Informații generale
DMM-urile sunt excelente pentru testarea circuitelor electrice care sunt într-o stare statică, precum și pentru capturarea modificărilor lente ale parametrilor monitorizați. Atunci când se efectuează verificări dinamice efectuate pe un motor în funcțiune, precum și se identifică cauzele defecțiunilor sporadice, un osciloscop devine un instrument absolut indispensabil.
Unele osciloscoape vă permit să salvați forme de undă în modulul de memorie încorporat cu imprimarea ulterioară a rezultatelor sau transferarea lor pe un suport de computer personal deja în condiții staționare.
Osciloscopul vă permite să observați semnale periodice și să măsurați tensiunea, frecvența, lățimea (durată) impulsuri dreptunghiulare, precum și nivelurile tensiunilor care se schimbă lent. Osciloscopul poate fi utilizat în 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, a căror abatere a parametrilor de la normă este o dovadă necondiționată a unei defecțiuni în funcționarea sistemului de control în ansamblu. Pe de altă parte, corectitudinea formei impulsurilor emise de senzor poate servi ca o garanție de încredere a absenței încălcărilor în sistemul de control.
Fiabilitatea și ușurința în utilizare a osciloscoapelor moderne nu necesită cunoștințe și experiență speciale din partea operatorului. Interpretarea informațiilor obținute se poate face cu ușurință printr-o comparație vizuală elementară a oscilogramelor luate în timpul testului cu următoarele dependențe de timp, tipice pentru diverși senzori și actuatori ai sistemelor de control auto.
Parametrii semnalelor periodice
Informații generale
Caracteristicile unui semnal periodic arbitrar
Fiecare semnal luat cu un osciloscop poate fi descris folosind următorii parametri de bază:
- A) Amplitudine: tensiuni maxime și minime (ÎN) semnal în perioada;
- b) Perioada: Durata ciclului semnalului (Domnișoară);
- c) Frecvență: numărul de cicluri pe secundă (Hz);
- d) Lățime: lățime de undă pătrată (ms, ms);
- e) Duty Cycle: Raportul dintre perioada de repetiție și lățimea (În terminologia străină, se folosește ciclul de lucru invers, un parametru numit ciclu de lucru, exprimat în%);
- f) Forma de undă: undă pătrată, explozie, undă sinusoidală, dinte de ferăstrău etc.
De obicei, caracteristicile unui dispozitiv defect sunt foarte diferite de cele de referință, ceea ce permite unui operator experimentat să identifice ușor și rapid o componentă defectă prin analiza formei de undă corespunzătoare.
Semnale DC
Singura caracteristică de funcționare a unor astfel de semnale este tensiunea.
Semnalele DC sunt generate de următoarele dispozitive:
Senzor de temperatură a lichidului de răcire a motorului (ECT)
senzor de temperatura aerului admis (IAT)
Senzor de poziție a clapetei de accelerație (TPS)
Sonda lambda incalzita
Debitmetru de volum de aer (VAF)
Contor de masă de aer (MAF)
Semnale AC
Principalele caracteristici ale acestor semnale sunt amplitudinea, frecvența și forma de undă.
Senzor de baterie (KS)
Senzor inductiv de turație a motorului
Semnale modulate în frecvență (Cupa Mondială)
Caracteristicile de funcționare ale semnalelor modulate în frecvență sunt amplitudinea, frecvența, forma de undă și lățimea impulsului periodic.
Sursele semnalelor FM sunt următoarele dispozitive:
Senzor inductiv de poziție a arborelui cotit (CKP)
Senzor inductiv de poziție a arborelui cu came (CMP)
Senzor inductiv de viteza vehiculului (VSS)
Senzori de viteză și poziție a arborelui cu efect Hall
Senzori optici de viteză și poziție a arborelui
Senzori digitali pentru măsurarea termometrică a masei de aer (MAF) și presiunea absolută în conducta de admisie (MAP)
Semnale modulate pe lățimea impulsurilor (PWM)
Caracteristicile de funcționare ale semnalelor de modulație pe lățimea impulsurilor (PWM) sunt amplitudinea, frecvența, forma de undă și ciclul de lucru al impulsurilor periodice.
