• Cewka zapłonowa składa się z dwóch uzwojeń – pierwotnego i wtórnego
• Indukujące się w uzwojeniu wtórnym napięcie umożliwia przeskok iskry między elektrodami
• Odczyt oscylogramu pozwala zdiagnozować nieprawidłowość pracy cewki, która skutkuje brakiem zapłonu lub niewystarczającą mocą iskry
• W diagnostyce warto porównywać oscylogramy odczytane z przebiegiem wzorcowym
• Jeśli chcesz być na bieżąco z najważniejszymi wiadomościami z branży – zapisz się na nasz newsletter.

 

Parametry oscyloskopu jaki i specyfika pomiarowa tego urządzenia pozwala na dokładne zbadanie przebiegów napięciowych obwodu pierwotnego i wtórnego cewki, minimalizując ryzyko błędnej diagnozy. Mechanik posiadający doświadczenie w obsłudze oscyloskopu potrafi wychwycić wszelkie nieprawidłowości w funkcjonowaniu cewki zapłonowej, dzięki czemu warsztat może uniknąć reklamacji, które zdarzają się podczas napraw układu zapłonowego.

 

Na wstępie warto przypomnieć jaką funkcję w układzie zapłonowym pełni cewka zapłonowa i jakie zależności występują pomiędzy obwodem pierwotnym a wtórnym. Jednak o ile zadanie jakie pełni cewka w układzie zapłonowych wydaje się dla każdego mechanika oczywiste, to zależność pomiędzy obwodem pierwotnym i wtórnym nie jest już tak jednoznaczna.

 

Cewka zapłonowa to nic innego jak transformator, przetwarzający niskie napięcie zasilania na wysokie potrzebne do wytworzenia iskry elektrycznej. Na uzwojenie pierwotne cewki składa się kilkaset zwojów drutu o grubszej średnicy (zwykle od 150 do 350 zwojów), z kolei uzwojenie wtórne posiada kilkadziesiąt tysięcy zwojów drutu (od 15 000 do 35 000 zwojów) o mniejszej średnicy nawiniętych na wspólny metalowy rdzeń. Zauważmy iż uzwojenie wtórne posiada zazwyczaj około 100 razy więcej zwojów aniżeli uzwojenie pierwotne cewki. Dodatkowo należy uwzględnić jeszcze zależności iż: stosunek napięcia uzwojenia wtórnego cewki do napięcia w uzwojeniu pierwotnym pozostaje na stałym poziomie, dzięki czemu przyrost napięcia w obwodzie pierwotnym będzie proporcjonalny do jego wzrostu w obwodzie wtórnym cewki. To właśnie wspomniana zależność pozwala na weryfikację przebiegu napięcia uzwojenia pierwotnego cewki, i umożliwia wstępną ocenę jej funkcjonowania. Najważniejsze podczas tego typu pomiaru jest odniesienie się do wzorca przebiegu napięcia charakterystycznego dla badanej cewki. Na ilustracji nr 1 przedstawiono kształt wzorcowego oscylogramu, wraz z opisem najważniejszych faz zmian napięcia w uzwojeniu pierwotnym cewki. Analizując wzorcowy wykres przebiegu napięcia w uzwojeniu pierwotnym cewki zapłonowej należy zwrócić uwagę na 8 kluczowych punktów tego wykresu:

 

1. Tranzystor sterujący cewką nie przewodzi prądu, obwód pierwotny pozostaje otwarty a napięcie pierwotne jest równe napięciu zasilania cewki.
2. Tranzystor przewodzi prąd w wyniku zamknięcia obwodu pierwotnego cewki, stopniowo wzrasta natężenie pola magnetycznego.
3. Obwód pierwotny pozostaje zamknięty, napięcie w obwodzie osiąga wartość bliską 0 V.
4. Następuje etap otwarcia obwodu pierwotnego co wiąże się z szybkim spadkiem prądu płynącego przez ten obwód wraz z obniżeniem natężenia pola magnetycznego cewki.
5. Nagły zanik pola magnetycznego cewki powoduje fazę szybkiego wzrostu napięcia.
6. Moment indukowania się maksymalnego napięcia (od 250 V do 500 V) w obwodzie pierwotnym cewki zapłonowej powodujący przeskok iskry pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej.
7. Następuje stopniowe zmniejszanie się pola magnetycznego w cewce zapłonowej, i obniżenie napięcia indukowanego w obwodzie pierwotnym cewki – na elektrodach świecy zapłonowej wciąż przeskakuje iskra.
8. Rozpoczyna się faza zaniku iskry co powoduje oscylacje przebiegu wywołane skokiem wartości napięcia oraz jego późniejszym obniżeniem do pułapu napięcia zasilania cewki.

