Използване на осцилоскоп за наблюдение на сигналите на системата за управление

Забележка: Материалът по-долу е само описателен и не е обвързан с конкретна марка или модел превозно средство.

Обща информация

1. DMM са чудесни за тестване на електрически вериги, които са в статично състояние, както и за улавяне на бавни промени в наблюдаваните параметри. При провеждане на динамични проверки. при работещ двигател, както и при идентифициране на причините за спорадични повреди, осцилоскопът става абсолютно незаменим инструмент.

2. 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.

3. 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:

• a) Откриване на периодична повреда;
• b) Проверка на резултатите от направените корекции;
• c) Мониторинг на активността на ламбда сондата на системата за управление на двигателя, оборудвана с катализатор;
• d) 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.

4. 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

5. Всеки сигнал, взет с осцилоскоп, може да бъде описан с помощта на следните основни параметри (вижте придружаващата илюстрация):

• a) Амплитуда: Разликата между максималното и минималното напрежение (V) на сигнала в рамките на период;
• b) Период: Продължителност на цикъла на сигнала (ms);
• c) Честота: Брой цикли в секунда (Hz);
• d) Ширина: правоъгълна продължителност на импулса (ms, µs);
• e) Работен цикъл: Съотношението на периода на повторение към ширината (В чуждестранната терминология се използва обратното на работния цикъл, параметър, наречен работен цикъл, изразен в%);
• f) Форма на вълната: поредица от квадратни вълни, изблици, синусоида, импулси със зъб на трион и др.

6. Обикновено характеристиките на повреденото устройство са много различни от еталонното, което позволява на опитен оператор лесно и бързо да идентифицира повредения компонент чрез анализиране на съответната форма на вълната.

7. DC сигнали - анализира се само напрежението на сигнала (вижте съответните илюстрации).













8. AC сигнали - Анализира амплитудата, честотата и формата на вълната (вижте илюстрацията).






9. Честотно модулирани сигнали - анализират се амплитудата, честотата, формата на вълната и ширината на периодичните импулси (вижте придружаващите илюстрации).













10. Сигнали с модулирана ширина на импулса (PWM) - анализират се амплитудата, честотата, формата на вълната и работният цикъл на периодичните импулси (вижте придружаващите илюстрации).












11. Формата на вълната, произведена от осцилоскоп, зависи от много различни фактори и може да варира значително.


12. С оглед на гореизложеното, преди да продължите с подмяната на подозрителния компонент в случай, че формата на уловения диагностичен сигнал не съвпада с еталонната форма на вълната, трябва внимателно да анализирате получения резултат (вижте придружаващите илюстрации).






Напрежение

13. Нулевото ниво на еталонния сигнал не може да се разглежда 8. като абсолютна еталонна стойност - "нулата" на реалния сигнал, в зависимост от конкретните параметри на тестваната верига, може да бъде изместена спрямо еталонното ([1] - вижте илюстрация 4.12a) в рамките на определен допустим диапазон.

14. Пълната амплитуда на сигнала зависи от захранващото напрежение на тестваната верига и може също да варира в определени граници спрямо референтната стойност ([3] - вижте илюстрация 4.12a и [2] - вижте илюстрация 4.12b).

15. В постоянните вериги границите на напрежението на сигнала съответстват на захранващото напрежение. Пример е веригата за контрол на оборотите на празен ход (IAC), чието напрежение на сигнала не се променя с оборотите на двигателя.

16. В променливотоковите вериги амплитудата на сигнала вече недвусмислено зависи от честотата на източника на сигнала, така че амплитудата на сигнала, генериран от датчика за положение на коляновия вал (CKP), ще се увеличи с увеличаване на скоростта на двигателя.

17. Предвид гореизложеното, ако амплитудата на сигнала, заснет с осцилоскопа, се окаже прекалено ниска или висока (до прекъсване на горните нива), достатъчно е просто да превключите работния диапазон на устройството чрез превключване към подходящата скала за измерване.

18. 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 илюстрация 4.12a), което може безопасно да се игнорира при анализиране на резултати от измерване.

19. 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 илюстрация 4.12a), освен ако, разбира се, самият факт на сплескване отпред не е признак за неизправност във функционирането на тествания компонент.

Честота

20. Честотата на повторение на сигналните импулси зависи от работната честота на източника на сигнала.

21. 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.

22. При наблюдение на сигнали в AC вериги, времевата база на осцилоскопа зависи от честотата на източника на сигнала ([3] - вижте илюстрация 4.12b), определена от оборотите на двигателя.

23. Както бе споменато по-горе, за да приведете сигнала в четлива форма, достатъчно е да превключите скалата на времевата база на осцилоскопа.

24. В някои случаи осцилограмата на сигнала се оказва огледална по отношение на еталонната зависимост, което се обяснява с обратимостта на полярността на връзката на съответния елемент и при липса на забрана за промяна на полярността на връзката, може да се игнорира при анализа.

Типични сигнали на компонентите за управление на двигателя

25. Съвременните осцилоскопи обикновено са оборудвани само с два сигнални проводника, съчетани с различни сонди, които ви позволяват да свържете устройството към почти всяко устройство.

26. 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

27. Съставът на въздушно-горивната смес в съвременните автомобилни електронни системи за впръскване на гориво се контролира чрез своевременно регулиране на продължителността на отваряне на електромагнитните клапани на инжекторите.

28. Продължителността на инжекторите в отворено състояние се определя от продължителността на генерираните от управляващия модул електрически импулси, подадени на входа на електромагнитните клапани. Продължителността на импулсите се измерва в милисекунди и обикновено не надхвърля диапазона от 1. + 14. ms. В съпротивление е показана типична осцилограма на импулса, управляващ работата на инжектора. илюстрации.



