на цилиндр. Однако бывают и более сложные системы с двумя свечами на цилиндр. Системы с механическим распределителем энергииКлассическая (трамблерная) система зажигания, довольно распространенная среди устаревших авто.
2. источник питания; 3. конденсатор; 4. катушка зажигания; 5. механический прерыватель; 6. вал прерывателя; 7. свечи зажигания; 8. распределитель. Распределитель зажигания, трамблер(distributor) - распределяет высокое напряжение от катушки к свечам цилиндров двигателя. На контактных системах зажигания, как правило, объединен с прерывателем, на бесконтактных - с датчиком импульсов, на более современных либо отсутствует, либо объединен с катушкой зажигания (при этом центральный провод может отсутствовать), коммутатором и датчиками. Распределитель работает следующим образом. Высокое напряжение, создаваемое во вторичной обмотке катушки зажигания, подается на центральную клемму распределителя зажигания. Вращающийся ротор распределителя (бегунок) образует коммутацию этой центральной клеммы и внешних электродов в такой последовательности, что высокое напряжение направляется к свече зажигания того цилиндра, поршень в котором находится в конце такта сжатия, и там создает искру. Как правило, для четырехцилиндровых двигателей, последовательность работы цилиндров 1-3-4-2. Такой порядок работы цилиндров установлен для равномерного распределения нагрузки на коленчатый вал двигателя. Синхронизация с коленчатым валом обеспечивается за счет постоянной механической связи распределителя зажигания с распределительным валом или любым другим валом, связанным с коленчатым валом при передаточном отношении между ними, равном 2:1. Механический прерыватель – устройство управления накоплением энергии, замыкает и размыкает питание первичной обмотки катушки зажигания в зависимости от угла поворота распредвала. Контакты прерывателя находятся под крышкой распределителя зажигания. Параллельно контактам включен конденсатор. Он необходим для того, чтобы контакты не обгорали в момент размыкания. Во время разрыва контактов, между ними образуется высокое напряжение, которое приводит к образованию искры, но конденсатор поглощает в себя большую часть энергии и искрение уменьшается до незначительного. При выходе конденсатора из строя, будут сильно обгорать контакты прерывателя. В этой системе также присутствуют механизмы корректировки опережения зажигания: центробежный и вакуумный регуляторы. Описанная система отличается простотой конструкции. Недостатками является наличие ненадежных механических элементов, прерыватель коммутирует большие токи, что со временем приводит к выходу его из строя, искрение в прерывателе и распределителе приводит к радиопомехам. Одной из разновидностей классической системы, частично лишенной недостатков прерывателя, является классическая система с транзисторным коммутатором. Коммутатор - это транзисторный ключ, который в зависимости от управляющего сигнала, включают или отключают питание первичной обмотки катушки зажигания. В зависимости от устройства конкретной системы зажигания, коммутатор может быть как один, так их может быть и несколько (если в системе зажигания используется несколько катушек). В этом случае механический прерыватель управляет только транзисторным коммутатором, который, в свою очередь, управляет катушкой. Такая конструкция имеет существенное преимущество перед прерывателем без транзисторного коммутатора - оно заключается в том, что контактный прерыватель коммутирует значительно меньший ток. Следовательно, практически исключается пригорание контактов прерывателя во время размыкания, отсутствует необходимость в конденсаторе. В остальном система полностью аналогична классической системе. Обе описанные системы зажигания с механическим прерывателем имеют общее название - контактные системы зажигания.
Бесконтактные системы зажигания (БСЗ). В этом случае вместо механического прерывателя используется датчик - генератор импульсов с преобразователем сигналов, который управляет только транзисторным коммутатором, который, в свою очередь, управляет катушкой зажигания. В системах зажигания с транзисторным коммутатором используются датчики трех типов: - индуктивный датчик; - оптический. Со временем, дополнительной задачей коммутатора зажигания стала зарядка катушки необходимой энергией, т.е. до момента зажигания коммутатор должен предугадать, когда нужно начать зарядку катушки, чтобы получить максимальную энергию искры и избежать перегрева катушки. Причём, он должен это сделать так, чтобы время заряда катушки было приблизительно постоянным. Для этого коммутатор вычисляет скорость вращения двигателя и в зависимости от нее вычисляет момент замыкания катушки на землю. Другими словами, чем выше обороты двигателя, тем раньше коммутатор будет начинать замыкать катушку на землю, но время замкнутого состояния будет одинаковым.
