Page 1

Zbieraj nasze dodatki techniczne w segregatorze i korzystaj z nich w codziennej pracy.

WYSOKIE STANDARDY WYSOKIE OBROTY

UKŁADY ZAPŁONOWE cz. 9

Listwowe cewki zapłonowe ............................................................................... 2

DODATEK TECHNICZNY DO WIADOMOŚCI IC NR 69 Dział szkoleń technicznych Inter Cars SA, grudzień 2016


UKŁADY ZAPŁONOWE

LISTWOWE CEWKI ZAPŁONOWE

Listwowe cewki zapłonowe Na zdjęciu 194 przedstawiono listwową cewkę zapłonową rzędowego silnika czterocylindrowego. Cewki listowe montowane są nad świecami zapłonowymi, tak jak przedstawiono to na rysunku 179 (w części 8 o układach zapłonowych). Cechą charakterystyczną cewek listwowych jest ich budowa blokowa w układzie rzędowym. Nie posiadają one dodatkowych przewodów zapłonowych. Wszystkie wyprowadzenia wysokiego napięcia znajdują się od spodu zespołu. Do połączenia ze świecami zapłonowymi służą krótkie elastyczne łączniki. W przypadku tej cewki zapłonowej złącze służące do połączenia z instalacją elektryczną pojazdu posiada cztery styki. Na rysunku 191 znajdują się dane katalogowe takiej cewki listwowej. Mamy tu informacje dotyczące funkcjonalności styków złącza, podaną rezystancję uzwojeń pierwotnych oraz rezystancję uzwojeń wtórnych. Na rysunku 192 przedstawiono schemat elektryczny połączeń z instalacją elektryczną pojazdu oraz budowę wewnętrzną takiej cewki. Jak widać, są to dwie dwuwyjściowe cewki zapłonowe (każda cewka zapłonowa posiada po dwa wyprowadzenia wysokiego napięcia służące do połączenia ze świecami zapłonowymi). Rozwiązanie takie poznaliśmy już wcześniej. Różnica w tym przypadku polega na tym, że cewki nie posiadają wymiennych przewodów zapłonowych stosowanych w omawianych wcześniej rozwiązaniach z cewkami dwuwyjściowymi.

Rysunek 192. Źródło: Bosch

2

DODATEK TECHNICZNY WIADOMOŚCI

Cewki znajdują się we wspólnej obudowie. W przypadku uszkodzenia jednej cewki konieczna jest wymiana całego podzespołu, ponieważ konstrukcja nie daje możliwości wymiany poszczególnych cewek zapłonowych. Jedna cewka zapłonowa (uzwojenie wtórne) zasila świece zapłonowe pierwszego i czwartego cylindra, zaś druga zasila świece zapłonowe drugiego i trzeciego cylindra. Uzwojenia pierwotne mają wspólne zasilanie z dodatniego bieguna oraz indywidualne połączenia drugiego końca (styki 1 i 2 złącza cewki) odpowiednio ze stykami złącza sterownika silnika oznaczonymi jako L3 i M3 w złączu B (na schemacie oznaczone jako B-L3 i B-M3). W tym rozwiązaniu sterownik silnika bezpośrednio załącza i rozłącza prąd uzwojeń pierwotnych cewek zapłonowych.

Zdjęcie 194. Źródło: Motointegrator

Rysunek 191. Źródło: FACET


UKŁADY ZAPŁONOWE

LISTWOWE CEWKI ZAPŁONOWE

Na zdjęciu 195 przedstawiono nieco inaczej wyglądającą cewkę listwową. W tym przypadku zespół cewek znajdujący się w jednej obudowie nie jest montowany bezpośrednio nad świecami zapłonowymi, ale jest nieco odsunięty i umieszczony skośnie. Wspólna obudowa oraz brak „klasycznych” przewodów zapłonowych klasyfikuje to rozwiązanie do grupy cewek listwowych. Tutaj złącze elektryczne cewki także posiada cztery styki. Na rysunku 193 znajduje się fragment schematu elektrycznego przedstawiający układ połączeń uzwojeń zespolonej cewki listwowej ze zdjęcia 195 wraz z połączeniami z instalacją elektryczną pojazdu. Tak jak poprzednio jest to układ dwóch dwuwyjściowych cewek zapłonowych. Uzwojenia pierwotne analogicznie do omówionej wcześniej cewki mają wspólne zasilanie z dodatniego bieguna, zaś pozostałe końce uzwojeń mają indywidualne połączenia ze stykami złącza sterownika silnika. Inne są jedynie oznaczenia, ponieważ schemat dotyczy zupełnie innego samochodu, rozwiązanie jednak jest takie samo. Przepływ prądu przez uzwojenia pierwotne sterowane jest bezpośrednio przez sterownik (prąd cewek płynie przez sterownik silnika).

Zdjęcie 195. Źródło: Motointegrator

Rysunek 193. Źródło: IC Technika

Na zdjęciu 196 znajduje się cewka listwowa odbiegająca trochę wyglądem od zaprezentowanych wcześniej. W tym przypadku wyraźnie widoczne są znajdujące się obok siebie dwie cewki z metalowymi rdzeniami transformatorów. Nad pozostałymi dwoma wyprowadzeniami do połączenia ze świecami zapłonowymi nie widać cewek, obudowa w tym miejscu wygląda zupełnie inaczej. Na podstawie samego wyglądu takiej cewki listwowej można się spodziewać, że składa się ona z dwóch dwuwyjściowych cewek zapłonowych. Na rysunku 194 przedstawiono schemat elektryczny połączeń dla takiej cewki zapłonowej. Są to dwie cewki dwuwyjściowe (każda z cewek zasila po dwie świece zapłonowe). Połączenie uzwojeń pierwotnych jest analogiczne do przedstawionych wcześniej przypadków. Tu również mamy wspólne zasilanie cewek niskiego napięcia (połączone ze sobą końce uzwojeń), w tym przypadku z jednostki sterującej układu zasilania oznaczonej na schemacie jako E6 oraz oddzielne połączenia pozostałych końców uzwojeń cewek ze stykami złącza sterownika silnika. Różnica w podłączeniu do instalacji elektrycznej pojazdu polega na tym, że w tym przypadku mamy dodatkowe połączenie styku numer 3 złącza cewki (styk połączony z zasilaniem poprzez styk numer 4 oraz z parą końców uzwojeń pierwotnych) ze stykiem AG3 złącza sterownika silnika oznaczonego tutaj jako E1. Na rysunku 195 przedstawiono dane katalogowe cewki, gdzie mamy rozmieszczenie styków w złączu cewki oraz informacje odnośnie ich funkcjonalności. Jak widać dwa styki służą do połączenia z ujemnym biegunem zasilania (końce uzwojeń pierwotnych połączonych ze sterownikiem silnika), jeden styk służy do połączenia z dodatnim biegunem zasilania (wspólne zasilanie uzwojeń pierwotnych), natomiast styk numer 3 oznaczony jako „OUT” to wyjście. Ponadto w przedstawionych danych katalogowych mamy informacje dotyczące rezystancji uzwojeń pierwotnych oraz wtórnych i rodzaj wyprowadzeń wysokiego napięcia z cewki zapłonowej.

