Коришћење осцилоскопа за праћење сигнала у круговима управљачког система (Audi A4 B6)

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

Неки осцилоскопи вам омогућавају да сачувате осцилограме у уграђеном меморијском модулу са накнадним штампањем резултата или преношењем на диск личног рачунара у стационарним условима.

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

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 неисправности контролног система у целини, - с друге стране, исправност облика импулса које генерише ламбда сонда може послужити као поуздана гаранција одсуства кварова у систему управљања.

Поузданост и лакоћа употребе 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 типичним временским зависностима за различите сензоре и актуаторе аутомобилских контролних система датим у наставку.

Параметри периодичних сигнала

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

• Амплитуда: Разлика између максималног и минималног напона (В) сигнала унутар периода;
• Период: Трајање циклуса сигнала (мс)
• Учесталост: Циклуси у секунди (Хз);
• Ширина: Трајање правоугаоног импулса (мс, μс);
• Радни циклус: Однос периода понављања и ширине (У страној терминологији користи се инверзни циклус радног циклуса, који се назива радни циклус, изражен у %);
• Форма сигнала: Низ правоугаоних импулса, неколико емисија, синусоида, савтоотх импулсе, и сл.

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

ДЦ сигнали - анализира се само напон сигнала.

Сигнале ове врсте генеришу уређаји приказани на илустрацијама испод.



Сензор температуре расхладне течности мотора (ECT)





Сензор температуре усисног ваздуха (IAT)



Сензор положаја лептира за гас (TPS)



Загрејана ламбда сонда



Волуметријски мерач протока ваздуха (VAF)





Мерач ваздушне масе (MAF)

АЦ сигнали - анализирају се амплитуда, фреквенција и облик сигнала.



Сензор за куцање (KS)



Индуктивни сензор брзине мотора

Фреквентно модулисани сигнали - анализирају се амплитуда, фреквенција, облик сигнала и ширина периодичних импулса. Извори таквих сигнала су уређаји приказани на илустрацијама испод.





Индуктивни сензор положаја радилице (CKP)



Индуктивни сензор положаја брегастог вратила (CMP)



Индуктивни сензор брзине возила (VSS)



Сензори брзине и положаја вратила са Холовим ефектом





Оптички сензори брзине и положаја осовине



Дигитални сензори за термометријско мерење ваздушне масе (MAF) и апсолутни притисак у усисној грани (MAP)

Сигнали са модулацијом ширине импулса (ПВМ) - анализирају се амплитуда, фреквенција, облик сигнала и радни циклус периодичних импулса. Извори таквих сигнала су уређаји приказани на илустрацијама испод.



Ињектори



Уређаји за стабилизацију брзине у празном ходу (IAC)





Примарни намотај намотаја за паљење



Електромагнетни вентил за прочишћавање адсорбера угљеника (EVAP)



Вентили за рециркулацију издувних гасова (EGR)

Облик сигнала који производи осцилоскоп зависи од много различитих фактора и може значајно да варира. С обзиром на наведено, пре него што се приступи замени сумњиве компоненте у случају неслагања између облика уклоњеног дијагностичког сигнала и референтног осцилограма, добијени резултат треба пажљиво анализирати.

Волтаге

Дигитални сигнал

Аналогни сигнал

Нулти ниво референтног сигнала не може се сматрати апсолутном референтном вредношћу – "нула" стварног сигнала, у зависности од специфичних параметара кола које се тестира, може бити померена у односу на референтни (погледајте Дигитални сигнал [1]) унутар одређеног дозвољеног опсега (погледајте Дигитални сигнал [2] и Аналогни сигнал [1]).

Пуна амплитуда сигнала зависи од напона напајања кола које се тестира и такође може да варира у односу на референтну вредност у одређеним границама (погледајте Дигитални сигнал [3] и Аналогни сигнал [2]).

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

У колима наизменичне струје, амплитуда сигнала већ јасно зависи од радне фреквенције извора сигнала, тако да је амплитуда сигнала коју генерише сензор положаја радилице (CKP) ће се повећати са повећањем броја обртаја мотора.

С обзиром на наведено, ако се амплитуда сигнала мереног осцилоскопом испостави да је претерано ниска или висока (до тачке одсецања горњих нивоа), довољно је једноставно променити опсег рада уређаја, пребацујући се на одговарајућу мерну скалу.



Приликом провере опреме електромагнетно контролисаних кола (нпр IAC) када је напајање искључено, могу се уочити скокови напона [4], који се безбедно могу занемарити приликом анализе резултата мерења.

Такође нема потребе да бринете о појави таквих деформација осцилограма као што је спљоштеност доњег дела предње ивице правоугаоних импулса [5], осим ако, наравно, сама чињеница спљоштености предње стране није знак квара компоненте која се испитује.

Фреквенција

Брзина понављања сигналних импулса зависи од радне фреквенције извора сигнала.

Облик сигнала који се снима може се уредити и довести у облик погодан за анализу пребацивањем скале временске базе слике на осцилоскопу.



