Осциллограмма высокого напряжения системы зажигания.

1. Начало накопления энергии в магнитном поле катушки зажигания (момент открытия силового транзистора коммутатора системы зажигания).
2. Момент перехода коммутатора системы зажигания в режим удержания энергии в магнитном поле (по достижении тока в первичной обмотке катушки зажигания равного около 8А, коммутатор переходит в режим стабилизации тока на этом уровне).
3. Пробой искрового промежутка и начало горения искры (момент закрытия силового транзистора коммутатора).
4. Участок горения искры.
5. Конец горения искры и начало затухающих колебаний.

Основные неисправности системы зажигания

Увеличен искровой зазор на свече зажигания.
Чётко видны отклонения формы и параметров импульса зажигания на 3-м цилиндре. Время горения плазмы меньше нормы, а напряжение пробоя искрового промежутка и напряжение горения плазмы увеличены.

Обрыв свечного провода.
Такая неисправность часто наблюдается на силиконовых высоковольтных проводах в результате выгорания токопроводящего сердечника. Искра может иметь очень короткое время горения либо вообще отсутствовать в зависимости от длины выгоревшего участка и режима работы двигателя, как видно на осциллограмме импульса зажигания 3-го цилиндра.

Загрязнение свечи зажигания.
В случае сильного загрязнения свечи зажигания, плазма горит не между ее электродами, а стекает по загрязнённому изолятору. Это вызывает снижение пробивного напряжения. Неисправность характерна повышенным напряжением горения в начале участка горения и его уменьшением к концу этого участка.

Подключение датчиков к системам зажигания

Системы зажигания с механическим распределением высокого напряжения по цилиндрам.

Для просмотра осциллограммы системы зажигания с механическим распределением высокого напряжения по цилиндрам, понадобится один ёмкостной датчик и один индуктивный. Ёмкостной датчик служит для съёма осциллограммы высокого напряжения системы зажигания. Индуктивный датчик служит для синхронизации сигнала - чтобы знать, к какому именно цилиндру относится каждый отдельный импульс зажигания.

Система зажигания с механическим распределением напряжения VW.

Для того чтобы получить осциллограмму напряжения системы зажигания с механическим распределением высокого напряжения по цилиндрам, нужно подключить ёмкостной датчик (красного цвета) ко входу Cx и установить его на высоковольтный провод катушки зажигания, а индуктивный (чёрного цвета) ко входу Lx и установить его на высоковольтный провод первого цилиндра.

1.
2.
3. В закладке "Управление" выбрать пункт "Загрузить настройки пользователя" и выбрать нужную пользовательскую настройку. Режим "Ignition_Classic" предназначена для отображения "парада цилиндров" и одновременного вывода в реальном времени напряжения пробоя, времени и напряжения горения искры для каждого цилиндра индивидуально; "Ignition" - для отображения импульсов высокого напряжения системы зажигания всех цилиндров в режиме наложения; "Ignition_Sync" - для отображения импульсов высокого напряжения системы зажигания только того цилиндра, на высоковольтный провод которого установлен индуктивный датчик.

Для корректного отображения "парада цилиндров" может понадобиться откорректировать уровень синхронизации ёмкостного датчика. Для этого, после включения режима "Ignition_Classic", нужно в левом нижнем углу окна программы нажать на кнопку "Настроить плагин" (с иконкой молотка и отвёртки) и в открывшемся окне "Настройка" откорректировать параметр "Уровень синх. емк. датчика" так, чтобы программа устойчиво отображала "парада цилиндров".

DIS cистемы зажигания.

Для проверки Dis систем зажигания (катушки зажигания с двумя высоковольтными выходами) разработано дополнительное устройство с применением 4-х (6-ти, 8-ми) ёмкостных датчиков.

Снятие вторичного напряжения DIS системы зажигания происходит с помощью ёмкостных датчиков, которые должны быть установлены на высоковольтные провода идущие от катушек зажигания к свечам зажигания в строгом порядке согласно инструкции. Для того чтобы знать, к какому цилиндру относится конкретный импульс зажигания, применяется индуктивный датчик, который устанавливается на высоковольтный провод первого цилиндра.

