Діагностування системи запалювання

Діагностування класичної системи запалювання

У класичній системі запалювання генерація високої напруги для всіх циліндрів виробляється однією котушкою запалювання. Розподіл іскри від котушки до свічок відбувається за допомогою розподільника (трамблера), який по черзі комутує котушку запалювання зі свічками у порядку, що відповідає порядку роботи циліндрів.

Найчастіше котушка запалювання і трамблер розташовані окремо і з'єднані між собою високовольтним проводом, який називається центральним високовольтним проводом.

Для діагностування вище описаної системи запалювання призначений високовольтний ємнісний датчик. Його необхідно встановити на центральний високовольтний провід, якомога ближче до котушки запалювання.

Примітка!

У класичній системі запалювання два іскрові проміжки: один у свічці запалювання, а другий у трамблері. Ці два зазори разом із високовольтними проводами утворюють подільник напруги. Підключення датчика до центрального високовольтного проводу дозволяє вимірювати напругу на котушці запалювання. Підключення датчика до високовольтного проводу свічки дозволяє вимірювати напругу на подільнику, а так як параметри подільника змінюються (через зміну параметрів горіння іскри в циліндрі та зміни іскрового проміжку в трамблері), отримана осцилограма не буде відповідати дійсним процесам в котушці запалювання.

Діагностування DIS системи запалювання

У DIS системі запалювання іскроутворення відбувається одночасно у двох циліндрах.

Висока напруга до свічок запалювання підводиться від двох протилежних виводів вторинної обмотки однієї і тієї ж котушки запалювання, внаслідок чого полярність імпульсів високої напруги на свічках запалювання цих циліндрів протилежна. Вторинний ланцюг котушки запалювання не має гальванічного зв'язку із «землею», тому для отримання якісної осцилограми необхідно використовувати адаптер запалювання (диференціальний вхід мотор-тестера).

Для діагностування DIS системи запалювання необхідно використовувати комплект високовольтних ємнісних датчиків DIS-4 або DIS-6 (DIS-4 для діагностування 4-х циліндрових двигунів, DIS-6 для діагностування 6-ти або 4-х циліндрових двигунів).

У зв'язку з різною полярністю імпульсів високої напруги в DIS системах запалювання підключати високовольтні датчики необхідно з дотриманням полярності сигналу.

Датчики бажано підключати ближче до котушки запалювання. Якщо через незручне розташування котушки запалювання це складно виконати, то всі датчики необхідно розміщувати в однакових умовах, або ближче до свічок запалювання, або ближче до котушки. Якщо при діагностуванны 4-циліндрових двигунів використовувати комплект ємнісних датчиків DIS-6, то незадіяні датчики нікуди підключати не потрібно. Їх бажано винести за межі підкапотного простору для зменшення рівня наведень.

При аналізі осцилограми вторинної напруги слід враховувати, що в цій системі два циліндри обслуговуються однією котушкою, а, отже, несправність одного циліндра одночасно виявлятиметься і в парному йому циліндрі.

Діагностування індивідуальної системи запалювання

Методика діагностування індивідуальної системи запалювання (система з одноіскровою котушкою запалювання) відрізняється від діагностування класичної (трамблерної) або DIS системи запалювання через відсутність зовнішніх високовольтних проводів. Як правило, індивідуальна система запалювання являє собою окрему котушку запалювання та свічку на кожен циліндр і має вигляд, представлений на малюнку. Часто індивідуальні котушки поєднують у єдиний модуль.

Оскільки весь вторинний ланцюг системи запалювання знаходиться у колодязі головки блоку циліндрів, безпосередньо використовувати ємнісні датчики не вдасться.

Для зручного та швидкого діагностування відразу всіх котушок запалювання можна скористатися індуктивними датчиками.

Використання індуктивного датчика

Котушка запалювання працює за принципом підвищуючого трансформатора і має дві обмотки. Первинна та вторинна обмотки мають загальний сердечник і пов'язані між собою електромагнітним полем. Отже, зміна сили струму у первинній обмотці призводить до зміни її електромагнітного поля і як результат - появі ЕРС у вторинній обмотці. І навпаки, зміни сили струму у вторинній обмотці призводять до змін струму у первинній. Якщо розташувати додаткову котушку індуктивності в електромагнітному полі котушки запалювання, то в ній також виникатиме ЕРС, пропорційно змінам магнітного поля в котушці. Таким чином, можна отримати осцилограму аналогічну класичній осцилограмі вторинної напруги.

Як видно на малюнку форма осцилограми індуктивного датчика відрізняється від класичної, оскільки електромагнітне поле є результатом підсумовування полів, створених вторинною обмоткою, первинною обмоткою, а також сердечником котушки, який має певний гістерезис магнітного поля. Проте зміни незначні і не створюють труднощів у аналізі.

Для проведення діагностування за даною методикою необхідно використовувати комплект індуктивних датчиків Lx4 (для одночасного діагностування чотирьох котушок запалювання) та Lx (для діагностування однієї котушки запалюванняабо синхронізації). Зовнішній вигляд датчика представлений малюнку.

Його чутливий елемент є котушкою індуктивності, яку необхідно розмістити в електромагнітному полі котушки запалювання. Датчик фіксується на корпусі котушки запалювання. Фіксацію на корпусі котушки зручно виконувати за допомогою двостороннього скотчу на спіненій основі. Перед монтажем необхідно очистити поверхню котушки та датчика від бруду та пилу. 

