Обща информация
DMM са чудесни за тестване на електрически вериги, които са в статично състояние, както и за улавяне на бавни промени в наблюдаваните параметри. При извършване на динамични проверки, извършвани на работещ двигател, както и при идентифициране на причините за спорадични повреди, осцилоскопът се превръща в абсолютно незаменим инструмент.
Някои осцилоскопи ви позволяват да запазвате вълнови форми във вградения модул с памет с последващо отпечатване на резултатите или прехвърлянето им на носител на персонален компютър вече в стационарни условия.
Осцилоскопът ви позволява да наблюдавате периодични сигнали и да измервате напрежение, честота, ширина (продължителност) на правоъгълни импулси, както и бавно променящи се нива на напрежение. Осцилоскопът може да се използва в следните процедури:
- Откриване на периодична грешка;
- Проверка на резултатите от направените корекции;
- Следене на активността на ламбда сондата на системата за управление на двигателя, оборудван с катализатор;
- Анализ на сигналите, генерирани от ламбда сондата, чието отклонение на параметрите от нормата е безусловно доказателство за неизправност във функционирането на системата за управление като цяло. От друга страна, правилността на формата на импулсите, излъчвани от сензора, може да служи като надеждна гаранция за липсата на нарушения в системата за управление.
Надеждността и лекотата на използване на съвременните осцилоскопи не изискват специални знания и опит от оператора. Интерпретацията на получената информация може лесно да се направи чрез елементарно визуално сравнение на осцилограмите, заснети по време на теста, със следните времеви зависимости, характерни за различни сензори и изпълнителни механизми на автомобилни системи за управление.
Параметри на периодични сигнали
Обща информация
Характеристики на произволен периодичен сигнал
Всеки сигнал, взет с осцилоскоп (вижте илюстрацията Характеристики на произволен периодичен сигнал) може да бъде описан с помощта на следните основни параметри:
- Амплитуда: Разликата между максималното и минималното напрежение (V) на сигнала в рамките на периода;
- Период: Продължителност на цикъла на сигнала (ms);
- Честота: Цикли в секунда (Hz);
- Ширина: Правоъгълна продължителност на импулса (ms, µs);
- Работен цикъл: Съотношението на периода на повторение към ширината (в чуждестранната терминология се използва обратното на работния цикъл, параметър, наречен работен цикъл, изразен в%);
- Форма на вълната: поредица от квадратни вълни, изблици, синусоида, импулси със зъб на трион и др.
Обикновено характеристиките на повреденото устройство са много различни от еталонното, което позволява на опитен оператор лесно и бързо да идентифицира повреден компонент чрез анализиране на съответната форма на вълната.
DC сигнали
Единствената работна характеристика на такива сигнали е напрежението.
DC сигналите се генерират от показаните по-долу устройства.
Сензор за температурата на охлаждащата течност на двигателя (ECT).
Сензор за температура на входящия въздух (IAT).
Сензор за положение на дросела (TPS)
Подгряване на ламбда сонда
Обемен разходомер на въздуха (VAF)
Масомер на въздуха (MAF)
Сензор за детонация (KS)
Индуктивен сензор за обороти на двигателя
AC сигнали
Основните характеристики на тези сигнали са амплитуда, честота и форма на вълната.
Честотно модулирани сигнали (FM)
Работните характеристики на честотно модулираните сигнали са амплитуда, честота, форма на вълната и периодична ширина на импулса.
Източниците на FM сигнали са показаните по-долу устройства.
Индуктивен сензор за положение на коляновия вал (CKP)
Индуктивен сензор за положение на разпределителния вал (CMP)
Индуктивен сензор за скорост на превозното средство (VSS)
Сензори за скорост и положение на вала с ефект на Хол
Оптични сензори за скорост и положение на вала
Цифрови сензори за термометрично измерване на въздушна маса (MAF) и абсолютно налягане във всмукателния колектор (MAP)
Сигнали с модулирана ширина на импулса (PWM)
Работните характеристики на сигналите с широчинно-импулсна модулация (PWM) са амплитуда, честота, форма на вълната и работен цикъл.
Източниците на PWM сигнал са следните устройства.
