Как проверить цепь тока высокого низкого напряжения

10

Цепь тока низкого и высокого напряжения

« + » аккумуляторной батареи — амперметр — выключатель зажигания — дополнительные резисторы — первичная обмотка катушки зажигания — переход эмиттер-коллектор транзистора — корпус — « — » аккумуляторной батареи

Сила тока в первичной цепи при открытом транзисторе достигает 8 А при неработающем двигателе и снижается до ЗА при увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя.

При пуске двигателя стартером контакты реле PC включения стартера замыкаются и первичная обмотка катушки зажигания подключается к аккумуляторной батарее, кроме одного резистора (левого по схеме). Происходит увеличение силы тока в первичной цепи, а вместе с этим увеличивается напряжение во вторичной цепи зажигания.

Размыкание контактов прерывателя сопровождается прерыванием тока управления, что вызывает резкое повышение сопротивления транзистора и он, закрываясь, выключает цепь тока первичной цепи зажигания. Благодаря резкому запиранию транзистора во вторичной обмотке катушки индуктируется э. д. с. от 17 до 30 кВ, вызывающая ток высокого напряжения.

Цепь тока высокого напряжения:

вторичная обмотка катушки — распределитель — свеча зажигания — корпус — вторичная обмотка

В первичной обмотке катушки индуктируется э. д. с. самоиндукции до 100 В, вызывающая заряд конденсатора С1, что снижает потерю мощности тока в транзисторе в период его запирания, а следовательно, уменьшает его нагрев.

В дальнейшем при разомкнутых контактах прерывателя конденсатор разряжается через первичную обмотку катушки и в этом контуре создается затухающий колебательный разряд, как и в контактной системе зажигания.

В момент прерывания тока управления в первичной 1 и во вторичной 2 (см. рис.) обмотках импульсного трансформатора индуктируется э. д. с. Импульс э. д. с. вторичной обмотки трансформатора действует на переход эмиттер-база транзистора в направлении, противоположном току управления, из-за чего ускоряется запирание транзистора за время 3—5 мкс, а поэтому ускоряется прерывание тока в первичной обмотке катушки зажигания. Энергия вторичной обмотки трансформатора расходуется на нагрев резистора R.

«Автомобиль категории «В»,
В.М.Кленников, Н.М.Ильин, Ю.В.Буралев

Тема занятия: Проверка технического состояния, испытание и регулировка приборов системы зажигания.

Проверка технического состояния системы зажигания включает в себя проверку следующих основных параметров: проверку и регулировку угла опережения зажигания; проверку цепей низкого и высокого напряжения; проверку кон­денсатора.

Перед проверкой угла опережения зажигания на двига­телях с контактной системой зажигания необходимо прове­рить и отрегулировать зазор между контактами распредели­теля зажигания

Проверка и регулировка зазора между контактами прерывателя производится следующим образом. Снять крыш­ку распределителя, повернуть рукояткой коленчатый вал до полного размыкания контактов и щупом проверить за­зор, который должен составлять 0,35.0,45 мм. Проверка и регулировка угла опережения зажигания осу­ществляется с помощью стробоскопа либо контрольной лам­пы.

Регулировка угла опережения зажигания с помощью кон­трольной лампы производится следующим образом:

1. Установить поршень первого цилиндра в положение кон­ца такта сжатия. Для этого нужно вывернуть из первого цилиндра свечу, установить вместо нее бумажную проб­ку и проворачивать коленчатый вал до момента вытал­кивания пробки из отверстия. После этого продолжать медленно поворачивать коленчатый вал до совмещения меток установки зажигания.

2. Снять крышку распределителя, установить его ротор в положение, при котором его контакт будет совпадать с боковой клеммой крышки для провода к первому цилин­дру, и вставить распределитель в гнездо блока.

3. Слегка поворачивая ротор, ввести валик распределителя в зацепление с приводом и завернуть вручную гайку (ки) крепления корпуса распределителя (датчика-распредели­теля).

4. Подсоединить контрольную лампу к клемме низкого на­пряжения распределителя или специальное проверочное устройство с лампой к клемме датчика-распределителя и включить зажигание.

5. Поворотом корпуса распределителя в ту или другую сто­рону определить момент включения-выключения лам­пы и зафиксировать положение корпуса затяжкой его крепления. После чего установить на место крышку рас­пределителя.

6. Подсоединить к крышке распределителя провода от свечей в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя с учетом направления вращения ротора рас­пределителя. При подрегулировке угла опережения за­жигания, когда распределитель уже установлен на дви­гателе при проверке, производится только совмеще­ние установочных меток и выполнение работ, указан­ных в п. 4—6.

Практическую проверку правильности установки угла опережения зажигания можно произвести на автомобиле во время движения. Для этого на автомобиле с прогретым дви­гателем развивают скорость 50 км/ч и, двигаясь на высшей передаче, резко нажимают на педаль газа, открывая дрос­сельную заслонку. При этом в двигателе должны прослу­шиваться несильные и быстро исчезающие детонационные стуки. Полное отсутствие стуков указывает на слишком поз­днее зажигание, а долго непрекращающиеся стуки — на слишком раннее.

Проверка цепей низкого и высокого напряжения. Наибо­лее точную и достоверную информацию об электрических процессах, протекающих в цепях системы зажигания, мож­но получить при использовании специальных диагностичес­ких стендов с осциллографами, применение которых позво­ляет достаточно просто и быстро определить работоспособ­ность элементов системы зажигания по осциллограммам. Для этого подключают осциллограф к цепям низкого (клем­ма первичной обмотки катушки зажигания) и высокого (клем­ма вторичной обмотки катушки зажигания) напряжения. На типовых осциллограммах системы зажигания можно выде­лить следующие характерные участки (рис. 195):

А — участок длительности горения дуги между электро­дами свечи зажигания. Мощность искры (амплитуда кри­вой) и время горения дуги (протяженность участка кривой) зависят от состояния контактов прерывателя и зазора между ними;

Б — участок рассеяния остаточной энергии катушки за­жигания. Характер кривой на этом участке определяет ис­правность колебательного контура катушки зажигания и кон­денсатора;

В — участок времени от момента прекращения колеба­ний до замыкания контактов;

Г — участок угла замкнутого состояния контактов.

Оценку системы зажигания осуществляют, сравнивая полученную форму кривой с эталонной.

При отсутствии специального стенда с осциллографом проверка цепей контактной системы может быть выполнена с использованием индикатора (контактной лампы) в следу­ющей последовательности.

