Sprawdzenie zapłonu oscyloskopem

Najbardziej zaawansowaną metodę diagnozowania układów zapłonowych nowoczesnych samochodów przeprowadza się za pomocą tester silników. Urządzenie to pokazuje przebieg wysokiego napięcia układu zapłonowego, a także dostarcza w czasie rzeczywistym informacje o impulsach zapłonowych, wartości napięcia przebicia, czasie palenia i sile iskry. W sercu testera silnika leży oscyloskop cyfrowy, a wyniki są wyświetlane na ekranie komputera lub tabletu.

Technika diagnostyczna opiera się na fakcie, że każda awaria zarówno w obwodzie pierwotnym, jak i wtórnym jest zawsze odzwierciedlona w postaci oscylogramu. Wpływają na to następujące parametry:

Sprawdzenie zapłonu oscyloskopem

• czas zapłonu;
• prędkość wału korbowego;
• kąt otwarcia przepustnicy;
• wartość ciśnienia doładowania;
• skład mieszaniny roboczej;
• inne powody.

Tak więc za pomocą oscylogramu można zdiagnozować awarie nie tylko w układzie zapłonowym samochodu, ale także w innych jego elementach i mechanizmach. Awarie układu zapłonowego dzielą się na stałe i sporadyczne (występujące tylko w określonych warunkach pracy). W pierwszym przypadku używany jest tester stacjonarny, w drugim mobilny używany podczas jazdy samochodu. Ze względu na to, że istnieje kilka układów zapłonowych, odebrane oscylogramy podadzą różne informacje. Rozważmy te sytuacje bardziej szczegółowo.

Zapłon klasyczny

Rozważ konkretne przykłady usterek na przykładzie oscylogramów. Na rysunkach wykresy wadliwego układu zapłonowego są oznaczone odpowiednio na czerwono, na zielono - sprawne.

Otwórz po czujniku pojemnościowym

Przerwa w przewodzie wysokiego napięcia między punktem montażu czujnika pojemnościowego a świecami zapłonowymi. W takim przypadku napięcie przebicia wzrasta z powodu pojawienia się dodatkowego iskiernika połączonego szeregowo, a czas palenia iskry ulega skróceniu. W rzadkich przypadkach iskra w ogóle się nie pojawia.

Nie zaleca się przedłużania pracy z taką awarią, ponieważ może to doprowadzić do przebicia izolacji wysokonapięciowej elementów układu zapłonowego i uszkodzenia tranzystora mocy przełącznika.

Przerwanie drutu przed czujnikiem pojemnościowym

Przerwanie centralnego przewodu wysokiego napięcia między cewką zapłonową a punktem montażu czujnika pojemnościowego. W takim przypadku pojawia się również dodatkowy iskiernik. Z tego powodu napięcie iskry wzrasta, a czas jej istnienia maleje.

W tym przypadku przyczyną zniekształcenia oscylogramu jest to, że gdy wyładowanie iskrowe płonie między elektrodami świecy, spala się również równolegle między dwoma końcami zerwanego drutu wysokiego napięcia.

Rezystancja przewodu wysokiego napięcia pomiędzy punktem instalacji czujnika pojemnościowego a świecami zapłonowymi została znacznie zwiększona.

Zwiększona rezystancja przewodu wysokiego napięcia pomiędzy punktem montażu czujnika pojemnościowego a świecami zapłonowymi. Rezystancję drutu można zwiększyć z powodu utlenienia jego styków, starzenia się przewodnika lub użycia zbyt długiego drutu. Ze względu na wzrost rezystancji na końcach drutu napięcie spada. Dlatego kształt oscylogramu jest zniekształcony tak, że napięcie na początku iskry jest znacznie większe niż napięcie na końcu spalania. Z tego powodu czas palenia się iskry ulega skróceniu.

awarie w izolacji wysokonapięciowej są najczęściej jej awariami. Mogą się zdarzyć między:

