Осциллограммы зажигания: MLab.org.ua — Анализ осциллограмм вторичного напряжения

MLab.org.ua — Анализ осциллограмм вторичного напряжения

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:

1. Обеспечение искры в нужном цилиндре (находящемся в такте сжатия) в соответствии с порядком работы цилиндров.
2. 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.
3. Достаточная энергия искры. Количество энергии, необходимой для надежного воспламенения рабочей смеси, зависит от состава, плотности и температуры рабочей смеси.
4. 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

Примечание!
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:

1. между высоковольтным выводом катушки зажигания и одним из выводов первичной обмотки катушки или «массой»;
2. между высоковольтным проводом и корпусом двигателя;
3. между крышкой распределителя зажигания и корпусом распределителя;
4. между «бегунком» распределителя зажигания и валом распределителя зажигания;
5. свечного колпачка, между наконечником высоковольтного провода и корпусом двигателя;
6. поверхностный пробой керамического изолятора свечи зажигания (стекание заряда по поверхности изолятора) вследствие отложения на изоляторе токопроводящих загрязнений;
7. поверхностный пробой внутренней поверхности свечного колпачка (стекание заряда по внутренней поверхности изолятора) вследствие отложения на колпачке токопроводящих загрязнений;
8. 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

Школа Алексея Пахомова. Диагностика цепей питания системы зажигания. Часть 1

Многолетняя практика работы на диагностическом участке мультимарочного автосервиса и анализ статистики дефектов показали фактическое отсутствие внимания диагностов к качеству напряжения, питающего компоненты системы управления двигателем. Речь идет о значительном количестве таких автомобилей, на которых обнаруживались проблемы с питающим напряжением, но предыдущие обращения к диагностам других авторемонтных предприятий положительного результата не давали. На основе этих многолетних наблюдений был сделан вывод о массовом недопонимании диагностами важности проверки качества тока, питающего компоненты высокого напряжения, как говорят электрики, «сильноточные узлы».

Хотя автор еще в названии статьи очертил круг электропотребителей (цепи питания системы зажигания), о которых пойдет речь, следует сказать, что такая проверка будет весьма полезна при диагностике любых сильноточных потребителей: электробензонасосов; электромагнитных клапанов управления давлением топлива, форсунок и даже ламп головного света. Как правило, во всех таких случаях питание к потребителю подается от бортовой сети автомобиля. Слаботочные элементы (в основном датчики системы управления двигателем и др.) запитываются, как правило, напряжением в 5 В, формируемым стабилизатором блока управления. Качество проводки питания и массы на некоторых датчиках тоже играет свою роль (например, ДМРВ типа HFM5), но проблема питания датчиков аппаратуры выражена не так ярко, как у сильноточных потребителей. Почему же так важно выполнять проверку качества цепей питающего напряжения и массы?

Начнем, пожалуй, с того, что при недостаточно качественном питании электропотребитель либо перестает качественно выполнять свои функции, либо (чаще всего) его работа становится нестабильной. Очень часто проблемное питание является причиной спорадических дефектов, проявляющихся лишь кратковременно, в движении, при стечении определенных условий. Как известно, поиск спорадических дефектов – одна из самых сложных задач в автомобильной диагностике, и очень часто причина таких дефектов заключается именно в отсутствии нормального питания и массы.

Второй важный аспект проблемы заключается в значительной стоимости некоторых компонентов современных двигателей. Цена ошибки при неверной диагностике может быть очень высокой. Например, прежде чем «приговорить» к замене дорогостоящий клапан управления давлением системы Common Rail, необходимо тщательным образом убедиться в качестве питающего напряжения и массы. В противном случае замена элемента может ничего не дать, а автосервис понесет серьезные финансовые и репутационные потери.

И третий момент, который хотелось бы озвучить. Вполне понятно, что на крупных дилерских автоцентрах подобную операцию сочли бы избыточной. Такие центры, как правило, имеют дело с достаточно свежими автомобилями, не склонными к появлению подобных дефектов. Но независимые сервисы согласно своему статусу вынуждены обслуживать весьма изношенные автомобили и, как правило, бюджетных марок.

Такие ТС, например, могут быть оборудованы нештатными противоугонными системами (либо другим электронным оборудованием), не всегда качественно подключенными к автомобильной электропроводке. Поэтому руководителям сервисов просто необходимо изменить стандартное отношение к диагностическим работам и включать проверку состояния цепей питающего напряжения в перечень обязательных работ, выполняемых при диагностике двигателя.

Отметим: практически ни в одном руководстве по ремонту автомобиля не описана в должном объеме процедура проверки питания электрических потребителей! На наш же взгляд, эта операция должна выполняться наравне со всеми остальными диагностическими процедурами и быть подробно описанной в технической литературе.

С помощью какого прибора должна выполняться эта проверка? Ответ однозначно прост: проверка качества цепи питающего напряжения и цепи массы должны выполняться только мотортестером! Ни мультиметр, ни контрольная лампа здесь не помогут. Диагносту важно увидеть и оценить именно форму осциллограммы происходящих процессов, а не просто получить значение питающего напряжения, которое во многих случаях не несет никакой информации.

