Uwaga: Poniższy materiał ma charakter wyłącznie opisowy i nie jest powiązany z żadną konkretną marką ani modelem pojazdu.
Informacje ogólne
1. Multimetry cyfrowe doskonale nadają się do testowania obwodów elektrycznych, które są w stanie statycznym, a także do rejestrowania powolnych zmian monitorowanych parametrów. Podczas przeprowadzania kontroli dynamicznych na pracującym silniku, a także identyfikowania przyczyn sporadycznych awarii, oscyloskop staje się absolutnie niezbędnym narzędziem.
2. Niektóre oscyloskopy umożliwiają zapisywanie przebiegów we wbudowanym module pamięci z późniejszym wydrukiem wyników lub przeniesieniem ich na nośnik komputera osobistego już w warunkach stacjonarnych.
3. Oscyloskop umożliwia obserwację sygnałów okresowych oraz pomiar napięcia, częstotliwości, szerokości (czas trwania) impulsów prostokątnych, a także poziomy wolnozmiennych napięć. Oscyloskop może być używany w następujących procedurach:
- a) Wykrywanie niestabilnych awarii;
- b) Sprawdzanie efektów dokonanych korekt;
- c) Monitorowanie działania sondy lambda układu sterowania silnikiem wyposażonej w katalizator;
- d) Analiza sygnałów generowanych przez sondę lambda, której odchylenie parametrów od normy jest bezwarunkowym dowodem nieprawidłowego funkcjonowania układu sterowania jako całości. Z drugiej strony prawidłowy kształt impulsów emitowanych przez czujnik może stanowić niezawodną gwarancję braku naruszeń układu sterowania.
4. Niezawodność i łatwość obsługi nowoczesnych oscyloskopów nie wymagają od operatora specjalnej wiedzy i doświadczenia. Interpretacji otrzymanych informacji można łatwo dokonać za pomocą elementarnego porównania wizualnego podczas weryfikacji oscylogramów z następującymi zależnościami czasowymi, typowymi dla różnych czujników i elementów wykonawczych samochodowych układów sterowania.
Parametry sygnałów okresowych
4.5 Charakterystyka dowolnego sygnału okresowego
5. Każdy sygnał pobrany przez oscyloskop można opisać za pomocą następujących podstawowych parametrów (zobacz opór. ilustracja).
- a) Amplituda: Różnica między napięciem maksymalnym i minimalnym (W) sygnał w okresie;
- b) Okres: Czas trwania cyklu sygnału (SM);
- c) Częstotliwość: liczba cykli na sekundę (Hz);
- d) Szerokość: szerokość fali prostokątnej (pani, pani);
- e) Cykl pracy: Stosunek okresu powtórzeń do szerokości (W terminologii zagranicznej stosuje się odwrotny cykl pracy, parametr zwany cyklem pracy, wyrażony w %);
6. Zazwyczaj charakterystyka uszkodzonego urządzenia bardzo różni się od wzorcowej, co pozwala doświadczonemu operatorowi łatwo i szybko zidentyfikować uszkodzony element poprzez analizę odpowiedniego kształtu fali.
7. Sygnały DC - analizowany jest tylko sygnał napięciowy (zobacz opór. ilustracje).
4.7a Czujnik temperatury płynu chłodzącego silnika (JEDZENIE)
4.7b Czujnik temperatury powietrza dolotowego (IAT)
4,7 s Czujnik położenia przepustnicy (TPS)
4.7d Podgrzewana sonda lambda
4.7e Przepływomierz objętościowy powietrza (VAF)
4.7f Miernik masy powietrza (MAF)
8. Sygnały AC są analizowane pod względem amplitudy, częstotliwości i kształtu fali (zobacz opór. ilustracja).
4.8a Czujnik stukowy (KS)
4.8b Indukcyjny czujnik prędkości obrotowej silnika
9. Sygnały modulowane częstotliwościowo - analizuje się amplitudę, częstotliwość, przebieg i szerokość impulsów okresowych (zobacz opór. ilustracje).
