Cuprins: Informații generale ↓ Parametrii semnalelor periodice ↓ Semnale DC ↓ Semnale AC ↓ Semnale modulate în frecvență (FM) ↓ Semnale modulate pe lățime de impuls…↓ Secvență de impulsuri…↓ Interpretarea oscilogramelor ↓ Voltaj ↓ Frecvenţă ↓ Semnale tipice ale componentelor…↓ Injectoare ↓ Senzori inductivi ↓ Supapă electromagnetică de control…↓ Sonda lambda (senzor de oxigen) ↓ Senzor de detonare (KS) ↓ Semnal de aprindere la ieșirea…↓ Înfășurarea primară a bobinei de…↓
Informații generale
Multimetrele digitale sunt excelente pentru testarea circuitelor electrice statice și pentru înregistrarea modificărilor lente ale parametrilor monitorizați. Atunci când se efectuează teste dinamice pe un motor în funcțiune, precum și atunci când se identifică cauzele defecțiunilor sporadice, un osciloscop devine un instrument absolut indispensabil.
Unele osciloscoape vă permit să salvați oscilogramele într-un modul de memorie încorporat cu imprimarea ulterioară a rezultatelor sau transferarea lor pe o unitate de computer personal în condiții staționare.
Osciloscopul vă permite să observați semnale periodice și să măsurați tensiunea, frecvența, lățimea (durată) impulsuri dreptunghiulare, precum și niveluri de tensiune care se schimbă lent. Osciloscopul poate fi utilizat pentru a efectua următoarele proceduri:
- Detectarea defecțiunilor instabile;
- Verificarea rezultatelor corectiilor efectuate;
- Monitorizarea activitatii sondei lambda a sistemului de management al motorului echipat cu catalizator;
- Analiza semnalelor generate de sonda lambda, a căror abatere a parametrilor de la normă este un indiciu absolut al unei defecțiuni a sistemului de control în ansamblu. Pe de altă parte, forma corectă a impulsurilor emise de senzor poate servi ca o garanție de încredere a absenței încălcărilor în sistemul de control.
Fiabilitatea și ușurința de operare a osciloscoapelor moderne nu necesită cunoștințe sau experiență specială din partea operatorului. Interpretarea informațiilor obținute se poate face cu ușurință printr-o simplă comparație vizuală a oscilogramelor luate în timpul testului cu dependențele de timp prezentate mai jos, tipice pentru diverși senzori și actuatori ai sistemelor de control auto.
Parametrii semnalelor periodice
Fiecare semnal captat de un osciloscop poate fi descris folosind următorii parametri de bază: (consultați ilustrația însoțitoare):
- Amplitudine: Diferența dintre tensiunile maxime și minime (V) ale unui semnal într-o perioadă;
- Perioada: Durata ciclului semnalului (ms);
- Frecvență: numărul de cicluri pe secundă (Hz);
- Lățime: durata impulsului dreptunghiular (ms, μs);
- Ciclu de lucru: Raportul dintre perioada de repetare și lățimea (În terminologia străină, se folosește inversul ciclului de lucru, numit ciclu de lucru, exprimat în %);
- Forma semnalului: tren de impulsuri dreptunghiulare, vârf, undă sinusoidală, puls dinți de ferăstrău etc.
De obicei, caracteristicile unui dispozitiv defect diferă foarte mult de cele de referință, ceea ce permite unui operator experimentat să identifice ușor și rapid componenta defectă prin analiza oscilogramei corespunzătoare.
Semnale DC
Singura caracteristică de lucru a unor astfel de semnale este tensiunea.
Semnalele DC sunt generate de dispozitivele prezentate în ilustrațiile de mai jos:
Senzor de temperatură a lichidului de răcire a motorului (ECT)
Senzor de temperatură a aerului de admisie (IAT)
Senzor de poziție a clapetei de accelerație (TPS)
Sonda lambda incalzita
Contor de debit volumetric de aer (VAF)
Contor de debit de aer în masă (MAF)
Semnale AC
Principalele caracteristici ale acestor semnale sunt amplitudinea, frecvența și forma semnalului (consultați ilustrațiile de mai jos).
Senzor de detonare (KS)
Senzor inductiv de turație a motorului
Semnale modulate în frecvență (FM)
Caracteristicile de funcționare ale semnalelor cu frecvență modulată sunt amplitudinea, frecvența, forma semnalului și lățimea impulsurilor periodice.
