Для чего нужен осциллограф мотор-тестер


В данной статье рассмотрено:
Принцип работы системы впрыска топлива
Назначение автомобильного сканера и назначение мотор-тестера.
Пример измерения напряжения сканером и мотор-тестером одновременно, показаны преимущества и недостатки каждого способа.

Совет!
С данной статьей также можно ознакомиться в формате видео-урока.


Определяющую роль в современном автомобильном двигателе играют электронные системы управления и регулирования. Постепенно, шаг за шагом они вытеснили механические системы, так как лишь электроника делает возможным соблюдение все более строгих предписаний законодательства по выбросам вредных веществ с отработавшими газами.

alt
На рисунке схематически изображен двигатель с простейшей системой впрыска топлива, которая состоит из следующих исполнительных механизмов:
1. топливная форсунка;
2. свеча и катушка зажигания;
а также из датчиков, которые определяют режим работы двигателя:
1. датчик массового расхода воздуха;
2. датчик положения дроссельной заслонки;
3. датчик абсолютного давления во впускном коллекторе;
4. датчик положения коленчатого вала;
5. датчик температуры;
6. лямбда-зонд.

Каждый датчик формирует определенный сигнал, который соответствует контролируемой им физической величине. Например, датчик расхода воздуха преобразует текущий расход воздуха через двигатель в определенный уровень напряжения, датчик положения дроссельной заслонки контролирует текущий угол открытия заслонки и выдает соответствующее напряжение. Лямбда-зонд выдает сигнал, который несет информацию о содержании кислорода в отработавших газах. Датчик положения коленвала генерирует сигнал, по которому можно определить текущее положение коленчатого вала и скорость его вращения.

alt

Все эти сигналы поступают в электронный блок управления двигателем, на основании чего рассчитывается масса топлива, соответствующая необходимому наполнению цилиндров воздухом, и по этим данным определяется требуемая продолжительность и момент впрыска топлива. Также на основании описанных параметров система определяет угол поворота коленчатого вала, при котором должно происходить воспламенение рабочей смеси.

alt

Если уровень сигнала от какого-либо датчика выходит за допустимый диапазон, система сохраняет соответствующий код неисправности и формирует сигнал водителю – включает лампу “Check Engine” на приборном щитке.

alt

Как правило, диагностика автомобиля с такой системой управления начинается с подключения специализированного авто сканера. Сканер подключается к шине обмена данными электронного блока управления через диагностический разъем автомобиля и позволяет считать ошибки, которые были зарегистрированы электронным блоком управления в процессе работы двигателя. А также позволяет посмотреть информацию, поступающую от датчиков в том виде, в котором их видит блок управления.

alt

Во многих случаях по показаниям сканера однозначно определить причину неисправности практически невозможно, поэтому самой оптимальной методикой поиска будет непосредственный анализ сигналов, поступающих в электронный блок управления и управляющих сигналов от блока управления, и сравнение их с эталонами. Для этих целей используют мотор-тестер.

alt

Мотор-тестер – это специальный многоканальный цифровой осциллограф, предназначенный для диагностики различных систем автомобиля, в том числе и двигателя. Как уже было сказано, диагностика заключается в исследовании амплитудных и временных параметров сигналов, поступающих в блок управления, а также измерение параметров, которые не контролируются датчиками системы впрыска при помощи датчиков из комплекта мотор-тестера.

Например, при помощи дополнительного датчика давления можно получить график изменения давление в цилиндре, по которому можно судить об исправности цилиндропоршневой группы, а также газораспределительного механизма; давление во впускном коллекторе, по которому можно сразу сравнить наполнение всех цилиндров топливовоздушной смесью; давление в выпускном коллекторе. А также напряжения и токи в различных электрических цепях автомобиля.

alt

Все эти сигналы можно непосредственно анализировать при помощи автомобильного осциллографа мотор-тестера независимо от того, возможно ли их просмотреть при помощи сканера вообще.

Итак, обобщив все ранее сказанное, можно сделать вывод, что сканер подключается к электронному блоку управления через диагностическую шину и позволяет просмотреть данные, с которыми оперирует электронный блок при управлении работой двигателя.


alt

Также можно посмотреть параметры рассчитанные блоком управления, например, время впрыска топлива или угол опережения зажигания, на основании которых блок управления генерирует сигналы управления исполнительными механизмами, соответственно, форсункой и катушкой зажигания.

alt

При выходе какого-либо параметра за пределы диапазона, блок управления фиксирует ошибку, однако достоверно определить неисправность предполагаемого узла можно лишь непосредственно перепроверив мотор-тестером уровни сигнала на входе электронного блока либо на выходе датчиков. Или еще и проанализировав сигналы исполнительных механизмов. При необходимости, также можно подключить дополнительные датчики из комплекта мотор-тестера и получить осциллограммы необходимых параметров.