Zdjęcie 196. Źródło: Motointegrator

DODATEK TECHNICZNY WIADOMOŚCI

3


UKŁADY ZAPŁONOWE

LISTWOWE CEWKI ZAPŁONOWE

Rysunek 194. Źródło: IC Technika

Rysunek 195. Źródło: EPS

Zdjęcie 197. Źródło: listado.mercadolibre

4

DODATEK TECHNICZNY WIADOMOŚCI

Na zdjęciu 197 przedstawiono cewkę listwową, która w złączu służącym do podłączenia do instalacji elektrycznej pojazdu także ma cztery styki, ale ta cewka posiada sześć wyjść wysokiego napięcia. Jest to cewka zapłonowa przeznaczona do sześciocylindrowego silnika rzędowego. Zastosowano tu zintegrowane w jednej obudowie trzy cewki zapłonowe, z których każda ma po dwa wyjścia wysokiego napięcia. Dla każdej z cewek zapłonowych jedno z wyjść WN połączone jest z początkiem uzwojenia wtórnego, natomiast drugie wyjście WN połączone jest z końcem uzwojenia wtórnego. Mamy tu przykład zwielokrotnionego układu dwuwyjściowej cewki zapłonowej pracującej w tzw. układzie traconej iskry. Połączenia wyprowadzeń wysokiego napięcia z cewki listwowej z przyłączami wysokiego napięcia świec zapłonowych wykonane są w postaci sprężynek zapewniających dobre dopasowanie elementów oraz skuteczne połączenie elektryczne. Przewodzące prąd elementy sprężyste umieszczone są w elastycznych osłonach wykonanych z materiału izolacyjnego. Jak widać na zdjęciu 197 są to elementy, które mogą być demontowane i wymieniane niezależnie od samej cewki listwowej. Elastyczne osłony mocowane są do wyprowadzeń znajdujących się w obudowie cewki listwowej. Osłony te wykonane są w ten sposób, że na stałe trzymają się obudowy cewki umożliwiając łatwy montaż i demontaż zespołu, ale jednocześnie po zamontowaniu cewki na głowicy dobrze przylegają do izolatorów świec zapłonowych stanowiąc skuteczną osłonę.


UKŁADY ZAPŁONOWE

LISTWOWE CEWKI ZAPŁONOWE

Rozwiązanie tego typu jest powszechnie stosowane w listwowych cewkach zapłonowych, co widoczne jest także na innych zdjęciach. Złącze elektryczne listwy po stronie niskiego napięcia jest czterostykowe. Każda z cewek zapłonowych posiada po dwa wyprowadzenia z uzwojenia pierwotnego. W zestawie jest więc w sumie sześć wyprowadzeń z uzwojeń pierwotnych. W przedstawionym tu przykładzie początki lub końce (w zależności od kierunku nawinięcia i polaryzacji) wszystkich trzech uzwojeń pierwotnych są połączone ze sobą oraz z jednym stykiem ze złącza elektrycznego po stronie niskiego napięcia. Jest to wspólne zasilanie z instalacji elektrycznej pojazdu z zacisku 15 (tzw. „plus po zapłonie”). Pozostałe trzy styki ze złącza elektrycznego stanowią pojedyncze indywidualne połączenia z odpowiednimi pozostałymi wyprowadzeniami uzwojeń pierwotnych cewek zapłonowych listwy. We właściwym momencie, na określony czas każde z tych wyprowadzeń zostaje połączone z masą elektryczną, w wyniku czego następuje przepływ prądu przez uzwojenie pierwotne odpowiedniej cewki zapłonowej. W momencie odcięcia zasilania w wyniku samoindukcji oraz transformowania napięcia w uzwojeniu wtórnym powstaje wysokie napięcie umożliwiające przeskok iskry na świecach zapłonowych odpowiednich cylindrów. Układ uzwojeń i połączeń elektrycznych dla takiej cewki zapłonowej przedstawiono na rysunku 196. Na schemacie tym wyprowadzenia z uzwojeń wysokiego napięcia przestawiono kolejno tak jak rozmieszczone są transformatory (poszczególne cewki zapłonowe). W rzeczywistości wyjścia wysokiego napięcia z cewki listwowej nie są tak rozmieszczone. Patrząc na zdjęcie 197 oraz na rysunek 196 można by odnieść wrażenie, że wyjścia z cewki T1 to cylindry 1 i 2 lub 6 i 5 zależnie od punktu odniesienia, wyjścia z cewki T2 to cylindry 3 i 4 (lub 4 i 3) zaś wyjścia z cewki T3 to cylindry 5 i 6 (lub 2 i 1).

Jak zostało to już wcześniej omówione (w części 6 o układach zapłonowych, na przykładzie rzędowego silnika czterocylindrowego) w przypadku cewek dwuwyjściowych pracujących w tzw. „układach iskry traconej” każde wyjście musi być przyporządkowane do konkretnego cylindra zgodnie z kolejnością zapłonu. Dla kolejności zapłonu w sześciocylindrowym silniku rzędowym 1-5-3-6-2-4 na rysunku 197 podano przyporządkowanie wyjść wysokiego napięcia z cewek zapłonowych do odpowiednich cylindrów silnika. Zainteresowanym tematem proponujemy na wzór ćwiczenia dotyczącego czterocylindrowego silnika rzędowego o kolejności zapłonu 1-3-4-2 (grafika zamieszczona na rysunku 138 w części 6) rozrysować poszczególne fazy pracy dla rzędowego silnika sześciocylindrowego o kolejności zapłonu 1-5-3-6-2-4 i sprawdzenie czy na rysunku 197 poprawnie podano numery cylindrów dla wszystkich wyjść wysokiego napięcia z trzech cewek znajdujących się w cewce listwowej. Chodzi o to czy faktycznie przy podanej kolejności zapłonu iskra może się pojawić w tym samym czasie w cylindrach 1 oraz 6, jaki cykl pracy będzie w cylindrze 6, gdy w cylindrze 1 nastąpi zapłon mieszanki, a jaki będzie cykl pracy w cylindrze 1, gdy nastąpi zapłon w cylindrze 6 podczas końca suwu sprężania. Tak samo należy przeanalizować, jakie cykle pracy będą w poszczególnych cylindrach, gdy iskra przeskoczy jednocześnie na świecach 2 i 5 cylindra oraz 3 i 4 cylindra. Na rysunku 198 przedstawiono symbolicznie położenie wykorbień wału korbowego rzędowego silnika sześciocylindrowego i ich wzajemne przesunięcie kątowe. Tu mamy przesunięcia o 120°, w silniku czterocylindrowym wykorbienia były przesunięte o 180°. Należy to uwzględnić w tych rozważaniach oraz pamiętać o tym, że mamy do czynienia z silnikami czterosuwowymi, gdzie niezależnie od liczby cylindrów pełen obieg pracy odbywa się w ciągu dwóch obrotów wału korbowego, co odpowiada 720°.