4.9a Indukcyjny czujnik położenia wału korbowego (TFR)
4.9b Indukcyjny czujnik położenia wałka rozrządu (SMR)
4.9d Czujniki prędkości i położenia wału z efektem Halla
4.9f Cyfrowe czujniki do termometrycznego pomiaru masy powietrza (MAF) i ciśnienie bezwzględne w rurociągu wlotowym (MAP)
f) Kształt fali: fala prostokątna, seria, fala sinusoidalna, piłokształtny itp.
4,9 s Indukcyjny czujnik prędkości pojazdu (VSS)
4.9f Optyczne czujniki prędkości i położenia wału
10. Sygnały modulowane szerokością impulsu (PWM) - analizowana jest amplituda, częstotliwość, kształt sygnału i współczynnik wypełnienia impulsów okresowych (zobacz opór. ilustracje).
4.10a Wtryskiwacze paliwa
4.10b Urządzenia do stabilizacji biegu jałowego (IAC)
4,10 s Główny cewka zapłonowa
4.10d zawór elektromagnetyczny odpowietrzania kanistra z węglem drzewnym (EVAP)
4.10e Zawory recyrkulacji spalin (EGR)
11. Kształt fali wytwarzany przez oscyloskop zależy od wielu różnych czynników i może się znacznie różnić.
12. W związku z powyższym przed przystąpieniem do wymiany podejrzanego podzespołu w przypadku, gdy kształt wychwyconego sygnału diagnostycznego nie odpowiada przebiegowi wzorcowemu należy dokładnie przeanalizować wynik (zobacz opór. ilustracje).
4.12a Sygnał cyfrowy
4.12b Sygnał analogowy
Napięcie
13. Poziom zerowy sygnału odniesienia nie może być uważany za bezwzględną wartość odniesienia, «zero» sygnał rzeczywisty, w zależności od specyficznych parametrów badanego obwodu, może być przesunięty względem odniesienia ([1] - patrz ilustracja 4.12a) w pewnym dopuszczalnym zakresie.
14. Sumaryczna amplituda sygnału zależy od napięcia zasilania badanego obwodu i może również zmieniać się w pewnych granicach względem wartości odniesienia ([3] - patrz ilustracja 4.12a i [2] - patrz ilustracja 4.12b).
15. W obwodach prądu stałego granice napięcia sygnału odpowiadają napięciu zasilania. Przykładem jest obwód stabilizacji prędkości biegu jałowego (IAC), którego napięcie sygnału nie zmienia się w żaden sposób wraz ze zmianą prędkości obrotowej silnika.
16. W obwodach prądu przemiennego amplituda sygnału już jednoznacznie zależy od częstotliwości źródła sygnału, więc amplituda sygnału generowanego przez czujnik położenia wału korbowego (TFR) wzrośnie wraz ze wzrostem prędkości obrotowej silnika.
17. W związku z powyższym, jeżeli amplituda sygnału odbieranego oscyloskopem jest zbyt mała lub zbyt duża (aż do odcięcia górnych poziomów), wystarczy przełączyć zakres pracy urządzenia poprzez przełączenie na odpowiednią skalę pomiarową.
18. Podczas sprawdzania wyposażenia obwodów z kontrolą elektromagnetyczną (np. system IAC) po wyłączeniu zasilania mogą wystąpić skoki napięcia ([4] - patrz ilustracja 4.12a), które można bezpiecznie pominąć podczas analizy wyników pomiarów.
19. Nie martw się także o zniekształcenia kształtu fali, takie jak przekrzywienie dolnej krawędzi natarcia fali prostokątnej ([5] - patrz ilustracja 4.12a), o ile oczywiście sam fakt spłaszczenia frontu nie jest oznaką wadliwego działania badanego elementu.
Częstotliwość
20. Częstotliwość powtarzania impulsów sygnałowych zależy od częstotliwości pracy źródła sygnału.
21. Kształt zarejestrowanego sygnału można edytować i doprowadzić do postaci dogodnej do analizy poprzez zmianę skali podstawy czasu obrazu na oscyloskopie.