29. Често на осцилограмата могат да се наблюдават серия 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, който придружава момента, в който клапанът затваря.

30. Правилното функциониране на ECM може лесно да се провери с осцилоскоп чрез визуално наблюдение на промените 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.

31. 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. Сондата на втория сигнален проводник (черен) на осцилоскопа е надеждно заземен.

32. Анализирайте формата на сигнала, прочетен при пускане на двигателя.

33. Стартиране на двигателя, проверете формата на контролния сигнал на празен ход.

34. Рязко натискане на педала на газта, повишете оборотите на двигателя до 3000 об / мин - продължителността на управляващите импулси по време на ускорението трябва да се увеличи значително, последвано от стабилизиране на ниво, равно или малко по-малко от характерната скорост на празен ход.

35. Бързото затваряне на дросела трябва да доведе до изправяне на осцилограмата, потвърждавайки факта на припокриване на инжекторите (за системи с прекъсване на горивото).

36. При студен старт двигателят се нуждае от известно обогатяване на въздушно-горивната смес, 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.

37. В инжекционни системи, 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.

38. В таблицата по-долу е показана типична зависимост на продължителността на управляващите импулси за отваряне на инжекторите от режима на работа на двигателя.



Индуктивни сензори

39. Стартирайте двигателя и сравнете осцилограмата, взета от изхода на индуктивния датчик, с тази, дадена на резиста. референтна илюстрация.



40. Увеличаването на оборотите на двигателя трябва да бъде придружено от увеличаване на амплитудата на импулсния сигнал, генериран от сензора.

Електромагнитен клапан за стабилизиране на празен ход (IAC)

41. В автомобилната индустрия се използват много различни видове електромагнитни клапани IAC, които също дават сигнали с различни форми.

42. 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 скоростта на празен ход.

43. Ако работният цикъл на формата на вълната се променя с увеличаване на натоварването, но когато потребителите са включени, има нарушение на стабилността на скоростта на празен ход, проверете състоянието на веригата на електромагнитния клапан, както и правилността на командата сигнал, издаден от ECM.

44. Обикновено веригите за управление 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.

45. 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.

46. Нивата на управляващите сигнали могат да бъдат проверени с помощта на осцилоскоп, чиято измервателна сонда е свързана на свой ред към всеки от четирите терминала на стъпковия двигател.

47. Загрейте двигателя до нормална работна температура и го оставете да работи на празен ход.

48. 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.

49. Сравнете заснетата осцилограма с тази, показана на резиста. референтна илюстрация.



Ламбда сонда (кислороден сензор)

Забележка: Този раздел съдържа осцилограми, типични за най-често използваните циркониеви ламбда сонди в автомобили, които не използват референтно напрежение от 0,5 V. Напоследък титаниевите сензори стават все по-популярни, работният диапазон на сигнала, който е 0 + 5 V, и се получава високо ниво на напрежение при изгаряне на бедна смес, ниското ниво се обогатява.

50. Свържете осцилоскоп между клемата на ламбда сондата на ECM и масата.

51. Уверете се, че двигателят е загрял до нормална работна температура.

52. Сравнете осцилограмата, показана на екрана на измервателния уред, с тази, показана на резиста. илюстрации на референтна зависимост.



53. Ако записаният сигнал не е вълнообразен, а е линейна зависимост, тогава, в зависимост от нивото на напрежението, това показва прекомерно свръхизчерпване (0 + 0,15 V) или свръхобогатяване (0,6 + 1 V) на въздушно-горивна смес.

54. Ако има нормален вълнообразен сигнал на празен ход, опитайте се да натиснете рязко педала на газта няколко пъти - колебанията на сигнала не трябва да надхвърлят диапазона от 0 + 1 V.

55. Увеличаването на скоростта на двигателя трябва да бъде придружено от увеличаване на амплитудата на сигнала, намаляването - от намаляване.

Сензор за детонация (KS)

56. Свържете осцилоскоп между клемата на датчика за детонация на ECM и масата.

57. Уверете се, че двигателят е загрял до нормална работна температура.

58. Рязко натиснете педала на газта и сравнете формата на отстранения AC сигнал с този, показан на резиста. илюстрации с еталонна осцилограма.



59. Ако изображението не е достатъчно ясно, леко почукайте върху цилиндровия блок в областта, където се намира сензорът за детонация.

60. Ако формата на вълната не може да бъде недвусмислена, сменете сензора KS или проверете състоянието на електрическото окабеляване на неговата верига.

Сигнал за запалване на изхода на усилвателя

61. Свържете осцилоскоп между клемата на усилвателя на запалването на ECM и земята.

62. Загрейте двигателя до нормална работна температура и го оставете да работи на празен ход.

63. Поредица от правоъгълни DC импулси трябва да се покаже на екрана на осцилоскопа. Сравнете формата на получения сигнал с тази, показана на резиста. илюстрации с референтна форма на вълната, като се обръща голямо внимание на съвпадението на параметри като амплитуда, честота и форма на импулса.



64. С увеличаване на скоростта на двигателя честотата на сигнала трябва да се увеличи правопропорционално.

Първична запалителна бобина

65. Свържете осцилоскоп между клемата на бобината на запалването на ECM и масата.

66. Загрейте двигателя до нормална работна температура и го оставете да работи на празен ход.

67. Сравнете формата на получения сигнал с тази, показана на резиста. илюстрации с еталонна осцилограма - положителните удари на напрежението трябва да имат постоянна амплитуда.



68. 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.