Разрядник бегущего разряда и способ диагностики системы электроискрового зажигания бегущим разрядом Российский патент 2019 года по МПК G01M15/00 F02P17/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Для диагностики систем электроискрового зажигания (СЭЗ) автомобильных бензиновых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) применяют искровые разрядники (ИР), включающие 1÷2 искровых промежутка (ИП). Такие ИР имеют ограниченные возможности диагностики СЭЗ, так как обеспечивают наблюдение искровых разрядов одного-двух цилиндров ДВС. Если же к СЭЗ в порядке работы цилиндров подключить совокупность расположенных в ряд ИП, число которых равно числу цилиндров ДВС, то разряды, поочередно возникая в ИП, создают световой эффект последовательного перемещения разряда. Далее по тексту такой световой эффект для краткости именуется «бегущий разряд» (по аналогии с общеизвестным световым эффектом «бегущие огни»), а такая совокупность ИП для краткости именуется «разрядник бегущего разряда» (РБР).

РБР и способ диагностики СЭЗ автомобильного бензинового ДВС бегущим разрядом согласно действующей рубрике Международной патентной классификации МПК-2016.01 принадлежат классу F02P 17/04 - динамическая проверка систем электроискрового зажигания в ДВС с индуктивными накопителями энергии, работающих без самовоспламенения от сжатия.

РБР и способ диагностики бегущим разрядом относятся к области динамических испытаний и проверок СЭЗ автомобильного бензинового ДВС, осуществляемых при вращении коленчатого вала (KB). Такие ДВС в настоящее время наиболее распространены, а электрические цепи и компоненты их СЭЗ в ходе эксплуатации непрерывно подвергаются воздействию высокого напряжения (ВН), которое приводит к постепенному ухудшению токоведущих свойств проводников и диэлектрических свойств изоляционных материалов СЭЗ, что усугубляется влагой и загрязнениями, поступающими из окружающей среды, и высокой температурой работающего ДВС. В результате прогаров проводников и пробоев диэлектриков возникают пропуски искрообразования, а, следовательно, и пропуски воспламенения топливовоздушной смеси. При незапланированном переходе высоковольтной (ВВ) энергии на свечу зажигания другого цилиндра в ее искровом промежутке возникает паразитный искровой разряд с нарушением значения угла опережения зажигания (УОЗ), что вызывает не только значительное снижение характеристик цилиндра, но и детонацию, которая может привести к разрушению металлических деталей цилиндро-поршневой группы.

На практике нередки случаи, когда нарушения УОЗ, возникновение паразитных искровых разрядов, обмен разрядами между цилиндрами, нарушения ритмичности искровых разрядов и соответствия последовательности искровых разрядов порядку работы цилиндров ДВС обусловлены влагой, загрязнениями или повреждениями деталей распределителей зажигания (РЗ) и распределителей высокого напряжения (РВН), а также перепутыванием ведущих к цилиндрам коммутационных компонентов (КК) - высоко- и низковольтных кабелей и электрических разъемов, - в результате некомпетентных действий водителей и даже некоторых работников автосервиса. Ухудшение характеристик цилиндра вследствие дефекта СЭЗ приводит к снижению крутящего момента и мощности ДВС, интенсификации его износа, перерасходу топлива и нарушениям экологии в силу изменения концентрации отработавших газов (ОГ) и выхода несгоревшего топлива из системы выпуска ОГ, которое вызывает перегрев, опасность пожара и разрушения каталитического нейтрализатора ОГ, искажение сигнала датчиков концентрации кислорода, что в свою очередь, способствует нарушению коррекции топливодозирования системы впрыска ДВС.

Таким образом, нарушения в работе СЭЗ напрямую негативно влияет на функционирование ДВС и экологию, поэтому вопросы совершенствования средств и способов диагностики СЭЗ являются весьма актуальными.

Уровень техники

Такие диагностические приборы, как искровые разрядники, и способы диагностики СЭЗ по световым эффектам возникающих в искровых промежутках ИР искровых разрядов, выработанных СЭЗ, давно известны и широко применяются.

Промышленность производит ИР, которые подробно описаны в источниках информации, посвященных диагностике и ремонту СЭЗ: высоковольтный разрядник ММ-ВР-01 (http://motor-master.ru/component/content/article/10-diag/46-vysokovoltnyj-razryadnik), высоковольтный искровой разрядник Spark Gap 1024 (http://injectorservice.com.ua/spark_ gap_a123.php#spark_gap), разрядники высоковольтные модели 19991500 и 19993000 (http://www.ardio.ru/razryad.php), Ум-10/25 (http://maslov.com.ru/Web-pageR.htm), Р4-8С (http://www.autoscaners.ru/catalogue/?catalogue_id=razryadnik_vysokovoltnyy_r4_8с), разрядник-тестер ИР-2 (http://www.autoscaners.ru/catalogue/?catalogue_id=razryadnik tester_ir_2) и мн. др.