• wyjście wysokiego napięcia cewki i jedno z wyjść uzwojenia pierwotnego cewki lub „masy”;
• przewód wysokiego napięcia i obudowa silnika spalinowego;
• pokrywa rozdzielacza zapłonu i obudowa rozdzielacza;
• suwak dystrybutora i wał dystrybutora;
• „nasadka” drutu wysokiego napięcia i obudowy silnika spalinowego;
• końcówka drutu i obudowa świecy zapłonowej lub obudowa silnika spalinowego;
• centralny przewodnik świecy i jej korpus.

zwykle na biegu jałowym lub przy niskich obciążeniach silnika spalinowego dość trudno jest znaleźć uszkodzenie izolacji, także podczas diagnozowania silnika spalinowego za pomocą oscyloskopu lub testera silnika. W związku z tym silnik musi stworzyć warunki krytyczne, aby awaria wyraźnie objawiła się (uruchomienie silnika spalinowego, gwałtowne otwarcie przepustnicy, praca przy niskich obrotach przy maksymalnym obciążeniu).

Po wystąpieniu wyładowania w miejscu uszkodzenia izolacji, w obwodzie wtórnym zaczyna płynąć prąd. Dlatego napięcie na cewce spada i nie osiąga wartości wymaganej do przebicia między elektrodami świecy.

Po lewej stronie rysunku widać powstawanie wyładowania iskrowego poza komorą spalania z powodu uszkodzenia izolacji wysokonapięciowej układu zapłonowego. W takim przypadku silnik spalinowy pracuje z dużym obciążeniem (przegazowywanie).

Powierzchnia izolatora świecy zapłonowej jest mocno zabrudzona po stronie komory spalania.

Zanieczyszczenie izolatora świecy zapłonowej po stronie komory spalania. Może to być spowodowane osadzaniem się sadzy, oleju, pozostałości paliwa i dodatków do oleju. W takich przypadkach znacznie zmieni się kolor osadu na izolatorze. Informacje o diagnostyce silników spalinowych można przeczytać osobno po kolorze sadzy na świecy.

Znaczne zanieczyszczenie izolatora może spowodować iskrzenie powierzchniowe. Oczywiście takie wyładowanie nie zapewnia niezawodnego zapłonu mieszanki palno-powietrznej, co powoduje wypadanie zapłonu. Czasami, jeśli izolator jest zanieczyszczony, przeskoki mogą występować sporadycznie.

Postać impulsów wysokiego napięcia generowanych przez cewkę zapłonową z przebiciem międzyzwojowym.

Przebicie izolacji międzyzwojowej uzwojeń cewki zapłonowej. W przypadku takiej awarii wyładowanie iskrowe pojawia się nie tylko na świecy zapłonowej, ale także wewnątrz cewki zapłonowej (pomiędzy zwojami jej uzwojeń). W naturalny sposób odbiera energię z głównego wyładowania. A im dłużej cewka pracuje w tym trybie, tym więcej energii jest tracone. Przy niskich obciążeniach silnika spalinowego opisana awaria może nie być odczuwalna. Jednak wraz ze wzrostem obciążenia silnik spalinowy może zacząć „troitować”, tracić moc.

Przerwa między elektrodami świecy zapłonowej a kompresją

Zmniejsza się szczelina między elektrodami świecy zapłonowej. Silnik spalinowy pracuje na biegu jałowym bez obciążenia.

Wspomniana luka dobierana jest dla każdego samochodu indywidualnie i zależy od następujących parametrów:

• maksymalne napięcie wytwarzane przez cewkę;
• wytrzymałość izolacyjna elementów systemu;
• maksymalne ciśnienie w komorze spalania w momencie iskrzenia;
• przewidywany okres użytkowania świec.

Zwiększa się szczelina między elektrodami świecy zapłonowej. Silnik spalinowy pracuje na biegu jałowym bez obciążenia.

