Как читать осциллограмму зажигания
Страница объясняет осциллограмму высокого напряжения на свече зажигания по характерным точкам A'–F': от начала зарядки катушки до затухания колебаний после разряда. Площадь под графиком между точками A' и D' – мера энергии искры, позволяющая сравнивать системы «катушка – провод – свеча».
Как интерпретировать осциллограммы высокого напряжения на свече зажигания?
На графиках мы сохранили обозначения, принятые в литературе. Обозначения A', B', C', D', E' относятся к характерным точкам осциллограммы, а штрих означает, что измерения выполнены на вторичной стороне катушки.
Буквенные обозначения идут не по порядку, потому что графики представлены в несколько иной последовательности: мы решили показывать их от начала зарядки катушки, а не от начала искрового разряда.
Горизонтальная ось графика – время; одно деление (расстояние между пунктирными линиями) соответствует 0,5 мс (миллисекунды). На вертикальной оси отложено напряжение в кВ (киловольтах); одно деление – 2 кВ.
Зарядка катушки (E'–A')
Если смотреть слева направо, первой идёт точка E' – момент подачи питания на первичную обмотку катушки, то есть подключения напряжения аккумулятора к первичной обмотке. Катушка заряжается, а энергия накапливается в магнитном поле её сердечника. Время зарядки – это период затухающей синусоиды; на нашем графике это точка F', расположенная примерно на 60 % расстояния между точками E' и A'. Далее линия идёт горизонтально, что говорит о полной зарядке катушки. Поскольку подключённая к питанию обмотка могла бы пропускать большой ток, что привело бы к чрезмерному нагреву и в итоге к перегоранию катушки, схемы питания ограничивают ток, подаваемый на катушку, до 6 А (у большинства катушек).
Индукция высокого напряжения и пробой искры (A'–C')
После зарядки катушки в точке A' питание резко отключается (по команде электронной схемы). В этот момент начинается индукция высокого напряжения до значения B'. Достигаемое напряжение B' зависит от трёх факторов:
- зазора между электродами свечи зажигания;
- состава топливно-воздушной смеси в цилиндре;
- температуры в цилиндре.
Фаза дуги и энергия искры (C'–D')
Если в катушке накоплено достаточно энергии, достигается точка B', в которой между электродами свечи проскакивает искра. В точке B' между электродами начинает течь ток, из-за чего напряжение падает до уровня C'. Начиная с точки C' виден плоский участок графика – это результирующая напряжения и тока в электрической дуге. Этот период длится до тех пор, пока энергии, накопленной в катушке, хватает на поддержание дуги. Площадь под графиком, ограниченная вертикальными линиями в точках A' и D' и горизонтальной осью, – мера энергии искрового разряда на свече. Сравнение этих площадей позволяет сравнить энергию зажигания систем «катушка – провод зажигания – свеча зажигания».
В точке D', в конце разряда, напряжение растёт. Это означает, что в катушке уже не хватает энергии для поддержания стабильного тока разряда, и искра начинает гаснуть. Недостаток энергии для протекания тока превращается в рост напряжения. Затем следует резкое падение напряжения и его затухающие колебания. Следует отметить, что, несмотря на проскакивание искры, катушка может разрядиться не полностью. После этого начинается следующий цикл с точки E'.
Отсутствие колебаний справа от точки E' (или колебания с незначительной амплитудой) может означать, что катушка не разрядилась при проскакивании искры или искра вообще не проскочила.
Условия измерения и влияние формы электродов
Анализируемый график получен для стандартной свечи с искровым зазором 0,8 мм, находящейся на воздухе. Поэтому высокое давление и состав смеси не влияли на значения напряжения и характер тока. Стоит упомянуть ещё один важный фактор, влияющий на напряжение, необходимое для образования искры, который не был назван выше, – форму (состояние) электродов свечи. Легче всего (при самом низком напряжении) искра проскакивает между двумя заострёнными электродами. Для электродов округлой формы (а в процессе эксплуатации электроды именно так и закругляются) требуется более высокое напряжение. Самое высокое напряжение нужно, когда электроды представляют собой две удалённые друг от друга плоские поверхности.
Примеры осциллограмм при неисправностях разобраны в статье «Пробой после замены проводов».