Sursele semnalelor FM sunt dispozitivele prezentate în ilustrațiile de mai jos:
Senzor inductiv de poziție a arborelui cotit (CKP)
Senzor inductiv de poziție a arborelui cu came (CMP)
Senzor de viteză inductiv al 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 a presiunii absolute în galeria de admisie (MAP)
Semnale modulate pe lățime de impuls (PWM)
Caracteristicile de funcționare ale semnalelor cu modulație pe lățime a impulsurilor (PWM) sunt amplitudinea, frecvența, forma de undă și ciclul de lucru al impulsurilor periodice.
Sursele semnalelor PWM sunt dispozitivele prezentate în ilustrațiile de mai jos:
Injectoare de combustibil
Dispozitive de control al vitezei de mers în gol (IAC)
Înfășurarea primară a bobinei de aprindere
Electrovalva de purjare a colectorului de cărbune (EVAP)
Supape de recirculare a gazelor de eșapament (EGR)
Secvență de impulsuri dreptunghiulare codificată
Caracteristicile de funcționare sunt amplitudinea, frecvența și forma secvenței de impulsuri individuale.
Acest tip de semnal este generat de modulul de memorie de autodiagnosticare ECM al sistemului de management al motorului.
Analizând lățimea și forma impulsurilor și numărând numărul acestora în fiecare grup, pot fi citite codurile de eroare stocate în memorie (cod 1223 – vezi ilustrația însoțitoare).
Amplitudinea și forma semnalului rămân constante, valoarea înregistrată va fi scoasă până la ștergerea memoriei modulului.
Interpretarea oscilogramelor
Forma semnalului produs de osciloscop depinde de mulți factori diferiți și se poate schimba semnificativ. Având în vedere cele de mai sus, înainte de a trece la înlocuirea componentei suspectate în caz de discrepanță între forma semnalului de diagnostic eliminat și oscilograma de referință, rezultatul obținut trebuie analizat cu atenție (consultați ilustrațiile de mai jos).
Semnal digital
Semnal analogic
Voltaj
Nivelul zero al semnalului de referință nu poate fi considerat o valoare de referință absolută – "zeroul" semnalului real, în funcție de parametrii specifici ai circuitului testat, poate fi deplasat față de referință ([1] – vezi ilustrația Semnal digital) într-un anumit interval acceptabil.
Amplitudinea completă a semnalului depinde de tensiunea de alimentare a circuitului testat și poate varia, de asemenea, în anumite limite în raport cu valoarea de referință ([3] – consultați ilustrația Semnal digital și [2] – consultați ilustrația Semnal analogic).
În circuitele DC, domeniul de semnal este limitat de tensiunea de alimentare. Un exemplu este circuitul de control al vitezei de mers în gol (IAC), a cărui tensiune de semnal nu se modifică în niciun fel odată cu modificările turației motorului.
În circuitele de curent alternativ, amplitudinea semnalului depinde deja în mod clar 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 înregistrat cu ajutorul osciloscopului este excesiv de mică sau mare (până la tăierea nivelurilor superioare), este suficient să comutați pur și simplu domeniul de lucru al dispozitivului trecând la scara de măsurare corespunzătoare.
La verificarea echipamentelor circuitelor controlate electromagnetic (de exemplu, sistemul IAC) când sursa de alimentare este deconectată, pot apărea supratensiuni ([4] – consultați ilustrația Semnal digital), care pot fi ignorate în siguranță atunci când se analizează rezultatele măsurătorilor.
De asemenea, nu este nevoie să vă faceți griji cu privire la apariția unor astfel de deformații ale oscilogramei, cum ar fi aplatizarea părții inferioare a marginii anterioare a impulsurilor dreptunghiulare ([5] - consultați ilustrația Semnal digital), cu excepția cazului în care, desigur, faptul însuși aplatizarea frontului este un semn al unei defecțiuni a componentei testate.
Frecvenţă
Rata de repetiție a impulsurilor semnalului depinde de frecvența de funcționare a sursei de semnal.
Forma semnalului care este înregistrat poate fi editată și adusă într-o formă convenabilă pentru analiză prin comutarea scalei de bază a timpului imaginii pe osciloscop.
