Горят катушки зажигания. Часть 6
15.12.2023
Для того чтобы понять есть что-либо из ненормального, нужно смотреть хотя бы один цикл.
Вот два импульса управления, просто показываю определенный период во времени в работе системы. А лучше "сжать" изображение разверткой и получить несколько определенных периодов. Почему говорю «определенный период». Двигатель (объект управления) работает циклично. Электронная часть (ЭБУ) также работает циклично. Их циклы согласованы. Команды блока от цикла к циклу типовые и повторяются. Положения механизма также одни и те же и повторяются.
Работа системы определяется объектом управления. Дополнительно только плюс/минус корректирующие коэффициенты. Выглядеть это будет примерно так:
1 канал - импульсы управления; 2 канал - осциллограмма тока. Очевидно, что импульсов тока должно быть столько же, сколько импульсов управления. Стрелками помечены точки, где совпало. Там, где обведено – это код ошибки Р0300 (хаотические пропуски воспламенения). Визуально, даже на разряднике, проверяя катушку, это увидеть нельзя. Дальше можно выделить любой из интересующих вас участков и детально его рассмотреть.
Вот так, не инвертируя даже сигнал. А здесь, что будем делать? Сетовать на то, что мультиметром нельзя проверить?
- Искра здесь будет?
Что гадать, давайте посмотрим:
А ведь будет искрить. Как - это уже другой вопрос. Опять же, визуально искра будет. Длительность горения искры, прямо скажем, никакая. Но при проверке на искру катушка будет пропущена как исправная.
А вот еще сюрприз. В отличие от предыдущей осциллограммы, здесь импульс управления нормальный (не прямоугольный столбик). Только колебаний нет ни со стороны «низкой», ни со стороны «высокой». И между импульсами управления... То чего не должно быть. Не должно быть там тока, откуда там взялась электрическая цепь, ключ закрыт!
Можно ли это увидеть на осциллограммах, снятых в режиме мотор тестера. Здесь будет зависеть от того, кто это делает и от возможностей прибора. Но опять нужно делать оговорку: допустим, прибор позволяет развернуть и масштабировать сигнал в нужном виде... Допустим. А внимание того, кто снимает осциллограмму, привлекут ли нужные участки и точки? Судя по практике, нет. Как правило, их показывают вот в таком виде, и при этом задают вопросы. А потом еще и пытаются дискутировать (осциллограммы не мои, с форума).
Вот так выглядит осциллограмма, снятая емкостным датчиком (по напряжению). Вот там где стрелки - будут колебания (если по току смотреть). А посередине цикла «ступенька» говорит о том, что в этом месте завершился процесс индукции. Шибко долго он тянулся после того, как исчезло воздействие внешнего электромагнитного поля.
Или вот так... думай что хочешь.
А по току наша неисправность (скрин которой выше приведен) вот так выглядит в деталях:
Вот он. И импульс управления есть и искра будет. Работать только как надо не будет.
Да, не показал неисправность, когда длительность искры большая. Вот осциллограмма:
Вот и решайте, как нужно проверять катушки. Я делаю так, и не навязываю это как некое ноу-хао. Но если сравнить с предыдущим материалом, где быстро проверяю прибором для проверки систем зажигания, то наверняка заметно, что есть совпадение результатов. Осциллограф не хуже. Конечно, он может не так эргономичен, но если есть сомнения, то уж два канала подключить – это не забота.
Для тех, кого заинтересовал этот способ проверки несколько советов.
Записав осциллограмму, «сожмите» ее разверткой так, чтобы на экране отображалось наибольшее, удобное к рассмотрению циклов. О красоте изображения не беспокойтесь совсем. Красота штука сильная, но нас интересует информация.
Вот так, например. Вот хаотичные пропуски.
Затем выбираете заинтересовавший вас участок и рассматриваете его в масштабе 1:1. Развертку, чувствительность по каналу меняйте так, как вам удобно смотреть.