Sursele semnalelor PWM sunt dispozitivele prezentate în următoarele ilustrații:
injectoare de combustibil
Dispozitive de stabilizare la ralanti (IAC)
Înfășurarea primară a bobinei de aprindere
Electrovalvă de purjare a recipientului de carbon (EVAP)
Supape de recirculare a gazelor de eșapament (EGR)
Tren codificat de unde pătrate
Caracteristicile de performanță sunt amplitudinea, frecvența și forma secvenței individuale de impulsuri.
Aceste semnale sunt generate de modulul de memorie de autodiagnosticare ECM al sistemului de management al motorului.
Semnal DTC al modulului de autodiagnosticare al sistemului de management al motorului (cod 1223)
Analizând lățimea și forma impulsurilor, precum și numărând numărul acestora în fiecare dintre grupuri, pot fi citite codurile de eroare stocate în memorie.
Amplitudinea și forma formei de undă rămân constante, valoarea înregistrată va fi scoasă până la ștergerea memoriei modulului.
Interpretarea formei de undă
Forma semnalului produs de osciloscop depinde de mulți factori diferiți și poate varia foarte mult. Având în vedere cele de mai sus, înainte de a continua cu înlocuirea componentei suspectate în cazul în care forma semnalului de diagnostic captat nu se potrivește cu forma de undă de referință, rezultatul trebuie analizat cu atenție.
semnal digital
semnal analog
Voltaj
Nivelul zero al semnalului de referință nu poate fi considerat o valoare de referință absolută, - «zero» semnalul real, în funcție de parametrii specifici ai circuitului testat, poate fi deplasat în raport cu referința [1] într-un anumit interval admisibil.
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] și [2].
În circuitele de curent continuu, amplitudinea semnalului este limitată de tensiunea de alimentare. Un exemplu este circuitul de stabilizare a turației în gol (IAC), a cărui tensiune de semnal nu se modifică în niciun fel odată cu modificarea turației motorului.
În circuitele de curent alternativ, amplitudinea semnalului depinde deja fără ambiguitate de frecvența sursei de semnal, astfel încât amplitudinea semnalului generat de senzorul de poziție a arborelui cotit (CKP) va crește odată cu creșterea turației motorului.
Având în vedere cele de mai sus, dacă amplitudinea semnalului luat cu osciloscopul este excesiv de mică sau mare (până la tăierea nivelurilor superioare), trebuie doar să comutați domeniul de operare al dispozitivului trecând la scara de măsurare corespunzătoare.
La verificarea echipamentelor circuitelor cu control electromagnetic (de exemplu, sistemul IAC) atunci când alimentarea este oprită, pot fi observate supratensiuni [4], care pot fi ignorate în siguranță atunci când se analizează rezultatele măsurătorilor.
De asemenea, nu ar trebui să vă faceți griji cu privire la apariția unor astfel de deformări ale oscilogramei, cum ar fi teșirea părții inferioare a marginii de față a impulsurilor dreptunghiulare [5], cu excepția cazului în care, desigur, însuși faptul de aplatizare a frontului este un semn al unei defecțiuni. în funcţionarea componentei supuse testării.
Frecvență
Frecvența de repetare a impulsurilor semnalului depinde de frecvența de funcționare a sursei de semnal.
Forma semnalului înregistrat poate fi editată și adusă într-o formă convenabilă pentru analiză prin comutarea scalei bazei de timp a imaginii pe osciloscop.
La observarea semnalelor în circuite de curent alternativ, baza de timp a osciloscopului depinde de frecvența sursei de semnal [3], determinată de turația motorului.
După cum sa menționat mai sus, pentru a aduce semnalul într-o formă lizibilă, este suficient să comutați scala de bază de timp a osciloscopului.
În unele cazuri, oscilograma semnalului se dovedește a fi oglindită în raport cu dependența de referință, ceea ce se explică prin reversibilitatea polarității conexiunii elementului corespunzător și, în absența unei interdicții privind modificarea polarității conexiunii, poate fi ignorat în analiză.
Semnale tipice ale componentelor de control al motorului
Osciloscoapele moderne sunt de obicei echipate cu doar două fire de semnal, cuplate cu o varietate de sonde care vă permit să conectați instrumentul la aproape orice dispozitiv.
Firul roșu este conectat la polul pozitiv al osciloscopului și este de obicei conectat la borna modulului de control electronic (ECM). Firul negru trebuie conectat la un punct împământat corespunzător (masa).