Указанные искровые разрядники имеют некоторые конструктивные отличия, возможности, достоинства и недостатки. Так, разрядники Spark Gap, 19991500, 19993000 имеют один искровой промежуток и поэтому предназначены для тестирования искрового разряда высокого напряжения, передаваемого одним ВВ проводником, при этом Spark Gap имеет регулируемый, а остальные - нерегулируемый (постоянный) искровой промежуток. Разрядник Ум-10/25 имеет возможность крепления при разных расстояниях ВВ электрода разрядника от «массы» двигателя, что позволяет установить искровой промежуток требуемой величины.

Прототипами РБР являются разрядники ММ-ВР-01 и Р4-8С, так как имеют по два ИП, что позволяет с помощью световых эффектов от возникающих в них искровых разрядов диагностировать двухискровые модули зажигания (ДМЗ) систем двухискрового зажигания double ignition system [англ.] (DIS). Кроме того, указанные разрядники предназначены для тестирования катушек зажигания (КЗ) классических систем зажигания (КСЗ) и модулей зажигания (МЗ), а также могут быть использованы для тестирования искрового разряда высокого напряжения, передаваемого отдельными одним или двумя ВВ проводниками других типов систем зажигания.

Подобными возможностями обладает и разрядник-тестер ИР-2 и, кроме того, он обеспечивает подачу импульса возбуждения на КЗ/МЗ/ДМЗ, прием от КЗ/МЗ/ДМЗ ВВ импульса на разрядник с калиброванным напряжением пробоя, подсчет прошедших импульсов, однако он прототипом не является, так как не использует световые эффекты искровых разрядов.

Конструкция прототипов обеспечивает наблюдение искровых разрядов, визуальную оценку по ним наличия, ритмичности и величины ВВ энергии, наличие пропусков разрядов в отдельных цилиндрах автомобильного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) в процессе прокручивания KB стартером, но имеет ряд существенных недостатков, ограничивающих их возможности и достоверность диагностики СЭЗ. Они имеют всего по 2 искровых промежутка, в то время, как в реальных системах DIS 4-цилиндровых ДВС имеется 4 искровых промежутка, поэтому искровые разряды в прототипах не в полной мере соответствует процессам, происходящим в реальной системе DIS, чем искажается диагностическая информация. Кроме того, при прокручивании КВ с включенным зажиганием и отключенными свечами зажигания разрядник должен содержать число искровых промежутков, равное числу цилиндров ДВС или одного банка V-образного или оппозитного ДВС, чтобы обеспечивать безопасный разряд ВВ энергии всех катушек зажигания СЭЗ ДВС или банка ДВС, однако прототипы этого не обеспечивают. Наиболее существенными недостатками прототипов, препятствующими достижению требуемого технического результата, является невозможность проверки и сравнения качества искровых разрядов всех цилиндров ДВС или банка ДВС одновременно по таким диагностическим признакам, как соответствие последовательности и ритмичности перемещения искровых разрядов порядку работы цилиндров ДВС, наличие паразитных и случайных искровых разрядов, незапланированного перехода разрядов между цилиндрами, пробой изолятора и утечки ВВ энергии. В то же время практика диагностирования СЭЗ показывает, что оценка именно этих диагностических признаков является наиболее необходимой для каждого ДВС независимо от типа СЭЗ, однако, этот технический результат прототипами недостижим по причине недостаточного количества искровых промежутков в них, несоответствия их внутренней коммутации всем реальным типам СЭЗ и отсутствия нужной комплектации.

В отличие от прототипов, РБР и реализуемый посредством него способ диагностики бегущим разрядом лишены этих недостатков и обеспечивают достижение технического результата при диагностике всех типов СЭЗ всех цилиндров одновременно в ДВС или банке ДВС с числом цилиндров 2÷6.

РБР и способ диагностики бегущим разрядом не известны из уровня техники, они для специалиста не следует из уровня техники явным образом, и могут быть применены в отрасли автомобильного сервиса. В силу этого РБР и способ диагностики бегущим разрядом являются новым, промышленно применимым изобретением.

Раскрытие изобретения

Сущность изобретения как технического решения заключается в совокупности свойств устройства РБР и реализуемого посредством него способа диагностики бегущим разрядом, что обеспечивает достижение технического результата. Основное отличие РБР от прототипов заключается в увеличении количества искровых промежутков до числа, равного числу цилиндров диагностируемого ДВС или банка ДВС, включающего до 6-ти цилиндров, и расположении искровых промежутков в один ряд. Такое количественное изменение и конструктивное расположение искровых промежутков обусловливает переход диагностики СЭЗ к качественно новому способу диагностики бегущим разрядом.