DIS cистема зажигания Opel.

Для того чтобы получить осциллограмму вторичного напряжения DIS системы зажигания, нужно выполнить следующее:

1. Подключить индуктивный датчик к входу Lx и установить его на высоковольтный провод первого цилиндра.
2. Установить переключатель на корпусе адаптера DI/DIS в положение DIS и подключить адаптер к 1-му аналоговому входу USB Autoscope.
3. Подключить красные ёмкостные датчики к красному входу адаптера DI/DIS (вход отмечен красной точкой).
4. Запустить программу USB Осциллограф.
5. В закладке "Управление" выбрать пункт "Загрузить настройки пользователя" и выбрать пользовательскую настройку "Dis_Plug".
6. Завести двигатель исследуемого автомобиля.
7. Установить один из красных ёмкостных датчиков поочерёдно на каждый высоковольтный провод двигателя, одновременно наблюдая, на проводах каких цилиндров наблюдается сигнал системы зажигания положительной полярности. Сигнал должен наблюдаться на половине высоковольтных проводов, по одному на каждой катушке зажигания.
8. Установить красные ёмкостные датчики на провода, где наблюдался сигнал положительной полярности.
9. Подключить разъём чёрных ёмкостных датчиков к адаптеру для DIS систем зажигания и установить чёрные ёмкостные датчики на оставшиеся свободными высоковольтные провода, где сигнал положительной полярности не наблюдался.
10. В закладке "Управление" выбрать пункт "Загрузить настройки пользователя" и выбрать пользовательскую настройку "Ignition_Dis".

Теперь программа будет отображать "парад цилиндров" и одновременно в реальном времени напряжение пробоя, время и напряжение горения искры для каждого цилиндра индивидуально.

Для отображения "парада цилиндров" может понадобиться откорректировать уровень синхронизации ёмкостного датчика. Для этого, после включения режима "Ignition_DIS", нужно в левом нижнем углу окна программы нажать на кнопку "Настроить плагин" (с иконкой молотка и отвёртки) и в открывшемся окне "Настройка" откорректировать параметр "Уровень синх. емк. датчика" так, чтобы программа устойчиво отображала "парада цилиндров".

Отображаемый сигнал можно одновременно записывать. Для этого нужно в меню "Управление" выбрать пункт "Запись". Записанную осциллограмму можно просмотреть и при необходимости сохранить. Для сохранения осциллограммы нужно выбрать пункт "Сохранить Как.." в меню "Файл".

Cистемы индивидуального и комбинированного зажигания.

При измерении высоковольтных напряжений в системах индивидуального зажигания некоторых двигателей (например, современные двигатели AUDI, BMW, Mercedes, VW…), где свеча зажигания находится непосредственно под катушкой зажигания, понадобятся ёмкостные датчики совершенно другой конструкции.

Ёмкостной датчик фирмы BOSCH для некоторых двигателей AUDI.

Ёмкостной датчик фирмы BOSCH для двигателей M112 и M113 Mercedes.

Главное их отличие в том, что съём сигнала происходит за счёт ёмкости, образующейся между экранированными изолированными обкладками датчика и вторичной обмоткой высоковольтной катушки зажигания. Поэтому, существуют десятки типов конструкций таких датчиков, напрямую зависящих от конструкции катушки зажигания и способа её установки на двигатель.

Универсальный ёмкостной датчик фирмы BOSCH.

USB Autoscope работает со всеми типами таких датчиков при условии их согласования с входными цепями.

Для работы с большинством систем индивидуального зажигания, в корпус адаптера DI/DIS встроен универсальный ёмкостной датчик.

Система индивидуального зажигания BMW.

Для отображения осциллограммы высокого напряжения системы индивидуального зажигания, необходимо:

1. Включить программу USB Осциллограф.
2. В закладке "Управление" выбрать пункт "Загрузить настройки пользователя" и выбрать пользовательскую настройку "Ignition_Central".
3. Завести двигатель исследуемого автомобиля.
4. Установить переключатель на корпусе адаптера DI/DIS в положение DI.
5. Подключить адаптер к 1-му аналоговому входу USB Autoscope и последовательно устанавливать его на каждую катушку зажигания.

