На більшості сучасних бензинових двигунів застосовуються системи індивідуального запалювання. Дана система запалювання відрізняється від класичного запалювання і від DIS-системи запалювання тим, що кожна свічка запалювання в такій системі обслуговується власної (індивідуальної) котушкою запалювання. Залежно від пристрою сердечника, індивідуальні котушки запалювання діляться на два типи - компактні, і стрижневі -
фото 1
Компактна (зліва) і стрижнева (праворуч) індивідуальні котушки запалювання, що встановлюються безпосередньо над свічками запалювання.
Конструктивно, індивідуальні котушки запалювання можуть бути виконані як окремі елементи, або об'єднані в модулі по дві, три або чотири котушки запалювання в одному модулі - фото 2
Модуль запалювання, що складається з чотирьох компактних індивідуальних котушок запалювання. Модуль встановлюється безпосередньо над свічками запалювання.
У більшості випадків, індивідуальні котушки запалювання встановлюються безпосередньо над свічками запалювання. Але зустрічаються двигуни, де котушки запалювання з'єднані зі свічками запалювання за допомогою високовольтних проводів - фото 3
Модулі запалювання, що складаються з двох індивідуальних котушок запалювання, з'єднаних зі свічками запалювання за допомогою високовольтних проводів
(На наведеному прикладі, кожен циліндр двигуна оснащений двома свічками запалювання, що обслуговуються власним модулем).
Принцип дії.
Індивідуальна котушка запалювання за один робочий цикл двигуна генерує одну іскру запалювання. Тому, в індивідуальних системах запалювання потрібна синхронізація роботи котушок з положенням розподільчого вала.
При подачі напруги на первинну обмотку котушки запалювання, через первинну обмотку починає текти струм, внаслідок чого в осерді котушки змінюється величина магнітного потоку. Зміна величини магнітного потоку в осерді котушки призводить до виникнення напруги позитивної полярності на вторинній обмотці. Так як швидкість наростання струму в первинній обмотці при цьому відносно невелика, то і виникає при цьому напруга на вторинній обмотці щодо мало і знаходиться в діапазоні 1 ... 2 kV. Але за певних обставин цієї величини напруги може виявитися досить для несвоєчасного виникнення іскрового розряду між електродами свічки запалювання і як наслідок, занадто раннього займання робочої суміші. Щоб уникнути можливих пошкоджень двигуна внаслідок несвоєчасного виникнення іскрового розряду, освіта іскрового розряду між електродами свічки запалювання при подачі напруги на первинну обмотку котушки запалювання повинно бути виключено. У системах індивідуального запалювання, виникнення цього розряду запобігає за допомогою вбудованого в корпус котушки запалювання діода EFU, включеного послідовно в ланцюг вторинної обмотки.
У момент закриття кінцевого каскаду запалювання, струм в первинної ланцюга різко переривається, і магнітний потік стрімко зменшується. Це швидка зміна величини магнітного потоку призводить до виникнення високої напруги на вторинній обмотці котушки запалювання (при певних умовах, напруга на вторинній обмотці котушки запалювання може досягати 40 ... 50 kV). Коли це напруга досягає значення, що забезпечує утворення іскри між електродами свічки запалювання, стисла в циліндрі робоча суміш запалюється від іскрового розряду між електродами свічки запалювання.
Типові неполадки
Габаритні розміри індивідуальних котушок запалювання відносно малі, за рахунок чого виробникам двигунів вдається легко їх розміщувати безпосередньо над свічками запалювання. Але через невеликі розміри знижується надійність котушок. Як наслідок, індивідуальні котушки запалювання часто виходять з ладу, і в першу чергу - ізоляція вторинної обмотки. Пошкодження ізоляції обмотки призводить до межвиткового пробою високої напруги всередині котушки. Котушка запалювання з такою несправністю зазвичай здатна забезпечити підпалив робочої суміші в циліндрі при роботі двигуна на малих навантаженнях і на режимі холостого ходу. Але при великих навантаженнях на двигун іскроутворення припиняється, і циліндр, який обслуговується такою котушкою, перестає працювати. Виявити цю несправність можна по осциллограмме напруги в первинній або у вторинному ланцюзі котушки. Ознакою межвиткового пробою ізоляції котушки є відсутність згасаючих коливань в кінці горіння іскри на осциллограмме сигналу.
Схеми індивідуального запалювання і точки
підключення для проведення діагностики системи.
Нижче наведені схеми індивідуального запалювання. На схемах показані точки приєднання осциллографического щупа і високовольтних датчиків до диагностируемой котушці, для проведення діагностики системи по осцилограмами напруги в первинній і у вторинній ланцюгах котушки - фото 4
Схема системи індивідуального запалювання з зовнішнім силовим каскадом управління первинною обмоткою котушки (схема приведена для одного циліндра).
