Utilizarea unui osciloscop pentru a monitoriza semnalele de funcționare ale sistemului de control al motorului (Opel Vectra C)

Notă: Materialul de mai jos are doar scop descriptiv și nu este specific unei anumite mărci sau modele de vehicul.

Informații generale

1. Multimetrele digitale sunt excelente pentru testarea circuitelor electrice care sunt în stare statică, precum și pentru înregistrarea modificărilor lente ale parametrilor monitorizați. Atunci când se efectuează teste dinamice pe un motor în funcțiune, precum și atunci când se identifică cauzele defecțiunilor sporadice, un osciloscop devine un instrument absolut indispensabil.

2. Unele osciloscoape vă permit să salvați oscilogramele într-un modul de memorie încorporat cu imprimarea ulterioară a rezultatelor sau transferarea lor pe o unitate de computer personal în condiții staționare.

3. Osciloscopul vă permite să observați semnale periodice și să măsurați tensiunea, frecvența, lățimea (durată) impulsuri dreptunghiulare, precum și niveluri de tensiune care se schimbă lent. Osciloscopul poate fi utilizat pentru a efectua următoarele proceduri:

• a) Detectarea defecțiunilor instabile;
• b) Verificarea rezultatelor corectiilor efectuate;
• c) Monitorizarea activitatii sondei lambda a sistemului de control al motorului echipat cu catalizator;
• d) Analiza semnalelor generate de sonda lambda, abaterile ale căror parametri de la normă sunt un indiciu absolut al unei defecțiuni a sistemului de control în ansamblu. Pe de altă parte, forma corectă a impulsurilor emise de senzor poate servi ca o garanție de încredere a absenței încălcărilor în sistemul de control.

4. Fiabilitatea și ușurința în operare a osciloscoapelor moderne nu necesită cunoștințe sau experiență specială din partea operatorului. Interpretarea informațiilor obținute se poate face cu ușurință prin intermediul unei simple comparații vizuale a oscilogramelor luate în timpul inspecției cu dependențele de timp prezentate mai jos, tipice pentru diverși senzori și actuatori ai sistemelor de control auto.

Parametrii semnalelor periodice

5. Fiecare semnal înregistrat de un osciloscop poate fi descris folosind următorii parametri de bază: (vezi adj. ilustrare).

• a) Amplitudine: Diferența dintre tensiunile maxime și minime (V) ale semnalului în perioada;
• b) Perioada: Durata ciclului semnalului (ms);
• c) Frecvență: numărul de cicluri pe secundă (Hz);
• d) Lățime: Durata impulsului dreptunghiular (ms, μs);
• e) Ciclul de lucru: Raportul dintre perioada de repetare și lățimea (În terminologia străină, se folosește inversul ciclului de lucru, numit ciclu de lucru, exprimat în %);

6. De obicei, caracteristicile unui dispozitiv defect diferă mult de cele de referință, ceea ce permite unui operator experimentat să identifice ușor și rapid componenta defectă prin analiza oscilogramei corespunzătoare.

7. Semnale DC - este analizată doar tensiunea semnalului (vezi adj. ilustrații).

















8. Semnalele AC sunt analizate pentru amplitudine, frecvență și forma de undă (vezi adj. ilustrare).





9. Semnale modulate în frecvență - se analizează amplitudinea, frecvența, forma semnalului și lățimea impulsurilor periodice (vezi adj. ilustrații).













f) Forma semnalului: tren de impulsuri dreptunghiulare, vârf, undă sinusoidală, puls dinți de ferăstrău etc.





10. Semnale modulate pe lățimea impulsurilor (PWM) - sunt analizate amplitudinea, frecvența, forma semnalului și ciclul de lucru al impulsurilor periodice (vezi adj. ilustrații).















11. Forma semnalului produs de osciloscop depinde de mulți factori diferiți și se poate schimba semnificativ.

12. Având în vedere cele de mai sus, înainte de a trece la înlocuirea componentei suspectate în cazul unei discrepanțe între forma semnalului de diagnostic eliminat și oscilograma de referință, rezultatul obținut trebuie analizat cu atenție(vezi adj. ilustrații).

