Коришћење осцилоскопа за праћење рада контролног система (Opel Astra G)

Опште информације

Дигитални мултиметри су одлични за тестирање статичких електричних кола и за снимање спорих промена праћених параметара. Приликом спровођења динамичких тестова на мотору који ради, као и приликом идентификовања узрока спорадичних кварова, осцилоскоп постаје апсолутно незаменљив алат.

Неки осцилоскопи вам омогућавају да сачувате осцилограме у уграђеном меморијском модулу са накнадним штампањем резултата или преношењем на диск личног рачунара у стационарним условима.

Осцилоскоп вам омогућава да посматрате периодичне сигнале и мерите напон, фреквенцију, ширину (трајање) правоугаоних импулса, као и нивое напона који се споро мењају. Осцилоскоп се може користити за обављање следећих процедура:

• Детекција нестабилних кварова;
• Провера резултата извршених корекција;
• Праћење активности ламбда сонде система управљања мотором опремљеног катализатором;
• Анализа сигнала које генерише ламбда сонда, чије одступање параметара од норме је апсолутна индикација квара контролног система у целини. С друге стране, исправан облик импулса које емитује сензор може послужити као поуздана гаранција одсуства кршења у систему управљања.

Поузданост и лакоћа рада савремених осцилоскопа не захтевају никакво посебно знање или искуство од оператера. Интерпретација добијених информација може се лако извршити једноставним визуелним поређењем осцилограма узетих током теста са временским зависностима датим у наставку, типичним за различите сензоре и актуаторе система управљања аутомобилом.

Параметри периодичних сигнала

Опште информације

Карактеристике произвољног периодичног сигнала



Сваки сигнал снимљен осцилоскопом (погледајте илустрацију Карактеристике произвољног периодичног сигнала), може се описати коришћењем следећих главних параметара:

• Амплитуда: Разлика између максималног и минималног напона (В) сигнала унутар периода;
• Период: Трајање циклуса сигнала (мс);
• Учесталост: Циклуси у секунди (Хз);
• Ширина: Трајање правоугаоног импулса (мс, μс);
• Радни циклус: Однос периода понављања према ширини (у страној терминологији користи се инверзни циклус радног циклуса, који се назива радни циклус, изражен у %);
• Форма сигнала: Низ правоугаоних импулса, неколико емисија, синусоида, савтоотх импулсе, и сл.

Обично се карактеристике неисправног уређаја у великој мери разликују од референтних, што омогућава искусном оператеру да лако и брзо идентификује неисправну компоненту анализом одговарајућег осцилограма.

ДЦ сигнали

Једина радна карактеристика таквих сигнала је напон.

Сигнали дц производи уређаја, приказаним испод.



Сензор температуре расхладне течности мотора (ECT)





Сензор температуре усисног ваздуха (IAT)



Сензор положаја лептира за гас (TPS)



Загрејана ламбда сонда



Волуметријски мерач протока ваздуха (VAF)





Мерач ваздушне масе (MAF)



Сензор за куцање (KS)



Индуктивни сензор брзине мотора

АЦ сигнали

Главне карактеристике ових сигнала су амплитуда, фреквенција и облик сигнала.

Фреквентно модулисани сигнали (ФМ)

Радне карактеристике фреквенцијско модулисаних сигнала су амплитуда, фреквенција, облик сигнала и ширина периодичних импулса.



Извори ФМ сигнала су уређаји представљени у наставку.



Индуктивни сензор положаја радилице (CKP)



Индуктивни сензор положаја брегасте осовине (CMP)



Индуктивни сензор брзине возила (VSS)



Сензори брзине и положаја вратила са Холовим ефектом





Оптички сензори брзине и положаја осовине



Дигитални сензори за термометријско мерење ваздушне масе (MAF) и апсолутни притисак у усисној грани (MAP)

Сигнали са модулацијом ширине импулса (ПВМ)

Радне карактеристике сигнала ширине импулса (ПВМ) су амплитуда, фреквенција, таласни облик и радни циклус периодичних импулса.

