Напряжение в высоковольтной цепи автомобиля

Система зажигания автомобиля.

Основное назначение системы зажигания автомобиля является подача искрового разряда на свечи зажигания в определённый такт работы бензинового двигателя. Для дизельных двигателей под зажиганием понимают момент впрыска топлива в такт сжатия. В некоторых моделях автомобилей система зажигания, а именно ее импульсы подаются на блок управления погружным топливным насосом. Систему зажигания, по мере своего развития, можно разделить на три типа. Контактная система зажигания, импульсы у которой создаются во время работы контактов на разрыв. Бесконтактная система зажигания, управляющие импульсы создаются электронным транзисторным управляющим устройством – коммутатором, (хотя правильно его назвать генератором импульсов). Микропроцессорная система зажигания — это электронное устройство, которое управляет моментом зажигания, а также другими системами автомобиля. Для двухтактных двигателей, без внешнего источника питания используются системы зажигания типа магнето. Основана на принципе создания ЭДС при вращении постоянного магнита в катушке зажигания по заднему фронту импульса.

✔ Устройство системы зажигания

Все вышеперечисленные виды систем зажигания похожи между собой, отличаются только методом создания управляющего импульса. Так в систему зажигания входят:

1.Источник питания для системы зажигания, это аккумуляторная батарея (в момент запуска двигателя), и генератор (во время работы двигателя).

2.Выключатель зажигания – это механическое или электрическое контактное устройство подачи напряжения на систему зажигания, или по-другому – замок зажигания. Как правило, выполняет две функции: подачи напряжения на бортовую сеть и систему зажигания, подачи напряжения на втягивающее реле стартера автомобиля.

3.Накопитель энергии – узел предназначенный для накопления, преобразования энергии достаточной для возникновения электрического разряда между электродами свечи зажигания. Условно накопители энергии можно разделить на индуктивный и емкостный.

• Простейший индуктивный накопитель – это катушка зажигания, которая представляет собой автотрансформатор, первичная обмотка у него подключается к плюсовому полюсу и через устройство разрыва к минусовому. Во время работы устройства разрыва, например кулачков зажигания, в первичной обмотке возникает напряжение самоиндукции. Во вторичной обмотке образуется повышенное напряжение, достаточное для пробоя воздушного зазора свечи.

• Емкостный накопитель представляет собой емкость, которая заряжается повышенным напряжением и в нужный момент отдает свою энергию на свечу зажигания

4.Свечи зажигания, представляют собой устройство с двумя электродами находящимися друг от друга на расстоянии 0,15-0,25 мм. Представляет собой фарфоровый изолятор, насаженный на металлическую резьбу, в центре находится центральный проводник, который служит электродом, вторым электродом является резьба.

5.Система распределения зажигания предназначена для подачи в нужный момент энергии от накопителя к свечам зажигания. В состав системы входят распределитель, и(или) коммутатор, блок управления системой зажигания.

• Распределитель зажигания (трамблёр) – устройство распределения высокого напряжения по проводам, ведущим к свечам цилиндров. Обычно в распределителе собран и кулачковый механизм. Распределение зажигания может быть механическим и статическим. Механический распределитель представляет собой вал, который приводится в действие от двигателя и при помощи «бегунка» распределяет напряжение по высоковольтным проводам. Статическое распределение зажигания подразумевает под собой отсутствие вращающихся деталей. При таком варианте катушка зажигания присоединятся непосредственно к свече, а управление происходит от блока управления зажиганием. Если, например, двигатель автомобиля имеет четыре цилиндра, то и катушек будет четыре. Высоковольтные провода в данной системе отсутствуют.

• Коммутатор – электронное устройство для генерации импульсов управления катушкой зажигания, включается в цепь питания первичной обмотки катушки и по сигналу от блока управления разрывает питание, в результате чего возникает напряжение самоиндукции.

• Блок управления системой зажигания – микропроцессорное устройство, которое определяет момент подачи импульса в катушку зажигания, в зависимости от данных датчиков положения коленвала, лямбда-зондов, температурных датчиков и датчика положения распредвала.