И последнее: разберитесь, как работает катушка зажигания. Я серьезно. И что за катушка у вас перед взором.
Если вот такая, то... сдаваться не надо. Ну, подумаешь встроенный коммутатор, по диоду в каждой обмотке, да еще и встречно включенных, и общей точкой к конденсатору подключены. Кстати, кто-то догадался, зачем конденсатор перекочевал сюда из контактной системы зажигания?
Давно жил и работал ученый по фамилии Ленц (осциллографа у него не было). Правило вывел, что касается индукционного тока. Конечно же, исходя из закона электромагнитной индукции. Так вот этот ток всегда направлен против причины его вызвавшей. А что вызывает ток в нашей катушке? Вот где собачка зарыта (это подсказка).
Опишу просто процесс работы катушки: управляющий импульс открывает ключ и появляется цепь через первичную обмотку. Ток протекая по обмотке создает магнитное поле, которое наводит ЭДС во вторичной обмотке, где количество витков в 1000 раз больше. На концах вторичной обмотки создается потенциал (напряжение), который нарастает по мере накопления энергии. Когда он достигает величины определенной, происходит пробой воздушного зазора на свече и образуется цепь, по которой потечет ток.
В это время действие управляющего импульса закончено, и ключ катушки закрыт. Но протекающий ток во вторичной обмотке создаст магнитное поле, в которое попадает уже первичная обмотка. В которой так же наводится ЭДС, с меньшим потенциалом, конечно же, ибо кол-во витков у этой обмотки меньше. Но в действие магнитного поля от вторичной обмотки, попадают и электронные компоненты, находящиеся в корпусе катушки. В полупроводниках возникают нелинейные процессы, и протекают нелинейные токи (никакого источника питания им не нужно, достаточно поля). Данные токи можно рассматривать как модуляцию. Вот отсюда «грязь» между импульсами управления и моментами прохождения искры.
Да есть компенсация этого негативного явления, она на предыдущем скрине на схеме. Но бывает, что она не работает или работает неэффективно. Тогда процесс индукции затягивается. После того как перестал действовать управляющий импульс и пропало магнитное поле от первичной обмотки, процесс электромагнитной индукции продолжается. Но он не должен быть затянут. У нас управление во времени, и катушка, к приходу следующего импульса, должна уже быть в исходном состоянии.
Здесь нужно упомянуть и остаточный магнетизм... как бы это короче написать. Намагниченная отвертка это полезно, жесткий диск на котором хранится информация тоже полезно, рассчитываемся картой магазине и пр. Но есть места, где это явление наносит вред - электрические машины, магнитные подъемные краны (поднял железяки, а положить не может, не отлипают). Генератор исправный три года простоял, свет выключили, заводим, мотор крутит, возбуждения генератора нет, на выходе 0 В. Починил быстро, хотя если бы отвезли в ремонт, могли бы приговорить генератор - сердечник размагнитился (рамка в магнитном поле, физика 9 класс).
А катушка представляет собой высоковольтный импульсный трансформатор. И в нем остаточный магнетизм должен быть сведен к максимальному минимуму. «Сердечник в насыщенном состоянии, затем переходит в ненасыщенное состояние» - такие дискуссии приходилось слышать думаю многим. Хотя как это влияет на работу катушки, не все представляют.
Коротко, не рисуя петлю гистерезиса. Ток, протекая по обмотке, создает магнитное поле, намагничивая сердечник. Когда поле перестает действовать сердечник должен перейти в исходное состояние. Сам он это будет делать «долго», поэтому ему нужно помочь. См. вышеприведенную схему, определяем, куда "плюс", в начало или в конец обмотки подается. Направление тока, затем смотрим вторичную обмотку - где будет потенциал "плюс" и как потечет ток в ней (подсказка - диоды) при искре. Сразу все становится на свои места (крановщик электромагнитного крана, если железяки не отпадают, нажимает волшебную кнопку и вуаля).
