Unità multi-bobina su candela - Driver primario (tensione e corrente) vs secondario

Sarà necessario un PicoScope per eseguire questo test.

Tensione e corrente dual driver primario multi bobina su candela, e secondario, modello

Alcuni veicoli sono dotati di un Sistema di accensione senza distributore, dove le bobine vengono combinate in un'unità bobina su candela che si trova direttamente sopra le candele di accensione e ospita il sistema di accensione della bobina. Questo era comunemente montato su motori SAAB, nonché su taluni Vauxhall, Peugeot e altri, come mostrato in Figura 1 sottostante.

  1. Scollegare la multi-presa dall’unità bobina su candela.
  2. Rimuovere l'unità bobina su candela dal motore.
  3. Utilizzando le prolunghe COP PP339, collegare tutte le uscite bobina alle candele di accensione, come mostrato nelle Figure 2 e 3.
  4. Nota: il kit avanzato ha 4 di questi cavi standard in dotazione. Si possono acquistare più cavi per l'utilizzo su veicoli quali SAAB con più di 4 cilindri, ma è possibile verificare solo fino a 4 in una sola volta se si utilizza un oscilloscopio a 4 canali.
  5. Una volta che tutte le prolunghe COP sono state montate, collegare la multi-presa sull’unità bobina su candela utilizzando cavi di breakout adatti, come mostrato nelle Figure 2 e 3.
  6. Collegare un'estremità del cavo di terra fornito con le prolunghe PP339 COP per il foro di montaggio dell'unità COP utilizzando il bullone e il dado forniti.
  7. Collegare l'altra estremità a un punto di massa adatto come punto di montaggio unità COP sul motore, come mostrato in Figura 2. Questo manterrà il ritorno a terra della bobina attraverso il pacchetto bobina ed inoltre condurrà in modo sicuro qualsiasi scintilla esposta a terra per proteggere l’operatore e le attrezzature.

Canale A - Driver Primario (commutatore digitale)

  1. Collegare un cavo BNC al cavetto di prova da 4 mm nel Canale A dell'oscilloscopio.
  2. Collegare la spina colorata (positiva) del cavetto di prova all’adattatore da 4 mm sul cavo di breakout che trasporta il segnale driver primario (interruttore digitale) all’unità bobina.
  3. Collegare il morsetto a delfino nero sulla spina nera del cavo di prova e collegare quest’ultimo al negativo della batteria o ad un punto di massa adatto sul motore, come mostrato nelle Figure 2 e 3.

Canale B - Accensione secondaria

  1. Connettere il pick-up di accensione secondaria PP178 al canale B del dispositivo PicoScope.
  2. Collegare la pinza secondaria di prelievo alla prolunga HT e collegare la pinza di terra ad un punto di terra adatto sul motore o telaio, come mostrato nelle Figure 2 e 3.

Canale C - Corrente driver primario (tratto dal filo di tensione di alimentazione)

  1. Collegare la pinza amperometrica da 60/20 amp al Canale C dell’oscilloscopio.
  2. Posizionare la pinza sullo stesso filo come usato per il segnale di alimentazione di tensione, come indicato nelle Figure 2 e 3.
  3. Premere il tasto zero sulla pinza per assicurarsi che la pinza venga azzerata.

Con il motore acceso, dovrebbe comparire sullo schermo un modello simile all’esempio di seguito.

Se una forma d'onda secondaria non può essere vista, potrebbe essere perché l'uscita è con accensione positiva. Se il pickup HT viene spostato ad un’altra prolunga HT, la forma d'onda dovrebbe apparire. In alternativa è possibile modificare le impostazioni per guardare ad una bobina con accensione positiva, selezionando le impostazioni per il canale B e cambiando la sonda da «Sonda di accensione secondaria (invertita)» a «Sonda di accensione secondaria (Pos)», come mostrato Figura 4.

Su un motore a 4 cilindri con questo tipo di sistema di accensione, è comune avere 2 uscite con accensione negativa e 2 uscite con accensione positiva.

Esempio di forme d’onda

Note di forma d'onda

Forma d'onda primaria

Canale A - Commutatore digitale Driver Primario

Il segnale di bassa tensione (LT) commuta tra zero volt e circa 5 volt. Quando il segnale di innesco va alto, provoca l’accensione della bobina. Siccome la tensione ritorna a zero, la corrente nell’avvolgimento primario della bobina si spegne, il flusso magnetico che circonda l’avvolgimento crolla, inducendo una tensione nel secondario e viene quindi generata la tensione HT. I punti di accensione (da zero in aumento fino a 5 volt) e spegnimento (da 5 volt fino a zero) sono determinati dal modulo di controllo elettronico (ECM) del veicolo. Questo intervallo fra questi eventi viene chiamato il periodo di permanenza o il tempo di saturazione. Il tempo di permanenza su un motore con accensione elettronica è controllato dal circuito di limitazione corrente nell'amplificatore o ECM.

Canale C - Corrente driver primario

La forma d'onda esempio mostra il circuito di limitazione di corrente in funzione. La corrente nel circuito primario si accende poiché si avvia il periodo di permanenza e aumenta fino a raggiungere circa 10 ampere. Quindi rimane costante per un breve periodo e viene rilasciato nel punto di accensione. L’intervallo di tempo dal punto iniziale di accensione al momento in cui viene rilasciata la corrente dipende dalla velocità del motore. Più bassa è la velocità del motore, più è breve la rampa di corrente; quindi la rampa si allunga con l'aumento dei giri del motore.

Forma d'onda secondaria

La forma d’onda esempio indica l’immagine tipica di un motore dotato di accensione elettronica. La forma d'onda è stata presa dall'unità bobina su candela montata sul motore Vectra Z22SE.