6.Высоковольтный провод — это одножильный провод с повышенной изоляцией. Внутренний проводник может иметь форму спирали, для исключения помех в радиодиапазоне.

✔ Принцип работы системы зажигания

Рассмотрим принцип действия классической системы зажигания. При вращении вала привода трамблёра в действие приводятся кулачки, которые «разрывают» подаваемые на первичную обмотку автотрансформатора (бобину) 12 вольт. При пропадании напряжения на трансформаторе, в обмотке появляется ЭДС самоиндукции, соответственно на вторичной обмотке возникает напряжение порядка 30000 вольт. Высокое напряжение подается в распределитель зажигания (бегунок), который вращаясь попеременно подает напряжение на свечи в зависимости от такта работы двигателя внутреннего сгорания. Высокого напряжения достаточно для пробоя искровым разрядом воздушного зазора между электродами свечи зажигания.

Опережение зажигания нужно для более полного сгорания топливной смеси. Из-за того, что топливо сгорает не сразу, поджечь его необходимо немного раньше, до прихода в ВМТ. Момент подачи искры должен быть точно отрегулирован, потому что в ином случае (раннее или позднее зажигание) двигатель потеряет свою мощность, возможна повышенная детонация.

Источник

Мультиметр, примеры работы в бортовой сети автомобиля

Мультиметр — многофункциональный цифровой измерительный прибор. Позволяет измерить напряжение, силу тока, сопротивление, протестировать диоды, определить полярность.

Измерение перечисленных параметров вполне достаточно для диагностирования и выявления неисправностей бортовой электрической сети автомобиля.

Примеры проверочных работ с мультиметром

— Измерение напряжения в электрической цепи

Пример: не горят стоп-сигналы в задних фонарях автомобиля ВАЗ 2108. В первую очередь проверяем наличие и величину напряжения на выводе токоведущего провода в соединительной колодке левого заднего фонаря. Включаем зажигание, выставляем мультиметр в режим вольтметра (измерение постоянного напряжения DCV, 20), снимаем соединительную колодку красный щуп мультиметра прижимаем к выводу красного провода в колодке, черный щуп к «массе» (кузов, шпилька крепления заднего фонаря). Напряжение должно составлять не менее 12 В (см. фото выше).

— Измерение сопротивления участка электрической цепи

Пример: проверяем сопротивление высоковольтных проводов системы зажигания автомобиля. Снимаем высоковольтный провод. Выставляем мультиметр в режим омметра (20к). Присоединяем щупы к концам провода. У исправного высоковольтного провода сопротивление должно находиться в пределах 3,5 — 10,0 кОм.

Проверка сопротивления мультиметром

Измерять сопротивление иных элементов электрических цепей автомобиля необходимо отключив питание (выключив зажигание).

— Диодный тест

Исправный диод пропускает электрический ток в одном направлении. Проверяем диоды (вентили) диодного моста (выпрямительного блока) автомобильного генератора на «пробой» (короткое замыкание при котором ток проходит в обоих направлениях) и «обрыв» (диод не пропускает электрический ток ни в каком направлении). Выставляем мультиметр в режим проверки диодов (2000) и прижимаем его щупы к пластине моста и выводу диода.

Проверка мультиметром положительных диодов выпрямительного блока генератора на «обрыв» (пропускание тока), сопротивление несколько сотен Ом — ток проходит — диод исправен

— Проверка заряда аккумуляторной батареи

Выставляем мультиметр в режим вольтметра. На заглушенном двигателе прижимаем черный щуп к минусовому выводу АКБ, красный к плюсовому. Исправная заряженная аккумуляторная батарея выдает напряжение не менее 12 В.

Проверка заряда аккумуляторной батареи автомобиля Рено Логан мультиметром в режиме вольтметра

— Проверка исправности генератора автомобиля

Запускаем двигатель, потребители не включаем. Аналогичным образом прижимаем щупы мультиметра к клеммам АКБ. Если генератор исправен и выдает требуемый зарядный ток, то напряжение на клеммах составит, например 13,6 — 14,6 (для генератора 37.3701 автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099). Для каждой модели генератора различных автомобилей вырабатываемое напряжение будет разным (его необходимо узнавать из характеристик генератора).