22. Podczas obserwacji sygnałów w obwodzie prądu przemiennego podstawa czasu oscyloskopu zależy od częstotliwości źródła sygnału ([3] - patrz ilustracja 4.12b), określane przez prędkość obrotową silnika.
23. Jak wspomniano powyżej, aby doprowadzić sygnał do czytelnej postaci, wystarczy przełączyć skalę podstawy czasu oscyloskopu
24. W niektórych przypadkach oscylogram sygnału okazuje się być odzwierciedleniem zależności referencyjnej, co tłumaczy się odwróceniem biegunowości połączenia odpowiedniego elementu oraz w przypadku braku zakazu zmiany polaryzację połączenia można pominąć w analizie.
Typowe sygnały elementów sterujących silnika
25. Nowoczesne oscyloskopy są zwykle wyposażone tylko w dwa przewody sygnałowe, połączone z różnymi sondami, które umożliwiają podłączenie urządzenia do prawie każdego urządzenia.
26. Czerwony przewód jest podłączony do bieguna dodatniego oscyloskopu, zwykle podłączonego do zacisku elektronicznego modułu sterującego (ECM). Czarny przewód musi być podłączony do odpowiednio uziemionego punktu (masa).
Wtryskiwacze paliwa
27. Sterowanie składem mieszanki paliwowo-powietrznej w nowoczesnych samochodowych elektronicznych układach wtrysku paliwa odbywa się poprzez czasową regulację czasu otwarcia zaworów elektromagnetycznych wtryskiwaczy.
28. Czas trwania wtryskiwaczy w stanie otwartym jest określony przez czas trwania impulsów elektrycznych generowanych przez moduł sterujący i doprowadzanych do wejścia elektrozaworów. Czas trwania impulsów mierzony jest w milisekundach i zwykle mieści się w przedziale 1+14 ms. ilustracje.
4.28 Impuls sterujący otwarciem wtryskiwacza paliwa
29. Często na oscylogramie można zaobserwować również serię krótkich pulsacji, następujących bezpośrednio po inicjującym ujemnym impulsie prostokątnym i utrzymywaniu elektrozaworu wtryskiwacza w stanie otwartym, a także ostry dodatni skok napięcia towarzyszący momentowi otwarcia zaworu zamyka się.
30. Poprawność działania można łatwo sprawdzić mocą oscyloskopu obserwując wizualnie zmiany kształtu sygnału sterującego przy zmianie parametrów pracy silnika. Tak więc czas trwania impulsów podczas obracania silnika na biegu jałowym powinien być nieco dłuższy niż wtedy, gdy urządzenie pracuje na niskich obrotach. Zwiększeniu prędkości obrotowej silnika powinno towarzyszyć odpowiednie wydłużenie czasu pracy wtryskiwaczy w stanie otwartym.Zależność ta szczególnie dobrze uwidacznia się przy otwieraniu przepustnicy krótkimi naciśnięciami pedału gazu.
31. Za pomocą cienkiej sondy z zestawu dostarczonego z oscyloskopem podłączyć czerwony przewód urządzenia do końcówki wtryskiwacza modułu ECM systemu sterowania pracą silnika. Druga sonda przewodu sygnałowego (czarny) dobrze uziemić oscyloskop.
32. Przeanalizuj kształt sygnału odczytywanego podczas kręcenia rozrusznikiem.
33. Uruchamiając silnik, sprawdź kształt sygnału sterującego na biegu jałowym.
34. Mocno wciskając pedał gazu zwiększyć obroty silnika do 3000 obr/min, - czas trwania impulsów sterujących w momencie przyspieszania powinien wyraźnie wzrosnąć, po czym następuje stabilizacja na poziomie równym lub nieco niższym od charakterystycznych obrotów biegu jałowego.
