Эффективность работы цилиндров (обсуждение)

[admin]

Есть такой замечательный диагност-программист Андрей Шульгин, он разработал скрипт для осциллографа Постоловского позволяющий довольно быстро оценить эффективность работы цилиндров (тема на форуме Постоловского).

В вкратце опишу, на чем основан алгоритм и его возможности.

При сгорании смеси в цилиндре резко увеличивается давление, под действием которого поршень перемещается от ВМТ к НМТ. В начале расширения давление составляет 3-4 МПа, а при подходе поршня к НМТ, вследствие увеличения объема, давление снижается до 0,3-0,5 МПа. Если цилиндр работает эффективно то в своем рабочем такте он увеличивает скорость вращения КВ (придает дополнительное ускорение), а если не эффективно то не увеличивает скорость вращения КВ, а значит из-за механической нагрузки КВ будет замедлятся. Из чего следует что, например через каждые 180 грд (для 4-х цилиндрового двигателя) КВ будет либо ускорятся либо замедлятся. К примеру, если цилиндры 1-3-4 работают эффективно то они повернут КВ на 180 грд за 40 мс, а цилиндр 2 работающий не эффективно повернет КВ на 180 грд за 50 мс (КВ за рабочий так всегда будет повернут на 180 грд только за разное время). Алгоритм как раз измеряет время за которое был повернут КВ, на основании чего вычисляется изменение скорости вращения КВ (ускорение), которое кстати пропорционально давлению в цилиндре.

Что влияет на ускорение КВ:
- компрессия
- высоковольтная система
- топливная система
- установка фаз газораспределения
- подсистема опережения зажигания
- система выпуска
Т.е. на основании только одного графика ускорения КВ возможно судить о состоянии сразу нескольких систем. Причем неисправность одной системы практически ДНОЗНАЧНО влияет на тот или иной участок графика ускорения КВ.

Последовательность выполняемых действий следующая:
1. Запускаем двигатель и даем ему поработать 3-5 сек на холостом ходу
2. Плавно увеличиваем обороты до 3000, после чего отпускаем газ чтобы обороты опустились до холостых
3. Нажимаем газ до упора, как только обороты подымуться до 3000 выключаем зажигание, но не отпускаем педаль газа (дроссельная заслонка должна быть открыта).

В пунктах 1 и 2 возможно оценить работу системы зажигания, ГРМ и топливной системы без нагрузки и под нагрузкой. Пункт 3 предназначен для оценки герметичности цилиндров. Если после набора 3000 оборотов, выключить зажигание и при этом не отпустить педаль газа (оставить дроссельную заслонку открытой), то некоторое время КВ будет вращаться по инерции, засасывая воздух в цилиндры. Воздух в цилиндре будет сжиматься (забирать часть энергии вращения КВ), а после прохождения ВМТ толкать цилиндр к НМТ (отдавать часть ранее полученной энергии). Из чего следует, что чем большую часть полученной энергии будет отдавать сжатый воздух (больше ускорение КВ после ВМТ) тем лучше герметичность цилиндра.

Некоторые примеры анализа графиков ускорения (примеры взяты из лекции Андрея Шульгина, надеюсь, автор не будет против).


Как видно при отключении форсунки, КВ замедляется в рабочем такте соответствующего цилиндра, т.е. вклад цилиндра с отключенной форсункой отсутствует. Но в тоже время на участке соответствующему пункту 3 все графики сливаются, что свидетельствует о практически одинаковой компрессии во всех цилиндрах.


На холостом ходу 3-й цилиндр практически не работает (двигатель троит), хотя при нагрузке уже включается в работу, но менее эффективно, чем остальные цилиндры. Из чего довольно трудно сделать однозначный вывод о неисправности. Зато на участке соответствующему пункту 3 отчетливо видна слабая компрессия в 3-м цилиндре.