Мультиметром в режиме вольтметра проверяем напряжение зарядного тока вырабатываемого генератором автомобиля Рено Логан

— Поиск «короткого замыкания»

Для поиска «короткого замыкания» выставляем мультиметр в режим омметра (200). Для примера проверим на наличие КЗ обмотку статора генератора. Минусовой щуп прижимаем к корпусу обмотки, плюсовым поочередно касаемся трех выводов обмотки. Если «короткого замыкания» нет — во всех трех случаях сопротивление должно стремиться к бесконечности (т.е. плюс и минус не соприкасаются).

Проверка статора генератора 37.3701 на «короткое замыкание»

— Поиск «обрыва» в электропроводке

Примечания и дополнения

— Помимо стандартного простейшего мультиметра описанного в статье существуют автотестеры аналогичным образом позволяющие измерить напряжение, силу тока и сопротивление.

— При проведении измерительных работ в электропроводке автомобиля очень удобно использовать электрические схемы соединений.

Источник

Пять минут теории: напряжение бортовой сети — мифы и реальность

Сразу оговорюсь — речь пойдет об исправных машинах. Неисправные по очевиидной причине смысла рассматривать нет.

В сети и на том же драйве, куча людей при каждом удобном случае пишет про «всплески питания» в бортовой сети и прочие ужасы. При этом 99.9% таких людей в глаза не видело ни осциллографа, ни самих «всплесков».

Под рукой были две вполне разных машины, так что исследовать будем их.
Дизельный BMW X6 2016 и бензиновый Infinti FX 2008.
У инфинити двигатель V8 4.5 литра, так что «всплески» и всякие нечистоты там должны быть более мощные, чем на меньших по объему двигателях.

По итогам измерений выкладываю замеры только FX — на BMW все то же самое, только амплитуда чуть меньше. За фото экрана, а не скриншоты (осфиллограф это может) простите, ибо флешки под рукой просто не было.

Работа на прогретом двигателе. Самый «грязный» момент:

Верхний курсор — 14.5В, нижний — 13.9В, амплитуда 0.62В. Частоту не замерил, но была она в районе 100герц по-моему, или даже меньше.
Это значит, что 100 раз в секунду напряжение изменяется на 0.6В. В остальное время «болтанка» примерно 0.02В. Думаю, что всем понятно, что это ни о чем, тут даже защиты никакой не нужно.
Для эксперимента, я выставил триггер на 15 Вольт и при работающем двигателе начинал давить/бросать газ, включал/выключал кондиционер, моргал дальним (биксенон, 21 000В) и т.п.
Если напряжение «стрельнуло» бы выше 15В, то осциллограф это бы отловил и показал в виде «стоп-кадра». Но напряжение 15В не превышало при всех моих издевательствах.

Типичный «всплеск» выглядит так:

Все те же курсоры (13.9 — 14.5), по времени сам всплеск — примерно 320 наносекунд. Можно посчитать энергию, то тут даже TVS диод не нужен. 1 наносекунда это одна миллиардная секунды (1/1 000 000 000).

Далее самый страшный процесс для всех «знатоков» физических процессов — запуск двигателя. Ведь по их мнению, от «всплесков при старте горят диоды». Если это двигатель V8, то процесс должен быть страшен вдвойне 🙂

Смотрим (три кадра, в один не влезли), масштаб — 2 микросекунды (1 / 1 000 000 сек):

«Провал» до 11.8 и всплеск до 14.1, дальше все намного скромнее.

Я думаю, что выводы. насколько «опасна» исправная бортовая сеть, каждый в состоянии сделать сам 🙂
Для справки могу сказать, что на хондах, например, обычная «болтанка» напряжения составляет в районе 0.025В.
В части светодиодов жизнь портят как раз те самые «просадки» с частотой

Комментарии 39

Ээээ, самое главное не указано — в какой точке мерилось?

Все цепи параллельно АКБ идут, закон Ома сами знаете 🙂
На клеммах АКБ замерялось, автоматов тока там нет.

