Причины, последствия и диагностика пропусков зажигания

Пропуски воспламенения
Мотор дрожит, трясется и не едет – проблема, которую легко описать словами, но сложно найти. Более строгое название этой проблемы – «пропуски воспламенения». Поговорим о том, из-за чего она возникает, как ее можно диагностировать и чем в этом поможет сканер ELM327 в сочетании с программой Motordata OBD.

Суть проблемы

Прежде всего, определимся с терминами. Кто-то называет эту проблему «машина трясется и не едет», кто-то говорит «машина троит», кто-то называет это «пропусками зажигания». Как ни называй, а симптомы одинаковы – повышенные вибрации, пониженная мощность. Или, может быть, проблема проявляется не всегда, а случайным образом, почему-то в основном при необходимости ускориться.

Всё это может говорить о пропусках воспламенения. Именно так, поскольку термин «пропуски зажигания» подразумевает проблемы с системой зажигания – свечами, катушками и так далее. А «троить» мотор может и по другим причинам, которые мы перечислим ниже. Собственно, в английском языке это явление и называется «misfire», что гораздо более точно и лаконично. Тем не менее, для удобства в тексте ниже будет также иногда использоваться более привычный термин «пропуски зажигания».

Почему блоку управления нужно регистрировать пропуски воспламенения

Пропуски воспламенения (зажигания) плохи не только тем, что создают дискомфорт водителю, но и тем, что несгоревшее топливо в этом случае попадает в выхлоп. Это не слишком хорошо для экологии. Но и это еще не всё. Топливо смывает масляную пленку со стенок цилиндра, а это может привести к повышенному износу цилиндра и поршня.

Кроме того, подавляющее большинство автомобилей на наших дорогах оборудовано каталитическим нейтрализатором (в просторечии – «катализатор») – устройством, в котором токсичные компоненты выхлопа доокисляются до безвредных соединений. Катализатор представляет собой металлические или керамические «соты», покрытые слоем благородных металлов, в присутствии которых окисление происходит быстрее (отсюда, собственно, и название устройства). Работает катализатор при высоких температурах (400-800°C). При пропусках воспламенения, когда на него попадает несгоревший бензин – температура катализатора повышается до 1400°C, что приводит к его оплавлению или разрушению. И это опять проблема. Оплавившийся катализатор перестает пропускать выхлопные газы, что приводит к новым проблемам – мотору сложнее стартовать, а мощность еще сильнее снижается. Если катализатор разрушается, то получившуюся крошку может затягивать в цилиндры, где она работает как абразив, очень быстро приводя к необходимости капитального ремонта двигателя.

В любом случае, после разрушения катализатора его надо либо менять, либо удалять. Удаление катализатора – действие сомнительное как с точки зрения экологии, так и с точки зрения потребительских качеств автомобиля. Начиная с того, что выхлоп без нейтрализации токсичных веществ довольно сильно пахнет, и заканчивая тем, что необходимо каким-то путем «обманывать» блок управления, что не всегда реально сделать корректно. Новый же катализатор стоит довольно дорого, даже если менять его не целиком в корпусе, а отдельно соты.

Катализатор без корпуса. Для его замены корпус («банка» в просторечии) катализатора вскрывается, соты старого (оплавленного или осыпавшегося) катализатора удаляются, а новый катализатор приваривается на его место

Исходя из всего вышесказанного, понятно, что блок управления должен регистрировать пропуски воспламенения как из соображений экологии, так и во избежание повреждений двигателя и катализатора. Сложно сказать, какая из двух причин стала основной, но согласно стандарту OBD2/EOBD, в современных блоках управления возможность регистрации пропусков заложена. Однако реализация этого требования у всех разная. Существуют блоки и автомобили, не регистрирующие пропусков зажигания даже при полностью отключенном цилиндре.

Как регистрирует проблему блок управления.

С вопросом «надо ли регистрировать?» мы разобрались, теперь надо понять, как именно это сделать. К сожалению, не существует датчика, позволяющего однозначно определить, было ли воспламенение в цилиндре. Поэтому в блоки управления закладывают алгоритм регистрации по косвенным признакам. Чаще всего блок управления анализирует равномерность вращения коленчатого вала по сигналам с ДПКВ (датчик положения коленчатого вала). Неравномерность вращения при определенных условиях считается признаком пропуска воспламенения. Как правило, за отклонения принимается величина более 0,2%.

Кроме того, на автомобилях с индивидуальными катушками зажигания контролируются цепи управления катушками – если снять разъем с одной катушки, то блок управления априори отметит этот цилиндр как неработающий.

В ряде систем могут быть применены иные признаки для регистрации пропусков.

Даже если бы пропуски воспламенения фиксировались достоверно, а не по косвенным признакам, было бы некорректно отключать цилиндр по одному зафиксированному пропуску. Поэтому у блока управления есть параметр «счетчик пропусков воспламенения» для каждого из цилиндров. Как правило, блок управления решает, что пропуски воспламенения присутствуют и надо отключать цилиндр, если количество пропусков по какому-то из цилиндров превышает определенный порог, заданный разработчиками.