Извори ПВМ сигнала су уређаји представљени у наставку.



Ињектори горива





Уређаји за стабилизацију брзине у празном ходу (IAC)



Примарни намотај намотаја за паљење



Електромагнетни вентил за прочишћавање адсорбера угљеника (EVAP)



Вентили за рециркулацију издувних гасова (EGR)

Кодированная низ правоугаоних импулса

Радне карактеристике су амплитуда, фреквенција и облик низа појединачних импулса.

Овај тип сигнала генерише самодијагностички меморијски модул ECM системи управљања мотором.



Анализом ширине и облика импулса, као и бројањем њиховог броја у свакој од група, могу се прочитати кодови грешака ускладиштени у меморији (шифра 1223 - види доле).

[Чланак објављен на интернет порталу: www.opelbook.ru]

Амплитуда и облик сигнала остају константни, снимљена вредност ће се емитовати док се меморија модула не обрише.

Тумачење осцилограма

Облик сигнала који производи осцилоскоп зависи од много различитих фактора и може се значајно променити. С обзиром на наведено, пре него што се приступи замени сумњиве компоненте у случају неслагања између облика уклоњеног дијагностичког сигнала и референтног осцилограма, добијени резултат треба пажљиво анализирати.

Дигитални сигнал



Аналогни сигнал

Волтаге

Нулти ниво референтног сигнала не може се сматрати апсолутном референтном вредношћу – "нула" стварног сигнала, у зависности од специфичних параметара кола које се тестира, може да се помери у односу на референтни ([1] – види илустрацију Дигитални сигнал) унутар одређеног прихватљивог опсега.

Пуна амплитуда сигнала зависи од напона напајања кола које се тестира и такође може да варира у одређеним границама у односу на референтну вредност ([3] - види илустрацију Дигитални сигнал и [2] - види илустрацију Аналогни сигнал).

У ланцима једносмерна струја напон сигнала је ограничен напоном напајања. Пример је коло система контроле брзине у празном ходу (IAC), чији се сигнални напон ни на који начин не мења са променама брзине мотора.

У ланцима наизменична струја амплитуда сигнала већ јасно зависи од фреквенције извора сигнала, тако да амплитуда сигнала коју генерише сензор положаја радилице (CKP) ће се повећати са повећањем броја обртаја мотора.

Имајући у виду горе наведено, ако се амплитуда сигнала мереног осцилоскопом испостави да је претерано мала или висока (до тачке одсецања горњих нивоа), довољно је једноставно променити радни опсег уређаја, прелазак на одговарајућу мерну скалу.

Приликом провере опреме електромагнетно контролисаних кола (нпр IAC) када је напајање искључено, могу се приметити скокови напона ([4] - видети илустрацију Дигитални сигнал), што се може безбедно занемарити приликом анализе резултата мерења.

Такође нема потребе да бринете о појави таквих деформација осцилограма као што је искошени доњи део предње ивице правоугаоних импулса ([5] - види илустрацију Дигитални сигнал), осим ако, наравно, сама чињеница спљоштења предње стране није знак квара компоненте која се тестира.

Фреквенција

Брзина понављања сигналних импулса зависи од радне фреквенције извора сигнала.

Облик сигнала који се снима може се уредити и довести у облик погодан за анализу пребацивањем скале временске базе слике на осцилоскопу.

Приликом посматрања сигнала у наизменичним колима, временска база осцилоскопа зависи од фреквенције извора сигнала ([3] - види илустрацију Аналогни сигнал), одређена бројем обртаја мотора.

Као што је горе поменуто, да би сигнал био читљивији, довољно је променити скалу временске базе осцилоскопа.

У неким случајевима се испоставља да је осцилограм сигнала пресликан у односу на референтну зависност, што се објашњава реверзибилношћу поларитета везе одговарајућег елемента и, у одсуству забране промене поларитета везе, може се занемарити током анализа.