При посматрању сигнала у колима наизменичне струје, временска база осцилоскопа зависи од фреквенције извора сигнала [3], одређене брзином мотора.

Као што је горе поменуто, да би сигнал био читљивији, довољно је променити скалу временске базе осцилоскопа.

У неким случајевима, карактеристичне промене у сигналу испадају у огледалу у односу на референтне зависности, што се објашњава реверзибилношћу поларитета везе одговарајућег елемента и, у одсуству забране промене поларитета везе, може се занемарити током анализе.

Типични сигнали компоненти система управљања мотором

Савремени осцилоскопи су обично опремљени само са две сигналне жице, заједно са сетом разних сонди, што вам омогућава да повежете уређај са скоро сваким уређајем.

Црвена жица је повезана са позитивним терминалом осцилоскопа и обично је повезана са терминалом електронске контролне јединице (ECM). Црну жицу треба спојити на поуздану тачку уземљења (уземљење).

Ињектори

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

Трајање отвореног стања ињектора је одређено трајањем електричних импулса које генерише контролна јединица и доводе на улаз електромагнетних вентила. Трајање импулса се мери у милисекундама и обично не прелази опсег од 1 - 14 мс.



Контролни импулс отварања ињектора горива

Типичан осцилограм контроле активирања импулсног ињектора приказан је на горњој илустрацији. Често осцилограм може да покаже и низ кратких пулсација које следе одмах након иницијског негативног правоугаоног импулса и одржавају електромагнетни вентил ињектора у отвореном стању, као и оштар позитивни напон који прати тренутак затварања вентила.

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

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

Анализирајте облик очитаног сигнала док мотор ради.

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

Оштрим притиском на педалу гаса, подигните брзину мотора на 3000 о / мин - трајање контролних импулса у тренутку убрзања требало би приметно да се повећа, уз накнадну стабилизацију на нивоу једнаком или нешто мањем од броја обртаја у празном ходу.

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

Током хладног старта, мотор захтева извесно обогаћивање мешавине ваздуха и горива, што се обезбеђује аутоматским повећањем трајања отварања ињектора. Како се мотор 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, при хладном старту мотора користе се додатни контролни импулси који се на осцилограму појављују као пулсације променљиве дужине.

У табели испод приказана је типична зависност трајања контролних импулса за отварање ињектора од радног стања мотора.

Индуктивни сензори

Стање мотора	Трајање контролног импулса, мс
Идле строкес	1.5÷5
2000÷3000 о/мин.	1.1÷3.5
Пун гас	8.2÷3.5

Покрените мотор и упоредите осцилограм узет са излаза индуктивног сензора са датом референцом.

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, производећи сигнале различитих облика.

Заједничка карактеристика свих вентила је чињеница да се радни циклус сигнала мора смањити са повећањем оптерећења мотора повезаног са укључивањем додатних потрошача енергије, што узрокује смањење броја обртаја у празном ходу.

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

Типично, 4-полни корачни мотор се користи у круговима за контролу брзине у празном ходу, што је описано у наставку. Провера двосмерних и трокраких вентила IAC произведене на сличан начин, али су осцилограми напона сигнала које производе потпуно различити.

Корачни мотор, реагује на излаз ECM пулсирајући контролни сигнал, постепено подешава брзину мотора у празном ходу у складу са радном температуром расхладне течности и тренутним оптерећењем мотора.

Нивои управљачког 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 накратко да падне, али се онда одмах поново стабилизује због активирања вентила IAC.



Упоредите снимљени осцилограм са датим референтним.

Ламбда сонда (сензор кисеоника)

Упозорење: Овај одељак садржи таласне облике типичне за најчешће коришћене сензоре кисеоника типа цирконијум у возилима, који не користе референтни напон од 0,5 В. У последње време, титанијумски сензори постају све популарнији, њихов радни опсег сигнала је 0 - 5 В, при чему се током сагоревања сиромашне смеше ствара висок напон, а током сагоревања богате смеше.

Повежите осцилоскоп између укљученог терминала ламбда сонде ECM и маса.

Уверите се да је мотор загрејан до нормалне радне температуре.



Упоредите осцилограм приказан на екрану мерача са датом референтном зависношћу.

Ако сигнал који се очитава није таласаст, већ је линеарна зависност, онда, у зависности од нивоа напона, то указује на прекомерну мршавост (0-0,15 В) или прекомерно обогаћивање (0,6-1 В) мешавине ваздух-гориво.

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

Повећање брзине мотора треба да буде праћено повећањем амплитуде сигнала, а смањење 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 снима са референтним осцилограмом.

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

Ако није могуће добити 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.



Екран осцилоскопа треба да прикаже низ правоугаоних ДЦ импулса. Упоредите облик примљеног сигнала са датим референтним осцилограмом, 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 намотаја 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 датим референтним осцилограмом - позитивни напонски удари треба да имају константну амплитуду.

Неуједначеност пренапона може бити узрокована превеликим отпором секундарног намотаја, као и неисправним стањем високонапонске жице завојнице или жице свјећице.

(Оригинални чланак је доступан на веб-сајту Audimanual.ru)