Verificando a ignição com um osciloscópio

O método mais avançado para diagnosticar os sistemas de ignição dos carros modernos é realizado usando testador de motores. Este dispositivo mostra a forma de onda de alta tensão do sistema de ignição e também fornece informações em tempo real sobre pulsos de ignição, valor de tensão de ruptura, tempo de queima e intensidade da faísca. No coração do testador de motores está osciloscópio digital, e os resultados são exibidos na tela de um computador ou tablet.

A técnica de diagnóstico baseia-se no fato de que qualquer falha nos circuitos primário e secundário é sempre refletida na forma de um oscilograma. Ele é afetado pelos seguintes parâmetros:

Verificando a ignição com um osciloscópio

• tempo de ignição;
• velocidade do virabrequim;
• ângulo de abertura do acelerador;
• valor de pressão de reforço;
• composição da mistura de trabalho;
• outras razões.

Assim, com a ajuda de um oscilograma, é possível diagnosticar falhas não apenas no sistema de ignição de um carro, mas também em seus outros componentes e mecanismos. As avarias do sistema de ignição são divididas em permanentes e esporádicas (ocorrendo apenas em determinadas condições de funcionamento). No primeiro caso, é usado um testador estacionário, no segundo, um móvel usado enquanto o carro está em movimento. Devido ao fato de existirem vários sistemas de ignição, os oscilogramas recebidos fornecerão informações diferentes. Vamos considerar essas situações com mais detalhes.

Ignição clássica

Considere exemplos específicos de falhas usando o exemplo de oscilogramas. Nas figuras, os gráficos do sistema de ignição com defeito são indicados em vermelho, respectivamente, em verde - reparável.

Abra após o sensor capacitivo

Interrupção do fio de alta tensão entre o ponto de instalação do sensor capacitivo e as velas de ignição. Neste caso, a tensão de ruptura aumenta devido ao aparecimento de um centelhador adicional conectado em série e o tempo de queima da faísca diminui. Em casos raros, a faísca não aparece.

Não é recomendado permitir uma operação prolongada com tal avaria, pois pode levar à ruptura do isolamento de alta tensão dos elementos do sistema de ignição e danos ao transistor de potência do interruptor.

Quebra de fio na frente do sensor capacitivo

Ruptura do fio central de alta tensão entre a bobina de ignição e o ponto de instalação do sensor capacitivo. Neste caso, também aparece um centelhador adicional. Por causa disso, a tensão da faísca aumenta e o tempo de sua existência diminui.

Neste caso, a razão para a distorção do oscilograma é que quando uma descarga de faísca queima entre os eletrodos da vela, ela também queima em paralelo entre as duas extremidades do fio de alta tensão quebrado.

A resistência do fio de alta tensão entre o ponto de instalação do sensor capacitivo e as velas de ignição foi bastante aumentada.

Maior resistência do fio de alta tensão entre o ponto de instalação do sensor capacitivo e as velas de ignição. A resistência de um fio pode ser aumentada devido à oxidação de seus contatos, envelhecimento do condutor ou uso de um fio muito longo. Devido ao aumento da resistência nas extremidades do fio, a tensão cai. Portanto, a forma do oscilograma é distorcida de modo que a tensão no início da faísca é muito maior do que a tensão no final da combustão. Por causa disso, a duração da queima da faísca fica mais curta.

as avarias no isolamento de alta tensão são na maioria das vezes suas avarias. Podem acontecer entre:

• saída de alta tensão da bobina e uma das saídas do enrolamento primário da bobina ou "terra";
• fio de alta tensão e carcaça do motor de combustão interna;
• tampa do distribuidor de ignição e carcaça do distribuidor;
• controle deslizante do distribuidor e eixo do distribuidor;
• “cap” de um fio de alta tensão e uma carcaça do motor de combustão interna;
• ponta de arame e carcaça da vela de ignição ou carcaça do motor de combustão interna;
• o condutor central da vela e seu corpo.

geralmente, em modo inativo ou em baixas cargas do motor de combustão interna, é bastante difícil encontrar danos no isolamento, inclusive ao diagnosticar um motor de combustão interna usando um osciloscópio ou um testador de motor. Assim, o motor precisa criar condições críticas para que a quebra se manifeste claramente (partida do motor de combustão interna, abertura abrupta do acelerador, operação em baixas rotações com carga máxima).