1. Точка підключення чорного затиску типу "крокодил" осциллографического щупа.
2. Точка підключення пробника осциллографического щупа.
3. Точка знімання сигналу у вторинному ланцюзі за допомогою універсального накладного ємнісного датчика "Cx Universal".
4. Місце установки універсального накладного індуктивного датчика "Lx Universal" для знімання сигналу у вторинному ланцюзі.
5. Акумуляторна батарея.
6. Вимикач запалювання.
7. Індивідуальна компактна котушка запалювання без вбудованого силового каскаду управління первинною обмоткою котушки.
8. Свічка запалювання.
9. Блок управління двигуном (або комутатор).
У корпус індивідуальної котушки запалювання може бути вбудований силовий каскад управління первинною обмоткою котушки (комутатор) - фото 5
Схема системи індивідуального запалювання з вбудованим в котушку силовим каскадом управління первинною обмоткою (схема приведена для одного циліндра).
1. Точка підключення чорного затиску типу "крокодил" осциллографического щупа.
2. Точка підключення пробника осциллографического щупа.
3. Місце установки універсального накладного індуктивного датчика "Lx Universal" для знімання сигналу у вторинному ланцюзі.
4. Акумуляторна батарея.
5. Вимикач запалювання.
6. Індивідуальна компактна або стрижнева котушка запалювання з вбудованим силовим каскадом управління первинною обмоткою котушки.
7. Свічка запалювання.
8. Блок управління двигуном.
порядок проведення
діагностики індивідуального запалювання.
Кожна свічка запалювання двигуна, оснащеного індивідуальною системою запалювання, обслуговується власної котушкою запалювання і власним комутатором. З цієї причини, діагностика індивідуальної системи запалювання проводиться послідовно - системи запалювання кожного циліндра діагностується по черзі, одна за одною, як окремі системи запалювання (по закінченню діагностики однієї котушки запалювання діагност переходить до діагностики наступної котушки запалювання і т.д.).
Підключення осциллографического щупа до керуючого висновку первинної обмотки індивідуальної котушки запалювання.
Далі необхідно запустити діагностується двигун. У вікні програми "USB Осцилограф" необхідно вибрати "Управління => Завантажити настройки користувача => Ignition => Ignition_Primary". Тепер, у вікні програми буде відображатися осциллограмма напруги на первинній обмотці діагностується котушки запалювання - фото 7
Осцилограма напруги на керуючому виведення первинної обмотки справної індивідуальної котушки запалювання.
1. Момент відкриття силового транзистора комутатора (початок накопичення енергії в магнітному полі котушки запалювання).
2. Момент закриття силового транзистора комутатора (струм в первинної ланцюга різко переривається і виникає пробій іскрового проміжку між електродами свічки запалювання).
3. Ділянка горіння іскри між електродами свічки запалювання.
4. Затухающе коливання, що виникають відразу після закінчення горіння іскри між електродами свічки запалювання
Осцилограма напруги на керуючому виведення первинної обмотки несправної індивідуальної котушки запалювання. Ознакою несправності є відсутність згасаючих коливань після закінчення горіння іскри між електродами свічки запалювання (ділянка відзначений символом "4").
У корпус деяких типів індивідуальних котушок запалювання вбудований силовий каскад управління первинною обмоткою котушки. Керуючий висновок первинної обмотки таких котушок запалювання знаходиться всередині корпусу котушки і виявляється недоступним для під'єднання до нього пробника осциллографического щупа. Це унеможливлює проведення діагностики такої індивідуальної котушки запалювання з первинного напрузі. В такому випадку, діагностику котушки запалювання проводять по вторинному напрузі за допомогою універсального накладного ємнісного датчика "Cx Universal" або універсального накладного індуктивного датчика "Lx Universal".
Діагностика по вторинному напрузі
При проведенні діагностики систем запалювання по вторинному напрузі застосовують ємнісний датчик. У разі якщо застосування ємнісного датчика неможливо, застосовують індуктивний датчик. Застосування ємнісного датчика більш переважно, так як отриманий з його допомогою сигнал більш точно повторює форму осцилограми напруги у вторинному ланцюзі діагностується системи запалювання.
Діагностика по вторинному напрузі за допомогою ємнісного датчика
Як ємнісного датчика для проведення діагностики індивідуальної котушки запалювання по вторинному напрузі застосовується універсальний накладної ємнісний датчик "Cx Universal". Знімання сигналу за допомогою ємнісного датчика можливий тільки в тому випадку, якщо створюється вторинною обмоткою котушки запалювання електричне полі не екрановано конструктивно. Такими котушками запалювання є деякі компактні індивідуальні котушки запалювання без вбудованого силового каскаду управління первинною обмоткою - фото 9
Володимир Постоловський, журнал «Автомайстер»,
Продовження в частині №2