Устройство РБР 1 (фиг. 1) включает корпус в виде П-образной несущей конструкции из трех пластин 2, 3, 4, выполненных из стеклотекстолита толщиной 5 мм, в которой последовательно через каждые 30 мм расположены 8 искровых промежутков 5-12, в том числе 5 нормальных искровых промежутков (НИЛ) 5, 6, 8-10 размером 10 мм, 2 малых искровых промежутка (МИП) 11 и 12 размером 1 мм, а также один регулируемый искровой промежуток (РИП) 7, размер которого регулируется в пределах 1÷10 мм. НИЛ и МИП являются постоянными искровыми промежутками (имеют постоянный размер), т.к. многочисленные регулируемые искровые промежутки лишь усложняют конструкцию, но не имеют большого практического смысла.

Такой размер НИП 5, 6, 8-10 обусловлен условиями работы свечи зажигания на холостом ходу и на частичной нагрузке ДВС, когда напряжение пробоя ее искрового промежутка в силу наличия соответствующего давления в цилиндре составляет около 10 кВ, а также состоянием воздуха при диагностике в нормальных атмосферных условиях (760 мм рт.ст., +20°С, влажность 11 г/м³), при которых напряжение пробоя воздуха в диапазоне 0÷50 кВ достаточно точно определяется зависимостью (И.И. Алиев, С.Г. Калганова. Электротехнические материалы и изделия. Справочник. - М.: ИП РадиоСофт, 2005. - 352 с: ил. ISBN 5-93037-133-4, с. 168, рис. 4.1. http://mash-xxl.info/page/1452381102381360 882451431641091392191 24250248134):

U=0,85h,

где U - напряжение пробоя, кВ;

h - размер искрового промежутка, мм.

Размер МИП 11 и 12 обусловлен тем, что в DIS холостая искра образуется в результате пробоя искрового промежутка свечи зажигания практически при атмосферном давлении, при котором напряжение пробоя составляет около 1 кВ. МИП выполнены нерегулируемыми для исключения потерь времени при диагностировании DIS 4-цилиндровых ДВС, которые составляют большинство. При диагностировании DIS 6-цилиндровых ДВС РИП 7 превращают в МИП за счет резьбовой насадки 13 (фиг. 2, 3). Каждый искровой промежуток образован двумя электродами игольчатого типа - «массовым» 14 и контактным 15 (фиг. 1, 3). «Массовые» электроды соединены между собой общей «массовой» шиной 16, к которой подключен провод 17 с зажимом «массовой» шины типа «крокодил» 18 (фиг. 1). На фрагменте РБР в разрезе (фиг. 3) показана конструкция электродов: каждый контактный электрод 15 вкручен в пластину 3 корпуса РБР, он имеет внешнюю контактную часть, состоящую из токопроводящего контактного стержня 19, на резьбовую часть которого накручен стеклотекстолитовый изолятор 20 длиной 40 мм и свечная контактная гайка 21. Диаметр изолятора 20 равен диаметру аналогичной части типовой свечи зажигания.

В состав РБР также входят: 6 металлических шайб 22 (фиг. 4) наружным диаметром 25 мм и внутренним диаметром 12 мм; 6 металлических сетчатых экранов 23 (фиг. 5) цилиндрической формы диаметром 25 мм, высотой 60 мм с проводом и зажимом типа «крокодил» 24; разветвитель массы 25 (фиг. 6), представляющий из себя провод общей длиной 1 м с шестью разветвлениями длиной от 0,1 до 0,5 м, имеющими на концах зажимы типа «крокодил»; 6 ВВ удлинителей 26.

НИП 5, 6, 8-10 (фиг. 1) предназначены для индикации искровых разрядов ВВ энергии, поступающие от свечных кабелей КСЗ, МЗ, ДМЗ и индивидуальных катушек зажигания (ИКЗ). РИП 7, МИП 11, 12 (фиг. 2) и рядом с ним расположенные НИП 5, 8, 10 соответственно предназначены для индикации искровых разрядов ВВ энергии, поступающей от одной из катушек зажигания ДМЗ.

Сетчатые экраны 23 (фиг. 5) цилиндрической конструкции предназначены для визуального обнаружения электрического пробоя изолирующих наконечников свечных кабелей, МЗ, ДМЗ и ИКЗ, для чего сетчатые экраны надевают на наконечники и соединяют с «массой» ДВС. Совместно с шайбами 22 (фиг. 4) сетчатые экраны обеспечивают обнаружение стекания ВВ энергии по внутренним стенкам наконечников на «массу».

