kitayteka.ru

История

Высоковольтные провода свечей зажигания всегда были фактором пропусков зажигания. Когда высоковольтные провода выходят из строя из-за нагрева, вибрации двигателя и старения, высокое напряжение вторичного зажигания просачивается через провода на массу, вызывая пропуски зажигания. Бестрамблерные системы зажигания (DIS), которые существуют с середины 1980-х годов, используют провода свечей зажигания, которые со временем изнашиваются, вызывая короткое замыкание вторичного напряжения на массу. При том, что в системе DIS напряжение до 60 000 вольт пытается пройти к свече зажигания, любой путь наименьшего сопротивления к массе вызывал пропуски зажигания. Хотя материал, используемый для высоковольтных проводов свечей зажигания, выдерживал высокое напряжение, все равно возникали проблемы с пропусками зажигания. Системы зажигания DIS в значительной степени были заменены системами "катушка на свече" (COP), которые устраняют высоковольтные провода свечей зажигания путем размещения катушек зажигания (по одной на каждый цилиндр) непосредственно над свечой зажигания. Также существует вариант COP, называемый "катушка рядом со свечой", в котором используется короткий высоковольтный провод для соединения отдельных катушек со свечой зажигания, расположенной рядом с катушкой зажигания.

Помимо устранения длинных, громоздких (и дорогих) высоковольтных проводов свечей зажигания, размещение отдельных катушек зажигания непосредственно над каждой свечой зажигания снижает радиопомехи, вызванные зажиганием, и уменьшает сопротивление вдоль электрического пути между катушкой и свечой. Отдельные катушки, используемые в системе COP, могут быть меньше и легче, чем в других системах, и использовать меньше энергии для воспламенения свечи зажигания.

Этот 2,4-литровый четырехцилиндровый двигатель Nissan использует систему зажигания "катушка на свече". Четыре катушки установлены в верхней части крышки клапанов. Катушка в цилиндре номер 3 сейчас будет снята, так как крепежный болт уже выкручен, а жгут проводов катушки к модулю управления двигателем (PCM) отключен.

При установке отдельных катушек непосредственно над свечами зажигания больше нет трудных в обслуживании высоковольтных проводов. Вариантом размещения катушек COP является CNP, или "катушка рядом со свечой", при котором короткий участок высоковольтного провода соединяет отдельные катушки с соответствующими свечами зажигания (не показано на рисунке). В некоторых современных двигателях GM V-8 свечи выступают сбоку из головки блока цилиндров, не оставляя места для компоновки COP.

С точки зрения производительности, наличие отдельной катушки для каждого цилиндра дает катушке больше времени для перезарядки между воспламенениями и, следовательно, позволяет вырабатывать более высокое напряжение искры. Обычные системы зажигания, в которых использовалась одна катушка, должны были воспламенять все свечи зажигания дважды за каждый оборот коленчатого вала в четырехцилиндровом двигателе и четыре раза для V-8. В многокатушечной системе COP каждая катушка должна срабатывать только один раз за каждые два оборота коленчатого вала. Это обеспечивает большее время насыщения катушки для более горячей искры, особенно на высоких оборотах, когда время воспламенения значительно сокращается. В результате искра обеспечивает меньше пропусков зажигания, более чистоту.

Дополнительные преимущества систем COP включают возможность двигателя использовать большее количество рециркуляции отработавших газов, что снижает выбросы оксидов азота. Более высокое напряжение искры в системе COP помогает сделать свечи зажигания более устойчивыми к загрязнению и позволяет увеличить интервалы замены свечей до 100 000 миль.

Системы COP представлены в нескольких различных конфигурациях. Производители Toyota, Chrysler, Nissan и другие устанавливают катушки зажигания непосредственно над свечой и используют катушки стиля "карандаш", которые опускаются в углубленные колодцы в крышке клапанов двигателя. В других применениях, таких как GM Quad 2.2L Four, отдельные катушки монтируются в кассете или держателе, который позиционирует катушки над свечами зажигания. На поздних моделях Corvette, Camaro и других V-8 используется система Coil-Near-Plug, потому что свечи зажигания выступают сбоку из головки блока цилиндров, и нет места для установки катушки на конце каждой свечи. Эти системы монтируют отдельные катушки на крышке клапана и соединяются со свечами с помощью коротких свечных проводов.
Системы зажигания DIS использовали электронный модуль, который был частью сборки катушки, для управления включением/выключением катушек.

В большинстве систем COP функция переключения выполняется модулем управления силовой установкой (PCM). PCM получает базовый сигнал синхронизации от датчика положения коленчатого вала. Датчик определяет частоту вращения двигателя, порядок работы цилиндров и момент зажигания. Блок управления двигателем (PCM) также учитывает показания датчика положения дроссельной заслонки, датчика массового расхода воздуха, датчика температуры охлаждающей жидкости, датчика абсолютного давления в коллекторе и даже трансмиссии, чтобы определить величину индивидуального опережения зажигания для каждой свечи зажигания. PCM способен корректировать момент зажигания в промежутках между воспламенениями в цилиндрах, что делает эти системы highly отзывчивыми для адаптации к изменяющимся нагрузкам на двигатель и условиям движения.

