Диагностика системы зажигания автомобиля

Скрипт CSS Андрея Шульгина

Вот мы и добрались до самой сути диагностики автомобильных двигателей. Для диагностов любой марки это самый информативный скрипт. Он показывает работу форсунок, искры и компрессии за одну проверку.

Для проведения этого теста достаточно снять сигнал с датчика положения коленвала и синхронизацию с искры первого цилиндра. Сложность может заключаться в подключении к ДПКВ некоторых марок, но это сглаживается информацией, которую дает скрипт.

Подключиться параллельно сигнальным щупом осциллографа к выходу ДПКВ
Если установлена система зажигания DIS поставить щуп синхронизации на первый цилиндр, индивидуальная катушка — воспользоваться индуктивным датчиком.
Запустить двигатель и дать работать на холостом ходу.
Активировать скрипт CSS
Через 5-10 секунд плавно поднять обороты до 3000 и опустить.
Спустя 5-10 секунд резко поднять обороты и выключить искру оставив педаль газа полностью нажатой.
Остановить скрипт.

Другие факторы влияния на катушку

Все неисправные катушки не ремонтируются, они подлежат замене.

— механические повреждения эбонитового корпуса;

— нарушение его герметичности;

— обрыв входящих и выходящих проводов, отход их контактов;

— подтеки масла, Загрязнения изоляции в свечах, что провоцирует дополнительные разряды на поверхности, нарушая ровный такт воспламенения горючего;

— продолжительная или сильная вибрация.

Если проблема не устранена, а катушка в полном порядке, значит, неисправен трамблер или сама электронная система. Для установления этого факта, одним концом вольтметра коснитесь катушки, вторым – кузова авто, точнее, его «массы». Неисправность доказывает нулевое показание измерительного прибора.

Проверить катушку зажигания автомобиля можно разными способами, но мы рассмотрим самые простые, которые под силу даже начинающим автолюбителям.

В нашем с Вами мире на данный момент используется три основных вида систем зажигания:

Классическая система с разносчиком искры (трамблёр). Эта система морально устарела и уже давно не ставится на новые автомобили. Но на старых авто она ещё встречается часто
Double ignition system (DIS) — эта система не имеет разносчика искры и за счёт этого получила широкое распространение. В народе она получила название — система с холостой искрой. Всё дело в том, что к одной катушке подключено две свечи и, соответственно, искровой пробой происходит одновременно сразу в двух цилиндрах — в одном на такте сжатия, а во втором на такте выпуска (холостая искра). Именно данная система установлена на Шевроле Лачетти
Coil On Plug (COP) — дословный перевод — «катушка на свече». Название говорит само за себя. То есть, на каждую свечу одета собственная катушка. Это самая современная на данный момент система зажигания.

Системы зажигания постоянно модернизируются и усовершенствуются, но одно остаётся неизменным — применение принципа индуктивности для преобразования низкого напряжения в высокое. Другими словами — все эти системы объединяет использование катушек зажигания. Они могут отличаться по виду, мощности, напряжению и так далее, но принцип работы неизменен. Это значит, что и методы проверки практически одинаковы.

Моторная диагностика инжекторного двигателя

Это наиболее полная, на сегодняшний день, диагностика двигателя внутреннего сгорания. Она включает в себя все перечисленные виды диагностики и позволяет более глубоко окунуться в процессы, которые происходят как внутри (сгорание топлива в цилиндре), так и снаружи (работа датчиков и исполнительных механизмов).

Остановимся подробнее на моторной диагностике, как на самой прогрессивной. В настоящее время уже не так просто посмотреть состояние свечей зажигания, проверить правильность установки угла опережения зажигания, положения ремня (цепи) газораспределительного механизма, компрессию в цилиндрах двигателя.

Все перечисленные и еще многие работы по проверке состояния элементов мотора могут быть связаны с дорогостоящими и продолжительными по времени операциями, которые могут подтвердить предположения диагноста или могут оказаться бесполезными. Для уменьшения количества, хотя бы, бесполезных разборок агрегатов и механизмов существуют альтернативные методы диагностики двигателя, их и называют моторной диагностикой.