Rysunek 196. Źrodło: Inter Cars

DODATEK TECHNICZNY WIADOMOŚCI

5


UKŁADY ZAPŁONOWE

LISTWOWE CEWKI ZAPŁONOWE

Rysunek 197. Źródło: Inter Cars

Rysunek 198. Źrodło: Inter Cars

Na zdjęciu 198 mamy kolejny przykład cewki listwowej. W tym przypadku złącze cewki posiada pięć styków. Na zdjęciu widać jednak, że złącze konstrukcyjnie przystosowane jest do sześciu styków. W tym przypadku wykorzystano jedynie pięć styków. Połączenie takiej cewki listwowej z instalacją elektryczną pojazdu przedstawiono na schemacie elektrycznym znajdującym się na rysunku 199. Na rysunku 201 mamy dane katalogowe takiej cewki. Zgodnie z tymi danymi cztery styki złącza podłączane są do ujemnego bieguna zasilania natomiast jeden styk złącza powinien być podłączony do dodatniego bieguna zasilania. Dodatkowo mamy też orientacyjny wygląd przebiegu napięcia na stykach złącza oznaczonych na przedstawionym schemacie jako 3, 4, 5 i 6. Oscylogram zamieszczony na rysunku 200 ma charakter ogólny, dlatego nie posiada konkretnych wartości. Zaznaczona jednak jest linia odniesienia oznaczona jako „0” odpowiadająca potencjałowi masy elektrycznej.

6

DODATEK TECHNICZNY WIADOMOŚCI

Z przebiegu tego wynika, że na stykach złącza podczas pracy silnika panuje dodatnie napięcie, które na określony czas gwałtownie spada do zera (potencjał masy) a następnie gwałtownie wzrasta znacznie przekraczając pierwotną dodatnią wartość napięcia. Później wartość napięcia nieco się zmienia aż w końcu następuje gwałtowny spadek do pierwotnej wartości dodatniego napięcia jakie było na początku analizowanego przebiegu. Rysunek ten pochodzący z programu technicznego dla warsztatów ma na celu zobrazowanie jakiego rodzaju przebiegu powinniśmy się spodziewać podczas badania oscyloskopowego. Rzeczywiste oscylogramy z tego typu układów zapłonowych będą przedstawione w dalszej części. Mając pewne doświadczenie w korzystaniu z przedstawionych tu informacji oraz bazując na tym, co do tej pory zostało już powiedziane na temat układów zapłonowych, korzystania z informacji katalogowych i schematów elektrycznych można dostrzec pewne rozbieżności w tym, co znajduje się na rysunkach


UKŁADY ZAPŁONOWE

LISTWOWE CEWKI ZAPŁONOWE

199, 200 i 201, choć jednocześnie przedstawione tu informacje się uzupełniają. W praktyce układ prądowy zasilania uzwojeń pierwotnych cewek zapłonowych znajduje się w sterowniku silnika i wtedy cewki podłączone są bezpośrednio do sterownika silnika (oczywiście poprzez przewody instalacji elektrycznej) albo jest oddzielny układ zasilania, który może być zintegrowany z cewkami zapłonowymi i w takim przypadku sterownik nie jest obciążany prądem obwodu pierwotnego. W takim przypadku sterownik silnika jedynie wysyła sygnały sterujące. Na schemacie elektrycznym każdy ze styków 3, 4, 5, 6 złącza cewki połączony jest z dwoma stykami złącza sterownika silnika. Rozwiązanie takie stosuje się najczęściej wtedy, gdy styki złącza są małych rozmiarów i mają ograniczoną obciążalność, a podłączony do nich układ lub element wymaga zasilania większym prądem. Z drugiej strony na schemacie wewnątrz zespolonej cewki listwowej pokazano element symbolizujący układ elektroniczny. Jego umiejscowienie sugeruje, że uzwojenia pierwotne cewek są zasilane poprzez ten układ. Z kolei stoi to w pewnej sprzeczności z danymi katalogowymi, na podstawie których wiemy, że możliwy jest pomiar rezystancji uzwojeń pierwotnych (w tym przypadku jest to 0,63 Ω), natomiast ze względu na elementy elektroniczne nie można dokonać pomiaru rezystancji uzwojeń wtórnych. Zgodnie ze schematem w każdej cewce jedno z wyprowadzeń uzwojenia wtórnego podłączone jest do układu elektronicznego.

Analogiczne rozrysowanie na schemacie elektrycznym budowy cewki listwowej mamy na rysunku 204. Do dokładniejszego omówienia tego zagadnienia wykorzystamy cewkę ze zdjęcia 199, która zostanie także poddana badaniom. Należy tu jedynie jeszcze wspomnieć, że zgodnie ze schematem elektrycznym z rysunku 199 zasilanie z dodatniego bieguna (poprzez włącznik zapłonu) cewki listwowej odbywa się na styku numer 2 złącza. Połączenie z masą elektryczną odbywa się tu poza złączem stykowym. Dlatego w złączu znajduje się tylko pięć styków.

Zdjęcie 198. Źródło: Motointegrator

Rysunek 199. Źródło: Bosch

DODATEK TECHNICZNY WIADOMOŚCI

7


UKŁADY ZAPŁONOWE

LISTWOWE CEWKI ZAPŁONOWE

W tym przypadku obwód zasilania z dodatniego bieguna instalacji elektrycznej poprzez włącznik zapłonu (linia 15) posiada dodatkowo styki zwierne przekaźnika K20 oraz bezpiecznik F6. Do połączenia z masą elektryczną wykorzystywany jest styk E. Na schemacie tym nie ma żadnych szczegółów dotyczących budowy wewnętrznej zespołu cewek. Na rysunku 204 przedstawiono schemat elektryczny podłączenia takiej samej cewki, ale schemat ten pochodzi z innego źródła. Chociaż na obydwu schematach nieco inaczej rozmieszczono wyprowadzenia, to oczywiście połączenia są takie same. Na rysunku 204 widoczny jest częściowo układ połączeń wewnątrz cewki. Na podstawie tego rysunku nie można jednak dokładnie określić, jaka jest budowa wewnętrzna omawianej cewki listwowej ani określić powiązania odpowiednich styków złącza z konkretnymi cewkami wysokiego napięcia. Inaczej, nie możemy na podstawie tego schematu ustalić, który ze styków A, B, C, D jest związany z wytwarzaniem wysokiego napięcia na konkretnym wyjściu cewki (z którym cylindrem jest powiązany). Nie można też ustalić, jaki jest układ połączeń uzwojeń pierwotnych z instalacją elektryczną, ponieważ tak jak na rysunku 199 wewnątrz cewki znajduje się symbolicznie przedstawiony układ elektroniczny.

Rysunek 200. Źródło: Autodata

Rysunek 201. Źródło: EPS

Na zdjęciu 199 mamy cewkę listwową ze złączem przyłączeniowym do instalacji elektrycznej pojazdu posiadającym sześć styków. Oznaczenie funkcjonalności styków oraz ich rozmieszczenie w złączu znajdują się w danych katalogowych przedstawionych na rysunku 202. Ponadto podobnie jak w przypadku poprzednio opisywanej cewki według tych danych pomiar rezystancji jest możliwy tylko dla uzwojeń pierwotnych (w tym przypadku rezystancja wynosi 0,70 Ω). Ze względu na występowanie elementów elektronicznych nie można dokonać bezpośredniego pomiaru rezystancji uzwojeń wtórnych. Na rysunku 203 przedstawiono fragment schematu elektrycznego podłączenia takiej cewki zapłonowej do instalacji elektrycznej pojazdu. Zgodnie ze schematem wyprowadzenia służące do połączenia z instalacją mają oznaczenia literowe A, B, C, D, E i F. Styki A, B, C, D służą do połączenia ze sterownikiem silnika. Styk F to zasilanie cewki listowej.