горивни инжектори
Устройства за стабилизиране на празен ход (IAC)
Първична намотка на запалителната бобина
Електромагнитен клапан за продухване на EVAP
Клапани за рециркулация на отработените газове (EGR).
Кодирана правоъгълна импулсна поредица
Характеристиките на ефективността са амплитудата, честотата и формата на отделната импулсна последователност.
Тези сигнали се генерират от ECM модула за самодиагностика на паметта на системата за управление на двигателя.
Чрез анализиране на ширината и формата на импулсите, както и преброяване на техния брой във всяка от групите, могат да бъдат прочетени кодовете за грешки, съхранени в паметта (код 1223 - виж по-долу).
Амплитудата и формата на вълновата форма остават постоянни, записаната стойност ще бъде изведена, докато паметта на модула не бъде изчистена.
Интерпретация на формата на вълната
Формата на сигнала, произведен от осцилоскопа, зависи от много различни фактори и може да варира значително. С оглед на гореизложеното, преди да се пристъпи към подмяната на подозрителния компонент в случай, че формата на уловения диагностичен сигнал не съвпада с еталонната форма на вълната, резултатът трябва да бъде внимателно анализиран.
Цифров сигнал
Аналогов сигнал
Напрежение
Нулевото ниво на референтния сигнал не може да се счита за абсолютна референтна стойност, - "нулата" на реалния сигнал, в зависимост от специфичните параметри на изпитваната верига, може да бъде изместена спрямо еталонната ([1] - вж. илюстрация Цифров сигнал) в определен приемлив диапазон.
Пълната амплитуда на сигнала зависи от захранващото напрежение на изпитваната верига и може също да варира в определени граници спрямо референтната стойност ([3] - вижте илюстрацията Цифров сигнал и [2] - вижте илюстрация Аналогов сигнал).
В вериги за постоянен ток напрежението на сигнала е ограничено от захранващото напрежение. Пример е веригата за контрол на оборотите на празен ход (IAC), чието напрежение на сигнала не се променя с оборотите на двигателя.
В вериги за променлив ток амплитудата на сигнала вече е уникално зависима от честотата на източника на сигнала, така че амплитудата на сигнала, генерирана от сензора за положение на коляновия вал (CKP), ще нараства с увеличаване на скоростта на двигателя .
Предвид гореизложеното, ако амплитудата на сигнала, заснет с осцилоскопа, се окаже прекалено ниска или висока (до границата на горните нива), достатъчно е просто да превключите работния обхват на устройството, като превключите на подходящата скала за измерване.
При проверка на оборудването на вериги с електромагнитно управление (например системата IAC), могат да се наблюдават скокове на напрежение, когато захранването е изключено ([4] - вижте илюстрацията Цифров сигнал), което може да бъде безопасно игнорирани при анализиране на резултатите от измерването.
Също така не трябва да се тревожите за появата на такива деформации на осцилограмата като скосяване на долната част на предния ръб на правоъгълни импулси ([5] - вижте илюстрацията Цифров сигнал), освен ако, разбира се, самият факт на сплескване на предната част не е признак за неправилно функциониране на тествания компонент.
Честота
Честотата на повторение на сигналните импулси зависи от работната честота на източника на сигнала.
Формата на записания сигнал може да се редактира и да се доведе до форма, удобна за анализ, чрез превключване на мащаба на времевата база на изображението на осцилоскопа.
Когато се наблюдават сигнали в променливотокови вериги, времевата база на осцилоскопа зависи от честотата на източника на сигнала ([3] - вижте илюстрацията Аналогов сигнал), определена от скоростта на двигателя.
Както бе споменато по-горе, за да приведете сигнала в четима форма, достатъчно е да превключите скалата на времевата база на осцилоскопа.
В някои случаи осцилограмата на сигнала се оказва огледална по отношение на референтната зависимост, което се обяснява с обратимостта на полярността на връзката на съответния елемент и при липса на забрана за промяна на полярността на връзката, могат да бъдат игнорирани в анализа.
Типични сигнали на компонентите за управление на двигателя
Съвременните осцилоскопи обикновено са оборудвани само с два сигнални проводника, съчетани с различни сонди, които ви позволяват да свържете инструмента към почти всяко устройство.