Voltaj

13. Nivelul zero al semnalului de referință nu poate fi considerat o valoare de referință absolută "zero" a semnalului real, în funcție de parametrii specifici ai circuitului testat, poate fi deplasat față de referință ([1] -; vezi ilustrația 4.12a) într-un anumit interval acceptabil.

14. Amplitudinea totală a semnalului depinde de tensiunea de alimentare a circuitului testat și poate varia și în anumite limite în raport cu valoarea de referință ([3] - vezi ilustrația 4.12a și [2] - vezi ilustrația 4.12b).

15. În circuitele de curent continuu, limitele tensiunii semnalului corespund tensiunii de alimentare. Un exemplu este circuitul de control al vitezei de mers în gol (IAC), a cărui tensiune de semnal nu se modifică în niciun fel odată cu modificările turației motorului.

16. În circuitele de curent alternativ, amplitudinea semnalului depinde deja în mod clar de frecvența sursei de semnal, astfel încât amplitudinea semnalului generat de senzorul de poziție a arborelui cotit (CSP) va crește odată cu creșterea turației motorului.

17. Având în vedere cele de mai sus, dacă amplitudinea semnalului înregistrat cu ajutorul osciloscopului este excesiv de mică sau mare (până la tăierea nivelurilor superioare), este suficient să comutați pur și simplu domeniul de operare al dispozitivului trecând la scara de măsurare corespunzătoare.

18. La verificarea echipamentelor circuitelor controlate electromagnetic (de exemplu, sistemul IAC) când sursa de alimentare este deconectată, pot fi observate supratensiuni ([4] - vezi ilustrația 4.12a), care pot fi ignorate în siguranță atunci când se analizează rezultatele măsurătorilor.

19. De asemenea, nu ar trebui să vă faceți griji dacă astfel de deformații ale oscilogramei apar ca o aplatizare a părții inferioare a marginii anterioare a impulsurilor dreptunghiulare ([5] - a se vedea ilustrația 4.12a), cu excepția cazului, desigur, însuși faptul aplatizării față nu este un semn al unei defecțiuni a componentei testate.

Frecvenţă

20. Frecvența de repetiție a impulsurilor semnalului depinde de frecvența de funcționare a sursei de semnal.

21. Forma semnalului care este înregistrat poate fi editată și adusă la o formă convenabilă pentru analiză prin comutarea scalei de bază a timpului imaginii pe osciloscop.

22. La observarea semnalelor într-un circuit de curent alternativ, baza de timp a osciloscopului depinde de frecvența sursei de semnal ([3] - vezi Figura 4.12b), determinată de turația motorului.

23. După cum sa menționat mai sus, pentru a converti semnalul într-o formă care poate fi citită, este suficient să comutați scala de bază de timp a osciloscopului

24. În unele cazuri, oscilograma semnalului se dovedește a fi oglindită în raport cu dependența de referință, ceea ce se explică prin inversarea polarității conexiunii elementului corespunzător și, în absența unei interdicții privind schimbarea polarității conexiune, poate fi ignorată în timpul analizei.

Semnale tipice ale componentelor sistemului de management al motorului

25. Osciloscoapele moderne sunt de obicei echipate cu doar două fire de semnal, împreună cu un set de diverse sonde, permițându-vă să conectați dispozitivul la aproape orice dispozitiv.

26. Firul roșu conectat la terminalul pozitiv al osciloscopului este de obicei conectat la terminalul Modulului de control electronic (ECM). Firul negru trebuie conectat la un punct de împământare fiabil (împământare).

Injectoare de combustibil

27. Controlul compoziției amestecului aer-combustibil în sistemele moderne de injecție electronică a combustibilului auto se realizează prin reglarea în timp util a duratei de deschidere a supapelor electromagnetice ale injectoarelor.

28. Durata stării deschise a injectoarelor este determinată de durata impulsurilor electrice generate de modulul de comandă și alimentate la intrarea supapelor electromagnetice. Durata impulsului este măsurată în milisecunde și, de obicei, nu depășește intervalul de 1+14 ms O oscilogramă tipică a pulsului care controlează injectorul este afișată în rezistență. ilustrații.