Как правило, мотор-тестер выполнен в виде приставки к персональному компьютеру, что позволяет использовать вычислительные ресурсы компьютера для анализа сигналов, а также выводить результаты анализа на монитор компьютера в удобной форме в виде графиков и диаграмм, и сохранять эталонные сигналы.

alt

Следует отметить, что даже в случае измерения некоторых параметров сканером, непосредственное измерение этих же параметров мотор-тестером, позволяет получить дополнительную информацию. Причиной малой информативности сигнала полученного со сканера является, невысокая скорость обновления данных, как правило сканер позволяет делать замер параметра несколько раз в секунду, чего недостаточно для анализа быстроизменяющихся параметров. Мотор-тестер позволяет производить от ста тысяч измерений в секунду.

alt

Приведем в качестве примера анализ напряжения бортовой сети при запуске двигателя и работе его на ХХ. Измерять напряжение буду одновременно при помощи мультимарочного сканера AutoCom и мотор-тестера MT Pro. В окне сканера в качестве отображаемых параметров выбираю Напряжение батареи и Скорость вращения двигателя.

alt

Окно настройки подсказывает, что чем больше параметров будет выбрано для одновременного отображения, тем меньше будет скорость обновления каждого. Поэтому если необходимо отслеживать параметры, которые изменяются быстрее, чем обновляются показания на сканере, то для измерения этих параметров необходимо воспользоваться мотор-тестером.

Двигатель заглушен. Запускаем запись осциллограммы, Уровень напряжения – составляет почти 12,8 В, что соответствует нормально заряженному аккумулятору.

alt

Теперь включаем запись в окне сканера. Выбираем режим отображения в виде графиков.

alt

Первое, что бросается в глаза – отличия в показаниях постоянного напряжения. Причиной этого может быть то, что измерение напряжения осуществляется в разных точках: щуп мотор-тестера подключен непосредственно к клеммам аккумулятора, а электронный блок показывает напряжение, которое приходит на его вход. Так как разница в показаниях небольшая и никаких симптомов неисправности в работе автомобиля не проявляется, то можно не обращать на это внимания. Как уже отмечалось ранее, двигатель заглушен, тем не менее сканер показывает скорость вращения 25 об/мин. Возможно, эта особенность работы сканера на данном автомобиле. Также не будем обращать на это внимания.

Запускаем двигатель.

alt

По графику оборотов видно небольшой участок стартерной прокрутки, запуск двигателя и стабилизацию холостого хода. На графике выше видно просаживание бортового напряжения до уровня примерно 10,5 В, затем плавное нарастание напряжения до нормального напряжения работы генератора 14,2…14,3 В.

Остановим запись и перейдем к окну мотор-тестера. Находим участок запуска двигателя.

alt

Наблюдается явное сходство сигналов, но первое, что бросается в глаза – наличие ступенек на графике, полученном сканером. Размер этих ступенек как раз и определяется временем обновления параметра. Например, четко видно, что пик падения напряжения в момент включения стартера пропущен и на самом деле напряжение снижалось до 9 В. В определенных случаях по этому сигналу можно определить неисправность аккумуляторной батареи или стартера, а если анализировать сигнал при работающей системе зарядки аккумулятора, по пульсациям напряжения можно определить неисправность в генераторе.
alt

Основным преимуществом сканера является простой доступ практически ко всем параметрам двигателя посредством подсоединения всего одного провода сканера к диагностическому разъему, в случае же с мотор-тестером, необходимо вручную подключать щуп в определенную точку проводки для просмотра требуемого параметра. С другой стороны, мотор-тестер позволяет проводить непосредственное измерение и обеспечивает верные показания не зависимо от исправности бортовой сети или электронного блока управления. А также позволяет проводить анализ параметров, которые сканером просто невозможно проконтролировать.

Мотор-тестер и сканер – два незаменимых прибора в диагностике современного двигателя, которые не заменяют друг друга, а дополняют возможности каждого.

Поэтому Для эффективной работы, необходимо рационально сочетать возможности этих двух приборов. И понимать в каких случаях, какой прибор необходимо использовать.

Автор: Евгений Куришко