Nyní pokročíme k praxi v automobilové diagnostice. Mnohdy nás k diagnostice zapalovací soustavy dožene špatný chod motoru a na základě zkušeností nebo po „nasměrováním“ sériovým diagnostickým přístrojem zmiňujícím chybu „Porucha zapalování“ nebo „Zjištěno vynechání spalování“.
Nejprve je třeba si uvědomit, že zapalování a spalování není jedno a totéž. Zároveň popis chybového kódu (DTC) „Chyba zapalování“ nemusí být zcela správně formulován.
Rozdíl mezi spalováním a zapalováním
Takže jaký je rozdíl mezi spalováním a zapalováním? Proces spalování u zážehových motorů potřebuje ke své správné funkci prakticky 4 složky: palivo, vzduch (a to vše ve správném poměru), kompresní tlak (tedy bezchybný mechanický stav motoru) a zapalování. U vznětových motorů se naopak zapalování nevyskytuje.
Takže dojde-li k poruše spalování, tak jednou z možných příčin je právě porucha na zapalovací soustavě. V sekundární části zapalovací soustavy se nachází životu nebezpečně napětí!
Nikdy nemanipulujte s měřícími sondami za běhu motoru. Výpadky zapalování mohou mít několik projevů a zároveň několik příčin.
Snáze se odhalují trvalé výpadky zapalování (nejde jeden nebo více válců). Ideální naměřené průběhy na primárním vinutí zapalovací cívky jsou na obrázku 1. Červená křivka zobrazuje napětí, modrá křivka proud.
Obr. 1. Napětí je měřeno vůči kostře vozu, tedy invertovaný signál (cívka je sycena ve chvíli, kdy je spínač sepnut a je naměřeno napětí blízké nule). Ve chvíli sepnutí spínače (čas -2ms) je na cívce plné napájecí napětí a proud začíná exponenciálně narůstat. Ve chvíli rozepnutí spínače se proud prudce přeruší a vlivem skokové změny proud k nule se indukuje na primárním vinutí napětí několikanásobně větší než napájecí napětí. Indukované napětí se přičítá k napájecímu a je několikanásobně zvětšeno převodem indukční cívky a vyvedeno VN kabelem na zapalovací svíčku. Tento přechodný děj způsobuje oscilace, takže je možno naměřit velký překmit obou polarit, ale teprve kladná naměřená špička způsobí zapálení jiskry mezi elektrodami svíčky (v čase 0ms).
Následuje většinou plynulé hoření jiskry po dobu více než 1ms (0÷1,6ms) dokud se nevyčerpá téměř všechna akumulovaná energie z cívky. Po uhasnutí oblouku ještě dojde k menším zákmitům ovšem k opětovnému zapálení jiskry v tuto chvíli většinou nedochází.
Výpadky v primární části zapalování mohou být způsobeny přerušeným nebo zkratovaným spínačem (kladívko zapalování, polovodičový spínač u bezkontaktního zapalování). Na osciloskopu se tato porucha projeví jako konstantní napětí na primární části (vývod 1 indukční cívky). Buď nulové napětí (zkratovaný spínací prvek) nebo napájecí napětí (přerušený spínací prvek).
Druhá možnost je přerušené nebo zkratované primární vinutí zapalovací cívky. K měření na sekundární (tedy vysokonapěťové) části zapalování se používá jako snodna vysokonapěťové kleště HVC95, které jsou přesně uzpůsobeny k měření na zapalovacích kabelech o průměru 3 až 15mm. Měření na sekundární části na zapalování se většinu provádí pomocí induktivních nebo kapacitních kleští.
Praktické popisy a příklady
Obr. 2. Příklad vadné indukční cívky je uveden v následujícím odstavci. Na motoru s jednojiskrovým zapalováním s oddělenými zapalovacími cívkami docházelo k výpadku zapalování při akceleraci a při částečném zatížení. Na volnoběh se výpadky neprojevovaly. HVC95 a prodlužujících zapalovacích kabelů byly změřeny průběhy napětí na sekundární části zapalování na všech válcích. Všechny válce kromě třetího válce měly standardní průběh jako je uveden na obr.
Obr. 3. HVC95 na 2. Na obr. 3. je vidět doba sycení cívky (od času -2ms do 0ms-trigger), která činí 2ms. Následně dojde k přeskoku jiskry prudkým zvýšením sekundárního napětí a následně k hoření jiskry po dobu cca 1,5ms. Tento průběh je zcela v pořádku. Obr. 4. HVC95 na 3. Na obr. 4. je vidět stejná doba sycení cívky jako na 2. válci (2ms). Následně dojde k přeskoku jiskry taktéž jako na ostatních válcích, ale hoření jiskry je zde již podstatně kratší. Doba hoření jiskry na tomto válci je jen asi 0,15ms. K zapálení směsi to sice v tomto případě ještě stačí (volnoběh), ale při obohacení již takto krátká doba hoření jiskry nestačí k zapálení směsi a dochází k výpadku spalování na 3.