Червеният проводник е свързан към положителния полюс на осцилоскопа и обикновено е свързан към клемата на електронния контролен модул (ECM). Черният проводник трябва да бъде свързан към правилно заземена точка (маса).
Горивни инжектори
Контролът на състава на въздушно-горивната смес в съвременните автомобилни електронни системи за впръскване на гориво се осъществява чрез своевременно регулиране на продължителността на отваряне на електромагнитните клапани на инжекторите.
Продължителността на престоя на инжекторите в отворено състояние се определя от продължителността на електрическите импулси, генерирани от управляващия модул и подадени на входа на електромагнитните клапани. Продължителността на импулсите се измерва в милисекунди и обикновено не надхвърля диапазона от 1-14 ms.
Контролен импулс за отваряне на горивния инжектор (типична форма на вълната)
Често на осцилограмата могат да се наблюдават и поредица от кратки пулсации, следващи непосредствено след иницииращия отрицателен правоъгълен импулс и поддържащи електромагнитния клапан на инжектора в отворено състояние, както и рязък положителен скок на напрежението, придружаващ момента на затваряне на клапана.
Правилното функциониране на ECM може лесно да се провери с осцилоскоп чрез визуално наблюдение на промяната във формата на управляващия сигнал при различни параметри на работа на двигателя. Така че продължителността на импулсите при въртене на двигателя на празен ход трябва да бъде малко по-висока, отколкото когато устройството работи на ниски обороти. Увеличаването на оборотите на двигателя трябва да бъде придружено от съответно увеличаване на времето, през което инжекторите остават отворени. Тази зависимост се проявява особено добре при отваряне на газта с кратки натискания на педала за газ.
1. С помощта на тънка сонда от комплекта, доставен с осцилоскопа, свържете червения проводник на устройството към клемата на инжектора на ECM на системата за управление на двигателя. Заземете добре втория сигнален проводник (черен) на осцилоскопа.
2. Анализирайте формата на сигнала, прочетен при пускане на двигателя.
3. След стартиране на двигателя проверете формата на управляващия сигнал на празен ход.
4. Рязко натискане на педала на газта, повишаване на оборотите на двигателя до 3000 об / мин, - продължителността на управляващите импулси в момента на ускорение трябва да се увеличи значително, последвано от стабилизиране на ниво, равно или малко по-малко от скоростта на празен ход.
5. Бързото затваряне на дросела трябва да доведе до изправяне на формата на вълната, потвърждавайки факта на припокриване на инжекторите (за системи с прекъсване на подаването на гориво).
По време на студен старт двигателят се нуждае от известно обогатяване на сместа въздух-гориво, което се осигурява чрез автоматично увеличаване на продължителността на отваряне на инжекторите. Тъй като продължителността на управляващите импулси на осцилограмата се загрява, тя трябва непрекъснато да намалява, като постепенно се приближава до стойността, характерна за оборотите на празен ход.
При системи за впръскване, които не използват инжектор за студен старт, по време на студен старт на двигателя се използват допълнителни управляващи импулси, които се появяват на осцилограмата като пулсации с променлива дължина.
Таблицата по-долу показва типична зависимост на продължителността на управляващите импулси за отваряне на инжекторите от работното състояние на двигателя.
|
Състояние на двигателя |
Продължителност на контролния импулс, ms |
|
На празен ход |
1,5-5 |
|
2000-3000 об./мин |
1.1-3.5 |
|
Пълна газ |
8,2-3,5 |
Индуктивни сензори
1. Стартирайте двигателя и сравнете формата на вълната, взета от изхода на индуктивния сензор, с дадената еталонна стойност.
Увеличаването на оборотите на двигателя трябва да бъде придружено от увеличаване на амплитудата на импулсния сигнал, генериран от сензора.
Електромагнитен клапан за контрол на скоростта на празен ход (IAC)
Има много различни видове електромагнитни клапани IAC, използвани в автомобилната индустрия, които произвеждат сигнали с различни форми.
Обща характеристика на всички клапани е фактът, че работният цикъл на сигнала трябва да намалява с увеличаване на натоварването на двигателя, свързано с включването на допълнителни консуматори на енергия, което води до намаляване на оборотите на празен ход.
Ако работният цикъл на формата на вълната се променя с увеличаване на натоварването, но когато консуматорите са включени, има нарушение на стабилността на оборотите на празен ход, проверете състоянието на веригата на електромагнитния клапан, както и правилността на командния сигнал издаден от ECM.