Сердечник катушки изготовляется из сплава, который обладает низким остаточным магнетизмом. Но иногда катушки попадаются китайские, где ферромагнетик используют дешевый, слегка отличающийся от обычной железяки, или просто процесс старения. Остаточное магнитное поле сердечника будет препятствовать не только накоплению энергии, снижая своим противодействием ЭДС, но и будет влиять на другие процессы. Короче ключевые слова: электромагнитная индукция, индукционный ток, остаточный магнетизм – поисковик в помощь. Дальше прочитать, все это привязать к схеме зажигания (можно к контактной). 100% осциллограммы будете читать без запинки.
Обычно при подобных неисправностях: жалобы на толчки (иногда), троит мотор, потом сам успокаивается, расход топлива... Сканер подключают, смотрят сразу коррекции топливные, и следующим движением берут за горло датчик кислорода (а его то за что, он что видит то и выдает). Но адептов «топливных коррекций и ДК» не переубедить. Начинается возня вокруг ДК, изучения его подноготной (тот, не тот? может стоял другой, а поменяли на этот?). Затем это переходит в попытки угадать, почему блок управления выбирает именно такие коэффициенты коррекции, и т.д. и т.п. При этом к неисправности нет продвижения и на миллиметр.
Будут и коррекции топливные завалены, и зажигание будет плавать. При резком нажатии на педаль в минус УОЗ свалится, это если на месте. А в движении машина будет просто «утыкаться» при нажатии на педаль, а не разгоняться, дергаться. Только причина будет не ДК, не заслонка, не МАP (MAF)... Сразу нужно определяться по какому из каналов управление некорректно (топливо, воздух, зажигание). Ну а начинать с датчика, стоящего в обратной связи, может только... экстрасенс.
Катушки могут быть разные, экранированы достаточно хорошо, это надо учитывать при выборе места, куда датчик прислонить. И помнить, что все элементы системы зажигания не обязаны находиться в одном месте (корпусе).
Всем удачи коллеги.
Вот два импульса управления, просто показываю определенный период во времени в работе системы. А лучше "сжать" изображение разверткой и получить несколько определенных периодов. Почему говорю «определенный период». Двигатель (объект управления) работает циклично. Электронная часть (ЭБУ) также работает циклично. Их циклы согласованы. Команды блока от цикла к циклу типовые и повторяются. Положения механизма также одни и те же и повторяются.
Работа системы определяется объектом управления. Дополнительно только плюс/минус корректирующие коэффициенты. Выглядеть это будет примерно так:
1 канал - импульсы управления; 2 канал - осциллограмма тока. Очевидно, что импульсов тока должно быть столько же, сколько импульсов управления. Стрелками помечены точки, где совпало. Там, где обведено – это код ошибки Р0300 (хаотические пропуски воспламенения). Визуально, даже на разряднике, проверяя катушку, это увидеть нельзя. Дальше можно выделить любой из интересующих вас участков и детально его рассмотреть.
Вот так, не инвертируя даже сигнал. А здесь, что будем делать? Сетовать на то, что мультиметром нельзя проверить?
- Искра здесь будет?
Что гадать, давайте посмотрим:
А ведь будет искрить. Как - это уже другой вопрос. Опять же, визуально искра будет. Длительность горения искры, прямо скажем, никакая. Но при проверке на искру катушка будет пропущена как исправная.
А вот еще сюрприз. В отличие от предыдущей осциллограммы, здесь импульс управления нормальный (не прямоугольный столбик). Только колебаний нет ни со стороны «низкой», ни со стороны «высокой». И между импульсами управления... То чего не должно быть. Не должно быть там тока, откуда там взялась электрическая цепь, ключ закрыт!
Можно ли это увидеть на осциллограммах, снятых в режиме мотор тестера. Здесь будет зависеть от того, кто это делает и от возможностей прибора. Но опять нужно делать оговорку: допустим, прибор позволяет развернуть и масштабировать сигнал в нужном виде... Допустим. А внимание того, кто снимает осциллограмму, привлекут ли нужные участки и точки? Судя по практике, нет. Как правило, их показывают вот в таком виде, и при этом задают вопросы. А потом еще и пытаются дискутировать (осциллограммы не мои, с форума).
