Individual Zündung-Einzelfunkenzündspule

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1 Die meisten modernen Benzinmotoren sind mit Individual Zündsystemen ausgestattet. Dieses Zündsystem unterscheidet sich von dem klassischen und dem DIS-Zündsystem dadurch, dass jede Zündkerze in einem solchen System von einer einzelnen Zündspule versorgt wird. Abhängig von der Beschaffenheit des Kerns teilen sich Einzelfunken-Zündspulen auf zwei Arten Kompakt, und Stab. Kompakt (links) und Stab (rechts) einzelne Zündspulen direkt über Zündkerzen installiert. Strukturell können einzelne Zündspulen als separate Elemente hergestellt werden oder in Modulen durch zwei, drei oder vier Zündspulen in einem Modul eingebaut werden. Das Zündmodul besteht aus vier kompakten Einzelzündspulen. Das Modul wird direkt über Zündkerzen installiert. 1

2 In den meisten Fällen sind Einzel-Zündspulen direkt über der Zündkerze installiert. Es gibt jedoch Motoren, bei denen Zündspulen mittels Hochspannungsleitungen an Zündkerzen angeschlossen sind. Die Zündmodule bestehen aus zwei einzelnen Zündspulen, die mittels Hochspannungsleitungen mit Zündkerzen verbunden sind (im gezeigten Beispiel ist jeder Zylinder des Motors mit zwei Zündkerzen ausgestattet, die von einem eigenen Modul versorgt werden). Funktionsprinzip Die einzelne Zündspule erzeugt bei einem Laufzyklus (4-Takte) des Motors einen Zündfunken. Daher ist bei einzelnen Zündsystemen eine Synchronisierung der Spulen mit der Position einer Nockenwelle erforderlich. Bei Abgabe der Spannung an die Primärspule beginnt der Strom durch eine Primärspule zu fließen, und deshalb ändert sich im Kern der Spule der Wert des Magnetflusses. Eine Änderung des Magnetflusswertes im Kern der Spule führt zum Aufbau einer Spannung mit positiver Polarität an der Sekundärspule. Da die Geschwindigkeit der Stromerhöhung in der Primärspule langsam erfolgt, ist die an der Sekundärspule auftretende Spannung klein entsprechend 1 2 kv. Unter bestimmten Bedingungen kann der Spannungswert jedoch für das vorzeitige Auftreten des Funkens zwischen den Elektroden der Zündkerze und als Folge davon eine zu frühe Zündung des Luft / Kraftstoff-Gemisches ausreichend sein. Um mögliche Schäden am Motor durch vorzeitiges Auftreten des Funkens zu vermeiden, soll die Bildung des Funkens zwischen den Elektroden der Zündkerze bei der Abgabe der Spannung an die primäre Spule l ausgeschlossen werden In den einzelnen Zündsystemen wird das Auftreten dieses Funkens durch eine eingebaute Diode EFU an der Zündspule verhindert, die in der Schaltung der Sekundärspule durchgängig geschaltet ist. Im Moment des Schließens der Ausgangszündungskaskade unterbricht der Strom im Primärkreis sofort und der magnetische Fluss nimmt sofort ab. Diese schnelle Änderung des Magnetflusswertes bewirkt das Auftreten der Hochspannung an der Sekundärseite der Zündspule (unter bestimmten Bedingungen kann die Spannung an einer Sekundärspule der Zündspule 2