8

DODATEK TECHNICZNY WIADOMOŚCI

Zdjęcie 199. Źródło: Motointegrator

Rysunek 202. Źródło: KW


UKŁADY ZAPŁONOWE

LISTWOWE CEWKI ZAPŁONOWE

Rysunek 203. Źródło: Autodata

DODATEK TECHNICZNY WIADOMOŚCI

9


UKŁADY ZAPŁONOWE

LISTWOWE CEWKI ZAPŁONOWE

Rysunek 204. Źródło: Bosch

Zdjęcie 200. Źródło: Inter Cars

Zdjęcie 201. Źródło: Inter Cars

Skoro ze schematu nie wynika, jakie jest przyporządkowanie styków A, B, C i D do cewek poszczególnych cylindrów, to należy skorzystać z innego sposobu. W praktyce bez problemu można to ustalić, korzystając z oscyloskopu. Sposób podłączenia przedstawiono na zdjęciach. Zgodnie ze zdjęciem 200 ze styku A (na górze złącza) pobierano sygnał na kanale „żółtym” oscyloskopu, ze styku B

10

DODATEK TECHNICZNY WIADOMOŚCI

(w środku złącza) pobierano sygnał na kanale „zielonym” oscyloskopu, ze styku C (na dole złącza) pobierano sygnał na kanale „czerwonym” oscyloskopu zaś ze styku D (na dole złącza w drugim szeregu) pobierano sygnał na kanale „niebieskim” oscyloskopu. Oznaczenia literowe znajdujące się po obydwu stronach złącza widoczne są na zdjęciu 201 (w tym przypadku wtyk jest wypięty z gniazda cewki). Za pomocą igieł pomiarowych pobierano sygnały z obwodów pierwotnych cewek zapłonowych. W tym przypadku korzystano z oscyloskopu czterokanałowego ponieważ pomiary wykonywane były na układzie zapłonowym z czterema uzwojeniami pierwotnymi. Do określenia omawianą metodą powiązania poszczególnych styków złącza z konkretnymi cewkami poszczególnych cylindrów wystarczy oscyloskop dwukanałowy. W takim przypadku styki będą identyfikowane pojedynczo. Jeden kanał podłączony jest do konkretnego styku złącza cewki (w tym przypadku oznaczonych jako A, B, C, D), natomiast drugi kanał wykorzystywany jest do pobierania sygnału z obwodu wtórnego. Na zdjęciu 202 pokazano wykorzystanie w tym celu sondy zbliżeniowej przykładanej do cewki zapłonowej (tu akurat do cewki trzeciego cylindra). Jeśli np. będziemy ustalać przyporządkowanie styku A w złączu cewki, to na ekranie oscyloskopu będziemy obserwować przebieg sygnału ze złącza A. W naszym przypadku (przy podłączeniu zaprezentowanym na zdjęciach 200 i 201) byłby to przebieg z kanału „żółtego”. Sondę zbliżeniową połączoną z drugim kanałem oscyloskopu przykładamy kolejno do cewek zapłonowych poszczególnych cylindrów. Należy zwrócić uwagę na to,


UKŁADY ZAPŁONOWE

LISTWOWE CEWKI ZAPŁONOWE

że miejsce przyłożenia sondy nie może być dowolne bowiem nie zawsze uzyskamy sygnał, którego przebieg będzie widoczny na ekranie oscyloskopu. Przykładowo przykładanie sondy od góry obudowy cewki w tym przypadku nie dawało zadowalających efektów. Miejsce przyłożenia sondy można określić doświadczalnie. Dobry sygnał otrzymano po przyłożeniu sondy z boku cewki tak jak na zdjęciu 202. Po przyłożeniu sondy obwodu wtórnego do cewki konkretnego cylindra obserwujemy oba przebiegi. Jeśli przebiegi (charakterystyczne fragmenty przebiegów) w obydwu kanałach będą zbieżne w czasie, to oznacza, że styk złącza, z którego pobierany jest sygnał obwodu pierwotnego, powiązany jest z cewką zapłonową tego cylindra, do cewki którego aktualnie jest przykładana sonda zbliżeniowa.

Zdjęcie 202. Źródło: Inter Cars

Jeśli przebiegi obwodu pierwotnego i wtórnego są przesunięte w czasie, to oczywiście oznacza, że styk złącza, z którego pobierany jest sygnał obwodu pierwotnego, nie jest powiązany z cewką cylindra, przy której znajduje się sonda wysokiego napięcia. Na zdjęciu 203 przedstawiono oscylogram z przebiegów niskiego napięcia z trzech cewek zapłonowych (kolory: czerwony, żółty i niebieski) oraz jeden

przebieg sygnału wysokiego napięcia pobieranego z sondy zbliżeniowej (przebieg koloru zielonego). Jak widać, zbieżne w czasie są przebiegi w kolorze żółtym oraz zielonym. W czasie tego pomiaru sonda zbliżeniowa znajdowała się przy cewce zapłonowej trzeciego cylindra (zgodnie ze zdjęciem 202). Kolory przebiegów niskiego napięcia cewek zapłonowych są zbieżne z kolorami przewodów i kolorowymi oznaczeniami kanałów oscyloskopu. Zgodnie z wcześniejszym opisem stosowano następujące połączenia: styk A złącza cewki to żółty przewód i żółty kanał oscyloskopu, styk B złącza cewki to zielony przewód, ale w tym przypadku nie był on podłączony do zielonego kanału oscyloskopu, ponieważ do kanału tego podłączona była sonda zbliżeniowa, styk C złącza cewki to czerwony przewód i czerwony kanał oscyloskopu, zaś styk D złącza cewki to niebieski przewód i niebieski kanał oscyloskopu. Jak z tego wynika styk A złącza analizowanej cewki listwowej przyporządkowany jest do uzwojenia pierwotnego cewki trzeciego cylindra. Przemieszczając sondę zbliżeniową i analizując oscylogramy, ustalimy, że styk C złącza tej cewki listwowej przyporządkowany jest do uzwojenia pierwotnego cewki pierwszego cylindra, a styk D złącza przyporządkowany jest do uzwojenia pierwotnego cewki czwartego cylindra. Aby potwierdzić, że styk B złącza cewki przyporządkowany jest do uzwojenia pierwotnego cewki drugiego cylindra należy w tym przypadku ponownie podłączyć zielony przewód do wejścia zielonego kanału oscyloskopu a sondę zbliżeniową podłączyć do jednego z pozostałych kanałów (żółtego, czerwonego lub niebieskiego). Gdy sondę zbliżeniową umieścimy przy cewce drugiego cylindra to oscylogramy napięcia pierwotnego sygnału pobieranego ze styku B złącza cewki (zielony przebieg) i sygnału z sondy zbliżeniowej będą zbieżne w czasie.