Для проверки исправности цепи низкого напряжения следует присоединить один провод индикатора к корпусу автомобиля («к массе»), а другой — последовательно (при включенном зажигании и разомкнутых контактах прерыва­теля) к входной и выходной клеммам выключателя зажига­ния, входной и выходной клеммам катушки и, наконец, к клемме низкого напряжения прерывателя. Нарушение кон­такта или обрыв будет на том участке цепи, в начале кото­рого лампа горит, а в конце не горит. Отсутствие накала лампы, присоединенной к выходной клемме катушки за­жигания или к клемме прерывателя, помимо обрыва цепи на этом участке может указывать и на неисправность изо­ляции подвижного контакта (замыкание контакта на «мас­су»). В этом случае необходимо заменить контактную группу прерывателя.

Для проверки исправности цепи высокого напряжения (при исправной цепи низкого напряжения) необходимо снять крышку распределителя, поворотом коленчатого вала пол­ностью соединить контакты прерывателя и вынуть провод высокого напряжения из центральной клеммы распредели­теля. Затем включить зажигание и, держа конец провода на расстоянии 4.5 мм от «массы», пальцем размыкать контак­ты прерывателя. Отсутствие искры на конце провода свиде­тельствует о наличии неисправности в цепи высокого напря­жения или неисправности конденсатора. Для окончательно­го выявления причины необходимо заменить конденсатор заведомо исправным и повторить проверку; если искры нет, заменить катушку зажигания.

Проверка исправности конденсатора производится сле­дующим образом. Отсоединить провод конденсатора от клем­мы прерывателя, после чего, поставив контакты прерывате­ля на полное смыкание, включить зажигание и рукой раз­мыкать контакты, между которыми должно наблюдаться сильное искрение. После этого провод конденсатора следует снова присоединить к клемме и размыкать контакты. Если искрение уменьшается, конденсатор исправен, в противном случае его необходимо заменить.

Проверку распределителей, снятых с автомобиля, производят на стендах СПЗ-8, СПЗ-12, СП-38М или КИ-968.

Контроль необходимо начинать с испытания конденсатора распределителя, чтобы исключить влияние конденсатора при последующих проверках. При проверке определяют исправность изоляции и емкость конденсатора. К конденсатору, включенному в схему, показанную на рис. 9.1, а, подводят постоянное напряжение в 500 В. Если конденсатор исправен, то стрелка микроамперметра в период зарядки конденсатора в течение долей секунды отклонится, а затем возвратится на нуль. Поворот стрелки микроамперметра на некоторый угол указывает на то, что через изоляцию конденсатора проходит ток. Допускается утечка тока, не превышающая 10 мкА. Для удобства измерения шкала прибора имеет закрашенную цветную зону. Конденсатор подлежит замене, если стрелка прибора не располагается в закрашенной зоне.

Сопротивление изоляции конденсатора, измеренное омметром, должно быть не менее 40 МОм.

При измерении емкости конденсатор подключают к зажимам измерительного моста (рис. 9.1, б), предварительно настроенного на определенную емкость. Значение емкости регистрируется с помощью микроамперметра, с ценой шкалы в микрофарадах.

Рис. 9.1. Схемы для проверки конденсатора: а — на сопротивление изоляции; б — на емкость; 1 — устройство; 2 — конденсатор мой емкости. Если при измерении стрелка прибора отклоняется за пределы закрашенной зоны, то конденсатор неисправен.

Сопротивление контактов прерывателя оценивают, измеряя величину падения напряжения на замкнутых контактах. При проверке к аккумуляторной батарее подключают прерыватель с последовательно соединенными между собой катушкой зажигания и добавочным резистором. Повернув валик прерывателя до замыкания контактов, вольтметром определяют падение напряжения, которое не должно быть выше 0,1 В. На стендах начало шкалы прибора имеет зачерненную зону, соответствующую допустимому значению падения напряжения. Если стрелка прибора находится правее зачерненной зоны, то сопротивление контактов велико и их необходимо зачистить или заменить. Кроме того, проверяют надежность крепления проводников, соединяющих подвижную пластину прерывателя с корпусом и выводной клеммой распределителя. Если стрелка находится в зоне шкалы, состояние контактов нормальное.

Для проверки натяжения пружины подвижного контакта прерывателя необходимо зацепить поводок динамометра за рычажок прерывателя у самого контакта, расположив динамометр вдоль оси контактов. Момент размыкания контактов при плавном увеличении силы натяжения определяют по отклонению стрелки прибора. При размыкании контактов стрелка прибора отклонится вправо. Натяжение пружины определяют по шкале динамометра. Ослабленную пружину меняют вместе с рычажком.

Рис. 9.2. Схема включения приборов при проверке угла замкнутого состояния контактов прерывателя: /, 6 — резисторы; 2 — микроамперметр; 3 — проверяемый распределитель; 4 — электродвигатель; 5 — тахометр

Зазор между контактами вследствие эрозии рабочих поверхностей с помощью щупа с достаточной точностью измерить невозможно. Поэтому измеряют и регулируют угол замкнутого состояния контактов, т. е. угол поворота кулачка, в пределах которого контакты находятся в замкнутом состоянии. Проверяемый прерыватель подключают по схеме, приведенной на рис. 9.2. На шкале микроамперметра 2 нанесены цветные зоны допустимых отклонений угла замкнутого состояния контактов для прерывателей с четырьмя, шестью и восемью выступами кулачка. Резистор 6 подбирается при тарировании прибора в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя, на которой проводится измерение угла замкнутого состояния контактов (например, 1500 мин -1 ). Чем больше угол, а следовательно, и время замкнутого состояния контактов, тем больше средняя величина тока, проходящего через прибор, и тем больше угол отклонения стрелки прибора. Если коленчатый вал не вращается и контакты прерывателя замкнуты, то стрелка прибора отклонится на всю шкалу.

Переменный резистор 1 обеспечивает точность настройки прибора в зависимости от напряжения аккумуляторной батареи и состояния контактов прерывателя. Если стрелка прибора выходит за пределы соответствующей цветной зоны, зазор между контактами необходимо отрегулировать.

Признаками неисправности системы зажигания являются отказ или ненормальная работа двигателя.

Стартер прокручивает коленчатый вал двигателя с нормальной частотой вращения, но двигатель не пускается и нет признаков даже отдельных вспышек рабочей смеси в цилиндрах (это же наблюдается и при нарушениях работы системы питания двигателя топливом).

Для определения неисправности системы зажигания от наконечников свечей зажигания одновременно или поочередно отсоединяют два-три высоковольтных провода и устанавливают их таким образом, чтобы между наконечниками и корпусом можно было изменить зазор от 2 до 8 мм. При прокручивании стартером коленчатого вала двигателя между наконечником и корпусом двигателя при увеличении зазора могут возникать искры синего цвета или не возникать.