Após a ocorrência de uma descarga no local do dano de isolamento, a corrente começa a fluir no circuito secundário. Portanto, a tensão na bobina diminui e não atinge o valor necessário para uma quebra entre os eletrodos da vela.

No lado esquerdo da figura, você pode ver a formação de uma descarga de faísca fora da câmara de combustão devido a danos no isolamento de alta tensão do sistema de ignição. Neste caso, o motor de combustão interna opera com alta carga (regaseificação).

A superfície do isolador da vela de ignição está muito suja no lado da câmara de combustão.

Poluição do isolador da vela de ignição no lado da câmara de combustão. Isso pode ser devido a depósitos de fuligem, óleo, resíduos de combustível e aditivos de óleo. Nesses casos, a cor do depósito no isolador mudará significativamente. Você pode ler informações sobre o diagnóstico de motores de combustão interna pela cor da fuligem em uma vela separadamente.

A contaminação significativa do isolador pode causar faíscas na superfície. Naturalmente, essa descarga não fornece ignição confiável da mistura ar-combustível, o que causa falha de ignição. Às vezes, se o isolador estiver contaminado, flashovers podem ocorrer intermitentemente.

A forma de pulsos de alta tensão gerados por uma bobina de ignição com uma quebra entre espiras.

Quebra do isolamento entre espiras dos enrolamentos da bobina de ignição. No caso de tal avaria, uma descarga de faísca aparece não apenas na vela de ignição, mas também dentro da bobina de ignição (entre as voltas de seus enrolamentos). Naturalmente tira energia da descarga principal. E quanto mais tempo a bobina é operada neste modo, mais energia é perdida. Em baixas cargas no motor de combustão interna, a quebra descrita pode não ser sentida. No entanto, com o aumento da carga, o motor de combustão interna pode começar a “trocar”, perder potência.

Folga entre os eletrodos da vela de ignição e a compressão

A folga entre os eletrodos da vela de ignição é reduzida. O motor de combustão interna está em marcha lenta sem carga.

A lacuna mencionada é selecionada para cada carro individualmente e depende dos seguintes parâmetros:

• a tensão máxima desenvolvida pela bobina;
• resistência de isolamento dos elementos do sistema;
• pressão máxima na câmara de combustão no momento da centelha;
• a vida útil esperada das velas.

A folga entre os eletrodos da vela de ignição é aumentada. O motor de combustão interna está em marcha lenta sem carga.

Usando um teste de ignição do osciloscópio, você pode encontrar inconsistências na distância entre os eletrodos da vela de ignição. Portanto, se a distância diminuiu, a probabilidade de ignição da mistura ar-combustível é reduzida. Neste caso, a ruptura requer uma tensão de ruptura mais baixa.

Se o espaço entre os eletrodos na vela aumentar, o valor da tensão de ruptura aumentará. Portanto, para garantir uma ignição confiável da mistura de combustível, é necessário operar o motor de combustão interna com uma carga pequena.

Observe que a operação prolongada da bobina em um modo em que produz a máxima faísca possível, em primeiro lugar, leva ao desgaste excessivo e falha precoce e, em segundo lugar, é repleta de rupturas de isolamento em outros elementos do sistema de ignição, especialmente em altas -tensão. há também uma alta probabilidade de danos aos elementos da chave, a saber, seu transistor de potência, que serve à bobina de ignição problemática.

Baixa compressão. Ao verificar o sistema de ignição com um osciloscópio ou um testador de motor, pode ser detectada baixa compressão em um ou mais cilindros. O fato é que em baixa compressão no momento da centelha, a pressão do gás é subestimada. Assim, a pressão do gás entre os eletrodos da vela de ignição no momento da ignição também é subestimada. Portanto, uma tensão mais baixa é necessária para a quebra. A forma do pulso não muda, mas apenas a amplitude muda.

Na figura à direita, você vê um oscilograma quando a pressão do gás na câmara de combustão no momento da centelha é subestimada devido à baixa compressão ou devido a um grande valor do ponto de ignição. O motor de combustão interna neste caso está em marcha lenta sem carga.