3 40 50 kv erreichen). Wenn diese Spannung den Wert erreicht, der die Bildung des Funkens zwischen den Elektroden der Zündkerze ermöglicht, wird das in dem Zylinder verdichtete Luft / Kraftstoff-Gemisch durch den Funken zwischen Elektroden der Zündkerze gezündet. Typische Fehlfunktionen Die Abmessungen der einzelnen Zündspulen sind klein, dass die Hersteller von Motoren diese direkt über Zündkerzen platzieren können. Aber wegen der kleinen Größen sinkt die Zuverlässigkeit der Spulen. Als Konsequenz versagen oft einzelne Zündspulen und vor allem die Isolation der Sekundärspule. Die Beschädigung der Isolierung der Spule kann ein Durchschlagen zwischen den Spulen innerhalb der Zündspule verursachen. Die Zündspule mit einer solchen Fehlfunktion ist normalerweise in der Lage, eine Verbrennung des Luft / Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder zu liefern, wenn der Motor bei kleinen Belastungen oder im Leerlauf arbeitet. Aber bei größeren Belastungen für den Motor hört eine Funkenbildung auf, und der Zylinder, der von einer solchen Spule bedient wird, hört auf zu arbeiten. Es ist möglich, diese Fehlfunktion durch die primäre oder sekundäre Wellenform zu finden. Die Reihenfolge der Diagnostik der individuellen Zündung Jede Zündkerze des Motors, die mit einer Einzelfunkenspule ausgestattet ist, wird von der eigenen Zündspule und dem eigenen Kontrollmodul der Zündung bedient. Aus diesem Grund wird die Diagnostik der einzelnen Zündsysteme konsequent durchgeführt die Zündsysteme jedes Zylinders werden seriell nacheinander als getrennte Zündsysteme diagnostiziert (nach dem Ende der Diagnostik einer Zündspule beginnt der Diagnostiker mit der Analyse der folgenden Zündspule, etc.). Die grundlegenden geprüften Parameter bei der Diagnostik der individuellen Zündung sind: Vorhandensein der gedämpften Schwingungen am Ende der Seite des Ausbrennens des Funkens zwischen den Elektroden der Zündkerze; Dauer der Periode der Akkumulation von Energie in einem Magnetfeld der einzelnen Zündspule (normalerweise ms, abhängig von der Konstruktion der Spule); die Dauer der Brenndauer des Funkens zwischen den Elektroden der Zündkerze (gewöhnlich ms je nach der Konstruktion der Spule). Es muss berücksichtigt werden, wenn die Brenndauer zwischen den Elektroden der Zündkerze auf irgendeiner Weise kleiner als 0.5 ms ist, wegen z. B. durchgeschlagener Isolation der Zündspule, kann das Luft / Kraftstoff-Gemisch aus einem solchen Funken nicht gezündet werden. 3

4 Schaltung der einzelnen Zündung und Anschlüsse für die Diagnose des Systems. Die Schaltungen der einzelnen Zündung sind unten gezeigt. Es sind Verbindungspunkte von Oszilloskopsonden und Hochspannungswandlern zu der diagnostizierten Spule zur Diagnose des Systems durch die primären und sekundären Wellenformen gezeigt. Die Schaltung der einzelnen Zündanlage mit dem externen Zündsteuermodul (Schaltung ist für einen Zylinder dargestellt). 1. Verbindungsstelle eines schwarzen «Krokodil»-Clips der Oszilloskop- Sonde. 2. Verbindungspunkt der Leitung der Oszilloskopsonde. 3. Verbindungspunkt zu einem Signal in einem Sekundärkreis mit Hilfe der universellen kapazitiven Sonde "Cx- M". 4. Installationsort der universellen induktiven Sonde "Lx- M" zum Anschluss an das Signal im Sekundärkreis. 5. Fahrzeugbatterie. 6. Zündschalter. 7. Die kompakte Einzelzündspule ohne das eingebaute Zündsteuermodul. 8. Zündkerze. 9. Das Motorsteuermodul (oder das Zündsteuermodul). 4

5 Innerhalb der einzelnen Zündspule kann ein Zündsteuermodul eingebaut sein. Die Schaltung der einzelnen Zündanlage mit dem eingebauten Zündsteuermodul (die Schaltung ist für einen Zylinder gezeigt). 1. Verbindungsstelle eines schwarzen «Krokodil»-Clips der Oszilloskop- Sonde. 2. Verbindungspunkt der Leitung der Oszilloskopsonde. 3. Verbindungspunkt zu einem Signal in einem Sekundärkreis mit Hilfe der universellen induktiven Sonde "Lx- M". 4. Fahrzeugbatterie. 5. Zündschalter. 6. Die kompakte Einzelzündspule oder Einzelstabzündspule mit dem eingebauten Zündsteuermodul. 7. Zündkerze. 8. Das Motorsteuermodul. 5