Za pomocą oscyloskopowego testu zapłonu można znaleźć niespójności w odległości między elektrodami świecy zapłonowej. Tak więc, jeśli odległość się zmniejszyła, prawdopodobieństwo zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej jest zmniejszone. W takim przypadku przebicie wymaga niższego napięcia przebicia.

Jeśli szczelina między elektrodami na świecy wzrasta, wzrasta wartość napięcia przebicia. Dlatego w celu zapewnienia niezawodnego zapłonu mieszanki paliwowej konieczne jest eksploatowanie silnika spalinowego przy małym obciążeniu.

Należy pamiętać, że dłuższa praca cewki w trybie, w którym wytwarza maksymalną możliwą iskrę, po pierwsze prowadzi do jej nadmiernego zużycia i przedwczesnej awarii, a po drugie jest obarczona przebiciem izolacji w innych elementach układu zapłonowego, zwłaszcza przy wysokich -napięcie . istnieje również duże prawdopodobieństwo uszkodzenia elementów wyłącznika, a mianowicie jego tranzystora mocy, który obsługuje problematyczną cewkę zapłonową.

Niska kompresja. Podczas sprawdzania układu zapłonowego oscyloskopem lub testerem silnika można wykryć niskie sprężanie w jednym lub więcej cylindrach. Faktem jest, że przy niskim sprężeniu w momencie iskrzenia ciśnienie gazu jest niedoszacowane. W związku z tym ciśnienie gazu między elektrodami świecy zapłonowej w momencie iskrzenia jest również niedoszacowane. Dlatego do przebicia potrzebne jest niższe napięcie. Kształt impulsu się nie zmienia, zmienia się tylko amplituda.

Na rysunku po prawej stronie widać oscylogram, gdy ciśnienie gazu w komorze spalania w momencie iskrzenia jest zaniżone z powodu niskiego sprężania lub z powodu dużej wartości czasu zapłonu. Silnik spalinowy w tym przypadku pracuje na biegu jałowym bez obciążenia.

Układ zapłonowy DIS

Impulsy zapłonowe wysokiego napięcia generowane przez zdrowe cewki zapłonowe DIS dwóch różnych ICE (bieg jałowy bez obciążenia).

Układ zapłonowy DIS (Double Ignition System) ma specjalne cewki zapłonowe. Różnią się tym, że są wyposażone w dwa zaciski wysokiego napięcia. Jeden z nich jest podłączony do pierwszego z końców uzwojenia wtórnego, drugi - do drugiego końca uzwojenia wtórnego cewki zapłonowej. Każda taka cewka obsługuje dwa cylindry.

W związku z opisanymi cechami weryfikacja zapłonu za pomocą oscyloskopu i usuwanie oscylogramu napięcia wysokonapięciowych impulsów zapłonowych za pomocą pojemnościowych czujników DIS następuje różnicowo. Oznacza to, że okazuje się, że rzeczywisty odczyt oscylogramu napięcia wyjściowego cewki. Jeżeli cewki są w dobrym stanie, to pod koniec spalania należy zaobserwować drgania tłumione.

Aby przeprowadzić diagnostykę układu zapłonowego DIS napięciem pierwotnym, konieczne jest naprzemienne pobieranie przebiegów napięć na uzwojeniach pierwotnych cewek.

Opis obrazka:

Przebieg napięcia na obwodzie wtórnym układu zapłonowego DIS

1. Odbicie momentu początku akumulacji energii w cewce zapłonowej. Zbiega się to z momentem otwarcia tranzystora mocy.
2. Odbicie strefy przejścia wyłącznika w tryb ograniczania prądu w uzwojeniu pierwotnym cewki zapłonowej na poziomie 6...8 A. Nowoczesne systemy DIS posiadają wyłączniki bez trybu ograniczania prądu, więc nie ma strefy impuls wysokiego napięcia.
3. Przebicie szczeliny iskrowej pomiędzy elektrodami świec zapłonowych obsługiwanych przez cewkę i początek palenia się iskry. Zbiega się w czasie z momentem zamknięcia tranzystora mocy przełącznika.
4. Obszar spalania iskier.
5. Koniec iskrzenia i początek tłumionych oscylacji.