Суть такой диагностики заключается в безразборной проверке перечисленных выше и других моментов с использованием специального осциллографа, который создан для использования в автомобильной диагностике. Моторная диагностика позволяет так же в некоторой мере определить появляющиеся неисправности, которые пока не влияют на работу двигателя, но могут проявить себя в будущем.

Давайте рассмотрим несколько примеров проверки состояния ДВС реальных автомобилей.

Пример 1.

«Шевроле Авео»,жалобы клиента на появление ошибки в работе электронной системы управления двигателя (ЭСУД),срабатывании сигнализатора Проверь двигатель.

Сканером определили ошибку, которую фиксировал электронный блок управления (ЭБУ)-нарушение работы датчика положения распределительного вала. Со слов клиента, на автомобиле менялся ремень газораспределительного механизма, датчик положения распредвала.

Датчиком давления выяснили неправильную установку ремня ГРМ, смещение зубчатого диска на коленчатом валу.

Пример 2.

«Соболь», жалобы на потерю тяги.

Сканером ошибок выявить не удалось, по параметрам как будто все нормально. Тест датчиком давления выявил смещение зубчатого шкива коленвала (срезало шпонку)

Пример 3.

«Приора», жалобы на неустойчивую работу двигателя, троение.

Сканером выявили пропуски воспламенения в 4 цилиндре

Хочу обратить внимание на то, что пропуски воспламенения это не только пропадание искры, как многие интерпретируют такую ошибку. Пропуск воспламенения может быть из-за пропадания искры, малом количестве или полном отсутствии подачи топлива, низкой компрессии в цилиндре или ее отсутствии

Проведя тест эффективности цилиндров определили наличие низкой компрессии в 4 цилиндре, что и было подтверждено замерами, известного всем, компрессометром-1 цил.- 12 атм.,2- 12, 3- 11, 4- 10 атм.

Пример 4.

«2110», неустойчивая работа двигателя, расход топлива, слабая тяга.

Сканерная диагностика показала плохое смесеобразование по всем цилиндрам. Датчиком разряжения определили проблемы в клапанном механизме.

Автомобиль был направлен на регулировку клапанов, в 4 цилиндре был зажат выпускной клапан.

Пример 5.

«Калина» 16 клапанная, расход топлива, затрудненный пуск двигателя.

Сканерная диагностика показала пропуски зажигания в 2 цилиндре. Проверив осциллографом высоковольтную часть выявили, что причиной пропусков является свеча 2 цилиндра.

Пример 6.

«Приора», легкие стуки в двигателе, неустойчивая работа на холостых оборотах, провал при разгоне.

Сканером проверили параметры работы ЭСУД, получили «жалобы» со стороны электронного блока управления на нехватку топлива. Давление топлива в норме, подсосов воздуха на впуске не обнаружили.

Насторожил только уровень детонации в 4 цилиндре. Проведя тест эффективности цилиндров, нашли виновника. Им оказалась недоливающая форсунка 4 цилиндра. После промывки форсунок работа восстановилась.

Скрипт CSS Андрея Шульгина

Подключиться параллельно сигнальным щупом осциллографа к выходу ДПКВ
Если установлена система зажигания DIS поставить щуп синхронизации на первый цилиндр, индивидуальная катушка — воспользоваться индуктивным датчиком.
Запустить двигатель и дать работать на холостом ходу.
Активировать скрипт CSS
Через 5-10 секунд плавно поднять обороты до 3000 и опустить.
Спустя 5-10 секунд резко поднять обороты и выключить искру оставив педаль газа полностью нажатой.
Остановить скрипт.

Параметры осциллографа, которые влияют на выбор

Основными показателями являются:

полоса пропускания;
количество каналов;
частота дискретизации;
глубина памяти;
скорость обновления осциллограмм;
триггер;
работа с последовательными интерфейсами;
измерения и анализ сигналов.