 

 

Rzeczywisty przebieg napięcia uzwojenia pierwotnego cewki zapłonowej został przedstawiony na ilustracji nr 2. oscyloskop zarejestrował ten przebieg podczas pracy silnika na biegu jałowym, należy zwrócić uwagę iż wykres posiada wszystkie charakterystyczne punkty omówione na ilustracji nr 1.

 

 

Wyraźnie widoczne są fazy gdy obwód pierwotny pozostaje otwarty i tranzystor nie przewodzi prądu po czym napięcie osiąga wartość bliską 0 V – obwód pierwotny zostaje zamknięty. Nagły skok napięcia, przekraczający 300 V sygnalizuje moment przeskoku iskry na elektrodach świecy zapłonowej, a późniejsze oscylacje napięcia świadczą o stopniowym zaniku iskry.

 

 

Zwróćmy teraz uwagę na kształt oscylogramu uszkodzonej cewki, gdzie wystąpiło zwarcie w jej uzwojeniu. O tego typu uszkodzeniu świadczy brak charakterystycznych oscylacji napięcia zarejestrowany na oscylogramie z ilustracji nr 3 – obszar oznaczony czerwoną elipsą.

 

Metoda polegająca na porównywaniu przechwyconego przebiegu z wykresem wzorcowym pozwala bardzo skutecznie wychwycić wszelkie zakłócenia w pracy cewek zapłonowych. Wygodne jest skonfigurowanie oscyloskopu tak by wyświetlał przebiegi z poszczególnych cylindrów na jednym ekranie, uwzględniając kolejność pracy cylindrów. Tego typu konfiguracja pozwala na efektywną obserwacje kształtu i amplitudy przebiegu danej cewki jak i umożliwia szybką identyfikacje usterki.

 

Na ilustracji nr 4 zostały zobrazowane przebiegi w uzwojeniach pierwotnych cewek silnika posiadającego cztery cylindry. Oscylogramy wyświetlane są w kolejności pracy poszczególnych cylindrów, cewki są w pełni sprawne więc kształty przebiegów nie różnią się między sobą i są niemal identyczne.

 

 

Jak łatwo można wykryć uszkodzoną cewkę za pomocą oscyloskopu przedstawia ilustracja nr 5. Przebieg cewki 4-tego cylindra wyraźnie różni się od przebiegów pozostałych cylindrów. Wartość indukowania się maksymalnego napięcia w fazie przeskoku iskry elektrycznej jest znacznie obniżona i nie osiąga nawet 250 V.

 

Tego typu zjawisko jest najczęściej spowodowane uszkodzenie cewki związanym ze znacznym skróceniu czasu zamknięcia jej obwodu pierwotnego. Pamiętając o zależnościach napięć w cewce, spadek napięcia w uzwojeniu pierwotnym przełoży się wprost proporcjonalnie na wartość szczytowego napięcia w uzwojeniu wtórnym. W opisywanym przypadku sterownik jednostki napędowej zarejestrował kod usterki P0304 świadczący o wypadaniu zapłonów na 4. cylindrze, dlatego silnik pracował nierównomiernie. Oscyloskop pozwolił szybko zdiagnozować usterkę, która w przypadku kodu błędu P0304 może odnosić się do wielu przyczyn (uszkodzona świeca zapłonowa lub wtryskiwacz paliwa, brak kompresji itp.).

 

 

W następnej części materiału zostaną omówione sposoby diagnozowania cewek poprzez analizę przebiegów uzwojenia wtórnego.