На автомобілях застосовуються два типи систем розподілу - системи з механічним розподільником і системи статичного розподілу.
1.5.1 Системи з механічним розподільником енергії
Розподільник запалювання, трамблер(англ. distributor, ньому. ROV - Rotierende hochspannungsVerteilung) - розподіляє високу напругу по свічах циліндрів двигуна. На контактних системах запалювання, як правило, об'єднаний з переривником, на безконтактних - з датчиком імпульсів, на більше сучасні або відсутній, або об'єднаний з котушкою запалювання, комутатором і датчиками (системи HEI, CID, CIC).
Після того, як у котушці запалювання утворився струм високої напруги, він попадає (по високовольтному проведенню) на центральний контакт кришки розподільника, а потім через підпружиненний контактне вугіллячко на пластину ротора. Під час обертання ротора струм "зіскакує" з його пластини, через невеликий повітряний зазор, на бічні контакти кришки. Далі, через високовольтні проводи, імпульс струму високої напруги попадає до свіч запалювання. Бічні контакти кришки розподільника пронумеровані й з'єднані (високовольтними проводами) зі свічами циліндрів у строго певній послідовності. Таким чином, установлюється "порядок роботи циліндрів", що виражається рядом цифр. Як правило, для чотирициліндрових двигунів, застосовується послідовність: 1 - 3 - 4 - 2. Це означає, що після запалення робочої суміші в першому циліндрі, що випливає "вибух" відбудеться в третьому, потім у четвертому й, нарешті, у другому циліндрі [14
Такий порядок роботи циліндрів установлений для рівномірного розподілу на грузики на колінчатий вал двигуна.
За допомогою повороту корпуса переривника-розподільника виставляється й коректується первісний кут випередження запалювання (кут до корекції відцентровим і вакуумним регуляторами).
1.5.2 Системи зі статичним розподілом енергії
У процесі розробки нових систем запалювання одним з головних завдань було відмовитися від усіх найбільш ненадійних компонентів системи - не тільки від контактного переривника, але й від механічного розподільника запалювання. Від контактного переривника вдалося відмовитися шляхом впровадження мікропроцесорних систем керування (див. вище). Від розподільника вдалося відмовитися розробкою так званих систем запалювання зі статичним розподілом енергії або статичних систем запалювання (статичним - тому що в цих системах відсутні рухомі частини, наявні в розподільнику). Тому що розподільник у цих системах відсутній, ці системи також мають загальне позначення DLI (DistributorLess Ignition), DIS (DistributorLess Ignition System) ("система без розподільника"), DI (Direct Ignition), DIS ("система прямого запалювання", "безпосереднє запалювання").
Примітка. Різні автори використають різну термінологію, в даній роботі, щоб уникнути зайвої плутанини, пропонується зупинитися на такому варіанті: DLI - ставиться до усіх систем без високовольтного розподільника; DI - ставиться тільки до систем з індивідуальними котушками (DI = COP + EFS); DIS - ставиться тільки до системи синхронного запалювання із двовихидними котушками (DIS = DFS). Такий підхід, може бути, і не зовсім правильний, але вживається найбільше часто.
Із впровадженням цих систем довелося вносити істотні зміни й у конструкцію котушки запалювання (використати двох- і чотирьохвиводні котушки) і/або використати системи з декількома котушками запалювання. Всі системи запалювання без розподільника діляться на два блоки - системи незалежного запалювання з індивідуальними котушками запалювання на кожний циліндр двигуна (EFS і COP системи) і системи синхронного запалювання, де одна котушка обслуговує, як правило, два циліндри (DFS-системи).
1. Систему EFS (ньому. Einzel Funken Spule) називають системою незалежного запалювання, тому що в ній (на відміну від систем синхронного запалювання) кожна котушка й управляється незалежно й дає іскру тільки для одного циліндра. У цій системі кожна свіча має свою індивідуальну котушку запалювання. Крім відсутності в системі механічних частин, що рухаються, додатковою перевагою є те, що при виході й будуючи котушки перестане працювати тільки один "її" циліндр, а система в цілому збереже працездатність.
Як уже говорилося при розгляді мікропроцесорних систем керування запалюванням, комутатор у таких системах може являти собою один блок для всіх котушок запалювання, окремі блоки (кілька комутаторів) для кожної котушки запалювання, а, крім того, він може бути як інтегрований з електронним блоком керування, так і може встановлюватися окремо. Котушки запалювання також можуть стояти як окремо, так і єдиним блоком (але в кожному разі вони стоять окремо від ЕБК), а крім того, можуть бути об'єднані з комутаторами.
Однієї з найбільш популярних різновидів EFS-систем є так звана COP система (Coil on Plug - "котушка на свічі") - у цій системі котушка запалювання ставиться прямо на свічу. Таким чином, стало можливим повністю позбудеться ще від одного не цілком надійного компонента системи запалювання - від високовольтних проводів.
