Някои осцилоскопи ви позволяват да запазвате вълнови форми във вградения модул с памет с последващо отпечатване на резултатите или прехвърлянето им на носител на персонален компютър вече в стационарни условия.
Осцилоскопът ви позволява да наблюдавате периодични сигнали и да измервате напрежение, честота, ширина (продължителност) правоъгълни импулси, както и нивата на бавно променящите се напрежения.
Осцилоскопът може да се използва за:
- Откриване на нестабилни повреди.
- Проверка на резултатите от направените корекции.
- Мониторинг на активността на ламбда сондата на системата за управление на двигателя, оборудван с катализатор.
- Анализ на сигналите, генерирани от ламбда сондата, чието отклонение на параметрите от нормата е безусловно доказателство за неизправност във функционирането на системата за управление като цяло - от друга страна, правилността на формата на импулсите, издадени от ламбда сондата, могат да служат като надеждна гаранция за липсата на нарушения в системата за управление.
Надеждността и лекотата на използване на съвременните осцилоскопи не изискват специални знания и опит от оператора. Интерпретацията на получената информация може лесно да се извърши чрез елементарно визуално сравнение на осцилограмите, заснети по време на теста, със следните времеви зависимости, характерни за различни сензори и изпълнителни механизми на автомобилни системи за управление.
Параметри на периодични сигнали
Характеристики на произволен периодичен сигнал
Сензор за температура на охлаждащата течност на двигателя (ECT)
сензор за температура на входящия въздух (IAT)
Сензор за положение на дросел (TPS)
Нагрята λ сонда (сензор за кислород)
Разходомер за обем на въздуха (VAF)
Масомер на въздуха (MAF)
Сензор за детонация (KS)
Индуктивен сензор за обороти на двигателя
Индуктивен датчик за положение на коляновия вал 15 (CKP)
Индуктивен датчик за положение на разпределителния вал L5 (CMP)
Индуктивен сензор за скорост на автомобила (VSS)
Сензори за скорост и положение на вала с ефект на Хол (B6/1)
Оптични сензори за скорост и положение на вала
Цифрови сензори за термометрично измерване на въздушна маса (MAF) и абсолютното налягане във входящия тръбопровод (MAP)
горивни инжектори
Устройства за стабилизиране на празен ход (IAC)
Първична намотка на запалителната бобина
Електромагнитен клапан Y58/1 Прочистване на контейнера с въглен (EVAP)
Клапани за рециркулация на отработените газове (EGR)
цифров сигнал
аналогов сигнал
RPM сигнал (TN)
Контролен импулс на инжектора. Затворен дросел
Контролен импулс на инжектора. Дроселовата клапа е напълно отворена
Типична осцилограма на сигнал, произведен от индуктивен датчик
Осцилограма на управляващия сигнал на системата за стабилизиране на празен ход (IAC)
Осцилограма на сигнала, произведен от типична ламбда сонда (сензор за кислород)
Осцилограма на сигнала, произведен от типичен сензор за детонация (KS)
Осцилограма на управляващия сигнал на усилвателя на запалването
Осцилограма на сигнала на извода на първичната намотка на бобината на запалването
Всеки сигнал, взет с осцилоскоп, може да бъде описан с помощта на следните основни параметри:
- Амплитуда: Разликата между максималното и минималното напрежение (IN) сигнал в рамките на периода;
- Период: Продължителност на цикъла на сигнала (мсек)
- Честота: Брой цикли в секунда (Hz);
- Ширина: Ширина на квадратна вълна (мс, мс);
- Работен цикъл: Съотношение на периода на повторение към ширината (В чуждата терминология се използва обратният работен цикъл, параметър, наречен работен цикъл, изразен в%);
- Форма на вълната: правоъгълна вълна, взрив, синусоида, трион и др.
Обикновено характеристиките на повреденото устройство са много различни от еталонното, което позволява на оператора лесно и бързо визуално да идентифицира повредения компонент.
DC сигнали - анализира се само напрежението на сигнала.
Анализират се AC сигнали - амплитуда, честота и форма на вълната.
Честотно модулирани сигнали - анализират се амплитудата, честотата, формата на вълната и ширината на периодичните импулси. Устройствата са източниците на такива сигнали.