Opis obrazka:

Przebieg napięcia na wyjściu sterującym DIS cewki zapłonowej.

1. Moment otwarcia tranzystora mocy przełącznika (początek akumulacji energii w polu magnetycznym cewki zapłonowej).
2. Strefa przejścia przełącznika w tryb ograniczania prądu w obwodzie pierwotnym, gdy prąd w uzwojeniu pierwotnym cewki zapłonowej osiąga 6 ... 8 A. W nowoczesnych układach zapłonowych DIS przełączniki nie mają trybu ograniczania prądu , a zatem nie brakuje strefy 2 na przebiegu napięcia pierwotnego.
3. Moment zamknięcia tranzystora mocy przełącznika (w obwodzie wtórnym w tym przypadku następuje przebicie iskierników między elektrodami świec zapłonowych obsługiwanych przez cewkę i iskra zaczyna się palić).
4. Odbicie płonącej iskry.
5. Odbicie zaprzestania palenia iskry i początku tłumionych oscylacji.

Indywidualny zapłon

W większości nowoczesnych silników benzynowych montowane są indywidualne układy zapłonowe. Różnią się tym od systemów klasycznych i DIS każda świeca jest obsługiwana przez indywidualną cewkę zapłonową. zwykle cewki są instalowane tuż nad świecami. Czasami przełączanie odbywa się za pomocą przewodów wysokiego napięcia. Cewki są dwojakiego rodzaju − kompaktowy и pręt.

Podczas diagnozowania pojedynczego układu zapłonowego monitorowane są następujące parametry:

• obecność tłumionych oscylacji na końcu sekcji spalania iskry między elektrodami świecy zapłonowej;
• czas akumulacji energii w polu magnetycznym cewki zapłonowej (zwykle mieści się w zakresie 1,5...5,0 ms, w zależności od modelu cewki);
• czas trwania iskry płonącej między elektrodami świecy zapłonowej (zwykle jest to 1,5 ... 2,5 ms, w zależności od modelu cewki).

Diagnostyka napięcia pierwotnego

Aby zdiagnozować pojedynczą cewkę na podstawie napięcia pierwotnego, należy wyświetlić przebieg napięcia na wyjściu sterującym uzwojenia pierwotnego cewki za pomocą sondy oscyloskopowej.

Opis obrazka:

Oscylogram napięcia na wyjściu sterującym uzwojenia pierwotnego sprawnej indywidualnej cewki zapłonowej.

1. Moment otwarcia tranzystora mocy przełącznika (początek akumulacji energii w polu magnetycznym cewki zapłonowej).
2. Moment zamknięcia tranzystora mocy przełącznika (prąd w obwodzie pierwotnym zostaje nagle przerwany i pojawia się przebicie iskiernika między elektrodami świecy zapłonowej).
3. Obszar, w którym iskra płonie między elektrodami świecy zapłonowej.
4. Wytłumione drgania, które pojawiają się zaraz po ustaniu iskry płonącej między elektrodami świecy zapłonowej.

Na rysunku po lewej widać przebieg napięcia na wyjściu sterującym uzwojenia pierwotnego uszkodzonego pojedynczego zwarcia. Oznaką awarii jest brak tłumionych oscylacji po zakończeniu iskry płonącej między elektrodami świecy zapłonowej (rozdział „4”).

Diagnoza napięcia wtórnego z czujnikiem pojemnościowym

Zastosowanie czujnika pojemnościowego do uzyskania przebiegu napięcia na cewce jest korzystniejsze, gdyż uzyskany za jego pomocą sygnał dokładniej powtarza przebieg napięcia w obwodzie wtórnym diagnozowanego układu zapłonowego.

