Коришћење осцилоскопа за посматрање сигнала у колима управљачког система (Mercedes-Benz S-Class W220)

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

Неки осцилоскопи вам омогућавају да сачувате осцилограме у уграђеном меморијском модулу, а затим одштампате резултате или их пренесете на лични рачунар у стационарном окружењу.

Осцилоскоп вам омогућава да посматрате периодичне сигнале и мерите напон, фреквенцију, ширину (трајање) правоугаоних импулса, као и нивое споро променљивих напона.

Осцилоскоп се може користити за:

• Детекција нестабилних кварова.
• Провера резултата извршених корекција.
• Праћење активности ламбда сонде управљачког система мотора опремљеног катализатором.
• Анализа сигнала које генерише ламбда сонда, чије одступање параметара од норме је безусловни доказ квара у функционисању контролног система у целини - с друге стране, исправан облик импулса које издаје ламбда сонда може послужити као поуздана гаранција одсуства кршења у систему контроле.

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 приказаним у наставку, типичним за различите сензоре и актуаторе система управљања аутомобилом.

Периодични параметри сигнала

Сваки сигнал снимљен осцилоскопом може се описати помоћу следећих основних параметара:

• Амплитуда: Разлика између максималног и минималног напона (В) сигнала унутар периода;
• Период: време циклуса сигнала (мс)
• Фреквенција: Број циклуса у секунди (Хз);
• Ширина: правоугаона ширина импулса (мс, µс);
• Фактор оптерећења: Однос периода понављања и ширине (У страној терминологији користи се параметар инверзног радног циклуса, који се назива радни циклус, изражен у %);
• Облик таласа: квадратни талас, појединачни рафал, синусни талас, зубац тестере итд.

Обично се карактеристике неисправног уређаја веома разликују од референтних, што омогућава оператеру да лако и брзо визуелно идентификује неисправну компоненту.

ДЦ сигнали - анализира се само напон сигнала.

Анализирају се АЦ сигнали – амплитуда, фреквенција и таласни облик.

Анализирају се фреквенцијски модулисани сигнали – амплитуда, фреквенција, облик сигнала и ширина периодичних импулса. Извори таквих сигнала су уређаји.

Индуктивни сензор положаја радилице 15 (CKP) б – препознавање цилиндра бр. 1 (недостају 2 зуба)

Ширинско модулисани сигнали (ПВМ) - анализирају амплитуду, фреквенцију, облик сигнала и радни циклус периодичних импулса. Извори таквих сигнала су уређаји.

Облик сигнала који производи осцилоскоп зависи од много различитих фактора и може значајно да варира. Имајући у виду горе наведено, пре него што наставите са заменом сумњиве компоненте ако се облик прикупљеног дијагностичког сигнала не поклапа са референтним осцилограмом, треба пажљиво анализирати добијени резултат:

Волтаге

Нулти ниво референтног сигнала не може се сматрати апсолутном референтном вредношћу, у зависности од специфичних параметара кола које се тестира, може се померити у односу на референтни унутар одређеног прихватљивог опсега.

Пуна амплитуда сигнала зависи од напона напајања кола које се тестира и такође може варирати у односу на референтну вредност у одређеним границама.

У ДЦ колима, амплитуда сигнала је ограничена напоном напајања. Пример је коло система стабилизације брзине у празном ходу (IAC), чији се сигнални напон ни на који начин не мења са променама брзине мотора.

У круговима наизменичне струје, амплитуда сигнала већ јасно зависи од фреквенције извора сигнала, на пример, амплитуда сигнала коју производи сензор положаја радилице (CKP) ће се повећати са повећањем броја обртаја мотора.

Имајући у виду горе наведено, ако се амплитуда сигнала снимљеног осцилоскопом испостави да је претерано мала или висока (чак и до пресецања горњих нивоа), довољно је само променити радни опсег уређаја помоћу прелазак на одговарајућу мерну скалу.

Приликом тестирања опреме са магнетно контролисаним колом (као што је а IAC) када је напајање искључено, могу се уочити скокови напона, што се може безбедно занемарити приликом анализе резултата мерења.

Такође не треба да бринете о појави таквих деформација осцилограма као што је спљоштење доњег дела предње ивице правоугаоних импулса, осим ако, наравно, сама чињеница спљоштења фронта није знак квара у функционисању уређаја. компонента која се тестира.

Фреквенција

Брзина понављања сигналних импулса зависи од радне фреквенције извора сигнала.

Облик снимљеног сигнала 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, одређене брзином мотора.

Као што је горе поменуто, да би се сигнал довео у читљив облик, довољно је променити скалу временске базе осцилоскопа.

У неким случајевима, карактеристичне промене у сигналу се испостављају као пресликане у односу на референтне зависности, што се објашњава реверзибилношћу поларитета везе одговарајућег елемента и, у одсуству забране промене поларитета везе, може бити игнорисан у анализи.