Индуктивен датчик за положение на коляновия вал 15 (CKP) b - разпознаване на цилиндър № 1 (липсват 2 зъба)
Сигнали с модулирана широчина на импулса (ШИМ) - анализират се амплитудата, честотата, формата на сигнала и коефициентът на запълване на периодичните импулси. Устройствата са източниците на такива сигнали.
Формата на вълната, произведена от осцилоскоп, зависи от много различни фактори и може да варира значително. С оглед на гореизложеното, преди да продължите с подмяната на подозрителния компонент в случай, че формата на уловения диагностичен сигнал не съвпада с референтната форма на вълната, резултатът трябва да бъде внимателно анализиран:
Волтаж
Нулевото ниво на референтния сигнал не може да се счита за абсолютна референтна стойност, - "нула" реалният сигнал, в зависимост от специфичните параметри на изпитваната верига, може да бъде изместен спрямо еталонния в рамките на определен допустим диапазон.
Пълната амплитуда на сигнала зависи от захранващото напрежение на тестваната верига и може също да варира спрямо референтната стойност в определени граници.
В постоянните вериги амплитудата на сигнала е ограничена от захранващото напрежение. Пример е веригата за стабилизиране на оборотите на празен ход (IAC), чието сигнално напрежение не се променя по никакъв начин с промяна на скоростта на двигателя.
В променливотоковите вериги амплитудата на сигнала вече недвусмислено зависи от честотата на източника на сигнала, например амплитудата на сигнала, генериран от сензора за положение на коляновия вал (CKP) ще се увеличи с увеличаване на скоростта на двигателя.
С оглед на гореизложеното, ако амплитудата на сигнала, получен с осцилоскопа, е прекалено ниска или висока (до отрязване на горните нива), просто трябва да превключите работния обхват на устройството, като превключите към подходящата скала за измерване.
При проверка на оборудването на вериги с електромагнитно управление (например IAC система) когато захранването е изключено, могат да се наблюдават скокове на напрежението, които могат безопасно да бъдат игнорирани при анализиране на резултатите от измерването.
Също така не трябва да се тревожите за появата на такива деформации на осцилограмата като скосяване на долната част на предния ръб на правоъгълни импулси, освен ако, разбира се, самият факт на сплескване на предната част е признак за неизправност във функционирането на тествания компонент.
Честота
Честотата на повторение на сигналните импулси зависи от работната честота на източника на сигнала.
Формата на записания сигнал може да се редактира и да се доведе до форма, удобна за анализ, чрез превключване на мащаба на времевата база на изображението на осцилоскопа.
При наблюдение на сигнали в променливотокови вериги времевата база на осцилоскопа зависи от честотата на източника на сигнала, определена от оборотите на двигателя.
Както бе споменато по-горе, за да приведете сигнала в четима форма, достатъчно е да превключите скалата на времевата база на осцилоскопа.
В някои случаи характерните промени в сигнала се оказват обърнати по отношение на референтните зависимости, което се обяснява с обратимостта на полярността на връзката на съответния елемент и при липса на забрана за промяна на полярността на връзката може да да бъдат игнорирани в анализа.
Типични сигнали на компонентите за управление на двигателя
Съвременните осцилоскопи обикновено са оборудвани само с два сигнални проводника, съчетани с различни сонди, които ви позволяват да свържете устройството към почти всяко устройство.
Червеният проводник е свързан към положителния полюс на осцилоскопа и обикновено е свързан към клемата на електронния контролен модул (ECM). Черният проводник трябва да бъде свързан към правилно заземена точка (маса).
Инжектори
Контролът на състава на въздушно-горивната смес в съвременните автомобилни електронни системи за впръскване на гориво се осъществява чрез своевременно регулиране на продължителността на отваряне на електромагнитните клапани на инжекторите.
Продължителността на престоя на инжекторите в отворено състояние се определя от продължителността на електрическите импулси, генерирани от управляващия модул и подадени на входа на електромагнитните клапани. Продължителността на импулсите се измерва в милисекунди и обикновено не надхвърля диапазона от 1÷14 ms.
