Korištenje osciloskopa za praćenje radnih parametara upravljačkog sustava (Opel Corsa B)

Opće informacije

Digitalni multimetri izvrsni su za testiranje statičkih električnih krugova i za bilježenje sporih promjena u nadziranim parametrima. Prilikom provođenja dinamičkih testova na upaljenom motoru, kao i kod utvrđivanja uzroka sporadičnih kvarova, osciloskop postaje apsolutno nezamjenjiv alat.

Neki osciloskopi omogućuju vam spremanje oscilograma u ugrađeni memorijski modul s naknadnim ispisom rezultata ili njihovim prijenosom na pogon osobnog računala u stacionarnim uvjetima.

Osciloskop vam omogućuje promatranje periodičnih signala i mjerenje napona, frekvencije, širine (trajanje) pravokutne impulse, kao i polagano promjenjive razine napona. Osciloskop se može koristiti za izvođenje sljedećih postupaka:

• Detekcija nestabilnih kvarova;
• Provjera rezultata izvršenih korekcija;
• Praćenje aktivnosti lambda sonde sustava upravljanja motorom opremljenim katalizatorom;
• Analiza signala koje generira lambda sonda, čije je odstupanje parametara od norme apsolutni pokazatelj neispravnosti upravljačkog sustava u cjelini. S druge strane, ispravan oblik impulsa koje emitira senzor može poslužiti kao pouzdano jamstvo nepostojanja kršenja u sustavu upravljanja.

Pouzdanost i jednostavnost rada modernih osciloskopa ne zahtijevaju nikakvo posebno znanje i iskustvo od operatera. Tumačenje dobivenih informacija može se lako izvršiti jednostavnom vizualnom usporedbom oscilograma snimljenih tijekom testa s dolje navedenim vremenskim ovisnostima, tipičnim za različite senzore i aktuatore automobilskih kontrolnih sustava.

Parametri periodičkih signala

Opće informacije

Svaki signal snimljen osciloskopom može se opisati pomoću sljedećih osnovnih parametara:

Karakteristike proizvoljnog periodičkog signala

• Amplituda: Razlika između maksimalnog i minimalnog napona (V) signala unutar razdoblja;
• Razdoblje: Trajanje ciklusa signala (ms);
• Frekvencija: Broj ciklusa u sekundi (Hz);
• Širina: Trajanje pravokutnog impulsa (ms, μs);
• Radni ciklus: Omjer perioda ponavljanja prema širini (u stranoj terminologiji koristi se obrnuto od radnog ciklusa, naziva se radni ciklus, izražen u %);
• Oblik signala: Niz pravokutnih impulsa, pojedinačni šiljci, sinusni valovi, zubni impulsi itd.

Tipično, karakteristike neispravnog uređaja uvelike se razlikuju od referentnih, što omogućuje iskusnom operateru da jednostavno i brzo identificira pokvarenu komponentu analizom odgovarajućeg oscilograma.

DC signali

Jedina radna karakteristika takvih signala je napon.

DC signale generiraju dolje prikazani uređaji u priloženim ilustracijama.

AC signali

Glavne karakteristike ovih signala su amplituda, frekvencija i oblik signala.

Frekvencijski modulirani signali (FM)

Radne karakteristike frekvencijski moduliranih signala su amplituda, frekvencija, oblik signala i širina periodičkih impulsa.



Izvori FM signala su prikazani uređaji u priloženim ilustracijama.

Impulsno širinski modulirani (PWM) signali

Radne karakteristike signala modulacije širine impulsa (PWM) su amplituda, frekvencija, valni oblik i radni ciklus periodičnih impulsa.

Prikazani su izvori PWM signala na pratećim ilustracijama uređaja.

Kodirani pravokutni slijed impulsa

Radne karakteristike su amplituda, frekvencija i oblik slijeda pojedinačnih impulsa.

Ovu vrstu signala generira samodijagnostički memorijski modul ECM sustava upravljanja motorom.

Analizom širine i oblika impulsa, kao i brojanjem njihovog broja u svakoj od skupina, mogu se očitati kodovi grešaka pohranjeni u memoriji (šifra 1223).

Signal koda kvara samodijagnostičkog modula sustava upravljanja motorom (šifra 1223)



Amplituda i oblik signala ostaju konstantni, snimljena vrijednost će biti emitirana dok se memorija modula ne očisti.