Еще раз повторим: в дальнейшем будем говорить о диагностике системы зажигания, хотя все сказанное справедливо для любого другого потребителя электрической системы автомобиля. Построим эквивалентную схему первичной цепи системы зажигания с точки зрения ее потерь. Начнем с того, что каждый электрический провод, каждый разъем, каждая группа контактов реле и т. п. имеют активное (омическое) сопротивление. Питающая цепь и цепь массы представляют собой последовательное соединение различных элементов, поэтому их сопротивления получаются путем складывания. В итоге в каждой цепи возникает некое суммарное паразитное сопротивление, назовем его Rпарп для цепи питания и Rпарм для цепи массы. Обозначив их резисторами, построим эквивалентную схему первичной цепи системы зажигания, как показано на рис. 1.

Рис. 1

Закон Ома для участка цепи говорит о том, что при протекании по цепи тока на ее концах возникает напряжение, прямо пропорциональное сопротивлению:

U = IR.

Поэтому на резисторе Rпарп появляется паразитное падение напряжения Uпарп, а на резисторе Rпарм – соответственно Uпарм. Обозначив напряжение на нагрузке как Uн, а напряжение на аккумуляторе – Uакк, можно записать понятную формулу:

Uн = Uакк – Uпарп – Uпарм.

Задача автодиагноста заключается в том, чтобы измерить и оценить паразитные падения напряжения в цепи питания и в цепи массы. Для этого мотортестер включают в режим измерения напряжения относительно минусовой клеммы аккумулятора и выполняют съем осциллограмм в указанных на рисунке точках. Это можно делать одновременно, задействовав два канала мотортестера, а можно и поочередно. Вместе с этим, по желанию диагноста, можно получить также и осциллограмму первичного либо вторичного напряжения.

Сделаем проверку цепи питания и массы по отдельности.

Бортовое напряжение 12 В через несколько предохранителей, разъемов и контактных групп подается на верхний по схеме выход первичной обмотки; второй выход обмотки подключен к массе через транзисторный ключ. Щуп мотортестера подключается к контакту 12 В на разъеме катушки зажигания. Мотортестер используется в режиме измерения напряжения относительно минусовой клеммы аккумулятора с записью осциллограммы.

В идеальном случае в точке подключения осциллограмма напряжения будет иметь вид ровной горизонтальной линии. В реальности, конечно же, такой картинки наблюдаться не будет: в любой нагруженной цепи всегда присутствует паразитное сопротивление Rпарп, на котором возникает паразитное падение напряжения Uпарп. Это падение тем значительнее, чем выше ток, текущий через первичную цепь, и чем выше паразитное сопротивление самой питающей цепи.

Поэтому напряжение, измеренное мотортестером в указанной точке подключения, при протекании первичного тока всегда окажется ниже напряжения бортовой сети, как говорят диагносты: это – результат «просадки напряжения». На рисунке показана реальная осциллограмма питающего напряжения первичной цепи (рис. 2).

Рис. 2

Почему осциллограмма питающего напряжения имеет спад в виде пилы? Это происходит из-за того, что ток в первичной обмотке катушки, вследствие наличия ЭДС самоиндукции, не растет скачкообразно, а нарастает плавно. Поэтому и падение напряжения на паразитном сопротивлении питающей цепи тоже увеличивается постепенно, и, соответственно, так же плавно снижается напряжение на первичной обмотке катушки.

Согласимся с тем, что подобный эффект является нормой – в любой исправной первичной цепи существует паразитное сопротивление, которое влияет на плавное снижение питающего напряжения на катушке в течение периода накопления энергии. Поэтому приведенная осциллограмма является совершенно нормальной.

Самый главный вопрос заключается в том, какую просадку напряжения за период накоп­ления энергии считать нормой, а какую нет. Путем практических замеров на разных автомобилях с различными состояниями электрических систем было установлено, что просадка напряжения примерно на 1–1,5 В наблюдалась на всех исправных системах зажигания. Показания просадки напряжения выше названной цифры в превалирующем большинстве случаев отмечались на автомобилях, имеющих серьезные проблемы в электропитании компонентов сильноточных узлов.

Эти исследования позволили нам взять на себя смелость в определении стандарта исправности питающей цепи: мы считаем, что при исправной работе электрической системы напряжение питания на клемме катушки к концу накопления в ней энергии может просаживаться не более чем на 2 В. Если просадка больше – нужно искать и устранять причину: окисленные разъемы, износ контактной группы замка зажигания, нештатные реле блокировки в цепи питания катушек и т. п.

Значительная просадка напряжения, до 3…5 В и даже более говорит о катастрофическом состоянии питающей цепи и требует безотлагательного ремонта. Подобная ситуация зачастую сопровождается спорадическими подергиваниями автомобиля, внезапной остановкой двигателя, потерей мощности, неровной работой на холостом ходу и т. п. Диагностика вторичного напряжения мотортестером в таких случаях, как правило, показывает пропадание искры или искажение формы осциллограммы.