6 Diagnose durch die primäre Spannungswellenform Für die Diagnose der einzelnen Zündspule durch die Primärspannung ist es notwendig, die Wellenform der Spannung an der Betriebsleitung der Primärspule der Zündspule mit Hilfe der Oszilloskopsonde zu sehen. Um die primäre Spannungswellenform an der Betriebsleitung der Zündspule zu erhalten, sollte die Oszilloskopsonde an den Analogeingang No. 5 des "USB Autoscope" angeschlossen werden, ein schwarzer «Krokodil»-Clip muss mit "Masse" am Motor verbunden werden, eine Zuleitung von Die Oszilloskopsonde muss parallel zur Betriebsleitung einer Primärspule der Zündspule angeschlossen sein. Anschluss der Oszilloskopsonde an die Betriebsleitung der Primärspule der einzelnen Zündspule. Starten Sie die den Motor. Im Fenster des Programms "USB Oscilloscope" muss "Modus => Zündung => Zündung Primär" gewählt werden. Jetzt wird im Fenster des Programms der primäre Spannungsverlauf der diagnostizierten Zündspule angezeigt. 6

7 Die Spannungswellenform an der Ansteuerleitung für die Primärspule der Einzelzündspule. 1. Der Zeitpunkt des Öffnens des Leistungstransistors des Zündsteuermoduls (der Beginn der Ansammlung der Energie in einem Magnetfeld der Zündspule). 2. Der Moment des Schließens des Leistungstransistors des Zündsteuermoduls (der Strom im primären Schaltkreis unterbricht sofort und es entsteht der Funkenüberschlag zwischen den Elektroden der Zündkerze). 3. Die Stelle des Brennens des Funkens zwischen den Elektroden der Zündkerze. 4. Die gedämpfte Schwingung, die nach dem Ende des Brennens des Funkens zwischen den Elektroden der Zündkerze entsteht. 7

8 Die Spannungswellenform an der Ansteuerleitung für die Primärspule der fehlerhaften Einzelzündspule. Ein Merkmal der Fehlfunktion ist das Nichtvorhandensein der gedämpften Schwingungen am Ende der Brenndauer des Funkens zwischen den Elektroden (die Stelle ist "4" bemerkt). Im Inneren einiger Arten von Einzelzündspulen ist ein Zündsteuermodul eingebaut. Die Steuerleitung der Primärspule solcher Zündspulen befindet sich innerhalb der Zündspule und ist daher unzugänglich, um die Leitung der Oszilloskopsonde mit der Betriebsleitung der Zündspule zu verbinden. Es macht die Diagnose einer solchen einzelnen Zündspule durch die primäre Spannungswellenform unmöglich. In diesem Fall erfolgt die Diagnose der Zündspule mit Hilfe der universellen kapazitiven Sonde "Cx-M" oder der universellen induktiven Sonde "Lx-M" durch die sekundäre Spannungswellenform. 8

9 Diagnose durch die sekundäre Spannungswellenform Bei der Diagnostik der Zündsysteme durch die sekundäre Spannungswellenform,wird die kapazitive Sonde anwendet. Wenn die kapazitive Sonde nicht verwendet werden kann, muss die induktive Sonde verwendet werden. Die Anwendung der kapazitiven Sonde ist besonders bevorzugt, da das mit ihrer Hilfe empfangene Signal die Spannungswellenform in einem Sekundärkreis des diagnostizierten Zündsystems genauer wiederholt. Diagnose durch die sekundäre Spannungswellenform mit Hilfe der kapazitiven Sonde Die kapazitive Sonde zur Diagnose der einzelnen Zündspulen durch die sekundäre Spannungswellenform ist die universelle kapazitive Sonde "Cx-M". Um das Signal mit Hilfe der kapazitiven Sonde zu erhalten, ist in diesem Fall nur möglich, da durch die Sekundärspule der Zündspule das elektrische Feld nicht im Metallschirm entsteht. Solche Zündspulen sind einige kompakte Einzelzündspulen ohne das eingebaute Zündsteuermodul. Kompakte Einzelzündspulen. Zur Diagnose der einzelnen Zündspulen durch die Sekundärspannungs-Wellenform ist mit Hilfe der universellen kapazitiven Sonde "Cx-M" notwendig: der Anschluss der Sonde muss mit dem Eingang "In+" verbunden sein, zu finden an der Frontseite des "USB Autoscope IV"; 9