Закон ома я знаю 🙂 И как раз учитывая его, токи, которые бродят в цепях и падения напряжения на контактах и на проводах с не всегда оптимально подобранных сечениях…
И как раз батарея сильно сглаживает все это и нивелирует, т.е. по логике на ее контактах самая красивая и гладкая картинка ( что мы и наблюдаем в топике)
Стало интересно, будет время, посмотрю у себя в разных точках…

Ну вы снова пытаетесь выставить идиотами конструкторов машин… они, по-вашему, не соображают о том, что сечение играет роль? Батарея сглаживает много чего, она, в общем, для этого в т.ч. и нужна.
И все «допы» по уму должны подключаться к батарее, что и пишут в инструкциях обычно.

Ваши «неоптимальности и т.п.» будут влиять на полвольта может быть. В задней части авто. И все. Никаких выбросов в сотню вольт от них не будет.

Помню на поломаном пыже напруга выростала до 18-20 вольт, поочередно отрубались гур, выпадали ошибки и тд, но ничего не сломалось, вылечилось заменой диодного моста в генераторе, так что скачки это все байки

А можно на моем ведре посмотреть осцилографом напряжение. А то иногда складывается ощущение, что у меня не японское ведро хоть и калужской сборки, а как минимум изделие белавтопрома.

Вам все равно мало кто поверит! Сами понимаете, что грамотно рассчитанная схема парирует все выбросы и провалы, и тут в принципе не важно новый это авто или старый с механическим регулятором. Изначально, если это авто, значит все должно учитываться, тут и варисторы, и защитные импульсные диоды и индуктивности + ёмкости и т.д., плюс нормальный контроллер. Но такие схемы либо под заказ, либо стоят дорого.
А большинство покупают бюджетный плохо спаянный Китай, где и режимы по току не выдержаны, и светодиоды сомнительного происхождения, и тепловые режимы не рассчитаны, и они так или иначе будут перегорать. И в любом случае это буду списывать на бортовую сеть. Ведь люди же находят корреляцию между чёрным котом и своими неудачами, и тут найдут)

У меня нет цели никого ни в чем убедить.
Кто способен мыслить, сделает выводы сам, кто нет — это уже не мои трудности.

Статья понравилась. А почему у меня перегорают светодиодные лампы? Что напряжение в бортсети выше 12 вольт?

Вы хотите, чтобы я угадал?)
Как правило перегорают дешевые китайские. Судьба такая.
Ну а если серьезно, то скорее всего просто охлаждение никакое, 99% горит от этого, а не от пиков, как пишут.

Старый добрый Agilent 🙂

Rigol, они для Agilent только лоу энд делают, вроде.
Но я не спец в этих вопросах. Этот даже не тюненый.

Определил по интерфейсу, бренда на фотках не видно.
На работе есть Agilent DSO3102A — удобен всем, но его оптические энкодеры просто убивают, они ужасны 🙂
И еще важно то, что он умеет правильно считать rms для прямоугольных импульсов. На это даже наш лабораторный LeCroy не способен.
Зачем я это написал… не знаю, но пусть будет)) стирать жалко.

Бренд почти на всех осциллографах в левом верхнем углу, посмотрите на мои фото :))
В осциллографах я не разбираюсь особо, мне важно понимать физику процесса, для этого пока и ригола хватает.
Практическое применение значения RMS для меня лично тайна, покрытая мраком :))) Ну если не гуглить.
Мне хватает среднего, амплитуды и скважности

Я про фотки в этой теме, на них не видно бренда.
Обычно я их не рассматриваю, а тут гляжу — время стоп-кадра меняется, знакомая штука. Стал рассматривать подробнеее и вот он, знакомый интерфейс.
RMS использую для определения действующего значения ВЧ сигнала. Из этого можно определить мощность на выходе усилителя (квадрат напряжения разледить на сопротивление нагрузки). Для обычной синусоиды проблем нет, но если на выходе УМ не синусоида, а прямоугольники (ключевой режим работы), то правильно определить действующее значение даже вольтметр не сможет (например, В7-37) — показания будут занижены.
У меня есть калориметр, который измеряет выделяющуюся мощность на резисторах с водяным охлаждением и этот осциллограф. Всё остальное, что есть на работе (а есть там много чего :)) ) с этой задачей не справляется.
Потому аппарат этот классный, математический аппарат хороший.

