Mostrarem totes les proves realitzades així com la interpretació dels resultats, per tal de demostrar a l'amic reparador com realitzar aquesta metodologia de diagnòstic de manera ràpida i assertiva.
Sistema d'encesa
El sistema d'encesa és l'encarregat de generar l'espurna d' alta potència a les bugies per encendre la barreja d'aire comprimit/combustible a la cambra de combustió.
La producció d'una espurna d' alta potència proporciona un millor rendiment, economia de combustible i control de les emissions d'escapament del motor. Hi ha diversos tipus de sistemes d'encesa que varien, bàsicament, en la forma de transport de l' alta tensió, així com en la precisió del moment del tret i la durada de l'espurna.
Actualment, al nostre país s'utilitzen sistemes amb bobina tipus distribuïdor i ampolla, bobina doble (espurna perduda), bobines individuals amb cables de bugia i, finalment, bobina individual tipus COP-Coil sobre endoll, que en bona portuguès vol dir bobina en endoll, és a dir, estan connectats directament a les espelmes. La figura 1 mostra els diferents tipus de sistemes així com els seus components.
2. Components principals
Bobina d'encesa
Té la funció de transformar la baixa tensió subministrada per la bateria del vehicle (12V) en alta tensió.
Consisteix bàsicament en un bobinatge primari (baixa tensió), un bobinatge secundari (alta tensió) i un nucli central, d'acer al silici, interromput per un entrefer entre els dos bobinatges. La figura 2 mostra un esquema simplificat dels bobinatges primaris i secundaris dins de la bobina.
Bujía
L' alta tensió de la bobina d'encesa es descarrega a la terra del motor a través dels elèctrodes de la bugia, generant així una guspira entre els elèctrodes central i de terra de l'endoll, figura 3, per encendre la barreja d'aire/combustible que es comprimeix. la cambra de combustió.
Les bugies funcionen en condicions severes a les cambres de combustió, exposades a canvis sobtats de pressió i temperatura. Per tant, també tenen la funció de dissipar la calor generada per la combustió, i cada bugia té un grau o índex tèrmic específic per a cada tipus de motor en què s'aplica.
- Les bugies defectuoses poden provocar:
- Pèrdua de rendiment del motor;
- Errores de funcionament;
- Danys al catalitzador;
- Augment de les emissions contaminants;
- Les bugies inadequades influeixen en el comportament del motor.
3. Principi de funcionament
El mòdul de control electrònic del motor (ECU) comanda el subministrament positiu, a través d'un relé, i tanca directament el senyal de terra polsat al circuit primari de la bobina, creant així el camp magnètic al bobinatge. Quan aquest senyal s'interromp, es genera una alta tensió per inducció electromagnètica al bobinatge secundari, a causa de la diferent relació del nombre de voltes de cada bobinatge, que després s'envia a la bugia. La figura 4 mostra el diagrama de blocs del subministrament i control de la bobina.
4. Factors que influeixen en la tensió d'activació de l'espurna
Per produir una espurna, s'ha de col·locar una tensió suficient entre els terminals de la bugia.
Aquesta tensió depèn de dues coses:
- La distància entre els elèctrodes de la bugia;
- La pressió dels gasos on es produirà l'espurna.
Si la distància augmenta, la tensió ha d'augmentar per tenir l'espurna.
Si augmenta la pressió, la tensió ha d'augmentar per tenir l'espurna.
La figura 5 mostra la diferència en la tensió d'encesa de l'espurna en funció de la pressió a la qual està sotmesa la bugia.
Mirant de prop la figura, veiem que el cilindre 1 es troba al final de la compressió i inici de la combustió i el cilindre 4, al seu torn, es troba al final de l'escapament i al començament de l'admissió, és a dir, el La bugia instal·lada al cilindre 1 té una pressió més gran que la instal·lada al cilindre 4. En aquesta situació, la tensió per produir l'espurna al cilindre 1 ha de ser superior a la tensió de generació d'espurna al cilindre 4.
Per exemple, si tenim 15KV a la bobina secundària tindrem 10KV per al cilindre 1 i 5KV per al cilindre 4.