29. Adesea, pe oscilogramă pot fi observate și o serie de pulsații scurte, imediat după inițierea pulsului dreptunghiular negativ și menținând supapa electromagnetică a injectorului în stare deschisă, precum și o supratensiune puternică pozitivă care însoțește momentul în care supapa se află. se inchide.

30. Funcționarea corectă poate fi verificată cu ușurință cu ajutorul unui osciloscop observând vizual modificările formei semnalului de control la variația parametrilor de funcționare ai motorului. Astfel, durata impulsurilor la rotirea motorului la ralanti ar trebui să fie puțin mai mare decât atunci când unitatea funcționează la turații mici. O creștere a turației motorului ar trebui să fie însoțită de o creștere corespunzătoare a timpului în care injectoarele rămân deschise. Această dependență este evidentă în special la deschiderea supapei de accelerație cu apăsări scurte pe pedala de accelerație.

31. Folosind sonda subțire din kit-ul furnizat cu osciloscopul, conectați firul roșu al dispozitivului la terminalul injectorului ECM al sistemului de management al motorului. Împământați în siguranță sonda celui de-al doilea fir de semnal (negru) al osciloscopului.

32. Analizați forma semnalului citit în timp ce motorul pornește.

33. După pornirea motorului, verificați forma semnalului de comandă la ralanti.

34. Prin apăsarea strânsă a pedalei de accelerație, ridicați turația motorului la 3000 rpm - durata impulsurilor de control în momentul accelerației ar trebui să crească considerabil, cu stabilizarea ulterioară la un nivel egal cu sau puțin mai mic decât turația de ralanti.

35. Închiderea rapidă a clapetei de accelerație ar trebui să conducă la o îndreptare a oscilogramei, confirmând faptul suprapunerii injectoarelor (pentru sistemele cu oprire a combustibilului).

36. În timpul pornirii la rece, motorul necesită o oarecare îmbogățire a amestecului aer-combustibil, care este asigurată de o creștere automată a duratei de deschidere a injectoarelor. Pe măsură ce motorul se încălzește, durata impulsurilor de control pe oscilogramă ar trebui să scadă continuu, apropiindu-se treptat de valoarea tipică pentru turația de ralanti.

37. În sistemele de injecție care nu utilizează un injector de pornire la rece, în timpul pornirii la rece a motorului se folosesc impulsuri suplimentare de control, care apar pe oscilogramă ca pulsații de lungime variabilă.

38. Tabelul de mai jos arată o dependență tipică a duratei impulsurilor de comandă pentru deschiderea injectoarelor de starea de funcționare a motorului.

Stare motor	Durata impulsului de control, ms
Viteza de mers în gol	1.5 + 5
2000 + 3000 rpm	1.1 + 3.5
Accelerație maximă	8,2 + 3,5

Senzori inductivi

39. Porniți motorul și comparați oscilograma luată de la ieșirea senzorului inductiv cu cea afișată în rezistor. ilustrații ale standardului.



40. O creștere a turației motorului ar trebui să fie însoțită de o creștere a amplitudinii semnalului de impuls generat de senzor.

Supapă electromagnetică de control al vitezei de mers în gol (IAC)

41. În industria auto, sunt utilizate multe tipuri diferite de electrovalve IAC, care produc și semnale de diferite forme.

42. O trăsătură distinctivă comună a tuturor supapelor este faptul că ciclul de funcționare al semnalului trebuie să scadă odată cu creșterea sarcinii motorului asociată cu includerea unor consumatori de putere suplimentari, determinând o scădere a turației de mers în gol.

43. Dacă ciclul de funcționare al oscilogramei se modifică odată cu creșterea sarcinii, dar când consumatorii sunt porniți, stabilitatea turației în gol este perturbată, verificați starea circuitului supapei electromagnetice, precum și corectitudinea semnalului de comandă emis de ECM.

44. De obicei, un motor pas cu 4 poli este utilizat în circuitele de stabilizare a turației în gol, a cărui descriere este dată mai jos. Supapele IAC cu 2 pini și 3 pini sunt testate într-un mod similar, dar formele de undă ale tensiunilor semnalului pe care le produc sunt complet diferite.

45. Motorul pas cu pas, răspunzând la semnalul de control pulsatoriu emis de ECM, efectuează o reglare treptată a turației de ralanti a motorului în funcție de temperatura de funcționare a lichidului de răcire și de sarcina curentă a motorului.

