Диагностирование системы зажигания с помощью специальных стендов

Для диагностирования электрооборудования созданы специальные стенды различной конструкции. В тех случаях, когда рабочие процессы в агрегатах автомобиля выражаются непосредственно или могут быть зафиксированы, то для исследования этих процессов применяются электронные осциллоскопы (осциллографы, выполняющие специальные функции).

Диагностирование системы зажигания по характерным осциллограммам является одним из эффективных методов диагностики. Специальные устройства в осциллоскопе дают возможность зафиксировать на экране процессы, протекающие в цепях системы зажигания, за время между последовательными искровыми разрядами в цилиндрах.

На рисунках 4 представлен вид эталонной кривой первичного напря­жения при включении осциллоскопа в первичную цепь системы зажигания.

 

 

Рисунок 4 – Осциллограмма изменения напряжения в первичной цепи

1-3 (t_р)—время разомкнутого состояния контактов прерывателя; 3-4 (t_з) — время за­мкнутого состояния контактов прерывателя; 1-2 (t_г) продолжительность электрической дуги (участок воспла­менения); линия ОА — размыкание контактов (пробоя искрового промежутка); линия СД — замыкание контак­тов; высота этого отрезка определяет напряжение акку­муляторной батареи; АВ—участок воспламенения; ВС — промежуточный участок; ОДЕ — нулевая линия; О¢В — энергетическая линия разряда.

 

Частота колебаний на участках 1-2 и 2-3 характери­зуется техническим состоянием катушки зажигания и конденсатора, а также указывает на отсутствие обры­вов и коротких замыканий в цепи. При прочих равных условиях энергетический уровень разряда ОО' (линия О¢В) зависит от зазора между электродами свечи зажигания.

Продолжительность дуги определяется участком 1-2 и зависит от условий смесеобразования, среды в зоне пробоя, температуры, степени сжатия и частоты вращения коленчатого вала двигателя.

На рис. 5 представлен вид осциллограммы напряже­ния во вторичной цепи зажигания.

 

 

Рисунок 5 - Вид осциллограммы вторичного напряжения

1-3 (t_p) —время разомкнутого состояния контактов; 3-4 (t_з) — время за­мкнутого состояния контактов; 1–2 (t_г) — продолжитель­ность электрической дуги; (ОАВ) — участок воспламене­ния; ВСД — промежуточный участок; ДЕ — линия замы­кания контактов и нарастание тока в первичной цепи; ОА — линия размыкания контактов; ВС — прекращение электрической дуги: ОО'–напряжение разряда; ОО''— начальное (максимальное) напряжение разряда.

 

В точке В остаточная энергия в катушке зажигания после разряда рассеивается в виде затухающих колеба­ний. На участке 2–3 эти колебания отчетливо видны, число их для технически исправной системы зажигания должно быть 5^о – 6^о.

Участок воспламенения 1–2 указывает на исправ­ность всех приборов системы зажигания, величину зазора в свечах и чистоту межэлектродного зазора.

Промежуточный участок 2–3 указывает на состояние катушки зажигания и конденсатора. Участок нарастания тока в первичной обмотке катушки зажигания (линия ДЕ) зависит от технического состояния контактов преры­вателя распределителя.

Таким образом, информацию о работе приборов си­стемы зажигания можно получить при анализе соответ­ствующих участков осциллограмм первичного и вторич­ного напряжений.

Расшифровка осциллограмм.

Осциллограммы, представленные на рис. 4 и 5 отражают следующие процессы. В точке 0 происходит размыкание контактов прерывателя. При этом магнитное поле вокруг индукционной катушки сжимается и исчезает, а его линии пересекают витки первичной и вторичной обмотки катушки зажигания.

В первичной обмотке при этом наводится ток напряжением до 400В, а во вторичной 18-30кВ. После пробоя межэлектродного промежутка свечи зажигания напряжение во вторичной и первичной цепи соответствует 1,5кВ и 40В, и в этих условиях некоторое время поддерживается горение искры.