High Performance Lights

Rigol, они для Agilent только лоу энд делают, вроде.
Но я не спец в этих вопросах. Этот даже не тюненый.

А хочешь хороший Agilent?

Ну во-первых он денег стоит, а во-вторых я не настолько продвинут, чтобы хотя бы на 70% даже Ригол пользовать, про Агилент даже и речи нет 🙂

Денег он конечно немалых стоит, но я могу сделать 50% скидку. Имей в виду, вдруг когда-нибудь понадобится. )))

а если в цепь питания ДХО добавить емкость чтоб нивелировать колебания?

Источник

Почему в автомобилях применяется напряжение 12 вольт

Любой автомобилист знает, что бортовая сеть машины работает на напряжении 12В. Но почему это значение нельзя повысить? Ведь домашние приборы работают от сети 220В. Чтобы разобраться в этом вопросе, нужно понимать строение отдельных узлов авто.

Исторически сложившаяся традиция

В мире глобального автопроизводства есть такое понятие как «унификация». Оно обозначает, что большая часть расходных деталей и компонентов в машине должны легко и просто заменяться. Но это не должно сказываться на работе всего автомобиля. Напряжение в 12 вольт как раз и является одним из принципов унификации в автомобиле. Этот параметр тесно связан с аккумуляторной батареей автомобиля.

Аккумуляторные батареи появились в конце 19 века. Одним из первых авто с системой зажигания, работающей от аккумулятора и свечи, стала машина Benz Patent-Motorwagen. Её придумал и сконструировал Карл Бенц. Тогда на моторы ставили батареи мощностью 6В. Такого напряжения хватало, чтобы обеспечить работу малосильного двигателя.

Но всё изменилось с ходом Второй мировой войны. Военные требовали более мощных моторов, которые не могли полноценно работать на 6В. Так и была повышена мощность до 12В. До сих пор этой мощности хватает для пуска ДВС, а также работы всех внутренних приборов автомобиля. Аккумуляторы мощностью 6В сегодня можно встретить, только на старой мотоциклетной технике.

Электробезопасность

Лампочки, электронные платы, прочая электрика в авто работает как слаботочная система. Для неё не нужно толстых проводов или кабелей питания, а также преобразователей напряжения.

Генератору автомобиля проще зарядить аккумулятор ёмкостью 12В. Увеличение мощности батареи привело бы к изменению строения самого генератора. Его бы пришлось видоизменять, дополнительно защищать, и, возможно, увеличивать в размере. А это сказалось бы на размещении его в подкапотном пространстве. Что было бы невыгодно и неэффективно.

Предотвращение ускоренной электрической эрозии

Немаловажный момент — строение самого аккумулятора. Если его разобрать, то можно увидеть 6 отдельно взятых батарей, каждая из которых выдаёт мощность в 2В. Все эти батареи соединены параллельно. В результате и получается нужные нам 12В. Напоминаем, что менее мощные аккумуляторы просто не смогут прокрутить современный мотор, поэтому уход в меньшую мощность мы не рассматриваем.

Но почему именно 12В, а не, допустим, 15В или 50В. Такое решение связано с предотвращением ускоренной электрической эрозии, которая может возникнуть вследствие увеличения мощности заряда. Перезаряд батареи может привести к быстрому испарению электролита. Так на напряжении 14.5В его уровень может значительно понизиться буквально за несколько дней. При повышении напряжения до 15В и выше, может произойти оголение верхних краёв сепараторов и пластин, что часто приводит к взрыву батареи.

То есть, данное решение продиктовано из соображений безопасности, а также из-за химических и физических особенностей строения аккумулятора.