Zdjęcie 203. Źródło: Inter Cars

DODATEK TECHNICZNY WIADOMOŚCI

11


UKŁADY ZAPŁONOWE

LISTWOWE CEWKI ZAPŁONOWE

Zdjęcie 204. Źródło: Inter Cars

Zdjęcie 205. Źródło: Inter Cars

W przypadku gdybyśmy nie dysponowali sondą zbliżeniową to możemy dokonać analogicznej identyfikacji powiązania styków złącza cewki z uzwojeniami pierwotnymi poszczególnych cewek zapłonowych wykorzystując do tego sondę pojemnościową zapinaną na przewód zapłonowy. W tym celu należy zdemontować cewkę listwową, a wyjścia wysokiego napięcia połączyć ze świecami zapłonowymi odpowiednimi przewodami zapłonowymi. Do tego testu użyto przewodów wysokiego napięcia znajdujących się w zestawie akcesoriów oscyloskopu. Sposób połączenia przedstawiono na zdjęciu 204. Jak widać na zdjęciu sonda pojemnościowa znajduje się na przewodzie wysokiego napięcia łączącego cewkę zapłonową trzeciego cylindra ze świecą zapłonową (oczywiście również trzeciego cylindra). Oscylogramy sygnałów z uzwojeń pierwotnych oraz z sondy pojemnościowej reprezentujący obwód wtórny trzeciego cylindra przedstawiono na zdjęciu 205. W tym przypadku sondę pojemnościową podłączono do kanału niebieskiego oscyloskopu. Analogicznie do stosowanych wcześniej podłączeń sygnał ze styku A złącza cewki dostępny był na kanale żółtym oscyloskopu, sygnał ze styku B złącza cewki dostępny

12

DODATEK TECHNICZNY WIADOMOŚCI

był na kanale zielonym oscyloskopu, zaś sygnał ze styku C złącza cewki dostępny był na kanale czerwonym oscyloskopu. Zgodność w czasie pików napięciowych obwodu pierwotnego oraz wtórnego mamy dla przebiegów żółtego oraz niebieskiego. Ponieważ sonda pojemnościowa znajduje się na przewodzie podłączonym do cewki zapłonowej trzeciego cylindra (niebieski kanał oscyloskopu i niebieski przebieg na oscylogramie), zgodność w czasie zmian przebiegów niebieskiego i żółtego oznacza, że żółty przebieg odzwierciedla zmiany napięć w obwodzie pierwotnym cewki zapłonowej trzeciego cylindra. Stąd już prosty wniosek, że styk A złącza cewki listwowej (w testach podłączony do kanału żółtego oscyloskopu) powiązany jest z uzwojeniem pierwotnym cewki zapłonowej trzeciego cylindra. W analogiczny sposób identyfikujemy powiązania pozostałych styków B, C i D z uzwojeniami pierwotnymi cewek zapłonowych odpowiednio drugiego, pierwszego i czwartego cylindra.


UKŁADY ZAPŁONOWE

LISTWOWE CEWKI ZAPŁONOWE

Zdjęcie 206. Źródło: Inter Cars

Mamy już zidentyfikowane styki A, B, C i D złącza omawianej cewki listwowej. Korzystając z informacji znajdujących się na rysunku 202 oraz na schemacie elektrycznym (rysunek 204) możemy stwierdzić, że styk E złącza połączony jest z masą elektryczną zaś styk F z dodatnim biegunem zasilania. Potwierdzają to wyniki pomiarów wykonanych na instalacji elektrycznej samochodów z taką cewką zapłonową. Z kolei pomiary rezystancji uzwojeń pierwotnych cewek zapłonowych poszczególnych cylindrów (wtyczka odłączona od gniazda) dostarczają dodatkowych informacji. Zgodnie z danymi katalogowymi dla takiej cewki możliwy jest pomiar rezystancji uzwojenia pierwotnego i dla każdej z cewek poszczególnych cylindrów wartość ta powinna wynosić około 0,70 Ω. Pomiaru dokonujemy pomiędzy stykiem E złącza oraz odpowiednio stykami A, B, C i D dla poszczególnych uzwojeń pierwotnych. Oznacza to, że styk E stanowi wspólne połączenie dla wszystkich czterech uzwojeń pierwotnych. Zestawiając to z wartościami napięć odczytanych z oscylogramu (np. na zdjęciu 206) można stwierdzić, że w takiej cewce listowej wszystkie uzwojenia pierwotne są na stałe połączone z dodatnim biegunem zasilania (poprzez włącznik zapłonu) zaś drugi koniec każdego z nich podczas pracy silnika jest okresowo łączony z masą elektryczną (na czas ładowania cewki) poprzez sterownik silnika. Potwierdza to kształt przebiegu widoczny na oscylogramie, charakterystyczny dla zmian napięcia na końcach uzwojenia pierwotnego cewki zapłonowej. Zatem przedstawienie graficzne budowy wewnętrznej cewki listwowej w takiej postaci jak na rysunku 204 należy traktować umownie uwzględniając jedynie (w tym przypadku), że należy się spodziewać elementów elektronicznych wewnątrz cewki.

Potwierdza to informacja na rysunku 202, zgodnie z którą ze względu na elementy elektroniczne nie jest możliwy pomiar rezystancji uzwojeń wtórnych. I faktycznie tak jest. Używając zwykłego omomierza nie można dokonać takiego pomiaru.

Zdjęcie 207. Źródło: KW

Rysunek 205. Źródło: KW

DODATEK TECHNICZNY WIADOMOŚCI

13


UKŁADY ZAPŁONOWE

LISTWOWE CEWKI ZAPŁONOWE

Rysunek 206. Źródło: Autodata

Rysunek 207. Źródło: Bosch

14

DODATEK TECHNICZNY WIADOMOŚCI


UKŁADY ZAPŁONOWE

LISTWOWE CEWKI ZAPŁONOWE

Na zdjęciu 207 przedstawiono przykład innej cewki listwowej. W tym przypadku złącze również posiada sześć styków. Ich rozmieszczenie i funkcjonalność widoczne są na rysunku 205 przedstawiającym dane katalogowe. Funkcjonalność styków złącza tej cewki listwowej są takie same jak dla wcześniej omawianej cewki. Cztery styki oznaczone są jako „-”, jeden jako GND, czyli masa elektryczna, a jeden jako „+”. W tym przypadku także możliwy jest bezpośredni pomiar rezystancji uzwojeń pierwotnych cewek zapłonowych poszczególnych cylindrów. Symbol diody w danych katalogowych informuje, że ze względu na elementy elektroniczne nie jest możliwy bezpośredni pomiar rezystancji uzwojeń wtórnych cewek zapłonowych. Dlatego też nie ma tam podanej rezystancji uzwojeń wtórnych. Na rysunku 206 przedstawiono fragment schematu elektrycznego podłączenia takiej cewki listwowej do instalacji elektrycznej pojazdu. Styk 1 złącza cewki połączony jest z masą elektryczną, a styk 2 poprzez bezpiecznik połączony jest z dodatnim biegunem zasilania (zacisk 15, czyli zasilanie poprzez włącznik zapłonu). Styki 3, 4, 5 i 6 złącza cewki poprzez przewody instalacji elektrycznej połączone są z wyprowadzeniami złącza sterownika silnika. W tym przypadku każdy ze styków złącza cewki połączony jest z dwoma stykami złącza sterownika silnika. Rozwiązanie takie z reguły stosuje się w przypadku występowania większych prądów obciążających styki złącza sterownika silnika. Na schemacie symbolicznie przedstawiono budowę wewnętrzną cewki zaznaczając, że znajduje się tam transformator oraz elementy elektroniczne. Na tej podstawie jednak nie można powiedzieć nic konkretnego na temat budowy wewnętrznej cewki listwowej.

