Получите профессию

Менеджер по туризму

за 6 месяцев

Пройти курс

Рабочие листы
к вашим урокам

Скачать

Инфоурок › Доп. образование ›Другие методич. материалы›Реферат на тему " Датчики электронной системы управления двигателем "

Реферат на тему " Датчики электронной системы управления двигателем "

Скачать материал

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

по теме: « Датчики электронной системы управления двигателем»

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………..4    

1.Лабораторная работа №1 Устройство и принцип работы осциллографа

диагностического комплекса «Автомастер» модели АМ-1…………………….6

2.Лабораторная работа №2. Диагностирование технического состояния датчика положения коленчатого вала………………………………………………..……22

    3.Лабораторная работа №3. Диагностирование технического состояния датчика   

     массового расхода воздуха………………………………………………………35

    4.Лабораторная работа №4. Диагностирование технического состояния датчика 

     распределительного вала…………………………………………………………47                   

5.Лабораторная работа №5. Диагностирование технического состояния датчика положения дроссельной заслонки………………………………………………..56

6.Лабораторная работа №6. Диагностирование технического состояния датчика кислорода…………………………………………………………………………..71

7.Литература……………………………………………………………………….91

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

В настоящее время трудно переоценить то значение, которое приобретает профессиональная деятельность в сфере обслуживания автотранспорта в современном обществе. Особенности труда специалиста по обслуживанию автомобильного транспорта  таковы, что его профессионально - компетентностные качества   являются факторами, определяющими продуктивность взаимодействия с работодателями. Этим, в свою очередь, актуализируется значимость профессиональной подготовки механиков  в технических колледжах.

        Методические указания по проведению лабораторных работ по МДК 05.03 «Диагностирование инжекторных двигателей» профессионального модуля  Адаптация отдельных стадий технологического процесса диагностирования и ремонта на автотранспортных предприятиях, оснащенных высокотехнологичным оборудованием и современной техникой предназначено для студентов специальности 190631.51 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта.

Методические рекомендации содержат рекомендации по выполнению лабораторных работ по теме 3.2. Датчики электронной системы управления двигателем (6 лабораторных работ, 12 часов).

       Выполнение студентами практических работ способствует формированию профессиональных компетенций, соответствующих  виду профессиональной деятельности по модулю:

ПК 5.1 Адаптировать отдельные стадии технологического процесса диагностики и   ремонта к условиям предприятия.

ПК 5.2 Организовывать выполнение отдельных стадий технологического процесса на высокотехнологическом оборудовании.

ПК 5.3 Осуществлять обслуживание и ремонт модифицированных узлов, систем и агрегатов автомобиля.

Выполнение студентами лабораторных работ способствует формированию общих компетенций:

ОК1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК2. Организовывать  собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность

ОК4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК6. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий.

ОК8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа № 1

 

Устройство и принцип работы осциллографа диагностического комплекса          «Автомастер» модели АМ-1

 

Цель работы: изучить и освоить устройство и принцип работы осциллографа диагностического комплекса «Автомастер».

 

Задание: подключить и настроить осциллограф диагностического комплекса «Автомастер» к проведению диагностированию ЭСУД.

 

 

Оборудование рабочего места:

                   1.Осциллограф диагностического комплекса «Автомастер».

 

Техника безопасности

 

·        К работе со стендом допускается студенты изучившие его  устройство, принцип работы;

·        Подключение стенда осуществляется только при не работающем двигателе

·        Включать стенд в сеть 220 В в присутствии преподавателя;

·        Не заводить двигатель без разрешения преподавателя;

·        При работе двигателя не прикасаться к вращающим деталям и проводам высокого напряжения;

·        При работе стенда корпус должен заземлятся по средствам специальной жилы, питающего кабеля и разъема с заземляющим контактом;

·        При оперативно напряжении комплекса от сети осуществляется клавишей СЕТЬ или отключением от сети сетевого разъема;

·        Для работы с высоковольтной частью системы зажигания следует использовать диэлектрический захват

·        Для аварийной остановки двигателя диагностируемого автомобиля используется кнопка STOP

·        При подключении комплекса к автомобилю прокладку жгутов датчиков следует проводить таким образом, чтобы исключить их возможный контакт с вращающимися деталями двигателя, а также элементами выпускной системы.

 

 

 

 

 

 

Краткие теоретические сведения

 

Модуль  осциллографа-генератора является дополнительным программно-аппаратным элементом диагностического комплекса «Автомастер АМ-1», расширяющим возможности комплекса по диагностике автомобилей, оснащенных электронными системами управления.

Модуль обеспечивает выполнение комплексом следующих дополнительных функций:

-универсальный многоканальный пятилучевой осциллограф;

-универсальный двухканальный генератор сигналов.

Универсальный многоканальный пятилучевой осциллограф предназначен для визуального контроля одновременно пяти сигналов с целью проверки работы датчиков, исполнительных механизмов и систем управления зажиганием, впрыском, АБС и т.п. Возможно также применение осциллографа в тех случаях, когда стандартных измерительных режимов комплекса недостаточно или требуется более углубленная диагностика.

Универсальный генератор сигналов предназначен для формирования различных сигналов, управления исполнительными устройствами и имитации датчиков систем управления.

Осциллограф является эффективным универсальным инструментом поиска неисправностей в электронных системах управления. Первым , и наиболее важным условием успешной диагностики неисправностей любой системы является понимание принципа ее работы.

Наличие необходимой справочной литературы, специальное обучение, знание основ электротехники, умение разбираться в простых электрических схемах является базой успешного проведения диагностики электронных систем управления. Кроме того, не следует забывать, что работоспособность электронных систем управления зачастую зависит от исправности механических, пневматических и гидравлических систем.

 

                                   Порядок проведения работы

 

 Интерфейс программы.

Экран осциллографа условно разбит на семь областей (рис.1) и включает:

- рабочую часть экрана (поз.7),

- пять групп управляющих элементов (поз.1 - поз.5)

-управляющий элемент для просмотра/прокрутки сигнала, сохраненного в памяти (поз.6), который служит для просмотра/прокрутки набранных данных и управляет позицией экрана относительно всего сигнала. Смещение текущего значения начала развертки на экране от реального начала развертки сохраненного сигнала отображается в цифровом поле справа.

 

 

Рисунок 1 - Интерфейс программы.

 

 

Группа управляющих элементов 1(рис.1 поз.1) состоит четырех разделов.

Первый раздел состоит из кнопок (рис.2):

-кнопка   - открыть файл -загрузка данных из файла;

-кнопка   - сохранить файл – сохранение набранных данных;

-кнопка   - загрузить предустановки - для всех каналов устанавливаются ранее

сохраненные значения амплитуды, развертки и др.

-кнопка   - сохранить  предустановки – сохранение установок (амплитуда,

развертка) выборочно по каналам;

-кнопка   - вызов справки по осциллографу;

-кнопка   - выход из программы осциллографа.

 

 

 

Рисунок 2 - Группа управляющих элементов 1

 

Второй раздел (рис.2) - "Генератор" (9 )- содержит элементы управления совместной работой осциллографа и двухканального генератора. Раздел состоит из выпадающего списка, включающего в себя две строки: "Включен" и "Отключен", и кнопки  для вызова режима установки параметров генерируемого сигнала (сигналов).

Третий раздел - “Автоустановки” (7) - предназначен для автоматической настройки ручек развертки по амплитуде и времени для удобного отображения выбранных активных каналов.

Для канала, по которому выбрана текущая синхронизация, возможны следующие виды временных автоустановок :  - четыре периода,    - один период,  - нарастающий фронт синхронизации,   - спадающий фронт синхронизации.

Четвертый раздел - "Послесвечение" (8) – состоит из одного элемента – выпадающего списка. Послесвечение отображается одновременно для всех активных каналов. Поддерживаются следующие виды послесвечения: отключено, быстрое, среднее, медленное, всегда.

 

 

 

Рисунок 3 - Группа управляющих элементов 2

 

Группа управляющих элементов 2 (рис.1 поз.2) состоит из двух групп кнопок (рис.3), двух управляющих ручек и выпадающего списка.

 Верхняя группа кнопок (1) предназначена для выбора активного луча. Смещение луча на экране ручкой (2) и масштаб по вертикали ручкой (3) действуют для выбранного активного луча. Кнопки 4 и 5 предназначены для загрузки и  охранения сигнала активного луча. Выпадающий список управляет лучом:

включение, отключение, отображение сигнала из файла.

Внимание!: Сохранение и открытие осциллограмм доступно двумя разными способами – по кнопкам в управляющей группе 1 и по кнопкам в группе 2. Разница в следующем: в группе 1 кнопка “сохранить в файл” работает сразу для всех “включенных” на данный момент каналов соответственно кнопка “открыть файл” в данном меню откроет сохраненные данные сразу нескольких каналов и отобразит их в порядке очереди по лучам - красный, желтый, зеленый, голубой, белый.

“Сохранить” и “открыть” в группе управляющих элементов 2 работает только для выбранного канала.

При сохранении данных предлагается ввести описание к файлу, при открытии – описание файла выводится в меню “открыть файл” справа (рис.4).

 

 

Рисунок 4 - сохранение данных.

 

 

 

Рисунок 5 - Группа элементов 3

 

Группа элементов 3( рис1) предназначена для управления метками и  включением/отключением измерений (рис.5). Установка позиций метки и дельта –метки производится активацией соответствующей ручки (2) или (5) (нажать на нее мышкой), а затем двойным щелчком в рабочей области на экране ПК.      Появившаяся линия может быть точно перемещена при помощи стрелок на клавиатуре или вращением соответствующей ручки (2 или 5). Кнопки А и t (4) определяют тип измерений для меток: А - амплитуда, t - время. Метка (2) отображает в окне (1) смещение положения метки относительно нулевой линии (по амплитуде), или начала развертки (по времени). Дельта - метка - смещение относительно метки в окне (6). При работе меток по амплитуде в центре группы отображается цвет луча, относительно нулевой линии которого, проводятся измерения. Кнопка сброс удаляет метки с экрана. Выпадающий список (3) включает/отключает автоматическое измерение следующих параметров активного луча: максимум и минимум сигнала, значение амплитуды от пика .

 

 

Рисунок 6 - Группа элементов 4

 

Группа элементов 4 (рис.1) предназначена для управления синхронизацией, запуском и остановкой сбора данных осциллографом (рис.6). В выпадающем списке (1) выбирается луч осциллографа, по которому производится синхронизация. Кнопки (2) указывают фронт  текущей синхронизации. Кнопки (3) указывают тип синхронизации: автоматическая, ждущая, однократная. просмотра набранных или загруженных из файла данных.

 

 

Рисунок 7 - Группа элементов 5

Группа элементов 5 предназначена для управления разверткой осциллографа.

Ручкой (2) выбирается коэффициент развертки, текущее значение выводится в поле (1). Выбор диапазона миллисекунды или секунды производится в выпада меню (3).

 

Рабочая область экрана.

На рабочей области экрана отображаются: начало развертки осциллограмм сигналов (1),нулевые оси лучей (3),лучи сигналов (2), метка синхронизации (4),метка и дельта-метка (5) и 6),измеряемые параметры сигнала(7)

 

 

Рисунок 8 - Рабочая область экрана.

 

Осциллограммы и соответствующие им оси развертки лучей имеют  одинаковый цвет. Метка синхронизации меняет свой цвет в зависимости от луча синхронизации. Сетка делений имеет 10 делений по вертикали и 10 делений по горизонтали, одно из которых находятся перед осью синхронизации (предыстория). При смещении метки синхронизации за пределы экрана появляется аналогичная метка треугольной формы, указывающая направление положения метки. При смещении оси развертки активного луча за пределы экрана также появляется маркер треугольной формы указывающий направление положения оси.

Нажатие правой кнопки мыши вызывает активизацию ручек метки и дельта метки поочередно. Двойное нажатие левой кнопки мыши в рабочей области экрана при активной ручке метки или дельта метки, вызывает установку метки или соответственно дельта метки в то место, где находится курсор мыши.

В режиме просмотра, нажатием и удерживанием правой кнопки мыши с перемещением мыши Вправо или лево сдвигается сигнал относительно экрана.

 Это  же выполняет управляющий элемент под рабочей областью экрана.

 

Подготовка осциллографа к использованию

Перед подключением сигналов при необходимости следует предварительно выбрать каналы и установить параметры чувствительности, развертки и синхронизации. Если параметры сигнала неизвестны, подключение следует производить к каналам с диапазонами напряжения до 200 В (каналы 3 и 4). Коэффициент развертки в таком случае устанавливают около 10-20 мс/дел, режим запуска – автоматический по нужному каналу, уровень синхронизации около нулевой линии развертки.

 

Подключение к автомобильным системам управления.

При подключении следует соблюдать ряд обязательных правил:

-первым к автомобилю подключается зажим “масса” на конце универсальных кабелей (черного цвета). Надежность подключения зажима должна быть обеспечена в течение всего процесса диагностики;

-все подключения должны осуществляться при выключенном зажигании;

- при подключении должна исключаться возможность механического повреждения

корпусов датчиков, разъемов, их контактов, а также уплотнений и чехлов. Применение грубой силы приводит, как правило, к повреждению элементов монтажа и к нарушению работоспособности системы;

- при подключении должна исключаться возможность замыкания щупов или зажимов на «массу» или между собой;

-подключение адаптеров осуществляется обязательно при выключенном зажигании;

- при подключении следует помнить, что элементы электроники систем управления уязвимы для статических разрядов. Для исключения возможности повреждения элементов перед отключением и подключением к датчикам автомобиля следует на 2-3. секунды коснуться  свободной рукой «массы» на двигателе или аккумуляторной батарее;

- при работе двигателя датчики и элементы электромонтажа подвергаются вибрациям, поэтому надежности подключения должно быть уделено особое внимание, также следует исключить возможность контакта датчиков и присоединительных проводов с горячими элементами системы выхлопа, вращающимися деталями и расположения вблизи высоковольтной проводки двигателя;

- применение принадлежностей по назначению сводит к минимуму риск повреждения системы.