Типични сигнали компоненти система управљања мотором

Савремени осцилоскопи су обично опремљени само са две сигналне жице, заједно са сетом разних сонди које вам омогућавају да повежете уређај са скоро сваким уређајем.

Црвена жица је повезана са позитивним терминалом осцилоскопа и обично је повезана са терминалом електронског контролног модула (ECM). Црну жицу треба спојити на поуздану тачку уземљења (уземљење).

Ињектори горива

Састав мешавине ваздух-гориво у савременим аутомобилским електронским системима за убризгавање горива контролише се благовременим подешавањем трајања отварања електромагнетних вентила ињектора.



Трајање отвореног стања ињектора је одређено трајањем електричних импулса које генерише управљачки модул и који се уносе на улаз електромагнетних вентила. Трајање импулса се мери у милисекундама и обично не прелази опсег од 1–14 мс.

Контролни импулс отварања ињектора за гориво (типичан осцилограм)

Често осцилограм може да покаже и низ кратких пулсација које следе одмах након иницијског негативног правоугаоног импулса и одржавају електромагнетни вентил ињектора у отвореном стању, као и оштар позитивни напон који прати тренутак затварања вентила.

Исправно функционисање ECM може се лако проверити помоћу осцилоскопа визуелним посматрањем промена у облику контролног сигнала при варирању радних параметара мотора. Дакле, трајање импулса при окретању мотора у празном ходу треба да буде нешто веће него када јединица ради на малим брзинама. Повећање броја обртаја мотора требало би да буде праћено одговарајућим повећањем времена када су ињектори отворени. Ова зависност је посебно евидентна при отварању вентила за гас кратким притисцима на педалу гаса.

1. Користећи танку сонду из комплета испорученог са осцилоскопом, повежите црвену жицу уређаја на терминал ињектора ECM системи управљања мотором. Сигурно уземљите сонду друге сигналне жице (црне) осцилоскопа.

2. Анализирајте облик очитаног сигнала док мотор ради.

3. Након покретања мотора, проверите облик контролног сигнала у празном ходу.

4. Оштрим притиском на педалу гаса подигните брзину мотора на 3000 о/мин - трајање контролних импулса у тренутку убрзања требало би приметно да се повећа, уз накнадну стабилизацију на нивоу једнаком или нешто мањем од броја обртаја у празном ходу.

5. Брзо затварање вентила гаса треба да доведе до исправљања осцилограма, потврђујући чињеницу блокирања ињектора (за системе са искључењем довода горива).

Током хладног старта, мотор захтева извесно обогаћивање мешавине ваздуха и горива, што се обезбеђује аутоматским повећањем трајања отварања ињектора. Како се мотор загрева, трајање контролних импулса на осцилограму треба континуирано да се смањује, постепено приближавајући се вредности типичној за брзину у празном ходу.

У системима за убризгавање који не користе ињектор за хладан старт, при хладном старту мотора користе се додатни контролни импулси који се на осцилограму појављују као пулсације променљиве дужине.

У табели испод приказана је типична зависност трајања контролних импулса за отварање ињектора од радног стања мотора.

Стање мотора	Трајање контролног импулса, мс
Брзина у празном ходу	1.5—5
2000-3000 о/мин	1.1—3.5
Пун гас	8.2—3.5

Индуктивни сензори

1. Покрените мотор и упоредите осцилограм са излаза индуктивног сензора са датим референтним.



Повећање брзине мотора треба да буде праћено повећањем амплитуде импулсног сигнала који генерише сензор.

Соленоидни вентил за стабилизацију брзине празног хода (IAC)

Соленоидни вентили се користе у аутомобилској индустрији IAC много различитих типова, производећи сигнале различитих облика.

Заједничка карактеристика свих вентила је чињеница да се радни циклус сигнала мора смањити са повећањем оптерећења мотора повезаног са укључивањем додатних потрошача енергије, што узрокује смањење броја обртаја у празном ходу.

Ако се радни циклус осцилограма мења са повећањем оптерећења, али када су потрошачи укључени, постоји повреда стабилности празног хода, проверите стање кола електромагнетног вентила, као и исправност излаза ECM командни сигнал.