2. Система статичного синхронного запалювання із двохвиводними котушками запалювання (одна котушка на дві свічі) - DFS (нім. Doppel Funken Spule) система. Крім систем, з індивідуальними котушками, використаються й системи, де одна котушка забезпечує високовольтний розряд на двох свічах одночасно. При цьому виходить, що в одному із циліндрів, що перебуває в такті стиску, котушка дає "робочу іскру", а в сполученому з ним, що перебуває в такті випуску дає "холосту іскру" (тому така система часто називається системою запалювання з холостою іскрою - "wasted spark"). Наприклад, в 6-циліндровому V-образному двигуні на циліндрах 1 і 4 поршні займають те саме положення (обоє перебувають у верхній і нижній мертвій крапці одночасно) і рухаються в унісон, але перебувають на різних тактах. Коли циліндр 1 перебуває на компресійному ходу, циліндр 4 - на такті випуску, і навпаки.
Висока напруга, вироблювана у вторинній обмотці, подається прямо на кожну свічу запалювання, рис. 1.18. В одній зі свіч запалювання іскра проходить від центрального електрода до бічного електрода, а в іншій свічі іскра проходить від бічного до центрального електрода.
Напруга, необхідна для утворення іскри, визначається іскровим проміжком і тиском стиску. Якщо іскровий проміжок між свічами обох циліндрів дорівнює, для розряду необхідна напруга, пропорційна тиску в циліндрі. Вироблювана висока напруга розділяється відповідно до відносного тиску циліндрів. Циліндр на ходу стиску вимагає й використає більший розряд напруги, чим на ходу випуску. Це відбувається тому, що циліндр на ходу випуску перебуває приблизно під атмосферним тиском, тому витрата енергії набагато нижче.
Рис. 1.18 Шлях напруги і напрямки «робочої» та «холостої» іскри в системі DFS
У порівнянні із системою запалювання з розподільником, загальна витрата енергії в системі без розподільника практично такий же. У системі запалювання без розподільника втрата енергії від іскрового проміжку між ротором розподільника й клемою ковпачка заміняється втратою енергії на холосту іскру в циліндрі на ходу випуску.
Котушки запалювання в системі DFS можуть установлюватися як окремо від свіч і зв'язуватися з ними високовольтними проводами (як у системі EFS), так і прямо на свічах(як у системі COP, але в цьому випадку високовольтні проводи однаково використаються для передачі розряду на свічі суміжних циліндрів - умовно таку систему можна назвати "DFS-COP").
Також у цій системі комутатори можуть бути об'єднані з відповідними котушками - як на приклад у Mitsubishi Outlander, рис. 1.20.
Рис. 1.20 Схема системи "DFS-COP" застосована на Mitsubishi Outlander
1.6 Високовольтні проводи
Високовольтні проводи - з'єднують накопичувач енергії c розподільником або свічами й розподільник зі свічами. У системах запалювання COP відсутні.
1.7 Свічі запалювання
7. Свічі запалювання (spark plug) - необхідні для утворення іскрового розряду й запалювання робочої суміші в камері згоряння двигуна. Свічі встановлюються в головці циліндра. Коли імпульс струму високої напруги попадає на свічу запалювання, між її електродами проскакує іскра - саме вона запалює робочу суміш.
Як правило, установлюється по одній свічі на циліндр. Однак, бувають і більше складні системи із двома свічами на циліндр, причому не завжди свічі спрацьовують одночасно (наприклад, на новітньому Honda Civic Hybrid використається система DSI - Dual Sequential Ignition - при малих обертах дві свічі одного циліндра спрацьовують послідовно - спочатку та з них, що ближче до впускного клапана, а потім друга - щоб паливоповітряна суміш згоряла швидше й повніше). Та і самі свічки на такі прості, сучасні свічки дуже різноманітні за конструкцією. Окрім звичайний одноелектродних зараз існують двох, трьох, або навіть чотирьох електродні свічки, окрім того є плазмові свічки та ін..
1.8 Розподіл системи запалення
Будь-яка система запалювання чітко ділитися на дві частини:
- низьковольтну (первинну, англ. primary) ланцюг - включає первинну обмотку котушки запалювання й безпосередньо пов'язані з нею ланцюга (переривника, комутатора й інших компонентів залежно від пристрою конкретної системи).
- високовольтну (вторинну, англ. secondary) ланцюг - включає вторинну обмотку котушки запалювання, систему розподілу високовольтної енергії, високовольтні проводи, свічі.
З огляду на всі можливі модифікації й комбінації наведених вище елементів, на автомобілях використаються не менш 15-20 різновидів систем запалювання. Всі вони докладно розглянуті в спеціалізованій літературі й інформаційних базах по конкретних марках і моделям автомобілів.