-применение адаптеров предпочтительнее, как обеспечивающих более надежное и безопасное соединение. Однако следует помнить, что значительная часть отказов систем управления возникает из-за нарушения контакта в соединителях. Поэтому при подключении и отключении элементов системы, а также адаптеров условия контакта изменяются, и отказы подобного рода принимают случайный характер.

Использование комплекта принадлежностей

Экранированный кабель подключается к модулю нормирования. Кабель заканчивается коробкой с гнездами четырех каналов осциллографа и двух каналов генератора. Для уменьшения уровня помех имеется гнездо "^" , которое при измерениях подключается к «массе» автомобиля. Подключение осциллографа и генератора к системам управления осуществляется при помощи комплекта принадлежностей. Отдельные части комплекта имеют следующее назначение:

- щупы длинные используются для оперативной проверки работы систем в контрольных точках;

- штекер d= 2 мм используется для подключения к разъемам и колодкам  диагностики, промежуточным разъемам;

-штекер d=4 мм используется для подключения к разъемам и колодкам диагностики, а также для подключения к наборному полю адаптеров;

-зажимы клеммные и зажимы «крокодил» используются для подключения к зажимам системы выполненных в виде клемм, винтов и т.п.;

-все щупы стыкуются резьбовой частью с присоединительными  проводами; Адаптеры предназначены для подключения в разрыв электропроводки к соответствующим элементам системы;

-адаптер проверки форсунок предназначен для подключения к форсуночной проводке автомобилей ВАЗ при проведении теста производительности форсунок. Адаптер содержит переключатель для выбора проверяемой форсунки и усилитель тока;

-переходной жгут предназначен для подключения к форсункам других втомобилей;

-буферный усилитель (поставляется по отдельному заказу) используется для управления низкоомными нагрузками, допускающими подключение по схеме «открытый коллектор» (катушка зажигания, форсунка, регулятор  холостого хода).

 

Переключение каналов в процессе работы

В процессе работы можно включать/отключать отображение каналов осциллографа на экране ПК через выпадающий список во второй группе управляющих элементов. Здесь же можно выбрать, для каждого луча отдельно, отображение ранее сохраненного сигнала из файла. Таким образом, можно сравнивать реально присутствующий сигнал с ранее сохраненным эталонным.

 

Выбор чувствительности каналов

В группе управляющих элементов 2 устанавливается вертикальная развертка отдельно для каждого канала. Чувствительность каналов выбирается исходя из удобства отображения сигналов для оператора (обычно в диапазоне 2-5 делений развертки), при этом следует учитывать возможные изменения амплитуды в зависимости от внешних воздействий и количество активных каналов. Для равномерного размещения каналов на экране существует ручка смещения, настраиваемая для каждого канала отдельно.

 

Настройка горизонтальной развертки

Горизонтальная развертка устанавливается в группе 5 для всех каналов одновременно. В случае смены канала, от которого производится синхронизация, выбор фронта и уровня синхронизации следует произвести снова. Если канал, от которого производилась синхронизация, не изменяется, выбор уровня и фронта можно не производить. Для периодических сигналов следует, как правило, вначале получить изображение всего периода сигнала. После этого добиваются устойчивой синхронизации осциллографа выбором нужного уровня и фронта. После этого можно растягивать сигнал по горизонтали уменьшением коэффициента развертки, возможно при этом будет необходимо изменить вид запуска на ждущий.

Внимание! Данный осциллограф является цифровым прибором с ограниченной максимальной частотой дискретизации. Текущая частота дискретизации для каждого канала зависит от общего количества включенных в программе каналов. Рекомендуется "выключить" (выпадающий список в группе управляющих элементов 2 ) неиспользуемые каналы для "улучшения качества" набранных данных.

 

Выбор вида запуска развертки.

Вид запуска развертки производится в зависимости от типа сигнала. Так если сигнал частый(сигнал регулятора холостого хода) или сигналом является уровень напряжения (сигнал потенциометра дросселя или датчика расхода воздуха) устанавливают автоматический вид запуска.

Если сигнал редкий или имеет нестабильную изменяющуюся амплитуду (датчик коленчатого вала или сигнал на форсунке) устанавливают ждущий вид запуска. Если сигнал очень медленный (сигнал потенциометра дросселя или датчика расхода воздуха при плавном открытии дросселя) и трудно выделить уровень синхронизации устанавливают ждущий или однократный режим запуска.

 

Выбор уровня и фронта синхронизации.

 

Фронт синхронизации устанавливают в зависимости от нужной фазы наблюдаемого сигнала. Перемещением уровня синхронизации добиваются устойчивого изображения. При нестабильной амплитуде сигнала следует плавно повышать уровень синхронизации до получения устойчивого изображения.

 

Наблюдение взаимно синхронизованных сигналов.

При наблюдении взаимно синхронизованных сигналов (датчик коленчатого и распределительного вала, датчик коленчатого вала и первичная цепь) синхронизацию следует осуществлять от сигнала, имеющего больший период.

При наблюдении двух сигналов, не имеющих взаимной синхронизации, осциллограмма не синхронизованного сигнала будет перемещаться по горизонтали или будет неустойчивым (сигнал датчика расхода воздуха и регулятора холостого хода). Для получения устойчивого изображения в этом случае следует использовать однократный режим запуска или режим просмотра сохраненного сигнала.

Режим просмотра сохраненного сигнала

При наблюдении медленных сигналов и сигналов, не имеющих взаимной синхронизации, целесообразно использовать функцию "просмотр сохраненного сигнала". Рабочая программа автоматически набирает данные со всех включенных каналов в буфер при автоматической и ждущей синхронизации. Набор данных начинается с момента нажатия кнопки "Пуск" до нажатия "Стоп". На каждый канал выделен буфер в 2000000 отсчетов. Буфер скользящий, при его переполнении теряются данные из начала набора.

 

Время заполнения буфера, которое зависит от количества включенных каналов и текущего времени развертки, сведено в таблицу 1:

 Таблица 1.

 

Коэф.развертки

Количество "вкл" каналов

1

2

3

4

5

0,01 мс

20 c

40 c

60 c

80 c

100 c

0,02 мс

20 c

40 c

60 c

80 c

100 c

0,05 мс

20 c

40 c

60 c

80 c

100 c

0,1 мс

20 c

40 c

60 c

80 c

100 c

0,2 мс

20 c

40 c

60 c

80 c

100 c

0,5 мс

20 c

40 c

60 c

80 c

100 c

1,0 мс

20 c

40 c

60 c

80 c

100 c

2,0 мс

20 c

40 c

60 c

80 c

100 c

5,0 мс

20 c

40 c

60 c

80 c

100 c

0,01 с

20 c

40 c

60 c

80 c

100 c

0,02 с

20 c

40 c

60 c

80 c

100 c

0,05 с

20 c

40 c

60 c

80 c

100 c

0,1 с

20 c

40 c

60 c

80 c

100 c

0,2 с

20 c

40 c

60 c

80 c

100 c

0,5 с

40 c

80 c

120 c

160 c

200 c

1,0 с

80 c

160 c

240 c

320 c

400 c

2,0 с

160 c

320 c

480 c

640 c

800 c

5,0 с

400 c

800 c

1200 c

1600 c

2000 c

 

По строкам отложен коэффициент развертки осциллографа, по столбцам - количество включенных каналов. Время в таблице приведено в секундах.

После нажатия кнопки "Стоп", набранные в буфер данные доступны для просмотра  Разрешено также изменение коэффициентов развертки по вертикали и горизонтали сохраненных данных для растяжки/сжатия по вертикали или горизонтали.

 

Загрузка и сохранение данных в файл.

Набранные сигналы или отдельный сигнал можно сохранить в файле.

Для сохранения всех сигналов нужно нажать кнопку «Сохранить файл» (1-я группа элементов).

Для сохранения отдельного сигнала нужно нажать кнопку «Сохранить файл активного канала» (2-я группа элементов).

 

При сохранении сигналов будет запрошено текстовое описание сигнала. Также при сохранении данных автоматически будут записаны текущие настройки ручек управления. Загрузить данные из файла можно, нажав кнопку «Открыть файл»в 1-й группе управляющих кнопок.

Для загрузки данных в отдельный луч нужно нажать кнопку «Загрузить файл активного канала» во 2-й группе управляющих кнопок.

При загрузке данных будут также восстановлены настройки управляющих кнопок. Во время загрузки данных будет выведено сохраненное в файле тестовое описание (если оно было введено при сохранении).

После открытия файла часть лучей отобразит сохраненные данные, для этих лучей будет выбрана надпись "из файла" в выпадающем списке группы управляющих элементов 2. При этом как эти лучи, так и свободные можно "включить" и запустить развертку. Данная функция используется для сравнения текущего сигнала с ранее сохраненным.

 

Совмещение сигналов.

Возможно совмещение выбранной точки загруженного из файла сигнала с линией синхронизации, если включен режим набора и вывода данных, или с произвольной точкой сигнала, загруженного из файла в один из каналов. Для этого необходимо:

•    сделать сигнал из файла, на котором выбираем точку, активным

•    удерживая клавишу Ctrl, щелкнуть левой кнопкой мыши по выбранной точке сигнала

•     если необходимо совмещение с сигналом, также загруженным из файла, щелкните левой кнопкой мыши, удерживая клавишу Alt по выбранной точке этого сигнала. Таким образом можно совместить все выведенные на экран сигналы.

 

 

 

 

 Особенности наблюдения импульсных сигналов.

При наблюдении импульсных сигналов, имеющих малую длительность, следует иметь в виду, что сигналы обрабатываются цифровыми методами в виде ряда дискретных отсчетов. Минимальный период отсчетов (период дискретизации) 10 мкс при одном работающем луче, 20 мкс при 2-х лучах, 33,3 мкс при 3-х лучах, 40 мкс при 4-х лучах и 50 мкс при 5-ти. Если при наблюдении длительность импульса будет меньше периода между отсчетами, такой импульс обнаружен не будет или будет значительно искажен. Подобное происходит при наблюдении сигнала первичной или вторичной цепи на медленных развертках или при включении большого числа каналов. Также при наблюдении на больших развертках сложных сигналов, имеющих относительно высокую частоту (сигнал ДПКВ), может возникать эффект модуляции изображения. Поэтому для точного контроля формы сигнала после синхронизации следует либо уменьшить коэффициент развертки, либо использовать растяжку сигнала в режиме «просмотра сохраненного сигнала».

 

Особенности наблюдения сигналов с большой постоянной составляющей.

Все каналы осциллографа являются открытыми, т. е. при наличии постоянной составляющей в сигнале происходит смещение луча от нулевой линии развертки. С помощью ручки «смещение» (2-я группа управляющих элементов) можно компенсировать постоянную составляющую сигнала перемещением луча по вертикали вверх и вниз до 10 делений от центра экрана.

 

Особенности работы в режиме запуска «Однократный».

Режим однократного запуска используется при наблюдении сигналов с нестабильной амплитудой или периодом. Вначале следует установить уровень и фронт синхронизации, затем, в режиме однократного запуска, последовательно нажимая на клавишу «Пуск» запускают развертку до получения необходимой фазы сигнала. При необходимости следует изменить уровень синхронизации.

 

Определение параметров сигналов.

Параметры сигнала (минимальное значение, максимальное значение и значение от пика до пика) выводятся для активного луча в рабочей области экрана, если в выпадающем списке «измерения» (3-я группа элементов) выбрано «включено». Следует отметить, что определение значений сигнала производится по всей длине видимой на текущий момент развертки. Другие значения, а также форму сигнала за пределами экрана можно просматривать в режиме «просмотр сохраненного сигнала».

Определение временных и амплитудных параметров сигнала производится: грубо - по сетке рабочего поля, точно - при помощи меток.

 

Загрузка и сохранение предустановок ручек управления.

Для облегчения настройки управляющих кнопок для типовых ситуаций существует возможность сохранить и потом загружать по мере необходимости настройки управляющих элементов осциллографа.

Для сохранения установок нужно нажать кнопку «Сохранить предустановки» (1-я группа элементов). В появившемся окне нужно ввести описание сохраняемых настроек, включить галочки напротив каналов, настройки которых, необходимо сохранить, нажать кнопку «ОК». Для загрузки предустановок нужно нажать кнопку «Загрузить предустановки» (1-я группа элементов). В появившемся окне нужно из списка выбрать необходимые предустановку (показаны описания), нажать кнопку «ОК». Также в появившемся окне можно удалить ненужные предустановки, для этого нужно, выделив удаляемую предустановку, нажать кнопку «Удалить».

 

Автоустановки

Используются для автоматической настройки осциллографа в зависимости от сигнала. При запуске происходит анализ текущего сигнала (рассчитывается период сигнала, амплитуда, уровни синхронизации и т. д.) после этого встроенный алгоритм настраивает осциллограф на оптимальные параметры просмотра сигнала.

 

«Автоустановки» в случае сильного шума или сложного сигнала могут работать некорректно.

Анализ сигнала может занять время до нескольких секунд. Доступны следующие режимы автонастройки:

•    четыре периода - устанавливается оптимальный коэффициент развертки (из доступных) для отображения полных четырех периодов сигнала на канале, по которому осуществляется синхронизация.

•    один периода - устанавливается оптимальный коэффициент развертки (из доступных) для отображения одного полного периода сигнала на канале, по которому осуществляется синхронизация.

•    нарастающий фронт - устанавливается оптимальный коэффициент развертки (из доступных) для отображения нарастающего фронта сигнала на канале, по которому осуществляется синхронизация.

•    спадающий фронт - устанавливается оптимальный коэффициент развертки (из доступных) для отображения спадающего фронта сигнала на канале, по которому осуществляется синхронизация.

Во всех режимах коэффициент вертикального отклонения и смещение сигнала выбираются для отображения полной амплитуды сигнала исходя из количества "включенных" каналов.

 

 

Оформление работы

 

Наименование работы:

Цель работы:

Задание:

Оборудование рабочего места:

Вывод:

 

Контрольные вопросы:

     1. Назовите функции модуля  осциллографа-генератора.