Injectoare de injectie
Controlul compoziției amestecului aer-combustibil în sistemele electronice moderne de injecție a combustibilului auto se realizează prin ajustarea în timp util a duratei de deschidere a supapelor electromagnetice ale injectoarelor.
Durata de staţionare a injectoarelor în stare deschisă este determinată de durata impulsurilor electrice generate de modulul de comandă şi aplicate la intrarea electrovalvelor. Durata impulsurilor este măsurată în milisecunde și de obicei nu depășește intervalul 1÷14 ms.
O oscilogramă tipică a unui impuls de control al injectorului este un impuls de control al deschiderii injectorului
Adesea, pe oscilogramă pot fi observate și o serie de pulsații scurte, care urmează imediat după inițierea pulsului dreptunghiular negativ și menținerea electrovalvei injectorului în stare deschisă, precum și o creștere bruscă a tensiunii pozitive care însoțește momentul în care supapa se închide.
Funcționarea corectă a ECM poate fi verificată cu ușurință cu un osciloscop, observând vizual modificarea formei semnalului de control cu parametrii de funcționare variați ai motorului. Deci, durata impulsurilor la pornirea 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 de menținere a injectoarelor deschise. Această dependență se manifestă mai ales la deschiderea accelerației cu apăsări scurte pe pedala de accelerație.
Folosind o sondă subțire din kit-ul furnizat cu osciloscopul, conectați firul roșu al dispozitivului la terminalul injectorului ECM al sistemului de management al motorului. A doua sondă de fir de semnal (negru) împământați osciloscopul în siguranță.
Analizați forma semnalului citit în timp ce porniți motorul.
După pornirea motorului, verificați forma semnalului de comandă la ralanti.
Prin apăsarea bruscă a pedalei de accelerație, creșteți turația motorului la 3000 rpm - durata impulsurilor de control în momentul accelerării ar trebui să crească semnificativ, urmată de stabilizare la un nivel egal cu sau puțin mai mic decât turația de ralanti.
Închiderea rapidă a clapetei de accelerație ar trebui să conducă la o îndreptare a oscilogramei, confirmând suprapunerea injectoarelor (pentru sistemele cu întrerupere a combustibilului).
În timpul pornirii la rece, motorul are nevoie de o anumită îmbogățire a amestecului aer-combustibil, care este asigurată de o creștere automată a duratei de deschidere a injectoarelor. Pe măsură ce durata impulsurilor de control pe oscilogramă se încălzește, aceasta ar trebui să scadă continuu, apropiindu-se treptat de valoarea tipică pentru turațiile de mers în gol.
În sistemele de injecție care nu utilizează un injector de pornire la rece, în timpul pornirii la rece a motorului, se folosesc impulsuri de control suplimentare, care apar pe oscilogramă ca pulsații de lungime variabilă.
Tabelul de mai jos arată o dependență tipică a duratei impulsurilor de control pentru deschiderea injectoarelor de starea de funcționare a motorului.
Stare motor | Durata impulsului de control, ms |
inactiv | 1.5 ÷ 5 |
2000 + 3000 rpm | 1.1 ÷ 3.5 |
Accelerație maximă | 8.2 ÷ 3.5 |
Senzori inductivi
Porniți motorul și comparați forma de undă luată de la ieșirea senzorului inductiv cu referința prezentată în ilustrație.
O creștere a turației motorului ar trebui să fie însoțită de o creștere a amplitudinii semnalului de impuls generat de senzor.
Electrovalvă de turație de mers în gol (IAC)
Există multe tipuri diferite de electrovalve IAC utilizate în industria auto, producând și semnale de diferite forme.
O caracteristică comună a tuturor supapelor este faptul că ciclul de funcționare al semnalului ar trebui să scadă odată cu creșterea sarcinii motorului asociată cu includerea unor consumatori suplimentari de putere, determinând o scădere a turației de mers în gol.
Dacă ciclul de funcționare al formei de undă se modifică odată cu creșterea sarcinii, dar când consumatorii sunt porniți, există o încălcare a stabilității turației de mers în gol, verificați starea circuitului supapei solenoid, precum și corectitudinea semnalului de comandă. emis de ECM.