Искры синего цвета означают, что высокое напряжение поступает к свечам зажигания. В этом случае необходимо проверить свечи на специальных приборах. Работоспособность свечей зажигания может быть нарушена при конденсации на наружных частях изоляции значительного количества влаги. Исправность свечей зажигания указывает на исправность всей системы зажигания, и причину отказа надо искать в другом месте.

Отсутствие высокого напряжения на свечах зажигания указывает на неисправность системы зажигания. В этом случае необходимо проверить крепление высоковольтных проводов в гнездах крышки распределителя и катушки зажигания. Также следует внимательно осмотреть крышки катушки зажигания и распределителя. Если при осмотре обнаружены следы пробоя, поверхностного разряда или об- горания наружной изоляции, необходимо заменить катушку зажигания или крышку распределителя.

Если осмотр не дал положительного результата, проверяют наличие высокого напряжения на катушке зажигания. Для этого отсоединяют центральный провод от распределителя и проверяют в нем наличие высокого напряжения. Если на центральном проводе есть высокое напряжение, это означает, что неисправен распределитель.

Перед техническим обслуживанием системы зажигания сначала, чтобы избежать пожара, необходимо отключить аккумуляторную батарею, а затем осмотреть высоковольтные провода, крышку распределителя и катушку зажигания. Очистить их от пыли, грязи и масла тряпкой, смоченной в бензине, и вытереть насухо. Желательно это делать при каждом осмотре автомобиля.

В процессе эксплуатации на поверхности крышек распределителя, катушки зажигания и на изоляции высоковольтных проводов появляются небольшие трещины. Через них при попадании пыли, грязи, влаги происходит утечка тока. Это, во-первых, снижает напряжение, двигатель начинает работать с перебоями, а в сырую погоду возможен и полный отказ системы зажигания. Во-вторых, постоянное «проскальзывание» искр по поверхности крышек и проводов может привести к их пробою и полному выходу из строя. Поэтому следует хотя бы раз в месяц проверять чистоту крышек и проводов, а примерно раз в три года целесообразно менять весь комплект высоковольтных проводов и наконечников.

После очистки наружных поверхностей необходимо снять крышку с распределителя, протереть ее внутреннюю поверхность, проверить чистоту контактов крышки и легкость перемещения центрального угольного электрода в гнезде, осмотреть ротор, и проверить затяжку винтов крепления. Ослабление крепления ротора может привести к срыву с посадочного места ротора и разрушению крышки распределителя.

Диагностирование и ТО системы зажигания двигателя

Согласно статистическим данным большая часть неисправностей электрооборудования приходится на систему зажигания. При этом в 80 % случаев они являются причиной увеличения расхода топлива, снижения мощности двигателя и повышенного выброса одного из токсичных компонентов отработавших газов — углеводородов. Далее указаны основные неисправности системы зажигания и их основные причины.

Двигатель не запускается. Основные причины:

• непрохождение тока через контакты прерывателя (загрязнение или пригорание контактов прерывателя, образование бугорка и кратера на контактах (эрозия), чрезмерное увеличение зазора между контактами или ослабление прижимной пружины, ослабление крепления или окисление наконечников проводов в цепи низкого напряжения, обрыв в проходах либо замыкание их на корпус, пробой конденсатора, неразмыкание контактов прерывателя, нарушение зазора между контактами прерывателя, износ текстолитовой колодки или втулки рычажка прерывателя);
• на коммутатор не поступают импульсы напряжения от бесконтактного датчика* (обрыв в проводах между датчиком — распределителем зажигания и коммутатором, неисправность бесконтактного датчика);
• не поступают импульсы тока на первичную обмотку катушки зажигания* (обрыв в проводах, соединяющих коммутатор с выключателем или катушкой зажигания, неисправность коммутатора, не замыкаются контакты выключателя или контакты реле зажигания);
• отсутствие высокого напряжения на свечах зажигания (неплотность посадки в гнездах или обрыв (окисление) наконечников проводов высокого напряжения, сильное повреждение проводов или контактного уголька, зависание уголька в крышке распределителя зажигания, утечка тока через трещины (прогары) либо влагу в крышке или роторе распределителя зажигания, перегорание резистора в роторе распределителя зажигания);
• нарушение порядка присоединения проводов высокого напряжения к контактам крышки распределителя зажигания;
• несоответствие норме зазора между электродами или замасливание свечей зажигания;
• повреждение свечей зажигания (трещины на изоляторе*); неправильная установка момента зажигания.

* Здесь и далее звездочкой отмечены неисправности, относящиеся к контактно-транзисторной и бесконтактной системам зажигания.

Двигатель работает неустойчиво или глохнет на холостом ходу. Основные причины: слишком раннее зажигание в цилиндрах двигателя; чрезмерный зазор между электродами свечей зажигания; недостаточный зазор между контактами прерывателя; перегорание резистора в роторе распределителя зажигания.

Двигатель неравномерно и неустойчиво работает при большой частоте вращения коленчатого вала. Основные причины: ослабление пружины подвижного контакта прерывателя; чрезмерный зазор между контактами прерывателя; ослабление пружин грузиков регулятора опережения зажигания.

Перебои в работе двигателя на всех частотах вращения коленчатого вала. Основные причины: повреждение провода в системе зажигания, ослабление крепления проводов или окисление их наконечников; загрязнение, окисление, пригорание или смещение контактов прерывателя; снижение емкости конденсатора или обрыв в нем; износ или повреждение контактного уголька в крышке распределителя зажигания; сильное подгорание центрального контакта ротора распределителя зажигания; трещины, загрязнение или прогары в роторе либо крышке распределителя зажигания; износ электродов или замасливание свечей зажигания, значительный нагар, трещины на изоляторе свечей; неисправность коммутатора* (форма импульсов на первичной обмотке катушки зажигания не соответствует норме).

Двигатель не развивает полной мощности и не обладает достаточной приемистотью. Основные причины: неправильная установка момента зажигания; заедание пружины грузиков регулятора опережения зажигания; износ втулки подвижного контакта прерывателя; неисправность коммутатора* (форма импульсов на первичной обмотке катушки зажигания не соответствует норме).

2. Диагностирование систем зажигания с использованием мотор-тестера

Основными элементами мотор-тестера являются датчики, блок обработки и индикации результатов измерений воспринимаемых сигналов. Датчики и регистрирующие приборы соединены с кабелями штекерами и зажимами.

Современные мотор-тестеры могут выдавать информацию о состоянии системы зажигания в цифровом виде или в виде осциллограммы процесса. Например мотор-тестер М3-2 (Беларусь), с помощью которого можно определять состояние двигателя (по развиваемой мощности, балансу мощности по цилиндрам, относительной компрессии), стартера, генератора, реле-регулятора, аккумулятора, прерывателя-распределителя, электропроводов, свечей зажигания, лямбда-зонда, форсунок системы впрыска бензиновых двигателей, дизельной топливной аппаратуры; устанавливать углы опережения зажигания для бензиновых двигателей и впрыска для дизельных двигателей с помощью стробоскопа.