Вот так выглядит осциллограмма, снятая емкостным датчиком (по напряжению). Вот там где стрелки - будут колебания (если по току смотреть). А посередине цикла «ступенька» говорит о том, что в этом месте завершился процесс индукции. Шибко долго он тянулся после того, как исчезло воздействие внешнего электромагнитного поля.
Или вот так... думай что хочешь.
А по току наша неисправность (скрин которой выше приведен) вот так выглядит в деталях:
Вот он. И импульс управления есть и искра будет. Работать только как надо не будет.
Да, не показал неисправность, когда длительность искры большая. Вот осциллограмма:
Вот и решайте, как нужно проверять катушки. Я делаю так, и не навязываю это как некое ноу-хао. Но если сравнить с предыдущим материалом, где быстро проверяю прибором для проверки систем зажигания, то наверняка заметно, что есть совпадение результатов. Осциллограф не хуже. Конечно, он может не так эргономичен, но если есть сомнения, то уж два канала подключить – это не забота.
Для тех, кого заинтересовал этот способ проверки несколько советов.
Записав осциллограмму, «сожмите» ее разверткой так, чтобы на экране отображалось наибольшее, удобное к рассмотрению циклов. О красоте изображения не беспокойтесь совсем. Красота штука сильная, но нас интересует информация.
Вот так, например. Вот хаотичные пропуски.
Затем выбираете заинтересовавший вас участок и рассматриваете его в масштабе 1:1. Развертку, чувствительность по каналу меняйте так, как вам удобно смотреть.
И последнее: разберитесь, как работает катушка зажигания. Я серьезно. И что за катушка у вас перед взором.
Если вот такая, то... сдаваться не надо. Ну, подумаешь встроенный коммутатор, по диоду в каждой обмотке, да еще и встречно включенных, и общей точкой к конденсатору подключены. Кстати, кто-то догадался, зачем конденсатор перекочевал сюда из контактной системы зажигания?
Давно жил и работал ученый по фамилии Ленц (осциллографа у него не было). Правило вывел, что касается индукционного тока. Конечно же, исходя из закона электромагнитной индукции. Так вот этот ток всегда направлен против причины его вызвавшей. А что вызывает ток в нашей катушке? Вот где собачка зарыта (это подсказка).
Опишу просто процесс работы катушки: управляющий импульс открывает ключ и появляется цепь через первичную обмотку. Ток протекая по обмотке создает магнитное поле, которое наводит ЭДС во вторичной обмотке, где количество витков в 1000 раз больше. На концах вторичной обмотки создается потенциал (напряжение), который нарастает по мере накопления энергии. Когда он достигает величины определенной, происходит пробой воздушного зазора на свече и образуется цепь, по которой потечет ток.
В это время действие управляющего импульса закончено, и ключ катушки закрыт. Но протекающий ток во вторичной обмотке создаст магнитное поле, в которое попадает уже первичная обмотка. В которой так же наводится ЭДС, с меньшим потенциалом, конечно же, ибо кол-во витков у этой обмотки меньше. Но в действие магнитного поля от вторичной обмотки, попадают и электронные компоненты, находящиеся в корпусе катушки. В полупроводниках возникают нелинейные процессы, и протекают нелинейные токи (никакого источника питания им не нужно, достаточно поля). Данные токи можно рассматривать как модуляцию. Вот отсюда «грязь» между импульсами управления и моментами прохождения искры.
Да есть компенсация этого негативного явления, она на предыдущем скрине на схеме. Но бывает, что она не работает или работает неэффективно. Тогда процесс индукции затягивается. После того как перестал действовать управляющий импульс и пропало магнитное поле от первичной обмотки, процесс электромагнитной индукции продолжается. Но он не должен быть затянут. У нас управление во времени, и катушка, к приходу следующего импульса, должна уже быть в исходном состоянии.