10 installieren Sie die universelle kapazitive Sonde "Cx-M" an das Gehäuse der diagnostizierten Zündspule, so dass die empfindliche Seite der Platte (schwarze Farbe) so nah wie möglich an der Sekundärwicklung der Spule ist. Diagnose der kompakten Einzelzündspule durch den sekundären Spannungsverlauf mit Hilfe der universellen kapazitiven Sonde "Cx- M". den Motor starten; Wählen Sie im Programm " USB Oscilloscope" "Modus => Zündung => Zündung COP". 10

11 Jetzt wird im Fenster des Programms der sekundäre Spannungsverlauf der diagnostizierten Zündspule angezeigt. Sekundärwellenform der kompakten Einzelzündspule, empfangen mit Hilfe der universellen kapazitiven Sonde "Cx- M". 1. Beginn der Energieansammlung im Magnetfeld der Zündspule (fällt mit dem Zeitpunkt des Öffnens des Leistungstransistors des Zündsteuermoduls zusammen). 2. Der Durchstich des Funkenintervalls zwischen den Elektroden der Zündkerze und den Anfang des Brennens des Funkens (der Moment des Schließens des Leistungstransistors des Zündsteuermoduls). 3. Die Stelle der Verbrennung des Funkens zwischen den Elektroden der Zündkerze. 4. Die gedämpften Schwingungen, die nach dem Ende des Brennens des Funkens zwischen den Elektroden der Zündkerze entstehen. 11

12 Die Wicklungen einiger kompakter Einzelzündspulen werden so ausgeführt, dass die Sekundärwellenform solcher Spulen sich geringfügig von der oben gezeigten Wellenform unterscheidet. Der wesentlichste Unterschied ist das Vorhandensein der gedämpften Schwingungen nach dem Zusammenbruch des Funkenintervalls zwischen den Elektroden der Zündkerze. Sekundärwellenform der kompakten Einzelzündspule, empfangen mit Hilfe der universellen kapazitiven Sonde "Cx-M". Das Vorhandensein von gedämpften Schwingungen nach dem Zusammenbruch eines Funkenintervalls zwischen Elektroden einer Zündkerze (die Stelle ist durch ein Symbol "2" gekennzeichnet) ist eine Konsequenz von Konstruktionsmerkmalen der Spule und nicht eine Eigenschaft einer Fehlfunktion. 12

13 Sekundärwellenform der fehlerhaften kompakten Einzelzündspule, empfangen mit Hilfe der universellen kapazitiven Sonde "Cx-M". Das Merkmal der Fehlfunktion ist die Abwesenheit der gedämpften Schwingungen nach dem Ende des Brennens des Funkens zwischen den Elektroden der Zündkerze (die Stelle ist vom Zeichen "4" bemerkt). Die Zeitparameter der Zündimpulse (Dauer der Energieansammlung im Magnetfeld der Spule, der Zeitpunkt des Auftretens des Funkens, Brennzeit eines Funkens) des Signals, das mit Hilfe der universellen kapazitiven Sonde "Cx-M" empfangen wird, entspricht genau zum echten. Die Form des Signals wiederholt die sekundäre Wellenform des diagnostizierten Zündsystems. Die Amplitudenwerte von Zündimpulsen (eine Durchbruchspannung eines Funkenintervalls, eine Brennspannung eines Funkens) hängen von dem Abstand zwischen der empfindlichen Seite der kapazitiven Sonde und einer Sekundärspule der Zündspule ab je geringer dieser Abstand, desto besser ist die Amplitude vom Signal. Wenn das Zündsteuermodul in die kompakte einzelne Zündspule eingebaut ist, wird in den meisten Fällen der Empfang eines Signals mit Hilfe der kapazitiven Sonde fast unmöglich. Das elektrische Feld, das durch die Sekundärspule entsteht, wird durch den Metallschirm zu stark abgeschirmt. In diesem Fall, muss die Diagnose der sekundären Spannungswellenform mit der universellen induktiven Sonde "Lx-M" durchgeführt werden. 13

