Проверки при помощи осциллографа типичных неисправностей
Как сократить время поиска неисправности при помощи осциллографа и почему иногда не стоит пользоваться светодиодным пробником
Пример 1. Автомобиль Kia Cerato, глохнет. Двигатель обычный, G4GA объёмом 1,6 литра, устанавливается на многие модели KIA и Hyundai. Ошибок, как обычно, нет.
Для начала нужно определиться, что пропадает в момент «заглохания», тут не обойтись без осциллографа, поэтому:
— один канал на управление форсункой первого цилиндра
— второй на катушку зажигания
— третий на датчик положения распредвала
— четвёртый на ДПКВ.
Осциллограф включаю в режим самописца, завожу двигатель. Через минут двадцать мотор глохнет, смотрим осциллограмму.
Сигнал датчика положения коленвала пропал. После этого мотор завёлся, поработал пару минут, опять заглох, после чего уже заводится отказался. Датчик меняем на новый, чтобы ещё раз удостовериться в неисправности старого датчика замеряю его сопротивление
Оно около 1кОм, в норме.
Нагреваю датчик феном
Сопротивление увеличивается до бесконечности, датчик неисправен.
Пример 2. Автомобиль Toyota Land Cruiser 200. Жалобы владельца: «Климат контроль периодически выключается».
Для начала также нужно определиться, чего ему не хватает для работы. Открываю схему климата, A/C Amplifer имеет питание в виде двух постоянных плюсов (+BAT) и двух зажиганий (+IG), минусы, кстати, это тоже питание, но проверять начну с плюсов, подключаю четыре канала осциллографа, далее включение зажигания и запуск двигателя
И сразу такая удача: «на одном из зажиганий напряжение не поднимается выше 6,6В».
Сейчас отопитель работает, скорее всего, он отключался когда напряжение совсем пропадало. Кстати, если в этом случае пользоваться светодиодным пробником, то он замечательно будет светиться и от 6В и заведёт вас в тупик, я так «попадал», после чего светодиодный пробник отправился в мусорку. У разъёма видны следы вмешательства в проводку, разматываю изоленту
Провод зажигания разорван, к соединениям вопросов нет, всё качественно.
Эти нештатные провода идут под капот и заканчиваются вот такой красотой:
На автомобиле установлен дополнительный отопитель «Webasto», задачей этого реле была подача плюса на вход зажигания ЭБУ отопителя во время работы Webasto. Но время и влажность сделали своё дело, реле немного подгнило. Реле вместе с разъёмом заменили, немного переместили его, чтобы вода не попадала, теперь всё работает как надо.
Пример 3. Audi A4 1,8T глохнет, тут всё проще: в памяти куча ошибок, среди которых есть по датчику положения коленвала, но убедиться в его неисправности надо.
Подключаю осциллограф одним каналом на ДПКВ, вторым на ДПРВ – просто, чтобы сохранить рабочую синхронизацию датчиков для этого мотора. Через десять минут мотор глохнет
Как и ожидалось сигнал с ДПКВ пропал. Снимаю датчик, проверяю феном сопротивление и одновременно температуру датчика, после 80 градусов датчик уходит в обрыв.
Козлов Алексей Викторович
© Легион-Автодата
автосервис «Пронто»
г.
Барнаул, ул.Цеховая, д.58б
+7 (913) 247-85-41
Проверка датчиков системы впрыска осциллографом. » Motorhelp.ru диагностика и ремонт инжекторных двигателей
Цифровой осциллограф позволяет эффективно отслеживать и находить неисправности в датчиках системы впрыска. В этой статье рассмотрим подробно осциллограммы с датчиков:
- Положения коленчатого вала
- Датчика массового расхода воздуха
- Датчика положения дроссельной заслонки
- Датчика положения распредвала
- Лямбда-зонда
- Датчика холла
- Датчика детонации
- Датчика абсолютного давления
- Датчика скорости автомобиля
ДПКВ
Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) самый главный в системе впрыска, по нему осуществляется синхронизация работы электронного блока управления двигателем. Сигнал вазовского дпкв представляет собой серию повторяющихся электрических импульсов напряжения, генерируемых датчиком при вращении коленчатого вала.
