Közvetlen gyújtótekercsek diagnosztizálása
Áttekintés
A motortechnológia trendjeit és innovációit tekintve könnyű felismerni a motorvezérlési stratégiák folyamatos fejlesztését és újratervezését, valamint új alkatrészek beépítését és a modern motoregységek általános teljesítményének javítását magába foglaló növekvő fejlődést. Mindezeket a legfontosabb motiváció fényében kell értékelni, mely nem más, mint a kipufogógázok káros és szennyező kibocsátásának csökkentése. Az üzemanyagfogyasztás csökkentésének fontosságát az is mutatja, hogy az üzemanyag-fogyasztás és a CO2 kibocsátás közvetlenül arányosak egymással. E célok elérésének legkedveltebb módja a közvetlen befecskendező rendszerek használata. Ezért elemezzük itt a gyártók által alkalmazott, közvetlen befecskendezéssel működő gyújtási rendszereket.
A vizsgálati eset
JÁRMŰ: Ford Focus III
MOTOR: 1.0 Ecoboost (háromhengeres, közvetlen befecskendezésű, turbós benzinmotor)
MOTORKÓD: M1DA
ÉV: 2013
Az EcoBoost motor összesen három, hengerenkét egy tekercssel van ellátva, az ábrán látható módon.
Az azonosításukhoz a henger számozása a motor vezérműszíj oldala felől kezdődik.
A tekercs cserélendő alkatrésze a következő: Referenciaszám NGK U5323.
A tekercseknek az alakja szokatlan, mivel szögletes kialakításúak. Ez abból adódik, a tekercseket a szögben elhelyezett a gyújtógyertyákba kell illeszteni, hogy a befecskendező permetéhez képest a leghatékonyabban működjenek. A közvetlen befecskendezésű benzinmotorokban a szikra és a permetezés helyzete és szöge nagyon fontos az égés minősége szempontjából. Az egyes tekercsek kiszerelése és újratelepítése egyszerű, csak két csavart és a csatlakozót kell eltávolítani. A leírt Ford-motor esetében a tekercsek eltávolításához nincs szükség speciális szerszámok vagy eljárások használatára. Megjegyzés: más motorok/ autógyártók esetén szükséges lehet speciális szerszámok használata a tekercsek könnyű és sérülésmentes eltávolításához.
Elektromos ellenőrzés
A motorvezérlő egység (ECU) impulzus parancsot küld minden tekercsnek, amely után az egyes tekercsek belső elektronikája biztosítja a töltést és a keletkező szikrát. Végül a gyújtótekercsek megfelelő működése érdekében a rendszer használ egy, az olajszintmérő pálca közelében található kondenzátort, az elektromos interferencia szűrésére.
Az egyes tekercsek primer oldali elektromos csatlakozásai a következők:
1. érintkező → Motorvezérlő egységtől érkező parancs
2. érintkező → Testelés
3. érintkező → Tápellátás az R14 relén és az F33 biztosítékon (motorház) keresztül
A gyújtótekercs működésének ellenőrzéséhez a legfontosabb mérések a következők:
- A tápfeszültség ellenőrzése
- A testelő csatlakozó ellenőrzése
- A vezérlőegység parancs impulzusának ellenőrzése
A méréseket multiméter és oszcilloszkóp használatával lehet elvégezni.
A tápfeszültség ellenőrzése
A tápegység vizsgálata egy multiméteren keresztül, a 3. érintkezőn történik, amely az alábbi ábrán megadott értékkel megegyező, vagy annál nagyobb értéket határoz meg (Akkumulátor feszültség).
A testelő csatlakozó ellenőrzése
A kombinált testelő csatlakozót a pozitív érték viszonylatában kell mérni. (lásd az ábrát). Ebben az esetben is a (negatív) akkumulátor feszültséget kell megjeleníteni.
A vezérlőegység parancs impulzusának ellenőrzése
Most nézzük meg a motorvezérlő egység minden egyes tekercshez küldött parancsát. Amint már említettük, a tekercs nem kapja meg a klasszikus "testelés" parancsot, hanem a tekercs egy négyszögletes alakú impulzusjelet kap. Ezzel a bemenettel a belső elektronika a primer tekercsben lévő feszültségáramot generálja, majd az elektromágneses indukcióval létrehozza a másodlagos feszültséget. Az alábbi ábrán látható az impulzusok egyike, időtartamának méréséhez kinagyítva. Figyelembe véve a bemutatott parancsbevitelt, a feszültséget nem lehet visszatérni a primer tekercsben jelentkezett csúcshoz, mivel - mint említettük - a mintavételezett hullámforma csak egy impulzus. Azonban közelről megfigyelhető az impulzus időtartama. Példánkban ez 2,8 ms üresjáratban. Megjegyezzük, hogy a legtöbb motorban a tekercsek működtetési ideje nem állandó, hanem az ECU által feltérképezett több feltételtől (például a motorterheléstől és fordulatszámtól, a nyomásnövekedéstől) függ.
A parancs bemeneti jel jelenléte csak azt bizonyítja, hogy a motorvezérlő egység az impulzust minden egyes tekercsre továbbítja; de nem biztosítja a feszültség tényleges átalakítását a tekercsek belső elektronikája, a primer és a szekunder tekercsek tekercsmenetei, valamint az ezeket követő szikra között. A szekunder feszültség tényleges jelenlétének (vagyis a tekercs működésének) biztosítására, a nagyfeszültség is meghatározásra kerül, a kV mérésekhez egy specifikus vizsgálati berendezést használatával. Ehhez a méréshez a tekercset el kell távolítani a gyújtógyertya tengelyéről (a primer csatlakozó csatlakoztatva marad), majd a tekercstől a gyújtógyertyáig egy csatlakozó adapter vezetéket kell vezetni. A vizsgálóberendezés induktív jelfogója ehhez a huzalhoz volt csatlakoztatva. Ne feledje, hogy a tekercs földelő csatlakozását a tekercs rögzítőcsavarjai határozzák meg, ezért külön földelő csatlakozást kell létrehozni.
Diagnosztika
Végül itt látható egy lista az egyes tekercsek elektromos meghibásodásainak legelterjedtebb hibakódjaival.
P0351 = PRIMER/SZEKUNDER GYÚJTÓTEKERCS 'A' ÁRAMKÖR
P0352 = PRIMER/SZEKUNDER GYÚJTÓTEKERCS 'B' ÁRAMKÖR
P0353 = PRIMER/SZEKUNDER GYÚJTÓTEKERCS 'C' ÁRAMKÖR
Ezek a hibakódok olyan elektromos problémákra utalnak, mint peldául egy megszakadt tekercsmenet, vagy egy rövidzárlat. Vegye figyelembe azokat az üzemzavar-hibakódokat is, amelyek a tekercs hibája miatt (vagy egyéb kiváltó ok miatt) keletkeznek.
P0301 = HENGER 1 GYÚJTÁSKIHAGYÁST KÉRZÉKELT
P0302 = HENGER 2 GYÚJTÁSKIHAGYÁST KÉRZÉKELT
P0303 = HENGER 3 GYÚJTÁSKIHAGYÁST KÉRZÉKELT
A tekercsről, illetve a máshonnan érkező hiba megkülönböztetésére a legegyszerűbb módszer ebben az esetben az, ha kicseréli a "gyanús" tekercset egy másik henger tekercsével. Ha a gyújtáskihagyás által érintett henger "elmozdul" a tekerccsel, a tekercs a hibát kiváltó ok. Ha a gyújtáskimaradás ismét ugyanazon a hengeren mutatkozik, akkor a tekercs, mint a probléma kiváltó ok, kizárható.