Помимо оценки просадки напряжения, нужно проанализировать и полученную осциллограмму на предмет отсутствия характерных искажений, говорящих о наличии некачественного электрического контакта. Такие искажения имеют вид кратковременных бросков напряжения вниз, иногда до нуля, либо характерных шумов. Они могут возникать лишь на некоторых режимах работы двигателя, например, при сильной вибрации.

Приведем несколько реальных примеров из практической диагностики на мультимарочном автосервисе.

Пример 1. Автомобиль ВАЗ 2110, двигатель 21114, объем 1,6 л, 8 клапанов. Система управления – «Январь 7». Дефект, со слов клиента, заключался в том, что двигатель мог в любой момент заглохнуть, однако после этого легко запускался вновь. Следует заметить, что этот дефект очень опасен, потому что остановка двигателя происходила не только на холостом ходу, но и в момент движения автомобиля.

На данном двигателе имеет место система зажигания типа DIS с двумя катушками, конструктивно расположенными в одном корпусе. Ключи управления катушками и цепи контроля тока находятся внутри ЭБУ двигателя. Разъем блока катушек имеет три вывода: на один из них подается питающее напряжение 12 В из бортовой сети при включении зажигания, еще два – это выводы первичных катушек, коммутируемые на массу транзисторами внутри ЭБУ. Подключив щупы мотортестера к этим трем выводам, можно контролировать питание катушек и первичное напряжение и тем самым определить, не в системе ли зажигания кроется дефект, приводящий к внезапной остановке мотора.

Выполнив все подключения и запустив съем осциллограммы, дожидаемся момента, когда двигатель заглохнет. Ищем этот момент на осциллограмме (рис. 3).

Рис. 3

Проанализируем его.

1. Напряжение питания в момент, когда накоп­ление энергии в катушке не происходит, составляет 13,3 В. Этот факт говорит о наличии проблем в бортовой сети, с высокой долей вероятности – с генератором и зарядкой аккумулятора не все в порядке и требуется дополнительная проверка.

2. Когда началось накопление энергии в катушке, напряжение питания на ней начало сильно падать. Причем форма осциллограммы в этом месте неровная, с заметными искажениями, что сразу говорит о наличии плохого контакта где-то в цепи питания. Но самое главное то, что к окончанию периода накопления напряжение упало до 8,8 В. Просадка напряжения составила 4,5 В. Это очень много: однозначно имеется дефект, требующий устранения.

3. В дальнейшем напряжение питания упало до 5,9 В, что и привело к остановке двигателя. Цепь питания катушек зажигания нарушилась полностью.

4. При последующих попытках накопления энергии, когда блок замыкал первичную цепь, питающее напряжение просто падало до нуля.

5. Анализ формы первичного напряжения проводить не будем. Отметим лишь, что даже при столь плохом качестве цепи питания искрообразование на свечах имелось, а после окончательного пропадания питания, конечно же, импульсы первичного напряжения пропали тоже.

Схема подключения катушек зажигания в системе «Январь 7» достаточно проста: питание поступает прямо с замка зажигания через несколько разъемов. Осталось проверить электропроводку от плюсовой клеммы аккумулятора до катушек. Возможно, проблема заключена в самой контактной группе замка зажигания. Однако поиски неисправности пошли по другому пути. При первом же взгляде в пространство под приборной панелью обнаружился нештатный тумблер, размыкающий цепь питания катушек. Он, видимо, являлся примитивным подобием противоугонной системы. После удаления тумб­лера проблема со спорадической остановкой двигателя была решена, а осциллограмма питающего напряжения приняла «здоровый» вид.

Пример 2. Автомобиль Chevrolet Lanos, двигатель 1,5 л, система зажигания типа DIS с модулем конструкции General Motors, который массово применялся также и на автомобилях ВАЗ в конце 1990-х – начале 2000-х годов. Проблема, как и в первом примере, заключалась в спорадической остановке двигателя. Следует заметить, что автомобиль посетил уже несколько автосервисов, на которых была выполнена замена бензонасоса, свечей зажигания, высоковольтных проводов, модуля зажигания и датчика положения коленчатого вала. Но все – безрезультатно.

Был подключен мотортестер, запущен съем осциллограммы питания и массы модуля зажигания, а также вторичного напряжения. Однако интерес представляет только осциллограмма напряжения питания (рис. 4).

Рис. 4

Проанализируем полученную осциллограмму.

1. Бортовое напряжение, подаваемое на модуль зажигания, составляет 13,9 В. Учитывая это, можно с высокой долей вероятности предположить, что дефектов в генераторе нет, зарядка аккумулятора происходит успешно.