Задающий диск представляет собой зубчатое колесо 60-2, т.е. 58 равноудаленных зубцов и два отсутствующих для синхронизации. При вращении задающего диска вместе с коленчатым валом впадины изменяют магнитный поток в магнитопроводе датчика, наводя импульсы напряжения переменного тока в его обмотке.
Здесь стоит обратить внимание на амплитуду сигнала и форму импульсов. Если витки в обмотке датчика будут короткозамкнуты, то амплитуда сигнала будет снижена. Также по осциллограмме легко вычислить биение задающего диска и повреждение зубцов.
На некоторых иномарках в качестве ДПКВ используется датчик Холла, вырабатывающий прямоугольные импульсы.
Вот типичный пример осциллограммы такого датчика (Hyundai Sonata):
А вот так синхронно работают датчики положения коленчатого и распределительного валов двигателей Nissan. По нарастающим фронтам сигналов можно определить смещение валов относительно друг друга.
А это осциллограмма типичной неисправности датчика Холла (Audi 100). Нарастающий фронт «срезан», сигнал такого датчика блок управления не распознает.
На старых Опелях и Daewoo Nexia в качестве датчика синхронизации используется индукционная катушка с задающим диском.
Осциллограмма такого датчика имеет такой вид:
Датчик положения распредвала
ДПРВ используется в системе управления двигателем для определения положения распределительного вала, что необходимо для синхронизации впрыска топлива. Датчик генерирует один импульс за полный цикл работы двигателя (720 градусов поворота коленчатого вала).
Импульс датчика положения распредвала указывает на верхнюю мертвую точку первого цилиндра.
ДМРВ
Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) применяются во многих системах управления двигателем (в частности ВАЗ) для измерения значения мгновенного расхода воздуха. Выходной сигнал ДМРВ Bosch HFM5 представляет собой напряжение постоянного тока, изменяющееся в диапазоне от 1 до 5 В, величина которого зависит от массы воздуха, проходящего через датчик.
По осциллограмме можно отследить 2 важных момента:
1. Скорость реакции ДМРВ можно оценить по времени переходного процесса выходного сигнала при подаче питания на датчик.
2. Выходное напряжение датчика при нулевом расходе воздуха (двигатель остановлен).
Осциллограмма исправного ДМРВ при подаче питания имеет следующий вид.
Время переходного процесса равно 0,5 мс. Выходное напряжение при нулевой подаче воздуха равно 0,996 В.
А это осциллограмма выходного напряжения при включении питания неисправного ДМРВ.
Время переходного процесса такого датчика в десятки раз больше, чем исправного, а значит время реакции самого датчика будет значительно снижено и автомобиль будет «вяло» набирать скорость. Выходное напряжение такого ДМРВ при остановленном двигателе равно 1,13 В., что говорит о значительном отклонении сигнала от нормы. Двигатель с неисправным датчиком в значительной степени потеряет «приемистость», будет затруднен пуск и возрастет расход топлива.
Важно: система самодиагностики блока управления двигателем не способна выявить снижение скорости реакции ДМРВ. Такую неисправность можно найти только путем диагностики с применением осциллографа.
Осциллограмма выходного напряжения изношенного ДМРВ при резком открытии дроссельной заслонки.
При значительном загрязнении чувствительного элемента датчика, скорость реакции на изменение воздушного потока снижается и форма осциллограммы становится более «сглаженной».
Исправный датчик при быстром открытии дроссельной заслонки должен выдавать кратковременно в первом импульсе более 4 В.
Лямбда-зонд
По анализу осциллограммы выходного сигнала лямбда-зонда на различных режимах работы двигателя можно оценить как исправность самого датчика, так и исправность всей системы управления двигателем.
Осциллограмма напряжения исправного циркониевого лямбда имеет следующий вид:
Здесь следует обратить внимание прежде всего на 3 момента:
1.
Размах напряжения выходного сигнала должен быть от 0,05-0,1 В до 0,8-0,9 В. При условии, что двигатель прогрет до рабочей температуры и система управления работает по замкнутой петле обратной связи.
2. Время перехода выходного напряжения зонда от низкого к высокому уровню не должно превышать 120 мс.