Сигналы от приборов системы зажигания поступают в мотортестер от специальных датчиков. Чтобы не нарушать работы системы зажигания, для снятия сигнала от цепи вторичного напряжения применяют специальный накладной датчик емкостного типа. Его можно представить как вторую обкладку конденсатора, первой обкладкой которого служит центральная жила высоковольтного провода, а диэлектриком между пластинами является изоляция этого же провода. Образованная таким образом емкость достаточна, чтобы зафиксировать напряжение, которое пропорционально высокому.

Основная часть мотор-тестера — осциллоскоп, на экране которого появляются различные осциллограммы, отражающие режим работы и техническое состояние проверяемых деталей и приборов системы зажигания. Оценка сигнала, появляющегося на экране осциллоскопа, основывается на изменении при наличии неисправностей характера электрических процессов, протекающих в цепях низкого и высокого напряжения. По отдельным частям осциллограммы (рис. 1) можно судить о работе некоторых элементов системы зажигания, а характер изменения осциллограммы позволяет выявлять причины неисправностей. Данные по работе системы зажигания могут выводиться на экран не только в виде осциллограмм, но и в виде цифровых значений.

Мотор-тестеры позволяют отследить минимальные, максимальные и средние значения каждого параметра, а также сравнить параметры для разных цилиндров, представив их в максимально удобной форме, например, в виде гистограмм, или столбиковых диаграмм (рис. 1, в).

Диагностирование приборов системы зажигания начинают с анализа формы кривой первичного напряжения. Размыкание контактов прерывателя (рис. 1, а, участок 1) приводит к образованию сильного магнитного поля вокруг индукционной катушки и проскакиванию электрической искры.

Рис. 1. Эталонные осциллограммы первичного (а) и вторичного (б) напряжения; напряжения на электродах свечи (в): U_пр — напряжение пробоя; U_гор — напряжение горения искры; t_искр — время горения искры; 1…4 — номера цилиндров

Участок 2 характеризует работу колебательного контура (катушка зажигания — конденсатор), при этом их общая энергия распространяется в виде затухающих колебаний. Колебательные процессы, вызванные самоиндукцией катушки зажигания и работой конденсатора, проявляются так, как показано на участке 3. На участке 4, отражающем исправность валика и втулки распределителя, происходит замыкание контактов. Участок 5 соответствует углу замкнутого состояния контактов прерывателя и характеризует величину зазора между ними. При отсутствии неисправностей форма кривой вторичного напряжения (рис. 1, б) сходна с формой кривой первичного напряжения.

Следует отметить также, что ввиду перехода изготовителей на производство бесконтактно-транзисторных систем зажигания, мотор-тестеры предусматривают визуальный и цифровой анализ изменения напряжения только во вторичной цепи.

После размыкания контактов резко повышается напряжение в катушке зажигания и между электродами свечи проскакивает электрическая искра (участок 1). При оптимальном зазоре между электродами свечи зажигания (0,6…0,8 мм) и нормальном составе топливно-воздушной смеси в цилиндре искровой разряд начинается, когда разность потенциалов между электродами достигает примерно 10 кВ (U_пр). Это происходит при размыкании контактов или при закрытии транзистора. Искра пробивает пространство между электродами, среда между ними ионизируется и топливновоздушная смесь воспламеняется.

Участок 2 отражает время (t_гор) и характер горения электрической искры. Электрическое сопротивление среды и напряжение между электродами при этом резко падает до 1…2 кВ (U_гор). Длительность этого участка характеризует энергию искры, существенно влияющую на качество воспламенения рабочей смеси. Через 0,7…1,5 мс после окончания процесса горения смеси вблизи электродов становится все меньше ионизированных частиц, поэтому сопротивление среды возрастает и напряжение между электродами свечи увеличивается до 3…5 кВ (точка 3). При этом энергии напряжения для поддержания искры недостаточно, в результате чего искра затухает. При исчезновении тока вторичного напряжения остаточная энергия вызывает затухающие колебания на участке 4.

При проверке системы зажигания с помощью осциллоскопа можно определить максимальное напряжение, возникающее на каждом из электродов свечи отдельных цилиндров (рис. 1, в) согласно порядку их работы. Уменьшение зазора между электродами свечи (второй цилиндр) или его увеличение (третий цилиндр) соответствует уменьшению или увеличению амплитуды импульса. Уменьшение амплитуды импульса, а значит и энергии искры ниже 7 кВ приводит к снижению мощностных и экономических характеристик двигателя. Увеличение энергии искры сверх 11 кВ, несмотря на некоторое улучшение экономических показателей работы двигателя, может привести к пробою диэлектрических деталей системы зажигания (крышка распределителя, токоразносной пластины, изолятора свечи и т.д.) и утечке тока.

Если по результатам проверки зазоры свечей зажигания окажутся в норме, а напряжение пробоя — ниже нормы (4…6 кВ), то это может свидетельствовать о переобогащении топливно-воздушной смеси. Богатая смесь лучше проводит ток, следовательно, при меньшем напряжении будет происходить пробой между электродами. При высоком напряжении пробоя (13…15 кВ) и нормальном зазоре в свечах зажигания топливно-воздушная смесь может быть бедной. Если в одном из цилиндров напряжение пробоя больше нормы, то велика вероятность подсоса воздуха в этот цилиндр.

Для полной диагностики системы зажигания важны еще два параметра — напряжение и длительность горения искры, которые тесно связаны между собой, так как определяют энергию искры. Поскольку энергия катушки зажигания — величина постоянная, то чем больше напряжение искры, тем меньше длительность ее горения, и наоборот.

В случае если напряжение пробоя и горения искры выше нормы, а длительность горения искры больше 1,5 мс (рис. 2, а), основными причинами неисправностей системы зажигания являются: неисправности свечи зажигания, токоразносной пластины, крышки распределителя и катушки зажигания; заливание свечи топливом или маслом. При отсутствии участка горения (рис. 2, б) и амплитуде напряжения пробоя выше нормы идет высоковольтный колебательный процесс (как в зеркале, повторяющий колебания в первичной обмотке катушки зажигания), что означает обрыв провода, идущего к свече проверяемого цилиндра. Если процесс горения наблюдается, но напряжение пробоя и горения значительно ниже нормы, а время горения больше 2,5…3,0 мс (рис. 2, в), значит, закорочен высоковольтный провод.

Особенности диагностирования имеет система зажигания статического типа (без прерывателя-распределителя) с двумя катушками зажигания.