Почему в некоторых грузовиках используется 24 вольта

Обычно на мощной грузовой технике стоят более требовательные моторы. Такое решение можно встретить на больших 8-и цилиндровых дизельных ДВС. Чтобы запустить подобный двигатель, нужно иметь большую пусковую мощность АКБ. Именно поэтому на таких машинах ставят 24В аккумуляторы в связке с производительным генератором.

Кстати, такие батареи можно встретить и на крупной агропромышленной технике или на военных машинах.

Возможные изменения в будущем

Рассматривая перспективы изменения конструкции аккумуляторов, нужно брать в учёт развитие технологий электротранспорта. Каждый год тысячи инженеров изучают новые материалы, которые смогут заменить привычные нам компоненты в стандартном АКБ.

Электрические моторы также требуют более мощные батареи, чтобы автомобиль мог быстро набирать скорость. Всё это может привести к тому, что в ближайшем будущем начнут появляться АКБ с повышенной мощностью и производительностью.

Источник

Напряжение в высоковольтной цепи автомобиля

©А. Пахомов (CTTeam, Школа Диагностики Алексея Пахомова).

Как показывает многолетняя практика работы на диагностическом участке мультимарочного автосервиса и анализ статистики дефектов, на большинстве сервисов не уделяют должного внимания проверке качества питающего напряжения узлов системы управления двигателем. Наблюдения выполнялись на большом количестве автомобилей, имеющих проблемы с питающим напряжением того или иного элемента. Причем многочисленные предыдущие визиты на диагностику на разные сервисы не давали положительного результата. Из этого факта можно сделать вывод о недопонимании диагностами важности проверки качества питающего напряжения сильноточных узлов.

Хотя мы говорим о системах зажигания, отметим, что данная проверка обязательна при диагностике любого сильноточного потребителя: электробензонасоса, электромагнитных клапанов управления давлением топлива, форсунок и даже ламп головного света. Как правило, во всех этих случаях питание к потребителю подается из бортовой сети автомобиля. Слаботочные элементы (в основном датчики системы управления двигателем) запитываются в большинстве случаев напряжением 5 В, формируемым стабилизатором внутри блока управления. Хотя качество проводов питания и массы на некоторых датчиках тоже играет значительную роль (например, ДМРВ типа HFM 5 ), проблема питания датчиковой аппаратуры не так ярко выражена, как на сильноточных нагрузках. Это происходит в силу слишком малого значения потребляемого датчиками тока.

Почему важно выполнять проверку качества цепей питающего напряжения и массы?

Начнем, пожалуй, с того, что при недостаточно качественном питании потребитель либо перестает нормально выполнять свои функции, либо (чаще всего) его работа становится недостаточно стабильной. Очень часто проблемное питание является причиной спорадических дефектов, проявляющихся лишь кратковременно, в движении либо при стечении определенных условий. Как известно, поиск спорадических дефектов – одна из самых сложных задач в автомобильной диагностике, и очень часто причина заключается именно в отсутствии нормального питания и массы.

Второй важный аспект проблемы заключается в значительной стоимости некоторых элементов современных двигателей. В этом случае цена ошибки при диагностике становится слишком высокой. Например, прежде чем «приговорить» к замене дорогостоящий клапан управления давлением системы Common Rail, необходимо тщательным образом убедиться в качестве питающего напряжения и массы. В противном случае замена элемента ничего не даст, а автосервис понесет финансовые потери и подмочит свою репутацию.

И третий момент, который хотелось бы озвучить. Очень может быть, что на крупных дилерских автоцентрах подобную операцию сочтут избыточной. Такие центры, как правило, чаще всего имеют дело с достаточно свежими автомобилями, не склонными к появлению подобных дефектов. Но мультимарочные сервисы вынуждены обслуживать весьма изношенные автомобили бюджетных марок. Такие автомобили, помимо прочего, могут быть оборудованы нештатными противоугонными системами, не всегда качественно подключенными к автомобильной электропроводке. Поэтому руководители мультимарочных сервисов обязаны относиться к делу по-другому и включить проверку состояния цепей питающего напряжения в обязательный список работ, выполняемых при диагностике двигателя.