Скрипт Ignition.

При инсталляции программы в директорию C:\Program Files\USB Осциллограф\AnalyserScriptFiles записывается файл скрипта анализатора Ignition_v1.02.ajs алгоритм которого позволяет программе проанализировать записанную осциллограмму напряжения системы зажигания. Алгоритм работает с осциллограммами записанными в двухканальном режиме: первый канал - сигнал ёмкостного датчика, второй канал - сигнал индуктивного датчика.

Запуск и выполнение скрипта.

1. Включить программу USB Осциллограф.
2. В закладке "Управление" выбрать пункт "Загрузить настройки пользователя" и выбрать пользовательскую настройку "Ignition_Classic" "Ignition_Sync" либо "Ignition_Dis".
3. Завести двигатель исследуемого автомобиля.
4. В закладке "Управление" выбрать пункт "Запись" для того, чтобы программа начала записывать сигнал системы зажигания.
5. В закладке "Управление" выбрать пункт "Запись". Таким образом программа закончит запись сигнала системы зажигания.
6. В закладке "Анализ" выбрать пункт "Загрузить скрипт". В открывшемся окне указать файл скрипта Ignition_v1.02.ajs из директории C:\Program Files\USB Осциллограф\AnalyserScriptFiles и нажать кнопку "Открыть".
7. В закладке "Анализ" выбрать пункт "Выполнить скрипт". Будет выведен диалог, где алгоритм скрипта спрашивает номер канала ёкостного датчика (по умолчанию 1) и тип исследуемого двигателя (по умолчанию 1-3-4-2). Нажать OK. Программа выполнит скрипт и выведет результаты анализа осциллограммы.

Методика диагностики индивидуальной системы зажигания (система с одноискровой катушкой зажигания) отличается от диагностики классической (трамблерной) или DIS системы зажигания по причине отсутствия в ней внешних высоковольтных проводов. Как правило, индивидуальная система зажигания представляет из себя отдельную катушку зажигания и свечу на каждый цилиндр и имеет вид, представленный на рисунке. Часто индивидуальные катушки объединяют в единый модуль.

Внешний вид индивидуальной катушки зажигания
1. Электропроводка катушки
2. Разъем
3. Катушка зажигания
4. Колпачок свечи
5. Свеча зажигания

Поскольку вся вторичная цепь системы зажигания находится в колодце блока цилиндров, непосредственно использовать емкостные датчики не удастся. Снять осциллограмму вторичного напряжения с помощью емкостного датчика возможно только с одной катушки, т.е. датчик необходимо будет поочередно подключить ко всем катушкам. Для этого необходимо скрутить зажим и поднести торец датчика к открытой верхней части катушки.



Скрутите зажим с емкостного датчика

Диагностирование индивидуальной катушки зажигания с помощью емкостного датчика Cx

Осциллограмма, полученная таким методом будет несколько отличаться от классической осциллограммы



1. Осциллограмма, полученная на индивидуальной катушке емкостным датчиком
2. Классическая осциллограмма

При этом в настройках программы анализа вторичного напряжения необходимо выбрать либо «Режим одного цилиндра», либо «Последовательный режим».
Совет!
Видео-подсказка по применению "Последовательного режима" Для удобной и быстрой диагностики сразу всех катушек зажигания возможно воспользоваться индуктивными датчиками.

Применение индуктивного датчика Lx4
Катушка зажигания работает по принципу повышающего трансформатора и имеет две обмотки. Первичная и вторичная обмотки имеют общий сердечник и связаны между собой электромагнитным полем. Следовательно, изменение силы тока в первичной обмотке приводит к изменению её электромагнитного поля и как результат - появлению ЭДС во вторичной обмотке. И наоборот, изменения силы тока во вторичной обмотке приводят к изменениям тока в первичной. Если расположить дополнительную катушку индуктивности в электромагнитном поле катушки зажигания, то в ней также будет возникать ЭДС, пропорционально изменениям магнитного поля в катушке. Таким образом, можно получить осциллограмму аналогичную классической осциллограмме вторичного напряжения.