Interpretacija oscilograma

Oblik signala koji proizvodi osciloskop ovisi o mnogo različitih čimbenika i može se značajno promijeniti. S obzirom na navedeno, prije nego što se pristupi zamjeni sumnjive komponente u slučaju odstupanja između oblika uklonjenog dijagnostičkog signala i referentnog oscilograma, potrebno je pažljivo analizirati dobiveni rezultat.

Napon

Nulta razina referentnog signala ne može se smatrati apsolutnom referentnom vrijednošću - "nula" stvarnog signala, ovisno o specifičnim parametrima kruga koji se testira, može biti pomaknuta u odnosu na referencu [1] (Digitalni signal) (pogledajte ilustraciju) unutar određenog prihvatljivog raspona.

Puna amplituda signala ovisi o naponu napajanja kruga koji se ispituje i također može varirati unutar određenih granica u odnosu na referentnu vrijednost [3] (Digitalni signal) i [2] (Analogni signal) (pogledajte ilustraciju).

U istosmjernim krugovima raspon varijacije signala ograničen je naponom napajanja. Primjer je krug kontrole brzine u praznom hodu (IAC), čiji se signalni napon ni na koji način ne mijenja s promjenama brzine motora.

U krugovima izmjenične struje amplituda signala već jasno ovisi o frekvenciji izvora signala, tako da će amplituda signala koji generira senzor položaja radilice (CKP) rasti s povećanjem broja okretaja motora.

S obzirom na gore navedeno, ako je amplituda signala snimljenog osciloskopom preniska ili visoka (do rezanja gornjih razina), dovoljno je jednostavno prebaciti područje rada uređaja pomicanjem na odgovarajuću mjernu skalu.

Prilikom provjere opreme elektromagnetski upravljanih krugova (primjerice IAC sustav) kada se napajanje prekine, može doći do skokova napona [4] (Digitalni signal) (pogledajte ilustraciju), što se može sigurno zanemariti pri analizi rezultata mjerenja.

Također nema razloga za brigu o pojavi takvih deformacija oscilograma kao što je zakošeni donji dio prednjeg ruba pravokutnih impulsa [5] (Digitalni signal) (pogledajte ilustraciju), osim ako, naravno, sama činjenica spljoštenosti prednje strane nije znak kvara komponente koja se ispituje.

Frekvencija

Brzina ponavljanja signalnih impulsa ovisi o radnoj frekvenciji izvora signala.

Oblik signala koji se bilježi može se uređivati i dovesti u oblik pogodan za analizu mijenjanjem skale vremenske baze slike na osciloskopu.

Pri promatranju signala u AC krugovima vremenska baza osciloskopa ovisi o frekvenciji izvora signala [3] (Analogni signal) (pogledajte ilustraciju), određeno brzinom motora.

Kao što je gore spomenuto, da bi signal bio čitljiviji, dovoljno je promijeniti skalu vremenske baze osciloskopa.

U nekim slučajevima, oscilogram signala se zrcali u odnosu na referentnu ovisnost, što se objašnjava reverzibilnošću polariteta veze odgovarajućeg elementa i, u nedostatku zabrane promjene polariteta veze, može se zanemariti tijekom analiza.

Tipični signali komponenti sustava upravljanja motorom

Moderni osciloskopi obično su opremljeni samo s dvije signalne žice, zajedno s nizom raznih sondi koje vam omogućuju povezivanje uređaja s gotovo svim uređajima.

Crvena žica spojena je na pozitivni priključak osciloskopa i obično je spojena na priključak na elektroničkom upravljačkom modulu (ECM). Crnu žicu treba spojiti na pouzdanu točku uzemljenja (uzemljenje).

Injektori

Sastav smjese zrak-gorivo u modernim automobilskim elektroničkim sustavima ubrizgavanja goriva kontrolira se pravovremenim podešavanjem trajanja otvaranja elektromagnetskih ventila mlaznica.

Materijal objavljen na web stranici: OpelBook.ru

Trajanje otvorenog stanja mlaznica određeno je trajanjem električnih impulsa koje generira upravljački modul i dovodi ih na ulaz elektromagnetskih ventila. Trajanje impulsa mjeri se u milisekundama i obično ne prelazi raspon od 1÷14 ms. Prikazan je tipični oscilogram kontrole pokretanja impulsnog injektora na priloženoj ilustraciji.