2 ПАТЕНТНИЙ ОГЛЯД МЕТОДІВ ТА ПРИЛАДІВ ДІАГНОСТУВАННЯ ТА РЕМОНТУ СИСТЕМ ЗАПАЛЕННЯ
На даний момент кількість фірм котрі займаються розробкою й продажем стендів, приладів, пристроїв і програмного забезпечення для діагностування й ремонту систем запалювання автомобілів безліч, ще більше самих моделей, програм і типів приладів, яких з кожним днем стає усе більше. Однак їх можна класифікувати по видах, застосовності й ціновим категоріям.
Розглянемо деякі види діагностичних стендів існуючих на ринку й визначимо їхні достоїнства й недоліки. Широке поширення одержали стаціонарні мотор-тестери з електронно-променевою трубкою, переносні електронні автотестери (із цифровою індикацією), а також персональні комп'ютери зі спеціальним програмним забезпеченням і пристроями підключення, достоїнствами яких є найширші функціональні можливості.
Основне - це сканери й мотор-тестери. Допоміжне - це стенди для промивання інжекторів, перевірки свіч, виміру СО-СН, а також компрессометр, стробоскоп, вакуумметр, технічна документація. Є ще один варіант - здобувати встаткування, розроблене на базі сучасного ПК. Т.е. на підприємстві, що займається діагностикою є персональний комп'ютер або ноутбук, власник до нього здобуває ряд програм сканерів для різних типів авто й універсальний адаптер і одержує сканер з можливостями: прочитати помилки, стерти помилки, вивести й проаналізувати параметри датчиків і виконавчих пристроїв, відкоригувати базові установки, зберегти дані клієнта і його параметри в базу.
Найбільш відомим і розповсюдженим засобом діагностики є мотор-тестер [7]. СТО доводиться ремонтувати й карбюраторні авто, а для них мотор-тестер - це те, що треба: можливість діагностики систем запалювання (від контактної до мікропроцесорної). По-друге, залишаються іномарки 1986-90 років випуску, до яких сканери мало застосовні, отут і стає на перше місце мотор-тестер, тільки потрібно озброїться технічними параметрами Autodata, Caps, Elsa, TIS. Зараз на ринку існує безліч моделей та фірм котрі розробляють та продають цю техніку.
Автомобільний сканер [7] - це пристрій для зв'язку з електронними блоками керування різних систем автомобіля. Автомобільний сканер є одним з первинних приладів при діагностиці електронних систем автомобіля. При цьому, чим більше електроніки виробники впроваджують у конструкцію автомобілів, тим вище роль сканера в процесі діагностики. Не варто забувати, що сканер є лише посередником між електронним блоком і людиною, тобто надає інформацію такий, який її “бачить” блок керування (наприклад, у випадку ушкодження проводи, що йде від витратоміра повітря до блоку керування, блок видасть помилку «несправне витратомір повітря», хоча сам витратомір буде абсолютно справний).
Сканери можна умовно розділити на дві більші групи: мультимарочні й дилерські. Треба помітити, по-перше, що функціонально мотор-тестер і сканер ніяким чином не перетинаються один з одним (тобто на станції вони повинні бути присутнім обоє), по-друге, мотор-тестер, з одного боку, більше універсальний прилад, чим сканер (він жорстко не прив'язаний до конкретних марок і моделей автомобілів, типам блоків керування й діагностичних колодок та ін.), з іншого боку, можливість здійснення мотор-тестером своїх основних функцій (осцилограф запалювання й аналіз циліндрів) багато в чому залежить від системи, що використається на конкретному автомобілі, запалювання (система з розподільником, системи DLI EFS і DLI DFS - DIS та ін.), доступності елементів системи запалювання (високовольтних проводів, виводів котушок запалювання та ін.) і т.д.
Дилерський сканер дозволяє працювати тільки з певною маркою автомобілів, але характеризується максимальною функціональністю приладу. Т.е. дилерський сканер виконує всі функції, підтримувані конкретним електронним блоком автомобіля. Функції в основному залежать від року випуску автомобіля, чим новіше автомобіль, тим більше функцій підтримують його електронні блоки.
Звичайно дилерський сканер підтримує наступні функції:
1. Ідентифікація - самовизначення сканером автомобіля і його систем;
2. Читання й стирання помилок, записаних на згадку електронного блоку системою самодіагностики;
3. Freeze Frame або заморожений кадр параметрів двигуна в момент виникнення помилки;
4. Data Stream або потік даних у реальному часі - відображення обробленої інформації з датчиковой апаратур, а також розрахункові параметри;
5. Active Test або активація - ряд тестів, що дозволяють перевірити роботу виконавчих механізмів;
6. Адаптація різних датчиків;
7. Робота з иммобилайзером - дана функція дозволяє перевіряти статус, режими роботи й т.д. штатної протиугінної системи, у тому числі й додавання нових ключів;
8. Реєстрація в електронному блоці керування двигуном нового иммобилайзера, АКПП і ін.