Рис. 2. Участки осциллограмм при неисправностях системы зажигания: а — напряжение пробоя, напряжение горения искры и время горения искры выше нормы; б — напряжение пробоя выше нормы и отсутствует участок горения; в — напряжение пробоя и горения ниже нормы, время горения искры выше нормы

Каждая катушка обслуживает по два цилиндра, работающих с взаимным опозданием фаз газораспределения на 360° по положению коленчатого вала. В одном из цилиндров такой пары искрообразование происходит в конце такта сжатия (рабочая искра), а в другом — в конце такта выпуска отработавших газов (холостая искра). Ток высокого напряжения к свечам зажигания такой пары цилиндров подводится от двух противоположных выводов вторичной обмотки одной и той же катушки зажигания, вследствие чего полярность импульсов высокого напряжения на свечах зажигания цилиндров противоположна. В связи с различной полярностью импульсов высокого напряжения в системах зажигания с двумя катушками, подключать высоковольтные датчики при проведении диагностики необходимо с соблюдением полярности сигнала.

В корпус катушки может быть встроен силовой каскад управления первичной обмоткой катушки, из-за чего будет невозможно снять осциллограммы напряжения на первичной обмотке катушки, что делает невозможной диагностику системы зажигания по первичному напряжению. Поэтому для проведения диагностики системы зажигания с двумя катушками по первичному напряжению необходимо путем поочередного подсоединения осциллографического щупа к первичным цепям катушек снять осциллограммы напряжения на первичных обмотках катушек зажигания. На рис. 3 показана осциллограмма вторичного напряжения для системы зажигания с двумя катушками.

Функции графического представления осциллограмм системы зажигания могут быть в различных видах режимов вывода осциллограммы сигналов первичной и вторичной цепи.

Режим «Один цилиндр» — отображается осциллограмма первичного и/или вторичного напряжения по одному выбранному цилиндру. Осциллограмму выбранного цилиндра можно изучить досконально. При выводе осциллограмм как первичной, так и вторичной цепи можно сделать вывод о локализации неисправности. Режим «Парад» — отображаются осциллограммы первичного или вторичного напряжения всех цилиндров с расположением в ряд, друг за другом (рис. 4, а). При этом, прежде всего, удобно сравнение амплитудных параметров (величин напряжения) по цилиндрам — напряжения пробоя, напряжения горения и др.

Рис. 3. Осциллограмма вторичного напряжения для системы зажигания с двумя катушками: 1 — начало накопления энергии в магнитном поле катушки зажигания (момент открытия силового транзистора коммутатора); 2 — момент перехода коммутатора в режим ограничения тока в первичной цепи; 3 — напряжение пробоя; 4 — участок горения искры; 5 — конец горения искры и начало затухающих колебаний

Рис. 4. Характерные осциллограммы системы зажигания, выведенные в разных графических режимах: а — режим «Парад»; б — режим «Растр»; в — режим «Наложение»

Режим «Растр» — отображаются осциллограммы первичного или вторичного напряжения всех цилиндров с расположением в столбец, друг над другом (рис. 4, б). При этом удобно сравнивать по цилиндрам временные величины (время накопления энергии, время горения и др.), а также формы осциллограмм.

Режим «Наложение» — отображаются осциллограммы первичного или вторичного напряжения всех цилиндров с наложением друг на друга (рис. 4, в). При этом сразу видно, осциллограмма какого из цилиндров существенно отличается от других.

Рис. 5. Цифровые значения параметров системы зажигания

Рис. 6. Параметры системы зажигания, представленные в виде гистограмм: а — основные параметры вторичной цепи зажигания; б — бесперебойность искрообразования за каждые 100 циклов

Рис. 7. Сравнение показаний работы катушки зажигания с эталонными

Данные по работе системы зажигания могут выводиться и на экран в виде цифровых значений (рис. 5).

Мотор-тестеры позволяют по каждому параметру отследить минимальные, максимальные и средние значения, а также сравнить разные параметры цилиндров, представив их в максимально удобной форме, например в виде гистограмм (рис. 6).

Некоторые мотор-тестеры имеют функции проверки катушки зажигания, для получения которых на катушку устанавливают датчик с гибким проводом. Датчик позволяет по возникающим вокруг катушки электромагнитным колебаниям определять правильность ее работы (рис. 7).

3. Проверка и установка угла опережения зажигания

Углом опережения зажигания называют угол поворота кривошипа коленчатого вала, при котором искра между электродами свечи зажигания появляется до момента подхода поршня к ВМТ. Сгорание рабочей смеси в цилиндре двигателя должно заканчиваться при повороте кривошипа на 10…15° после ВМТ, т.е. в начале рабочего хода. Поэтому искровой пробой между электродами должен происходить раньше подхода поршня к ВМТ.

При слишком раннем появлении искры между электродами свечи (большом угле опережения зажигания) давление газов в цилиндре возрастает до подхода поршня к ВМТ, что препятствует движению поршня. Указанное явление приводит к уменьшению мощности и экономичности двигателя, ухудшению его приемистости; при работе под нагрузкой двигатель перегревается, появляются стуки, а при малой частоте вращения коленчатого вала в режиме холостого хода он работает неустойчиво.

В случае если зажигание рабочей смеси произойдет при нахождении поршня в ВМТ или позднее, рабочая смесь будет гореть при увеличивающемся объеме цилиндра. Следовательно, давление газов в цилиндре будет намного меньше, чем при нормальном зажигании, и это приведет к резкому падению мощности и экономичности двигателя.

Установку угла опережения зажигания при неработающем двигателе для автомобилей с динамической системой зажигания осуществляют в определенной последовательности:

1. выворачивают свечу первого цилиндра и заглушают отверстие бумажной пробкой или ввертывают вместо свечи свисток;
2. поворачивают коленчатый вал до выталкивания пробки или начала появления свиста, что свидетельствует о такте сжатия в первом цилиндре;
3. поворачивают коленчатый вал дальше до совмещения меток установки зажигания. Для взаимной ориентации коленчатого и распределительного валов используются различные метки: штифт на корпусе двигателя — метка на шкиве коленчатого вала (рис. 8, а); шкала в картере сцепления — метка на маховике (рис. 8, б); метки на корпусе двигателя — метка на шкиве (рис. 8, в). В импортных автомобилях могут отсутствовать метки, указывающие градусы, или дополнительные метки для первоначальной установки угла опережения зажигания с помощью контрольной лампочки или светодиода, так как предполагается, что окончательная проверка установки угла опережения зажигания будет производиться только с использованием стробоскопа;
4. снимают крышку распределителя и проверяют положение токоразносной пластины относительно первого цилиндра. Если она не совпадает с контактом крышки первого цилиндра, а это характерно для тех случаев, когда прерыватель-распределитель снимался с двигателя, приподнимают валик прерывателя и устанавливают его в новое положение таким образом, чтобы токоразносная пластина стала напротив бокового контакта первого цилиндра. Слегка поворачивая токоразносную пластину, вводят валик в зацепление с приводом;
5. с небольшим усилием заворачивают гайку крепления распределителя к двигателю и устанавливают октан-корректор (при его наличии) на нулевое деление;
6. для контактных или контатно-транзисторных систем зажигания начало размыкания первичной цепи определяют с помощью контрольной лампы или мультиметра;
7. для бесконтактно-транзисторых систем проверка может быть произведена с помощью стробоскопа или во время движения автомобиля.