Типично, 4-полни корачни мотор се користи у круговима за контролу брзине у празном ходу, што је описано у наставку. Провера двосмерних и трокраких вентила IAC произведене на сличан начин, али су осцилограми напона сигнала које производе потпуно различити.

Корачни мотор, реагује на излаз ECM пулсирајући контролни сигнал, врши постепена подешавања броја обртаја мотора у празном ходу у складу са радном температуром расхладне течности и тренутним оптерећењем мотора.

Нивои управљачког сигнала се могу проверити помоћу осцилоскопа, чија је мерна сонда повезана наизменично са сваким од четири терминала корачног мотора.

1. Загрејте мотор на нормалну радну температуру и оставите га да ради у празном ходу.

2. Да бисте повећали оптерећење мотора, укључите фарове, клима уређај или, на моделима са серво управљачем, окрените волан. Број обртаја у празном ходу би требало накратко да падне, али се онда одмах поново стабилизује због активирања вентила IAC.

3. Упоредите снимљени осцилограм са датим референтним.

Ламбда сонда (сензор кисеоника)

Овај одељак пружа осцилограме типичне за цирконијумске ламбда сонде које се најчешће користе у аутомобилима, а које не користе референтни напон од 0,5 В Недавно су титанијумски сензори постали све популарнији, са радним опсегом сигнала од 0-5 В. напон високог нивоа се ствара током сагоревања посне смеше, низак - обогаћене.

1. Повежите осцилоскоп између укљученог терминала ламбда сонде ECM и маса.

2. Уверите се да је мотор загрејан до нормалне радне температуре.

3. Упоредите осцилограм приказан на екрану мерача са датом референтном зависношћу.



4. Ако сигнал који се очитава није таласаст, већ је линеарна зависност, онда, у зависности од нивоа напона, то указује на прекомерну мршавост (0-0,15 В) или прекомерно обогаћивање (0,6-1 В) ваздуха - мешавина горива.

5. Ако се у празном ходу мотора јавља нормалан таласни сигнал, покушајте да нагло притиснете папучицу гаса неколико пута - флуктуације сигнала не би требало да прелазе опсег од 0-1 В.

Повећање брзине мотора треба да буде праћено повећањем амплитуде сигнала, а смањење смањењем.

Сензор за куцање (KS)

1. Повежите осцилоскоп између терминала сензора детонације ECM и маса.

2. Уверите се да је мотор загрејан до нормалне радне температуре.

3. Оштро притисните папучицу гаса и упоредите облик АЦ сигнала који се снима са датим референтним осцилограмом.



4. Ако слика није довољно јасна, лагано куцните по блоку цилиндра у области где се налази сензор детонације.

5. Ако није могуће постићи недвосмислен облик сигнала, замените сензор KS, или проверите стање ожичења његовог кола.

Сигнал паљења на излазу појачала

1. Повежите осцилоскоп између терминала појачала за паљење ECM и маса.

2. Загрејте мотор на нормалну радну температуру и оставите га да ради у празном ходу.

3. На екрану осцилоскопа треба приказати низ правоугаоних ДЦ импулса. Упоредите облик примљеног сигнала са датим референтним осцилограмом, обраћајући велику пажњу на подударност параметара као што су амплитуда, фреквенција и облик импулса.



Како се број обртаја мотора повећава, фреквенција сигнала би се требала повећати у директној пропорцији.

Примарни намотај намотаја за паљење

1. Повежите осцилоскоп између терминала завојнице за паљење ECM и маса.

2. Загрејте мотор на нормалну радну температуру и оставите га да ради у празном ходу.

3. Упоредите облик примљеног сигнала са датим референтним осцилограмом – позитивни напонски удари треба да имају константну амплитуду.



Неуједначеност пренапона може бити узрокована превеликим отпором секундарног намотаја, као и неисправним стањем високонапонске жице завојнице или жице свјећице.