Când se observă semnale în circuite de curent alternativ, baza de timp a osciloscopului depinde de frecvența sursei de semnal ([3] - consultați ilustrația Semnal analogic), determinată de turația motorului.
După cum am menționat mai sus, pentru a face semnalul mai lizibil, 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 schimbarea polarității conexiunii, poate fi ignorată în timpul analizei.
Semnale tipice ale componentelor sistemului de management al motorului
Osciloscoapele moderne sunt de obicei echipate cu doar două fire de semnal, împreună cu un set de diverse sonde care vă permit să conectați dispozitivul la aproape orice dispozitiv.
Firul roșu este conectat la terminalul pozitiv al osciloscopului și este de obicei conectat la un terminal de pe modulul de control electronic (ECM). Firul negru trebuie conectat la un punct de împământare fiabil (împământare).
Injectoare
Compoziția amestecului aer-combustibil în sistemele moderne de injecție electronică a combustibilului auto este controlată prin reglarea în timp util a duratei de deschidere a supapelor electromagnetice ale injectoarelor.
Durata stării deschise a injectoarelor este determinată de durata impulsurilor electrice generate de modulul de comandă și alimentate la intrarea supapelor electromagnetice. Durata impulsului este măsurată în milisecunde și, de obicei, nu depășește intervalul de 1 – 14 ms. O oscilogramă tipică a controlului declanșării unui injector de impuls este prezentată în ilustrația însoțitoare.
Adesea, oscilograma poate arăta și o serie de pulsații scurte care urmează imediat după inițierea pulsului dreptunghiular negativ și mențin supapa electromagnetică a 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 folosind un osciloscop observând vizual modificările formei semnalului de control atunci când se modifică parametrii de funcționare a motorului. Astfel, durata impulsurilor la rotirea 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 în care injectoarele rămân deschise. Această dependență este evidentă mai ales la deschiderea supapei de accelerație cu apăsări scurte pe pedala de accelerație.
1. Folosind sonda subțire din kitul furnizat cu osciloscopul, conectați cablul roșu al instrumentului la terminalul injector al sistemului de management al motorului ECM. Împământați în siguranță sonda celui de-al doilea fir de semnal (negru) al osciloscopului.
2. Analizați forma semnalului citit în timp ce motorul pornește.
3. După pornirea motorului, verificați forma semnalului de comandă la ralanti.
4. Prin apăsarea bruscă a pedalei de accelerație, ridicați turația motorului la 3000 rpm, durata impulsurilor de control în momentul accelerării ar trebui să crească considerabil, cu stabilizarea ulterioară la un nivel egal cu sau puțin mai mic decât turația de ralanti.
Închiderea rapidă a clapetei de accelerație ar trebui să aibă ca rezultat o îndreptare a oscilogramei, confirmând suprapunerea injectoarelor (pentru sistemele cu oprire a combustibilului).
În timpul pornirii la rece, motorul necesită o anumită îmbogățire a amestecului aer-combustibil, care este asigurată de o creștere automată a duratei de deschidere a injectoarelor. Pe măsură ce motorul se încălzește, durata impulsurilor de control pe oscilogramă ar trebui să scadă continuu, apropiindu-se treptat de valoarea tipică pentru turația de ralanti.
În sistemele de injecție care nu utilizează un injector de pornire la rece, în timpul pornirii la rece a motorului sunt utilizate impulsuri suplimentare de control, 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 |
| Viteza de mers în gol | 1.5 – 5 |
| 2000 – 3000 rpm | 1.1 – 3.5 |
| Accelerație maximă | 8.2 – 3.5 |
Senzori inductivi
Porniți motorul și comparați oscilograma luată de la ieșirea senzorului inductiv cu cea de referință prezentată în ilustrația însoțitoare.
O creștere a turației motorului ar trebui să fie însoțită de o creștere a amplitudinii semnalului de impuls generat de senzor.
Supapă electromagnetică de control al vitezei de mers în gol (IAC)
În industria auto, sunt utilizate electrovalve IAC de multe tipuri diferite, producând și semnale de diferite forme.
O trăsătură distinctivă comună a tuturor supapelor este faptul că ciclul de lucru al semnalului trebuie să scadă odată cu creșterea sarcinii motorului asociată cu includerea unor consumatori de putere suplimentari, determinând o scădere a turației de mers în gol.