Подводя краткий итог, можно озвучить на первый взгляд парадоксальную истину: практически ни в одном руководстве по ремонту не описана в должном объеме процедура проверки питания электрических потребителей, но на наш взгляд, эта операция должна выполняться наравне со всем остальными диагностическими процедурами и быть подробно описанной в литературе.

С помощью какого прибора выполняется данная проверка? Можно с уверенностью утверждать, что проверка качества цепи питающего напряжения и цепи массы должны выполняться только мотортестером. Ни мультиметр, ни контрольная лампа здесь не помогут. Диагносту важно увидеть и оценить именно форму осциллограммы происходящих процессов, а не просто измерить значение питающего напряжения, которое во многих случаях не несет никакой информации.

В дальнейшем будем говорить о системе зажигания, хотя все сказанное справедливо для любой электрической нагрузки. Построим эквивалентную схему первичной цепи системы зажигания с точки зрения потерь в ней. Начнем с того, что каждый электрический провод, каждый разъем, каждая группа контактов реле и т.п. имеют активное (омическое) сопротивление. Так как и питающая цепь, и цепь массы представляют собой последовательное соединение таких элементов, то все их сопротивления складываются. В итоге в каждой цепи возникает некое суммарное паразитное сопротивление, назовем его R_парп для цепи питания и R_парм для цепи массы. Обозначив их резисторами, построим эквивалентную схему первичной цепи системы зажигания следующим образом:

Закон Ома для участка цепи гласит, что при протекании по цепи тока на ее концах возникает напряжение, прямо пропорциональное сопротивлению:

Поэтому на резисторе R_парп появляются паразитное падение напряжения U_парп, а на резисторе R_парм – соответственно, U_парм. Обозначив напряжение на нагрузке как U_н, а напряжение на аккумуляторе U_акк, можно записать совершенно очевидное выражение:

Задача автодиагноста заключается в том, чтобы измерить и оценить паразитные падения напряжения в цепи питания и в цепи массы. Для этого мотортестер включают в режим измерения напряжения относительно минусовой клеммы аккумулятора и выполняют съем осциллограмм в указанных на рисунке точках. Съем можно производить одновременно, задействовав два канала мотортестера, а можно и по очереди. Вместе с этим по желанию диагноста можно получить также и осциллограмму первичного либо вторичного напряжения.

Рассмотрим проверку цепей питания и массы по отдельности.

Бортовое напряжение 12 В через несколько предохранителей, разъемов и контактных групп подается на верхний по схеме вывод первичной обмотки; второй вывод обмотки подключен к массе через транзисторный ключ. Щуп мотортестера присоединяется к контакту 12 В на разъеме катушки зажигания. Мотортестер используется в режиме измерения напряжения относительно минусовой клеммы аккумулятора с записью осциллограммы.

В идеальном случае в точке подключения осциллограмма напряжения будет иметь вид ровной горизонтальной линии. В реальности такого, конечно же, наблюдаться не будет: всегда присутствует паразитное сопротивление цепи R_парп, на котором возникает паразитное падение напряжения U_парп. Это падение напряжения тем больше, чем выше ток через первичную цепь и чем выше паразитное сопротивление питающей цепи. Поэтому напряжение, измеренное мотортестером в указанной точке подключения, при протекании первичного тока всегда окажется ниже напряжения бортовой сети, возникает просадка напряжения. На рисунке показана совершенно реальная осциллограмма питающего напряжения первичной цепи:

Почему осциллограмма питающего напряжения имеет спад в виде пилы? Это происходит из-за того, что ток в первичной обмотке катушки вследствие действия ЭДС самоиндукции не возникает скачком, а нарастает плавно. Поэтому и падение напряжения на паразитном сопротивлении питающей цепи тоже увеличивается плавно, и соответственно, так же плавно снижается напряжение на первичной обмотке катушки.

Следует заострить внимание на том, что подобный эффект является нормой, в любой исправной первичной цепи существует паразитное сопротивление и плавное снижение питающего напряжения на катушке в течение периода, когда в ней накапливается энергия. Поэтому приведенная осциллограмма является совершенно нормальной.