Типична осцилограма на импулса, който контролира работата на инжектора, е показана на фиг. Често на осцилограмата могат да се наблюдават и поредица от кратки пулсации, следващи непосредствено след иницииращия отрицателен правоъгълен импулс и поддържащи електромагнитния клапан на инжектора в отворено състояние, както и рязък положителен скок на напрежението, придружаващ момента на затваряне на клапана.
Правилното функциониране на ECM може лесно да се провери с осцилоскоп чрез визуално наблюдение на промяната във формата на управляващия сигнал при различни параметри на работа на двигателя. Така че продължителността на импулсите при въртене на двигателя на празен ход трябва да бъде малко по-висока, отколкото когато устройството работи на ниски обороти. Увеличаването на оборотите на двигателя трябва да бъде придружено от съответно увеличаване на времето, през което инжекторите остават отворени. Тази зависимост се проявява особено добре при отваряне на газта с кратки натискания на педала за газ.
С помощта на тънка сонда от комплекта, доставен с осцилоскопа, свържете червения проводник на устройството към клемата на инжектора на ECM на системата за управление на двигателя. Втора сонда за сигнален проводник (черен) заземете здраво осцилоскопа.
Анализирайте формата на прочетения сигнал, докато завъртате двигателя.
След стартиране на двигателя проверете формата на управляващия сигнал на празен ход.
Чрез рязко натискане на педала на газта увеличете оборотите на двигателя до 3000 об / мин - продължителността на управляващите импулси в момента на ускорението трябва да се увеличи значително, последвано от стабилизиране на ниво, равно или малко по-малко от скоростта на празен ход.
Бързото затваряне на дросела трябва да доведе до изправяне на осцилограмата, потвърждавайки факта на припокриване на инжекторите (за системи с прекъсване на горивото).
По време на студен старт двигателят се нуждае от известно обогатяване на сместа въздух-гориво, което се осигурява чрез автоматично увеличаване на продължителността на отваряне на инжекторите. Тъй като продължителността на управляващите импулси на осцилограмата се загрява, тя трябва непрекъснато да намалява, като постепенно се приближава до стойността, характерна за оборотите на празен ход.
При системи за впръскване, които не използват инжектор за студен старт, по време на студен старт на двигателя се използват допълнителни управляващи импулси, които се появяват на осцилограмата като пулсации с променлива дължина.
Таблицата по-долу показва типична зависимост на продължителността на управляващите импулси за отваряне на инжекторите от работното състояние на двигателя.
Състояние на двигателя | Продължителност на управляващия импулс, ms |
празен | 1,5 ÷ 5 |
2000 ÷ 3000 об./мин | 1,1 ÷ 3,5 |
Пълна газ | 8,2÷3,5 |
Индуктивни сензори
Стартирайте двигателя и сравнете формата на вълната, взета от изхода на индуктивния сензор, с показаната на фиг. 27 справка.
Увеличаването на оборотите на двигателя трябва да бъде придружено от увеличаване на амплитудата на импулсния сигнал, генериран от сензора.
Електромагнитен клапан за празен ход (IAC)
Има много различни видове електромагнитни клапани IAC, използвани в автомобилната индустрия, които произвеждат сигнали с различни форми.
Обща характеристика на всички клапани е фактът, че работният цикъл на сигнала трябва да намалява с увеличаване на натоварването на двигателя, свързано с включването на допълнителни консуматори на енергия, което води до намаляване на оборотите на празен ход.
Ако работният цикъл на формата на вълната се променя с увеличаване на натоварването, но когато консуматорите са включени, има нарушение на стабилността на оборотите на празен ход, проверете състоянието на веригата на електромагнитния клапан, както и правилността на командния сигнал издаден от ECM.
Обикновено веригите за контрол на скоростта на празен ход използват 4-полюсен стъпков двигател, който е описан по-долу. 2-пиновите и 3-пиновите IAC вентили се тестват по подобен начин, но вълновите форми на сигналните напрежения, които произвеждат, са напълно различни.
Стъпковият двигател, в отговор на импулсен управляващ сигнал от ECM, регулира скоростта на празен ход на двигателя на стъпки според работната температура на охлаждащата течност и текущото натоварване на двигателя.