     2. Назначение групп управляющих элементов.

     3. Укажите подключение осциллографа к автомобильным системам управления.

     4. Назовите  назначение семи областей интерфейса осциллографа-генератора.

     5. Укажите особенности работы в режиме запуска  «Однократный».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа №2

 

Диагностирование технического состояния датчика положения коленчатого вала.

 

Цель работы: изучить и освоить методы диагностирования технического состояния датчика положения коленчатого вала с помощью осциллографа диагностическим комплексом «Автомастер».

 

Задание:  провести диагностирование технического состояния датчика положения коленчатого вала с помощью осциллографа.

 

Оборудование рабочего места:

1.Двигатель

                   2.Осциллограф диагностического комплекса «Автомастер».

 

Техника безопасности

 

·        К работе со стендом допускается студенты изучившие его  устройство, принцип работы;

·        Подключение стенда осуществляется только при не работающем двигателе

·        Включать стенд в сеть 220 В в присутствии преподавателя;

·        Не заводить двигатель без разрешения преподавателя;

·        При работе двигателя не прикасаться к вращающим деталям и проводам высокого напряжения;

·        При работе стенда корпус должен заземлятся по средствам специальной жилы, питающего кабеля и разъема с заземляющим контактом;

·        При оперативно напряжении комплекса от сети осуществляется клавишей СЕТЬ или отключением от сети сетевого разъема;

·        Для работы с высоковольтной частью системы зажигания следует использовать диэлектрический захват

·        Для аварийной остановки двигателя диагностируемого автомобиля используется кнопка STOP

·        При подключении комплекса к автомобилю прокладку жгутов датчиков следует проводить таким образом, чтобы исключить их возможный контакт с вращающимися деталями двигателя, а также элементами выпускной системы.

 

 

 

 

 

Краткие теоретические сведения

 

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ)  в общем случае сообщает БУ о положении колен­чатого вала, частоте и направлении его вращения. Дат­чики могут быть индуктивного типа (магнитные), на ос­нове эффекта Холла, и оптические. Индуктивные ДПКВ не требуют специального внешнего источника напряжения. Напряжение сигнала для БУ инду­цируется, когда зуб диска синхронизации проходит через магнитное поле датчика. Диск изготавливается из стали с незначительным магнитным сопротивлением. Индуктивные датчики используются не только как ДПКВ (другое название — датчики ВМТ), но и как датчики скорости автомобиля.

 

Рисунок 1 - Датчик положения коленчатого вала:

1 — обмотки; 2 — корпус; 3 — магнит; 4 — уплотнитель; 5 — привод; 6 — кронштейн крепления; 7 — магнитопровод; 8 — диск синхронизации.

 

В датчике работающем на основе эффекта Холла (дат­чик Холла) ток начинает протекать, когда датчик находит­ся вблизи изменяющегося магнитного поля (возникает поперечная ЭДС). Амплитуда выходного напряжения при этом остается постоянной, а частота изменяется в зави­симости от числа оборотов экрана, перекрывающего магнитное поле, или диска синхронизации с зубьями, взаимодействующими с магнитным полем датчика.  

 Датчики Холла используются как ДПКВ и в качестве дат­чиков распределителей зажигания. У оптических датчиков диск синхронизации выполнен с отверстиями или с пазами (зубьями). Вращающийся диск прерывает поток света между светодиодом и прием­ником (датчиком) светового потока.

Каждый раз, когда отверстие (лаз) не перекрывает луч света, последний ула­вливается оптическим приемником. Приемник вырабаты­вает и передает далее сигнал в БУ в виде импульса напря­жения. Полученные БУ импульсы напряжения могут быть использованы в качестве базового сигнала для систем питания и зажигания.

 Амплитуда выходного напряжения датчика остается постоянной, а частота меняется в зави­симости от числа оборотов.

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) автомобилей ВАЗ (рис. 9) является датчиком синхронизации при ра­боте систем впрыска и зажигания.

На основании сигналов ДПКВ блок управления определя­ет положение коленчатого вала относительно ВМТ в 1-м и 4-м цилиндрах, частоту и направление вращения. По результатам измерения сигналов ДПКВ блок управ­ления формирует сигналы управления ТФ и моментом зажигания (УОЗ), управляет включением/выключением ЭБН, а также обеспечивает показания тахометра.

               

 

Рисунок 2 - Внешний вид датчика положения коленчатого вала (ДПКВ)

 

Конструкция датчика положения коленчатого вала (ДПКВ)

 

Рисунок  3 - Конструкция датчика углового положения коленчатого вала:

1 - обмотка датчика; 2 - корпус;  3 -магнит; 4 - уплотнитель; 5 - провод;

6 - кронштейн крепления;  7 - магнито-провод; 8 - диск синхронизации.

 

Датчик ДПКВ индуктивного типа представляет собой катушку с большим количеством витков провода и магнитного серлечника. Корпус изготовлен из высокопрочной пластмассы. Установлен он на расстоянии (1±0,5) мм от диска син­хронизации. Сопротивление обмотки датчика 880-900 Ом. Разъем имеет два контакта:1- масса датчика, 2- сигнал с датчика

Диск синхронизации объединен со шкивом коленчатого вала и выполнен в виде зубчатого колеса с 60 зубьями (угловой шаг 6°). Для синхронизации с коленчатым валом два соседних зуба удалены, в результате получена ши­рокая впадина.

Рисунок 4 - Диск и датчик положения коленчатого вала.

Вид сзади: 1 - жгут проводов; 2 - колодка; 3 - датчик положения коленчатого вала; 4 - диск.

 

При вращении диска синхронизации происходит изме­нение магнитного потока в магнитопроводе датчика, в результате чего в его обмотке возникает напряжение переменного тока. Частота этого сигнала пропорцио­нальна частоте вращения коленчатого вала, а возникаю­щий при прохождении широкой впадины опорный сиг­нал соответствует положению поршней 1-го и 4-го ци­линдров за 114° до ВМТ. Если коленчатый вал установлен в положе­ние, соответствующее верхней мертвой точке поршня перво­го цилиндра, то напротив середины сердечника датчика по­ложения коленчатого вала должен находиться 20-й зуб диска синхронизации, считая против направления вращения от мес­та выреза.

Нулевая точка импульса соответствует центру каждого зуба, что позволяет с большой точностью определить их по­ложение. Блок управления распознает импульсы с датчика и синхронизирует работу системы с положением коленчатого вала и тактами работы двигателя.

Помехи, возникающие в цепи датчика коленчатого вала, отслеживаются блоком управления и фиксируются системой самодиагностики как неисправность. Программ­ное обеспечение блока пытается пересинхронизировать про­цесс управления в этом случае. Для снижения уровня помех провод с ДПКВ защищен экраном.  Диск синхронизации является маховиком демпфера (гасителя) крутильных колебаний коленчатого вала, и в случае их разъединения ЭСУД теряет работоспособ­ность.

 

 

 

 

 http://cache.zr.ru/wpfiles/uploads/2004/06/50842.jpg

 

Рисунок 5

 

При отказе ДПКВ работа систем питания и зажигания невозможна. Отсутствие сигнала с ДПКВ блок управле­ния воспринимает как признак остановки коленчатого вала, хотя коленчатый вал при этом может вращаться стартером. В этом случае блок управления заносит в свою оперативную память (ОЗУ) код неисправности и включа­ет контрольную лампу «СНЕСК ENGINE», сигнализируя о неисправности.

Проверка датчика частоты вращения (положения коленчатого вала). В большинстве случаев эти датчики являются индукционными и могут располагаться как в распределителе зажигания, так и непосред­ственно в блоке двигателя или картере сцепления. Для проверки дат­чика необходимо отсоединить разъем его кабеля и подключить ос­циллограф к.

Амплитуда сигнала при прокрутке стартером коленчатого вала должна быть не менее 1...2 В, а форма сигнала определяется конструкцией  диска синхронизации.

Рисунок  6 - Сигнал с датчика положения коленчатого вала:

 

 а - напряжение в катушке зажигания; b - напряжение с датчика углового положения коленчатого вала; с - напряжение с датчика углового положения распределительного вала;

 УОЗ - угол опере­жения зажигания; в.м.т. - верхняя мертвая точка

 

 

 

 При отсутствии осциллографа можно воспользоваться обычным тестером в режиме измерения переменного тока, но осциллограф предпочтительнее. Если сигнал слабый, необходимо проверить зазор между сердечником датчика и маркерным диском (он обычно составляет (1±0,5) мм), а также состояние самого маркерного диска.

Отсутствие сигнала или очень малая его амплитуда (порядка несколь­ких десятков милливольт) свидетельствует о неисправности датчика либо о наличии короткого замыкания в его кабеле.

Если датчик частоты вращения (положения коленчатого вала) выпол­нен на элементе Холла или оптический, необходимо проконтролировать наличие сигнала на его выходе осциллографом. Форма сигнала также опре­деляется конструкцией магнитного экрана или маркерного диска , но в любом случае это прямоугольные импульсы с амплитудой, почти всегда равной напряжению питания датчика. Обычно используется одно из трех значений питающего напряжения: 5, 9 или 12 В.

 

Порядок проведения работы

 

Признаки неисправности:

- двигатель внезапно остановился;

- двигатель нормально прокручивается стартером, но не пускается.

- неустойчивые обороты двигателя на холостом ходу,

- самопроизвольное повышение или снижение оборотов двигателя,

-снижение мощности двигателя,

 -возникновение детонации при динамических нагрузках,

 -пропуски искрообразования.

Предварительная проверка показала, что при включе­нии зажигания на 2 с включается бензонасос, т. е. глав­ное реле и силовая цепь исправны. Формируемый ДПКВ электрический сигнал представляет собой переменное напряжение, амплитуда и частота ко­торого зависят от частоты вращения коленчатого вала двигателя. При прокрутке двигателя стартером напря­жение сигнала составляет 0,3 В. Диск синхронизации является, по сути дела, маховиком демпфера и крепится к шкиву коленчатого вала с помо­щью слоя резины. Были случаи, когда диск синхрониза­ции проворачивался относительно шкива коленчатого вала. При этом нарушается синхронизация

опорного сигнала ДПКВ с требуемым положением коленчатого ва­ла (114° до верхней мертвой точки 1-го и 4-го цилинд­ров).

По сигналу ДПКВ, БУ управляет системой зажигания, топливными форсунками, и электробензонасосом. При отказе ДПКВ нормальная работа этих устройств стано­вится невозможной.

При проворачивании диска синхронизации сигнал ДПКВ будет поступать на БУ и вышеуказанные устройст­ва будут работать, но вследствие изменения момента за­жигания работа двигателя или резко ухудшится или во­обще станет невозможной. Чаще всего двигатель глохнет и не пускается. Следует заметить, что тахометр в этом случае будет работать нормально.

 

Проверка тестером работы датчика положения коленвала.

·                     Отсоединить датчик.

·  Подключить тестер в режиме измерения сопротивления к клеммам датчика. R = 200-400 Ом в зависимости от температуры двигателя.

·  Проверить массу датчика. Прозвонив контакт 1 разъема идущего на блок управления. R = 0 Ом , U=0 B

·  Подключить разъем датчика обратно.

·  Подсоединить к проводу идущему к клемме 2 разъема датчика (через иголку), и массой авто, тестер в режиме измерения постоянного напряжения.

·  Включить зажигание U=3,5 В (приблизительно).

·  Переключить тестер на измерение переменного напряжения.

·  Включить стартер. U=300-400 мВ (переменное напряжение) в режиме прокрутки стартером. U=1 В -после пуска двигателя.

·  Выключить стартер.

Диагностическая информация

 

1. Для проверки возможного проворачивания диска синхронизации относительно шкива коленчатого вала проще всего посмотреть на торец резинового слоя. В случае проворота диска на резине видна круговая тре­щина. Можно воспользоваться и стробоскопом, подклю­ченным к высоковольтному проводу 1-го или 4-го ци­линдра. При правильном положении диска синхрониза­ции середина первого, следующего за длинной впади­ной, зуба должна совпадать с осью ДПКВ. При нормальном положении диска синхронизации относи­тельно коленчатого вала, если поршни 1-го и 4-го цилинд­ров в ВМТ, количество зубьев диска, находящихся между осью ДПКВ и широкой впадиной, должно быть равно 19. Допускается замена стального шкива с демпфером на чугунный без демпфера.

2. Снятый с двигателя ДПКВ можно проверить следующим образом: подключить к контактам датчика мультиметр для измерения малых напряжений и быстро пронести рядом с магнитопроводом датчика лезвие крупной отвертки. Ис­правный ДПКВ должен откликнуться броском напряжения.

 

Проверка выходного сигнала датчика положения коленвала.

Для просмотра осциллограммы напряжения выходного сигнала датчика
положения коленчатого вала, чёрный зажим типа
"крокодил" осциллографического щупа должен быть подсоединён к "массе"
двигателя диагностируемого автомобиля, пробник щупа должен быть
подсоединён параллельно сигнальному выводу датчика (клемма A
разъёма датчика).

 

 

http://auto.schoollremonta.ru/sites/default/files/1275915645_4.png


Рисунок  7 - Схема подключения к датчику положения коленчатого вала индукционного типа.

1 – точка подключения чёрного зажима типа "крокодил" сциллографического щупа; 2 – точка подключения пробника осциллографического щупа.

После подсоединения осциллографического щупа и выбора режима
отображения осциллограмм  необходимо запустить двигатель диагностируемого автомобиля, а в случае, если запуск двигателя невозможен, прокрутить двигатель стартером. Диагностика ДПКВ С помощью осциллографа. В момент прохождения сектора синхродиска с вырезом мимо датчика, осциллограмма имеет следующий вид(рис.8).

 

 

 

 

Рисунок 8 - Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика положения коленчатого вала индукционного типа.

 

     При повышении частоты вращения двигателя, частота следования синхроимпульсов также увеличивается(рис. 9)При максимальной частоте вращения двигателя, амплитуда напряжения импульсов может превышать ±200 V.