1. Осциллограмма сигнала с индуктивного датчика
2. Классическая осциллограмма вторичного напряжения

Как видно на рисунке форма осциллограммы индуктивного датчика отличается от классической, поскольку электромагнитное поле является результатом суммирования полей созданных вторичной обмоткой, первичной обмоткой, а также сердечником катушки, который имеет определенный гистерезис магнитного поля. Однако изменения незначительны, и не создают трудностей в анализе.
Для проведения диагностики по данной методике необходимо использовать комплект индуктивных датчиков Lx4 (для одновременной диагностики 4х катушек зажигания) и Lx (для диагностики одной катушки зажигания или синхронизации). Внешний вид датчика представлен на рисунке.



1. Корпус датчика
2. Силиконовая присоска

Его чувствительный элемент представляет собой катушку индуктивности, которую необходимо разместить в электромагнитном поле катушки зажигания. Датчик фиксируется на корпусе катушки зажигания при помощи силиконовой присоски. Осциллограмма вторичного напряжения зависит от расположения датчика относительно поля катушки.



Пример осциллограммы при неправильной установке датчиков

Поэтому следует придерживаться следующих рекомендаций.
Основным нюансом является правильное ориентирование датчика в магнитном поле катушки. Как было отмечено выше, чувствительным элементом датчика является стержневая катушка индуктивности, которая имеет ось симметрии, как указано на рисунке.



Конструкция индуктивного датчика

Теперь рассмотрим конструкцию катушки зажигания. Наиболее распространенными являются катушки двух типов: стержневые и компактные. Два этих типа отличаются расположением магнитопровода. В стержневых катушках магнитопровод представляет собой стержневой сердечник, расположенный вдоль оси симметрии корпуса катушки. Следовательно, ось симметрии катушки расположена как показано на рисунке.



Расположение трансформатора в стержневой катушке зажигания.

Для получения более информативной осциллограммы, необходимо разместить ось симметрии катушки датчика вдоль оси симметрии катушки зажигания. Как правило, верхняя часть катушки зажигания представляет собой плоскость, на которой и нужно расположить датчик. Фиксируется датчик при помощи мягкой силиконовой присоски. Перед монтажом обязательно необходимо очистить поверхность катушки от грязи и пыли. Для более надежной фиксации следует использовать консистентную силиконовую смазку или Литол.



Фиксация индуктивного датчика на корпусе стержневой катушке зажигания

Второй тип индивидуальных катушек зажигания называется компактной.



Внешний вид компактной катушки зажигания

Ее сердечник расположен в верхней части перпендикулярно оси.



Расположение трансформатора в компактной катушке зажигания.

Поэтому наиболее оптимальным будет расположение датчика на торцевой поверхности катушки, как показано на рисунке.



Расположение датчика на компактной катушке

Для получения импульсов синхронизации используется датчик Lx1. Его необходимо располагать на катушке зажигания первого цилиндра, рядом с датчиком Lx4. Точное расположение датчика синхронизации не столь критично, так как его задача только детектировать импульс пробоя.



Расположение датчика синхронизации на компактной катушке

Общий вид расположения датчиков

После монтажа всех датчиков на катушках, рекомендуется подключить разъем датчика Lx4 к 8-му Аналоговому каналу, а разъем датчика Lx1 к логическому каналу осциллографа.

В результате должна получиться аналогичная осциллограмма



Осциллограмма напряжения системы зажигания

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Проверяем систему зажигания Заметки диагноста

Не секрет, что большинство диагностов изучали автомобили своими руками, своей головой…. Набивали «свои шишки», наступали на одни и те же грабли.… Поможем им учесть опыт других и рассмотрим способ проверки одной из важнейших систем автомобиля.

Итак, речь идет о системе зажигания…. Самой капризной система на бензиновых двигателях. В кодах неисправностей пробивается крайне редко. Большинство отказов системой бортовой самодиагностики не обнаруживаются. Слова многих «диагностов» - «А у вас нет кодов неисправностей - у вас все хорошо!» верны только в первой части. Вторую часть этого утверждения ставим под сомнение – если все хорошо – человек в сервис не обратиться.

Итак, приступаем к проверке системы зажигания.
Для примера возьмем обычный ДОДЖ КАРАВАН.