Осцилограма вторинної напруги залежить від розташування датчика відносно поля котушки.

Тому слід дотримуватись наступних рекомендацій.

Основним нюансом є правильне орієнтування датчика у магнітному полі котушки. Як було зазначено вище, чутливим елементом датчика є стрижнева котушка індуктивності, яка має вісь симетрії.

Тепер розглянемо конструкцію котушки запалювання. Найбільш поширеними є котушки двох типів: стрижневі та компактні. Два цих типи відрізняються розташуванням магнітопроводу. У стрижневих котушках магнітопровід є стрижневим сердечником, розташованим уздовж осі симетрії корпусу котушки. Отже, вісь симетрії котушки розташована, як показано на малюнку.

Для отримання більш інформативної осцилограми необхідно розмістити вісь симетрії котушки датчика вздовж осі симетрії котушки запалювання. Як правило, верхня частина котушки запалювання є площиною, на якій і потрібно розташувати датчик.

Другий тип індивідуальних котушок запалювання називається компактним. Її сердечник розташований у верхній частині перпендикулярно до осі.

Тому найбільш оптимальним буде розташування датчика на торцевій поверхні котушки, як показано на малюнку.

Налаштування синхронізації. Мітка першого циліндра.

Призначення логічного каналу

Як відомо, майже всі процеси в двигуні внутрішнього згоряння періодичні, тобто повторюються через кожний робочий цикл. Тому зручно проводити аналіз, бачачи на екрані один повний робочий цикл, причому початок циклу, що відображається, повинен збігатися з початком відповідного сигналу першого циліндра. Для того, щоб із періодичного сигналу двигуна виділити один повний цикл необхідний додатковий сигнал - мітка першого циліндра (МПЦ), який буде єдиним у межах повного циклу двигуна внутрішнього згоряння. Як видно, без мітки першого циліндра неможливо визначити, який імпульс якому циліндру відповідає.

Мітка першого циліндра (МПЦ) - імпульс у межах повного робочого циклу, що однозначно ідентифікує імпульс запалювання в першому циліндрі. Під однозначною ідентифікацією мається на увазі, що МПЦ знаходиться значно ближче до імпульсу запалювання в першому циліндрі, ніж імпульсів інших циліндрів. Початок МПЦ не обов'язково має збігатися з початком пробою в першому циліндрі, МПЦ просто має бути якомога ближче до імпульсу запалювання в першому циліндрі. Також не обов'язкова і прив'язка саме до першого циліндра, тобто мітка може ідентифікувати будь-який з циліндрів, так як у тестах є можливість вибрати номер циліндра, за яким проводиться синхронізація.

Як джерело МПЦ можна використовувати сигнал із високовольтного дроту одного з циліндрів (для класичної або DIS систем запалювання), сигнал магнітного поля котушки запалювання, сигнал первинного ланцюга запалювання (для індивідуальної системи запалювання) або сигнал керування форсункою.

При діагностуванні класичної системи запалювання необхідно використовувати ємнісний датчик синхронізації. Встановлювати його необхідно на високовольтний провід свічки 1-го циліндра.

При діагностуванні DIS системи запалювання також необхідно використовувати ємнісний датчик синхронізації. Встановлювати необхідно також на високовольтний провід свічки 1-го циліндра.

При діагностуванні індивідуальної системи запалювання потрібно використовувати індуктивний датчик синхронізації. Встановлювати датчик необхідно на котушку запалювання першого циліндра. Його необхідно розташовувати на котушці запалювання першого циліндра поруч із діагностичним датчиком. Точне розташування датчика синхронізації менш критичне, оскільки його завдання лише детектувати імпульс пробою.

При неможливості синхронізації від першого циліндра необхідно обрати будь-який інший циліндр, при цьому змінити відповідне налаштування у вікні програми мотор-тестера.

Первинний ланцюг системи запалювання

Необхідно використовувати вимірювальний щуп з голкою. Котушка запалювання має мінімум два виводи підключення, один з яких є керуючим. До нього і необхідно підключатися вимірювальним щупом.

Синхронізація від сигналу керування форсункою

При виборі цього варіанта синхронізації слід враховувати такі особливості.

• Синхронізацію даним способом можна проводити тільки на системах із фазованим впорскуванням.

• Слід враховувати, що деякі системи упорскування можуть змінювати режим упорскування на попарно-паралельний чи одночасний залежно від режиму роботи двигуна.

• Зазвичай (але не завжди!) упорскування палива форсункою проводиться на фазі випуску, перед відкриттям впускного клапана, що відповідає зсуву близько 360 ° від моменту іскроутворення. Отже, для прив'язки до імпульсу запалювання одного циліндра, необхідно підключатися до форсунки циліндра, що працює в протифазі з першим. У разі порядку роботи циліндрів 1-3-4-2, потрібно підключати щуп до 4-ї форсунки, а в налаштуваннях програми аналізу вказувати 1-ий циліндр. І навпаки, у разі синхронізації від першої форсунки, вказувати в налаштуваннях четвертий циліндр.

Необхідно використовувати вимірювальний щуп із голкою. Форсунка має два виводи підключення, один з яких є керуючим. До нього і необхідно підключатися вимірювальним щупом.

Джерело: mlab.org.ua