Характеристики осциллографа всегда влияют на его стоимость. При выборе Вы должны определить с какими именно сигнал потребуется исследовать, какие свойства прибора нужны. Можно выбрать очень дорогой и “навороченный” вариант там где Вам сможет помочь бюджетный осциллограф.

Полоса пропускания

Чем выше полоса пропускания, тем более правильную форма сигнала будет видна. Высокочастотный осциллограф имеет возможность увидеть осциллограмму с меньшим количеством погрешностей на экране.

Количество каналов

Наличие большого количества каналов позволяет отладить цифровые линии. Осциллограф выступает в роли логического анализатора.

Частота дискретизации

Этот термин показывает скорость оцифровки входного сигнала. Большая скорость расширяет полосу пропускания для однократных и дает достаточное разрешение изображения.

Глубина памяти

Эта величина регулирует частоту дискретизации – чем больше глубина памяти, тем больший интервал сигнала с максимальной частотой дискретизации. Но использование максимальной глубины памяти может резко снизить производительность в целом.

Скорость обновления осциллограмм

Эта величина показывает сколько раз в секунду устройство захватывает сигнал и обновляет его изображение на экране. Высокая скорость дает большую вероятность регистрации редких событий.

Триггер

Это устройство включающее генератор развертки с одной и той же точки. Этим обеспечивает устойчивое изображение.

Он может срабатывать:

при достижении сигналом какого-то уровня;
по времени нарастания или убывания амплитуды фронта импульса;
запуск на сбой в последовательности импульсов.

Работа с последовательными интерфейсами

Для управления и обмена данными применяются стандартные интерфейсы:

GPIB, RS-232, USB, Ethernet, Centronics. Они создают расширенные функции для проведения анализа.

Измерения и анализ сигналов

Современные цифровые аппараты позволяют не только просто выдать «картинку» на экран, но и проанализировать составляющие гармоники, запомнить и потом показать форму и параметры в цифровом представлении. Другим удобством цифрового прибора будет возможность автоматической синхронизации параметров.

С их помощью измеряют:

амплитудные характеристики (и не просто все подряд, но и в выделенном сегменте);
временные параметры;
выдача тренда в различных режимах и сохранения его в файл для последующей обработки;
проведение измерений и построение последующих гистограмм на основе анализа этих изменений.

Осциллографические пробники

Это щуп имеющий высокое входное сопротивление и увеличивающий его импеданс. При измерении высоких частот следует учитывать вносимые пробником помехи за счет емкости и индуктивности. Поэтому перед началом работ пробники обязательно подстраивают, подавая на него калибровочный сигнал типа «меандр». Добиваясь получения правильной формы сигнала на экране.

DIS-система зажигания

Высоковольтные импульсы зажигания, генерируемые исправными DIS-катушками зажигания двух различных двигателей (работают на холостом ходу без нагрузки).

DIS-система (Double Ignition System) зажигания имеет особые катушки зажигания. Они отличаются тем, что оснащаются двумя высоковольтными выводами. Один из них подсоединяется к первому из концов вторичной обмотки, второй — ко второму концу вторичной обмотки катушки зажигания. Каждая такая катушка обслуживает два цилиндра.

В связи с описанными особенностями проверка зажигания осциллографом и съем осциллограммы напряжения высоковольтных импульсов зажигания при помощи емкостных DIS-датчиков происходит дифференциально. То есть, получается фактический съем осциллограммы выходного напряжения катушки. Если катушки исправны, то в конце горения должны наблюдаться затухающие колебания.

Для проведения диагностики DIS-системы зажигания по первичному напряжению, необходимо поочередно снять осциллограммы напряжения на первичных обмотках катушек. Описание рисунка:

Осциллограмма напряжения на вторичной цепи DIS-системы зажигания.

