Korištenje osciloskopa za praćenje radnih signala sustava upravljanja motorom (Opel Vectra C)

Napomena: Materijal u nastavku služi samo u opisne svrhe i nije specifičan za bilo koju marku ili model vozila.

Opće informacije

1. Digitalni multimetri izvrsni su za ispitivanje električnih krugova koji su u statičnom stanju, kao i za bilježenje sporih promjena u parametrima koji se prate. Prilikom provođenja dinamičkih testova na upaljenom motoru, kao i kod utvrđivanja uzroka sporadičnih kvarova, osciloskop postaje apsolutno nezamjenjiv alat.

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

3. 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:

• a) Otkrivanje nestabilnih kvarova;
• b) Provjera rezultata izvršenih ispravaka;
• c) Praćenje aktivnosti lambda sonde upravljačkog sustava motora opremljenog katalizatorom;
• d) Analiza signala koje generira lambda sonda, čija su odstupanja 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.

4. Pouzdanost i jednostavnost rada modernih osciloskopa ne zahtijevaju nikakvo posebno znanje ili iskustvo od operatera. Interpretacija dobivenih informacija može se jednostavno napraviti pomoću jednostavne vizualne usporedbe oscilograma snimljenih tijekom inspekcije s dolje navedenim vremenskim ovisnostima, tipičnim za različite senzore i aktuatore automobilskih kontrolnih sustava.

Parametri periodičkih signala

5. Svaki signal snimljen osciloskopom može se opisati pomoću sljedećih osnovnih parametara: (vidjeti pril. ilustracija).

• a) Amplituda: razlika između maksimalnog i minimalnog napona (V) signala unutar perioda;
• b) Period: Trajanje ciklusa signala (ms);
• c) Frekvencija: Broj ciklusa u sekundi (Hz);
• d) Širina: Trajanje pravokutnog impulsa (ms, μs);
• e) Radni ciklus: Omjer perioda ponavljanja prema širini (u stranoj terminologiji koristi se obrnuti radni ciklus, koji se naziva radni ciklus, izražen u %);

6. Karakteristike neispravnog uređaja obično se znatno razlikuju od referentnih, što iskusnom operateru omogućuje jednostavno i brzo prepoznavanje neispravne komponente analizom odgovarajućeg oscilograma.

7. DC signali - analizira se samo signalni napon (vidjeti pril. ilustracije).

















8. AC signali se analiziraju na amplitudu, frekvenciju i valni oblik (vidjeti pril. ilustracija).





9. Frekvencijski modulirani signali - analiziraju se amplituda, frekvencija, oblik i širina signala periodičkih impulsa (vidjeti pril. ilustracije).













f) Oblik signala: Pravokutni impulsni niz, šiljak, sinusni val, pilasti puls, itd.





10. Signali modulirani širinom impulsa (PWM) - analiziraju se amplituda, frekvencija, oblik signala i radni ciklus periodičnih impulsa (vidjeti pril. ilustracije).















11. Oblik signala koji proizvodi osciloskop ovisi o mnogo različitih čimbenika i može se značajno promijeniti.

12. S obzirom na gore 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(vidjeti pril. ilustracije).

Napon

13. Nulta razina referentnog signala ne može se smatrati apsolutnom referentnom vrijednošću; ovisno o specifičnim parametrima kruga koji se ispituje, može se pomaknuti u odnosu na referencu ([1] - vidi ilustraciju 4.12a) unutar određenog prihvatljivog raspona.

14. Puna amplituda signala ovisi o naponu napajanja kruga koji se ispituje i također može varirati unutar određenih granica u odnosu na referentnu vrijednost ([3] - vidi sliku 4.12a i [2] - vidi sliku 4.12b).

15. U istosmjernim krugovima granice napona signala odgovaraju naponu napajanja. Primjer je krug kontrole brzine u praznom hodu (IAC), čiji se signalni napon ni na koji način ne mijenja s promjenama brzine motora.

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

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

18. Pri provjeri opreme elektromagnetski upravljanih krugova (primjerice IAC sustav) kada je napajanje isključeno, mogu se primijetiti skokovi napona ([4] - vidi ilustraciju 4.12a), koji se mogu sigurno zanemariti prilikom analize rezultata mjerenja.

19. Također se ne biste trebali brinuti ako se takve deformacije oscilograma pojave kao spljoštenost donjeg dijela prednjeg ruba pravokutnih impulsa ([5] - vidi ilustraciju 4.12a), osim ako, naravno, sama činjenica spljoštenosti sprijeda nije znak neispravnosti komponente koja se ispituje.

Frekvencija

20. Frekvencija ponavljanja signalnih impulsa ovisi o radnoj frekvenciji izvora signala.

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

22. Pri promatranju signala u krugu izmjenične struje, vremenska baza osciloskopa ovisi o frekvenciji izvora signala ([3] - vidi sliku 4.12b), određenoj brzinom motora.

23. Kao što je gore spomenuto, za pretvaranje signala u čitljiv oblik, dovoljno je promijeniti skalu vremenske baze osciloskopa

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

Tipični signali komponenti sustava upravljanja motorom

25. Moderni osciloskopi obično su opremljeni samo s dvije signalne žice, zajedno s nizom raznih sondi, što vam omogućuje spajanje uređaja na gotovo bilo koji uređaj.