Разветвитель массы 25 (фиг. 6) предназначен для соединения с «массой» ДВС тех демонтированных диагностируемых компонентов СЭЗ, которые соединены с «массой» в штатном положении.

ВВ удлинители 26 предназначены для передачи ВВ энергии от катушек зажигания КСЗ, МЗ, ДМЗ и ИКЗ на искровые промежутки в том случае, когда конструктивно их невозможно соединить непосредственно с контактными электродами РБР.

Такие конструкция и комплектация РБР позволяют диагностировать СЭЗ любого типа, установленную на ДВС или банк ДВС с числом цилиндров i=2÷6.

Принцип функционирования РБР состоит в том, что к его искровым промежуткам подключают свечные кабели КСЗ, МЗ, ДМЗ или ИКЗ всех i цилиндров ДВС или банка ДВС в последовательности, соответствующей порядку работы цилиндров. При включенном зажигании автомобиля и вращении КВ это обеспечивает безопасность разряда ВВ энергии всех катушек зажигания СЭЗ ДВС или банка ДВС, а также формируется световой эффект бегущего разряда, сущность которого заключается в том, что искровой разряд циклично, последовательно и ритмично возникает в искровых промежутках РБР в порядке работы цилиндров, перемещаясь су-го искрового промежутка на j-r 1-й искровой промежуток, где j=1…i. После прохождения искрового разряда по всем искровым промежуткам РБР цикл прохождения повторяется.

Бегущий разряд обеспечивает предсказуемость разряда в j+1-м искровом промежутке и за счет этого - его легкое визуальное восприятие, прогнозирование и оценку диагностом, простую и быструю визуальную идентификацию разряда по каждому цилиндру, сравнение их светового излучения, что обеспечивает достоверную диагностику всех типов СЭЗ по всем цилиндрам ДВС или банка ДВС по таким диагностическим признакам, как наличие и величина ВВ энергии, соответствие последовательности и ритмичности перемещения искрового разряда порядку работы цилиндров, наличие пропусков разрядов, паразитных и случайных разрядов, незапланированных переходов разрядов между цилиндрами, ВВ пробоев изоляции свечных кабелей, пробоев наконечников свечных кабелей, МЗ, ДМЗ и ИКЗ и стекания ВВ энергии по их внутренней поверхности на «массу» ДВС.Это обеспечивает локализацию дефекта СЭЗ и достоверность технического диагноза всей СЭЗ, за исключением значений угла опережения зажигания и технического состояния свечей зажигания.

Бегущий разряд исключает необходимость в подсчете импульсов зажигания, так как пропуски искровых разрядов и отличие их светового излучения в одних ИП легко обнаруживаются путем сравнения с искровыми разрядами в других ИП.

Перед реализацией способа диагностики бегущим разрядом посредством РБР автомобиль устанавливают на стояночный тормоз и/или устанавливают упорные колодки под колеса. Рычаг механической коробки переключения передач (КПП) устанавливают в нейтральное положение, автоматической КПП - в стояночное положение.

Способ диагностики бегущим разрядом посредством РБР включает отключение от свечей зажигания свечных кабелей, МЗ, ДМЗ и ИКЗ, извлечение свечей зажигания из ДВС для уменьшения нагрузки на аккумуляторную батарею (АКБ) и предотвращения залива свечей бензином, поступающим из системы впрыска.

Для полного исключения впрыска бензина в цилиндры целесообразно отключить форсунки или электробензонасос, предварительно полностью стравив давление бензина в топливной рампе.

Зажим «массовой» шины РБР 18 (фиг. 1) надежно подключают к «массе» ДВС или клемме «минус» АКБ.

Если свечи зажигания в диагностируемой СЭЗ применяются без контактных гаек, то с контактных электродов РБР также выкручивают контактные гайки 21 (фиг. 3).

При диагностике СЭЗ любого типа (кроме DIS) ДВС с числом цилиндров i=2÷6 к нормальным искровым промежуткам РБР подключают свечные кабели 27 (фиг. 7-9) СЭЗ или наконечники 28 (фиг. 10-12) МЗ 29 или ИКЗ 30 (фиг. 13-15) в той последовательности, которая соответствует порядку работы цилиндров диагностируемого ДВС, например, для рядного 4-цилиндрового ДВС 1-3-4-2 (фиг. 7, 10, 13); для рядного 5-цилиндрового ДВС 1-2-4-5-3 (фиг. 8, 11, 14); для рядного 6-цилиндрового ДВС 1-5-3-6-2-4 (фиг. 9, 12, 15) и т.п.