Отражение момента начала накопления энергии в катушке зажигания. Он совпадает с моментом открытия силового транзистора.
Отражение зоны перехода коммутатора в режим ограничения тока в первичной обмотке катушки зажигания на уровне 6…8 А. Современные DIS-системы имеют коммутаторы без режима ограничения тока, поэтому зона высоковольтного импульса отсутствует.
Пробой искрового промежутка между электродами обслуживаемых катушкой свечей зажигания и начало горения искры. Совпадает по времени с моментом закрытия силового транзистора коммутатора.
Участок горения искры.
Конец горения искры и начало затухающих колебаний.

Описание рисунка:

Осциллограмма напряжения на управляющем выводе DIS катушки зажигания.

Момент открытия силового транзистора коммутатора (начало накопления энергии в магнитном поле катушки зажигания).
Зона перехода коммутатора в режим ограничения тока в первичной цепи по достижении тока в первичной обмотке катушки зажигания, равного 6…8 А. В современных DIS-системах зажигания, коммутаторы не имеют режима ограничения тока, и, соответственно, отсутствует зона 2 на осциллограмме первичного напряжения отсутствует.
Момент закрытия силового транзистора коммутатора (во вторичной цепи при этом возникает пробой искровых промежутков между электродами обслуживаемых катушкой свечей зажигания и начало горения искры).
Отражение горения искры.
Отражение прекращения горения искры и начало затухающих колебаний.

Электронная система управления двигателем

Практически все современные автомобили снабжены электронным блоком управления (ЭБУ). Он автоматически подбирает оптимальные рабочие параметры для двигателя на основании поступающей от датчиков информации. С его помощью можно диагностировать возникшие поломки в различных автомобильных системах, в том числе в системе зажигания.

Для диагностики необходимо подключить специальный сканер, который в случае возникновения ошибки покажет вам ее код. Зачастую ошибка в работе системы может возникнуть из-за поломки одного из электронных датчиков, дающих информацию для ЭБУ. Об ошибке вам сообщит электронный сканер.

Мотодок 3

Вторым в списке рейтинга осциллографов для диагностики автомобиля любой марки стоит Мотодок 3. Имеет схожие характеристики.

Преимущества и недостатки

Скрипт Андрея Шульгина эффективности цилиндров. Есть некоторые недостатки по синхронизации с некоторыми автомобилями, имеющими слабый сигнал с датчика коленчатого вала

Но это сглаживается удобством и быстрой работой.
Подключения на любое расстояние по кабелю RJ 45.
Качество картинки при диагностике, что не маловажно при работе.
Подробная документация на сайте производителя.

Для примера приведены только два осциллографа для диагностики авто. Существуют и другие приборы: отличаются ценой, производителем, но принцип измерения одинаков. Самое главное иметь опыт в чтении осциллограмм к каждой марке автомобиля.

Пользоваться осциллографом не составляет особых трудностей у диагностов. Методика подробно описана в инструкциях к прибору. Главное знать места подключения к датчику положения коленчатого вала для проведения скрипта Шульгина по эффективности цилиндров. Для различных марок автомобилей ДПКВ может находится возле задающего диска или маховика.

ДПКВ

Датчик положения коленчатого вала. Нужен для синхронизации искры и форсунок по такту сжатия. Сигнал имеет синусоидальную форму с разрывом.

Форма сигнала с одинаковой амплитудой. Если есть отклонения, значит задающий диск имеет не равномерность вращения или люфт.

Исправный ДПКВМетодика измерения

Подключаем измерительный щуп к сигнальному проводу осциллографа.
Ставим диапазон измерения до 300-500 вольт.
Нажимаем кнопку пуск и снимаем сигнал.

ДПРВ

Датчик положения распределительного вала. Имеет прямоугольную форму сигнала амплитудой 12,3 – 12,7 вольта. Полезно снимать одновременно сигналы ДПКВ и ДПРВ для определения фазы впрыска и смещения распределительных валов относительно друг друга. Но как правило этот параметр проверки ДВС есть на сканере.