46. Nivelurile semnalului de control pot fi verificate folosind un osciloscop, a cărui sondă de măsurare este conectată la rândul său la fiecare dintre cele patru terminale ale motorului pas cu pas.

47. Încălziți motorul la temperatura normală de funcționare și lăsați-l la ralanti.

48. Pentru a crește sarcina asupra motorului, aprindeți farurile, aerul condiționat sau, la modelele cu servodirecție, rotiți volanul. Viteza de ralanti ar trebui să scadă pentru scurt timp, dar apoi să se stabilizeze imediat din nou datorită funcționării supapei IAC.

49. Comparați oscilograma captată cu cea prezentată în rezistor. ilustrații ale standardului.

Sonda lambda (senzor de oxigen)

Notă: Această secțiune oferă oscilograme tipice celor mai frecvent utilizate sonde lambda de tip zirconiu în mașini, care nu folosesc o tensiune de referință de 0,5 V Recent, senzorii din titan au devenit din ce în ce mai populari, a căror gamă de semnal de funcționare este 0+5 V, și Un nivel de tensiune ridicat este produs în timpul arderii unui amestec slab, un nivel de tensiune scăzut este produs în timpul arderii unui amestec bogat.

50. Conectați un osciloscop între terminalul sondei lambda de pe ECM și masă.

51. Asigurați-vă că motorul este încălzit la temperatura normală de funcționare.

52. Comparați oscilograma afișată pe ecranul contorului cu cea afișată în rezistor. ilustrații ale dependenței standard.



53 Dacă semnalul citit nu este undă, ci este o dependență liniară, atunci, în funcție de nivelul tensiunii, aceasta indică o slăbire excesivă (0+0,15 V) sau supra-îmbogățire (0,6+1 V) a aerului. amestec de combustibil.

54. Dacă apare un semnal normal de tip val la ralanti, încercați să apăsați puternic pedala de accelerație de mai multe ori - fluctuațiile semnalului nu trebuie să depășească intervalul de 0+1 V.

55. O creștere a turației motorului ar trebui să fie însoțită de o creștere a amplitudinii semnalului și o scădere cu o scădere.

Senzor de detonare (KS)

56. Conectați un osciloscop între terminalul senzorului de detonare al ECM și masă.

57. Asigurați-vă că motorul este încălzit la temperatura normală de funcționare.

58. Apăsați puternic pedala de accelerație și comparați forma semnalului AC care este înregistrat cu cea afișată în rezistor. ilustrații ale oscilogramei de referință.



59. Dacă imaginea nu este suficient de clară, atingeți ușor blocul cilindric în zona în care se află senzorul de detonare.

60. Dacă nu este posibilă obținerea unei forme clare a semnalului, înlocuiți senzorul KS sau verificați starea cablajului circuitului său.

Semnal de aprindere la ieșirea amplificatorului

61. Conectați un osciloscop între terminalul amplificatorului de aprindere al ECM și masă.

62. Încălziți motorul la temperatura normală de funcționare și lăsați-l la ralanti.

63. Ecranul osciloscopului ar trebui să afișeze o secvență de impulsuri DC dreptunghiulare. Comparați forma semnalului recepționat cu cea prezentată în rezistență. ilustrații ale oscilogramei de referință, acordând o atenție deosebită coincidenței unor parametri precum amplitudinea, frecvența și forma pulsului.



64. Pe măsură ce turația motorului crește, frecvența semnalului ar trebui să crească direct proporțional.

Înfășurarea primară a bobinei de aprindere

65. Conectați un osciloscop între borna bobinei de aprindere a ECM și masă.

66. Încălziți motorul la temperatura normală de funcționare și lăsați-l la ralanti.

67. Comparați forma semnalului primit cu cea prezentată în rezistor. ilustrațiile cu oscilogramă de referință - supratensiunile pozitive ar trebui să aibă o amplitudine constantă.



68. Surplusurile neuniforme pot fi cauzate de rezistența excesivă a înfășurării secundare, precum și de o stare defectuoasă a firelor de înaltă tensiune ale bobinei sau firului bujiilor.