 

 

Рисунок 9 - Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика положения коленчатого вала индукционного.

Типовые неисправности.

 Если сигнал от датчика положения коленчатого вала поступает, но параметры выходного сигнала при этом имеют отклонения от нормальных, это может привести к подёргиваниям двигателя, провалам, затруднённому пуску двигателя… Нарушения параметров выходного сигнала датчика положения коленчатого вала могут быть вызваны неисправностью как самого датчика, так и неисправностью задающего синхродиска.

В случае, если синхродиск в процессе эксплуатации автомобиля намагничивается(рис.10), пуск двигателя становится затруднителен, появляются перебои в работе двигателя при работе на высоких оборотах. Намагниченность синхродиска на сциллограмме напряжения выходного сигнала датчика положения коленчатого вала проявляется в различии формы положительной и отрицательной полу волн синхроимпульсов.

 

 

Рисунок 10 - Искажённая осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика положения коленчатого вала работающего в паре с намагниченным синхродиском.

 

В случае повреждения демпфера синхродиска или его крепления, возникают торцевые биения зубчатого диска. Такая неполадка приводит к затруднительному пуску двигателя либо к невозможности запустить двигатель. Если же двигатель всё же запускается, то может работать неустойчиво и только при невысокой частоте вращения коленчатого вала. Биения синхродиска на осциллограмме напряжения выходного сигнала датчика положения коленчатого вала проявляется как цикличное увеличение и уменьшение амплитуды напряжения синхроимпульсов (рис.11).

 

 

 

 

 

Рисунок 11- Искажённая осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика положения коленчатого вала работающего в паре с задающим синхродиском, имеющим значительные торцевые биения.

 

В случае перестановки местами выводов A и B в разъёме подключенного к  датчику кабеля вследствие неквалифицированного проведения ремонтных работ, осциллограмма напряжения выходного сигнала датчика инвертируется. Такая неполадка приводит к тому, что двигатель глохнет сразу после пуска. В этом случае, осциллограмма отличается только в момент прохождения сектора синхродиска с вырезом мимо датчика. При правильном подключении электропроводки к датчику, полярность последней полу волны синхроимпульса перед пропуском двух зубьев отрицательна, а полярность первой полу волны синхроимпульса после пропуска двух зубьев положительна.

В случае, если сигнал от датчика положения коленчатого вала отсутствует или очень мал по амплитуде, блок управления двигателем не обеспечивает подачу топлива и искрообразование, из-за чего запуск двигателя становится невозможным. Сигнал от датчика положения коленчатого вала может не поступать к блоку управления двигателем по одной или нескольким причинам: обрыв обмотки датчика или повреждение электрического разъёма датчика; обрыв ,замыкание кабеля идущего к датчику; большой зазор между торцом датчика и зубьями диска; зубчатый диск отсутствует либо разрушен резиновый демпфер диска.

 

 

Рисунок 12 - Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика положения коленчатого вала при перекоммутации выводов A и B в разъёме кабеля, идущего к датчику.

 

 

Содержание отчета

Наименование работы:____________________________________________________________

Цель работы:_____________________________________________________________

Задание:_____________________________________________________________

Перечень используемого оборудования: ____________________________________________________________________

 

Таблица 1- Измеряемые параметры

 

Измеряемые параметры

 

Обороты двигателя

ТУ

nхх

nпов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

 

Контрольные вопросы

1. Перечислите требования техники безопасности при выполнении работы.

2. Назначение , устройство датчика коленчатого вала .

3. Нарисуйте осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика положения коленчатого вала индукционного типа .

4. Укажите вероятные неисправности типовые неисправности  датчика           коленчатого вала.

5. Нарисуйте схему подключения к датчику положения коленчатого вала осциллографа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа №3

 

Диагностирование технического состояния датчика массового расхода воздуха.

 

Цель работы: изучить и освоить методы диагностирования технического состояния датчика массового расхода воздуха с помощью осциллографа диагностическим комплексом «Автомастер».

 

Задание:  провести диагностирование технического состояния датчика массового расхода воздуха с помощью осциллографа.

 

Оборудование рабочего места:

1.Двигатель

                   2.Осциллограф диагностического комплекса «Автомастер».

 

Техника безопасности

 

·        К работе со стендом допускается студенты изучившие его  устройство, принцип работы;

·        Подключение стенда осуществляется только при не работающем двигателе

·        Включать стенд в сеть 220 В в присутствии преподавателя;

·        Не заводить двигатель без разрешения преподавателя;

·        При работе двигателя не прикасаться к вращающим деталям и проводам высокого напряжения;

·        При работе стенда корпус должен заземлятся по средствам специальной жилы, питающего кабеля и разъема с заземляющим контактом;

·        При оперативно напряжении комплекса от сети осуществляется клавишей СЕТЬ или отключением от сети сетевого разъема;

·        Для работы с высоковольтной частью системы зажигания следует использовать диэлектрический захват

·        Для аварийной остановки двигателя диагностируемого автомобиля используется кнопка STOP

·        При подключении комплекса к автомобилю прокладку жгутов датчиков следует проводить таким образом, чтобы исключить их возможный контакт с вращающимися деталями двигателя, а также элементами выпускной системы.

 

 

 

 

 

Краткие теоретические сведения

Датчик расхода воздуха служит для измерения количества (объёма или массы) потребляемого двигателем воздуха. Значение массы входящего воздуха, измеренное непосредственно датчиком или рассчитанное блоком управления двигателем по его объему, является одним из базовых параметров в определении длительности открытия топливных форсунок. Датчик расхода воздуха устанавливается после воздушного фильтра перед дроссельной заслонкой. Со внешний вид датчика массового расхода воздухастороны входной части корпуса датчика расположена сетка или ламинирующие соты, выравнивающие поток воздуха по всей площади воздухомера.

Сигнал ДМРВ представляет собой постоянный ток определенного напряжения, величина которого зависит от количества и направления движения воздуха, проходящего через датчик. При прямом потоке воздуха напряжение выходного сигнала датчика изменяется в диапазоне 1—5 В. При обратном потоке воздуха напряжение изменяется в диапазоне 0—1 В.
        Существуют различные конструкции датчиков расхода воздуха, но каждый из них можно отнести к одному из двух типов :
        -датчики объёмного расхода воздуха,

- датчики массового расхода воздуха.

Выходной сигнал датчика массового расхода воздуха может:
-быть аналоговым (в аналоговом ДМРВ используется в качестве чувствительного элемента подогреваемая электрическим током нить (проволока) или плёнка (фольга), для измерения количества проходящего воздуха)

-либо цифровым(цифровой получает от БУ базовый сигнал величиной 5 В и со своей стороны посылает обратно в БУ вариационный частотный сигнал, который соответствует поступающей в двигатель массе воздуха).

В первом случае в зависимости от расхода воздуха изменяется напряжение выходного сигнала датчика, во втором случае изменяется частота или скважность выходного сигнала датчика.
Например, выходной сигнал некоторых датчиков массового расхода воздуха
производства GM, MITSUBISHI представляет собой прямоугольное напряжение с изменяющейся частотой. С увеличением потока протекающего через датчик воздуха, увеличивается частота выходного сигнала.

Датчики объёмного расхода воздуха работают по одному из двух принципов:
-используется принцип подсчёта вихрей Кармана (некоторые датчики производства MITSUBISHI,CHRISLER...);

-принцип смещения ползунка потенциометра при помощи лопасти, размещённой в потоке расходуемого двигателем воздуха.

 

Датчики массового расхода воздуха (ДМРВ) более предпочтительны, так как измеряют непосредственно массовый расход воздуха (ДМРВ учитывает температуру и давление атмосферного воздуха), за счёт чего блок управления двигателем может более точно рассчитывать необходимое количество впрыскиваемого топлива. Кроме того, конструкция ДМРВ не имеет подвижных механических частей. К недостаткам датчика объемного расхода воздуха можно отнести наличие механического контакта между дорожкой сопротивлений и металической шиной, и как следствие износ. Обычно протирается дорожка в месте нахождения шинки в режиме холостого хода. В большинстве случаев можно сняв пластмасуваю крышку, ослабить 3-4 винта крепления керамической панельки и чуть сдвинуть ее так, чтобы шинка теперь работала по чистой, непротертой дорожке. Ресурс будет такой же.

Датчики массового расхода воздуха (ДМРВ)  могут быть :

-нитевыми(проволочный датчик массового расхода воздуха);

-пленочными.

Работа ДМРВ

Измерительным элементом датчика массового расхода воздуха является разогретый до определённой заданной температуры проволочный или плёночный элемент. Протекающий поток воздуха охлаждает этот элемент, но электрическая схема (обычно, встроенная в расходомер) управляет мощностью его подогрева и разогревает измерительный элемент до его прежней температуры. Чем больший поток воздуха проходит через расходомер, тем большая требуется мощность подогрева для поддержания заданной температуры измерительного элемента. Таким образом, мощность подогрева измерительного элемента расходомера является мерой величины протекающего через датчик потока воздуха. Величина тока подогрева измерительного элемента преобразуется в выходной сигнал датчика – в большинстве случаев в аналоговое напряжение, в некоторых типах
расходомеров в прямоугольное напряжение с изменяющейся частотой.

При данном методе измерения производится учет плотности воздуха, так как она также определяет величину теплоотдачи от тела к воздуху. Нагревательным элементом является пленочный  платиновый резистор, который вместе с другими элементами находится на керамической пластине.
Измерительный резистор (сопротивление которого пропорционально расходу воздуха) находится в непосредственном тепловом контакте как с нагревателем, так и с поступающим воздушным потоком и включен в измерительный мост. Благодаря разделению измерителя и нагревателя обеспечивается большая точность измерения. Напряжение на нагреваемом измерительном резисторе является мерой для массы воздушного потока. Далее это напряжение преобразуется (усиливается) электронной схемой, чтобы контроллер мог измерить его величину, то есть происходит согласование уровней.

        Преимуществом пленочного расходомера перед нитевым (он использовался ранее на автомобилях ВАЗ с контроллерами GМ и “Январь-4.1”) является повышенная механическая прочность, поскольку происходит разделение функций, то есть пленка выполняет функцию измерительного элемента, а подложка — функцию силового (несущего) элемента конструкции.

Проволочный датчик массового расхода воздуха
Датчик этого типа из нагретого провода  диаметром 70 мкм, установленного в измерительной трубке, расположенной перед дроссельной заслонкой. Работа датчика массового расхода воздуха основана на принципе постоянства температуры. Нагретый платиновый провод, расположенный в воздушном потоке, является одним из плеч резисторного моста. При этом за счет изменения силы тока, протекающей через резисторный мост, поддерживается постоянная температура (около 100 С) платинового провода, обдуваемого воздушным потоком.

При увеличении расхода воздуха платиновый провод остывает и его сопротивление падает. Резисторный мост становится несимметричным и возникает напряжение, подаваемое на усилитель и направленное на повышение температуры провода. Этот процесс продолжается до тех пор, пока температура и сопротивление провода не приведут к равновесию системы. Диапазон силы тока, протекающего через провод составляет 500...1200 мкА.

Этот ток также протекает через калибровочный резистор, на котором возникает напряжение, поступающее в блок электронного управления для вычисления количества впрыскиваемого топлива. Измерение температуры воздуха компенсируется резистором , который представляет собой платиновое кольцо, имеющее сопротивление примерно 500 Ом и расположенное в воздушном потоке. Изменение температуры воздуха одновременно изменяет сопротивление нагретого провода  и термокомпенсационного сопротивления , поэтому равновесие резисторного моста не нарушается.

При нулевом расходе воздуха (двигатель остановлен, зажигание включено)
выходное напряжение датчика массового расхода воздуха равно 1,00V. Когда
двигатель работает, через датчик протекает воздух, и чем больше поток
воздуха, тем выше значение выходного напряжения датчика. На определённых
режимах работы двигателя могут возникать кратковременные обратные
потоки воздуха - когда воздух движется по направлению от впускного
коллектора двигателя к воздушному фильтру. Датчик массового расхода
воздуха способен регистрировать обратные потоки воздуха, при
этом его выходное напряжение снижается до значений меньших 1,00 V
пропорционально величине обратного потока.

При эксплуатации платиновый провод неизбежно загрязняется. Для предотвращения загрязнения после выключения двигателя провод в течение 1с накаляется до температуры 1000 С. При этом вся налипшая на него грязь сгорает. Этот процесс контролируется электронным блоком управления.

           Пленочный датчик массового расхода воздуха

Пленочный датчик массового расхода воздуха состоит из керамического основания, на котором  расположена пленка, в которую вмонтированы измерительный и компенсационный резисторы.

Такая конструкция датчика делает его более надежным и дешевым. Датчики массового расхода воздуха, очень требовательны к состоянию воздушного фильтра. У них часто загрязняются платиновые спирали. Очистить их можно аэрозольным очистителем карбюратора, но очень аккуратно.
Если сигнал от датчика массового расхода воздуха имеет отклонения от нормы, работа двигателя существенно ухудшается

В случае попадания на измерительный элемент датчика загрязнений, снижается скорость реакции датчика на изменения величины воздушного потока, а так же снижается точность измерения, что, в итоге, приводит к приготовлению топливовоздушной смеси с неправильным составом. Интенсивное отложение загрязнений на чувствительном элементе датчика может возникнуть вследствие несвоевременной замены воздушного фильтра.

Иногда наблюдаются повреждения датчика, когда выходной сигнал постоянно находится в пределах 1,00V и при увеличении потока воздуха не изменяется. Двигатель при этом нормально запускается, но сразу глохнет. В большинстве случаев блок управления двигателем может определить только полностью неисправный расходомер. "Ухудшение" характеристик датчика определяются блоком управления в редких случаях.

Признаки неисправности ДМРВ:

-мощность и приемистость двигателя уменьшается;

-при разгоне происходят рывки и провалы;

-пуск двигателя затруднен;

-работа двигателя на холостом ходу затруднен;

-частота вращения холостого хода высокая (около 2000 об/мин).