26. Crvena žica spojena na pozitivni priključak osciloskopa obično je spojena na priključak elektroničkog upravljačkog modula (ECM). Crnu žicu treba spojiti na pouzdanu točku uzemljenja (uzemljenje).

Mlaznice za gorivo

27. Kontrola sastava mješavine zraka i goriva u suvremenim automobilskim elektroničkim sustavima ubrizgavanja goriva provodi se pravovremenim podešavanjem trajanja otvaranja elektromagnetskih ventila mlaznica.

28. Trajanje otvorenog stanja mlaznica određeno je trajanjem električnih impulsa koje generira upravljački modul i dovodi do ulaza elektromagnetskih ventila. Trajanje impulsa se mjeri u milisekundama i obično ne prelazi raspon od 1+14 ms Tipični oscilogram impulsa koji kontrolira injektor prikazan je u otporniku. ilustracije.



29. Često se na oscilogramu također može uočiti niz kratkih pulsacija, odmah nakon pokretanja negativnog pravokutnog pulsa i održavajući elektromagnetski ventil injektora u otvorenom stanju, kao i oštar pozitivni val napona koji prati trenutak kada je ventil zatvara.

30. Ispravan rad se lako može 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 trebalo bi biti popraćeno odgovarajućim povećanjem vremena u kojem mlaznice ostaju otvorene. Ova ovisnost je posebno vidljiva pri otvaranju leptira za gas kratkim pritiskom na papučicu gasa.

31. Pomoću tanke sonde iz kompleta isporučenog s osciloskopom, spojite crvenu žicu uređaja na priključak mlaznice ECM-a sustava upravljanja motorom. Sigurno uzemljite sondu druge signalne žice (crne) osciloskopa.

32. Analizirajte oblik signala očitanog dok motor radi.

33. Nakon pokretanja motora provjerite oblik upravljačkog signala u praznom hodu.

34. Oštrim pritiskom na papučicu gasa podignite broj okretaja motora na 3000 o/min - trajanje upravljačkih impulsa u trenutku ubrzanja trebalo bi se osjetno povećati, s naknadnom stabilizacijom na razini koja je jednaka ili malo manja od brzine praznog hoda.

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

36. Tijekom hladnog pokretanja, motor zahtijeva određeno obogaćivanje mješavine zraka i goriva, što se osigurava 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.

37. U sustavima ubrizgavanja koji ne koriste mlaznicu za hladni start koriste se dodatni kontrolni impulsi tijekom hladnog starta motora koji se na oscilogramu pojavljuju kao pulsacije promjenjive duljine.

38. 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 okretaja u minuti	1.1 + 3.5
Pun gas	8,2 + 3,5

Induktivni senzori

39. Pokrenite motor i usporedite oscilogram iz izlaza induktivnog senzora s onim prikazanim na otporniku. ilustracije standarda.



40. Povećanje broja okretaja motora treba biti popraćeno povećanjem amplitude pulsnog signala koji generira senzor.

Solenoidni ventil za kontrolu brzine u praznom hodu (IAC)

41. U automobilskoj industriji koriste se mnoge različite vrste IAC elektromagnetskih ventila, koji također proizvode signale različitih oblika.

42. 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.

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

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

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

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

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

48. 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.

49. Usporedite snimljeni oscilogram s onim prikazanim u otporniku. ilustracije standarda.

Lambda sonda (senzor kisika)

Napomena: Ovaj odjeljak daje oscilograme tipične za najčešće korištene lambda sonde cirkonijevog tipa u automobilima, koje ne koriste referentni napon od 0,5 V Nedavno su titanijski senzori postali sve popularniji, čiji je radni raspon signala 0+5 V, i Visoka razina napona nastaje tijekom izgaranja siromašne smjese, niska razina napona nastaje tijekom izgaranja bogate smjese.

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

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

52. Usporedite oscilogram prikazan na zaslonu mjerača s onim prikazanim na otporniku. ilustracije standardne ovisnosti.



53 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) zraka- smjesa goriva.

54. 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.

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

Senzor detonacije (KS)

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

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

58. Naglo pritisnite papučicu gasa i usporedite oblik AC signala koji se bilježi s onim prikazanim na otporniku. ilustracije referentnog oscilograma.



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

60. Ako nije moguće postići jednoznačan oblik signala, zamijenite KS senzor ili provjerite stanje ožičenja njegovog kruga.

Signal paljenja na izlazu pojačala

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

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

63. Zaslon osciloskopa trebao bi prikazati niz pravokutnih DC impulsa. Usporedite oblik primljenog signala s onim prikazanim na otporniku. ilustracije referentnog oscilograma, obraćajući veliku pozornost na podudarnost takvih parametara kao što su amplituda, frekvencija i oblik pulsa.



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

Primarni namot indukcijskog svitka

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

66. Zagrijte motor na normalnu radnu temperaturu i ostavite ga u praznom hodu.

67. Usporedite oblik primljenog signala s onim prikazanim u otporniku. ilustracije s referentnim oscilogramom - pozitivni udari napona trebaju imati konstantnu amplitudu.



68. Neravnomjerni udari mogu biti uzrokovani prevelikim otporom u sekundarnom namotu, kao i neispravnim stanjem visokonaponskih žica zavojnice ili žice svjećice.