Sistema de ignição DIS

Pulsos de ignição de alta tensão gerados por bobinas de ignição DIS saudáveis ​​de dois ICEs diferentes (inativo sem carga).

O sistema de ignição DIS (Double Ignition System) possui bobinas de ignição especiais. Eles diferem por serem equipados com dois terminais de alta tensão. Um deles está conectado à primeira das extremidades do enrolamento secundário, o segundo - à segunda extremidade do enrolamento secundário da bobina de ignição. Cada uma dessas bobinas serve dois cilindros.

Em conexão com os recursos descritos, a verificação da ignição com um osciloscópio e a remoção de um oscilograma da tensão dos pulsos de ignição de alta tensão usando sensores DIS capacitivos ocorrem de forma diferencial. Ou seja, verifica-se a leitura real do oscilograma da tensão de saída da bobina. Se as bobinas estiverem em boas condições, as oscilações amortecidas devem ser observadas no final da combustão.

Para realizar o diagnóstico do sistema de ignição DIS por tensão primária, é necessário tomar alternadamente formas de onda de tensão nos enrolamentos primários das bobinas.

Descrição da imagem:

Forma de onda de tensão no circuito secundário do sistema de ignição DIS

1. Reflexão do momento do início da acumulação de energia na bobina de ignição. Coincide com o momento de abertura do transistor de potência.
2. Reflexão da zona de transição do interruptor para o modo de limitação de corrente no enrolamento primário da bobina de ignição em um nível de 6 ... 8 A. Os sistemas DIS modernos possuem interruptores sem modo de limitação de corrente, portanto, não há zona de um pulso de alta tensão.
3. Ruptura do centelhador entre os eletrodos das velas servidas pela bobina e o início da queima da faísca. Coincide no tempo com o momento de fechar o transistor de potência da chave.
4. Área de queima de faísca.
5. O fim da queima de faíscas e o início das oscilações amortecidas.

Descrição da imagem:

Forma de onda de tensão na saída de controle DIS da bobina de ignição.

1. O momento de abertura do transistor de potência da chave (o início do acúmulo de energia no campo magnético da bobina de ignição).
2. A zona de transição do interruptor para o modo de limitação de corrente no circuito primário quando a corrente no enrolamento primário da bobina de ignição atinge 6 ... 8 A. Nos modernos sistemas de ignição DIS, os interruptores não possuem um modo de limitação de corrente , e, consequentemente, não há zona 2 na forma de onda de tensão primária ausente.
3. O momento de fechar o transistor de potência da chave (no circuito secundário, neste caso, aparece uma quebra dos centelhadores entre os eletrodos das velas de ignição servidas pela bobina e a faísca começa a queimar).
4. Reflexo de uma faísca ardente.
5. Reflexo da cessação da queima de faíscas e início das oscilações amortecidas.

Ignição individual

Sistemas de ignição individuais são instalados na maioria dos motores a gasolina modernos. Eles diferem dos sistemas clássicos e DIS em que cada vela de ignição é atendida por uma bobina de ignição individual. geralmente, as bobinas são instaladas logo acima das velas. Ocasionalmente, a comutação é feita usando fios de alta tensão. As bobinas são de dois tipos - compacto и Cajado.

Ao diagnosticar um sistema de ignição individual, os seguintes parâmetros são monitorados:

• a presença de oscilações amortecidas no final da seção de queima de faísca entre os eletrodos da vela de ignição;
• a duração do acúmulo de energia no campo magnético da bobina de ignição (geralmente, fica na faixa de 1,5 ... 5,0 ms, dependendo do modelo da bobina);
• a duração da queima da faísca entre os eletrodos da vela de ignição (geralmente, é de 1,5 ... 2,5 ms, dependendo do modelo da bobina).

Diagnóstico de tensão primária

Para diagnosticar uma bobina individual pela tensão primária, você precisa visualizar a forma de onda da tensão na saída de controle do enrolamento primário da bobina usando uma ponta de prova do osciloscópio.

Descrição da imagem:

Oscilograma da tensão na saída de controle do enrolamento primário de uma bobina de ignição individual utilizável.