Нижний фронт сигнала ДПРВ совпадает с разрывом зубьев на задающем диске, что говорит о правильной фазе впрыска.

ДМРВ

Датчик массового расхода воздуха применяется на бензиновых двигателях для измерения объема прошедшего воздуха. Основной параметр для диагностики — это его АЦП равное 0,996 вольт при включенном зажигании. При углубленной диагностике ДМРВ, нужно померить время релаксации – период, за который, датчик выходит в нулевое положение.

Исправный ДМРВ. Нулевое напряжения равно 0,996 вольт и скорость выхода на рабочий диапазон 0,5 мс. Ниже представлена осциллограмма неисправного ДМРВ.

Время перехода 20 мс, а напряжение при нулевом объеме воздуха 1,130 вольт. Авто с таким датчиком будет расходовать много топлива и терять мощность.

Неисправный дмрвНемаловажно проверить пик выхода датчика на максимальный уровень напряжения. Для этого нужно снять сигнал с ДМРВ на заведенном ДВС, при резко нажатой педали газа

Чем больше показания к 5 вольтам, тем датчик имеет большую отдачу и авто будет эластичнее.

Сигнал напряжения ДМРВ под нагрузкойРабота с автомобильным осциллографом не страшна для начинающих диагностов. Нужно тщательно изучить инструкцию по работе с прибором и применять на практике. Чем больше опыт подключения к конкретной марке, тем быстрее и точнее поиск неисправностей.

ДПДЗ

Датчик положения дроссельной заслонки. Проверить легче всего сканером. Но при плавающей неисправности, когда автомобиль едет рывками, нужно проверить сигнал осциллографом.

Подключаем сигнальный провод щупа к выходу ДПДЗ и снимаем сигнал открывая дроссель. Не должно быть резких скачков.

Исправный датчик положения дроссельной заслонки.

Неисправный датчик положения дроссельной заслонкиПлохую массу двигателя можно проверить измерительным щупом осциллографа. Минус щупа соединяется с минусовой клеммой АКБ, а сигнальный с двигателем или кузовом. Значительные помехи говорят о плохой массе.

Хорошая масса.

Три варианта действий

Проверка микросхем – достаточно сложный процесс, который, зачастую, оказывается невозможен. Причина кроется в том, что микросхема содержит большое число различных радиоэлементов. Однако даже в такой ситуации есть несколько способов проверки:

внешний осмотр. Внимательно изучив каждый элемент микросхемы, можно обнаружить дефект (трещины на корпусе, прогар контактов и т.п.);
проверка питания мультиметром. Иногда проблема кроется в коротком замыкании со стороны питающего элемента, его замена может помочь исправить ситуацию;
проверка работоспособности. Большинство микросхем имеют не один, а несколько выходов, потому нарушение в работе хотя бы одного из элементов приводит к отказу всей микросхемы.

Самыми простыми для проверки являются микросхемы серии КР142. На них имеется всего три вывода, поэтому при подаче на вход любого уровня напряжения, на выходе мультиметром проверяется его уровень и делается вывод о состоянии микросхемы.

Следующими по сложности проверки являются микросхемы серии К155, К176 и т.п. Для проверки нужно использовать колодку и источник питания с конкретным уровнем напряжения, подбираемым под микросхему. Так же как и в случае с микросхемами серии КР142, мы подаем сигнал на вход и контролируем его уровень на выходе с помощью мультиметра.

Неисправности высоковольтных проводов

В/в провода со временем теряют свои изоляционные свойства, также внутри проводов может произойти обрыв токопроводящего элемента. Но чаще всего провода начинают пробивать на массу – изоляция не выдерживает высокого напряжения. Диагностировать высоковольтные провода хорошо в темноте – когда темно, хорошо видно, где пробивается наружу искра. Если идет пробой искры, мотор троит и не развивает нужных оборотов.