При диагностике DIS ДВС с числом цилиндров i=2÷6 свечные кабели 27 (фиг. 16, 17) или 28 (фиг. 18, 19) ДМЗ 29 цилиндров, работающих в противофазе между собой, подключают парами к МИП и рядом расположенных НИП, например, для рядного 4-цилиндрового ДВС с порядком работы 1-3-4-2 пары таковы: 1-4 и 2-3 (фиг. 16, 18); для рядного 6-цилиндрового ДВС с порядком работы 1-5-3-6-2-4 пары таковы: 1-6, 2-5 и 3-4 (фиг. 17, 19), при этом для создания третьего МИП резьбовую насадку 13 (фиг. 3, 19) вращают против часовой стрелки с таким расчетом, чтобы искровой промежуток НИП 7 уменьшился до 1 мм.

При диагностике СЭЗ V-образного или оппозитного ДВС с числом цилиндров i>6, к РБР по очереди подключают свечные кабели или наконечники МЗ, ДМЗ или ИКЗ одного из банков ДВС; на другом банке отключают разъемы первичных (низковольтных) цепей катушек зажигания.

Свечные кабели 27 КСЗ и некоторых МЗ и ДМЗ подключают, как правило, непосредственно к РБР (фиг. 7-9, 16, 17); другие МЗ, ДМЗ и ИКЗ подключают к РБР через ВВ удлинители 26 (фиг. 10-15, 18, 19).

На оконечности изолирующих наконечников накладывают шайбы 22 (фиг. 7-19); сетчатые экраны 23 располагают на наконечниках так, чтобы расстояние до шайб 22 составляло 1÷2 мм, и зажимами «крокодил» 24 (фиг. 5) подключают их к «массовой» шине РБР 16 (фиг. 7-9, 16, 17) или к разветвителю массы 25 (фиг. 10-15, 18, 19), который подключают к «массе» ДВС.

После подключения к РБР свечных кабелей, МЗ, ДМЗ или ИКЗ прокручивают КВ стартером в течение 10÷15 с и в процессе прокрутки наблюдают и оценивают бегущий разряд в искровых промежутках РБР. В каждом ИП световое излучение искрового разряда должно быть энергичным, четким, коротким по времени, дуга разряда ярко-голубого, ярко-белого или ярко-желтого цвета, разряды должны возникать в ИП строго последовательно, перемещаясь по ним в одном направлении в порядке работы цилиндров ДВС (у DIS - в порядке работы пар цилиндров ДВС, работающих в противофазе между собой) в каждом рабочем цикле ДВС, ритмично, без сбоев, пропусков и паразитных (добавочных) и случайных разрядов. Последовательное и ритмичное перемещение искрового разряда по всем ИП должно циклично повторяться.

Если бегущий разряд неизменно слабый, темно-оранжевого или красного цвета, перемещается с пропусками или меняет направление перемещения, причинами являются дефекты электрических цепей, общих для всех цилиндров ДВС - коммутатор зажигания, КЗ, ДМЗ, ротор (бегунок) или крышка РЗ/РВН или центральный кабель РЗ.

Если бегущий разряд слабый, хаотичный или отсутствует вообще, причиной, кроме того, может быть дефект первичного синхронизирующего датчика - датчика положения коленчатого вала или датчика распределителя зажигания.

Если бегущий разряд в некоторых ИП слабый, темно-оранжевого или красного цвета, перемещается с пропусками или меняет направление перемещения, причинами являются дефекты электрических цепей, общих для соответствующих цилиндров ДВС - коммутатор зажигания, КЗ, ДМЗ, крышка или бегунок (ротор) РЗ/РВН.

Если искровой разряд перемещается по ИП непоследовательно, хаотично или неритмично, с пропусками или с паразитными разрядами, причинами могут дефекты соответствующих КЗ/МЗ/ДМЗ и/или загрязнения/влага или электрический пробой крышки РЗ/РВН.

Если пропуск искрового разряда на каком-либо ИП является систематическим и при этом наблюдают разряд с изолирующего наконечника на сетчатый экран, то это свидетельствует об электрическом пробое изолирующего наконечника. Если наблюдают разряд между шайбой и сетчатым экраном, то это свидетельствует о стекании ВВ энергии на «массу» ДВС по внутренней поверхности наконечника. Причиной систематического пропуска искрового разряда на каком-либо ИП также может быть дефект соответствующей ИКЗ, внутренний прогар большого размера токоведущего слоя свечного кабеля или утечка ВВ энергии на «массу» ДВС в крышке РЗ (РВН) в районе данного свечного кабеля.