Рис. 8. Метки для установки зажигания: 1 — штифт; 2, 8 — метки на шкиве; 3 — шкала в картере сцепления; 4 — метка на маховике; 5…7 — метки на корпусе двигателя

Проверка с помощью стробоскопа. При работающем двигателе угол опережения зажигания изменяется центробежным и вакуумным регуляторами в зависимости от скорости и нагрузочного режима. Поэтому окончательную проверку и регулировку угла опережения зажигания следует проводить в динамике, т.е. при работающем двигателе, с помощью специальных приборов — стробоскопов, которые используют как в комплектах с мотор-тестерами, так и самостоятельно.

Принцип работы стробоскопических приборов заключается в том, что если в строго определенные моменты времени направлять на вращающуюся или движущуюся возвратно-поступательно деталь короткий импульс света (примерно 1:5000 с), то вследствие инерции человеческого зрения деталь будет казаться неподвижной. Во время работы двигателя импульс высокого напряжения со свечи первого цилиндра через щуп подается на зажигающий электрод лампы, которая загорается и, потребляя ток, запасенный конденсатором накопительного устройства от аккумуляторной батареи, посылает ряд последовательных световых вспышек, синхронных с моментом зажигания в первом цилиндре.

При проверке угла установки зажигания высоковольтный провод стробоскопа 2 подсоединяют с помощью накладного датчика 1 к высоковольтному проводу, идущему к свече 4 первого цилиндра, а пружинные зажимы 3 — к цепи низкого напряжения согласно схеме (рис. 9).

Рис. 9. Схема подключения стробоскопа к двигателю

Запустив двигатель на минимальной частоте вращения коленчатого вала, луч от неоновой лампы стробоскопа, вспыхивающий синхронно с вращением коленчатого вала, направляют на шкив. При этом трубка вакуумного регулятора может быть отсоединена или не отсоединена, в зависимости от требований предприятияизготовителя. Если угол опережения зажигания установлен правильно, то вследствие стробоскопического эффекта подвижная метка будет казаться неподвижной и находиться напротив неподвижной метки. Отсчет угла опережения зажигания при этом ведется по шкиву или маховику, но если шкала на них отсутствует, что характерно для большинства современных легковых автомобилей, то это приводит к погрешностям при определении угла.

Более точными являются стробоскопы, оборудованные встроенными тахометрами и блоками рассогласования, которые управляются потенциометрами; информация поступает на специальную шкалу или дисплей. С помощью потенциометра метки шкива (маховика) совмещают с неподвижной меткой соответствующей ВМТ и по шкале (дисплею) определяют истинное значение угла опережения зажигания. Применение таких стробоскопов упрощает измерение угла опережения зажигания.

Для проверки центробежного регулятора прерывателя-распределителя плавно увеличивают частоту вращения коленчатого вала. Подвижная метка при этом должна равномерно смещаться в сторону, противоположную направлению его вращения. При неисправной работе метка будет сдвигаться рывками или оставаться неподвижной.

Для более точной проверки работоспособности центробежного регулятора опережения зажигания постепенно увеличивают частоту вращения коленчатого вала, определяют угол опережения зажигания относительно первоначального значения в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и сравнивают с нормативным.

Предварительная проверка вакуумного регулятора опережения зажигания проводится с отсоединенной трубкой при частоте вращения коленчатого вала 2000…2500 об/мин. После присоединения трубки вакуумного регулятора подвижная метка должна отклониться в сторону, противоположную направлению его вращения. Более точную проверку работоспособности вакуумного регулятора осуществляют, изменяя разрежение с помощью устройства для создания вакуума, которое входит в комплект с мотор-тестером, и проверкой изменения угла опережение зажигания.

Для большинства автомобилей характеристики центробежного и вакуумного регуляторов зажигания указываются в виде графиков в инструкциях по эксплуатации.

Проверка во время движения автомобиля. Для проведения проверки прогревают двигатель и разгоняют автомобиль до скорости 50 км/ч, двигаясь на высшей передаче. Нажимая на педаль управления подачей, резко увеличивают подачу топлива, одновременно прислушиваясь к работе двигателя. При этом в двигателе должны прослушиваться несильные и быстро исчезающие детонационные стуки; отсутствие стуков указывает на позднее зажигание, а непрекращающиеся — на раннее зажигание.

В случае если угол опережения зажигания установлен неправильно, производится его корректировка. При раннем зажигании корпус или октан-корректор поворачивают в направлении вращения валика привода, при позднем — в противоположном направлении.

4. Проверка и обслуживание систем зажигания непосредственно на автомобиле

4.1. Проверка цепей низкого и высокого напряжения

В случае невозможности запуска двигателя основные причины отсутствия тока в цепях низкого и высокого напряжения системы зажигания можно определять с помощью контрольной лампочки или тестера. Рассмотрим технологию проверки бесконтактно-транзисторной системы с датчиком Холла (рис. 10).

Рис. 10. Бесконтактно-транзисторная система зажигания: 1 — свечи зажигания; 2 — датчик-распределитель; 3 — коммутатор; 4 — генератор; 5 — аккумуляторная батарея; 6 — монтажный блок; 7 — реле зажигания; 8 — катушка зажигания; 9 — датчик Холла; 30, 30/1, 15 — номера клемм системы зажигания

Прежде всего необходимо проверить, выдает ли коммутатор импульсы тока на катушку зажигания. Для этого отсоединяют от катушки зажигания провод, идущий к клемме «1» коммутатора, и подключают наконечник провода к лампочке. Другой провод лампы присоединяют к клемме «+» катушки зажигания, включают зажигание и проворачивают коленчатый вал двигателя стартером. При этом возможны два случая.

