Autoelektryka

„Kto zamiast brzdąkania żąda muzyki, zamiast zadowolenia - radości, zamiast pieniędzy - duszy, zamiast taśmowej produkcji - prawdziwej roboty, a zamiast flirtu - prawdziwej namiętności, dla takiego ten piękny świat nie jest ojczyzną”.

Ten fragment z książki „Wilk stepowy” przez lata budził we mnie przekorę i dążenie do udowodnienia, że jest inaczej. Myślę więc, że dlatego też dużą radość sprawi mi podzielenie się z Czytelnikami swoim odkryciem. W dzisiejszych czasach bowiem coraz trudniej jest powiedzieć: „Byłem pierwszy...„ Tylko, że w tej naszej codziennej rywalizacji nie wszyscy grają fair play. Sędziami zatem zostają Czytelnicy - czy nie mylę się w ocenie testera, który nazwałem „swoim wynalazkiem”. A wszystko zaczęło się w Olsztynie, w pewne grudniowe, sobotnie popołudnie w 2005 r. Prowadziłem w siedzibie AutoLand z grupy AD szkolenie nt. zastosowania oscyloskopu w diagnostyce silników. Gdy po kilku godzinach jeden z uczestników tego spotkania wstał i zapytał: „Czy potrafię pomóc w naprawie Mercedesa, który zaliczył już kilka serwisów, a pojawiają się kody wypadania zapłonów”, to właściwie rozłożyłem ręce i powiedziałem, że jest bardzo dużo możliwości i już wszystko powiedziałem na ten temat. Jakże dużą przyjemność sprawił mi telefon z podziękowaniem i informacją, że naprawa Mercedesa w poniedziałek zajęła tylko 5 minut.

Rys. 1. Układ zapłonowy z czujnikiem indukcyjnym.

Rys. 2. Układ zapłonowy z czujnikiem hallotronowym.

Opowiadałem o tym przypadku podczas innych szkoleń i zorientowałem się, że wielu mechaników, pomimo posiadania testerów diagnostycznych, ma sporo problemów ze zlokalizowaniem usterki. Proponowałem w przypadkach wątpliwych, gdy nie było pewności czy za pojawienie się kodów „wypadania zapłonów” odpowiada cewka, wtryskiwacz czy brak sprężania, stosowanie metody oscyloskopowej i obserwowanie za pomocą sondy prądowej kształtu przebiegu prądu. W 2006 r. zdarzyło się, że odwiedziłem serwis samochodowy w pewnej podwrocławskiej miejscowości i demonstrowałem różne testery. Okazało się, że jeden z mechaników pracujących w tym serwisie ma problemy ze swoim prywatnym samochodem - sześciocylindrowym BMW z 1992 roku. Samochód nie miał mocy i właściciel zdążył już wymienić 3 cewki, gdyż w tym samochodzie jedna cewka przypada na jeden cylinder. Nie mając oscyloskopu przy sobie, zaproponowałem, aby przyjechał do Wrocławia, gdyż za pomocą oscyloskopu i sondy prądowej potrafię dokładnie zlokalizować cewkę ze zwarciami międzyzwojowymi. Spodziewałem się, że uda mi się wśród przyniesionych cewek znaleźć cewkę, której kształt przebiegu prądowego będzie różnił się od pozostałych. Pamiętamy z czasów szkoły, że prąd na rezystorze jest w fazie z napięciem, czyli przy załączeniu napięcia zasilającego wartość prądu w obwodzie z rezystorem osiąga błyskawicznie wartość maksymalną. Diametralnie różną sytuację mamy przy załączaniu napięcia zasilającego w obwodzie z indukcyjnością - wówczas mamy powolny narost prądu uzależniony od wartości indukcyjności i rezystancji w obwodzie. Kształt prądu w obwodzie cewki zapłonowej jest zbliżony do trójkątnego. A więc wystarczy pobudzać cewkę zapłonową przebiegiem napięciowym otrzymanym np. z testera modułów i obserwować na ekranie oscyloskopu przebieg prądowy uzwojenia pierwotnego. Uszkodzenie powoduje, że przebieg prądowy przy zwarciach międzyzwojowych się „wybrzusza” i z kształtu trójkątnego przybliża się do kształtu prostokątnego. Właściciel BMW pojawił się we Wrocławiu dopiero wówczas, gdy w samochodzie rozleciał się kolektor dolotowy i zastanawiał się nad rozbieraniem silnika. Niestety, wszystkie cewki przyniesione przez właściciela BMW miały identyczne charakterystyki prądowe. Tylko przypadek sprawił, że zacząłem obserwować przeskok iskry na świecy testowej, mając tester modułów podłączony do stabilizowanego zasilacza sieciowego. Obniżając napięcie zasilające zauważyłem, że zanik przeskoku iskry na świecy testowej nie występuje przy tej samej wartości napięcia. Na tej podstawie wytypowałem uszkodzoną cewkę. Po wymianie cewki na nową właściciel BMW określił, że znowu może ruszać „z piskiem opon” i rozbieranie silnika jest niepotrzebne.


Fot. TM102 – tester cewek, modułów i przewodów zapłonowych.