3-й и 2-й цилиндры либо полностью не работают, либо вносят вклад практически аналогичный работающим 1-му и 4-му цилиндрам. На участке соответствующему пункту 3 все графики сливаются (на рисунке не видно), что свидетельствует о практически одинаковой компрессии во всех цилиндрах. Т.е. зажигания включено – 2 цилиндра работают с перебоями, зажигание выключено – все цилиндры вносят одинаковый вклад. Неисправность в системе искрообразования как раз приводит к тому, что цилиндр либо полностью не работает (смесь не воспламенилась) либо работает на полную мощность (смесь воспламенилась). Цилиндр не может частично не эффективно работать (исключение значительное отклонение угла опережения зажигания – смесь воспламеняется гораздо раньше или позже положенного), так как смесь не может сгореть, например, на половину. Из чего следует что скачки на графике ускорения от отсутствия вклада цилиндра по полного вклада цилиндра свидетельствуют о неисправности системы зажигания либо топливоподачи.


Цилиндры 3 и 2 вносят меньший вклад в работу, чем цилиндры 1 и 4, но все же цилиндры 3 и 2 работают, значит, сгорание смеси в них происходит. Компрессия у всех цилиндров практически одинакова. Из чего следует что возможно проблема с форсунками (неправильном соотношении воздух-топливо), например из-за частичного загрязнения форсунок.


Что планирую реализовать:

1. На первых этапах это минимальный функционал – подключаемся к ДПКВ 60-2 и первому цилиндру, выполняем выше приведенную последовательность действий, после чего прога строит графики.

2. В дальнейшем поддержку большего количества ДПКВ, автоматического определения распространенных типов ДПКВ, возможность разметки по самодельному датчику (если ДПКВ нет или к нему трудно добраться).

3. Возможно, если понадобится поддержку динамического режима, т.е. в окне “Эффективность работы цилиндров” нажимаем на кнопку “Пуск” прога начинает запись, в реальном режиме времени строит графики и сообщает что делать: нажать плавно на газ, отпустить газ, нажать резко на газ, выключить зажигание не отпуская газ...

4. Возможно дополнительные расчеты, те которые частично реализованы в скрипте Андрея Шульгина либо придумать новые.


В общем, кто что думает по этой теме.
Желательно писать по теме, просмотрев и проанализировав выше приведенные примеры или прочитав статью.
Писать +1, 100%, я за, для меня класс и т.д. не обязательно.

При возможности прошу выкладывать сигналы с ДПКВ + метка первого цилиндра (на логическом канале), выполнив выше приведенную последовательность действий.


P.S.
Так как описанная выше методика довольно проста в реализации (60-70% уже готово), а кроме того на практике дает значительную экономию времени, особенно на потоке, то планы по реализации экспресс диагностики немного сдвигаются.

Предварительная версия программы (в стадии тестирования):

Как установить предварительную версию программы.

Список ссылок на последние изменения в окне ЭРЦ:
16.05.19 - Переписан алгоритм разметки сигнала ДПКВ
22.05.19 - Доработки в окне сравнения цилиндров, системная настройка SigPrmTimeMin - мин. длительность полуволны при измерении частоты сигнала
10.11.19 - Исправил баги
29.12.19 - Добавил панель параметров автомобиля, анализ в реальном времени, панель результатов анализа
04.03.20 - Переписан алгоритм расчета относительной компрессии
16.03.20 - Добавил учет параметров ДПКВ, расчет среднего УОЗ на ХХ и зуба соответствующего ВМТ ц1 (описание #2892 и #2897), отладочные точки, бар-графики ускорения на ХХ и нагрузке онлайн, списки порядка порядок работы цилиндров и конфигурация венца можно загрузить из файлов CylinderOrder.txt и CpsConfig.txt, анализ без МПЦ задав границы маркерами, 2 пункта меню фиксации и восстановления вкладок или панелей
21.03.20 - Системные настройки ResultPanel - авто показ панели результатов, LfcToothTdp - отображение зуба соответствующего ВМТ ц1
21.04.20 - Вкладка фазы, у меня не видно фаз
25.04.20 - Системные настройки MrDblClickOsc, MrDblClickWin - синхронизация окна ЭРЦ и окна Осциллографа, PhaseAxisView - варианты отображения номеров цилиндров возле оси угла поворота КВ окна фазы
05.08.22 - Добавил графики УОЗ и аналоговых каналов на вкладке ЭРЦ, вкладка УОЗ, отображение УОЗ во время динамического анализа, учет настроек аналоговых каналов на вкладках фаз, расчет параметров сигнала только в границах видимого на экране участка сигнала, системные настройки IdleLineSa / IdleLineRpm - горизонтальная линия УОЗ / Оборотов на ХХ, CmpAvrWidth / CmpAvrColor / CmpAvrTrans - ширина / цвет / прозрачность линии участка расчета компрессии
30.09.22 - Реализована вкладка венец