Первый случай — контрольная лампочка не мигает. Следовательно, коммутатор не выдает импульсы тока. Основные причины отсутствия импульсов тока и способы их устранения следующие:

• обрыв в проводах, соединяющих коммутатор с датчиком —распределителем зажигания. Для устранения неисправности необходимо зачистить наконечники проводов, поврежденные провода заменить;
• обрыв в проводах подвода питания к коммутатору. Следует отсоединить колодку проводов от коммутатора, соединить наконечник провода клеммы «4» через лампочку с «массой» и включить зажигание. Если лампочка не горит, проверить провода и их соединения от клеммы реле зажигания до клеммы «4» коммутатора. Заменить наконечники проводов, поврежденные провода заменить;
• обрыв в первичной обмотке катушки зажигания. Надо отсоединить провода от катушки зажигания и через контрольную лампочку соединить клемму «+» катушки зажигания с «+» аккумуляторной батареи, а другую клемму «-» с «-» батареи. Если лампа не горит, то в первичной обмотке обрыв и эту катушку зажигания необходимо заменить;
• не вращается валик датчика — распределителя зажигания. Следует снять крышку датчика-распределителя и провернуть коленчатый вал двигателя стартером. Проверить, вращается ли валик, если нет, то необходимо снять датчик-распределитель и заменить поврежденные детали;
• неисправен бесконтактный датчик. В этом случае следует подключить лампочку к выводам «3» и «6», включить зажигание и провернуть коленчатый вал двигателя. Если лампочка не мигает, значит, бесконтактный датчик неисправен;
• неисправен коммутатор. Если все предыдущие проверки показали, что провода и датчик — распределитель зажигания исправные, то неисправным является коммутатор и его необходимо заменить.

Второй случай — контрольная лампочка мигает. Следовательно, цепь низкого напряжения системы зажигания исправна, а неисправность следует искать в цепях высокого напряжения.

Прежде всего, надо осмотреть провода и приборы зажигания. Убедившись, что все они сухие и чистые, для проверки используют разрядник, состоящий из двух заостренных стержней, зазор между которыми можно регулировать. Для проверки необходимо: отсоединить наконечник провода от любой свечи зажигания, соединить его с одним из электродов разрядника, а второй электрод подключить к «массе» автомобиля, установить его в воздушный зазор 7…10 мм между электродами разрядника; провернуть коленчатый вал двигателя стартером и определить наличие искры на разряднике.

4.2. Проверка катушки зажигания

Перед проверкой убедитесь, что пробка отверстия в верхней части катушки на месте и нет подтекания заливочной массы. В противном случае (пробка выбита из отверстия или имеются следы подтекания заливочной массы) замените катушку зажигания. Затем надо проверить: цепь первичной обмотки омметром (рис. 11, а), подсоединив его к клеммам катушки зажигания (сопротивление цепи должно быть в пределах 0,6…0,9 Ом); цепь вторичной обмотки катушки зажигания (рис. 11, б), подсоединив омметр к клеммам катушки (сопротивление цепи должно быть в пределах 6,3…9,3 кОм).

Рис. 11. Измерение сопротивления обмоток катушки зажигания: а — первичной; б — вторичной

5. ТО систем зажигания

Загрязнение контактов, как и нарушение зазора между ними, изменяет процесс искрообразования, а значит, вызывает пропуски зажигания в отдельных цилиндрах, что приводит к неустойчивой работе двигателя, особенно в режиме холостого хода. Поэтому через каждые 10 тыс. км пробега (ТО‑1) необходимо зачищать контакты, регулировать зазор между ними или угол их замкнутого состояния. При ТО-1 необходимо: снять крышку распределителя, протереть ее изнутри ветошью, смоченной бензином, и если будет обнаружено замасливание, то протереть диск и контакты прерывателя; смазать маслом для двигателя ось подвижного контакта и фетровую вставку, так как электрические разряды, возникающие при размыкании контактов прерывателя, приводят к их эрозии (сопровождается переносом металла с одного контакта на другой), коррозии (приводит к образованию на контактах токопроводящих пленок).

Через каждые 20 тыс. км пробега (ТО‑2) надо: залить три-четыре капли масла для двигателя в отверстие масленки на корпусе распределителя зажигания, предварительно повернув крышку масленки до открытия заливного отверстия; вывернуть свечи и при наличии нагара удалить его и отрегулировать зазоры между электродами свечей.

Через 30 тыс. км пробега свечи рекомендуется заменять новыми. При ТО бесконтактной системы зажигания необходимо: проверять чистоту и крепление всех приборов и проводников; тщательно протирать чистой тканью, смоченной бензином, наружную и внутреннюю поверхности крышки датчика-распределителя и ротора, а также протирать растворителем корпус электронного коммутатора и катушку зажигания; зачищать электроды боковых клемм и токоразностную пластину ротора; проверять надежность крепления соединений в электрических цепях низкого и высокого напряжения и целостность защитных колпачков всех соединений.

Как проверить цепь тока высокого низкого напряжения

©А. Пахомов (CTTeam, Школа Диагностики Алексея Пахомова).

Как показывает многолетняя практика работы на диагностическом участке мультимарочного автосервиса и анализ статистики дефектов, на большинстве сервисов не уделяют должного внимания проверке качества питающего напряжения узлов системы управления двигателем. Наблюдения выполнялись на большом количестве автомобилей, имеющих проблемы с питающим напряжением того или иного элемента. Причем многочисленные предыдущие визиты на диагностику на разные сервисы не давали положительного результата. Из этого факта можно сделать вывод о недопонимании диагностами важности проверки качества питающего напряжения сильноточных узлов.

Хотя мы говорим о системах зажигания, отметим, что данная проверка обязательна при диагностике любого сильноточного потребителя: электробензонасоса, электромагнитных клапанов управления давлением топлива, форсунок и даже ламп головного света. Как правило, во всех этих случаях питание к потребителю подается из бортовой сети автомобиля. Слаботочные элементы (в основном датчики системы управления двигателем) запитываются в большинстве случаев напряжением 5 В, формируемым стабилизатором внутри блока управления. Хотя качество проводов питания и массы на некоторых датчиках тоже играет значительную роль (например, ДМРВ типа HFM5), проблема питания датчиковой аппаратуры не так ярко выражена, как на сильноточных нагрузках. Это происходит в силу слишком малого значения потребляемого датчиками тока.

Почему важно выполнять проверку качества цепей питающего напряжения и массы?

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

Второй важный аспект проблемы заключается в значительной стоимости некоторых элементов современных двигателей. В этом случае цена ошибки при диагностике становится слишком 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 ничего не даст, а автосервис понесет финансовые потери и подмочит свою репутацию.

И третий момент, который хотелось бы озвучить. Очень может быть, что на крупных дилерских автоцентрах подобную операцию сочтут избыточной. Такие центры, как правило, чаще всего имеют дело с достаточно свежими автомобилями, не склонными к появлению подобных дефектов. Но мультимарочные сервисы вынуждены обслуживать весьма изношенные автомобили бюджетных марок. Такие автомобили, помимо прочего, могут быть оборудованы нештатными противоугонными системами, не всегда качественно подключенными к автомобильной электропроводке. Поэтому руководители мультимарочных сервисов обязаны относиться к делу по-другому и включить проверку состояния цепей питающего напряжения в обязательный список работ, выполняемых при диагностике двигателя.