9. Крім того, дилерський сканер працює з усіма іншими електронними системами автомобіля ABS, AIR BAG, ESP і т.д.
Мультимарочный сканер дозволяє працювати діагностові з автомобілями різних виробників, але, як правило, сканери даного типу мають меншу функціональність у порівнянні з дилерськими. Сканер з функціями мотор-тестера є новим щаблем в еволюції засобів діагностики. Виробники цих приладів пішли по шляху схрещування сканера й мотор-тестера, основними цілями цього були збільшення функціональності приладу, а також зниження вартості, у порівнянні з покупкою двох приладів окремо. Підставою для зниження вартості стало те, що й сканер і мотор-тестер можуть бути спроектовані на базі однієї мікропроцесорної системи.
2.1 Цифровий USB-осцилограф
Цифровий USB-осцилограф - USB Autoscope з можливостями мотор-тестера[9].
Цифровий діагностичний 8-ми канальний USB-осцилограф призначений для моніторингу, виміру й аналізу електричних сигналів автомобілів. За отриманими даними можна оцінити працездатність датчиків і виконавчих механізмів і пристроїв.
USB Autoscope призначений для пошуку несправностей у різних електронних системах автомобіля й для діагностики стану механіки бензинових двигунів. Також може знайти застосування при діагностиці дизельних двигунів, обладнаних електронною системою керування.
Прилад універсальний і не прив'язаний до якої-небудь автомобільної марки. Підключається до USB порту PC-сумісного ПК або Notebook.
Основні режими роботи
Режим аналогового осцилографа.
У режимі аналогового осцилографа можлива (рис. 2.3) робота в 8-ми 4-х 2-х або одноканальному режимах з можливістю програмного підключення будь-якого аналогового входу до будь-якого каналу осцилографа. Одночасно можна записувати осцилограму в безперервному режимі для наступного перегляду, збереження у файл або виводу на друк.
Рис. 2.3 Режим каналового осцилографа
Режим аналогового осцилографа призначений для зняття осциллограмм напруг у ланцюгах датчиків і виконавчих пристроїв системи упорскування палива й запалювання. Дозволяє виявити несправності у високовольтних і низьковольтних ланцюгах систем запалювання, несправності датчиків і виконавчих механізмів, несправності ланцюгів живлення, генератора, стартера. При використанні відповідних датчиків, можна одержати графік розрідження у впускному колекторі (датчик розрідження вхідний у базовий комплект), тиску в циліндрах двигуна (датчик тиску в циліндрі), зміни тиску в топливопроводах високого тиску ТНВД дизельних двигунів (датчик AVL і адаптер, що погодить), струму стартера, що управляють імпульсів вступників на паливні форсунки високого тиску.
Діагностика систем запалювання.
У програмне забезпечення USB Autoscope убудована підтримка зовнішніх програмних модулів, що вбудовують, для виконання специфічних тестів, у тому числі PlugIn "Діагностика запалювання" (рис. 2.4) для роботи з високовольтними ланцюгами систем запалювання.
Рис. 2.4 Режим діагностики систем запалення
У цьому режимі можна спостерігати "Парад циліндрів", крім того, програма в реальному часі відображає оберти двигуна, напруга пробою, час і напруга горіння іскри для кожного циліндра індивідуально. Вимір кута випередження запалювання, рис. 2.5.
PlugIn "Вимір УОЗ" у реальному часі обчислює кут випередження запалювання.
Рис. 2.5 Режим виміру кута випередження запалення
Точність вимірів дуже висока, тому що не залежить від правильності установки міток положення колінвала. ВМТ поршня обчислюється по осцилограмі тиску в циліндрі, на що однозначно вказує пік тиску в циліндрі. Другий канал відображає сигнал датчика першого циліндра, що вказує на момент запалювання.
Осцилограма тиску в циліндрі подає коштовну інформацію про роботу механіки двигуна і є дуже інформативної, можна зробити вивід про роботу газорозподільного механізму для кожного циліндра індивідуально.
PlugIn "Тимчасові параметри".
PlugIn "Тимчасові параметри" дозволяє програмі автоматично розраховувати й відображати поточну тривалість імпульсу, шпаруватість і частоту сигналу.
Рис. 2.6 Режим тривалість імпульсу
PlugIn "Тимчасові параметри", режим "Тривалість імпульсу", рис 2.6.
Режим "Тривалість імпульсу" дозволяє програмі в реальному часі відображати поточну тривалість імпульсу періодичного сигналу, наприклад тривалість імпульсів упорскування на паливних форсунках.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