Kontrolni impuls otvaranja mlaznice za gorivo



Često, oscilogram također može pokazati niz kratkih pulsacija koje slijede neposredno nakon početnog negativnog pravokutnog pulsa i održavaju elektromagnetski ventil injektora u otvorenom stanju, kao i oštar pozitivni val napona koji prati trenutak zatvaranja ventila.

Ispravno funkcioniranje ECM-a može se lako provjeriti pomoću osciloskopa vizualnim promatranjem promjena u obliku upravljačkog signala pri mijenjanju radnih parametara motora. Stoga bi trajanje impulsa pri okretanju motora u praznom hodu trebalo biti malo veće nego kad jedinica radi pri malim brzinama. Povećanje broja okretaja motora mora biti popraćeno odgovarajućim povećanjem vremena u kojem mlaznice ostaju otvorene. Ova ovisnost posebno dolazi do izražaja pri otvaranju leptira za gas kratkim pritiskom na papučicu gasa.

Koristeći tanku sondu iz kompleta isporučenog s osciloskopom, spojite crveni kabel alata na priključak mlaznice ECM sustava upravljanja motorom. Sigurno uzemljite sondu druge signalne žice (crne) osciloskopa.

Analizirajte oblik očitanog signala dok motor radi.

Nakon pokretanja motora provjerite oblik upravljačkog signala u praznom hodu.

Oštrim pritiskom na papučicu gasa podignite broj okretaja motora na 3000 okretaja u minuti - trajanje upravljačkih impulsa u trenutku ubrzanja trebalo bi se značajno povećati, uz naknadnu stabilizaciju na razini jednakoj ili malo manjoj od brzine praznog hoda.

Brzo zatvaranje prigušnog ventila trebalo bi dovesti do ispravljanja oscilograma, potvrđujući činjenicu preklapanja mlaznica (za sustave s zatvaranjem goriva).

Tijekom hladnog pokretanja, motor zahtijeva određeno obogaćivanje mješavine zraka i goriva, što je osigurano automatskim povećanjem trajanja otvaranja mlaznica. Kako se motor zagrijava, trajanje upravljačkih impulsa na oscilogramu trebalo bi se kontinuirano smanjivati, postupno se približavajući vrijednosti tipičnoj za brzinu praznog hoda.

U sustavima ubrizgavanja koji ne koriste mlaznicu za hladni start, pri hladnom startu motora koriste se dodatni kontrolni impulsi koji se na oscilogramu pojavljuju kao pulsacije promjenjive duljine.

Donja tablica prikazuje tipičnu ovisnost trajanja upravljačkih impulsa za otvaranje brizgaljki o radnom stanju motora.

Stanje motora	Trajanje kontrolnog impulsa, ms
Brzina praznog hoda	1,5÷5
2000÷3000 o/min.	1,1÷3,5
Pun gas	8,2÷3,5

Induktivni senzori

Pokrenite motor i usporedite oscilogram iz izlaza induktivnog senzora sa zadanim na priloženoj ilustraciji referenca.

Tipični oscilogram signala generiranog induktivnim senzorom



Povećanje broja okretaja motora trebalo bi biti popraćeno povećanjem amplitude pulsnog signala koji generira senzor.

Solenoidni ventil za kontrolu brzine u praznom hodu (IAC)

U automobilskoj industriji koriste se IAC elektromagnetski ventili raznih vrsta, koji također proizvode signale različitih oblika.

Zajednička značajka razlikovanja svih ventila je činjenica da se radni ciklus signala mora smanjivati s povećanjem opterećenja motora povezanog s uključivanjem dodatnih potrošača energije, što uzrokuje smanjenje brzine u praznom hodu.

Ako se radni ciklus oscilograma mijenja s povećanjem opterećenja, ali kada su potrošači uključeni, postoji kršenje stabilnosti brzine u praznom hodu, provjerite stanje kruga elektromagnetskog ventila, kao i ispravnost naredbenog signala koji izdaje ECM.

Obično se 4-polni koračni motor koristi u krugovima za kontrolu brzine u praznom hodu, što je opisano u nastavku. 2-pinski i 3-pinski IAC ventili testirani su na sličan način, ali su valni oblici napona signala koje proizvode potpuno različiti.