În mod normal, circuitele de control al turației în gol utilizează un motor pas cu 4 poli, care este descris 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.
Motorul pas cu pas, ca răspuns la un semnal de control pulsat de la ECM, ajustează turația de ralanti a motorului în trepte în funcție de temperatura de funcționare a lichidului de răcire și sarcina curentă a motorului.
Nivelurile semnalelor de control pot fi verificate cu ajutorul unui osciloscop, a cărui sonda de măsurare este conectată pe rând la fiecare dintre cele patru borne ale motorului pas cu pas.
Încălziți motorul la temperatura normală de funcționare și lăsați-l să funcționeze la ralanti.
Pentru a crește sarcina motorului, aprindeți farurile, porniți aparatul de aer condiționat sau, la modelele cu servodirecție, întoarceți volanul. Viteza de ralanti ar trebui să scadă pentru o perioadă scurtă de timp, dar apoi să se stabilizeze imediat din nou datorită funcționării supapei IAC.
Comparați forma de undă capturată cu forma de undă de referință prezentată în ilustrație.
Sonda lambda (senzor de oxigen)
Notă. Secțiunea conține oscilograme tipice pentru cele mai frecvent utilizate sonde lambda de tip zirconiu în mașini, care nu folosesc o tensiune de referință de 0,5V. Recent, senzorii de titan au devenit din ce în ce mai populari, a căror gamă de semnal de funcționare este 0 ÷ 5 V, iar un nivel de tensiune ridicat este generat în timpul arderii unui amestec slab, un nivel de tensiune scăzut este îmbogățit.
Conectați un osciloscop între terminalul sondei lambda de pe ECM și masă.
Asigurați-vă că motorul este încălzit la temperatura normală de funcționare.
Comparați oscilograma afișată pe ecranul contorului cu dependența de referință prezentată în ilustrație.
Dacă semnalul înregistrat nu este ondulat, ci este o relație liniară, atunci, în funcție de nivelul tensiunii, aceasta indică o supraepuizare excesivă (0 ÷ 0,15 V), sau reimbogatire (0,6 ÷ 1 V) amestec aer-combustibil.
Dacă există un semnal normal ondulat la ralanti, încercați să apăsați puternic pedala de accelerație de mai multe ori - fluctuațiile semnalului nu trebuie să depășească intervalul de 0 ÷ 1 V.
O creștere a turației motorului ar trebui să fie însoțită de o creștere a amplitudinii semnalului, o scădere - de o scădere.
Senzor de baterie (KS)
Conectați un osciloscop între terminalul senzorului de detonare al ECM și masă.
Asigurați-vă că motorul este încălzit la temperatura normală de funcționare.
Apăsați încet pedala de accelerație și comparați forma de undă a formei de undă AC cu forma de undă de referință prezentată în ilustrație.
Dacă imaginea nu este suficient de clară, atingeți ușor blocul cilindric în zona în care se află senzorul de detonare.
Dacă forma de undă nu poate fi clară, înlocuiți senzorul KS sau verificați starea cablajului circuitului său.
Semnal de aprindere la ieșirea amplificatorului de aprindere
Conectați un osciloscop între terminalul de amplificare a aprinderii ECM și masă.
Încălziți motorul la temperatura normală de funcționare și lăsați-l să funcționeze la ralanti.
O secvență de impulsuri DC dreptunghiulare trebuie afișată pe ecranul osciloscopului. Comparați forma de undă a semnalului recepționat cu forma de undă de referință prezentată în ilustrație, acordând o atenție deosebită parametrilor de potrivire, cum ar fi amplitudinea, frecvența și forma pulsului.
Odată cu creșterea turației motorului, frecvența semnalului ar trebui să crească direct proporțional.
Înfășurarea primară a bobinei de aprindere
Conectați un osciloscop între borna bobinei de aprindere a ECM și masă.
Încălziți motorul la temperatura normală de funcționare și lăsați-l să funcționeze la ralanti.
Comparați forma de undă a semnalului primit cu forma de undă de referință prezentată în ilustrație - supratensiunile pozitive ar trebui să aibă o amplitudine constantă.
Aruncările neuniforme pot fi cauzate de rezistența excesivă a înfășurării secundare, precum și de o defecțiune în starea firului BB al bobinei sau a firului bujiilor.