Не хотів писати про чужі машини, але довелось.
Замучив мене знайомий проханням “у тебе також Нексія, допоможи”.
Легко сказати “допоможи”. У нього Нексія ще 2001 року, а моя 2009 року. Двигун не той, і зовнішній вигляд не той.
І проблеми не ті. Довелось мені познайомитись із популярною проблемою власників старих Нексій. Двигун то працює нормально, то несподівано глохне і не хоче заводитись, то потім знову нормально заводиться. Експерименти показують, що, як правило, “пропадає іскра”.
Щоб допомогти знайомому, довелося цю проблему трохи вивчити. Не стану відразу розказувати: якщо у вас пропадає іскра в Нексії, то робіть те і се. Щоб задавити цю проблему, доведеться ознайомитись з проблемою досить детально.
У автомобілів “NEXIA” випуску до 2008 року ставився двигун без сучасного технічного рішення: датчика положення колінчастого вала (ДПКВ). Не хочу казати, що цей датчик – найкраще досягнення автомобільного людства, але штука корисна. Що це за датчик, і навіщо він ?
Уявимо собі, що на осі колінчастого вала встановлена досить тоненька шестерня, вважаємо, що у шестерні, наприклад, 60 зубів, але двох зубів не вистачає. Шестерня крутиться біля невеликого датчика, і цей датчик – це котушка індуктивності із намагніченим сердечником.
УВАГА ! Не датчик Холла, не котушка ємності, а котушка індуктивності.
Котушка індуктивності. Так називається.
Лише дурень може називати цю котушку “котушка ємності”, “котушка датчика Холла”, а також, повірте, не треба казати “котушка Гістерезиса”.
При проходженні зубчиків шестерні біля сердечника індуктивної котушки на виводах цієї котушки з’являється невеличка імпульсна напруга. Цей слабенький імпульсний сигнал іде на аналого-цифровий перетворювач (АЦП) блока ЕБУ (електронний блок управління), і блок ЕБУ чудово знає, коли один із поршнів знаходиться в верхній мертвій точці, а також коли перший і четвертий поршні знаходяться в верхній мертвій точці. Все дуже просто. Блок ЕБУ, який ми ще називаємо “контролер”, аналізує, коли з’являться два пропущені зуби на шестерні, і поява наступного зуба – це верхня мертва точка для першого і четвертого циліндра, а якщо від цього моменту відрахувати 30 зубів – це верхня мертва точка для другого і третього циліндра.
А значить, контролер добре знає, в які моменти часу треба формувати іскру.
Але в двигуні тих Нексій, про які ми говоримо, немає ДПКВ. Там застосовується інакше технічне рішення.
Ми звертаємо нашу увагу на трамблер. Трамблер знаходиться на осі розподільного вала, і за час, доки трамблер робить повний оберт, спрацьовують по черзі всі чотири циліндри. За один оберт чотири рази формується іскра. Бігунок трамблера по черзі передає високу напругу (кілька тисяч Вольт) із високовольтного вивода котушки запалювання на кожну із свічок, через високовольтні, добре ізольовані дроти.
На один із виводів низьковольтної частини котушки запалювання подається напруга 12 Вольт, другий вивід підключений до електронного комутатора.
Струмом через котушку запалювання керує комутатор. Ось і сам комутатор.
Як працює комутатор ? Детально розглянемо схему.
Головний елемент, який досить точно вказує комутатору, в якому саме положенні знаходиться розподільний вал, – це індукційна котушка. Ми маємо право називати її “котушка індуктивності”, а можемо називати популярним терміном “індукційна котушка”, бо напруга на виводах котушки формується завдяки електромагнітній індукції.
Лише, нагадую, не треба називати її “котушка Холла” або “датчик Холла”. Це ідіотизм.
Якщо помаленьку, “виток за витком”, розмотувати цю котушку, то ви із здивуванням побачите, що котушка – це практично чотири послідовно з’єднані котушки, і коли в середині такої котушки крутиться постійний магніт, то за один оберт магніта на виводах котушки чотири рази з’явиться коротенький імпульс, і якщо досить швидко крутити магніт, то розмах імпульсів на виводах котушки буде приблизно 2-3 Вольти.
(перша конструктивно закладена неприємність. Якщо занадто повільно крутиться магніт, а таке буває, коли акумулятор майже розряджений, і стартер повільно крутить двигун з останніх сил, то напруга на виводах індукційної котушки буде дуже малою. Це гарантує, що двигун не заведеться)
Ось приблизно така напруга на виводах індукційної котушки.
На графіку параметр “T” – це часова відстань між двома сусідніми моментами подачі іскри на трамблер, а “Td” – довжина тахометричного імпульса з вихода комутатора, цей імпульс подається на контролер. Імпульсна напруга з індуктивної котушки поступає на входи блока комутатора, маємо з котушки чотири імпульси за один оберт розподільного вала. Не треба вважати, що ці імпульси по-простому йдуть “на якийсь транзистор і ще якісь пасивні елементи”. Не бійтесь, ми не будемо детально вивчати обробку імпульсів з індукційної котушки. Схема комутатора не така вже й страшна.