Здесь нужно упомянуть и остаточный магнетизм... как бы это короче написать. Намагниченная отвертка это полезно, жесткий диск на котором хранится информация тоже полезно, рассчитываемся картой магазине и пр. Но есть места, где это явление наносит вред - электрические машины, магнитные подъемные краны (поднял железяки, а положить не может, не отлипают). Генератор исправный три года простоял, свет выключили, заводим, мотор крутит, возбуждения генератора нет, на выходе 0 В. Починил быстро, хотя если бы отвезли в ремонт, могли бы приговорить генератор - сердечник размагнитился (рамка в магнитном поле, физика 9 класс).
А катушка представляет собой высоковольтный импульсный трансформатор. И в нем остаточный магнетизм должен быть сведен к максимальному минимуму. «Сердечник в насыщенном состоянии, затем переходит в ненасыщенное состояние» - такие дискуссии приходилось слышать думаю многим. Хотя как это влияет на работу катушки, не все представляют.
Коротко, не рисуя петлю гистерезиса. Ток, протекая по обмотке, создает магнитное поле, намагничивая сердечник. Когда поле перестает действовать сердечник должен перейти в исходное состояние. Сам он это будет делать «долго», поэтому ему нужно помочь. См. вышеприведенную схему, определяем, куда "плюс", в начало или в конец обмотки подается. Направление тока, затем смотрим вторичную обмотку - где будет потенциал "плюс" и как потечет ток в ней (подсказка - диоды) при искре. Сразу все становится на свои места (крановщик электромагнитного крана, если железяки не отпадают, нажимает волшебную кнопку и вуаля).
Сердечник катушки изготовляется из сплава, который обладает низким остаточным магнетизмом. Но иногда катушки попадаются китайские, где ферромагнетик используют дешевый, слегка отличающийся от обычной железяки, или просто процесс старения. Остаточное магнитное поле сердечника будет препятствовать не только накоплению энергии, снижая своим противодействием ЭДС, но и будет влиять на другие процессы. Короче ключевые слова: электромагнитная индукция, индукционный ток, остаточный магнетизм – поисковик в помощь. Дальше прочитать, все это привязать к схеме зажигания (можно к контактной). 100% осциллограммы будете читать без запинки.
Обычно при подобных неисправностях: жалобы на толчки (иногда), троит мотор, потом сам успокаивается, расход топлива... Сканер подключают, смотрят сразу коррекции топливные, и следующим движением берут за горло датчик кислорода (а его то за что, он что видит то и выдает). Но адептов «топливных коррекций и ДК» не переубедить. Начинается возня вокруг ДК, изучения его подноготной (тот, не тот? может стоял другой, а поменяли на этот?). Затем это переходит в попытки угадать, почему блок управления выбирает именно такие коэффициенты коррекции, и т.д. и т.п. При этом к неисправности нет продвижения и на миллиметр.
Будут и коррекции топливные завалены, и зажигание будет плавать. При резком нажатии на педаль в минус УОЗ свалится, это если на месте. А в движении машина будет просто «утыкаться» при нажатии на педаль, а не разгоняться, дергаться. Только причина будет не ДК, не заслонка, не МАP (MAF)... Сразу нужно определяться по какому из каналов управление некорректно (топливо, воздух, зажигание). Ну а начинать с датчика, стоящего в обратной связи, может только... экстрасенс.
Катушки могут быть разные, экранированы достаточно хорошо, это надо учитывать при выборе места, куда датчик прислонить. И помнить, что все элементы системы зажигания не обязаны находиться в одном месте (корпусе).
Всем удачи коллеги.
Маркин Александр Васильевич
© Легион-Автодата
(ник на форуме Легион-Автодата - A_V_M)
г. Белгород, Таврово мкр 2, пер.Парковый, д.29-б.
Союз автомобильных диагностов