Жалобы клиента (это спрашиваем в первую очередь) – не заводиться. В предыдущих сервисах поставлен диагноз – нет искры. Причина отсутствия искры не выяснена.

Только диагносты со стажем способны определить дефект «на слух и на нюх». Мы же с вами воспользуемся приборами – это более объективно.
В нашем распоряжении АвтоАсс Профи-3. Хороший прибор, нашего Российского производства (г. Ростов). Дороговат правда, но своих денег стоит.
Ну что же, одновременно протестируем этот прибор – посмотрим, на что он годен.
Проверка вторичного напряжения системы зажигания – самый главный параметр. В идеале должен выглядеть следующим образом:

Линия заряда катушки показывает нам, как катушка заряжается
1. Слишком короткая линия заряда говорит о том, что катушка недозаряжается. Хорошей искры не жди…
. 2. Слишком длинная линия заряда – перегреваем катушку. Выход из строя гарантирован.
Пробивное напряжение показывает нам, как «сложно» искре пробить искровой промежуток свечи.
Остаточные колебания показывают нам, исправна ли катушка (есть ли у не индуктивность – не замкнуты ли витки).
Ну и самое интересное для нас – есть ли линия горения искры? Вообще, искра есть?

Примечание:
Старый «дедушкин» способ проверки искры сводиться к тому, что свечи выкладываются на воздухе и кто - то крутит стартером. Данный способ говорит лишь о том – есть она в принципе, или нет. Давайте разберем этот способ.

Итак, что бы пробить 10 мм воздуха при атмосферном давлении, требуется напряжение порядка 10 Кв. Давление в цилиндре как минимум 10 бар – пробивное напряжение должно быть равно 100 Кв. Ни одна система зажигания не способна выдать это напряжение! Вот почему зазор в свечах принимают равным около 1 мм. Искра есть, если она пробивает 10 мм «на воздухе» - аналог 1 мм в цилиндре.

Простейшие методики проверки зажигания сводятся к тому – пробивает ли она эти 10 мм?Для этого применяется искровой пробойник. Два электрода, разнесенные на расстояние 10 мм. Дает достоверную информацию – есть искра или нет. Но полную информацию об искре может дать только мототестер.

Подключаем АвтоАсс –Профи 3.
На «правильном» автомобиле осциллограмма выглядит следующим образом:

За эталон взят обычный Мерседес ML-320 – любезно предоставленный одним из учеников нашего производственно-обучающего центра ИнжКар.

Примечание:
Система зажигания одинакова для всех автомобилей.
Мерседес и Запорожец – по системе зажигания не отличаются ничем. Вот почему мототестер (иногда его называют «мотортестер») применим к любым автомобилям.

Результаты превосходят все ожидания. Вместо «правильной» осциллограммы вторичного напряжения видим что - то неприличное:

Расшифровка данной осциллограммы ставит в тупик …
После «хорошей» линии заряда и пробивного напряжения линия горения искры не похожа ни на что! В конце горения видим еще одну линию пробивного без линии горения искры. Прямо как у Люиса Кэрролла в «Алисе в стране чудес» - чем дальше, тем чудесатее!

Ну, мы же диагносты – наша задача найти неисправность! Вспоминаем структуру построения систем зажигания.

Смотрим импульсы, приходящие на блок управления. В первую очередь нас интересуют импульсы:
1.Коленвала. Они задают «точку отсчета» для начала подачи искры.
2.Распредвала. Они задают куда (в какой цилиндр) подать искру.

Смущают выбросы по датчикам распредвала и коленвала. Ну, при работе стартера такие отклонения допустимы.

Тут все нормально.
Проверяем питание на коммутатор и одновременно вторичные цепи зажигания. Одновременный просмотр ведем в режиме 2-х лучей.

Колебания питания для работы стартера допустимы, и не являются причиной такого поведения вторичных цепей.
Примечание:
Проверяйте питание и «массу» на датчики и блоки. Не спешите их браковать без проверки этих параметров!

Так чем же вызывается такая аномальная линия заряда и линия горения? Грешим на коммутатор. На этом автомобиле его нет! Силовые транзисторы управления катушками расположены в блоке управления двигателем. Проверяем их. Увы, они исправны….