Koračni motor, reagirajući na pulsirajući upravljački signal koji izdaje ECM, postupno prilagođava brzinu praznog hoda motora u skladu s radnom temperaturom rashladnog sredstva i trenutnim opterećenjem motora.

Razine upravljačkih signala mogu se provjeriti pomoću osciloskopa, čija je mjerna sonda spojena na svaki od četiri priključka koračnog motora.

Zagrijte motor na normalnu radnu temperaturu i pustite ga da radi u praznom hodu.

Za povećanje opterećenja motora uključite prednja svjetla, klima uređaj ili, na modelima sa servo upravljačem, okrenite upravljač. Broj okretaja u praznom hodu trebao bi nakratko pasti, ali se zatim odmah ponovno stabilizirati zbog rada IAC ventila.

Usporedite snimljeni oscilogram s prikazanim na pratećoj ilustraciji standarda.

Oscilogram upravljačkog signala sustava upravljanja brzinom praznog hoda (IAC)

Lambda sonda (senzor kisika)

Odjeljak daje oscilograme tipične za najčešće korištene lambda sonde cirkonijevog tipa u automobilima, koje ne koriste referentni napon od 0,5 V. U posljednje vrijeme sve su popularniji senzori od titana, čiji je raspon radnog signala 0÷5 V, s visokom razinom napona nastaje tijekom izgaranja siromašne smjese, niske - obogaćene.

1. Spojite osciloskop između terminala lambda sonde na ECM-u i mase.

2. Provjerite je li motor zagrijan na normalnu radnu temperaturu.

3. Usporedite oscilogram prikazan na zaslonu mjerača s prikazanim na priloženoj ilustraciji referentna ovisnost.

Oscilogram signala koji emitira tipična lambda sonda



Ako signal koji se očitava nije valoviti, već je linearna ovisnost, tada, ovisno o razini napona, to ukazuje na prekomjernu siromašnost (0÷0,15 V) ili prekomjerno obogaćenje (0,6÷1 V) zrak-gorivo smjesa.

Ako se u praznom hodu motora pojavi normalan valoviti signal, pokušajte nekoliko puta oštro pritisnuti papučicu gasa - fluktuacije signala ne bi trebale prelaziti raspon od 0÷1 V.

Povećanje broja okretaja motora treba biti popraćeno povećanjem amplitude signala, a smanjenje smanjenjem.

Senzor detonacije (KS)

1. Spojite osciloskop između terminala senzora detonacije ECM i mase.

2. Provjerite je li motor zagrijan na normalnu radnu temperaturu.

3. Naglo pritisnite papučicu gasa i usporedite oblik AC signala koji se bilježi s priloženim referentnim oscilogramom.

Ako slika nije dovoljno jasna, lagano dodirnite blok cilindra u području gdje se nalazi senzor za detonaciju.

Ako nije moguće dobiti nedvosmislen oblik signala, zamijenite KS senzor ili provjerite stanje ožičenja njegovog kruga.

Signal paljenja na izlazu pojačala

1. Spojite osciloskop između terminala pojačala paljenja ECM i mase.

2. Zagrijte motor na normalnu radnu temperaturu i ostavite ga da radi u praznom hodu.

3. Niz pravokutnih DC impulsa trebao bi biti prikazan na ekranu osciloskopa. Usporedite oblik primljenog signala s danim na priloženoj ilustraciji referentni oscilogram, obraćajući veliku pozornost na podudarnost takvih parametara kao što su amplituda, frekvencija i oblik pulsa.

Oscilogram upravljačkog signala pojačala paljenja



Kako se broj okretaja motora povećava, frekvencija signala bi trebala rasti u izravnom razmjeru.

Primarni namot indukcijskog svitka

1. Spojite osciloskop između terminala indukcijskog svitka ECM i mase.

2. Zagrijte motor na normalnu radnu temperaturu i ostavite ga da radi u praznom hodu.

3. Usporedite oblik primljenog signala s priloženim referentnim oscilogramom - pozitivni udari napona trebaju imati konstantnu amplitudu.

Neravnomjernost prenapona može biti uzrokovana prevelikim otporom sekundarnog namota, kao i neispravnim stanjem visokonaponske žice zavojnice ili žice svjećice.