2. В момент окончания накопления энергии напряжение на модуле упало до 9,1 В. Просадка напряжения составила 4,8 В. Форма осциллограммы при этом очень искажена, видны скачки вверх-вниз, линия снижения напряжения негладкая. В принципе можно было бы не дожидаться остановки двигателя, а сразу искать проблему в цепи питающего напряжения модуля зажигания.

3. В какой-то момент питание просто исчезло: напряжение упало до уровня 7,8 В из-за наличия большого паразитного сопротивления в цепи.

4. В начале следующего периода накопления энергии в катушке напряжение упало до нуля. Двигатель при этом заглох.

Дефект очень похож на предыдущий. Разница лишь в том, что в первом случае причина крылась в непрофессиональном вмешательстве в электропроводку автомобиля, а во втором – в окислении контактов цепи питания модуля.

После ремонта электропроводки вновь был выполнен съем осциллограммы питающего напряжения (рис. 5).

Рис. 5

Как видно, линия снижения напряжения теперь гладкая, а просадка напряжения составила 1,8 В, что укладывается в обозначенный ранее допуск.

Продолжение следует

диагностика

Огонь в дыре: Понимание формы волны зажигания

С момента своего скромного начала двигатель внутреннего сгорания много раз трансформировался, чтобы производить больше энергии и быть более эффективным. Сегодняшний двигатель внутреннего сгорания бывает двух видов: с воспламенением от сжатия (дизель) и с искровым зажиганием. Здесь мы проанализируем систему искрового зажигания (SI). На данный момент это все еще доминирующая система, используемая в этой стране.

Важно понимать, как высвобождается энергия в двигателе SI. В двигателе внутреннего сгорания топливно-воздушная смесь всасывается в цилиндр, где она сжимается. Когда воздушно-топливная смесь сжимается, молекулы вытесняются в меньшее пространство. Это заставляет их сталкиваться друг с другом, что создает трение и тепло.

Требуется энергия, чтобы удерживать вместе различные атомы, образующие молекулярную цепь топливных молекул. Чтобы топливо высвободило эту энергию, молекулы топлива должны разделиться или распасться, а затем преобразоваться в другую молекулярную структуру с более низким энергетическим состоянием. Как только молекулы топлива распадаются, энергия, используемая для удержания всего вместе, больше не нужна. Эта высвободившаяся энергия и есть то, что приводит в действие двигатель внутреннего сгорания.

В двигателе SI сжатие в цилиндре само по себе не дает энергии, достаточной для разделения молекул топлива. Тепло, переданное молекулам топлива, делает его нестабильным, но для разделения атомов, содержащихся в молекулах топлива, необходимо приложить больше усилий. Было бы нелегко разделить двух борцов, сцепившихся в бою. Чтобы разлучить их, вам придется приложить больше силы, чем они используют, чтобы держаться друг за друга.

С этой задачей справится электрошокер, создающий искру в 100 000 вольт. Потенциальная энергия электрошокера больше, чем энергия, которую борцы используют, чтобы держаться друг за друга, поэтому они отпустили бы и разошлись. Несмотря на то, что сжатие цилиндра создает тепловую энергию, требуется больше силы, чтобы разделить молекулярную структуру топлива и высвободить его энергию. Эта сила обеспечивается высокоэнергетической искрой от системы зажигания.

Для подачи высокоэнергетической искры, необходимой для воспламенения воздушно-топливной смеси, использовалось множество различных типов систем зажигания. Наиболее популярной системой, используемой сегодня, является повышающий трансформатор, который использует низковольтный сильноточный полюс для создания высоковольтного слаботочного полюса. Это достигается с помощью двух разных катушек или обмоток провода. Первая катушка является первичной, а вторая катушка — вторичной (рис. 1). Первичная обмотка намотана на сердечник для магнитного усиления. В более новых трансформаторах этот сердечник состоит из множества пластин из черного металла (обычно из мягкого железа), наслоенных или склеенных вместе. Это дает лучшее усиление, чем сплошной сердечник.

В первичной обмотке используется провод большего диаметра с меньшим количеством витков. Это позволяет первичной обмотке иметь очень низкое значение сопротивления. Во вторичной обмотке используется провод меньшего диаметра с большим количеством витков для получения более высокого значения сопротивления. Автомобильная катушка обычно намотана в соотношении примерно 1:100. Другими словами, на каждый виток первичной обмотки вторичной приходится 100 витков обмотки. Сопротивление первичной обмотки обычно находится в диапазоне от 1 до 4 Ом, тогда как сопротивление вторичной обмотки обычно составляет от 8000 до 16000 Ом.

Первичная и вторичная обмотки изолированы друг от друга трансформаторным маслом или эпоксидной смолой. Трансформаторное масло может удерживать напряжение пробоя только от 20 кВ до 25 кВ, поэтому в новых высокоэнергетических трансформаторах вместо него используется эпоксидная смола с вакуумным уплотнением, которая может удерживать напряжение пробоя 50 кВ. Первичная и вторичная обмотки электромагнитно связаны, поэтому все, что влияет на одну обмотку, отражается на другой.