Технический результат при использовании способа диагностики СЭЗ бегущим разрядом посредством РБР объективно проявляется в следующих технических эффектах и свойствах: он обеспечивает достоверную диагностику всех типов СЭЗ всех цилиндров ДВС или банка ДВС с числом цилиндров 2+6 таким диагностическим признакам, как наличие и величина ВВ энергии, соответствие последовательности и ритмичности перемещения искрового разряда порядку работы цилиндров, наличие пропусков искрового разряда, паразитных и случайных разрядов, незапланированных переходов искровых разрядов между цилиндрами, ВВ пробоев изоляции свечных кабелей, пробоев изолирующих наконечников свечных кабелей, МЗ, ДМЗ и ИКЗ и стекания ВВ энергии по их внутренней поверхности на «массу» ДВС, на основании чего определяют достоверный технический диагноз всей СЭЗ, за исключением значений угла опережения зажигания и технического состояния свечей зажигания, и локализуют дефект СЭЗ. Достигнутый технический результат находится в прямой причинно-следственной связи с такими существенными признаками РБР, как его устройство, принцип функционирования, способ диагностики, принципы постановки технического диагноза.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1. РБР: 1 - РБР; 2-4 - стеклотекстолитовые пластины; 5, 6, 8-10 - НИП; 7 - РИП; 11, 12 - МИП; 14 - «массовый» электрод: 15 - соединительный электрод; 16 - «массовая» шина; 17 - провод; 18 - зажим «массовой» шины.

Фиг. 2. РБР: 5, 8,10 - НИП; 7 - РИП; 11,12- МИП; 13 - резьбовая насадка.

Фиг. 3. Фрагмент РБР в разрезе: 3 - стеклотекстолитовая пластина; 13 - резьбовая насадка; 14 - «массовые» электроды; 15 - соединительные электроды; 16 - «массовая» шина; 19 - контактный стержень; 20 - изолятор; 21 - контактная гайка.

Фиг. 4. Детали РБР: 22 - шайба.

Фиг. 5. Детали РБР: 23 - сетчатый экран; 24 - зажим.

Фиг. 6. Детали РБР: 25 - разветвитель массы; 26 - ВВ удлинитель.

Фиг. 7. Подключение свечных кабелей 4-цилиндрового ДВС, имеющего порядок работы цилиндров 1-3-4-2: 16 - «массовая» шина; 22 - шайба; 23 - сетчатый экран; 24 - зажим сетчатого экрана; 27 - свечной кабель.

Фиг. 8. Подключение свечных кабелей 5-цилиндрового ДВС, имеющего порядок работы цилиндров 1-2-4-5-3: 16 - «массовая» шина; 22 - шайба; 23 - сетчатый экран; 24 - зажим сетчатого экрана; 27 - свечной кабель.

Фиг. 9. Подключение свечных кабелей 6-цилиндрового ДВС, имеющего порядок работы цилиндров 1-5-3-6-2-4: 16 - «массовая» шина; 22 - шайба; 23 - сетчатый экран; 24 - зажим сетчатого экрана; 27 - свечной кабель.

Фиг. 10. Подключение МЗ 4-цилиндрового ДВС, имеющего порядок работы цилиндров 1-3-4-2: 22 - шайба; 23 - сетчатый экран; 25 - разветвитель массы; 26 - ВВ удлинитель; 28 - изолирующий наконечник; 29 - МЗ.

Фиг. 11. Подключение МЗ 5-цилиндрового ДВС, имеющего порядок работы цилиндров 1-2-4-5-3: 22 - шайба; 23 - сетчатый экран; 25 - разветвитель массы; 26 - ВВ удлинитель; 28 - изолирующий наконечник; 29 - МЗ.

Фиг. 12. Подключение МЗ 6-цилиндрового ДВС, имеющего порядок работы цилиндров 1-5-3-6-2-4: 22 - шайба; 23 - сетчатый экран; 25 - разветвитель массы; 26 - ВВ удлинитель; 28 - изолирующий наконечник; 29 - МЗ.

Фиг. 13. Подключение ИКЗ 4-цилиндрового ДВС, имеющего порядок работы цилиндров 1-3-4-2: 22 - шайба; 23 - сетчатый экран; 25 - разветвитель массы; 26 - ВВ удлинитель; 28 - изолирующий наконечник; 30 - ИКЗ.

Фиг. 14. Подключение ИКЗ 5-цилиндрового ДВС, имеющего порядок работы цилиндров 1-2-4-5-3: 22 - шайба; 23 - сетчатый экран; 25 - разветвитель массы; 26 - ВВ удлинитель; 28 - изолирующий наконечник; 30 - ИКЗ.

Фиг. 15. Подключение ИКЗ 6-цилиндрового ДВС, имеющего порядок работы цилиндров 1-5-3-6-2-4: 22 - шайба; 23 - сетчатый экран; 25 - разветвитель массы; 26 - ВВ удлинитель; 28 - изолирующий наконечник; 30 - ИКЗ.

Фиг. 16. Подключение ДМЗ 4-цилиндрового ДВС, имеющего порядок работы цилиндров 1-3-4-2: 16 - «массовая» шина; 22 - шайба; 23 - сетчатый экран; 24 - зажим сетчатого экрана; 27 - свечной кабель.

