Диагностика цепей питания системы зажигания.
©А. Пахомов (CTTeam, Школа Диагностики Алексея Пахомова).
Часть 2. Начало статьи здесь.
Проверка цепи массы
Ранее была рассмотрена диагностика цепи питающего напряжения от плюсовой клеммы аккумулятора до первичной обмотки катушки зажигания. Помимо этого, при выполнении диагностических работ обязательно нужно проверять цепь массы первичной обмотки. Это цепь от минусовой клеммы аккумулятора до коммутирующего транзистора системы зажигания.
Как и проблемы с питающим напряжением, проблемы с массой также приводят к спорадическим дефектам, заключающимся в рывках в движении, спонтанным провалам в работе на холостом ходу и даже внезапной остановке двигателя. На основании опыта диагностики можно утверждать, что такие случаи встречаются достаточно редко, но тем не менее знать о них обязательно нужно. Дефект очень хитрый, хотя и несложный в поиске, и чаще всего спорадический.
Проверка также выполняется мотортестером в режиме измерения напряжения относительно минусовой клеммы аккумулятора. При этом должна быть запущена запись осциллограммы для последующего ее анализа. Измерительный щуп подключается к точке подсоединения размыкающего элемента первичной цепи к массе.
В чем заключается отличие провода массы от питающего провода? Провод питания доступен всегда. Он обязательно присутствует на разъеме любой катушки зажигания независимо от конструкции системы. Поэтому выполнить его проверку проще, чем проверку провода массы.
Тонкость заключается в том, что не во всех конструкциях систем зажигания цепь массы достаточно доступна. Из всего множества конструкций можно выделить две группы. Первая группа – это конструкции, в которых и коммутирующие транзисторы, и катушки зажигания находятся внутри отдельного модуля. Соответственно, провод массы присутствует прямо в электрическом разъеме этого модуля. Например, на двигателях Toyota с индивидуальными катушками, а также в системах управления GM и родственных им ранних системах управления ВАЗ. Провод массы всей системы зажигания выведен на разъем модуля, и диагностика качества цепи не вызывает затруднений вследствие ее хорошей доступности. Достаточно общая схема подобных конструкций и точка подключения мотортестера для съема осциллограммы показаны на рисунке:
Вторая группа – это системы зажигания, в которых транзисторный ключ замыкания первичной цепи расположен внутри блока управления. Вследствие этого диагностика состояния цепи массы на некоторых автомобилях может быть затруднена. Так как коммутация первичной цепи происходит внутри электронного блока, ток первичной цепи течет через его разъем и замыкается на массу по отдельному проводу, соединенному с кузовом автомобиля. Это место соединения может оказаться труднодоступным, однако подключать щуп мотортестера необходимо именно к нему. На рисунке показана условная схема таких конструкций и точка подключения измерительного щупа мотортестера:
Одним словом, к процессу диагностики цепи массы нужно подходить достаточно творчески, предварительно ознакомившись с технической документацией и расположением узлов и контактных точек на кузове автомобиля. В некоторых случаях может потребоваться нестандартный подход, например, в случае диагностики старых систем зажигания.
Как уже было сказано, в цепи массы имеет место паразитное сопротивление Rпарм, представляющее собой сумму сопротивлений проводов, участка кузова, точек электрического соединения и т.п. Если бы Rпарм было равно нулю, то осциллограмма снятого мотортестером напряжения имела бы вид ровной горизонтальной линии. Однако в реальности сопротивление всегда присутствует, поэтому при протекании по цепи тока на ее концах возникнет падение напряжения, вызывающее подскок линии напряжения.
Сравнивая цепь массы с цепью питающего напряжения, необходимо обратить внимание на такой факт: если в цепи питания при наличии паразитного сопротивления возникает просадка напряжения относительно бортовой сети, то в цепи массы наоборот, подскок напряжения относительно нуля. Однако паразитное сопротивление цепи массы, как правило, заметно ниже сопротивления цепи питающего напряжения. Причина в том, что цепь массы чаще всего проходит по кузову или двигателю автомобиля, содержит меньше электрических соединений и в отличие от цепи питания не содержит предохранителей и контактных групп реле. Поэтому подскок напряжения в цепи массы наблюдается, как правило, тогда, когда уже есть серьезная проблема, и чаще всего она заключается в окислении мест соединения с кузовом либо двигателем.