Действия, предпринимаемые блоков управления при регистрации пропусков воспламененияПервое и главное, что делает блок, обнаруживая пропуски зажигания – начинает мигать лампой Check Engine в то время, когда фиксирует их. Это одна из немногих причин, когда «чек» мигает. Настолько немногих, что можно почти со стопроцентной уверенностью делать вывод: мигает «чек» – пропуски воспламенения.

Второе, что делает блок, как уже упоминалось – отключает подачу топлива в тот цилиндр, в котором зафиксированы пропуски. На соответствующую форсунку просто перестают подаваться сигналы на открытие.

Наконец, третье – блок управления формирует и сохраняет в памяти код ошибки, а также зажигает Check Engine постоянно. Как правило, это ошибка P0301-P0308, если удалось определить конкретные цилиндры с пропусками. Последняя цифра как раз соответствует номеру цилиндра. Если не удалось определить, в каком цилиндре пропуски, или пропуски зафиксированы в нескольких цилиндрах, фиксируется код P0300.

В некоторых блоках управления формируются не стандартные коды P0300-P0308, а коды с другими номерами, из категории специфичных для конкретного производителя. Например, так происходит на автомобиле Lada X-Ray с двигателем ВАЗ-21179. Несмотря на это, их смысл и расшифровка аналогичны стандартным P0300-P0308.

На упомянутую выше ситуацию с управляющей цепью катушек формируется другой код ошибки, не относящийся непосредственно к пропускам воспламенения.

Как искать проблему

Без специальных инструментов бывает не слишком просто отличить пропуски зажигания от другой проблемы. Как правило, водителю доступны три признака – вибрации, сниженная мощность и мигающая (горящая) лампа Check Engine. Ни один из признаков не является достаточным для того, чтобы однозначно подтвердить пропуски.

Есть и хорошая новость – из специальных инструментов часто бывает достаточно простого сканера ELM327 в сочетании с программой, умеющей связываться с автомобилем по протоколу OBD2, а еще лучше – по заводскому протоколу. Мы в качестве такой программы рассматриваем Motordata OBD, поскольку она умеет работать по обоим протоколам, и делает это хорошо.

Первое и очевидное, что следует сделать – прочитать ошибки. Возможно, в памяти уже хранится ошибка, указывающая на конкретный цилиндр, с которым связана проблема. Например, так будет выглядеть ошибка при отключенной катушке на автомобиле Ford Focus 2 с двигателем объемом 2.0 литра:

Ошибка по цепи управления катушкой
Видим, что зафиксирована ошибка P0352 – это неисправность цепи катушки второго цилиндра. Логика здесь та же, что и с ошибками P0301-P0308 – последняя цифра обозначает номер цилиндра, по которому зафиксирована проблема. Так, P0351 будет означать проблему цепи катушки первого цилиндра. Также в данном случае ошибка сопровождена стоп-кадром (freeze frame), сохранившим условия, при которых зафиксирована ошибка. В принципе, особой ценности он не несет, но по значению давления во впускном коллекторе можно понять, что зафиксирована она уже при работающем двигателе, иначе разрежения во впуске не было бы и там стояло бы значение 100 кПа.

Если блок управления не умеет регистрировать пропуски воспламенения или по какой-то иной причине не формирует код ошибки, можно попробовать посмотреть на состав смеси, то есть, на показания лямбда-зонда. Поскольку в проблемном цилиндре не происходит сгорания, топливо и воздух выходят из него, не изменяя состава. Это значит, что концентрация кислорода на выпуске составляет около 21%, что для лямбда-зонда является очень высокой цифрой, и в результате он покажет значение, соответствующее бедной смеси. Для порогового лямбда-зонда это будет значение около 0 В:

Показания лямбда-зонда при пропусках воспламенения

Немного забежим вперед и уточним – бедная смесь может оказаться не следствием, а причиной проблемы – когда воздуха слишком много, смесь может воспламеняться не всегда, что в конечном счете выльется в такие же пропуски воспламенения, но к системе зажигания это не будет иметь никакого отношения.

Также возможна ситуация, когда ошибки по конкретному цилиндру нет, но можно посмотреть счетчики пропусков воспламенения по всем цилиндрам. В зависимости от конкретной машины это может быть доступно и по протоколу OBD2, и по заводскому протоколу:

Счетчики пропусков воспламенения на автомобиле BMW

Если всё же удалось локализовать цилиндр, с которым связана ошибка, дальше нужно разобраться, из-за чего в нем пропадает воспламенение. Причин, если в крупную клетку, не так уж много:

1. искра.
2. подача топлива.
3. компрессия.

Исходя из практики, чаще всего причина кроется в системе зажигания. Случаи с выходом из строя форсунок очень редки, поэтому их проверку мы здесь не будем описывать. Ну а проверка компрессии – процедура на бензиновых моторах достаточно простая, чтобы описывать ее здесь.