1. O momento de abertura do transistor de potência da chave (o início do acúmulo de energia no campo magnético da bobina de ignição).
2. O momento de fechar o transistor de potência do interruptor (a corrente no circuito primário é interrompida abruptamente e aparece uma quebra do centelhador entre os eletrodos da vela de ignição).
3. A área onde a faísca queima entre os eletrodos da vela de ignição.
4. Vibrações amortecidas que ocorrem imediatamente após o término da queima da faísca entre os eletrodos da vela de ignição.

Na figura à esquerda, você pode ver a forma de onda de tensão na saída de controle do enrolamento primário de um curto-circuito individual com defeito. Um sinal de avaria é a ausência de oscilações amortecidas após o término da queima da faísca entre os eletrodos da vela de ignição (seção “4”).

Diagnóstico de tensão secundária com sensor capacitivo

O uso de um sensor capacitivo para obter uma forma de onda de tensão na bobina é mais preferível, pois o sinal obtido com sua ajuda repete com mais precisão a forma de onda de tensão no circuito secundário do sistema de ignição diagnosticado.

Oscilograma do pulso de alta tensão de um curto-circuito individual compacto saudável, obtido por meio de um sensor capacitivo

Descrição da imagem:

1. O início do acúmulo de energia no campo magnético da bobina (coincide no tempo com a abertura do transistor de potência da chave).
2. Ruptura do centelhador entre os eletrodos da vela de ignição e o início da queima da faísca (no momento em que o transistor de potência do interruptor se fecha).
3. A área de queima de faísca entre os eletrodos da vela de ignição.
4. Oscilações amortecidas que ocorrem após o término da faísca queimando entre os eletrodos da vela.

Oscilograma do pulso de alta tensão de um curto-circuito individual compacto saudável, obtido por meio de um sensor capacitivo. A presença de oscilações amortecidas imediatamente após a ruptura do centelhador entre os eletrodos da vela de ignição (a área é marcada com o símbolo “2”) é uma consequência das características de design da bobina e não é sinal de avaria.

Oscilograma do pulso de alta tensão de um curto-circuito individual compacto com defeito, obtido por meio de um sensor capacitivo. Um sinal de avaria é a ausência de oscilações amortecidas após o término da faísca acesa entre os eletrodos da vela (a área é marcada com o símbolo “4”).

Diagnóstico de tensão secundária usando um sensor indutivo

Um sensor indutivo ao realizar diagnósticos na tensão secundária é usado nos casos em que é impossível captar um sinal usando um sensor capacitivo. Essas bobinas de ignição são principalmente curtos-circuitos individuais de haste, curtos-circuitos individuais compactos com um estágio de potência embutido para controlar o enrolamento primário e curto-circuitos individuais combinados em módulos.

Oscilograma de um pulso de alta tensão de um curto-circuito individual de haste saudável, obtido por meio de um sensor indutivo.

Descrição da imagem:

1. O início do acúmulo de energia no campo magnético da bobina de ignição (coincide no tempo com a abertura do transistor de potência da chave).
2. Ruptura do centelhador entre os eletrodos da vela de ignição e o início da queima da faísca (no momento em que o transistor de potência do interruptor se fecha).
3. A área onde a faísca queima entre os eletrodos da vela de ignição.
4. Vibrações amortecidas que ocorrem imediatamente após o término da queima da faísca entre os eletrodos da vela de ignição.

Oscilograma do pulso de alta tensão de um curto-circuito individual da haste com defeito, obtido por meio de um sensor indutivo. Um sinal de falha é a ausência de oscilações amortecidas no final do período de queima da faísca entre os eletrodos da vela (a área é marcada com o símbolo “4”).

Oscilograma do pulso de alta tensão de um curto-circuito individual da haste com defeito, obtido por meio de um sensor indutivo. Um sinal de falha é a ausência de oscilações amortecidas no final da queima da faísca entre os eletrodos da vela e um tempo de queima da faísca muito curto.

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O diagnóstico do sistema de ignição usando um testador de motor é o método de solução de problemas mais avançado. Com ele, você pode identificar avarias também no estágio inicial de sua ocorrência. A única desvantagem deste método de diagnóstico é o alto preço do equipamento. Portanto, o teste só pode ser realizado em postos de serviço especializados, onde existam hardware e software adequados.