По этой причине осциллограммы напряжения исправных цепей массы приведены не будут: по сути, они представляют собой горизонтальную линию с неизбежными при измерении помехами. Гораздо больший интерес представляют примеры осциллограмм, отображающих дефекты.
Пример 1. Автомобиль Daewoo Lanos, система зажигания типа DIS с модулем зажигания GM, содержащим две катушки и два коммутатора. Система управления двигателем ITMS‐6. Дефект заключался в том, что двигатель автомобиля периодически глох на холостом ходу, так же спонтанно мог на секунду‐другую провалить и вновь восстановить частоту вращения, а в движении наблюдалось подергивание автомобиля.
Поиск причины дефекта мотортестером быстро вывел на систему зажигания: вторичное напряжение периодически пропадало, моменты его пропадания однозначно совпадали с моментами провала частоты вращения. Дальнейший поиск был направлен на проверку питающего напряжения и массы на разъеме модуля зажигания. На рисунке показаны осциллограммы вторичного напряжения и напряжения на проводе массы:
Как видно, в момент накопления энергии в катушке наблюдается значительный подскок напряжения на проводе массы модуля. Максимальное значение напряжения достигало 1,8..1,9 В, это очень большая величина, в цепи массы однозначно есть проблема. Был зафиксирован и момент остановки двигателя:
Форма осциллограммы вторичного напряжения имеет совершенно ненормальный вид; искрообразование на свече отсутствует полностью. Подскок напряжения на проводе массы достигал 6 В. В течение периода накопления энергии наблюдались многократные срывы тока. Возможно, столь непредсказуемо ток вел себя из‐за эрозии в месте плохого контакта.
Пример 2. Проверка качества соединения с массой может выполняться не только на системах зажигания, но и в любых других цепях. Одной из наиболее важных в этом смысле цепей является соединение двигателя с кузовом и соответственно, с минусовой клеммой аккумулятора. Проверку ее качества при работе с достаточно старыми автомобилями рекомендуется делать каждый раз, когда автомобиль по той или иной причине оказывается на посту диагностики. Почему? Потому что от состояния цепи аккумулятор – двигатель – стартер во многом зависит успешный запуск.
Автомобиль Nissan Sunny, жалоба клиента на затрудненный зимний запуск:
Проверка цепи массы двигателя выявила подскок напряжения при прокрутке стартером до 2 В и даже выше. Такое значение потери напряжения совершенно недопустимо. Получается, что стартеру при прокрутке «достается» на два вольта меньше, чем могло бы, а это приводит к заметному снижению частоты его вращения и вероятности успешного запуска.
В данной ситуации можно обратить внимание еще и на участок осциллограммы, соответствующий просто включенному зажиганию, без вращения стартера. Как видно, даже в такой ситуации подскок напряжения составил 0,17 В. Другими словами, весьма заметный подскок создают даже малые токи, которые идут по цепи массы двигателя при включенном зажигании. И лишь тогда, когда зажигание выключено, напряжение становится равным нулю.
Следует отметить, что по стандарту DIN в силовых проводах стартера допускается потеря напряжения при прокрутке двигателя не более 0,5 В.
Возвращаясь к теме проверки качества массы в первичной цепи системы зажигания, хотелось бы отметить еще один момент. Если подключение мотортестера для проверки массы сильно затруднено или отсутствует необходимая для этого информация, то состояние цепи можно оценить по осциллограмме первичного напряжения. Как правило, при расположении транзисторов внутри ЭБУ на разъеме катушки легко доступна точка съема первичного напряжения. Анализ осциллограммы первичного напряжения при наличии достаточного опыта позволяет сделать выводы о состоянии цепи массы, но такая проверка не дает стопроцентной гарантии точности результата. Однако более подробно анализ осциллограммы первичного напряжения выходит за рамки статьи.
Краткий итог. Контроль состояния цепи питания и массы системы зажигания должен входить в обязательный перечень диагностических работ, выполняемых на мультимарочном автосервисе. Дефекты, возникающие в цепях питания, чаще всего приводят к появлению спорадических провалов в движении и остановке двигателя. Работы выполняются мотортестером в режиме съема осциллограммы напряжения с ее последующим анализом.