Сосредоточимся на проверке системы зажигания. Здесь виноваты могут быть по очереди:

1)свечи зажигания из-за увеличенного зазора или пробоя по изолятору. Для проверки следует выкрутить свечу, замерить зазор и внимательно осмотреть фарфоровый изолятор на предмет пробоев:

Пробой свечи по изолятору

При наличии чрезмерно увеличенного зазора или следов пробоя надо заменять свечи для продолжения диагностики.

А вот характерный коричневый «поясок» в месте соединения изолятора с металлической частью свечи, вопреки распространенному мнению, не является признаком каких-либо проблем со свечой. Его наличие может говорить только о присутствии масла в свечном колодце, но это никак не влияет на работу системы зажигания.

«поясок» на изоляторе свечи зажигания

2)Наконечники свечных проводов или катушек, надеваемые на свечи. Их также необходимо осмотреть изнутри на предмет пробоев или, например, следов коррозии – такие случаи также встречались.

3)Проблема может быть связана и с внутренним состоянием высоковольтных проводов или катушек зажигания. Провода можно прозвонить мультиметром, их сопротивление должно быть примерно в диапазоне от 500 Ом до 20 кОм – конкретное нормальное значение зависит от марки и модели автомобиля.

Если на автомобиле установлены индивидуальные катушки зажигания, то проще всего поменять местами катушки с проблемного и исправного цилиндра. Если код ошибки начнет указывать на другой цилиндр – это однозначно свидетельствует проблеме с катушкой.

Аналогично можно поступить и с высоковольтными проводами, если их длина позволяет менять их местам. Практика, правда, такова, что для систем с одной катушкой и высоковольтными проводами стоимость замены системы (катушка провода свечи) чаще всего оказывается сравнима с ценой работы по поиску неисправности – особенно в случаях, когда для доступа к свечам необходимо снятие впускного коллектора.

Альтернативной проверкой катушки и проводов является «дедовский» способ, при котором надо выкрутить свечу из цилиндра, вставить ее в катушку, прислонить резьбой к любой металлической неокрашенной детали под капотом, и покрутить стартером. В этой ситуации можно глазами увидеть, есть искра или нет.

Сложным для диагностики случаем являются автомобили, на которых катушки зажигания всех цилиндров объединены в один неразборный модуль. Это очень распространенное решение. Здесь, очевидно, нет возможности поменять катушки местами для проверки.

Удобно, если есть возможность взять заведомо исправную катушку с другого автомобиля, как это нередко практикуется в среди участников клубов, объединенных одной маркой – классически именно так проверяли «кассету» зажигания участники клубов Saab в тот период, когда автомобили этой марки еще не были редкостью на дорогах.

Принципиально и на таком модуле возможна визуальная проверка наличия искры, но это будет выглядеть громоздко и довольно странно:

Проверка наличия искры на модуле зажигания. Металлический лом прижат к резьбовым частям свечей и соединен проводом с минусовой клеммой. Модуль зажигания штатно подключен к проводке автомобиля

Другие возможные причины

Возможны также ситуации, когда проблема не связана ни с зажиганием, ни с форсунками, ни с компрессией. Более того, нередко ошибка по пропускам воспламенения может возникнуть при фактическом присутствии воспламенения. Перечислим некоторые примеры таких ситуаций:

1. При проблемах с ДПКВ, его проводкой или с задающим диском, возможно искажение сигнала с датчика, которое блок управления воспримет как неравномерность вращения и по этому признаку зафиксирует пропуски воспламенения.
2. Известны случаи разрушения двухмассового маховика, из-за которых действительно присутствовало неравномерное вращение двигателя. Это и внешне выглядело как троящий двигатель, и воспринималось блоком управления именно так, но фактически никак не было связано с процессами сгорания в цилиндрах.
3. Как уже упоминалось, проблемы с воспламенением могут быть связаны со смесеобразованием и подачей смеси в цилиндры. Например, сильный подсос воздуха хотя и может быть скомпенсирован топливной коррекцией, но только до определенных пределов. Ну а бедная смесь имеет полное право плохо воспламеняться.

Другой причиной такой ситуации могут оказаться банально некорректные фазы ГРМ, из-за которых воспламенение также будет происходить не тогда, когда надо.

Учитывая все вышесказанное, можно констатировать: в определении причин пропусков воспламенения, как и в остальной диагностике, основную роль играет не доступный инструмент, а понимание процессов, происходящих под капотом и в блоке управления. Тем не менее, одними знаниями провести диагностику чаще всего невозможно, и для получения хотя бы первичной информации необходим инструмент. Для снятия катушек и свечей это будут гаечные ключи, для проверки формы и уровней сигналов – осциллограф, а для получения информации из блока управления идеально подойдет приложение для диагностики автомобилей Motordata OBD.

Видео к данной статье:

Бочканов Евгений Александрович 
© Легион-Автодата

Москва, г. Зеленоград
service-193@mail.ru