Ideę tę potwierdziłem jeszcze w kilku przypadkach uszkodzonych cewek na niewielkim poziomie zwarć międzyzwojowych. Wiktor Roznarowicz z Bytomia Odrzańskiego, prowadząc Zakład Elektromechaniki Samochodowej, w codziennej pracy wykorzystywał chyba wszystkie opracowane przeze mnie testery. Do niego właśnie udałem się na konsultacje w sprawie opracowania koncepcji nowego testera, tak aby spełniał swoje zadanie jak najlepiej. Aby obsługa zabierała jak najmniej czasu, wybraliśmy przełączniki dwustanowe (takie, jakie są stosowane w instalacjach gazowych) i połączyliśmy w jednej obudowie właściwie 3 różne funkcje - tester modułów, tester wysokiego napięcia i szeregowy stabilizator napięcia. Tak powstał tester TM102 przedstawiony na fot.2. Typowy układ zapłonowy stosowany przez wiele lat w samochodach z zapłonem iskrowym przedstawia rys. 1. W praktyce stosowano wiele różnych typów czujnika zapłonowego, ale czujnik indukcyjny ma tę zaletę nad innymi, że nie wymaga napięcia zasilającego. Jeżeli nie można uruchomić silnika, gdyż podczas rozruchu napięcie zasilające spada np. do 9V, to nie wiadomo czy prędkość obrotowa jest zbyt mała i amplituda wyindukowanego napięcia zbyt mała, czy moduł zapłonowy nie chce pracować przy tak niskim napięciu zasilającym. W następnym przypadku (rys. 2), gdy czujnik zapłonowy będzie typu hallotronowego lub optycznego, amplituda sygnału nie będzie zależała od prędkości obrotowej, ale wzrasta awaryjność takich podzespołów. Moduły zapłonowe są stosowane nawet we współczesnych samochodach, ale w układach DIS (rys. 3), gdy iskra przeskakuje jednocześnie w dwóch cylindrach (w czasie suwu pracy i wydechu). Każdy podzespół elektroniczny, a takim jest również moduł zapłonowy, podczas naprawy powinien być sprawdzony pod kątem wpływu wartości napięcia zasilającego. A więc wykorzystywana regulacja napięcia zasilającego przy sprawdzaniu cewek mogła zostać także wykorzystana w oszczędnościowej wersji zasilacza, ale nie sieciowego, a tylko zasilanego z akumulatora i obniżającego napięcie. Właśnie tutaj pojawiło się najwięcej problemów z opracowaniem testera, przy projektowaniu szeregowego stabilizatora napięcia o płynnie zmieniającej się wartości napięcia wyjściowego. Przy wartościach prądu rzędu 5 A gotowe rozwiązania układów scalonych oferowały najmniejszą wartość spadku napięcia na elemencie regulującym rzędu 2 V, czyli regulacja mogłaby się rozpocząć od 10 V (przy napięciu zasilającym 12 V). W testerze udało się osiągnąć wartość 0.1 V, a to zapewnia nie tylko wykorzystanie metody sprawdzania cewek opisanej powyżej, ale również sprawdzanie modułów zapłonowych w funkcji napięcia zasilającego.

Rys. 3. Idea działania bezrozdzielaczowego układu zapłonowego typu DIS.

W 2007 roku prowadziłem Forum Warsztatowe podczas wiosennych Targów Motoryzacyjnych w Poznaniu i Seminarium Warsztatowe podczas jesiennych w Katowicach. Przedstawiałem temat „wypadania zapłonów” i metodę weryfikacji podzespołów omawiałem na przykładzie testera TM102. Podczas wykładu kilkadziesiąt osób pytałem, czy ktoś spotkał się z opisem podobnie działającego testera. Nikt nie odpowiedział, że tak... Za to do grona użytkowników nowatorskiego rozwiązania testera TM102 dołączyli, znani mi co najmniej od 10 lat, uczestnicy tych spotkań i cieszący się dużą renomą w swoich miejscowościach właściciele serwisów samochodowych, tacy jak Józef Materla z Katowic, Krzysztof Kazubski z Piotrkowa Trybunalskiego czy Andrzej Zawalski z Płocka. A najciekawszą opowieść o wykorzystaniu testera usłyszałem od p. Darka, który twierdzi, że z testerem podchodzi prawie do każdego samochodu - choćby po to, aby sprawdzić wysokie napięcie na przewodzie zapłonowym. Otóż zadzwonili do niego kiedyś w środku nocy koledzy, którzy brali udział w rajdzie samochodowym. Pierwszego dnia rajdu trochę uszkodzili nadwozie i po naprawie nie mogli uruchomić samochodu, gdyż nie było iskry. Wymiana części nie wchodziła w rachubę, więc p. Darek wziął tester „pod pachę” i pojechał pomóc. Stwierdził, że cewka jest sprawna, moduł sprawny i przewody dobre, to trzeba szukać w instalacji. Podczas naprawy jedna śrubka nie została dokręcona, wystarczyło ją dokręcić - następnego dnia koledzy kontynuowali rajd. A więc przypadek nieraz powoduje, że powstaje rozwiązanie techniczne, które może nam pomóc w zaoszczędzeniu czasu pracy i wykorzystaniu go w inny sposób. Mam nadzieję, że żadna firma produkująca sprzęt diagnostyczny nie popełni plagiatu, a czytelnicy „Nowoczesnego Warsztatu” mają dowód na to, że ciekawe rozwiązania techniczne mogą powstawać także w tej części Europy.

mgr inż. Ryszard Hołownia