Фиг. 17. Подключение ДМЗ 6-цилиндрового ДВС, имеющего порядок работы цилиндров 1-5-3-6-2-4: 16 - «массовая» шина; 22 - шайба; 23 - сетчатый экран; 24 - зажим сетчатого экрана; 27 - свечной кабель.

Фиг. 18. Подключение ДМЗ 4-цилиндрового ДВС, имеющего порядок работы цилиндров 1-3-4-2: 22 - шайба; 23 - сетчатый экран; 25 - разветвитель массы; 26 - ВВ удлинитель; 28 - изолирующий наконечник; 29 - ДМЗ.

Фиг. 19. Подключение ДМЗ 6-цилиндрового ДВС, имеющего порядок работы цилиндров 1-5-3-6-2-4: 22 - шайба; 23 - сетчатый экран; 25 - разветвитель массы; 26 - ВВ удлинитель; 28 - изолирующий наконечник; 29 - ДМЗ.

Фиг. 20. Практическое диагностирование DIS 4-цилиндрового ДВС посредством практической конструкции РБР: 1 - РБР; 5, 10 - НИП; 11, 12 - МИП; 17 - кабель; 18 - зажим «массовой» шины; 27 - свечной кабель; 31 - АКБ; 32 - клемма «минус» АКБ.

Фиг. 21. Практическая конструкция сетчатого экрана: 23 - сетчатый экран.

Осуществление изобретения

Достигнутый технический результат подтвержден данными, полученными при многолетнем практическом диагностировании бегущим разрядом СЭЗ всех типов посредством разработанной и созданной практической конструкции РБР.

Несущая конструкция РБР 1 (фиг. 20) выполнена из трех стеклотекстолитовых пластин толщиной 5 мм, в которых через каждые 30 мм расположены 8 искровых промежутков 5-12, из них 5 НИП размером 10 мм, 2 НИП размером 1 мм и 1 РИП размером 10 или 1 мм. Сетчатые экраны 22 (фиг. 21) выполнены из мелкоячеистой латунной сетки.

При практическом диагностировании DIS 4-цилиндрового ДВС для снижения потерь времени наконечники 27 (фиг. 21) свечных кабелей 1 и 4 цилиндров подключают к паре рядом расположенных контактных электродов МИП 11 и НИП 5 соответственно, наконечники свечных кабелей 2 и 3 цилиндров подключают к другой паре рядом расположенных контактных электродов НИП 10 и МИП 12 соответственно. Посредством провода 17 и зажима «массовой» шины 18 «массовые» электроды РБР через «массовую» шину РБР подключаются к клемме «минус» 32 АКБ 31.

При прокручивании КВ стартером на подключенных искровых промежутках наблюдают и оценивают работоспособность СЭЗ по таким диагностическим признакам, как наличие и величина ВВ энергии, соответствие последовательности и ритмичности перемещения бегущего разряда порядку работы цилиндров, наличие пропусков бегущего разряда, паразитных и случайных разрядов, незапланированных переходов разрядов между цилиндрами. При надетых на изолирующие наконечники сетчатых экранах, подключенных к «массе» ДВС, проверяют наличие ВВ пробоев изоляции свечных кабелей и изолирующих наконечников, а при размещении шайб 22 (фиг. 16) проверяют наличие стекания ВВ энергии по внутренней поверхности изолирующих наконечников на «массу» ДВС. Поскольку искровые разряды возникают в искровых промежутках последовательно, в соответствии с порядком работы цилиндров ДВС, то это создает эффект предсказуемого бегущего разряда, что значительно облегчает его визуальное восприятие и анализ диагностом. В совокупности все свойства и возможности РБР позволяют определить достоверный технический диагноз СЭЗ, за исключением значений УОЗ и технического состояния свечей зажигания, и локализовать дефект СЭЗ.

Многолетнее диагностирование СЭЗ всех типов автомобильных ДВС подтвердило практическую полезность и незаменимость РБР и способа диагностики бегущим разрядом.