w uzwojeniu wtórnym indukuje się napięcie określone jako napięcie aktywacji mające charakter gasnących oscylacji (na zdjęciu 208 najwyższą wartość tego napięcia zaznaczono żółtą strzałką). W momencie odcięcia zasilania uzwojenia pierwotnego cewki powstaje, jak wiemy, w wyniku samoindukcji elektromagnetycznej gwałtowny skok napięcia, który transformowany do uzwojenia wtórnego widoczny jest na oscylogramie w postaci piku. Na rysunku 208 punkt ten opisany jest jako iskra zapłonowa, zaś na zdjęciu 208 jest zaznaczony czerwoną strzałką. Napięcie aktywacji w określonych warunkach może mieć wystarczającą wartość do spowodowania przeskoku iskry między elektrodami świecy zapłonowej (tzw. iskra aktywacji). Zjawisko to byłoby niekorzystne, ponieważ mogłoby dochodzić do przedwczesnego zapłonu. Jak wiemy, zgodnie z zasadą działania układu zapłonowego iskra zapłonowa powinna pojawiać się pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej w chwili odcięcia zasilania uzwojenia pierwotnego cewki zapłonowej. W klasycznych układach zapłonowych z mechanicznym rozdzielaczem wysokiego napięcia (rysunek 209) oprócz przerwy między elektrodami świecy zapłonowej była dodatkowa przerwa między obracającą się elektrodą palca rozdzielacza oraz nieruchomą elektrodą boczną kopułki rozdzielacza. W takim układzie do zainicjowania iskry zapłonowej na świecy potrzebne jest wyższe napięcie niż napięcie aktywacji. Ze względu na swoją konstrukcję układ zapłonowy z mechanicznym rozdzielaczem wysokiego napięcia zabezpieczony był przed niekorzystnym zjawiskiem powstania iskry na elektrodach świecy zapłonowej pod wpływem napięcia aktywacji.

Na rysunku 207 przedstawiono fragment schematu elektrycznego sterowania silnika z podłączeniem omawianej cewki zapłonowej do instalacji elektrycznej pochodzący z innego źródła. W tym przypadku przedstawiono układ połączeń dla uzwojeń pierwotnych i wtórnych cewek zapłonowych poszczególnych cylindrów. Dodatkowym elementem znajdującym się wewnątrz cewki listwowej przedstawionym na tym schemacie elektrycznym jest dioda. Jak wynika z tego rysunku jest to jedyny element elektroniczny wewnątrz cewki. Dioda ta zamontowana jest w układzie wysokiego napięcia (połączona jest z uzwojeniami wtórnymi cewek składowych). Rodzi się pytanie, po co ona się tam znajduje. W tym miejscu należy przeanalizować napięcia w obwodzie wtórnym układu zapłonowego. Na rysunku 208 przedstawiono w przybliżeniu przebieg zmian napięcia w postaci oscylogramu. Rysunek ten przedstawia polaryzację, do jakiej jesteśmy przyzwyczajeni analizując przebiegi napięć w układzie zapłonowym. Należy pamiętać o tym, że w rzeczywistości mamy do czynienia z odwrotną polaryzacją przebiegu, ale dla zrozumienia zjawiska nie ma to znaczenia. Oscylogram z przebiegu napięcia w obwodzie wtórnym układu zapłonowego z rzeczywistą polaryzacją w stosunku do potencjału masy przedstawiono na zdjęciu 208. W momencie zasilenia uzwojenia pierwotnego cewki,

Na rysunku 210 przedstawiono układ zapłonowy z tzw. cewką dwuiskrową, gdzie oba końce uzwojenia wtórnego połączone są z elektrodami świec zapłonowych. W tym przypadku, aby w obwodzie wtórnym popłynął prąd roboczy układu zapłonowego w przestrzeniach międzyelektrodowych obydwu świec musi nastąpić jonizacja gazu oraz zainicjowanie iskry zapłonowej. Obwód elektryczny po stronie wtórnej zamyka się poprzez masę elektryczną, jaką fizycznie dla bocznych elektrod świec zapłonowych tworzy metalowa głowica silnika. Na rysunku widać, że napięcie aktywacji w tym przypadku rozkłada się na dwie świece zapłonowe (w tym układzie są dwie przerwy w torze elektrycznym wysokiego napięcia). W praktyce przy stosowanych odstępach elektrod świec zapłonowych napięcie aktywacji powstające w uzwojeniu wtórnym jest zbyt niskie, aby w takim układzie w przestrzeniach międzyelektrodowych powstały iskry mogące zapalić mieszankę. Zatem układ taki również jest odporny na niekorzystne zjawisko napięcia aktywacji. Inaczej wygląda sytuacja, gdy uzwojenie wtórne zasila tylko jedną świecę zapłonową, ponieważ w torze elektrycznym wysokiego napięcia jest tylko jedna przerwa o długości równej odstępowi elektrod świecy.

DODATEK TECHNICZNY WIADOMOŚCI

15


UKŁADY ZAPŁONOWE

LISTWOWE CEWKI ZAPŁONOWE

Jak już wspomniano, w układzie takim może dojść do sytuacji, gdy napięcie aktywacji będzie miało wystarczającą wartość do zainicjowania iskry pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej. Rozwiązanie problemu przedstawiono na rysunku 211. W układzie zastosowano diodę, która umożliwia przepływ prądu tylko w jednym kierunku. Zgodnie z tym, co zaprezentowano na rysunku 208, napięcie akty-

Rysunek 208. Źródło: Federal-Mogul/Beru

Zdjęcie 208. Źródło: Inter Cars

16

DODATEK TECHNICZNY WIADOMOŚCI

wacji ma wartość ujemną, zaś napięcie zapłonu ma wartość dodatnią. Zatem dioda w obwodzie wtórnym układu zapłonowego musi być tak spolaryzowana, aby umożliwiać przepływ prądu wyłącznie przy napięciu zapłonu, blokując jednocześnie przepływ prądu w obwodzie przy polaryzacji napięcia aktywacji. Ze względu na taką funkcję dioda nazywana jest diodą blokującą.


UKŁADY ZAPŁONOWE

LISTWOWE CEWKI ZAPŁONOWE

Rysunek 209. Źródło: Federal-Mogul/Beru

Rysunek 210. Źródło: Federal-Mogul/Beru

Rysunek 211. Źródło: Federal-Mogul/Beru

Na zdjęciu 208 oscylogram przedstawia rzeczywistą polaryzację wysokiego napięcia w układzie zapłonowym w stosunku do potencjału masy. Napięcie polaryzacji jest więc dodatnie w stosunku do masy natomiast napięcie zapłonu jest ujemne w stosunku do masy. Zgodnie z tym, na rysunku 212 przedstawiono sytuację, gdy dioda blokująca uniemożliwia przepływ prądu w układzie zapłonowym przy napięciu aktywacji na końcach uzwojenia wtórnego cewki zapłonowej. Dioda spolaryzowana jest w kierunku przewodzenia w stronę masy. Przy polaryzacji napięcia zgodnie z omawianym oscylogramem wyższy potencjał na wyjściu z cewki zapłonowej przy napięciu aktywacji jest od strony połączenia z elektrodą centralną świecy zapłonowej. Zatem w obwodzie złożonym z uzwojenia wtórnego, świecy zapłonowej, diody oraz połączeń elektrycznych (w tym masy zamykającej obwód) przy takiej polaryzacji dioda jest w stanie zaporowym, ponieważ od strony masy będzie wyższy potencjał niż od strony połączenia diody z uzwojeniem wtórnym cewki zapłonowej. W obwodzie nie może popłynąć prąd, więc na świecy zapłonowej nie powstanie iskra. Jeżeli teraz w tym samym układzie i takiej samej konfiguracji diody zmieniona zostanie polaryzacja na końcach uzwojenia wtórnego cewki zapłonowej, co ma miejsce przy napięciu iskry, dioda zacznie przewodzić prąd. Napięcie iskry w stosunku do potencjału masy jest ujemne, co widać na oscylogramie (zdjęcie 208). Napięcie na końcu uzwojenia wtórnego połączonego z elektrodą centralną świecy zapłonowej (rysunek 213) będzie niższe niż na drugim końcu uzwojenia wtórnego, które jest połączone z diodą. W takiej sytuacji dioda blokująca będzie spolaryzowana w kierunku przewodzenia. Umożliwi to przepływ prądu w obwodzie wysokiego napięcia i powstanie iskry zapłonowej na elektrodach świecy.