Повышающий трансформатор использует электромагнитную индукцию для получения необходимой энергии искры. Чтобы понять, как работает трансформатор, давайте посмотрим на форму волны, создаваемую этим устройством, начиная с сегмента формы волны А на рис. 2 ниже. (Мы будем продолжать ссылаться на эту форму сигнала.) Это напряжение холостого хода или напряжение источника, поскольку цепь не была завершена. В этот момент ток через первичную цепь не течет. Затем напряжение резко падает при включении драйвера модуля, таким образом замыкая первичную цепь на землю (сегмент формы сигнала B). Это падение напряжения будет очень близко к земле.

Начальное падение напряжения зависит от того, является ли драйвер, используемый для управления током, транзистором или МОП-транзистором. Если используется транзистор, падение напряжения будет от 0,7 до 1 вольта. Это связано с сопротивлением затвора транзистора. МОП-транзистор имеет меньшее сопротивление на затворе, что приводит к более низкому падению напряжения примерно от 0,1 до 0,3 вольта. Начальное падение напряжения — это напряжение, которое остается в цепи, чтобы протолкнуть ток через сопротивление драйвера модуля или затвора (сегмент формы сигнала C).

Как только модуль закрывает драйвер, ток начинает течь по цепи первичной обмотки. Когда ток протекает через обмотку катушки, весь ток используется для создания магнитного поля вокруг обмотки (рис. 3). Это накопление магнитного поля называется индуктивностью. Магнитное поле пропорционально индуктивности и току. Другими словами, чем больше ток, тем больше магнитная индуктивность.

По мере накопления магнитного поля оно перемещается по первичной и вторичной обмоткам, индуцируя напряжение в обеих. Однако эффект этой индукции различен в двух обмотках. Когда магнитное поле создается и перемещается по вторичной обмотке, оно индуцирует электродвижущую силу (ЭДС) и освобождает электроны. Это можно увидеть на вторичном сигнале, когда драйвер модуля закрывается. При первом замыкании цепи возникают колебания напряжения (рис. 4). Это вызвано тем, что магнитное поле перемещается и индуцирует напряжение в различных обмотках, содержащихся во вторичной обмотке катушки.

Между обмотками катушки имеется емкость. Это происходит, когда два проводника разделены пространством и по ним течет ток. Между двумя проводниками возникает электрический потенциал. Размер проводников и расстояние между ними определяют величину емкости.

Звон возникает в цепи при изменении энергии между электрической и магнитной энергией. Эти звенящие колебания превращаются в устойчивую кривую, которая сглаживается, когда катушка становится насыщенной. Точка насыщения будет варьироваться в зависимости от количества тока, протекающего через первичную обмотку, величины сопротивления и количества витков в обмотке.

По мере того, как магнитное поле создается и перемещается по первичной обмотке, напряжение, индуцируемое в первичной обмотке, освобождает электроны. Однако, поскольку ток протекает через первичную обмотку, эти свободные электроны препятствуют протеканию тока. В моей предыдущей статье о топливных форсунках (январь 2005 г.) я привел пример школьного коридора, набитого плечом к плечу детьми, чтобы проиллюстрировать эту проблему. Пример также работает для катушек зажигания.

Представьте, что дети бегут по коридору так быстро, как только могут. Теперь представьте, что в коридор из классных комнат, расположенных вдоль этого коридора, входит больше детей. Дети, покидающие классы, не могут изменить поток детей, уже бегущих по коридору, не увеличивая давление. Так же, как дети, входящие в коридор, наведенное напряжение (давление) в первичной обмотке создает сопротивление изменению тока, протекающего по первичной цепи. Это сопротивление называется противоэлектродвижущей силой или противодействующим напряжением.

Всякий раз, когда в цепи есть индуктивность, противо-ЭДС будет создаваться изменением тока таким образом, что сопротивление изменению тока. И всякий раз, когда в цепи есть сопротивление, будет падение напряжения, пропорциональное сопротивлению. Это падение напряжения можно увидеть как небольшое повышение в нижней части первичной формы волны. Если уставку напряжения осциллографа уменьшить, чтобы увеличить нижнюю часть кривой первичной катушки зажигания, падение напряжения можно будет увидеть более отчетливо (сегмент кривой D на верхней панели рис. 5 и увеличенный на нижней панели).

Поскольку ток, протекающий через обмотку, создает сопротивление падению напряжения, он отражает форму волны первичной катушки зажигания, полученную с помощью индуктивных клещей для измерения силы тока (нижняя часть рис. 5). Как только ток достигает точки полного насыщения катушки (магнитное поле не движется), магнитное поле полностью окружает вторичные обмотки. Точка насыщения катушки зажигания зависит от протекающего через нее тока. Чем больше ток, тем больше магнитные силовые линии. Точно так же, чем меньше ток, тем меньше магнитные силовые линии.