Проверяем катушки зажигания. Первичная обмотка показывает сопротивление, соответствующее мануалам. Вторичная обмотка показывает «бесконечность». Вот они дефект! Обрыв вторичной цепи катушки зажигания.

Но мы должны убедиться, что других дефектов нет. Самый лучший способ – замена катушки и просмотр параметров после замены.

Тут нас ждет разочарование – катушка только под заказ, стоит много денег, ждать месяц.
Как же нам убедиться в правильности диагноза?

Примечание:
В диагностике бывают только две ошибки:
1. Бракуем исправный элемент.
2. Не бракуем неисправный элемент.

Попробуем не сделать этих ошибок. Наливаем чашечку кофе (лучше потратить лишние 5 минут на раздумья и построение логической цепочки возникновения неисправности, чем поставить неправильный диагноз). Мысленно ставим себя на место свечи зажигания. Итак:

1. Линия заряда есть – катушка заряжается.
2. Высокое напряжение к свече прикладывается – искровой промежуток пробивается.
3. Куда «девается искра»? Вспоминаем, что такое обрыв (неважно где – в катушке, бронепроводе или наконечнике): Это отсутствие кусочка провода. Искра пробивает сначала там, потом пробивает искровой промежуток свечи. Аналог очень большого зазора. Именно там она благополучно гаснет. Но катушка продолжает вырабатывать высокое напряжение – искра возникает вновь, цикл повторяется. Вот мы и видим «рваную» линию горения, визуально искры не видно. Что же, логически показания приборов и наша версия дефекта совпадают.

Вроде все сходиться…. Но червячок сомнений остается – вдруг ошиблись?

И тут наш взор падает на ВАЗ классика, стоящий в углу. Масло меняет! Просим катушку зажигания для проверки. Отдаем себе отчет, что сопротивление первичной цепи и индуктивность не соответствует нашему автомобилю. Правильной осцилогаммы ожидать не следует, но для проверки системы сгодиться.

Снимаем параметры:

Зона B: коммутатор прижимает к земле управляющий вывод КЗ - происходит заряд первичной обмотки. Напряжение на управляющем выводе близко к нулю. В рассматриваемом примере оно равно 0,9 вольт относительно минуса аккумулятора (точка B). Длительность заряда определяется типом и конструктивными особенностями системы зажигания, а момент начала заряда еще и режимом работы двигателя. Существуют системы зажигания которые не регулируют ток заряда первичной обмотки в процессе заряда, а ограничивают его пассивной константой. В этом случае коммутатор старается держать близким к земле вывод катушки все время до отсечки. Такое поведение сохраняется в любом режиме работы двигателя и при любой длительности заряда. Рассматриваемая осциллограмма принадлежит как раз к такой "тупой" системе и снята на двигателе ЗМЗ409 с ЭСУД Микас-7 (УАЗ Патриот). Более продвинутые системы не допускают увеличение тока свыше определенной величины и стабилизируют это значение к моменту разрыва (типовые значения разрыва 6-7 ампер). Момент перехода к току удержания выглядит как небольшая ступенька в зоне заряда (полка B2).

Эти системы могут в определенных режимах переходить от первого режима (тупого) к продвинутому, и обратно. К примеру, системы зажигания управляемые ЭСУД Январь5.1 доверяют эту обязанность модулю зажигания, который в зависимости от длительности управляющего импульса и напряжения питания выбирает тот или иной режим оптимально решая две задачи: получение требуемой энергии разряда и предохраняя самого себя от выхода из строя из-за перегрева.
Завершение зоны В происходит в результате резкого запирания выходного транзистора коммутирующего устройства - так называемая отсечка. Причем чем больший ток имелся в первичной обмотке к моменту разрыва, тем больше энергии будет отдано во вторичную обмотку которая генерирует разряд. Зона В на осциллограмме должна завершаться строго вертикальным подъемом. Сама зона B (либо B1 +B2) и переход к вертикали не должны иметь каких-либо шероховатостей или изломов. На втором рисунке такие изломы есть, этот сигнал был записан на автомобиле с неисправным коммутатором. Общий принцип - все переходы в зоне B (B1+B2) должны быть резкие, а сглаженные переходы должны вызывать подозрения (как пример см. историю №9 в Хронике)