5. Cas pràctic
Després de les explicacions sobre el sistema d'encesa i la influència de la pressió sobre la tensió d'encesa de l'espurna, mostrarem un cas en què un S-10 2.4 Flex, figura 6, tenia una velocitat de ralentí irregular i el motor fallat a les acceleracions.
En un principi, vam instal·lar un escàner d'automòbil per comprovar la presència de codis d'error (DTC) a la memòria del centre de comandaments que ens poguessin donar una pista sobre les possibles causes del mal funcionament, en realitzar la verificació no vam trobar qualsevol codi.
A continuació, vam començar a analitzar el sistema d'encesa, utilitzant un oscil·loscopi i una pinça inductiva per capturar el senyal secundari a través dels cables de la bugia.
Amb la instal·lació de la pinça inductiva al cable de la bugia referida al primer cilindre, hem obtingut el senyal tal com es mostra a la figura 8.
Analitzant el secundari amb la pinça inductiva instal·lada al cable de la bugia del tercer cilindre, vam poder capturar el senyal indicat a la figura 10.
Finalment, vam realitzar la prova del sistema d'encesa, instal·lant la pinça inductiva al cable de la bugia situat al quart cilindre, i el resultat va ser la imatge que es mostra a la figura 11.
És important tenir en compte que tots els senyals es van capturar amb un temps d'1 mil·lisegon per divisió. A primera vista, ja vam poder identificar que hi havia tres cilindres amb un temps d'espurna inferior a 1 ms, que podria ser la causa del problema, ja que només el cilindre quatre tenia un temps acceptable, però, ja que els altres estaven per sota d'aquest temps, ja podríem iniciar el servei substituint els cables i les bugies d'aquest vehicle.
No obstant això, amb una ullada més de prop, podem veure que hi havia més informació present en aquestes imatges, vam observar que el pic de tensió referit a l'encesa de l'espurna del segon cilindre tenia un valor molt inferior als altres, ja que es mostra a la figura 12.
Com hem explicat al principi d'aquest article, la pressió a la qual estan sotmesos els elèctrodes de la bugia és directament proporcional a la tensió necessària perquè aparegui l'espurna, és a dir, com més gran és la pressió ambiental, més gran és la valor de voltatge necessari per disparar l'espurna.
A la vista d'aquesta troballa, vam deduir que el segon cilindre tenia una pressió de compressió més baixa que els altres. D'aquesta manera, vam començar a realitzar la prova de compressió relativa, per a això vam instal·lar l'oscil·loscopi d'automòbil als terminals positiu i negatiu de la bateria, tal com es mostra a la figura 13.
Després de realitzar la prova, hem obtingut el gràfic que es mostra a la figura 14
Confirmant, de manera ràpida i concloent, el que ja sospitàvem, la prova de compressió relativa va demostrar que el segon cilindre no tenia pressió de compressió, això es va evidenciar per l'absència de caiguda de tensió de la bateria exactament en el moment de la compressió d'aquest cilindre, és a dir, el motor d'arrencada no va fer cap esforç en aquell moment i, per tant, no consumia bateria.
Per identificar la causa d'aquesta anomalia, hem utilitzat un mesurador de cabal de cilindre per comprovar per on sortia la mescla aire/combustible en el moment de la compressió. La figura 15 mostra el resultat de la prova.
Quan vam injectar aire comprimit al segon cilindre, vam identificar que el cilindre tenia una fuita del 100%. Després d'una breu anàlisi, vam comprovar que gran part de l'aire sortia pel col·lector d'admissió, ja que en obrir l'accelerador a poc a poc vam sentir el pas d'aire de manera ràpida i continuada. Probablement la vàlvula d'entrada d'aquest cilindre tenia el segell compromès, explicant així la pèrdua de compressió.
I així, estimats lectors, hem arribat al final d'un altre article, espero haver ajudat amb aquesta informació per tal de permetre el diagnòstic de fallades mecàniques mitjançant l'ús de l'oscil·loscopi i el mesurador de cabal del cilindre.
Ens veiem la propera vegada!