Необхідну роботу для формування тахометричних імпульсів робить малесенька, непомітна планарна мікросхема, дуже часто це L484 від компанії STMicroelectronics, але існує багато інших схемних рішень. Головна задача електроніки – зформувати командний імпульс для силового комутатора запалювання, дуже часто це біполярний транзистор Дарлінгтона, але є конструкції з польовими транзисторами. Силовий транзисторний комутатор відкривається синхронно з переднім фронтом імпульса на клемі контролера A1 і закривається синхронно з переднім фронтом імпульса на клемі D10. Через клему D10 з контролера подається сигнал, який визначає кут випередження запалювання.
Через клему контролера C3 подається логічний сигнал, який необхідний, доки двигун крутиться повільніше від 400 об/хв, в цьому режимі електроніка ігнорує сигнал випередження запалювання.
Клема B9 – це “маса”, A1 – це так званий “нормалізований” сигнальний вихід із комутатора в контролер, він формується блоком комутатора із імпульсного сигналу індукційної котушки. Цей сигнал є “тахометричним”, його частота строго залежить від швидкості обертання двигуна. Комутатор також потребує силового живлення 12 Вольт, це те саме живлення, яке подається на один з низьковольтних виводів котушки запалювання.
Ось так виглядають спільні осцилограми сигнала з індукційної котушки і результуючого нормалізованого тахометричного сигнала. На низькій і високій швидкості двигуна, як бачите, ці осцилограми трохи відрізняються.
Пречудово ! Вже знаємо багато, от лише незрозуміло, чому машина не заводиться. Зараз розберемось.
1. Індукційна котушка – це ніжний, слабкий елемент, він запросто може давати занижені імпульси в комутатор. Може бути міжвиткове замикання або погано пропаяні виводи котушки. Іноді через погані контакти напруга 12 Вольт просто не доходить до самої котушки.
2. Бігунок трамблера – не вічний, в ньому може бути поганий контакт.
3. Будь-які непомітні мікротріщини в кришці трамблера призводять до того, що після трамблера іскра може пропадати.
4. На одному із виводів низьковольтної частини котушки запалювання повинна бути постійна напруга 12 Вольт, і через погані контакти ця напруга може пропадати.
5. Комутатор, на біду, розумніший, ніж нам хочеться. В деяких конструкціях (як правило, на основі мікросхеми L484) існує контроль максимальної напруги при закритті силового транзистора комутації, а тому при відхиленні деяких параметрів в високовольтній частині запалювання (це котушка запалювання, високовольтні дроти, свічки) спрацьовує тимчасовий захист, і іскра, традиційно, зникає.
6. Дивно, але в комутаторі на застосовується резонансний конденсатор, який мав би підключатись паралельно транзистору силової комутації. Відсутність цього конденсатора мало би давали кращу іскру, але це понижує надійність роботи системи запалювання. Не наполягаю на цьому, бо, можливо, є конструкції комутаторів, в яких резонансний конденсатор все-таки застосовується.
7. Без діагностичної апаратури, в першу чергу без осцилографа, знайти поломку в такому запалюванні дуже важко.
Алгоритм пошуку причини відсутності іскри стає простим, якщо маєш необхідну апаратуру і знаєш, що шукати.
Спочатку уважно перевіримо, чи справді бензин попадає в циліндри, а іскри нема. Головний признак: свічки мокрі, а двигун не заводиться. Свічки не “начебто вологі”, а нижня частина свічок просто мокра.
А якщо свічки сухі ? Якщо є іскра на свічках, а свічки сухі, то не чіпляйтеся до системи запалювання, шукайте несправність в паливній системі. Але якщо іскри немає, а свічки сухі, значить, комутатор не видає сигнал на клему A1 контролера. Чому ? Зараз дізнаємось. Просто треба переконатись, що живлення на комутатор подається, і сигнал з індукційної котушки такий, як треба, і всі контакти в порядку. При цьому, хоче цього справний комутатор чи не хоче, а сигнал на клемі A1 він мусить формувати. Позитивний імпульс цього сигналу, як ви тепер знаєте, з’являється 4 рази за один оберт розподільного вала, або два оберти колінчастого вала.
Якщо свічки мокрі, це гарантовано означає, що контролер одержує сигнал на клемі A1. Це також означає, що індукційна котушка працює нормально. Тепер треба перевірити напругу на обох низьковольтних виводах котушки запалювання. На одному з виводів стабільні 12 Вольт, а другий вивід – комутаційний, його силовий транзистор комутатора синхронно з обертанням двигуна замикає на “масу”.
Невже і тут все добре ? А іскри нема ? Значить, перевіряємо, чи є іскра до трамблера.
Якщо комутація котушки хороша, при цьому ще до трамблера іскри нема – значить, котушка запалювання не працює.
Якщо до трамблера іскра є, а після трамблера нема – танцюємо навколо трамблера: бігунок, кришка трамблера, дроти.
Як добре, коли все просто і зрозуміло, і вимірювальна апаратура є в руках.
Пропоную також додаткові статті для автовласників