Значительная просадка напряжения, до 3 … 5 В и даже более, говорит о катастрофическом состоянии питающей цепи и требует безотлагательного ремонта. Подобная ситуация зачастую сопровождается спорадическими подергиваниями автомобиля, внезапной остановкой двигателя, потерей мощности, неровной работой на холостом ходу и т.п. Диагностика вторичного напряжения мотортестером в таких случаях, как правило, показывает пропадание искры или искажение формы осциллограммы.

Помимо оценки просадки напряжения, нужно проанализировать полученную осциллограмму на предмет отсутствия характерных искажений, говорящих о наличии некачественного электрического контакта. Такие искажения имеют вид кратковременных бросков напряжения вниз, иногда до уровня нуля, либо характерных шумов. Они могут возникать лишь на некоторых режимах работы двигателя, например, при сильной вибрации.

Приведем несколько реальных примеров из практики диагностики на мультимарочном автосервисе.

На данном двигателе имеет место система зажигания типа DIS с двумя катушками, конструктивно расположенными в одном корпусе. Ключи управления катушками и цепи контроля тока находятся внутри ЭБУ двигателя. Разъем блока катушек имеет три вывода: на один из них подается питающее напряжение 12 В из бортовой сети при включении зажигания, еще два – это выводы первичных катушек, коммутируемые на массу транзисторами внутри ЭБУ. Подключив щупы мотортестера к этим трем выводам, можно контролировать питание катушек и первичное напряжение и тем самым выяснить, не в системе зажигания ли кроется дефект, приводящий к внезапной остановке мотора.

Выполнив все подключения и запустив съем осциллограммы, дожидаемся момента, когда двигатель заглохнет. Вот этот момент на осциллограмме:

Схема подключения катушек зажигания в системе Январь 7 достаточно проста: питание поступает прямо с замка зажигания через несколько разъемов. Осталось проверить электропроводку от плюсовой клеммы аккумулятора до катушек. Возможно, проблема заключена в самой контактной группе замка зажигания. Однако при первом же взгляде в пространство под приборной панелью обнаружился нештатный тумблер, размыкающий цепь питания катушек. Видимо, это было некое подобие противоугонной системы. После удаления тумблера проблема со спорадической остановкой двигателя была решена, а осциллограмма питающего напряжения приняла нормальный вид.

Был подключен мотортестер, запущен съем осциллограммы питания и массы модуля зажигания, а также вторичного напряжения. Однако интерес представляет только осциллограмма напряжения питания:

Проанализируем полученную осциллограмму.

Дефект очень похож на предыдущий. Разница лишь в том, что в первом случае причина крылась в непрофессиональном вмешательстве в электропроводку автомобиля, а во втором – в окислении контактов в цепи питания модуля.

После ремонта электропроводки вновь был выполнен съем осциллограммы питающего напряжения:

Наблюдаемая на осциллограмме характерная «гребенка» говорит о ненадежном контакте где-то в цепи питания. Дефектным оказался замок зажигания вследствие износа его контактной группы. Данный случай примечателен тем, что никаких жалоб клиента не было озвучено, но проблема уже имела место.

Не касаясь вопроса о возможности и даже законности подобной переделки, заострим внимание лишь на технической стороне дела. Блоки розжига были подключены непосредственно к тем же проводам, которые прежде питали лампы накаливания. Но для формирования высокого напряжения блок розжига, как и система зажигания, использует принцип электромагнитной самоиндукции. Поэтому в момент подключения катушки для накопления энергии блок потребляет значительный ток; подключение происходит периодически с постоянной частотой около 80 Гц. Однако после установки в фары ксеноновых ламп выяснилось, что одна из них моргает.

Смена местами ламп, как и смена местами блоков розжига правой и левой фары, ничего не дала. Проблема была найдена путем снятия осциллограммы питающего напряжения:

Следует заметить, что на втором блоке просадка напряжения достигала 6 В, но лампа при этом не мерцала. Однако переделка электропроводки требуется для блоков розжига обеих фар. Собственно, при установке ксеноновых ламп была допущена грубая ошибка: не учтено более высокое пиковое потребление тока блоками розжига и не усовершенствована электропроводка автомобиля.

Источник