La forma d'onda secondaria mostra l'intervallo di tempo durante il quale l’alta tensione (HT) scorre attraverso l’elettrodo della candela di accensione dopo il picco di tensione iniziale richiesto per superare il divario di candela. Questo intervallo è definito «tempo di combustione» o «durata della scintilla». Nell’immagine, la linea di tensione orizzontale al centro dell'oscilloscopio è ad una tensione moderatamente costante, ma poi scende bruscamente in quello che è definito il periodo di “oscillazione della bobina”. Il «tempo di combustione» è illustrato anche in Figura 5.

Il periodo di oscillazione della bobina (come illustrato in Figura 6) deve visualizzare almeno 4 picchi (inclusi superiore e inferiore). Una perdita di picchi indica che è necessario sostituire la bobina. Il periodo tra l'oscillazione della bobina e la “caduta” successiva avviene quando la bobina è a riposo e non c'è tensione nel circuito secondario della bobina. La “caduta” è indicata come il “picco di polarità negativa” (come illustrato Figura 7) e produce una leggera oscillazione nella direzione opposta alla tensione di accensione della candela. Ciò è dovuto all'accensione iniziale della corrente primaria della bobina. La tensione all'interno della bobina viene rilasciata soltanto al punto di accensione corretto, quando la scintilla di alta tensione (HT) accende la miscela aria/combustibile.

La tensione di accensione della candela è la tensione richiesta per saltare il divario all'elettrodo della candela, noto comunemente come “candela kV”. Questo viene illustrato in Figura 8. In questo esempio, la candela kV è 13,5 kV.

Informazioni tecniche

Il funzionamento dell’unità bobina sulla candela è essenzialmente identico a qualsiasi altro sistema di accensione.

I sistemi di accensione senza distributore sono montati solo su veicoli che hanno un numero pari di cilindri, come ad esempio 2, 4, 6 o 8. Infatti, due cilindri sono collegati a una bobina che può produrre una scintilla in entrambi i cilindri allo stesso tempo. Questo è comunemente noto come un sistema a scintilla sprecata. Le due candele di accensione sono disposte in modo che una candela di accensione sia accesa nella fase di potenza del motore e l'altra è accesa nella fase di scarico del cilindro opposto, con una deviazione di 360 gradi. Dopo una rotazione completa del motore, i due cilindri sono ora in due fasi opposte e le due candele di accensione si accendono nuovamente ma con ruoli opposti rispetto a prima.

Su un motore a quattro cilindri, ci sono 2 bobine con singoli driver che tendono ad operare i cilindri 1 e 4, e 2 e 3. Questo significa che c'è una scintilla doppia ogni 180 gradi, con una di quelle scintille sprecate in una fase di scarico del cilindro opposto che si sta accendendo nella fase di potenza.

L'unica reale differenza fra la bobina COP e gli altri sistemi di accensione è che la prima è montata direttamente sulla candela di accensione, quindi la tensione va direttamente agli elettrodi della candela, senza dover passare attraverso un distributore o un cavo candela. Questo metodo di collegamento diretto fornisce la più forte scintilla possibile e migliora la durabilità del sistema di accensione.

Informazioni tecniche

Driver primario - Segnali di commutazione digitale

I punti di accensione (da zero in aumento fino a 5 volt) e spegnimento (da 5 volt fino a zero) della bobina sono determinati dal modulo di controllo elettronico (ECM) del veicolo. L’intervallo fra questi punti viene chiamato periodo di permanenza o tempo di saturazione bobina. Il tempo di permanenza su un motore con accensione elettronica è controllato dal circuito di limitazione corrente nell'amplificatore o ECM.

In tempo reale

Storicamente, la tensione di alimentazione era presente non appena l'interruttore di accensione era stato girato in posizione 'on'. I sistemi moderni, tuttavia, non forniscono l’alimentazione fino a quando la chiave non viene girata nella posizione di «avviamento» e il motore gira. Un semplice errore come un sensore angolo manovella non funzionante potrebbe causare una perdita di tensione di alimentazione, semplicemente perché i circuiti di controllo elettronico non riconoscono che il motore sta girando.

Terra

La connessione di terra è essenziale per il funzionamento di qualsiasi circuito elettrico in un motore. Poiché la corrente aumenta in qualsiasi circuito elettrico, anche la tensione si riduce. Un circuito di terra di ritorno può essere testato solo mentre il circuito è sotto carica, quindi il semplice test di continuità a terra con un multimetro è impreciso. Siccome il circuito primario della bobina è completo solo durante il periodo di permanenza, la caduta di tensione deve essere monitorata durante lo stesso periodo. La rampa di tensione sul segnale di terra non deve superare 0,5 volt. Più piatta è la forma d’onda, meglio è: una forma d’onda virtualmente senza aumento mostra che l’amplificatore o il modulo ha un collegamento a terra perfetto. Se la rampa è troppo alta, le connessioni di terra devono essere studiate per identificare la connessione all'origine dell'errore.

Driver primario - Corrente

La forma d'onda esempio mostra il circuito di limitazione della corrente in funzione. La corrente nel circuito primario si accende quando inizia il periodo di permanenza, aumenta a sorge a circa 10 ampere e rimane costante finché viene rilasciata al momento dell'accensione.

Siccome la velocità del motore aumenta, l’angolo di permanenza si espande per mantenere un tempo di saturazione costante della bobina e quindi energia costante. Il tempo di saturazione della bobina può essere misurato posizionando un righello temporale all’inizio del periodo di permanenza e l’altro alla fine della rampa corrente. La distanza tra i righelli rimarrà esattamente la stessa indipendentemente dalla velocità del motore.

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