Ford F150 met defecte bobine

Autoinformatie

Merk:Ford
Model:F150
Jaar:1998
Motor:5.4L V8
Aantal cylinders:8
Brandstoftype:Benzine
Motormanagementsysteem:EEC V
Ford F150 1998 5.4L V8 8 Benzine EEC V

Gebruikte apparatuur

Automotive scope ATS5004D

4-kanaals automotive-oscilloscoop met differentiële ingangen

Stroomtang TP-CC80

0 - 80 A ingangsbereik

De Automotive scope ATS5004Dwordt in dit artikel ook naar verwezen als automotive-oscilloscoop, als diagnose-oscilloscoop en als labscoop.

Probleembeschrijving

Een Ford F150 met een 5,4 liter V8 motor werd gebracht met een bobine-probleem. Deze motor heeft een aparte bobine per cilinder, rechtstreeks aangestuurd vanuit de ECU. Een van de bobines (steeds van dezelfde cilinder) ging na een half uur rijden steeds kapot. De bobine was al twee keer vervangen door een nieuwe, bougies en bougiekabels en connectoren waren uitgebreid gecontroleerd, maar niets was gevonden.

Meten van de bobine-signalen

ATIS heeft een voorgedefinieerde instelling voor het meten van ontstekingsssignalen met de automotive-oscilloscoop. Een stroomtang op kanaal 1 wordt gebruikt om de primaire bobinestroom te meten. Kanaal 2 meet de spanning over de primaire bobine-aansluitingen. Een meting aan een goed functionerende bobine toont dat dit ontstekingssysteem drie vonken per ontsteking opwekt, zie afbeelding 1.

Meer vonken per ontsteking

Figuur 1: Meer vonken per ontsteking

Het doel van een drie-vonks onstekingssysteem is een betere verbranding verkrijgen en een betere emissie. Elke bobine moet binnen 3.5 milliseconde drie vonken opwekken. Elke vonk duurt ongeveer 0.5 ms. Dit vereist een krachtig ontstekingssysteem, met een korte laadtijd van de bobine. De laadtijd in deze situatie is ongeveer 0.7 ms. De eerste twee vonken worden "afgebroken" waardoor er energie in de bobine achterblijft. Dit is te zien aan de sprong in de laadstroom voor de tweede en derde vonk.

Probleem gevonden

Dezelfde meting werd ook uitgevoerd op de cilinder met de bobine die al een paar keer vervangen was. Deze meting gaf een ander patroon: een grote negatieve stroom loop door de bobine op het moment dat de normale stroom door de ECU afgekapt wordt.

Negatieve stroom

Figuur 2: Negatieve stroom

De diagnose-oscilloscoop was ingesteld op het 20 A bereik, de werkelijke stroom was waarschijnlijk nog veel groter.

Oplossing

Een ontstekingssysteem is zo ontworpen dat alleen positieve stromen voorkomen. Bij deze auto liep er bij een van de acht bobines een negatieve stroom. Omdat de bobines rechtstreeks aangestuurd worden door de ECU is het waarschijnlijk dat de uitgang voor deze bobine defect is. Om dit te testen werd een zware diode in serie met de bobine aangesloten om de negatieve stroom te blokkeren. Met de diode in het circuit ging de bobine niet meer kapot. De negatieve stroom door de bobine was de boosdoener, waardoor de bobine snel kapot ging. De garage werd geadviseerd de ECU te vervangen.

Conclusie

In veel gevallen, bij onderdelen als injectoren en bobines, zal het meten van de spanning over het onderdeel niet altijd het probleem boven water halen. Meten van de stroom door het onderdeel geeft veel extra informatie die kan leiden tot de juiste diagnose. Een stroomtang is een nuttig gereedschap om stroom te meten, omdat het rechtstreeks op de automotive-oscilloscoop kan worden aangesloten en om de geleider met de te meten stroom geklemd kan worden. De stroom kan gemeten worden terwijl het circuit intact kan blijven.

R. Metzelaar