Dacă ciclul de funcționare al oscilogramei se modifică odată cu creșterea sarcinii, dar atunci 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.
De obicei, un motor pas cu 4 poli este utilizat în circuitele de control al vitezei de mers în gol, 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, răspunzând la semnalul de control pulsatoriu emis de ECM, efectuează ajustări trepte ale turației de ralanti a motorului în conformitate cu temperatura de funcționare a lichidului de răcire și sarcina curentă a motorului.
Nivelurile semnalului de control pot fi verificate cu ajutorul unui osciloscop, a cărui sondă de măsurare este conectată pe rând la fiecare dintre cele patru borne ale motorului pas cu pas.
1. Încălziți motorul la temperatura normală de funcționare și lăsați-l la ralanti.
2. Pentru a crește sarcina asupra motorului, aprindeți farurile, aerul condiționat sau, la modelele cu servodirecție, rotiți volanul. Viteza de ralanti ar trebui să scadă pentru scurt timp, dar apoi să se stabilizeze imediat din nou datorită funcționării supapei IAC.
3. Comparați oscilograma capturată cu cea de referință prezentată în ilustrația însoțitoare.
Sonda lambda (senzor de oxigen)
Nota. Secțiunea furnizează oscilograme tipice pentru cele mai frecvent utilizate sonde lambda de tip zirconiu în mașini, care nu folosesc o tensiune de referință de 0,5 V. Recent, senzorii de titan au devenit din ce în ce mai populari, a căror gamă de semnal de lucru este 0–5 V, cu un nivel de tensiune ridicat generat în timpul arderii unui amestec slab și un amestec de nivel scăzut de tensiune în timpul arderii unui amestec bogat.
1. Conectați un osciloscop între terminalul sondei lambda de pe ECM și masă.
2. Asigurați-vă că motorul este încălzit la temperatura normală de funcționare.
3. Comparați oscilograma afișată pe ecranul contorului cu dependența de referință prezentată în ilustrația însoțitoare.
Dacă semnalul citit nu este de tip ondulatoriu, ci este o dependență liniară, atunci, în funcție de nivelul de tensiune, aceasta indică o slăbire excesivă (0-0,15 V) sau o supra-îmbogățire (0,6-1 V) a amestecului aer-combustibil.
Dacă apare un semnal normal de tip val la ralanti, încercați să apăsați puternic pedala de accelerație de câteva 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 și o scădere cu o scădere.
Senzor de detonare (KS)
1. Conectați un osciloscop între terminalul senzorului de detonare al ECM și masă.
2. Asigurați-vă că motorul este încălzit la temperatura normală de funcționare.
3. Apăsați puternic pedala de accelerație și comparați forma semnalului AC care este înregistrat cu oscilograma de referință prezentată în ilustrația însoțitoare.
4. Dacă imaginea nu este suficient de clară, atingeți ușor blocul cilindric în zona în care se află senzorul de detonare.
5. Dacă nu este posibilă obținerea unei forme clare a semnalului, înlocuiți senzorul KS sau verificați starea cablajului circuitului său.
Semnal de aprindere la ieșirea amplificatorului de aprindere
1. Conectați un osciloscop între terminalul amplificatorului de aprindere al ECM și masă.
2. Încălziți motorul la temperatura normală de funcționare și lăsați-l la ralanti.
3. Pe ecranul osciloscopului trebuie afișată o secvență de impulsuri DC dreptunghiulare. Comparați forma semnalului primit cu oscilograma de referință prezentată în ilustrația însoțitoare, acordând o atenție deosebită coincidenței unor parametri precum amplitudinea, frecvența și forma pulsului.
Pe măsură ce turația motorului crește, frecvența semnalului ar trebui să crească direct proporțional.
Înfășurarea primară a bobinei de aprindere
1. Conectați un osciloscop între borna bobinei de aprindere a ECM și masă.
2. Încălziți motorul la temperatura normală de funcționare și lăsați-l la ralanti.
3. Comparați forma semnalului recepționat cu oscilograma de referință prezentată în ilustrația însoțitoare, ar trebui să aibă o amplitudine constantă;.
Neuniformitatea supratensiunii poate fi cauzată de rezistența excesivă a înfășurării secundare, precum și de o stare defectuoasă a firului de înaltă tensiune al bobinei sau a firului bujiilor.