Изобретение относится к области контроля и диагностики систем электроискрового зажигания (СЭЗ) двигателя внутреннего сгорания (ДВС) или банка ДВС с числом цилиндров 2÷6. Технический результат заключается в достоверной оценке технического состояния СЭЗ по таким диагностическим признакам, как наличие и величина высоковольтной (ВВ) энергии, наличие пропусков искровых разрядов, соответствие последовательности и ритмичности перемещения искрового разряда порядку работы цилиндров, наличие паразитных и случайных разрядов, незапланированных переходов искровых разрядов между цилиндрами, ВВ пробоев изоляции свечных кабелей, пробоев изолирующих наконечников свечных кабелей, модулей зажигания и индивидуальных катушек зажигания и стекания ВВ энергии по их внутренней поверхности на «массу» ДВС. Указанный технический результат достигается тем, что предложенный разрядник бегущего разряда включает 8 искровых промежутков, по которым последовательно перемещается искровой разряд, что формирует световой эффект бегущего разряда. За счет этого обеспечивается простое и быстрое визуальное восприятие, идентификация, предсказуемость, прогнозирование и оценка искровых разрядов, что позволяет достоверно определить техническое состояние диагностируемой СЭЗ и поставить точный технический диагноз. 2 н.п. ф-лы, 21 ил.

1. Разрядник бегущего разряда (РБР), содержащий искровые промежутки (ИП) для образования искровых разрядов высоковольтной (ВВ) энергии, поступившей от подключенных к ним свечных кабелей классической системы зажигания (КСЗ), модуля зажигания (МЗ), катушек двухискрового модуля зажигания (ДМЗ) или индивидуальных катушек зажигания (ИКЗ), что обеспечивает наблюдение искровых разрядов, визуальную оценку по их световому излучению наличия, ритмичности и величины ВВ энергии, наличие пропусков разрядов отдельных цилиндров автомобильного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) в процессе прокручивания стартером коленчатого вала (КВ), отличающийся тем, что включает 8 расположенных в один ряд ИП, из которых 1 регулируемый и 7 постоянных, разветвитель массы, по 6 металлических сетчатых экранов, металлических шайб и ВВ удлинителей, что обеспечивает безопасный искровой разряд всех катушек зажигания ДВС или банка ДВС с числом цилиндров 2÷6 и формирует искровые разряды, циклично и последовательно возникающие в порядке работы цилиндров с j-го ИП на j+1-й ИП, что образует световой эффект бегущего разряда, который обеспечивает визуальную идентификацию разряда по каждому цилиндру, предсказуемость, прогнозирование и оценку разряда в j+1-м ИП и за счет этого простую, быструю и достоверную диагностику всех типов систем электроискрового зажигания (СЭЗ) одновременно по всем цилиндрам ДВС или банка ДВС по таким диагностическим признакам, как соответствие последовательности и ритмичности перемещения бегущего разряда порядку работы цилиндров, наличие паразитных и случайных разрядов, незапланированных переходов искровых разрядов между цилиндрами, ВВ пробоев изоляции свечных кабелей, пробоев изолирующих наконечников свечных кабелей, МЗ, ДМЗ и ИКЗ и стекания ВВ энергии по их внутренней поверхности на «массу» ДВС.

2. Способ диагностики СЭЗ автомобильного ДВС бегущим разрядом посредством РБР по п. 1, включающий извлечение свечей зажигания из ДВС, подключение к искровым промежуткам РБР свечных кабелей КСЗ или МЗ, катушек ДМЗ или ИКЗ, прокручивание КВ стартером в течение 10÷15 с, в течение которого наблюдают искровые разряды в ИП, и по их световому излучению визуально оценивают наличие, ритмичность и величину ВВ энергии, наличие пропусков разрядов отдельных цилиндров ДВС, отличающийся тем, что включает подключение всех свечных кабелей КСЗ, МЗ, ДМЗ или ИКЗ ДВС или банка ДВС с числом цилиндров 2÷6 к искровым промежуткам РБР в последовательности, соответствующей порядку работы цилиндров, установку на их изолирующие наконечники металлических сетчатых экранов, металлических шайб, подключение к ним удлинителей и разветвителя массы, подключение РБР, сетчатых экранов и разветвителя массы к «массе» ДВС, визуальное наблюдение в процессе прокручивания стартером КВ светового эффекта циклично, последовательно и предсказуемо перемещающегося в порядке работы цилиндров бегущего искрового разряда с j-го ИП на j+1-й ИП, на основании которого осуществляют визуальную идентификацию разряда по каждому цилиндру, прогнозирование и оценку разряда в j+1-м ИП и за счет этого простую, быструю и достоверную диагностику всех типов СЭЗ одновременно по всем цилиндрам ДВС или банка ДВС по таким диагностическим признакам, как соответствие последовательности и ритмичности перемещения бегущего разряда порядку работы цилиндров, наличие паразитных и случайных разрядов, незапланированных переходов искровых разрядов между цилиндрами, ВВ пробоев изоляции свечных кабелей, пробоев изолирующих наконечников свечных кабелей, МЗ, ДМЗ и ИКЗ и стекания ВВ энергии по их внутренней поверхности на «массу» ДВС, за счет чего определяют достоверный технический диагноз СЭЗ, за исключением значений угла опережения зажигания и технического состояния свечей зажигания, и локализуют дефект СЭЗ.