35. Szybkie zamknięcie przepustnicy powinno doprowadzić do wyprostowania się oscylogramu, potwierdzającego fakt nakładania się wtryskiwaczy (dla układów z odcięciem paliwa).
36. Podczas zimnego rozruchu silnik wymaga pewnego wzbogacenia mieszanki paliwowo-powietrznej, co zapewnia automatyczne wydłużenie czasu otwarcia wtryskiwaczy. W miarę nagrzewania się czasu trwania impulsów sterujących na oscylogramie powinien on stale maleć, stopniowo zbliżając się do wartości typowej dla obrotów biegu jałowego.
37. W układach wtryskowych, które nie wykorzystują wtryskiwacza zimnego rozruchu, podczas zimnego rozruchu silnika stosowane są dodatkowe impulsy sterujące, które pojawiają się na oscylogramie jako pulsacje o zmiennej długości.
38. Poniższa tabela przedstawia typową zależność czasu trwania impulsów sterujących otwarciem wtryskiwaczy od stanu pracy silnika.
Stan silnika | Czas trwania impulsu sterującego, ms |
bezczynny | 1.5 + 5 |
2000 + 3000 obr./min | 1.1 + 3.5 |
Pełna przepustnica | 8,2 + 3,5 |
Czujniki indukcyjne
39. Uruchomić silnik i porównać oscylogram pobrany z wyjścia czujnika indukcyjnego z oscylogramem podanym na rezystorze. ilustracja odniesienia.
4.39 Typowy oscylogram sygnału wytwarzanego przez przetwornik indukcyjny
40. Wzrostowi obrotów silnika powinien towarzyszyć wzrost amplitudy sygnału impulsowego generowanego przez czujnik.
Zawór elektromagnetyczny biegu jałowego (IAC)
41. W przemyśle motoryzacyjnym stosuje się wiele różnych typów elektrozaworów IAC, dających sygnały również o różnych kształtach.
42. Wspólną cechą wszystkich zaworów jest fakt, że współczynnik wypełnienia sygnału powinien zmniejszać się wraz ze wzrostem obciążenia silnika związanym z włączeniem dodatkowych odbiorników energii, powodujących spadek prędkości biegu jałowego.
43. Jeżeli cykl pracy przebiegu zmienia się wraz ze wzrostem obciążenia, ale gdy odbiorniki są włączone, następuje naruszenie stabilności prędkości biegu jałowego, sprawdź stan obwodu elektrozaworu, a także poprawność polecenia sygnał wydany przez ECM.
44. Zazwyczaj obwody sterowania prędkością biegu jałowego wykorzystują 4-biegunowy silnik krokowy, który opisano poniżej. 2-pinowe i 3-pinowe zawory IAC są testowane w podobny sposób, ale przebiegi napięć sygnałowych, które wytwarzają, są zupełnie inne.
45. Silnik krokowy, w odpowiedzi na impulsowy sygnał sterujący z ECM, stopniowo dostosowuje prędkość obrotową biegu jałowego silnika w zależności od temperatury roboczej płynu chłodzącego i aktualnego obciążenia silnika.
46. Poziomy sygnałów sterujących można sprawdzić za pomocą oscyloskopu, którego sonda pomiarowa jest kolejno podłączona do każdego z czterech zacisków silnika krokowego.
47. Rozgrzej silnik do normalnej temperatury roboczej i pozostaw go pracującego na biegu jałowym.
48. Aby zwiększyć obciążenie silnika, włącz reflektory, klimatyzację lub, w modelach ze wspomaganiem kierownicy, obróć kierownicę. Prędkość obrotowa biegu jałowego powinna na krótki czas spaść, ale potem natychmiast ponownie się ustabilizować z powodu działania zaworu IAC.