Предварительные проверки:

-проверить состояние воздушного фильтра ;

-проверить на отсутствие «подсоса» воздуха во впускной тракт;

-проверить правильность регулировки привода дроссельной заслонки.

Порядок проведения работы

 

Проверки ДМРВ

1.Измерение выходного напряжения при нулевом потоке воздуха.

Измерение значения напряжения выходного сигнала
датчика при нулевом расходе воздуха проводится при остановленном
двигателе и включенном зажигании. Для датчика массового расхода воздуха
нулевому расходу воздуха соответствует значение выходного
напряжения равное 1V±0,02 V.

2.Измерение выходного напряжения при прямом потоке воздуха. Проверка осуществляется на работающем двигателе при увеличении оборотов напряжение  датчика массового расхода воздуха должно увеличиваться от1Вдо 4,8В .

3. Измерение напряжения питания ДМРВ.Отсоединить колодку жгута от ДМРВ .Включить зажигание измерить напряжение между контактами (3-2 для авт. ВАЗ) должно быть более 10В.

4. Измерение  цепи входного сигнала БУ . Отсоединить колодку жгута от ДМРВ .Включить зажигание измерить напряжение между контактами (3-4для авт. ВАЗ) должно быть 4,5-5В.

5. Измерение замыкания проводов на массу. Отсоединить колодку жгута от ДМРВ. Измерить сопротивление между контактами колодки жгута и «массой» (между контактом 5 и массой   R=4-6кОм.если R=0Ом.,то замыкание провода на массу или неисправен БУ. между контактом 3 и массой  R=0Ом.  Для авт.ВАЗ)            

Диагностирование ДМРВ с помощью осциллографа

Для просмотра осциллограммы напряжения выходного сигнала датчика массового расхода воздуха, рекомендуется воспользоваться дифференциальным осциллографическим щупом.. Чёрный зажим типа "крокодил" дифференциального осциллографического щупа должен быть подсоединён к "массе" двигателя диагностируемого автомобиля. Отрицательный пробник щупа (чёрного цвета) должен быть подсоединён параллельно "сигнальной массе" датчика (клемма №3 разъёма датчика), положительный пробник щупа (красного цвета) должен быть подсоединён параллельно сигнальному выводу датчика (клемма №5 разъёма датчика).

http://auto.schoollremonta.ru/sites/default/files/1275911920_air_flow_sensor_diagnostics-5.jpg

Рисунок 2 - Схема подключения к датчику массового расхода воздуха.

1 точка подключения чёрного зажима типа "крокодил" дифференциального осциллографического щупа;

2 точка подключения отрицательного пробника дифференциального осциллографического щупа (чёрного цвета);

3 точка подключения положительного пробника дифференциального осциллографического щупа (красного цвета).

Вместо дифференциального осциллографического щупа можно воспользоваться осциллографическим щупом.. Чёрный зажим типа "крокодил"  осциллографического щупа должен быть подсоединён к "массе" двигателя диагностируемого автомобиля. Пробник щупа должен быть подсоединён параллельно сигнальному выводу датчика датчика.

Проверка выходного сигнала датчика массового расхода воздуха проводится в три этапа:

- измерение времени переходного процесса в момент включения зажигания;

- измерение значения напряжения выходного сигнала при нулевом потоке воздуха;

- измерение максимального значения напряжения выходного сигнала датчика при резкой перегазовке.

Измерение времени переходного процесса при подаче питания(рис3).

В момент включения зажигания происходит подача питающих напряжений на датчики и исполнительные механизмы системы управления двигателем, в том числе и на датчик расхода воздуха. Сразу после подачи питания на датчик массового расхода воздуха происходит разогрев его чувствительного элемента до рабочей температуры, при этом, пока температура датчика стабилизируется, возникает переходный процесс.

http://auto.schoollremonta.ru/sites/default/files/1275912145_air_flow_sensor_diagnostics-6.jpg

Рисунок 3 - Осциллограмма выходного напряжения исправного датчика массового расхода воздуха при подаче питающих напряжений.

 

 Значение напряжения в момент времени указанный маркером. В данном случае соответствует напряжению выходного сигнала ДМРВ при нулевом расходе воздуха (двигатель остановлен) и равно 0,99 V.

 Значение интервала времени между двумя маркерами. В данном случае соответствует времени переходного процесса выходного сигнала при подаче питания на датчик и равно ~0,5 mS. Время переходного процесса выходного  сигнала исправного датчика не превышает единиц миллисекунд (mS).

Загрязнения, отложившиеся на чувствительном элементе датчика, разогреваются вместе с ним. Если количество отложившихся загрязнений значительно, время разогрева его чувствительного элемента до рабочей температуры увеличивается, соответственно, увеличивается и продолжительность переходного процесса (рис.4).

http://auto.schoollremonta.ru/sites/default/files/1275912145_air_flow_sensor_diagnostics-6.jpg

Рисунок 4 - Осциллограмма выходного напряжения неисправного датчика массового расхода воздуха BOSCH HFM5 при подаче питающих напряжений.

 

 Значение напряжения в момент времени указанный маркером. В данном случае соответствует напряжению выходного сигнала ДМРВ при нулевом расходе воздуха (двигатель остановлен) и равно 0,92V. 

 Значение интервала времени между двумя маркерами. В данном случае соответствует времени переходного процесса выходного сигнала при подаче питания на датчик и равно ~70mS.

Время переходного процесса выходного сигнала датчика с загрязнённым измерительным элементом может достигать десятков, а иногда и сотен миллисекунд.

Измерение выходного напряжения при резкой перегазовке (рис.5).

Измерение максимального значения напряжения выходного сигнала датчика при резкой перегазовке проводится путём резкого открытия дроссельной заслонки на короткое время (не более одной секунды) при условии, что переключатель режима работы трансмиссии находится в положении "Neutral" и двигатель прогрет до рабочей температуры.

Внимание.

Методика измерения максимального значения напряжения выходного сигнала датчика расхода воздуха при резкой перегазовке применима только в том случае, если педаль акселератора диагностируемого двигателя соединена с дроссельной заслонкой механически (при помощи троса / рычагов) и только для атмосферных двигателей (диагностируемый двигатель не оснащён турбиной / компрессором).

В момент резкой перегазовки происходит следующее.
При работе двигателя на оборотах холостого хода без нагрузки,
заполняющий впускной коллектор воздух, сильно разрежён, так как приток
воздуха во впускной коллектор ограничен дроссельной заслонкой и клапаном
холостого хода. Абсолютное давление во впускном коллекторе при этом
ниже атмосферного на 0,6...0,7 Bar. Масса заполняющего коллектор
разрежённого воздуха незначительна. При резком открытии дроссельной
заслонки, воздух резко устремляется через открытую дроссельную заслонку
во впускной коллектор и быстро заполняет объём коллектора до тех пор,
пока абсолютное давление в нём не достигнет значения близкого к
атмосферному. Этот процесс происходит очень быстро, вследствие чего
поток воздуха через датчик расхода воздуха достигает значений близких к
максимальным. После того как абсолютное давление во впускном коллекторе
достигнет близкого к атмосферному, величина потока протекающего через
датчик воздуха становится пропорциональной частоте вращения коленчатого
вала двигателя.

http://auto.schoollremonta.ru/sites/default/files/1275912526_air_flow_sensor_diagnostics-8.jpg

Рисунок 5 - Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного BOSCH HFM5 при резкой перегазовке.

 

Напряжения выходного сигнала исправного датчика массового расхода воздуха BOSCH HFM5 сразу после резкого открытия дроссельной заслонки должно кратковременно возрасти до значения не менее 4,0V.

В случае значительного загрязнения чувствительного элемента датчика, скорость реакции датчика снижается, и форма осциллограммы напряжения выходного сигнала датчика становится несколько "сглаженной" (рис.6) .

 Отложившиеся на чувствительном элементе датчика загрязнения образуют теплоизолятор, снижающий интенсивность охлаждения чувствительного элемента датчика, что приводит к уменьшению тока подогрева и выходного сигнала датчика (соответственно, уменьшается и количество подаваемого в цилиндры топлива).

http://auto.schoollremonta.ru/sites/default/files/1275912526_air_flow_sensor_diagnostics-9.jpg

Рисунок 6 - Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика массового расхода воздуха  при резкой перегазовке.

Вследствие снижения скорости реакции, способность датчика регистрировать быстрые изменения величины и направления потока воздуха ухудшается. Как следствие, после резкого открытия дроссельной заслонки, напряжение выходного сигнала такого датчика уже "не успевает" достичь значения 4,0V.

Содержание отчета

Наименование работы:______________________________________________

Цель работы:______________________________________________________

Задание:__________________________________________________________

Перечень используемого оборудования: ____________________________________

 

Таблица 1.

 

Измеряемые параметры

 

Измеренные параметры

ТУ

Время переходного процесса в момент включения зажигания

 

 

напряжения выходного сигнала при нулевом потоке воздуха;

 

 

максимальное значения напряжения выходного сигнала датчика при резкой перегазовке.

 

 

 

 

Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Контрольные вопросы

1. Перечислите требования техники безопасности при выполнении работы.

2. Назначение , устройство датчика массового расхода воздуха.

3.Назовите признаки неисправностей ДМРВ.

4. Укажите порядок проверки датчика массового расхода воздуха.

5.Назовите отличия нитевого ДМРВ от пленочного.

6. Укажите вероятные типовые неисправности  датчика  коленчатого вала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа №4

 

Диагностирование технического состояния датчика

распределительного вала.

 

Цель работы: изучить и освоить методы диагностирования технического состояния датчика положения распределительного вала с помощью осциллографа диагностическим комплексом «Автомастер».

 

Задание:  провести диагностирование технического состояния датчика положения распределительного вала (датчик Холла) с помощью осциллографа.

 

Оборудование рабочего места:

1.Двигатель

                   2.Осциллограф диагностического комплекса «Автомастер».

 

 

Техника безопасности

 

·        К работе со стендом допускается студенты изучившие его  устройство, принцип работы;

·        Подключение стенда осуществляется только при не работающем двигателе

·        Включать стенд в сеть 220 В в присутствии преподавателя;

·        Не заводить двигатель без разрешения преподавателя;

·        При работе двигателя не прикасаться к вращающим деталям и проводам высокого напряжения;

·        При работе стенда корпус должен заземлятся по средствам специальной жилы, питающего кабеля и разъема с заземляющим контактом;

·        При оперативно напряжении комплекса от сети осуществляется клавишей СЕТЬ или отключением от сети сетевого разъема;

·        Для работы с высоковольтной частью системы зажигания следует использовать диэлектрический захват

·        Для аварийной остановки двигателя диагностируемого автомобиля используется кнопка STOP

·        При подключении комплекса к автомобилю прокладку жгутов датчиков следует проводить таким образом, чтобы исключить их возможный контакт с вращающимися деталями двигателя, а также элементами выпускной системы.

 

 

 

 

Краткие теоретические сведения

 Датчик положения распределительного вала (рис.1) предназначен для определения начала цикла работы двигателя и обеспечивает  формирование одиночного импульсного сигнала от стального штифта-отметчика первого цилиндра.

Холл copy 

 

 

 

 

 


Рисунок 1- Внешний вид датчика.

Конструкция. Датчик положения распределительного вала работает на эффекте Холла. Основа датчика Холла( рис. 2) – интегральная схема Холла 6, через которую проходит магнитный поток создаваемый постоянным магнитом 5.Стержневой датчик, выполненный в пластиковом корпусе 2, устанавливается в корпус двигателя 3 над деталью выполненной из ферромагнитного материала 7. Герметичность обеспечивает уплотнительное кольцо 4.

Принцип действия.

 

Постоянный магнит расположенный над полупроводниковым элементом Холла генерирует магнитное поле В перпендикулярное элементу Холла (рис. 2). Когда деталь из ферромагнитного материала проходит на определенном расстоянии a (рис. 10) от элемента Холла стержневого датчика, то она изменяет напряженность магнитного поля, перпендикулярного элементу Холла. В результате этого путь электронов, которые движутся за счет продольного напряжения UR, действующего на элемент Холла, отклоняются от перпендикулярного направления на угол α. За счет этого возникает сигнал напряжения Холла UH, который находится в милливольтовом диапазоне и не зависит от скорости прохождения экранирующей детали.

 

 

 

 

Датчик Холла схема

Рисунок 2 - Конструкция датчика Холла

 

  Характеристика. Оценивающая электронная схема, встроенная в интегральную схему Холла, вырабатывает сигнал в форме прямоугольных импульсов (высокий/низкий).

 

Принцип работы

Частоты вращения распределительного и коленчатого валов соотносятся как 1:2. Положение распределительного вала по­казывает, находится ли поршень двигате­ля, движущийся к ВМТ, на такте сжатия или выпуска. Фазный датчик на распре­делительном валу передает эту информа­цию в блок управления.

Датчик фаз часто устанавливается на двигателе  верхней части головки блока цилиндров . На шкиве впускного распредвала расположен задающий диск с прорезью (или отметчиком двигатели ЗМЗ-406). Прохождение прорези через зону действия датчика фаз соответствует открытию впускного клапана первого цилиндра. Контроллер посылает на датчик фаз опорное напряжение 12В.

Напряжение на выходе датчика фаз циклически меняется от значения близкого к 0 (при прохождении прорези задающего диска впускного распредвала через датчик) до напряжения близкого напряжению АКБ (при прохождении через датчик кромки задающего диска).Такую конструкцию имеет датчик, который применяется в системе управления двигателем ВАЗ-2112 (16 клапанов).На двигателях ВАЗ-2111 и ВАЗ-21214 используется датчик фаз торцевого типа. Он также работает на эффекте Холла, только реагирует не на прорезь в диске, а на специальную задающую метку, которая крепится на распредвале (двигатель ВА3-2111) или на шкиве привода распредвала (двигатель ВА3-21214)

 

Рисунок 3 - Угловая ориентация отметчика распределительного вала:

1, 5, 20, 35, 50 и 58 - номера зубьев диска синхронизации.

