3.9. Диагностирование систем зажигания

Основной метод диагностирования классической и контактно-транзисторной систем зажигания заключается в сравнении переход­ных процессов, происходящих в различных узлах, с эталонными. Идея метода состоит в том, что характерные кривые напряжений пе­реходных процессов выводят на экран осциллографа и, сравнивая полученные формы кривых с эталонными, выявляют практически любую неисправность системы. Для облегчения анализа изображе­ний осциллограф снабжается специальным устройством, позволяю­щим получать на экране одновременно несколько изображений (по числу цилиндров двигателя), развернутых на весь экран и располо­женных друг над другом или наложенных друг на друга. По осцилло­граммам можно определить техническое состояние катушки зажига­ния, конденсатора, первичное и вторичное напряжение, угол замкну­того и разомкнутого состояний контактов прерывателя и др.

Широко распространенным стендом для диагностирования клас­сической и контактно-транзисторной систем зажигания является стенд СПЗ-10-12. Наблюдая на экране осциллографа за кривыми изменения напряжения в системе, можно с определенной точно­стью судить как о состоянии системы зажигания в целом, так и об отдельных элементах.

Рис. 3.64.

На рис. 3.64,а приведена эталонная кривая напряжения на кон­тактах прерывателя. По горизонтальной оси отложен угол поворота вала распределителя. Постоянный уровень 3 соответствует напря­жению аккумуляторной батареи при разомкнутых контактах преры­вателя. Высокочастотные колебания 1 в начале цикла обусловлены колебательным процессом в системе конденсатор - первичная об­мотка катушки зажигания при размыкании контактов прерывателя. Высокочастотные колебания 2 на спаде импульса зажигания отра­жают процесс рассеивания энергии в катушке зажигания после пре­кращения искрового разряда. Длительность импульса зажигания τ_з определяется запасом энергии в катушке зажигания. В пределах угла θ_р контакты прерывателя разомкнуты, а в пределах θ_з замкнуты.

Описанному циклу изменения напряжения на контактах преры­вателя соответствует цикл изменения на вторичной обмотке катуш­ки зажигания (рис. 3.64,б). Высокочастотные колебания 4 вызваны перезарядом распределенных емкостей выходной цепи при замы­кании контактов прерывателя.

Неисправности различных элементов системы зажигания опреде­ленным образом влияют на форму импульсов напряжения в преде­лах цикла зажигания. Если в цепи свечи короткое замыкание, то им­пульс напряжения во вторичной цепи имеет меньшую амплитуду и большую длительность разряда по сравнению с импульсами других цилиндров, однако форма его напоминает нормальные импульсы. Такая же форма импульса наблюдается и при очень малом зазоре между электродами свечи. Нечеткость размыкания контактов преры­вателя свидетельствует о загрязнении или неисправности контактов, разболтанном креплении оси контакта или слабом напряжении пру­жины и приводит к дребезжанию. Несовпадение углов замкнутого состояния контактов для различных цилиндров двигателя свидетель­ствует о дефектах привода, крепления контактов прерывателя и т. д. Следует отметить, что в контактно-транзисторной системе импульс напряжения на контактах прерывателя имеет почти прямоугольную форму и осциллографическая кривая этого напряжения позволяет судить лишь о регулировке контактов прерывателя и исправности цепи, в которую включен прерыватель.

Систему зажигания диагностируют при вращении двигателя с частотой 1000 и 2000 мин^-1. При частоте вращения 1000 мин^-1 определяют состояние катушки зажигания и конденсатора, а также угол замкнутого состояния контактов и его изменение. При увели­чении частоты вращения коленчатого вала двигателя до 2000 мин^-1 угол замкнутого состояния контактов на наблюдаемой осцилло­грамме не должен изменяться более чем на 2°. Состояние контак­тов прерывателя определяют при 1000 мин^-1, а затем при увеличе­нии частоты вращения до 2000 мин^-1 оценивают по изменению угла замкнутого состояния контактов на осциллограмме.