49. Porównać przechwycony oscylogram z pokazanym na rezystancji. ilustracja odniesienia.
4.49 Oscylogram sygnału sterującego układu stabilizacji obrotów biegu jałowego (IAC)
Sonda lambda (czujnik tlenu)
Uwaga: Rozdział zawiera oscylogramy typowe dla najczęściej stosowanych w samochodach sond lambda typu cyrkonowego, które nie wykorzystują napięcia odniesienia 0,5 V. W ostatnim czasie coraz większą popularnością cieszą się czujniki tytanowe, których zakres sygnału roboczego wynosi 0 + 5 V, a wysoki poziom napięcia powstaje podczas spalania mieszanki ubogiej, niski - wzbogaconej.
50. Podłącz oscyloskop między końcówką sondy lambda na ECM a masą.
51. Upewnij się, że silnik jest rozgrzany do normalnej temperatury roboczej.
52. Porównać oscylogram wyświetlany na ekranie miernika z oscylogramem pokazanym na rezystancji. ilustracje zależności odniesienia.
4.52 Oscylogram sygnału wytwarzanego przez typową sondę lambda
53 Jeżeli zarejestrowany sygnał nie ma kształtu fali, lecz ma zależność liniową, to w zależności od poziomu napięcia wskazuje to na nadmierne przeładowanie (0+0,15 V), lub ponowne wzbogacenie (0,6+1V) mieszanka paliwowo-powietrzna.
54. Jeśli na biegu jałowym występuje normalny falujący sygnał, spróbuj kilkakrotnie mocno wcisnąć pedał gazu - wahania sygnału nie powinny wykraczać poza zakres 0 + 1 V.
55. Wzrostowi prędkości obrotowej silnika powinien towarzyszyć wzrost amplitudy sygnału, spadkowi - spadek.
Czujnik stukowy (KS)
56. Podłącz oscyloskop między zaciskiem czujnika spalania stukowego ECM a masą.
57. Upewnij się, że silnik jest rozgrzany do normalnej temperatury roboczej.
58. Mocno wciśnij pedał gazu i porównaj postać usuniętego sygnału AC z tym pokazanym na oporze. ilustracje z oscylogramem wzorcowym.
4.58 Oscylogram sygnału wytwarzanego przez typowy czujnik spalania stukowego (KS)
59. Jeśli obraz nie jest wystarczająco wyraźny, lekko postukaj w blok cylindrów w miejscu, w którym znajduje się czujnik spalania stukowego.
60. Jeżeli przebieg nie jest jednoznaczny, wymienić czujnik KS lub sprawdzić stan instalacji elektrycznej jego obwodu.
Sygnał zapłonu wyjścia wzmacniacza
61. Podłącz oscyloskop między zaciskiem wzmacniacza zapłonu ECM a masą.
62. Rozgrzej silnik do normalnej temperatury roboczej i pozostaw go pracującego na biegu jałowym.
63. Na ekranie oscyloskopu powinna zostać wyświetlona sekwencja prostokątnych impulsów prądu stałego. Porównaj kształt odbieranego sygnału z tym pokazanym na rezystancji. ilustracje z przebiegiem odniesienia, zwracając szczególną uwagę na zbieżność parametrów, takich jak amplituda, częstotliwość i kształt impulsu.
4.63 Oscylogram sygnału sterującego wzmacniacza zapłonu
64. Wraz ze wzrostem prędkości obrotowej silnika częstotliwość sygnału powinna wzrastać wprost proporcjonalnie.
Uzwojenie pierwotne cewki zapłonowej
65. Podłącz oscyloskop między zaciskiem cewki zapłonowej ECM a masą.
66. Rozgrzej silnik do normalnej temperatury roboczej i pozostaw go pracującego na biegu jałowym.
67. Porównajcie kształt odebranego sygnału z tym pokazanym na rezystancji. ilustracje z oscylogramem wzorcowym - dodatnie skoki napięcia muszą mieć stałą amplitudę.
4.67 Oscylogram sygnału na zacisku uzwojenia pierwotnego cewki zapłonowej
68. Nierówne rzuty mogą być spowodowane zbyt dużą rezystancją uzwojenia wtórnego, a także nieprawidłowym stanem przewodów BB cewki lub przewodu świecy zapłonowej.
Komentarze gości