Prohozením VN kabelu mezi 2. a 3. válcem a následným měřením VN napětí se zjistilo, že tohto krátké hoření jiskry nezpůsobuje ani VN kabel ani zapalovací svíčka ani samotný 3. Obr. 5. Průběh na sekundární části po výměně zapalovací lišty na 2. a 3.
Špatná směs paliva se vzduchem způsobí špatné podmínky pro přeskok jiskry. Chudá směs nebo žádná směs (tedy jen nasávaný vzduch) sice umožní přeskok jiskry na svíčce, ale zase není co zapálit, takže ani nemůže dojít ke spalování. Příliš bohatá směs zase znemožní přeskok jiskry a dojde k tzv. ulití svíčky a následně už k přeskoku jiskry nemůže dojít tedy ani ke spalování směsi.
Dalším důležitým parametrem je správně nastavený předstih zápalu a jeho regulaci v závislosti na provozních podmínkách. Špatný předstih opět způsobí špatné nebo žádné zapálení směsi v nesprávnou chvíli a motor může trpět rázy a vynecháním zapalování. Na voze s elektronickým vstřikování mlže být tento nedostatek kompenzován delší dobou vstřiku (obohacením), ale motor nebude mít výkon, bude mít nadměrné emise, špatně držet volnoběh atd.
Mezi podmínky pro správný běh motoru patří i mechanické vlastnosti motoru - časování rozvodů. K dobrému plnění válců směsí a výplachu dochází jen při správně nastaveném časování. Přestože jsou tyto hodnoty nastaveny z výroby a při případné výměně rozvodového řemenu by se nemělo časování změnit, tak mnohdy opak je pravdou. Může dojít k odštřižení aretačního klínku/kolíku na rozvodové řemenici nebo nesprávné nastavení rozvodů při výměně řemenu způsobí opět špatné spalování. Stejně jako předchozí část, tak i kompresní tlaky jsou mechanickým parametrem motoru.
V tomto odstavci jsou uvedeny další naměřené průběhy při diagnostice poruch zapalování. Vozidlo přijelo se závadou: špatný chod motoru, rázy, vynechávání spalování. DF062: Obvod zapalovací cívky 2-3/ 1. DEF: Přerušený obvod nebo zkrat/ Náhodná závada. Tímto bychom měli určený okruh kde závadu hledat. Ovšem příčin může být stále ještě hodně. Nejjednodušší bylo změřit průběh napětí na sekundární straně zaplování 2. a 3. válce. Z naměřeného průběhu bylo jasné, že je vadná zapalovací cívky pro 3.
K praktickému řešení a zkušenostem z praxe
Nedávno před pár dny jsem za studena nastartoval, dojel cca 5 km na benzínku, nabral N95 do plna a na další start mi vyhodilo najednou auto chybu „kontrolka motoru“. Auto jelo na všechny válce a celkem v pohodě. Ujel jsme cca 300 km. Po vymazání závad auto jelo za studena jako by na 3 válce. Po vymazání jsem cca 2 dny jezdil a nic. Po dvou dnech opět vyskočila „kontrolka chyby“. Nyní na diagnostice opět závady P0302 a P0303, tedy jiný válec. Zkoušely jsme odpojovat cívky atd. ale nemá na nic vliv. Po zahřátí cca 15 minut a projetí již jede motor ok - pravidelný chod.?
Příčina může být různá: podezření na žravost oleje (svíčky za studeného motoru ven, barva a jejich srovnání), měření zapalovacích cívek, kontrola kabelů a svíček. U některých motorů mohou být zapalovací cívky problémem druhého nejčastějším spouštěčem vynechávání - po spínači brzdových světel. U jiných motorů mohou být problémem kabely ke svíčkám, zapalovací trafo, nebo samotné svíčky.
Pro co nejppravděpodobnější diagnostiku je potřeba ověřit mechanické a elektrické parametry: včasování rozvodů, kompresní tlaky, stav zapalovací soustavy a podmínky hoření v jednotlivých válcích. V praxi se používají měření na primárním vinutí a sekundárním vedení, případně specializované sondy a kleště pro vysoké napětí.
Praktické poznámky a obecná doporučení
- Elektrická výbava zapalovacího systému může být příčinou vynechávání - zkontrolujte cívky, kabely a svíčky.
- Chyby EPC a související kódy mohou souviset s brzdovým spínačem, s čehož plyne důležitá poznámka pro diagnostiku.
- Vždy postupujte systematicky: měření na sekundární straně, posouzení časování a mechanických parametrů motoru.
- U benzinových motorů bývá EPC spojena s řízením plynu; samotná EPC samotná není v technické kontrole vždy posuzována přímo.
Na závěr lze říci, že správné vyřešení poruch vynechání zapalování vyžaduje kombinaci elektrických měření a mechanické kontrole rozvodů a komprese. Správně nastavený čas zapalování a kvalitní zapalovací komponenty jsou klíčové pro stabilní chod motoru a bezchybné spalování.
tags: #audi #vynechavani #tretiho #valce