Первичное напряжение на всех цилиндрах проверяют по углу замыкания контактов прерывателя. Расхождение в углах замыкания для осциллограммы в «наложенном» виде не должно превышать 2°. Проверка вторичных цепей системы зажигания по осциллограм­ме первого цилиндра определяет полярность вторичного напряже­ния, состояние вторичной обмотки катушки зажигания и высоко­вольтного провода от катушки к прерывателю. Осциллограмма вто­ричного напряжения всех цилиндров в наложенном виде устанав­ливает увеличение зазора свечи, короткое замыкание, обрыв и уве­личение сопротивления в цепи свечи.

Осциллограмма вторичного напряжения всех цилиндров после­довательно определяет характер пробивного напряжения на всех свечах и качество работы свечей в режиме работы двигателя до 2000 мин^-1. Пробивные напряжения на разных свечах не должны отличаться более чем на 10%.

Диагностирование системы зажигания следует начинать с анализа первичного напряжения. Неисправное состояние контактов прерыва­теля легко устанавливается по характеру искажения кривой первичного напряжения. Наложенное изображение первичного напряжения всех цилиндров позволяет определить износ кулачка и привода прерывате­ля, приводящий к асинхронизму в чередовании искр.

Для диагностирования бесконтактных систем зажигания, таких как БСЗ с датчиком Холла или микропроцессорной, использование ме­тода, основанного на сравнении осциллограмм переходных процес­сов с эталонными, не дает однозначного ответа о техническом стоянии данных систем. Это связано с тем, что процессы, происходя­щие в электронных блоках, в указанных осциллограммах не проявля­ются. Наличие неисправностей в электронных блоках, приводящих к полному нарушению функционирования системы зажигания, исклю­чает применение осциллограмм вообще. Поэтому для обеспечения достоверной оценки технического состояния БСЗ существующая ди­агностическая аппаратура должна комплектоваться специальными средствами технического диагностирования электронных блоков.

Применение электронных блоков в системе зажигания позволит осуществить систему тестового диагностирования, т. е. специальную организацию входных воздействий с одновременной регистрацией выходных ответов блоков. Система тестового диагностирования по­зволяет производить поиск и локализацию неисправностей в системе зажигания даже при неработающем двигателе.

Разработан ряд устройств и приборов для диагностирования электронных блоков и связанных с ними датчиков бесконтактных систем зажигания. К ним относятся прибор проверки коммутатора (ППК), тестер микропроцессорной системы зажигания (тестер МСУАД), многофункциональный прибор контроля коммутатора (ПКК).

Вопросы для самоконтроля

1. Из каких этапов состоит рабочий процесс системы зажигания?

2. Объясните характер изменения тока в первичной цепи для класси­ческой и бесконтактной систем зажигания.

3. Какие факторы определяют первичный ток системы зажигания?

4. Дайте сравнительную характеристику зависимостей U_2m = f(n) для контактных и бесконтактных систем зажигания. Объясните характер зави­симостей.

5. От каких факторов зависит максимальное вторичное напряжение,

развиваемое катушкой зажигания?

6. Какие факторы обусловливают выбор типа свечей зажигания для конкретного двигателя?

7. Дайте сравнительную характеристику бесконтактных датчиков импульсов, применяемых в современных БСЗ.

8. Чем обусловлена необходимость применения формирующих каска­дов в транзисторных коммутаторах?

9. Как осуществляется регулирование времени протекания тока в пер­вичной цепи БСЗ?

10. Каким образом в БСЗ осуществляется отключение тока в первич­ной цепи при включенном замке зажигания и неработающем двигателе?

11. Перечислите основные принципы построения цифровых систем управления углом опережения зажигания?

12. Чем обусловлено применение двухвыводных катушек зажигания?

Каков принцип их действия.

13. Какие существуют методы диагностирования системы зажигания?