Затем схема ограничивает ток, протекающий через первичную обмотку (сегмент E на рис. 2). Однако магнитное поле по-прежнему остается на полную силу. Обратите внимание, что когда ограничение тока включено, напряжение все еще ниже напряжения холостого хода (сегмент формы сигнала F). Для этого в цепь включается резистор, ограничивающий ток, протекающий через него. Если первичная цепь имеет нежелательное сопротивление, время включения ограничения тока будет увеличено. Если катушка закорочена или имеет меньшее, чем обычно, сопротивление, время для ограничения тока будет сокращено. Если проектные характеристики системы известны, изменение ожидаемого времени ограничения тока будет индикатором проблемы.

По мере увеличения оборотов двигателя время между запусками цилиндров сокращается, время насыщения катушки уменьшается, и ограничение тока прекращается. (Не все системы зажигания имеют ограничение тока.) Затем PCM дает команду отключить драйвер модуля. Это прекращает ток, протекающий через первичную обмотку. Затем магнитное поле начинает падать на вторичную обмотку.

Когда магнитное поле перемещается по проводу или обмотке, в этом проводе или обмотке индуцируется напряжение. Эта индукция создает электродвижущую силу, которая высвобождает электроны и толкает их по цепи до тех пор, пока они не вернутся во вторичную обмотку, где они были созданы. Величина индукции пропорциональна размеру магнитного поля и скорости, с которой магнитное поле падает на вторичную обмотку.

Конденсатор или конденсатор используется для ускорения разрушения магнитного поля. Ни один из компонентов не позволит постоянному току проходить через него на землю; однако переменный ток может проходить. Постоянный ток, который пульсирует очень быстро, становится переменным током и может проходить через конденсатор или конденсатор. Это позволяет току в цепи первичной катушки проходить через любой из этих компонентов на землю.

Конденсатор подключается к первичной обмотке (рис. 6). Как только ток прекращается, магнитное поле возвращается в первичную обмотку, чтобы стабилизировать ток внутри обмотки. Чем быстрее ток в первичной обмотке рассеивается через конденсатор, тем быстрее разрушается магнитное поле. Быстрое движение магнитного поля увеличивает индукцию во вторичной обмотке, и ток, подталкиваемый высоким напряжением до 50 кВ, будет искать путь или цепь.

Вторичная обмотка катушки зажигания подключена к свече зажигания. Электроны движутся к зазору свечи зажигания; однако это разомкнутая цепь. Когда высокое напряжение пытается протолкнуть электроны через разомкнутую цепь, оно сначала образует корону или низкоэнергетическое поле на электродах свечи зажигания (рис. 7А на стр. 38).

После образования короны начнется ионизация. Для начала ионизации требуется очень высокое напряжение. Электрический потенциал приложит достаточную силу к атомам между электродами свечи зажигания, чтобы вырвать электроны на свободу (рис. 7В). Атомы, у которых оторван электрон, становятся положительными ионами. (Ион представляет собой положительно или отрицательно заряженный атом и является результатом того, что атом потерял или приобрел один или несколько электронов.) Это напряжение пробоя или величина напряжения, которая потребовалась, чтобы протолкнуть электроны через сопротивление.

В данном случае сопротивлением является зазор свечи зажигания (участок кривой G на рис. 2). Чем шире зазор свечи зажигания или больше сопротивление между электродами свечи зажигания, тем выше будет напряжение пробоя. Это напряжение пробоя читается как кВ и представляет собой количество энергии, необходимое для преодоления полного сопротивления в цепи. Как только электроны перекроют промежуток свечи зажигания, ионизация завершена.

Обратите внимание на колебания, возникающие, когда поток электронов начинается после напряжения пробоя (участок H на рис. 2). Этот звон или колебание создается индукцией, возникающей в обмотках, и емкостью между витками. Трансформатор позволяет очень легко переключать энергию между электрической энергией и магнитной энергией. Напряжение пробоя, которое запускает дугу, очень быстрое (около 2 наносекунд). Этот быстрый всплеск энергии запускает смену энергии между электрической и магнитной. Чем сильнее шип запускает дугу, тем больше колебаний последует.

Эти колебания аналогичны качанию ребенка на качелях. Ребенок начинает в неподвижном положении на качелях. Сильный толчок заставляет качели двигаться. Чем сильнее толчок, тем выше будет замах. Затем качели будут колебаться взад и вперед, пока энергия не рассеется. Катушка зажигания преобразовывает электрическую энергию в магнитную энергию и наоборот почти таким же образом. Качели, будучи механическим устройством, нуждаются в «толчке» или энергии, чтобы двигаться, точно так же, как разряд катушки, или «толчок», вызывает всплеск энергии. Как только электроны установят поток, напряжение стабилизируется, и колебания уменьшатся до равномерного напряжения (сегмент формы волны I на рис. 2).

Когда происходит ионизация, свободные электроны и положительные ионы образуют путь через электроды свечи зажигания. Это происходит в точке, где количество протекающих электронов равно количеству положительных ионов и «плазмы» разрядника свечи зажигания (сегмент H на рис. 8). Плазма представляет собой горячий ионизированный газ, который окружает протекающие через него электроны, тем самым снижая сопротивление на электродах свечи зажигания (рис. 7С). Сопротивление плазмы зависит от газа и давления, которые его содержат. Плазма уменьшит напряжение, необходимое для поддержания потока электронов через зазор свечи зажигания.