Подводя краткий итог, можно озвучить на первый взгляд парадоксальную истину: практически ни в одном руководстве по ремонту не описана в должном объеме процедура проверки питания электрических потребителей, но на наш взгляд, эта операция должна выполняться наравне со всем остальными диагностическими процедурами и быть подробно описанной в литературе.

С помощью какого прибора выполняется данная проверка? Можно с уверенностью утверждать, что 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 измерить значение питающего напряжения, которое во многих случаях не несет никакой информации.

В дальнейшем будем говорить о системе зажигания, хотя все сказанное справедливо для любой электрической нагрузки. Построим эквивалентную схему первичной цепи системы зажигания с точки зрения потерь в ней. Начнем с того, что каждый электрический провод, каждый разъем, каждая группа контактов реле и т.п. имеют активное (омическое) сопротивление. Так как и питающая цепь, и цепь массы представляют собой последовательное соединение таких элементов, то все их сопротивления складываются. В итоге в каждой цепи возникает некое суммарное паразитное сопротивление, назовем его R_парп для цепи питания и R_парм для цепи массы. Обозначив их резисторами, построим эквивалентную схему первичной цепи системы зажигания следующим образом:

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

Поэтому на резисторе R_парп появляются паразитное падение напряжения U_парп, а на резисторе R_парм – соответственно, U_парм. Обозначив напряжение на нагрузке как U_н, а напряжение на аккумуляторе U_акк, можно записать совершенно очевидное выражение:

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. Съем можно производить одновременно, задействовав два канала мотортестера, а можно и по очереди. Вместе с этим по желанию диагноста можно получить также и осциллограмму первичного либо вторичного напряжения.

Рассмотрим проверку цепей питания и массы по отдельности.

Часть 1. Проверка цепи питающего напряжения

Бортовое напряжение 12 В через несколько предохранителей, разъемов и контактных групп подается на верхний по схеме вывод первичной обмотки; второй вывод обмотки подключен к массе через транзисторный ключ. Щуп мотортестера присоединяется 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 такого, конечно же, наблюдаться не будет: всегда присутствует паразитное сопротивление цепи R_парп, на котором возникает паразитное падение напряжения U_парп. Это падение напряжения тем больше, чем выше ток через первичную цепь и чем выше паразитное сопротивление питающей цепи. Поэтому напряжение, измеренное мотортестером в указанной точке подключения, при протекании первичного тока всегда окажется ниже напряжения бортовой сети, возникает просадка напряжения. На рисунке показана совершенно реальная осциллограмма питающего напряжения первичной цепи:

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

Следует заострить внимание на том, что подобный эффект является нормой, в любой исправной первичной цепи существует паразитное сопротивление и плавное снижение питающего напряжения на катушке в течение периода, когда в ней накапливается энергия. Поэтому приведенная осциллограмма является совершенно нормальной.

Самый важный вопрос заключается в том, какую просадку напряжения за период накопления энергии считать нормой, а какую нет. Из наблюдений было установлено, что просадка напряжения примерно 1..1,5 В наблюдается на всех совершенно исправных системах зажигания. Возьмем на себя смелость установить критерий оценки исправности питающей цепи: напряжение питания на клемме катушки к концу накопления в ней энергии должно 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 полученную осциллограмму на предмет отсутствия характерных искажений, говорящих о наличии некачественного электрического контакта. Такие искажения имеют вид кратковременных бросков напряжения вниз, иногда до уровня нуля, либо характерных шумов. Они могут возникать лишь на некоторых режимах работы двигателя, например, при сильной вибрации.

Приведем несколько реальных примеров из практики 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 дефект очень опасен, потому что остановка двигателя происходила не только на холостом ходу, но и при движении 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 выяснить, не в системе зажигания ли кроется дефект, приводящий к внезапной остановке мотора.

Выполнив все подключения и запустив съем осциллограммы, дожидаемся момента, когда двигатель заглохнет. Вот этот момент на осциллограмме:

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 уровня 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 имело место, 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 при первом же взгляде в пространство под приборной панелью обнаружился нештатный тумблер, размыкающий цепь питания катушек. Видимо, это было некое подобие противоугонной системы. После удаления тумблера проблема со спорадической остановкой двигателя была решена, а осциллограмма питающего напряжения приняла нормальный 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 девяностых – начале двухтысячных 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.

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

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, и 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 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 в цепи питания модуля.

После ремонта электропроводки вновь был выполнен съем осциллограммы питающего напряжения:

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

Пример 3. Автомобиль ВАЗ 2115, двигатель 21114, объем 1.6 л, 8 клапанов. Жалоб у клиента нет. Однако проверка мотортестером качества питающего напряжения катушек зажигания выявила наличие ненадежного контакта:

Наблюдаемая на осциллограмме характерная «гребенка» говорит о ненадежном контакте где-то в цепи питания. Дефектным оказался замок зажигания вследствие износа его контактной группы. Данный случай примечателен тем, что никаких жалоб клиента не было озвучено, но проблема уже имела место.

Пример 4. Этот пример приведем в качестве дополнения для более полного понимания поставленной задачи. Речь идет о блоке розжига ксеноновых ламп, установленном нештатно на автомобиль Hyundai Accent. В заводском исполнении ксеноновые лампы на этот автомобиль никогда не устанавливались, поэтому электропроводка рассчитана на установку в фары обычных ламп накаливания.

Не касаясь вопроса о возможности и даже законности подобной переделки, заострим внимание лишь на технической стороне дела. Блоки розжига были подключены непосредственно к тем же проводам, которые прежде питали лампы накаливания. Но для формирования высокого напряжения блок розжига, как и система зажигания, использует принцип электромагнитной самоиндукции. Поэтому в момент подключения катушки для накопления энергии блок потребляет значительный ток; подключение происходит периодически с постоянной частотой около 80 Гц. Однако после установки в фары ксеноновых ламп выяснилось, что одна из них моргает.

Смена местами ламп, как и смена местами блоков розжига правой и левой фары, ничего не дала. Проблема была найдена путем снятия осциллограммы питающего напряжения:

Как видно из приведенной осциллограммы, напряжение в бортовой сети составило 14,2 В. Однако к концу зарядки катушки внутри блока розжига просадка напряжения достигла целых 8,3 В, что и приводило к сбоям в формировании высокого напряжения для ксеноновой лампы.

Следует заметить, что на втором блоке просадка напряжения достигала 6 В, но лампа при этом не мерцала. Однако переделка электропроводки требуется для блоков розжига обеих фар. Собственно, при установке ксеноновых ламп была допущена грубая ошибка: не учтено более высокое пиковое потребление тока блоками розжига и не усовершенствована электропроводка автомобиля.