БД – бесконтактный датчик; Системы зажигания со статическим распределением энергииДанные системы имеют принципиальное отличие от выше описанных. В системах зажигания со статическим распределением энергии DLI (DistributorLess Ignition) отсутствует механический распределитель. Катушки зажигания напрямую соединены со свечами зажигания и распределение напряжения осуществляется на первичной стороне катушек зажигания. Исключается и применение элементов, которые подвержены потерям энергии в них, а также износу. Такой способ распределения напряжения применяется в двух вариантах: с одно- и двухискровыми катушками зажигания. Системы с одноискровыми катушками зажиганияВ одноискровой системе каждая свеча имеет свою индивидуальную катушку зажигания. Блок управления двигателем включает в работу катушки зажигания в соответствии с установленным порядком работы цилиндров. Так как отсутствуют потери энергии в распределителе, то эти катушки зажигания могут быть очень компактных размеров. В основном, они располагаются непосредственно над свечами зажигания. Неподвижное распределение напряжения с одноискровыми катушками зажигания применимо универсально для любого количества цилиндров. Нет ограничений на диапазоны регулировки опережения угла зажигания. Дополнительным преимуществом является то, что при выходе и строя катушки, перестанет работать только один цилиндр, а система в целом сохранит работоспособность. Однако, здесь необходимо применение датчика вращения коленвала с целью синхронизации работы всей системы с частотой вращения этого вала. Коммутатор в таких системах может представлять собой один блок для всех катушек зажигания или отдельные блоки для каждой катушки зажигания, кроме того, он может быть интегрирован в электронный блок управления, а также может устанавливаться отдельно. Катушки зажигания также могут стоять как отдельно, так и единым блоком (но в любом случае отдельно от ЭБУ), а кроме того, могут быть объединены с коммутаторами.
Общая схема систем независимого зажигания 2. свечи зажигания; ЭБУ – электронный блок управления двигателем; К – коммутатор; КЗ – катушка зажигания. Одной из наиболее популярных разновидностей таких систем является COP система (Coil on Plug - "катушка на свече"), в ней катушка зажигания ставится прямо на свечу. Таким образом, стало возможным полностью избавится еще от одного ненадежного компонента системы зажигания - высоковольтных проводов.
В системах с двухискровыми катушками (DIS) на каждые два цилиндра приходися по одной катушке зажигания. Концы вторичной обмотки подключены к свечам зажигания в разных цилиндрах. Цилиндры выбраны так, что при такте сжатия в одном цилиндре во втором происходит такт выпуска (при четном количестве цилиндров). В момент зажигания на обеих свечах зажигания образуется искра на первой катушка дает «рабочую искру», а на второй – «холостую». Например, в классическом 4-х цилиндровом двигателе в цилиндрах 1 и 4 поршни занимают одно и то же положение (оба находятся в верхней или нижней мертвых точках одновременно) и движутся синхронно, но находятся на разных тактах. Когда цилиндр 1 находится на компрессионном ходу, цилиндр 4 - на такте выпуска, и наоборот.
Катушки зажигания в системе DIS могут устанавливаться как отдельно от свечей и связываться с ними высоковольтными проводами, так и прямо на свечах (как в системе COP, но в этом случае высоковольтные провода все равно используются для передачи разряда на свечи смежных цилиндров).
Неисправности в системе зажигания приводят к пропускам воспламенения топливной смеси в цилиндрах, в результате двигатель не развивает мощность, работает нестабильно, «троит», повышается нагрузка на рабочие цилиндры, что приводит к снижению их времени эксплуатации, увеличению расхода топлива. Автор: Евгений Куришко |
Диагностика DIS системы зажигания
В DIS системе зажигания искрообразование происходит одновременно в двух цилиндрах. Высокое напряжение к свечам зажигания подводится от двух противоположных выводов вторичной обмотки одной и той же катушки зажигания, вследствие чего полярность импульсов высокого напряжения на свечах зажигания этих цилиндров противоположна.
Конструкция DIS системы зажигания со сдвоенной катушкой и встроенным в нее коммутатором
1. Свечи зажигания
2. Свечные колпачки
3. Высоковольтные провода
4. Катушка
5. Проводка катушки зажигания
Для диагностики DIS системы зажигания понадобится датчик синхронизации и комплект емкостных датчиков DIS-4 или DIS-6.
В связи с различной полярностью импульсов высокого напряжения в DIS системах зажигания, подключать высоковольтные датчики при проведении диагностики необходимо с соблюдением полярности сигнала. Для быстрого определения полярности можно воспользоваться детектором полярности.
Определение полярности
Необходимо нажать кнопку включения детектора, при этом кратковременно загорятся два индикатора (синий и красный), индицируя исправность детектора. Затем поочередно поднести детектор к высоковольтным проводам заведенного двигателя. При наличии в проводе импульсов высокого напряжения, начинает мигать соответствующий индикатор: красный – положительная полярность, синий – отрицательная. В соответствии цвету свечения к проводу подключается соответственно промаркированные емкостные датчики: DIS-4 или DIS-6.