14 Diagnose durch die Sekundärspannungswellenform mit Hilfe der universellen induktiven Sonde Die induktive Sonde zur Diagnose der einzelnen Zündspulen für die sekundäre Spannungswellenform ist die universelle induktive Sonde "Lx-M". Die induktive Sonde wird bei der Diagnostik für die sekundäre Spannungswellenform angewandt, wenn der Empfang des Signals mit Hilfe der kapazitiven Sonde unmöglich ist. Solche Zündspulen sind meist stabindividuelle Zündspulen, kompakte Einzelzündspulen mit dem eingebauten Zündsteuermodul und die einzelnen Zündspulen in Modulen integriert. Rod einzelne Zündspulen. Das Zündmodul besteht aus vier einzelnen Stabzündspulen. Diagnose der Sekundärspannung einer Einzelfunkenspule unter Verwendung der Universal Induktiv Messsonde "Lx M": der Anschluss der Sonde muss mit dem Eingang "In+" oder "In-" (in Abhängigkeit der Polarität des empfangenen Signals) verbunden sein, zu finden an der Frontseite des "USB Autoscope IV"; Starte den Motor ; Im "USB Oscilloscope"-Programm wählen Sie "Modus =>Zündung => Zündung _COP"; Legen Sie die Universal Induktiv Messsonde "Lx M" auf die zu diagnostizierende Zündspule. 14

15 Diagnose der einzelnen Stabzündspule durch die sekundäre Spannungswellenform mit Hilfe der universellen induktiven Sonde "Lx-M". Es ist nötig, die Lage der induktiven Sonde "Lx-M" relativ nahe zum Kern der diagnostizierten Zündspule zu wählen, bei der im Fenster des Programms "USB Oscilloscope" die Sekundärspannungswellenform der diagnostizierten Zündspule angezeigt werden soll. 15

16 Sekundärwellenform der Einzelstabzündspule, die mit Hilfe der universellen induktiven Sonde "Lx- M" empfangen wird. 1. Beginn der Energiespeicherung im Magnetfeld der Zündspule (fällt mit dem Zeitpunkt zusammen, wenn der Leistungstransistor des Zündsteuermoduls einschaltet). 2. Durchschlag eines Funkenintervalls zwischen Elektroden einer Zündkerze und Beginn des Funkenbrennens (der Zeitpunkt, zu dem der Leistungstransistor des Zündsteuermoduls ausschaltet). 3. Die Stelle des Funkens, der zwischen den Elektroden der Zündkerze brennt. 4. Die gedämpften Schwingungen, die nach dem Ende des Funkens entstehen, der zwischen den Elektroden der Zündkerze brennt. 16

17 Sekundärwellenform der fehlerhaften Einzelstabzündspule, empfangen mit Hilfe der universellen induktiven Sonde "Lx- M". Ein Merkmal der Fehlfunktion ist die Abwesenheit der gedämpften Schwingungen am Ende des Funkens, der zwischen den Elektroden der Zündkerze brennt (die Stelle ist vom Zeichen "4" bemerkt). 17

18 Sekundärwellenform der fehlerhaften Einzelstabzündspule, empfangen mit Hilfe der universellen induktiven Sonde "Lx- M". Ein Merkmal der Fehlfunktion ist die Abwesenheit der gedämpften Schwingungen am Ende des Funkens, der zwischen den Elektroden der Zündkerze brennt, und der sehr kurzen Zeit des Funkenbrennens. 18