Уровень напряжения, при котором ионизация превращается в плазму, является очень важным моментом для анализа. Поскольку напряжение пробоя не является стабильным, а колеблется при различных циклах разряда, необходимо контролировать уровень напряжения плазмы. Это напряжение плазмы более стабильно, чем напряжение пробоя, и будет показывать значения сопротивления, которые нельзя увидеть в кВ пробоя. Точка, в которой ионизация превращается в плазму, будет зависеть только от сопротивления в цепи.

На рис. 9ниже желтая дорожка имеет резистор 20 кОм, помещенный в провод зажигания. Красный след — это цилиндр-компаньон, а точка плазмы в норме. Точка плазмы на желтой дорожке на 2,3 кВ выше нормы, что указывает на сопротивление в цепи.

На рис. 10 желтая дорожка имеет диаметр 0,20 дюйма. зазор между проводом зажигания и свечой зажигания. Красный след — это цилиндр-компаньон, а точка плазмы в норме. На желтой кривой точка плазмы на 1,2 кВ выше нормы, что указывает на сопротивление в цепи.

На рис. 11 форсунка отсоединена, что не позволяет подавать топливо в цилиндр. Обратите внимание на то, что изменение ионизации на плазму не отличалось между желтыми и красными кривыми, что указывает на нормальное сопротивление в цепи. Однако форма волны плазмы имеет большее сопротивление из-за отсутствия углеводородов в плазменном газе. Это создает очень резкий рост напряжения во время горения, превышающий 10 кВ.

Как только поток электронов установится через зазор пробки, он будет продолжаться до тех пор, пока вторичная энергия не будет исчерпана. Поскольку трансформатор вырабатывает энергию ближе к концу времени горения, наблюдается небольшое повышение напряжения по мере выгорания искры (сегмент формы волны J на ​​рис. 2). Это вызвано разрушением плазмы. Количество электронов от трансформатора начинает уменьшаться, вызывая дисбаланс между положительными ионами и электронами, что позволяет плазме разрушаться. Поскольку плазма создает электрический путь с меньшим сопротивлением, пробой плазмы позволяет увеличить сопротивление, вызывая повышение напряжения в конце времени горения.

Ограничена индукция, подающая электрическую энергию во вторичную обмотку катушки. Полностью насыщенная катушка зажигания похожа на полностью наполненное ведро с водой. Если бы водяной насос откачивал воду из ведра под давлением через фиксированное отверстие, то чем выше давление, тем быстрее сливалась бы вода. Как только вода уйдет, давление также будет истощено. Во вторичной катушке зажигания чем большее напряжение или давление требуется катушке, чтобы проталкивать электроны через сопротивление в цепи, тем быстрее расходуются электроны.

Период, когда электроны перекрывают зазор свечи зажигания, называется временем горения (сегменты формы волны G-J на рис. 2). Время горения будет меняться в зависимости от давления, которое потребовалось, чтобы электроны начали течь по цепи. Если давление низкое, время горения будет больше; если давление высокое, время горения будет короче.

Давайте воспользуемся куском веревки, чтобы продемонстрировать этот принцип. Предположим, что веревка имеет заданную длину и расположена так, чтобы представлять схему, которую создают напряжение пробоя и время горения (рис. 12 на стр. 44). Если веревка, из которой сделана вертикальная линия, длиннее, горизонтальная линия станет короче. И наоборот, если горизонтальная линия становится длиннее, вертикальная линия становится короче. Если вся длина троса короче, как и в случае, когда магнитное поле катушки зажигания не полностью насыщено, вертикальные и горизонтальные участки также будут затронуты из-за уменьшенного количества доступной запасенной энергии.

Напряжение пробоя и время горения зависят от давления или сжатия и содержания газа в цилиндре. При нормальных условиях баллон заполнен газом, состоящим из окружающего воздуха (примерно 21 % кислорода и 79 % азота) и углеводородов C4H8 (бензин) в соотношении 14,7 частей воздуха на одну часть углеводородов. Газовая смесь в цилиндре состоит из атомов, которые ионизируют или позволяют искре прыгать через электроды свечи зажигания.

Мы знаем, что эти атомы ионизируются. Но если условия изменятся, изменится и их способность к ионизации. Величина давления или сжатия изменит плотность смеси, что повлияет на ионизацию. Турбулентность внутри цилиндра также изменит характеристики формы сигнала зажигания. Если изменится любая из этих переменных — сжатие или давление, турбулентность, содержание газа, топлива или водяного пара, — то изменится и ионизация, образующая плазму. Это, в свою очередь, влияет на форму волны искры.