Предварительная версия программы MT Pro 1,2,3
MtPro_3.0alpha.rar (1.26 МБ)
Версия: 0.3.0.9 alpha
Дата: 30.09.22 15:00

Предварительная версия программы MT Pro 4
MtPro4_3.0alpha.rar (1.17 МБ)
Версия: 0.3.0.9 alpha
Дата: 30.09.22 15:00

[mex]

Сигналы ДПКВ и ДПРВ TOYOTA VITZ, двигатель 1SZ-FE, объёмом 0,996 литра.

ДПКВ и ДПРВ Toyota 1SZ-FE.rar

(160,7 Кб) Скачиваний: 913

[vldp]

Хочу рассказать как на практике я проверяю эффективность работы цилиндров с помощью МТ-10.
По сравнению с Постоловским это выглядит более понятнее даже для начинающего диагноста.
Есть конечно и свои минусы, т.е. эта ппроцедура работает только с ДПКВ 60-2. Это ВАЗы, ГАЗы,
Daewoo, некоторые Опеля итд, где в общем то ДПКВ 60-2. Подключается ДПКВ и если установлен - ДФ.
Попробую объяснить как я делаю эту проверку. Приезжает Нива. Двигатель подтраивает. Подключаюсь
к ДПКВ и ДФ. Вижу следующую картину:

пропуски зажигания в 4 цилиндре

проп. 2673.gif (17,43 Кб) Просмотров: 69879

Мы видим что по 4 цилиндру идут пропуски зажигания и эффективность работы 4 цилиндра ниже других.
Далее надо выяснить причину плохой работы 4 цилиндра. Наиболее вероятные причины:
1. Высоковольтная часть: свечи, ВВП, катушка, ЭБУ(ключи зажигания)
2. Забита форсунка, обрыв/замыкания форсунки.
3. Компрессия.
4. Подсос воздуха, например на Газели слетел вакуумный шланг итд.

Высоковольтная часть легко проверяется с помощью того же МТ, например MT Pro.
Видим что к высокому напряжению претензий нет:

высокое напряжение норма

свечи.gif (25,99 Кб) Просмотров: 70178

Далее проверяем компрессию по току, цепляем датчик тока на любой провод АКБ.
Прокручиваем стартером в течении 5 секунд без запуска двигателя и видим что
в 4 цилиндре относительная компрессия 25%:

прогар клапана 4 цилиндра

прогар.клапана.gif (25,75 Кб) Просмотров: 70240

Если посмотреть с помощью MT Pro вакуумную диагностику (к сожалению на этом ПК нет скрина),
то мы увидим что по 4 цилиндру есть потеря вакуума, как оказалось прогорание выпускного
клапана 4 цилиндра.
Здесь я привёл пример где есть явный дефект и пропуски зажигания в этом случае зафиксирует ЭБУ.
Но, довольно часто встречаются случаи где ЭБУ не видит пропусков зажигания либо их порог ещё
не превышает допустимый и только вот таким способом можно проверить эффективность работы цилиндров.
Возможно методика Постоловского более универсальна, но менее понятна для начинающего диагноста.
Конечно эту методику необходимо реализовать в MT Pro и я думаю что на сегодняшний, день она более необходима
чем экспресс диагностика. Я конечно понимаю что реализовать это как в МТ-10 гораздо сложнее и тем не менее...
хотелось бы услышать мнение других участников форума.

[Alvil]

мои 5 копеек
дпкв и дпрв, на осциле цепь растянута

[Алексей_010]

Вот три осциллограммы сигнала ДПКВ с ВАЗ-21102.

[Алексей_010]

Здесь http://www.mlab.org.ua/forum/viewtopic.php?f=2&t=355&start=12 я кое-что писал по поводу синронизации на высоких оборотах.

[omi4]

Первоначальная мысль о ДР была более красивой. Видно тоже самое, только граблей меньше.

[Eugene]

Первоначальная мысль о ДР была более красивой. Видно тоже самое, только граблей меньше.