Современные катушки зажигания обладают высокой надежностью. Однако иногда они выходят из строя. Катушки, используемые в системах COP, работают в режиме нагрева из-за высокого напряжения, постоянно проходящего через них. Со временем комбинация высокого напряжения и тепла двигателя может разрушить изоляцию между обмотками катушки, ее корпусом или высоковольтным выводом. Если предполагается проблема с катушкой, сопротивление ее первичной и вторичной обмоток можно измерить с помощью омметра. Если какое-либо из значений не соответствует спецификациям, катушку необходимо заменить.

В катушках COP первичная и вторичная обмотки изолированы друг от друга и не соприкасаются. Сопротивление первичной обмотки обычно очень низкое, часто менее пары ом, и может достигать 0,6–0,7 ом в некоторых системах. Для сравнения, сопротивление вторичных обмоток довольно высокое. Сопротивление вторичной обмотки катушки COP может варьироваться от 5500 ом до 14000 ом. Прежде чем признать катушку неисправной, найдите спецификации по сопротивлению в заводском руководстве по обслуживанию для конкретной тестируемой катушки.

Когда катушка выходила из строя в простой системе зажигания с распределителем или давала слабую искру, это влияло на все цилиндры двигателя. Двигатель мог не запускаться или сильно троить под нагрузкой. В системе DIS с "холостой искрой", где катушки подают искру на пару цилиндров, двигатель работал бы с перебоями или вообще не запускался. Если в системе COP выходит из строя одна катушка, это затрагивает только один цилиндр. К счастью, на автомобилях 1996 года выпуска и новее система OBD-II может обнаруживать пропуски зажигания в цилиндрах и идентифицировать конкретный цилиндр с пропуском. Например, код ошибки P0301 указывает на проблему пропусков зажигания в цилиндре №1. P0304 указывал бы на цилиндр №4 и так далее.

Цилиндр, в котором происходят пропуски зажигания, может иметь ряд причин для этого. Изношенная или загрязненная свеча зажигания, слабая катушка, неисправный провод свечи или плохое соединение (в случае системы DIS или CNP), загрязненная или неработающая форсунка, либо потеря компрессии (прогоревший выпускной клапан или прокладка головки блока) — все это может вызвать пропуски зажигания в цилиндре. Для выявления и определения первопричины необходима дальнейшая диагностика. Это проблематично в системах COP, поскольку в них нет проводов свечей зажигания. Более того, осциллограммы вторичного зажигания недоступны, если не используется специальный адаптер или индуктивный датчик, который устанавливается поверх катушки.

Одной диагностической процедурой, которая остается неизменной для катушек зажигания с течением времени, является измерение электрического сопротивления. Сопротивление вторичной и первичной обмотки катушки COP можно проверить на соответствие заводским спецификациям. На некоторых катушках отверстие под крепежный болт используется в качестве заземления, и измерения сопротивления проводятся между клеммой катушки (первичной или вторичной) и монтажным отверстием.

Вот быстрый способ исключить катушку зажигания как причину пропусков воспламенения. Предположим, установился код неисправности P0303, указывающий на пропуски зажигания в цилиндре №3. Если предположить, что причина не в системе подачи топлива, то проблема может быть в системе зажигания — причиной могут быть катушка, сигнал от модуля управления двигателем (PCM) или провода от PCM к катушке.

Снимите катушку с цилиндра №3 и поменяйте ее местами с другой катушкой (неважно, с какой). В нашем примере катушка будет заменена на катушку с цилиндра №1. Подсоедините обе катушки, запустите двигатель и дайте ему поработать непродолжительное время. Считайте коды, установленные системой OBD-II, и проверьте, не изменился ли код пропуска зажигания на P0301. Если это так, то катушка, которая раньше работала на третьем цилиндре, теперь вызывает пропуски зажигания в цилиндре №1, что указывает на неисправность катушки. Если код пропуска зажигания по-прежнему P0303, то неисправны PCM или провода, соединяющие катушку с PCM.

Важное предупреждение: Во всех типах катушек зажигания при коллапсе электромагнитного поля возникает высоковольтный скачок (который может достигать 100 000 вольт), стремящийся уйти на землю. Если это напряжение не может пройти к свече зажигания, оно найдет другой путь к земле. Это может быть обратный путь через драйверную цепь PCM или через изоляцию внутри самой катушки. Такая ситуация может повредить эти компоненты. Никогда не отсоединяйте провод свечи зажигания или катушку COP при работающем двигателе. Эта практика также может быть опасной. Если путь наименьшего сопротивления к земле проходит через техника, это может быть шокирующим.

Коды пропусков зажигания OBD-II указывают на неисправность конкретного цилиндра. Быстрый способ проверить, работает ли катушка или сигнал PCM к катушке — поменять катушки между цилиндрами. Если код ошибки пропусков зажигания перемещается вслед за катушкой, ее необходимо заменить.
Никогда не отключайте катушку COP при работающем двигателе: это может привести к повреждению катушки, модуля управления PCM или травме специалиста.

Системы зажигания COP затрудняют быструю проверку наличия искры, так как катушку необходимо снимать с головки блока цилиндров/крышки клапанов. Вставьте свечу зажигания в конец катушки и положите ее на крышку клапанов (убедитесь, что свеча касается крышки). Запустите двигатель и проверьте наличие искры на свече зажигания; наличие искры указывает на исправность катушки.