Искра останавливается, когда электрическая энергия недостаточна для поддержания потока электронов через зазор свечи зажигания (сегмент J на ​​рис. 2). Вся энергия, оставшаяся внутри катушки, должна быть поглощена обмотками. Поглощенная энергия рассеивается за счет переключения между электрической и магнитной энергией. Именно это вызывает колебания формы волны в конце продолжительности искры (сегмент K формы волны). Этот звонок можно использовать, чтобы увидеть, сколько энергии было использовано или не использовано во время разряда катушки зажигания. Большое изменение напряжения и большое количество звенящих колебаний в конце осциллограммы указывают на количество энергии, оставшейся в катушке зажигания. Если колебаний нет, энергия катушки зажигания полностью рассеялась.

Форма волны зажигания — это окно, позволяющее технику увидеть, что происходит в камере сгорания. Как только вы научитесь просматривать форму волны во время напряжения пробоя и времени горения, вы увидите, как форма волны отражает то, что происходит внутри цилиндра. Примеры состояний, которые могут быть идентифицированы по форме сигнала зажигания, включают обедненное соотношение воздух/топливо, обогащенное соотношение воздух/топливо, преждевременное зажигание, турбулентность, вызванную синхронизацией кулачка или клапанами, турбулентность, вызванную противодавлением выхлопных газов, рециркуляцией отработавших газов, водяной пар, вызванный утечкой охлаждающей жидкости двигателя. , изношенные свечи зажигания, следы нагара, сопротивление в цепи и т. д. В сигнале катушки зажигания содержится больше информации, чем в любом другом сигнале, создаваемом автомобилем.

Скачать PDF

Обзор и интерпретация вторичных сигналов зажигания

Прародителем всех сигналов является вторичный сигнал зажигания. Технические специалисты изучают этот сигнал с 1960-х годов, чтобы определить исправность компонентов системы зажигания. Секрет возможности 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 событие зажигания.

Как измеряется?
Непосредственное измерение напряжения вторичного зажигания невозможно, это высокое напряжение повредит любой прицел или прибор. Для захвата формы волны вторичного зажигания требуется емкостной пробник. Этот тип зонда может представлять собой либо традиционный зажим на проводе зажигания, либо «лопатку», которая контактирует с поверхностью катушки или провода.

Первичная и вторичная обмотки катушки преобразуют энергию из низковольтной/сильноточной энергии в высоковольтную/маломощную энергию. В конечном итоге эта энергия отводится через электроды свечи зажигания. Поток энергии изменяет магнитное поле в проводах или катушке. Это изменение поля фиксируется в милливольтах токоизмерительными клещами или лопастным датчиком.

Большинство зажимных или лопастных датчиков имеют коэффициент преобразования 10:1. Это означает, что 1 вольт на входе прицела равен 1000 вольт или одному киловольту (кВ) на вторичной обмотке. Некоторые зажимы или датчики могут иметь аттенюатор (10:1 или 20:1). Обязательно прочтите инструкции по настройке осциллографа. 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.

Каковы 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 генерировать более 50 кВ при определенных 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. С некоторыми осциллографами вы сможете использовать автоматический или повторный триггер для стабилизации формы сигнала. Существуют также варианты смещения или задержки срабатывания триггера, чтобы все событие отображалось на одном экране.

Постарайтесь ознакомиться с настройкой вторичных триггеров зажигания с помощью вашей установки, прежде чем вы попадете под диагностический пистолет. Если у вас есть более продвинутый прицел, вы можете выбрать вторичный датчик зажигания в меню датчиков, предустановки загрузят правильный диапазон напряжения, временную базу и тип запуска. Некоторые осциллографы также преобразуют шкалу напряжения в кВ. В зависимости от типа системы зажигания может потребоваться точная настройка триггера и шкалы напряжения, чтобы полностью отображать форму сигнала 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 показывает начальное начало искры между электродами. В-третьих, время горения — это область волны, на которой искра горит между электродами и в конце концов останавливается.

Насыщение/длительность
Первая часть сигнала представляет собой зарядку 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 плавно возрастающей. Он может меняться в зависимости от требований к двигателю.

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

Представьте себе воздух и топливо внутри камеры сгорания в виде резисторов сопротивления между электродами свечи зажигания. Если вы увеличиваете расстояние между электродами, вы увеличиваете количество воздуха между электродами и сопротивление резистора между ними. По мере увеличения давления в цилиндре и изменения топливной смеси количество энергии, необходимой 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 в области, отличные от электродов свечи зажигания. Это может быть вызвано закороченным разъемом или пыльником с воздушным зазором. 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. Если шип значительно ниже, чем в остальных цилиндрах, это признак того, что сопротивление свечи или цилиндра ниже. В некоторых случаях забитая 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 в некоторых прицелах. Теоретически это было связано с изменением газов и турбулентностью в цилиндре.

В конце линии горения находится катушка колебаний. Это энергия, оставшаяся 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.

Интерпретация вторичных форм волны зажигания
В современных системах катушка над свечой (COP), потеря искры или катушка возле свечи вы используете вторичную форму волны в качестве сравнительного инструмента.