по ДР расположение контрольных точек будет зависеть от состояния ГРМ, да и мало этих самых контрольных точек, чтобы точно измерить ускорение коленвала. Так что диагностика по коленвалу наиболее оптимальна.

[omi4]

Первоначальная мысль о ДР была более красивой. Видно тоже самое, только граблей меньше.

по ДР расположение контрольных точек будет зависеть от состояния ГРМ, да и мало этих самых контрольных точек, чтобы точно измерить ускорение коленвала. Так что диагностика по коленвалу наиболее оптимальна.

ГРМ непричем результат измерения будет в обоих вариантах один.... толко по ДР всегда, а вот по ДПКВ зависит от типа и наличия.

[admin]

Хочу рассказать как на практике я проверяю эффективность работы цилиндров с помощью МТ-10.

Владимир, во первых спасибо за отличное описание, уже кое что почерпнул для разработки окна.

По сравнению с Постоловским это выглядит более понятнее даже для начинающего диагноста.

На первый взгляд – да, заковыристый график выглядит более сложно, чем бар графики.
На сколько он сложен в восприятии, не знаю, я разобрался с нуля практически за 5 минут, главное в спокойной обстановке все прочитать и проанализировать.

Есть конечно и свои минусы, т.е. эта ппроцедура работает только с ДПКВ 60-2. Это ВАЗы, ГАЗы,
Daewoo, некоторые Опеля итд, где в общем то ДПКВ 60-2.

На мой взгляд основные минусы тут в следующем:
1. Видим только усредненное значение
2. Скорее всего смотрим только на холостом ходу
3. Не видим компрессии (решение Шульгина мне очень понравилось)

Далее надо выяснить причину плохой работы 4 цилиндра. Наиболее вероятные причины:
1. Высоковольтная часть: свечи, ВВП, катушка, ЭБУ(ключи зажигания)
2. Забита форсунка, обрыв/замыкания форсунки.
3. Компрессия.
4. Подсос воздуха, например на Газели слетел вакуумный шланг итд.

Вот тут и проявляется достоинства выше описанного алгоритма:
1. Сразу можем посмотреть компрессию, в том числе и динамическую
2. Практически сразу можем устранить из вероятных причин систему зажигания

Возможно методика Постоловского более универсальна, но менее понятна для начинающего диагноста.

Прочитав ваш пост, сразу же появилась идея как реализовать выше приведенные графики в более понятной форме для начинающего диагноста. Кроме отображения просто графиков ускорения можно еще отображать и бар графики для трех режимов отдельно (это легко реализовать непосредственно и скорее всего трудно реализовать через скрипты):

bar.png (3,5 Кб) Просмотров: 70143

По этой картинке можно предположить например об уменьшенном зазоре в свечах 1 и 4 цилиндров, на холостых эти цилиндры не работают (не хватает энергии искры для воспламенения смеси), а под нагрузкой начинают работать. Компрессия в норме.

Я конечно понимаю что реализовать это как в МТ-10 гораздо сложнее и тем не менее...

Я уже примерно такое делал: viewtopic.php?f=2&t=355#p5382
На практике можно было судить только о том что в таком то цилиндре какая-то проблема.

я кое-что писал по поводу синронизации на высоких оборотах.

У MT Pro хватит частоты дискретизации для нормальной записи ДПКВ, так как требуется только 1 аналоговый канал, т.е. будет 500 КГц, у Постоловского требуется 2 аналоговых канала, т.е. для AutoScope II будет 250 КГц, а для AutoScope I будет 125 КГц.
Разметка первого цилиндра будет адаптивная, т.е. если метка пропадет прога сама посчитает ее вероятную позицию.

Первоначальная мысль о ДР была более красивой. Видно тоже самое, только граблей меньше.

По ДР скорее всего не получится так как у него фактически только 4 точки на 720 градусов, а у ДПКВ 60-2 аж 120 точек, т.е. по ДР будут какие-то очень усредненные результаты и то только на холостых.

P.S.
Всем спасибо за сигналы ДПКВ.
При возможности прошу записывать сигналы с ДПКВ совместно с меткой первого цилиндра.