Расстояние между меткой и датчиком гораздо меньше расстояния между датчиком и распредвалом. При приближении метки к датчику изменяется внутреннее магнитное поле датчика, и он формирует синхронизирующий импульс. На двигателях ВАЗ-21214 ДФ формирует импульс, когда в BMT на такте сжатия находится четвертый цилиндр. Таким образом при работе двигателя датчик фаз выдает на контроллер импульсный сигнал синхронизирующий впрыск топлива с открытием впускных клапанов. (ДПРВ устанавливается на двигателе ВАЗ-2112 в верхней части головки блока цилиндров за шкивом впускного распредвала. На двигателях ВАЗ-2111(Евро-2) на заглушке справой стороны. На двигателях ЗМЗ-406.2датчик установлен на бобышке го­ловки блока у четвертого цилиндра со стороны выпускного коллектора двигателя.). Центр отметчика распредвала совпадает с началом (или серединой) первого (после выреза) зуба диска синхронизации. Ширина отметчика распредвала составляет не менее (24±1) градусов положения распредвала.

 

 

 

 

Порядок проведения работы

Проверка выходного сигнала датчика холла. Для просмотра осциллограммы напряжения выходного сигнала датчика
Холла, чёрный зажим типа "крокодил" осциллографического щупа должен быть подсоединён к "массе" двигателя диагностируемого автомобиля, пробник щупа должен быть подсоединён параллельно сигнальному выводу датчика (клемма 0 разъёма датчика).

http://auto.schoollremonta.ru/sites/default/files/1275916575_4.png

Рисунок 4 - Схема подключения к датчику Холла.


1 – точка подключения чёрного зажима типа "крокодил" осциллографического щупа;
2 – точка подключения пробника осциллографического щупа. 

После подсоединения осциллографического щупа и выбора режима
отображения осциллограмм  необходимо запустить двигатель диагностируемого автомобиля, а в случае, если запуск двигателя невозможен, прокрутить двигатель стартером. Осциллограмма представляет собой прямоугольные импульсы амплитудой 12.3 вольта (рис.6).

 

http://chiptuner.ru/image/motodoc/osc_5.jpg

Рисунок 5 - Осциллограмма выходного сигнала исправного датчика Холла.



 

http://chiptuner.ru/image/motodoc/osc_6.jpg

 

Рисунок 6 - Осциллограмма выходного сигнала и датчика Холла.

Прямоугольные импульсы, амплитуда 12.7 В., на вершинах всплески напряжения от закрывающихся форсунок. Обратите внимание на едва заметные вертикальные линии по заднему фронту импульсов. Это программа отмечает моменты синхронизации. Они особенно показательны при внешней синхронизации.

Подключим одновременно ДПКВ и ДПРВ, выберем синхронизацию от ДПКВ и посмотрим данную осциллограмму (рис.7). Видно, что коленвал вращается в два раза быстрее распредвала, и видно, что пропуск зубьев на задающем диске совпадает с началом отрицательного импульса ДПРВ. 

 

http://chiptuner.ru/image/motodoc/osc_7.jpg

Рисунок 7 - Осциллограмма синхронизации работы  ДПКВ и ДПРВ

Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика Холла, выходной ключ которого не обеспечивает должного значения напряжения низкого уровня. В данном случае, значение напряжения низкого уровня выходного сигнала датчика равно 1,1 V.         

Прикрепленное изображение


Рисунок 8 - Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика Холла.

Выходной сигнал датчика Холла становится "невидимым" для блока управления двигателем после того, как с ростом температуры корпуса датчика, напряжение низкого уровня сигнала увеличивается до критически высокого значения. Это значение зависит от особенностей устройства входных цепей сигнала от датчика Холла в блоке управления двигателем и может быть равным 0,25…3,5 V.

Прикрепленное изображение

Рисунок 9 - Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика Холла, предвыходной каскад которого не обеспечивает должной крутизны фронтов синхроимпульсов.

Неисправности предвыходного каскада электронной схемы датчика Холла могут вызвать "завал" фронтов синхроимпульсов выходного сигнала датчика

Содержание отчета

Наименование работы:___________________________________________________

Цель работы:___________________________________________________________

Задание:_________________________________________________________________________________________________________________________________

Перечень используемого оборудования: ____________________________________________________________________

 

Таблица 1.

 

 

Измеряемые параметры

 

Измеренные параметры

ТУ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод:______________________________________________________________

 

 

                

Контрольные вопросы

1. Перечислите требования техники безопасности при выполнении работы.

2. Назначение , устройство датчика Холла.

3. Нарисуйте осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика положения Холла.

4. Нарисуйте схему подключения к датчику положения коленчатого вала осциллографа.

5.Назовите причину появления всплесков напряжения  на вершинах осциллограммы.

 

 

 

 

 

Лабораторная работа №5

Диагностирование технического состояния датчика положения дроссельной заслонки.

Цель работы: изучить и освоить методы диагностирования технического состояния датчика положения дроссельной заслонки положения с помощью осциллографа диагностическим комплексом «Автомастер».

 

Задание:  провести диагностирование технического состояния датчика положения дроссельной заслонки положения с помощью осциллографа.

 

 Оборудование рабочего места:

1.Двигатель

                   2.Осциллограф диагностического комплекса «Автомастер».

 

Техника безопасности

·        К работе со стендом допускается студенты изучившие его  устройство, принцип работы;

·        Подключение стенда осуществляется только при не работающем двигателе

·        Включать стенд в сеть 220 В в присутствии преподавателя;

·        Не заводить двигатель без разрешения преподавателя;

·        При работе двигателя не прикасаться к вращающим деталям и проводам высокого напряжения;

·        При работе стенда корпус должен заземлятся по средствам специальной жилы, питающего кабеля и разъема с заземляющим контактом;

·        При оперативно напряжении комплекса от сети осуществляется клавишей СЕТЬ или отключением от сети сетевого разъема;

·        Для работы с высоковольтной частью системы зажигания следует использовать диэлектрический захват

·        Для аварийной остановки двигателя диагностируемого автомобиля используется кнопка STOP

·        При подключении комплекса к автомобилю прокладку жгутов датчиков следует проводить таким образом, чтобы исключить их возможный контакт с вращающимися деталями двигателя, а также элементами выпускной системы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Краткие теоретические сведения

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ)

Датчик положения дроссельной заслонки расположен на корпусе узла дроссельной заслонки. Служит для измерения степени открытия дроссельной заслонки.

Установлен сбоку на дроссельном патрубке и связан с осью дроссельной заслонки.

dr_patr

Рисунок 1- Дроссельный патрубок:

1- патрубок подвода охлаждающей жидкости; 2- патрубок системы вентиляции картера на холостом ходу; 3- патрубок отвода охлаждающей жидкости; 4- датчик положения дроссельной заслонки; 5- регулятор холостого хода; 6- патрубок продувки адсорбера;

Выходной сигнал, получаемый с ДПДЗ блоком управления, исполь­зуются для расчета :

-момента зажигания (УОЗ);

- длитель­ности импульса, подаваемого на топливную форсунку (ТФ).

ДПДЗ «сообщает» БУ о положении дроссельной заслонки (закрыта, открыта, промежуточное положение) и о ско­рости, с которой происходит открытие и закрытие (Например, в режиме пуска двигателя количество подаваемого топлива рассчитывается по температуре двигателя, по степени открытия дроссельной заслонки и по фактической частоте вращения коленвала). БУ подает на ДПДЗ базовое напряжение 5 В, и при пово­роте дроссельной заслонки изменяется сопротивление датчика и напряжение выходного сигнала, поступающе­го в БУ.

Система использует показания датчика дроссельной заслонки для следующих режимов работы:

·    На режиме пуска двигателя подача топлива корректируется по степени открытия дросселя (увеличивается при открытом дросселе). Но при открытии дросселя более 90% система перестает подавать топливо в двигатель. В этом режиме можно реализовать продувку двигателя при прокрутке стартером.

·      На работающем двигателе при закрытой дроссельной заслонке блок управления двигателем переходит в режим стабилизации частоты вращения коленчатого вала двигателя - режим поддержания холостого хода. Заданная частота вращения коленвала при этом зависит от
температуры охлаждающей жидкости, от нагрузки на двигатель и от скорости движения автомобиля и регулируется путём изменения степени открытия регулятора холостого хода и изменения угла опережения зажигания.

·    Во время движения автомобиля, при показаниях датчика дроссельной заслонки выше определенного значения, система с учетом оборотов двигателя обеспечивает мощностной режим топливоподачи. Расчет времени открытия форсунки в зависимости от расхода воздуха определяется параметром обогащения состава топливно-воздушной смеси по таблицам, зашитым в памяти блока управления.

·    В резервных режимах, при выходе из строя датчика массового расхода показания датчика дроссельной заслонки определяют наполнение цилиндров воздухом для расчета топливоподачи в двигатель и установки угла опережения зажигания.

 

 ДПДЗ могут быть двух типов — потенциометры и пере­ключатели.

Датчик-потенциометр (рис.2)вырабатывает сигнал постоянного напряжения, которое меняется при враща­тельном движении вала дроссель­ной заслонки. ДПДЗ — это, по сути дела, переменное сопротивление, связанное с валом дроссельной заслон­ки.

dpdz_sh 

Рисунок 2 - Электрическая схема датчик типа потенциометр.

 

Датчик- потенциометр представляет собой потенциометр ось которого жёстко связана с осью дроссельной заслонки (рис.3). На один вывод которого подаётся плюс напряжения питания (5 В), а другой  соединен с массой. С третьего вывода потенциометра (от ползунка) идёт выходной сигнал к контроллеру ( изменение постоянного напряжения используется в качестве входного сигнала БУ).  Датчик положения дроссельной заслонки не требует никакой регулировки, т.к. контроллер самостоятельно определяет минимальное напряжение датчика и принимает его за нулевую отметку. Изменение постоянного напряжения используется в качестве входного сигнала БУ.

dpdz

Рисунок 3- Датчик - потенциометр:

1-ось дроссельной заслонки; 2- корпус; 3- контакты разъема; 4- прижимная пружина; 5- резистивная пластина; 6- сальник; 7- контакты ползунка; 8- возвратная пружина; 9- крышка;

http://auto.schoollremonta.ru/sites/default/files/1275904565_position_sensor_diagnostics-1.jpg

Рисунок 4- Внешний вид датчика положения дроссельной заслонки.

Датчик-переключатель имеет два подвижных контакта, связанных с валом дроссельной заслонки.

Один контакт используется для указания угла открытия дроссельной заслонки, другой — для сигналов, которые сообщают БУ о полностью закрытой или открытой дроссельной за­слонке.

При возникновении неисправности цепей ДПДЗ блок уп­равления заносит в свою оперативную память (ОЗУ) ее код и включает контрольную лампу «СНЕСК ENGINE», сиг­нализируя о наличии неисправности. При неисправности ДПДЗ обороты холостого хода стано­вятся повышенными

·                   Зависание оборотов холостого хода на уровне 1500-3000 в зависимости от температуры двигателя (Это резервный режим работы системы, он вызван неисправностью датчика, система в этом случае не регулирует обороты холостого хода);

·                   Резкие рывки при наборе скорости. Вызываются резкими провалами в показаниях положения дроссельной заслонки  или нестабильными (плавающими). Если при минимальных оборотах двигатель глохнет, мож­но отсоединить колодку жгута от ДПДЗ и приоткрыть дрос­сельную заслонку, натянув трос ее привода, обеспечив повышенные обороты холостого хода.

Типовые неисправности датчика положения дроссельной заслонки.

Подвижный контакт потенциометрического датчика механически перемещается по контактному резистивному слою датчика, что со временем может стать причиной разрушения этого контактного резистивного слоя. В таком случае, при некоторых положениях подвижного контакта датчика, значение выходного напряжения датчика может не соответствовать фактическому положению дроссельной заслонки.

http://auto.schoollremonta.ru/sites/default/files/1275905917_position_sensor_diagnostics-6.jpg

Рисунок 5 - Неисправный датчик положения дроссельной заслонки( разрушение контактного резистивного слоя

Дорожка потенциометра с "протёртым" контактным резистивным слоем (рис.5).  Как только устанавливается такое положение дроссельной заслонки, при котором ползунок потенциометра датчика заслонки попадает на участок с разрушенным контактным резистивным слоем, возникают резкие рывки в работе двигателя. Блок управления двигателем воспринимает изменения напряжения на дефектном участке как сигнал режима быстрого разгона двигателя, или режима отсечки подачи топлива. Характер влияния неисправности на работу системы управления двигателем зависит от того, на каких режимах работы двигателя, и при каких углах открытия дроссельной заслонки проявляется неисправность. Если показания датчика нарушаются при закрытой дроссельной заслонке, то это приводит к нестабильности оборотов холостого хода - после отпускания педали акселератора двигатель может заглохнуть, либо напротив, обороты холостого хода могут быть сильно завышенными. Если же показания датчика нарушаются при каком-либо другом положении дроссельной заслонки, это вызывает возникновение резких рывков в работе двигателя в моменты, когда дроссельная заслонка принимает положения, при которых проявляется несоответствие выходного сигнала датчика фактическому положению заслонки.