Oscylogram impulsu wysokiego napięcia zdrowego zwartego pojedynczego zwarcia, uzyskany za pomocą czujnika pojemnościowego

Opis obrazka:

1. Początek akumulacji energii w polu magnetycznym cewki (zbiega się w czasie z otwarciem tranzystora mocy przełącznika).
2. Przebicie iskiernika między elektrodami świecy zapłonowej i rozpoczęcie spalania iskry (w chwili zamykania się tranzystora mocy przełącznika).
3. Obszar spalania iskry między elektrodami świecy zapłonowej.
4. Drgania tłumione, które występują po zakończeniu iskry płonącej między elektrodami świecy.

Oscylogram impulsu wysokiego napięcia zdrowego zwartego pojedynczego zwarcia, uzyskany za pomocą czujnika pojemnościowego. Obecność oscylacji tłumionych bezpośrednio po przebiciu iskiernika pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej (obszar oznaczony symbolem „2”) jest konsekwencją cech konstrukcyjnych cewki i nie jest oznaką awarii.

Oscylogram impulsu wysokiego napięcia uszkodzonego pojedynczego zwarcia kompaktowego, uzyskany za pomocą czujnika pojemnościowego. Oznaką awarii jest brak tłumionych oscylacji po zakończeniu iskry płonącej między elektrodami świecy (obszar oznaczony symbolem „4”).

Diagnostyka napięcia wtórnego za pomocą czujnika indukcyjnego

Czujnik indukcyjny podczas wykonywania diagnostyki napięcia wtórnego jest stosowany w przypadkach, gdy nie jest możliwe odebranie sygnału za pomocą czujnika pojemnościowego. Takie cewki zapłonowe to głównie pojedyncze zwarcia prętów, pojedyncze pojedyncze zwarcia z wbudowanym stopniem mocy do sterowania uzwojeniem pierwotnym oraz pojedyncze zwarcia połączone w moduły.

Oscylogram impulsu wysokiego napięcia pojedynczego zwarcia zdrowego pręta, uzyskany za pomocą czujnika indukcyjnego.

Opis obrazka:

1. Początek akumulacji energii w polu magnetycznym cewki zapłonowej (zbiega się w czasie z otwarciem tranzystora mocy przełącznika).
2. Przebicie iskiernika między elektrodami świecy zapłonowej i rozpoczęcie spalania iskry (moment zamknięcia tranzystora mocy przełącznika).
3. Obszar, w którym iskra płonie między elektrodami świecy zapłonowej.
4. Wytłumione drgania, które pojawiają się zaraz po ustaniu iskry płonącej między elektrodami świecy zapłonowej.

Oscylogram impulsu wysokiego napięcia pojedynczego zwarcia uszkodzonego pręta, uzyskany za pomocą czujnika indukcyjnego. Oznaką awarii jest brak tłumionych drgań pod koniec okresu wypalania iskry między elektrodami świecy zapłonowej (obszar oznaczony symbolem „4”).

Oscylogram impulsu wysokiego napięcia pojedynczego zwarcia uszkodzonego pręta, uzyskany za pomocą czujnika indukcyjnego. Oznaką awarii jest brak tłumionych oscylacji na końcu zapłonu iskry między elektrodami świecy zapłonowej oraz bardzo krótki czas palenia się iskry.

Wniosek

Diagnostyka układu zapłonowego za pomocą testera silnika jest najbardziej zaawansowana metoda rozwiązywania problemów. Dzięki niemu można zidentyfikować awarie również na początkowym etapie ich wystąpienia. Jedyną wadą tej metody diagnostycznej jest wysoka cena sprzętu. Dlatego test można przeprowadzić tylko na specjalistycznych stacjach serwisowych, gdzie istnieje odpowiedni sprzęt i oprogramowanie.