Неисправности систем зажигания можно разделить на категории:
- Неоптимальная программа электронного блока управления. Периодический пропуск искры в (перебои) одном или нескольких цилиндрах.
- Полное отсутствие искры в одном или нескольких цилиндрах (соответственно двигатель троит или не заводится).
Большинство узлов системы зажигания неремонтопригодные и в случае отказа заменяются на исправные. Наиболее часто выходящие из строя узлы:
- Свечи зажигания. На практике, их меняют превентивно, с некоторой периодичностью, заведомо меньшей, чем средний срок службы свечи до отказа.
- Высоковольтные провода — по причине старения изоляции, высокого передаваемого напряжения и постоянного механического воздействия (соединение неподвижной катушки зажигания и вибрирующего двигателя).
- Катушка (или модуль) зажигания — старение изоляции в обмотках. Замечен больший ресурс маслонаполненных катушек.
- Электронный коммутатор — по причине старения электронных компонентов.
- Прочие компоненты — как правило, рассчитаны на полный срок службы автомобиля и отказывают или в результате нарушения условий эксплуатации (температура, напряжение, загрязнение и т. п.), или по причине низкого качества изготовления. Сюда же относятся и проводка.
Для выявления данных неисправностей используются способы диагностирования как на автомобиле, так и со снятием с автомобиля отдельных узлов и деталей системы. При диагностировании классической системы зажигания можно использовать как сложное оборудование, такое как мотор-тестер, осциллограф так и простое, такое как контрольная лампа, мультиметр. С помощью контрольной лампы можно обнаружить наличие питания на катушке зажигания, протекание тока в первичной обмотке катушки зажигания, момент замыкания и размыкания контактов прерывателя и некоторые другие параметры.
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.
С помощью мотор — тестера можно также определять: величину давления газов, например, воздуха, при сжатии его в цилиндре (компрессия) или разряжение во впускном трубопроводе; давление жидкости, например, топлива в системах топливоподачи. С помощью осциллографа можно проверять датчики системы управления автомобилем по осциллограммам и силе тока, напряжению и сопротивлению, генераторную установку, шины CAN.
Свои особенности диагностирования имеет система зажигания статического типа (без прерывателя-распределителя) с двумя катушками зажигания.
Каждая катушка обслуживает по два цилиндра, работающие 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 этих 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 съём осциллограммы напряжения на первичной обмотке катушки может быть невозможен, что делает невозможным диагностику системы зажигания по первичному напряжению. Для проведения диагностики системы зажигания с двумя катушками по первичному напряжению, необходимо поочерёдно снять осциллограммы напряжения на первичных обмотках катушек зажигания путём поочерёдного подсоединения осциллографического щупа к первичным цепям катушек зажигания. Осциллограмма вторичного напряжения для системы зажигания с двумя катушками имеет вид, показанный на рис. 6.19.
Ввиду перехода изготовителей на производство бесконтактно-транзисторных систем зажигания, мотор-тестерами возможен 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 (линия 1). При оптимальном зазоре между электродами свечи зажигания (0,6¼0,8 мм) и нормальном составе топливно-воздушной смеси в цилиндре искровой разряд начинается, когда разность потенциалов между электродами достигает примерно 10 кВ (Uпр). Это происходит при размыкании контактов или при закрытии транзистора. Искра пробивает пространство между электродами, среда между ними ионизируется, и смесь воспламеняется.
После накопления энергии в магнитном поле катушки зажигания (момент открытия силового транзистора коммутатора) перехода коммутатора в режим ограничения тока в первичной цепи происходит пробой искрового промежутка свечи (участок 3). Участок 4 отражает время (tиск) и характер горения электрической искры. Электрическое сопротивление среды и напряжение между электродами при этом резко падает до 1¼2 кВ (Uгор). Длительность этого участка характеризует энергию искры, существенно влияющую на качество воспламенения рабочей смеси. Через 0,7¼1,5 мс после окончания процесса горения смеси вблизи электродов становится все меньше ионизированных частиц, поэтому сопротивление среды возрастает и напряжение между электродами свечи немного увеличивается. 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 5.
При проверке системы зажигания с помощью осциллоскопа можно определить максимальное напряжение, возникающее на каждом из электродов свечи отдельных цилиндров (рис. 6.20) согласно порядку их работы. Уменьшение зазора между электродами свечи (второй цилиндр) или 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 и утечке тока.
Если при проверке зазоры свечей зажигания окажутся в норме, а напряжение пробоя – ниже нормы (4¼6 кВ), 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 (13¼15 кВ) и нормальном зазоре в свечах зажигания топливно-воздушная смесь может быть бедной. Если напряжение пробоя больше нормы в одном из цилиндров, то велика вероятность подсоса воздуха в данный цилиндр.
Для полной диагностики системы зажигания важны еще два параметра, названные выше: напряжение и длительность горения искры. Эти два параметра тесно связаны между собой, так как определяют энергию искры. Поскольку энергия катушки зажигания – величина постоянная, то чем больше напряжение искры, тем меньше ее длительность, и наоборот.
Если напряжения пробоя и горения искры выше нормы, а длительность горения искры больше 1,5 мс (рис. 6.21, а), основными причинами являются неисправности свечи зажигания, катушки зажигания, заливание свечи топливом или маслом. При отсутствии участка горения (рис. 6.21, б) и амплитуде напряжения пробоя выше нормы идет высоковольтный колебательный процесс (как зеркало повторяющий колебания в первичной обмотке катушки зажигания), что означает, обрыв провода, идущего к свече проверяемого цилиндра. Если процесс горения наблюдается, но напряжение значительно ниже нормы, а время горения больше 2,5¼3,0 мс, значит, закорочен высоковольтный провод (рис. 6.21, в).