DODATEK TECHNICZNY WIADOMOŚCI

17


UKŁADY ZAPŁONOWE

LISTWOWE CEWKI ZAPŁONOWE

Rysunek 212. Źródło: Inter Cars

Rysunek 213. Źródło: Inter Cars

Przy okazji można tu wspomnieć, dlaczego zwykłym omomierzem nie można sprawdzić diody stosowanej w obwodzie wtórnym układu zapłonowego. Ze względu na wysokie napięcia panujące w obwodzie wtórnym „zwykłe” diody uległyby uszkodzeniu w wyniku przebicia warstwy zaporowej. Muszą być tu stosowane diody wysokonapięciowe. Stosowane są tzw. stosy, czyli szeregowo połączone diody. W przypadku takiej konstrukcji pojedyncze złącze pracuje przy znacznie niższym napięciu, co zapobiega uszkodzeniu. Należy tu wspomnieć o tym, że na przewodzącej diodzie zawsze występuje spadek napięcia. Dla diody krzemowej zwykle jest to wartość około 0,7 V (napięcie to

Rysunek 214. Źródło: Inter Cars

18

DODATEK TECHNICZNY WIADOMOŚCI

zależy między innymi od natężenia płynącego prądu oraz od temperatury). Jeżeli połączymy szeregowo większą liczbę diod (wszystkie muszą być spolaryzowane w tym samym kierunku), to całkowity spadek napięcia na takim zestawie przy przepływie prądu będzie wielokrotnością spadku napięcia dla pojedynczej przewodzącej diody. Jeśli połączylibyśmy np. 14 diod krzemowych, to spadek napięcia przy przepływie prądu przez taki zestaw wynosiłby około 9,8 V. Zrozumiałym staje się, dlaczego w przypadku diod wysokonapięciowych sprawdzanie ich omomierzem, w którym do zasilania miernika wykorzystywana jest bateria o napięciu 9 V może stać się niemożliwe.


UKŁADY ZAPŁONOWE

LISTWOWE CEWKI ZAPŁONOWE

Na rysunku 214 przedstawiono prosty układ umożliwiający sprawdzenie diody wysokiego napięcia zamontowanej w cewce zapłonowej. Dysponując źródłem napięcia stałego o wartości rzędu około 15 V do 24 V, miliamperomierzem oraz odpowiednio dobranym rezystorem, można sprawdzać diody wysokiego napięcia. Uzwojenie wtórne cewki zapłonowej ma zazwyczaj rezystancję rzędu kilku do kilkunastu kΩ. Spadek napięcia na przewodzącej diodzie wysokiego napięcia zwykle wynosi kilka woltów. W celu sprawdzenia, czy dioda wysokiego napięcia jest sprawna zazwyczaj wystarczy określić, czy przewodzi prąd w jednym kierunku i czy blokuje przepływ prądu przy odwróconej polaryzacji zasilania. Najczęściej mamy do czynienia z trzema przypadkami. Albo dioda jest sprawna (przewodzi prąd tylko w jednym kierunku), albo ma zwarcie i prąd płynie w obydwu kierunkach (niezależnie od polaryzacji napięcia zasilania), czyli dioda jest uszkodzona, albo ma przerwę i niezależnie od polaryzacji napięcia zasilania nie płynie przez nią prąd, co oznacza, że jest uszkodzona. Takie przypadki bez problemu można zdiagnozować za pomocą przedstawionego układu. Do takiego sprawdzenia diody wystarczy, jeśli w kierunku przewodzenia będzie płynął prąd rzędu kilku miliamperów. W zależności od użytego napięcia zasilania, rezystancji uzwojenia wtórnego cewki zapłonowej oraz spadku napięcia na przewodzącej diodzie wysokiego napięcia tak dobieramy rezystancję R, aby w przedstawionym obwodzie płynął prąd o wartości kilku miliamperów. Zmieniając polaryzację zasilania cewki obwodu wtórnego i diody wysokiego napięcia, obserwując przepływ prądu w obwodzie oprócz sprawdzenia czy dioda jest sprawna, możemy także ustalić polaryzację diody, czyli kierunek przewodzenia. Przy sprawnej diodzie i polaryzacji napięcia zasilania w kierunku przewodzenia diody zaobserwujemy przepływ prądu w obwodzie. Jeśli polaryzacja napięcia zasilania będzie odwrotna, czyli w kierunku zaporowym badanej diody to miliamperomierz nie wskaże przepływu prądu w obwodzie. Korzystając z omomierza (dostępnego np. w multimetrze cyfrowym) oraz z układu przedstawionego na rysunku 214 można pokusić się o próbę określenia budowy wewnętrznej zespolonej cewki zapłonowej. Do takiej próby użyto cewki listwowej przedstawionej na zdjęciu 199. Używając omomierza, sprawdzano rezystancję pomiędzy wszystkimi stykami złącza cewki listwowej oraz pomiędzy tymi stykami i wyprowadzeniami wysokiego napięcia. W przypadku użycia prostszych mierników należy ręcznie dopasowywać zakresy pomiarowe (stosownie do spodziewanych wartości rezystancji). Mierniki o bardziej zaawansowanej konstrukcji często posiadają funkcje automatycznych zmian zakresów pomiarowych stosownie do wartości mierzonych parametrów. W przypadku badanej cewki stwierdzono, że pomiędzy stykami A i F, B i F, C i F, D i F oraz F i A, F i B, F i C, F i D (rezystancję mierzono pomiędzy tymi samymi parami styków, ale zmieniano polaryzację zasilania) są takie same wartości wynoszące około 0,7 Ω. Wartości rezystancji pomiędzy stykami A i B (oraz B i A), A i C (oraz C i A), A i D (oraz D i A), B i C