Колебание напряжения в первичной цепи в период горения искры связаны с работой конденсатора, который периодически заряжается токами противоиндукции и разряжается на первичную обмотку, поддерживая искровой разряд. В точке 1 искра обрывается и в первичной и вторичной цепях наблюдаются колебательные затухающие процессы связанные с индуктивностью первичной обмотки катушки зажигания и емкостью конденсатора. Чем больше рабочих витков в первичной обмотке, тем выше индуктивность и больше колебаний во вторичной обмотке. В точке 2 колебания затухают, при этом в первичной цепи устанавливается напряжение, создаваемое аккумуляторной батареей или генератором, а во вторичной цепи напряжение становится равным нулю.

В точке 3 происходит замыкание контактов прерывателя. При этом по первичной обмотке катушки зажигания пойдет ток, сила которого будет зависеть от сопротивления /состояния/ контактов прерывателя. Вокруг катушки начнет «расти» магнитное силовое поле. За счет нагрузки напряжения в первичной цепи падает почти до нуля. Поскольку при «росте» магнитного поля его линии пересекают витки первичной и вторичной обмоток катушки зажигания в направлении, противоположному тому, которое было при размыкании контактов прерывателя, напряжение во вторичной обмотке получает противоположную полярность по сравнению с искрой. Его величина будет зависеть от силы тока в первичной цепи / состояние контактов прерывателя/ и достигнет величины порядка 5 кВ.

Этого напряжения не достаточно для зажигания искры. Пробойное напряжение составляет 8-12кВ. Поэтому после точки 3 напряжение во вторичной обмотке снова стремится к нулю, по мере насыщения магнитного поля индукционной катушки

В точке 4 процесс повторяется для следующего цилиндра. Характерные осциллограммы приведенные на рис. 4 и 5 несут информацию о большом количестве неисправностей системы зажигания.

Так на осциллограмме первичного напряжения непосредственно измеряют угол замкнутого состояния контактов, по которому делают заключение о зазорах между ними.

По напряжению искрового разряда /осциллограмма вторичного напряжения/ делается заключение о зазорах между электродами свечи и о компрессии в цилиндрах двигателя /о степени изношенности цилиндропоршневой группы/.

По участку 1-2 на вторичной осциллограмме судят о состояние катушки зажигания емкости конденсатора. При межвитковом замыкании первичной обмотки колебания ослабляются и исчезают, а при большой емкости наоборот чрезмерно усиливаются. Если не наблюдается резкого выброса напряжения в точке 3 на вторичной осциллограмме, то это свидетельствует о плохом состояние /пригорании/ контактов. Отсутствие колебаний на последующем участке осциллограммы указывает на наличие межвиткового замыкания во вторичной обмотке.

Появление дополнительной «ступеньки» напряжение в точке 4 указывает на неисправную работу конденсатора (искрение контактов прерывателя). Однако, наблюдение одной общей для всех цилиндров осциллограммы, не дает достаточной информации о таких важных параметров системы зажигания как зазоры между электродами свечи и момент размыкания /замыкания/ контактов прерывателя. Для распознания этих неисправностей необходимо иметь отдельные осциллограммы, расположенные в порядке работы цилиндров двигателя, т.е. как бы привязать их к моменту подачи искры в первый цилиндр. При этом, сравнивая осциллограммы различных цилиндров, можно видеть различие между ними, а по порядку работы цилиндров легко находить «адрес» неисправности.

Для удобства определения неисправности системы зажигания конструкция прибора позволяет получить на экране осциллографа следующие виды изображений:

1. Наложенное изображение – осциллограммы всех цилиндров накладываются друг на друга (рис. 6). Это позволяет выявить отклонение в осциллограммах.

 

 

Рисунок 6 - Нормальное изображение вторичного напряжения всех цилиндров в наложенном виде

 

2. Серийное последовательное изображение – осциллограммы расположены друг за другом в порядке работы цилиндров двигателя (рис. 7). Это позволяет видеть различие между осциллограммами, а по порядку работы цилиндров легче находить «адрес» неисправности.

3. Серийное изображение одной, выбранной осциллограммы (рис. 8).

 

Диагноз системы зажигания ставится на основе сравнения полученной осциллограммы с эталонной, приведенной на рис. 4 и 5. Осциллограммы с характерными неисправностями приведены в приложении.

 

 

Рисунок 7 – Осциллограмма вторичного напряжения всех цилиндров расположенные последовательно в порядке работы цилиндров

 

Рисунок 8 - Серийное изображение первичного напряжения

первого цилиндра