Положительная полярность искры второго цилиндра
1. Детектор полярности
2. Кнопка включения детектора
3. Индикатор
Отрицательная полярность искры третьего цилиндра
Подключение высоковольтных датчиков к системе зажигания
Подключение высоковольтных датчиков к системе зажигания в соответствии с определенной полярностью (приведенное подключение датчиков не стоит брать за эталон, оно является лишь одним из возможных вариантов). Если при диагностике 4-х цилиндровых двигателей использовать комплект ёмкостных датчиков DIS-6, то незадействованные датчики никуда подключать не нужно. Их желательно вынести за пределы подкапотного пространства для уменьшения уровня наводок.
1. Положительные датчики
2. Отрицательные датчики
Датчик синхронизации необходимо подключать к высоковольтному проводу первого цилиндра. В случаях, когда в цепи зажигания первого цилиндра есть неисправность и не удается получить устойчивых импульсов синхронизации, необходимо его подключить к проводу другого цилиндра, изменив соответствующую настройку в программе анализа.
Подключение датчика синхронизации к высоковольтному проводу первого цилиндра
1. Датчик синхронизации
Положительнвые датчики подключаются к 7-му, а отрицательные – к 8-му каналу прибора, датчик синхронизации – к логическому каналу.
Подключение высоковольтных датчиков к мотор-тестеру MT-Pro
1. К датчикам положительной полярности
2. К датчикам отрицательной полярности
3. К датчику синхронизации
Общая схема подключения датчиков мотор-тестера к DIS системе зажигания
Порядок действий при настройке программного обеспечения мотор-тестера.
Примечание!Все дальнейшие настройки приведены для датчиков, поставляемых в комплекте с мотор-тестером MT-Pro. Настройки могут незначительно отличаться в зависимости от разновидности системы зажигания и качества высоковольтных проводов.
Настройка аналогового канала
1. Включить аналоговые каналы 7,8
2. Установить чувствительность обоих каналов 0,3 В
3. Параметр Развертка 250 кГц
4. На вкладке Управление выбрать режим самописца
Настройка логического канала
1. Установить чувствительность канала 3 В
2. Установить порог 1 В(если на синхронизирующем цилиндре положительная полярность, иначе -1В)
3. Включить детектор импульсов
Более детально о настройке логического канала.
После нажатия кнопки Пуск и запуска двигателя на экране должна появиться аналогичная осциллограмма.
Осциллограмма вторичного напряжения DIS системы зажигания. Импульсы логического канала соответствуют моменту зажигания в цилиндре к которому подключен датчик синхронизации (по умолчанию 1 цилиндр). Импульсы высокого напряжения следуют в порядке работы цилиндров.
1. Холостые искры
2. Рабочие искры
3. Положительная полярность (7 канал)
4. Отрицательная полярность (8 канал)
Возможно, что дополнительно придется корректировать значение порога логического канала для получения стабильных импульсов синхронизации на всех режимах работы двигателя.
В таком режиме на экране будут отбражаться как рабочие, так и холостые искры. Чтобы перейти к классической форме вторичного напряжения, необходимо включить адаптер зажигания (для версии прибора 3.0), кроме того, скрыть график канала 7 и увеличить частоту дискретизации до 500 КГц.
Включение адаптера зажигания
Осциллограмма с включенным адаптером зажигания
Настройки окна анализа вторичного напряжения
Для более детального анализа параметров системы зажигания и отображения статистики необходимо воспользоваться окном анализа вторичного напряжения Анализ>Вторичное напряжение
Окно анализа вторичного напряжения
1. На вкладке Система зажигания выбрать Классическое (при использовании адаптера) или DIS (при отсутствии адаптера)
2. На вкладке Подключение в строке Вход(-) выбрать Аналоговый канал 8, в строке Вход(+) выбрать Аналоговый канал 7,в строке Номер цилиндра синхронизации указать цилиндр к которому подключен датчик синхронизации (по умолчанию 1 цилиндр).
Для правильной работы алгоритма анализа необходимо предварительно задать опорные значения напряжений в окне Сервис>Настройки>Анализ.
Настройки анализа по умолчанию
После нажатия кнопки Анализ на экране отобразится «парад цилиндров», скорость вращения двигателя, а также числовые значения параметров системы зажигания: напряжение пробоя, время и напряжение горения искры, время накопления энергии, количество пропусков зажигания для каждого цилиндра индивидуально.
Отображение «парада цилиндров», основных параметров системы зажигания
Программное обеспечение мотор-тестера позволяет проводить анализ системы зажигания «на лету», а также анализ ранее записанных осциллограмм.
При анализе осциллограммы вторичного напряжения следует учитывать, что в данной системе два цилиндра обслуживаются одной катушкой, а следовательно, неисправность одного цилиндра будет одновременно проявляться и в парном ему цилиндре.
Автор: Евгений Куришко
ПОИСК
Партнеры АДИСА
Кто на сайте
Сейчас 8 гостей и ни одного зарегистрированного пользователя на сайте