(oraz C i B), B i D (oraz D i B), C i D (oraz D i C) były jednakowe i wynosiły około 1,4 Ω. Pomiędzy wymienionymi stykami złącza cewki oraz stykiem E niezależnie od stosowanej polaryzacji zasilania nie udało się zmierzyć rezystancji, ponieważ nawet na najwyższym zakresie pomiarowym miernik nie wskazywał konkretnej wartości – cały czas przekroczony był zakres pomiarowy. Sytuację taką mamy np. gdy podłączymy omomierz do obwodu z przerwą. Niezależnie od zastosowanej polaryzacji zasilania omomierza podczas pomiarów rezystancji pomiędzy stykami złącza oznaczonymi jako A, B, C, D, E, F oraz wyprowadzeniami wysokiego napięcia na świece zapłonowe 1, 2, 3 i 4 cylindra, jak też pomiędzy poszczególnymi wyprowadzeniami wysokiego napięcia za każdym razem był przekroczony maksymalny zakres pomiarowy omomierza. Następnie cewkę i połączenia sprawdzano stosując układ przedstawiony na rysunku 214. W tym przypadku dla zaoszczędzenia czasu testowano tylko takie kombinacje par wyprowadzeń z cewki wykorzystując styki złącza oraz wyprowadzenia wysokiego napięcia na świece zapłonowe, przy których nie udało się wcześniej uzyskać konkretnych wartości rezystancji używając omomierza. Zależnie od stosowanej polaryzacji zasilania zaobserwowano przepływ prądu w układzie jedynie pomiędzy wyprowadzeniem wysokiego napięcia na świecę zapłonową pierwszego cylindra a stykiem E złącza cewki, pomiędzy wyprowadzeniem wysokiego napięcia na świecę zapłonową drugiego cylindra a stykiem E złącza cewki, pomiędzy wyprowadzeniem wysokiego napięcia na świecę zapłonową trzeciego cylindra a stykiem E złącza cewki oraz pomiędzy wyprowadzeniem wysokiego napięcia na świecę zapłonową czwartego cylindra a stykiem E złącza cewki. Prąd płynął w obwodzie pomiarowym wyłącznie wtedy, gdy dodatni biegun zasilania podłączony był do wyprowadzenia wysokiego napięcia a ujemny biegun zasilania podłączony był do styku E złącza cewki zapłonowej. Niezależnie od zastosowanej polaryzacji zasilania przy żadnej z kombinacji podłączania do wyprowadzeń wysokiego napięcia 1-2, 1-3, 1-4, 2-3, 2-4, 3-4 w układzie pomiarowym prąd nie płynął. Na podstawie przeprowadzonych testów i wyników pomiarów rezystancji oraz uwzględniając to, co zostało napisane odnośnie diod wysokiego napięcia można zaryzykować tezę, że budowa wewnętrzna badanej cewki listwowej jest taka jak przedstawiono to na rysunku 215. Wartości rezystancji rzędu 0,7 Ω są typowe dla uzwojeń pierwotnych cewek zapłonowych. Dodatkowo fakt, że rezystancja jest taka sama przy zmiennej polaryzacji zasilania sugeruje, że te cewki nie posiadają układów elektronicznych na wejściu. W naszym przypadku mamy tego potwierdzenie w postaci oscylogramów przebiegów napięć w uzwojeniach pierwotnych cewek listwowych tego typu. Odpowiadają one przebiegom napięć, jakie występują bezpośrednio na końcach uzwojeń cewek bez żadnych dodatkowych elementów. W przypadku zastosowania układów elektronicznych w cewkach zapłonowych po stronie pierwotnej napięcia mają inne przebiegi, ponieważ odzwierciedlają one sygnały

DODATEK TECHNICZNY WIADOMOŚCI

19


UKŁADY ZAPŁONOWE

LISTWOWE CEWKI ZAPŁONOWE

Rysunek 215. IC Źródło: Inter Cars

sterujące a nie zjawiska napięciowe zachodzące w samych cewkach. Wspólnym wyprowadzeniem dla uzwojeń pierwotnych wszystkich cewek zapłonowych jest styk F złącza cewki listwowej. Patrząc na rysunek budowy wewnętrznej omawianej cewki (rysunek 215) zrozumiałe jest, dlaczego wartość rezystancji pomiędzy stykami np. A-B lub D-B czy A-C jest dwukrotnie większa niż między stykami np. A-E, B-E, C-E, D-E. W pierwszym przypadku mamy do czynienia z dwoma szeregowo połączonymi uzwojeniami pierwotnymi gdzie rezystancje się sumują (punktem połączenia uzwojeń pierwotnych jest styk E), w drugim zaś mierzymy rezystancje pojedynczych uzwojeń pierwotnych. Należy tu jeszcze dodać, że ze względu na brak połączeń elektrycznych między uzwojeniami pierwotnymi i wtórnymi na podstawie pomiarów rezystancji oraz testów wykorzystujących nieco wyższe napięcie niż napięcie zasilania używanego miernika cyfrowego (standardowo 9 V) nie można było przyporządkować konkretnych uzwojeń pierwotnych do konkretnych uzwojeń wtórnych. Przyporządkowań tych oraz powiązań z literowymi oznaczeniami styków A, B, C i D w złączu cewki dokonano na podstawie oscylogramów. Oczywiście można by dokonać tego np. na zdemontowanej cewce zasilając pojedynczo kolejne uzwojenia pierwotne i sprawdzając, na których wyjściach do świec zapłonowych będzie pojawiać się wysokie napięcie. W naszym przypadku nie było to jednak konieczne. Zgodnie z tym co zostało napisane wcześniej, znacznie wygodniej jest to robić gdy cewka jest podłączona do instalacji elektrycznej pojazdu i korzystamy z oscyloskopu (przy pracującym silniku). Unikamy problemu z zewnętrznym źródłem zasilania i wysterowaniem prądu cewek. Postępując w analogiczny sposób, można spróbować określić budowę wewnętrzną np. przedstawionych tu cewek listwowych ze zdjęć 198 i 207. Korzystając z opisanej wcze-

20

DODATEK TECHNICZNY WIADOMOŚCI

śniej metody, można np. sprawdzić, czy faktycznie tak jak przedstawiono to na schemacie elektrycznym (rysunek 207) w cewce ze zdjęcia 207 jest tylko jedna dioda wysokiego napięcia wspólna dla wszystkich uzwojeń wtórnych. Porównując rysunek 200 ze zdjęciem 206, możemy dostrzec podobieństwo w kształcie przebiegu napięcia z rysunku z kształtem przebiegu napięcia obwodu pierwotnego (przebieg niebieski) widocznego na zdjęciu. Można przyjąć, że rysunek 200 przedstawia przebieg napięcia na końcach uzwojenia pierwotnego cewki zapłonowej a nie sygnał sterujący, który powinien mieć inny przebieg. Korzystając z przedstawionych tu informacji dotyczących cewki ze zdjęcia 199 oraz porównując schematy elektryczne z rysunków 199 i 204 można się spodziewać, że jeśli chodzi o budowę wewnętrzną cewek to użyto tu pewnej symboliki a nie wiernego odwzorowania budowy wewnętrznej. Przedstawiając schematy elektryczne z różnych źródeł dla różnych cewek podaliśmy przykłady, że stopień odzwierciedlania budowy wewnętrznej tych elementów może być różny a czasem wręcz jedynie symboliczny i dlatego schemat nie powinien stanowić podstawy do poznania szczegółów odnośnie wnętrza zespolonej cewki zapłonowej. Na schematach tych ważne jest połączenie z instalacją elektryczną pojazdu i w tym zakresie spełniają one oczekiwania. Jak widać, zagłębiając się nieco w tematykę układów zapłonowych w niektórych przypadkach można samodzielnie „rozszyfrować” budowę wewnętrzną cewek zapłonowych.

Ciąg dalszy w następnym dodatku technicznym.

Ukladyzaplonowe9issuu