3. Частота переключения выходного сигнала лямбда-зонда на установившихся режимах работы двигателя должна быть не реже 1-2 раз в секунду.
ДПДЗ
Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) служит для отслеживания угла открытия дроссельной заслонки и представляет собой потенциометр. Опорное напряжение датчика равно 5 В. Сигнал исправного ДПДЗ представляет собой напряжение постоянного тока в диапазоне от 0,5 до 4,5 В. При повороте дроссельной заслонки, сигнал должен меняться плавно, без скачков и провалов.
Пример осциллограммы двух датчиков положения дроссельной заслонки VW Passat с двигателем RP показана на рисунке ниже.
Один из датчиков работает в диапазоне от 0 до 25% открытия дроссельной заслонки, а второй от 25 до 100%.
Датчик абсолютного давления (ДАД)
На основании данных с этого датчика о разряжении и температуре во впускном коллекторе, блок управления рассчитывает количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Принцип действия основан на преобразовании значения давления в соответствующую величину выходного напряжения. Применяемые в современных системах управления двигателем датчики чрезвычайно надежны. Проверить работу датчика абсолютного давления можно осциллографом, подключившись к его сигнальному выходу.
Датчик детонации (ДД)
Наиболее распространенный широкополосный датчик детонации пьезоэлектрического типа с генерирует сигнал напряжения переменного тока с частотой и амплитудой зависящей от степени «шума», который издает та часть двигателя, на которую он установлен. При возникновении детонации амплитуда вибраций повышается, что приводит к увеличению напряжения выходного сигнала ДД.
При этом контроллер корректирует угол опережения зажигания для гашения детонации.
Проверить датчик детонации можно на столе, подключившись щупами осциллографа к его выводам. При легком постукивании металлическим предметом на осциллограмме отобразятся такие импульсы:
Датчик скорости автомобиля
Как правило такие датчики имеют в своей основе элемент Холла. Однако встречаются и индуктивные датчики.
Типичный пример осциллограммы индуктивного датчика скорости автомобиля Ауди 100 имеет такой вид:
Индуктивный датчик АБС
Хоть этот датчик не относится к системе впрыска, но раз уж попалась на глаза, выкладываю осциллограмму.
Такой вид имеет сигнал с индуктивного датчика системы АБС.
Обратите внимание на амплитуду сигнала. В данном конкретном случае осциллограмма снята при простом прокручивании колеса рукой. Однако если датчик имеет короткозамкнутые витки, то его амплитуда будет значительно меньше. Сигнал такого датчика блок управления АБС не «увидит».
Осциллограммы распредвала и коленчатого вала двигателя
Необходимость снять клапан или переднюю крышку двигателя для проверки меток синхронизации редко может быть выполнена менее чем за час на большинстве современных двигателей. Но захват сигналов от датчиков распределительного и коленчатого валов может быть выполнен менее чем за 30 минут. Этот диагностический подход может также диагностировать проблемы цепи и датчика.
КОГДА
Каждый раз, когда возникает код, связанный с синхронизацией распределительного вала и коленчатого вала, а также коды неисправности датчика/цепи, формы сигналов должны быть захвачены для анализа.
ПОЧЕМУ
Использование осциллографа для захвата сигнала датчика положения двигателя может дать представление о трех аспектах двигателя. Во-первых, измерение выходного сигнала датчика дает представление о состоянии датчика и сигнала. Во-вторых, по форме волны можно определить, повреждено ли тональное кольцо.
В-третьих, когда сигналы нескольких датчиков измеряются одновременно, он может отображать синхронизацию двигателя.
ЧТО НЕОБХОДИМО
1. Осциллограф/осциллограф: Вам нужен осциллограф, который может захватывать и сохранять форму сигнала. Чем больше каналов, тем лучше. Четырехканальный осциллограф может быть быстрее только потому, что вы можете видеть четыре сенсора на одном экране. Кроме того, если вы измеряете индуктивные датчики коленчатого вала, вы можете очень быстро исчерпать каналы без четырех каналов.
2. Доступ к «заведомо исправным» сигналам: Вы можете зафиксировать наиболее четкую форму сигнала с помощью осциллографа, но если у вас нет «заведомо исправного» сигнала для сравнения, поставить окончательный диагноз может быть сложно.