Другой типовой неисправностью датчика является повышенная зависимость выходного напряжения датчика от температуры его корпуса. Данная неисправность является следствием установки некачественного датчика положения дроссельной заслонки на этапе замены износившегося датчика на новый или ещё на этапе производства автомобиля. Проявляется данная неисправность после прогрева двигателя при полностью закрытой дроссельной заслонке как повышение частоты вращения двигателя
на холостом ходу. Характерным признаком неисправности является возможность временного её устранения путём выключения и повторного пуска двигателя. В момент включения зажигания, блок управления двигателем фиксирует ("запоминает") текущее значение выходного напряжения датчика положения дроссельной заслонки и принимает его за напряжение, соответствующее полностью закрытой заслонке. После запуска двигателя это значение напряжения служит для блока управления двигателем признаком закрытой дроссельной заслонки, когда водитель полностью отпускает педаль акселератора. При совпадении выходного напряжения датчика со значением, зафиксированным во время включения зажигания, блок управления двигателем переходит в режим стабилизации частоты вращения двигателя на холостом ходу дроссельной заслонки, когда водитель полностью отпускает педаль акселератора. При совпадении выходного напряжения датчика со значением, зафиксированным во время включения зажигания, блок управления двигателем переходит в режим стабилизации частоты вращения двигателя на холостом ходу. Если температурная стабильность датчика не удовлетворительна, может возникнуть сбой в работе двигателя на холостом ходу. Например, в момент включения зажигания, когда двигатель холодный (корпус датчика положения дроссельной заслонки холодный) значение выходного напряжения рассматриваемого датчика равно 500 mV. Блок управления двигателем фиксирует это значение как соответствующее полностью закрытой дроссельной заслонке. В моменты, когда выходное напряжение датчика вновь совпадает с этим зафиксированным значением 500 mV, двигатель переходит в режим стабилизации оборотов холостого хода. По мере прогрева двигателя разогревается и корпус датчика, и если с увеличением  температуры корпуса датчика его выходное напряжение так же
увеличивается, то может наступить момент, когда при закрытой дроссельной
заслонке напряжение выходного сигнала будет значительно превышать
зафиксированное при включении зажигания значение, и будет равно,
например, 550 mV. В таком случае, когда водитель полностью отпускает
педаль акселератора, от датчика будет поступать напряжение 550 mV вместо
500 mV, что уже не будет соответствовать сигналу полностью закрытой
дроссельной заслонки. Вследствие этого, блок управления двигателем уже
не будет переходить в режим стабилизации оборотов холостого хода. Если же теперь выключить зажигание, после чего вновь запустит двигатель, блок управления двигателем зафиксирует новое текущее значение напряжения датчика положения дроссельной заслонки 0,5V с уже разогретым корпусом и примет его за напряжение, соответствующее полностью закрытой дроссельной заслонки. Теперь, работа двигателя при закрытой дроссельной заслонке будет стабильна, пока температура корпуса датчика положения дроссельной заслонки вновь не измениться. Диагностика данной неисправности сводится к сравнению двух значений выходного напряжения датчика при полностью закрытой дроссельной заслонке. Первое значение необходимо измерить, когда температура корпуса датчика близка к текущему значению температуры воздуха (двигатель не работал на протяжении минимум 3-х часов). Второе значение необходимо измерить, когда двигатель будет полностью прогрет до рабочей температуры (электро-вентилятор системы охлаждения автоматически включится не менее трёх раз). Данная неисправность устраняется только путём замены некачественного датчика на качественный.

В некоторых системах управления двигателем вместо датчиков положения потенциометрического типа применяются оптические датчики положения. Типовой неисправностью этих датчиков является проникновение и накопление загрязнений в полостях, где расположены оптические элементы и на самих оптических элементах. Устраняется данная неисправность путём очистки от загрязнений, но только в тех случаях, если конструкция датчика позволяет его разобрать и повторно собрать.

Порядок проведения работы

Проверка ДПДЗ:

1.дроссельная заслонка должна быть практически полностью закрыта, т. е. перетечка воздуха вокруг кромок заслонки должна быть минималь­ной;

2.приоткрытие дроссельной заслонки необходимо (в подавляющем большинстве случаев), чтобы она не задевала о стенки впускного трубо­провода.

Регулировка привода дроссельной заслонки:

· ослабить или совсем отсоединить детали привода дроссельной за­слонки так, чтобы ее рычаг свободно садился на регулировочный упор;

· удалить нагар и загрязнения в зоне начального открытия дроссель­ной заслонки;

· отвернуть ограничительный винт-упор, ослабив контргайку, до по­явления гарантированного зазора с рычагом дроссельной заслонки;

· еще раз убедиться в свободном перемещении заслонки в зоне ма­лых углов и плотности ее закрытия;

· медленно заворачивая винт, зафиксировать момент его соприкос­новения с рычагом, а затем довернуть его еще на 1/4... 1/2 оборота.

3.Плавно открыть дроссельную заслонку, сопротивление должно плавно без резких скачков измениться в диапазоне 2-5 кОм. Если при этом происходят какие- либо скачки, датчик подлежит замене.

 

Признаки неисправности:

- пуск двигателя затруднен;

-двигатель на холостом ходу работает неустойчиво или глохнет сразу после пуска;

- обороты холостого хода повышенные и не опускаются ниже 1500 мин-1;

- при работе двигателя под нагрузкой происходят про­валы, задержки или подергивания. Предварительная проверка показала, что при отсоеди­нении колодки жгута от ДПДЗ устойчивость работы дви­гателя на холостом ходу улучшается. Питание ДПДЗ напряжением 5 В производится с выхода 12 БУ.

 

Проверкая состоя­ние датчика положе­ния дроссельной заслон­ки при неработающем двигателе.

-Уровень сигнала датчи­ка положения дрос­сельной заслонки должен увеличиваться пропорци­онально открытию дрос­сельной заслонки.

-При полностью откры­той дроссельной за­слонке уровень сигнала датчика должен быть 100%.

-Определяется причина неисправности: замы­кание на источник пита­ния цепи выходного сиг­нала датчика, обрыв цепи заземления датчика или неисправность датчика.

dpdz_shema

Рис.6.Схема подключения датчи­ка положения дрос­сельной заслонки.

После замены датчика для некоторых систем, необходимо сбросить величину автоматического обнуления (сброс ЭБУ с инициализацией).

Питание и масса для датчика положения дроссельной заслонки может также использоваться для других датчиков, что можно узнать по соответствующей схеме. Если кодов неисправностей много, возможно проблема в общем питании или массе соответствующих компонентов.

Проверка выходного сигнала датчика положения дроссельной заслонки с помощью осциллографа.

Диагностика датчика положения дроссельной заслонки потенциометрического типа заключается в проверке соответствия выходного напряжения датчика фактическому положению дроссельной заслонки во всём диапазоне её возможных положений.

Для просмотра осциллограммы напряжения выходного сигнала датчика, чёрный зажим типа "крокодил" осциллографического щупа должен быть подсоединён к "массе" двигателя диагностируемого автомобиля, пробник щупа должен быть подсоединён параллельно сигнальному выводу датчика.

 

http://auto.schoollremonta.ru/sites/default/files/1275905148_position_sensor_diagnostics-2.jpg

 

 

Рис.7.Схема подключения к датчику положения дроссельной заслонки потенциометрического типа: 1- точка подключения чёрного зажима типа "крокодил" осциллографического щупа; 2 -точка подключения пробника осциллографического щупа.

 После включения записи осциллограммы, необходимо как можно более плавно открыть дроссельную заслонку до её полного открытия, после чего так же плавно её закрыть. При закрытой дроссельной заслонке, значение напряжения выходного сигнала датчика его положения должно находиться в определённом диапазоне, чаще всего - 0,25...0,75 V. Как только дроссельная заслонка начинает плавно открываться, значение напряжения выходного сигнала датчика так же должно плавно увеличиваться синхронно увеличению угла открытия дроссельной заслонки.

http://auto.schoollremonta.ru/sites/default/files/1275905382_position_sensor_diagnostics-3.jpg

Рис.8. Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика положения дроссельной заслонки.

Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика положения дроссельной заслонки(рис.8). Зажигание включено, двигатель остановлен, плавное открытие дроссельной заслонки и быстрое её закрытие. Когда дроссельная заслонка открыта полностью, значение напряжения выходного сигнала датчика должно находиться в диапазоне обычно 3,9.. .4,7В.

В некоторых системах управления двигателем применяются датчики положения дроссельной заслонки потенциометрического типа с инверсной выходной характеристикой. При закрытой дроссельной заслонке выходное напряжение датчика высокое, а при открытой - низкое. Во многих системах управления двигателем, где положение дроссельной заслонки задаётся при помощи электропривода (во всём диапазоне возможных положений, либо только в режиме холостого хода), текущее положение дроссельной заслонки определяется при помощи сразу двух потенциометров, конструктивно объединённых. Один из потенциометров имеет прямую выходную характеристику, а другой потенциометр обычно имеет инверсную выходную характеристику. Кроме того, многие узлы дроссельных заслонок со встроенным электроприводом зачастую дополнительно оснащены концевым микро-выключателем холостого хода, срабатывающим тогда, когда педаль акселератора отпущена водителем полностью. Наличие двух потенциометров в датчике положения дроссельной заслонки служит для повышения точности измерения текущего положения дроссельной заслонки, для точного распознавания блоком управления неисправностей датчика, а так же для повышения надёжности узла дроссельной заслонки - при выходе из строя одного из потенциометров блок управления двигателем определяет текущее положение дроссельной заслонки по сигналу от исправного потенциометра.

http://auto.schoollremonta.ru/sites/default/files/1275905536_position_sensor_diagnostics-4.jpg

Рис.9.Осциллограммы напряжения выходных сигналов исправного спаренного датчика положения дроссельной заслонки системы управления двигателем с электронным приводом дроссельной заслонки. Зажигание включено, двигатель остановлен, открытие дроссельной заслонки, закрытие дроссельной заслонки.

Осциллограммы сигнала потенциометра (рис.9), имеющего:

1 Осциллограмма напряжения выходного инверсную выходную характеристику.

2 Осциллограмма напряжения выходного сигнала потенциометра, имеющего прямую выходную характеристику.

А-Значение напряжения в момент времени указанный маркером. В данном

случае соответствует напряжению выходного
сигнала потенциометра, имеющего инверсную выходную характеристику при закрытой дроссельной заслонке и равно ~4 V.

А-В- Значение напряжения в момент времени указанный маркером. В данном случае соответствует напряжению выходного сигнала потенциометра, имеющего прямую выходную характеристику при закрытой дроссельной заслонке и равно ~0,887 V.

Встречаются спаренные потенциометрические датчики положения дроссельной заслонки, где оба потенциометра имеют прямую
выходную характеристику. Выходной сигнал одного потенциометра изменяется в диапазоне положений дроссельной заслонки от "полностью закрыто", до "частично открыто" (для системы управления двигателем BOSCH MONO Motronic этот диапазон составляет от 0% до 30%). Выходной сигнал другого потенциометра изменяется в диапазоне положений дроссельной заслонки от "частично открыто" до "полностью открыто" (для системы управления двигателем BOSCH MONO Motronic этот диапазон составляет от 17% до 100%). Такая конструкция датчика применяется для повышения точности измерения текущего положения дроссельной заслонки при малых углах её открытия. Высокая точность измерения текущего положения дроссельной заслонки в системе управления двигателем BOSCH MONO Motronic очень важна, так как данная система не оснащена ни датчиком абсолютного давления во впускном коллекторе, ни датчиком расхода воздуха. По этому, величина нагрузки на двигатель и соответствующее ей необходимое количество впрыскиваемого топлива определяются по скорости вращения коленвала, по величине открытия дроссельной заслонки, по температуре двигателя и по температуре входящего воздуха.

http://auto.schoollremonta.ru/sites/default/files/1275905659_position_sensor_diagnostics-5.jpg

Рис.10.Осциллограммы напряжения выходных сигналов
исправного спаренного датчика положения дроссельной заслонки системы
управления двигателем BOSCH MONO Motronic. Зажигание включено, двигатель остановлен, открытие дроссельной заслонки, закрытие дроссельной заслонки.

 

1 Осциллограмма напряжения выходного сигнала потенциометра, работающего в диапазоне положений дроссельной заслонки от "полностью закрыто", до "частично открыто".

2 Осциллограмма напряжения выходного сигнала потенциометра, работающего в диапазоне положений дроссельной заслонки от "частично открыто" до "полностью открыто".

 В большинстве случаев, несоответствие выходного сигнала датчика положения дроссельной заслонки фактическому углу открытия дроссельной заслонки имеет место при положении дроссельной заслонки "полностью закрыто" и "частично открыто", из-за чего нарушается работа двигателя в режиме холостого хода (рис11).

http://auto.schoollremonta.ru/sites/default/files/1275906009_position_sensor_diagnostics-7.jpg

Рис.11.Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика положения дроссельной заслонки. Зажигание включено, двигатель остановлен, плавное открытие дроссельной заслонки, плавное закрытие дроссельной заслонки.

В случае повреждения контактного резистивного слоя датчика во всём диапазоне положений дроссельной заслонки, характер работы двигателя становится непредсказуемым (рис12).

http://auto.schoollremonta.ru/sites/default/files/1275906163_position_sensor_diagnostics-8.jpg

Рис.12.Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика дроссельной заслонки. Зажигание включено, двигатель остановлен, плавное положения открытие дроссельной заслонки.

В случае повреждения контактного резистивного слоя датчика во всём диапазоне положений дроссельной заслонки, характер работы двигателя становится непредсказуемым.

Неисправности датчика, вызванные разрушением контактного резистивного слоя датчика, устраняются путём замены датчика положения дроссельной заслонки на новый.

В некоторых системах управления двигателем вместо датчиков положения потенциометрического типа применяются бесконтактные "линейные" датчики, работающие на эффекте Холла (рис13). Эти датчики лишены недостатков резистивного слоя, но при этом имеют "свои" типовые неисправности. Наиболее распространённым дефектом датчика положения дроссельной заслонки на эффекте Холла бывают зоны с нелинейной зависимостью изменения выходного напряжения датчика. На осциллограмме напряжения выходного сигнала при плавном открытии дроссельной заслонки данная неисправность проявляется как "Г-образная ступенька". Такая "ступенька" может перекрывать значительный диапазон возможных положений дроссельной заслонки. При плавном изменении положения дроссельной заслонки внутри такого диапазона значения напряжения выходного сигнала датчика не изменяются. Подобных ступенек на всём диапазоне возможных положений дроссельной заслонки может быть несколько.

http://auto.schoollremonta.ru/sites/default/files/1275906697_position_sensor_diagnostics-9.jpg

Рис.13.Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика положения дроссельной заслонки работающего на эффекте Холла.

Устраняется данная неисправность только путём замены датчика на исправный.

 

Содержание отчета

Наименование работы:________________________________________________

Цель работы:________________________________________________________

Задание:_________________________________________________________________________________________________________________________________

Перечень используемого оборудования: ____________________________________________________________________

 

Таблица 1.