Типични сигнали из управљачких компоненти мотора

Савремени осцилоскопи су обично опремљени само са две сигналне жице повезане са сетом разних сонди, што вам омогућава да повежете уређај са скоро свим уређајима.

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

Ињектори

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

Трајање боравка ињектора у отвореном стању је одређено трајањем електричних импулса које генерише управљачки модул и који се доводе на улаз електромагнетних вентила. Трајање импулса се мери у милисекундама и обично не прелази опсег од 1÷14 мс.

Типичан осцилограм импулсног ињектора који контролише рад приказан је на Сл. Често на осцилограму можете приметити и низ кратких таласа који одмах прате почетни негативни правоугаони импулс и одржавају електромагнетни вентил ињектора у отвореном стању, као и оштар позитивни скок напона који прати тренутак затварања вентила.

Правилно функционисање ECM може се лако проверити помоћу осцилоскопа визуелним посматрањем промена у облику контролног сигнала при варирању радних параметара мотора. Дакле, трајање импулса при покретању 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.

(Оригинал објављен на веб-сајту MERCEDESMAN)

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

Анализирајте облик очитаног сигнала док покрећете мотор.

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

Оштрим притиском на папучицу гаса подигните брзину мотора на 3000 обртаја у минути - трајање контролних импулса у тренутку убрзања требало би приметно да се повећа, након чега следи стабилизација на нивоу једнаком или нешто мањем од броја обртаја у празном ходу.

Брзо затварање вентила за гас требало би да доведе до исправљања осцилограма, потврђујући чињеницу да су ињектори блокирани (за системе са искључењем довода горива).

Током хладног старта, мотору је потребно мало обогаћивање мешавине ваздуха и горива, што је обезбеђено аутоматским повећањем трајања отварања ињектора. Како се 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, када је мотор хладно стартован, користе се додатни контролни импулси који се појављују на осцилограму у виду таласа 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

Покрените мотор и упоредите осцилограм узет са излаза индуктивног сензора са оним приказаним на сл. 27 референце.

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, такође производећи сигнале различитих облика.

Заједничка карактеристика свих вентила је чињеница да би радни циклус сигнала требало да се смањи са повећањем оптерећења мотора повезаног са укључивањем додатних потрошача енергије, што доводи до смањења броја обртаја у празном ходу.

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

Типично, кола за стабилизацију брзине у празном ходу користе 4-полни корачни мотор, који је описан у наставку. Провера 2-пинских и 3-пинских вентила IAC произведени на сличан начин, али су таласни облици напона сигнала које производе потпуно другачији.

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

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

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

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

Упоредите снимљени осцилограм са оним приказаним на сл. 28 референце.

Ламбда сонда (сензор кисеоника)

Напомена. Одељак даје осцилограме типичне за цирконијумске сензоре кисеоника који се најчешће користе на аутомобилима, који не користе референтни напон од 0,5 В. У последње време све су популарнији титанијумски сензори, чији је радни опсег сигнала 0÷5 В, а ниво високог напона се издаје када се сагорева посна смеша, низак - када се сагорева обогаћена смеша.

Повежите осцилоскоп између укљученог терминала λ сонде ECM и маса.

Уверите се да је мотор загрејан до нормалне радне температуре.

Упоредите осцилограм приказан на екрану мерача са оним приказаним на сл. 27 референтна зависност.

Ако снимљени сигнал није таласаст, већ представља линеарну зависност, онда, у зависности од нивоа напона, то указује на прекомерно исцрпљивање (0÷0.15 В) или прекомерно обогаћивање (0.6÷1 В) ваздуха- мешавина горива.

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

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

Сензор за куцање (KS)

Повежите осцилоскоп између терминала сензора детонације ECM и маса.

Уверите се да је мотор загрејан до нормалне радне температуре.

Оштро притисните папучицу гаса и упоредите облик АЦ сигнала који се мери са оним приказаним на Сл. референтни осцилограм.

Ако слика није довољно јасна, лагано додирните блок цилиндра у области где се налази сензор детонације.

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

Сигнал паљења на излазу појачала

Повежите осцилоскоп између терминала појачала за паљење ECM и маса.

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

На екрану осцилоскопа треба приказати низ правоугаоних ДЦ импулса. Упоредите облик примљеног сигнала са оним приказаним на сл. 31 референтни осцилограм, 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 завојнице за паљење

Повежите осцилоскоп између терминала завојнице за паљење ECM и маса.

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

Упоредите облик примљеног сигнала са оним приказаним на сл. 31 референтни осцилограм, - позитивни удари напона морају имати константну амплитуду.

Неуједначена бацања могу бити узрокована превеликим отпором секундарног намотаја, као и кваром експлозивне жице завојнице или жице свјећице.

Сигнал са сензора Б40 температуре/нивоа/количине уља