Нивата на управляващите сигнали могат да се проверят с помощта на осцилоскоп, чиято измервателна сонда е свързана последователно към всеки от четирите извода на стъпковия двигател.
Загрейте двигателя до нормална работна температура и го оставете да работи на празен ход.
За да увеличите натоварването на двигателя, включете фаровете, включете климатика или, при моделите със сервоуправление, завъртете волана. Оборотите на празен ход трябва да паднат за кратко, но след това веднага да се стабилизират отново поради работата на IAC клапана.
Сравнете заснетата форма на вълната с тази, показана на фиг. 28 справка.
Ламбда сонда (сензор за кислород)
Забележка. Разделът съдържа осцилограми, характерни за най-често използваните в автомобилите кислородни сензори от циркониев тип, които не използват еталонно напрежение от 0,5 V. Напоследък все по-популярни стават титаниевите сензори, чийто работен диапазон на сигнала е 0 ÷ 5 V, и високо ниво на напрежение, издадено по време на изгарянето на бедна смес, ниско - обогатена.
Свържете осцилоскоп между клемата на λ-сондата на ECM и земята.
Уверете се, че двигателят е загрял до нормална работна температура.
Сравнете осцилограмата, показана на екрана на измервателния уред, с тази, показана на фиг. 27 референтна зависимост.
Ако записаният сигнал не е вълнообразен, а е линейна зависимост, тогава, в зависимост от нивото на напрежение, това показва прекомерно преизчерпване (0÷0,15 V), или повторно обогатяване (0,6÷1 V) въздушно-горивна смес.
Ако има нормален вълнообразен сигнал при празен ход на двигателя, опитайте се да натиснете рязко педала на газта няколко пъти - колебанията на сигнала не трябва да надхвърлят диапазона от 0 ÷ 1 V.
Увеличаването на скоростта на двигателя трябва да бъде придружено от увеличаване на амплитудата на сигнала, намаляването - от намаляване.
Сензор за детонация (KS)
Свържете осцилоскоп между клемата на сензора за детонация на ECM и земята.
Уверете се, че двигателят е загрял до нормална работна температура.
Рязко изстискайте педала на газта и сравнете формата на премахнатия сигнал на променлив ток с показаната на фиг. референтна форма на вълната.
Ако изображението не е достатъчно ясно, леко почукайте върху цилиндровия блок в областта, където се намира сензорът за детонация.
Ако формата на вълната не може да бъде недвусмислена, сменете сензора или проверете състоянието на окабеляването на неговата верига.
Изходен сигнал за запалване на усилвателя
Свържете осцилоскоп между клемата на усилвателя на запалването на ECM и масата.
Загрейте двигателя до нормална работна температура и го оставете да работи на празен ход.
На екрана на осцилоскопа трябва да се покаже последователност от правоъгълни DC импулси. Сравнете формата на получения сигнал с показаната на фиг. 31 еталонна форма на вълната, като обръща голямо внимание на съвпадението на параметри като амплитуда, честота и форма на импулса.
С увеличаване на скоростта на двигателя, честотата на сигнала трябва да се увеличи правопропорционално.
Първична намотка на запалителната бобина
Свържете осцилоскоп между клемата на бобината на запалването на ECM и масата.
Загрейте двигателя до нормална работна температура и го оставете да работи на празен ход.
Сравнете формата на получения сигнал с показаната на фиг. 31 еталонна форма на вълната, - положителните удари на напрежението трябва да имат постоянна амплитуда.
Неравномерните хвърляния могат да бъдат причинени от прекомерно съпротивление на вторичната намотка, както и от неизправност в състоянието на BB проводника на бобината или проводника на свещта.
B40 Сигнал от сензор за температура/ниво/количество масло
Осцилограмен сигнал на датчика за температура / ниво / качество на маслото B40
1 - Контролираните параметри са в ред; 2 - Параметри, превишени с повече от 80%; A - температура на маслото над 160°C; B - нивото на маслото е над 88 mm; C - качеството на маслото е добро; 3 - Параметрите са занижени до 20%; A - температура на маслото под -40°C; B - ниво на маслото под 0; C - качеството на маслото е лошо