Осциллограммы положения двигателя можно найти в сервисной информации некоторых OEM-производителей. Еще реже можно найти сигналы с несколькими каналами в служебной информации OE.
Некоторые производители прицелов разработали базы данных «заведомо исправных» сигналов. Размер баз данных должен сильно повлиять на вашу следующую покупку прицела. Другими источниками являются сообщества техников, которые обмениваются сигналами. Эти сообщества существуют уже несколько десятилетий, и некоторые информационные продукты по управлению магазинами и услугам также создают базы данных.
3. Датчики: Существует несколько способов подключения датчиков положения двигателя.
• Отводной жгут: этот тип жгута можно установить между разъемами. Это наименее инвазивно и не повредит разъем или жгут проводов.
• Обратное зондирование: если у вас есть доступ к задней части разъема, вы можете использовать контактный зонд, чтобы присоединить заднюю часть разъема. Не вставляйте булавку слишком далеко.
• Протыкающие щупы: Если вы не можете получить доступ к разъему датчика, поскольку он расположен глубоко в двигателе, вы можете использовать прокалывающий щуп.
Но всегда ремонтируйте изоляцию.
SCOPE SETUP
Триггеры: Триггеры не должны устанавливаться.
Напряжение: Большинство датчиков коленвала и распредвала используют пятивольтовый сигнал, поэтому работает ось ±10 вольт. Некоторые датчики используют 12-вольтовый сигнал. На них будет работать ось ± 20 вольт.
Время: Коленчатый вал должен повернуться дважды, чтобы получить один оборот распределительного вала. Это означает, что 720 градусов вращения коленчатого вала равны 360 градусам вращения распределительного вала. Вам потребуется как минимум три оборота коленчатого вала, чтобы сравнить соотношение с распределительным валом (-ами). Настройте шкалу времени так, чтобы на экране отображалось не менее трех оборотов коленчатого вала.
Как и датчики скорости вращения колес, датчики положения двигателя могут быть пассивными (плавающими) или активными. В случае датчиков положения двигателя, индуктивных (плавающих) или на эффекте Холла.
Настройки индуктивных датчиков обычно имеют два сигнала. Один будет положительным напряжением, а другой будет отрицательным напряжением. Они должны быть зеркальным отражением друг друга.
ПРОВЕДЕНИЕ ТЕСТА
После того, как вы подключите осциллограф, вы можете запустить тест как при запуске, так и на холостом ходу. Увеличение оборотов двигателя не улучшит форму сигнала.
Запустить двигатель и заполнить буфер прицела. В некоторых случаях вам потребуется деактивировать систему изменения фаз газораспределения, отсоединив привод или соленоид. Другой метод — использование сканера с двунаправленным кодом.
АНАЛИЗ СИГНАЛА
В зависимости от вашего осциллографа у вас должно быть от 24 до 32 кадров сигнала. Вы ищете экран, который имеет три или четыре оборота коленчатого вала.
Большинство сигналов коленчатого вала имеют область кольца, где зубья разнесены или имеют другой размер. Невозможно сказать, указывают ли они на верхнюю мертвую точку или на другое событие.
Но они могут помочь вам определить 720 градусов вращения коленчатого вала. За это время вы увидите один оборот распределительного вала.
Сигналы датчиков Холла и индуктивных датчиков должны быть чистыми, а углы или пики должны быть четкими. Чистый сигнал питания и заземление необходимы для работы датчика Холла. Если входящая мощность имеет много «хэшей» или помех, выходной сигнал также будет иметь хэш.
При наличии сопротивления в цепи или разъеме датчика сигнал будет меняться по высоте/напряжению на экране. Малейшая степень коррозии может оказать огромное влияние на сигнал, и если ECM сможет его прочитать. Если пик сигнала падает ниже определенного значения, например трех вольт, устанавливается код.
При сравнении сигналов заведомо исправная форма сигнала может исходить из другого осциллографа и настроек. Пики могут казаться более широкими или более тонкими, но узоры должны совпадать. Если базовая синхронизация двигателя отключена, шаблоны не будут совпадать.