Зона С характеризуется большим пиком напряжения. К сожалению, этот параметр разнится в зависимости от используемых систем зажигания и поэтому однозначно указать какое напряжение считать нормальным заранее невозможно - вывод нужно привязывать к конкретной системе. Заниженный против нормы пик позволяет подозревать в неисправности коммутатор который не обеспечил требуемый ток к моменту разрыва. Обычно этот пик лежит в диапазоне 250-400 вольт. Неисправная КЗ также может быть причиной заниженного пика. Учтите, что звуковая карта иногда сама подрезает пики из-за того что пик очень короткий по времени и она не успевает его пофиксить. Однако в череде разрядов идущих подряд обязательно окажутся разряды с полноценно зафиксированными пробоями по которым и следует делать анализ. Отмечу, что этот параметр (фиксация пробойных пиков) явяляется единственным где показания звуковухи требуют осмотра большего количества разрядов для получения объективного вывода. Необходимое их количество может быть получено в пределах одной съемки длительностью 3-4 секунды. Зона С завершается высокочастотным переходом после чего возникает искровая дуга (зона D).

Зона D - зона жизни искры. Для диагностики важны: форма, длительность и в меньшей степени - значение напряжения.
Форма: В идеале на холостом ходу линия горения должна быть горизонтальной и обязательно заканчиваться взлетом на исходе, который переходит в зону затухающих колебаний (взлет означает исчезновение искры). На практике допустимы шероховатости проникающие из вторичной цепи в первичную из-за наличия трансформаторной связи между обмотками (это выручает в случаях когда вторичка недоступна - первичка отражает в себе как в зеркале процессы протекающие во вторичной цепи). В зоне нагрузок (пуск, начало разгона) или оборотов выше холостого хода, отсутствие шероховатостей или изломов на линии горения должно вызвать настороженность, т.к. в этом режиме они обязаны быть, а ровная линия может говорить о разряде происходящем вне искрового зазора свечи.

Крутой уклон линии горения при её чистоте однозначно говорит о пробое вне искрового зазора. Вот как выглядит осциллограмма при пробое через тело свечного колпачка на стенку свечного колодца, что является частой неисправностью зажигания 406 двигателя, и вообще многих двигателей свечи которых утоплены в колодцах: Длительность: довольно существенный показатель здоровья катушки зажигания. Длительность и напряжение горения тесно взаимосвязаны между собой. Если завышено напряжение горения, то будет сокращена длительность искры, и наоборот. Исправные катушки должны обеспечивать длительность не менее 0,8мсек на холостом ходу при свечных зазорах рекомендованных изготовителем. Этот параметр достигает гигантских величин при использовании индивидуальных катушек: 1,5-2,5мсек.

Хорошим показателем на ВАЗах периода модулей зажигания является значение 1 - 1,2 мсек. Особняком здесь стоит новосибирский модуль ПО "Север", даже будучи полностью исправным не обеспечивает длительность более 0,8мсек. На холостом ходу длительность всегда больше чем в режиме нагрузки, но в режиме нагрузки возрастает напряжение горения. Уменьшение свечного зазора понижает напряжение горения и увеличивает длительность искры, верно и обратное. Это предсказуемо если не забывать что величина свечного зазора есть сопротивление. Чем больше сопротивление, тем выше на нем падение напряжения, что и наблюдается в подъеме линии горения на осциллограмме.

Зона остаточных колебаний отображает процесс бесполезного расходования остатков энергии разряда. При исправной катушке колебания обязаны быть. Их количество зависит от индуктивности катушки, и этот параметр разнится в зависмости от модели. Особняком здесь стоят катушки зажигания применяемые на ЗМЗ-406(5,9). Одно, от силы два колебания являются нормой, а у большинства других катушек нормой является 3-4 затухающих колебания. Явным признаком неисправности катушки явялется пологое снижение напряжения после завершения зоны искры.
Вот пара типовых осциллограмм индивидуальных катушек на 16клапанном двигателе.