В бесконтактных системах зажигания с трамблером устанавливается коммутатор, он предназначен обеспечивать бесперебойное искрообразование на свечах, также служит для образования стабильной искры на всех оборотах двигателя, в том числе и холостых. В случае отказа коммутируемого устройства мотор начинает плохо запускаться, а во многих случаях совсем не заводится.

Основной признак неисправного коммутатора – его сильный нагрев, определить перегрев можно, прикоснувшись рукой к корпусу устройства. Как правило, вместе с коммутатором также сильно нагревается и катушка. Часто эти детали нагреваются и выходят из строя на старых автомобилях «Газель» и «Волга» ГАЗ 31029-3110 с двигателем ЗМЗ 402. Причина столь частых поломок – низкое качество запчастей, поставляемых различными производителями.

Проверка датчика кислорода с применением осциллографа

Лямбда зонд служит для точного дозирования топливо – воздушной смеси и снижения уровня токсичности отработавших газов. Работает по принципу гальванического элемента. Вырабатывает напряжение в зависимости от присутствия свободного кислорода во внутренней и внешней ячейке датчика. Напряжение варьируется от 0,1 – 0,9 вольт, что соответствует бедной и богатой смеси.

Проверить работу датчика можноПервый вариант быстрый и достаточный для оценки общей работы. Второй же вариант диагностики датчика кислорода более точный и позволяет оценить скорость сработки лямбда зонда в режиме обратной связи.

Неисправный датчик кислорода. Скорость реакции медленная.

Датчик кислорода полностью неисправен.

Транзисторы (полевые и биполярные)

Переводим мультиметр в режим «прозвонки», подключаем красный щуп к базе транзистора, а черным касаемся вывода коллектора. На дисплее должно отобразиться значение пробивного напряжения.

Схожий уровень будет показан и при проверке цепи между базой и эмиттером. Для этого красный щуп соединяем с базой, а черный прикладываем к эмиттеру.

Следующим шагом будет проверка этих же выводов транзистора в обратном включении. Черный щуп подключаем к базе, а красным щупом по очереди касаемся эмиттера и коллектора. Если на дисплее отображается единица (бесконечное сопротивление), то транзистор исправен. Так проверяются полевые транзисторы.

Биполярные транзисторы проверяются аналогичным методом, только меняются местами красный и черный щуп. Соответственно, значения на мультиметре также будут показывать обратные.

DIS-система зажигания

Для проведения диагностики DIS-системы зажигания по первичному напряжению, необходимо поочередно снять осциллограммы напряжения на первичных обмотках катушек.

Описание рисунка:

Осциллограмма напряжения на вторичной цепи DIS-системы зажигания

Отражение момента начала накопления энергии в катушке зажигания. Он совпадает с моментом открытия силового транзистора.
Отражение зоны перехода коммутатора в режим ограничения тока в первичной обмотке катушки зажигания на уровне 6…8 А. Современные DIS-системы имеют коммутаторы без режима ограничения тока, поэтому зона высоковольтного импульса отсутствует.
Пробой искрового промежутка между электродами обслуживаемых катушкой свечей зажигания и начало горения искры. Совпадает по времени с моментом закрытия силового транзистора коммутатора.
Участок горения искры.
Конец горения искры и начало затухающих колебаний.

Описание рисунка:

Осциллограмма напряжения на управляющем выводе DIS катушки зажигания.

Момент открытия силового транзистора коммутатора (начало накопления энергии в магнитном поле катушки зажигания).
Зона перехода коммутатора в режим ограничения тока в первичной цепи по достижении тока в первичной обмотке катушки зажигания, равного 6…8 А. В современных DIS-системах зажигания, коммутаторы не имеют режима ограничения тока, и, соответственно, отсутствует зона 2 на осциллограмме первичного напряжения отсутствует.
Момент закрытия силового транзистора коммутатора (во вторичной цепи при этом возникает пробой искровых промежутков между электродами обслуживаемых катушкой свечей зажигания и начало горения искры).
Отражение горения искры.
Отражение прекращения горения искры и начало затухающих колебаний.