РЕЖИМЫ НЕИСПРАВНОСТЕЙ
Проверяя синхронизацию двигателя с помощью осциллографа, вы можете увидеть, не растянулась ли цепь ГРМ или цепь не перескочила.
Это подтвердит, являются ли коды корреляции распределительного вала и коленчатого вала реальными или есть проблема с датчиком.
Для некоторых датчиков положения коленчатого вала, расположенных в передней части двигателя, скобу, удерживающую датчик, можно согнуть и изменить воздушный зазор между датчиком и кольцом. Также, если кольцо на коленчатом валу находится в передней части двигателя, оно может быть повреждено мусором, который может треснуть или сбить зубья. Это легко увидеть на форме волны.
Если вы имеете дело с заменяемым двигателем, который либо утилизирован, либо восстановлен, возможно, что на распредвале или коленвале установлено не то кольцо. Это может быть связано с заменой датчиков двигателя в середине года. Часто на свалке пытаются продать похожий двигатель, но не того же года выпуска.
Проверка выходного сигнала датчиков распредвала и коленчатого вала
Датчики распредвала и коленчатого вала предоставляют ценную информацию о двигателе.
Они являются определяющими при определении фаз газораспределения двигателя, поскольку отражают абсолютное механическое положение двигателя.
Используйте их в качестве справки при диагностике проблем с опережением зажигания и VVT.
- Программное обеспечение: PicoScope 6 — управляемый тест AT151
- Цель проверки — проверка сигналов датчиков коленвала и распредвала
- Требуемый уровень навыков — легкий
Connect : Найдите датчики распредвала и коленчатого вала, используя технические данные вашего автомобиля. Мы рекомендуем использовать для соединения либо щупы с обратным штифтом, либо отводные выводы. Используйте технические данные для идентификации сигнальных проводов. Не забудьте заземлить оба канала.
Прогон : Для завершения этого теста двигатель должен работать на холостом ходу. Запустите PicoScope, когда будете готовы захватить сигнал.
Чтение : Должна существовать постоянная закономерность, которая развивается по мере того, как вы собираете данные при повороте коленчатого вала на 720°.
Сигналы кулачка и кривошипа могут предоставить бесценные справочные данные по времени для сравнения сигналов.
Не забудьте расширить временную базу, чтобы вы могли видеть несколько оборотов вместе. Если каждый оборот распределительного вала на 360° постоянен, вполне вероятно, что синхронизация между распределительным валом и коленчатым валом правильная и оба датчика работают правильно. Несоответствия выявят вероятные проблемы с фазами газораспределения, неисправности датчиков или короткие замыкания в соответствующих жгутах электропроводки.
Анализ формы волны
Сигнал коленчатого вала в канале А четко показывает отсутствующий зубец, используемый для синхронизации. Это индуктивный датчик, поэтому амплитуда сигнала дает приблизительное представление о скорости двигателя во время цикла. Если вы посмотрите внимательно, амплитуда изменится, показывая ускорение из-за сгорания и замедление из-за сжатия.
Распределительный вал вращается со скоростью, равной половине скорости коленчатого вала, и один импульс наблюдается каждые 720 градусов — нормально для четырехтактного двигателя.
Примечание: некоторые распределительные валы имеют несколько импульсов, но схема повторяется каждые 720 градусов.
Обратите внимание на линейки вращения (зеленые точки), которые можно использовать для оценки количества градусов, на которые двигатель повернулся в любой момент цикла. Линейка, установленная в начале первого импульса кулачка, находится на 31,49 градуса перед отсутствующим зубом на кривошипе.
Тестовая анимация датчика коленчатого вала
Комментарий к видео
Видео начинается с показа двух датчиков распредвала и датчика коленчатого вала, посылающих сигналы в ECU.>
Подключить : С помощью щупов обратного штифта найдите и подключите к сигнальным проводам датчиков кулачка и коленчатого вала. Не забудьте заземлить оба используемых канала (каналы 4×25 и 4x25A плавающие, и все используемые каналы должны быть снабжены эталоном, в данном случае заземлением).
Запуск : Запустите двигатель и дайте ему поработать на холостом ходу во время захвата сигналов.