[Sergey]

1. По ДР не пойдет т.к. нет жесткой связи с коленвалом.
2. Дублирую - "Думаю, опираясь на сигнал ДПКВ можно создать и тест "Относительная компрессия", проводить его на прокрутке стартером с отключенными форсунками, по нервномерности вращения и будет видна относительная компрессия. На этот тест не влияет конструкция стартера - высокооборотный он или обычный, не нужны никакие датчики и клещи." С наличием этого теста все выстраивается в логическую цепь.
Подключившись к ДПКВ, повесив ДР, подключив высоковольтные датчики можем сделать довольно глубокий анализ работы ДВС.
Начав с теста эффективности работы цилиндров, определяем неэффективные цилиндры, при необходимости смотрим Относительную компрессию, вторичку и ДР (по ДР и ДПКВ, как известно можно определить неисправности ГРМ и неправильную установку фаз ГРМ).
3. Фейс программы сделать по принципу окна вторички - слева окно с осциллограммами, справа расклад разных параметров столбиками. Двойным щелчком на осцилке можем выбрать нужный кадр и бар-графы отбразят расклад работы цилиндров в этом кадре (как в окне вторички).

[omi4]

А что фиксируем по ДПКВ? Углы, зубы, скорости и вычисляем ДАВЛЕНИЕ. Пока зубов 60 и они есть все просто.
Подробнее по ДР напишу позднее, точек там достаточно, сложнее алгоритм это да.

[semirek]

Большая просьба не зацикливаться на ДПКВ типа 60-2, и сразу разрабатывать универсальный скрипт для разных типов ДПКВ, не все работают только с "нашемарками", у меня к примеру специализация япония+корея и тоже очень хотся иметь такой инструмент для диагностики. ))

[Алексей_010]

Какая частота дискретизации оптимальна для снятия сигнала?
У Постоловского в сигналах "3 2x 2107 3-4 fors" и "3 2x 2107 3-4 fors Posle" частота 625 кГц.

[admin]

А что фиксируем по ДПКВ? Углы, зубы, скорости и вычисляем ДАВЛЕНИЕ.

Именно фиксируем зубы, т.е. мгновенное ускорение на участке 6 градусов, на участке 180 градусов тоже можно рассчитать но оно будет сильно усреднено. Для анализа интересен участок в несколько десятков градусов после ВМТ в рабочем такте.

Пока зубов 60 и они есть все просто.

Чем больше зубов тем лучше точность.

Подробнее по ДР напишу позднее, точек там достаточно, сложнее алгоритм это да.

Напишите, пожалуйста.

Большая просьба не зацикливаться на ДПКВ типа 60-2, и сразу разрабатывать универсальный скрипт для разных типов ДПКВ, не все работают только с "нашемарками", у меня к примеру специализация япония+корея и тоже очень хотся иметь такой инструмент для диагностики. ))

Я буду делать алгоритм для тех сигналов которые у меня есть.
Если Sergey мне выслал сигналы ДПКВ 60-2 то я буду делать для них.

Какая частота дискретизации оптимальна для снятия сигнала?

Например 3000 об / мин – это 3000 / 60 = 50 Гц.
60 зубов на оборот, хотя бы 20 отсчетов на 1 зуб.
Получаем частоту дискретизации: 50 Гц * 60 зубов * 20 отсчетов / зуб = 60 КГц.

У Постоловского в сигналах "3 2x 2107 3-4 fors" и "3 2x 2107 3-4 fors Posle" частота 625 кГц.

А как вы определили частоту дискретизации?

[Алексей_010]

А как вы определили частоту дискретизации?

Если скриптом WaveExport выгрузить сигнал в файл, то в первой строке будет написано:
//-- Сигнал: Crankshaft, частота дискр.:625000 Гц --//

[admin]

Понял, спасибо.
625К на сколько я знаю только у AutoScope III.

[jazz]

Снял осцилку по предложенной методике со своей десятки:

[Eugene]

Снял осцилку по предложенной методике со своей десятки:

Сильно низкая частота дискретизации, сигнал на высоких оборотах промодулированным получается. увеличьте хотяб до 50 кГц.

[admin]

Снял осцилку по предложенной методике со своей десятки:

Алексей спасибо.
Снимите пожалуйста на частоте дискретизации >= 250 КГц.