Обикновено веригите за контрол на скоростта на празен ход използват 4-полюсен стъпков двигател, който е описан по-долу. 2-пиновите и 3-пиновите IAC вентили се тестват по подобен начин, но вълновите форми на сигналните напрежения, които произвеждат, са напълно различни.
Стъпковият двигател, в отговор на импулсен управляващ сигнал от ECM, регулира скоростта на празен ход на двигателя на стъпки според работната температура на охлаждащата течност и текущото натоварване на двигателя.
Нивата на управляващите сигнали могат да се проверят с помощта на осцилоскоп, чиято измервателна сонда е свързана последователно към всеки от четирите извода на стъпковия двигател.
1. Загрейте двигателя до нормална работна температура и го оставете да работи на празен ход.
2. За да увеличите натоварването на двигателя, включете фаровете, климатика или, при моделите със сервоуправление, завъртете волана. Оборотите на празен ход трябва да паднат за кратко, но след това веднага да се стабилизират отново поради работата на IAC клапана.
3. Сравнете заснетата осцилограма с дадения еталон.
Ламбда сонда (кислороден сензор)
Този раздел съдържа осцилограми, характерни за най-често използваните ламбда сонди от циркониев тип в автомобили, които не използват референтно напрежение от 0,5 V. Напоследък титаниевите сензори стават все по-популярни, работният диапазон на чийто сигнал е 0-5 V, а по време на изгарянето на бедна смес се получава високо напрежение, ниското се обогатява.
1. Свържете осцилоскоп между клемата на ламбда сондата на ECM и масата.
2. Уверете се, че двигателят е загрял до нормална работна температура.
3. Сравнете осцилограмата, изведена на екрана на измервателния уред, с дадената еталонна зависимост.
4. Ако записаният сигнал не е вълнообразен, а е линейна зависимост, тогава, в зависимост от нивото на напрежение, това показва прекомерно преизчерпване (0-0,15 V) или свръхобогатяване (0,6-1 V) на въздушно-горивна смес.
5. Ако има нормален вълнообразен сигнал при празен ход на двигателя, опитайте се да натиснете рязко педала на газта няколко пъти - колебанията на сигнала не трябва да надхвърлят диапазона 0-1 V.
Увеличаването на скоростта на двигателя трябва да бъде придружено от увеличаване на амплитудата на сигнала, намаляването - от намаляване.
Сензор за детонация (KS)
1. Свържете осцилоскоп между клемата на сензора за детонация на ECM и масата.
2. Уверете се, че двигателят е загрял до нормална работна температура.
3. Бавно натиснете педала на газта и сравнете формата на вълната на AC с показаната еталонна форма на вълната.
4. Ако изображението не е достатъчно ясно, леко почукайте върху цилиндровия блок в областта, където се намира сензорът за детонация.
5. Ако формата на вълната не може да бъде недвусмислена, сменете KS сензора или проверете състоянието на окабеляването на неговата верига.
Сигнал за запалване на изхода на усилвателя
1. Свържете осцилоскоп между клемата на усилвателя на запалването на ECM и масата.
2. Загрейте двигателя до нормална работна температура и го оставете да работи на празен ход.
3. На екрана на осцилоскопа трябва да се покаже последователност от правоъгълни DC импулси. Сравнете формата на вълната на получения сигнал с показаната еталонна форма на вълната, като обърнете голямо внимание на съответстващите параметри като амплитуда, честота и форма на импулса.
С увеличаване на скоростта на двигателя, честотата на сигнала трябва да се увеличи правопропорционално.
Първична намотка на бобината за запалване
1. Свържете осцилоскоп между клемата на запалителната бобина на ECM и масата.
2. Загрейте двигателя до нормална работна температура и го оставете да работи на празен ход.
3. Сравнете формата на вълната на получения сигнал с дадената еталонна форма на вълната - положителните удари на напрежението трябва да имат постоянна амплитуда.
Неравномерните хвърляния могат да бъдат причинени от прекомерно съпротивление на вторичната намотка, както и от неизправност в състоянието на BB проводника на бобината или проводника на свещта.
Коментари на посетители