 

 

Измеряемые параметры

 

Измеренные параметры

ТУ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод:_________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Контрольные вопросы

1.Назовите устройство дроссельного узла.

2. Назначение , устройство потенциометрического датчика.

3.Назовите признаки неисправностей датчика положения дроссельной заслонки.

4. Укажите типовые неисправности  датчика положения дроссельной заслонки.

3. Нарисуйте осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика положения коленчатого вала индукционного типа .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа №6

Диагностирование технического состояния датчика кислорода (лямбда-зонд).

Цель работы: изучить и освоить методы диагностирования технического состояния датчика кислорода (лямбда-зонд) с помощью осциллографа диагностическим комплексом «Автомастер».

Задание:  провести диагностирование технического состояния датчика кислорода (лямбда-зонд) с помощью осциллографа.

 Оборудование рабочего места:

   1.Двигатель

  2.Осциллограф диагностического комплекса «Автомастер».

 

Техника безопасности

·        К работе со стендом допускается студенты изучившие его  устройство, принцип работы;

·        Подключение стенда осуществляется только при не работающем двигателе

·        Включать стенд в сеть 220 В в присутствии преподавателя;

·        Не заводить двигатель без разрешения преподавателя;

·        При работе двигателя не прикасаться к вращающим деталям и проводам высокого напряжения;

·        При работе стенда корпус должен заземлятся по средствам специальной жилы, питающего кабеля и разъема с заземляющим контактом;

·        При оперативно напряжении комплекса от сети осуществляется клавишей СЕТЬ или отключением от сети сетевого разъема;

·        Для работы с высоковольтной частью системы зажигания следует использовать диэлектрический захват

·        Для аварийной остановки двигателя диагностируемого автомобиля используется кнопка STOP

·        При подключении комплекса к автомобилю прокладку жгутов датчиков следует проводить таким образом, чтобы исключить их возможный контакт с вращающимися деталями двигателя, а также элементами выпускной системы.

 

 

Краткие теоретические сведения

Датчик кислорода (рис.1) предназначен для определения концентрации кислорода в отработавших газах, состав которых зависит от соотношения топлива и воздуха в смеси, подаваемой в цилиндры двигателя. Информация, которую выдает датчик в виде напряжения (или изменения сопротивления), используется электронным блоком управления впрыском (или карбюратором) для корректировки количества подаваемого топлива.

                         http://autogear.ru/userfiles/image/1%285%29.jpg

Рис.1.Устройство датчика кислорода: 
1- металлический корпус с резьбой.   2 - уплотнительное кольцо.c 3 - токосъемник электрического сигнала.  4 - керамический изолятор.  5 - проводка.  6 - манжета проводов уплотнительная. 7 - токопроводящий контакт цепи подогрева.  8 - наружный защитный экран с отверстием для атмосферного воздуха.  9 - подогрев.  10 - наконечник из керамики. 11 - защитный экран с отверстием для отработавших газов.

Для полного сгорания 1 кг топлива необходимо 14,7 кг воздуха. Такой состав топливо-воздушной смеси называют стехиометрическим, он обеспечивает наименьшее содержание токсичных веществ в отработавших газах и, соответственно, эффективное их "дожигание" в каталитическом нейтрализаторе.

Для оценки состава топливо-воздушной смеси используют коэффициент избытка воздуха - отношение количества воздуха, поступившего в цилиндры, к количеству воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания топлива. В мировой практике этот коэффициент называют лямбда. При стехиометрической смеси лямбда = 1, если лямбда < 1 (недостаток воздуха), смесь называют богатой, при лямбда >1 (избыток воздуха) смесь называют бедной.  Наибольшая экономичность при полностью открытой дроссельной заслонке бензинового двигателя достигается при лямбда=1,1-1,3. Максимальная мощность обеспечивается, когда лямбда =0,85-0,9. 

Кислородные датчики бывают двух типов: электрохимические и резистивные. К первому относятся датчики на основе диоксида циркония (циркониевые), ко второму – датчики на основе оксида титана (титановые). Первый тип датчиков работает по принципу элемента, вырабатывающего электрический ток. Второй - работает, как резистор, изменяя свое сопротивление от условий среды, в которой находится. Наибольшее  распространение в настоящее время получили электрохимические датчики кислорода. В них используется свойство диоксида циркония создавать разность электрических потенциалов (напряжение) при разной концентрации кислорода (в отработавших газах и окружающем воздухе).

Циркониевый зонд показан схематично на (рис. 2). Измерительный элемент, помещенный в поток отработавших газов, генерирует ЭДС, зависящую от их состава. Эту зависимость иллюстрирует( рис. 3) – она имеет «триггерный» характер. Иначе говоря, ЭДС зонда чрезвычайно резко меняется вблизи значения l=1,0 рабочей смеси в цилиндре двигателя, реагируя даже на очень слабые колебания состава в сторону обогащения или обеднения. Собственно измерительный элемент – это трубочка с одним закрытым концом (пальчиковый тип – см. рис. 2) или пластинка (планарный тип). Принцип работы один, разница только в конструкции .

Схема циркониевого датчика кислорода



Рис. 2. Схема циркониевого датчика кислорода: 1 – труба выпускной системы; 2 – корпус датчика; 3 – контактные площадки; 4 – керамический защитный слой; 5 – внешний и внутренний электроды; 6 – керамическая основа (ZrO2 и Y2O3). US – выходное напряжение.

Триггерный характер зависимости напряжения зонда от коэффициента избытка воздуха в рабочей смеси


Рис. 3. «Триггерный» характер зависимости напряжения зонда от коэффициента избытка воздуха в рабочей смеси. Вблизи значения коэффициента 1,0 напряжение зонда очень резко, почти скачком, меняется в пределах примерно 0,1–0,8 В.

Основная часть датчика - керамический наконечник, сделанный на основе диоксида циркония, на внутреннюю и наружную поверхности которого методом напыления наносится платина. Соединение наконечника и корпуса выполнено полностью герметичным во избежание попадания отработавших газов во внутреннюю полость датчика, сообщающуюся с атмосферой (рис.1). Керамический наконечник находится в потоке отработавших газов, поступающих через отверстия в защитном экране.
На рис. 2 измерительный элемент (ИЭ) имеет напыление благородного металла – платины с внутренней и внешней сторон. Внутри же – «твердый электролит» (керамика) из смеси диоксида циркония ZrO2 и оксида иттрия Y2O3. Работает по принципу гальванического элемента с твердым электролитом: по достижении температуры 300–350°С керамика начинает проводить ионы кислорода (это минимально возможная температура функционирования ИЭ, тогда как при работе реального двигателя температура датчика около 600°С. Ограничена и максимальная рабочая температура – около 900–1000°С в зависимости от типа датчика, перегрев грозит его повреждением.)

Работа датчик кислорода. При работе двигателя концентрация кислорода внутри выпускной системы и снаружи ее, в окружающем воздухе, совершенно разная. Вот эта разница и заставляет ионы кислорода двигаться в твердом электролите, в результате чего на электродах ИЭ появляется разность потенциалов – сигнал датчика кислорода. Зависимость сигнала ИЭ от температуры показана на рис. 4: как видите, реакции на богатые и бедные смеси различаются очень сильно, но при падении температуры ниже 300°С разница постепенно уменьшается – эта зона уже нерабочая.

Зависимость выходного сигнала зонда от температуры



Рис. 4. Зависимость выходного сигнала зонда от температуры. Зона ниже 300°С – нерабочая: 1 – реакция на богатые смеси; 2 – реакция на бедные смеси.


        Место установки датчика кислорода. В связи с тем, что датчик кислорода может вырабатывать электрический сигнал только при температуре 300-350°С и выше, датчики без нагревателя устанавливаются в выпускном трубопроводе ближе к двигателю (рис.5), а с нагревательными элементами - перед нейтрализатором.

http://autogear.ru/userfiles/image/lambda2.jpg

Рис.5.    Место установки датчика кислорода

В некоторых автомобилях в каталитическом нейтрализаторе установлен датчик температуры, который не следует путать с кислородным. Иногда устанавливается два кислородных датчика - до нейтрализатора и после не
Современные датчики кислорода – с электроподогревом, которым управляет электронный блок управления двигателем, меняя ток нагревателя. (Соответственно, ЭБУ контролирует и исправность цепи нагревателя, что очень важно.) Датчики кислорода с различным количеством проводов: провод сигнала, провод "массы" сигнала, провод питания подогрева, провод "массы" подогрева. Датчики без нагревателя могут иметь один, или два сигнальных провода, датчики со встроенным электрическим нагревателем - три или четыре провода. Как правило, провода светлых цветов относятся к нагревателю, а темных - к сигнальному проводу.
 Титановые датчики. В их работе используется свойство оксида титана изменять свое сопротивление в зависимости от концентрации кислорода. Этому датчику связь с наружным воздухом не требуется. Рабочая температура значительно выше, чем у циркониевого, – начинается с 500°С. Выходная характеристика – на (рис. 6). Привлекает то, что сигнал этого датчика можно сразу (обойдясь без усиления) привязать к используемому в ЭБУ уровню +5 В.Здесь тоже резкий скачок напряжения выходного сигнала при колебаниях состава смеси около стехиометрического. Но в противовес циркониевому датчику низкий сигнал соответствует богатой смеси, а высокий – бедной.

 

 

Характеристика титанового датчика кислорода

Рис. 6. Характеристика титанового датчика кислорода.

                 
       Ресурс и периодичность контроля работоспособности.  Датчики кислорода имеют неразборную конструкцию и не требуют обслуживания. Ресурс электрохимических датчиков кислорода составляет от 60 до 80 тыс. км пробега автомобиля при соблюдении условий эксплуатации, нарушение которых резко сокращает срок службы. Рекомендуется проверять датчики кислорода при каждом техническом обслуживании автомобиля. 
Причины преждевременного выхода из строя датчика кислорода:
1. Применение этилированного бензина или несоответствующей марки топлива. 
2. Использование при установке датчика герметиков, вулканизирующихся при комнатной температуре или содержащих в своем составе силикон. 
3. Перегрев датчика из-за неправильно установленного угла опережения зажигания, переобогащения топливо-воздушной смеси, перебоев в зажигании и т. д. 
4. Многократные (неудачные) попытки запуска двигателя через небольшие промежутки времени, что приводит к накапливанию несгоревшего топлива в выпускном трубопроводе, которое может воспламениться с образованием ударной волны. 
5. Проверка работы цилиндров двигателя с отключением свечей зажигания. 
6. Попадание на керамический наконечник датчика любых эксплуатационных жидкостей, растворителей и моющих средств. 
7. Обрыв, плохой контакт или замыкание на "массу" выходной цепи датчика. 
8. Негерметичность в выпускной системе. 

Возможные признаки неисправности датчика кислорода:

1. Неустойчивая работа двигателя на малых оборотах.
2. Повышенный расход топлива. 
3. Ухудшение динамических характеристик автомобиля. 
4. Характерное потрескивание в районе расположения каталитического нейтрализатора после остановки двигателя. 
5. Повышение температуры в районе каталитического нейтрализатора или его нагрев до раскаленного состояния. 
6. На некоторых автомобилях загорание лампы "СНЕСК ЕNGINЕ" при установившемся режиме движения. 

Контролируются следующие параметры:
1. при значении Лямбда=0,9 (обогащенная горючая смесь) напряжение на сигнальном проводе должно быть не менее 0,65 В;
2. при значении лямбда=1,1 (обедненная горючая смесь) напряжение на сигнальном выводе должно быть не более 0,25 В;
3. время срабатывания при обедненной горючей смеси - не более 250 мс;
4. время срабатывания при обогащенной горючей смеси - не более 450 мс;
5. сопротивление при температуре 350 + 50 "С не более 10кОм.

Бензиновому двигателю для работы требуется смесь с определенным соотношением воздух-топливо. Соотношение, при котором топливо максимально полно и эффективно сгорает, называется стехиометрическим и составляет оно 14,7:1. Это означает, что на одну часть топлива следует взять 14,7 частей воздуха. На практике же соотношение воздух-топливо меняется в зависимости от режимов работы двигателя и смесеобразования. Двигатель становится неэкономичным. Это и понятно!

Коэффициент избыточности воздуха - L (лямбда) характеризует - насколько реальная топливно-воздушная смесь далека от оптимальной (14,7:1). Если состав смеси - 14,7:1, то L=1 и смесь оптимальна. Если L < 1, значит недостаток воздуха, смесь обогащенная. Мощность двигателя увеличивается при L=0,85 - 0,95. Если L > 1, значит налицо избыток воздуха, смесь бедная. Мощность при L=1,05 - 1,3 падает, но зато экономичность растет. При L > 1,3 смесь перестает воспламеняться и начинаются пропуски в зажигании. Бензиновые двигатели развивают максимальную мощность при недостатке воздуха в 5-15% (L=0,85 - 0,95), тогда как минимальный расход топлива достигается при избытке воздуха в 10-20%% (L=1,1 - 1,2). Таким образом соотношение L при работе двигателя постоянно меняется и диапазон 0,9 - 1,1 является рабочим диапазоном лямбда-регулирования. В то же время, когда двигатель прогрет до рабочей температуры и не развивает большой мощности (например работает на ХХ), необходимо по возможности более строгое соблюдение равенства L=1 для того, чтобы трехкомпонентный катализатор смог полностью выполнить свое предназначение и сократить объем вредных выбросов до минимума.

     

 

 

 

Порядок проведения работы

   

Рис.7.Схема подключения датчика кислорода

Проверка выходного сигнала Датчика кислорода

Измерение напряжения выходного сигнала лямбда-зонда блок
управления двигателем производит относительно сигнальной "массы"
датчика. Сигнальная "масса" двух- и четырёх-проводных лямбда-зондов
BOSCH выведена через отдельный провод (провод серого цвета идущий от
датчика) на разъём датчика. Сигнальная "масса" одно- и трёх-проводных
лямбда-зондов BOSCH соединена с металлическим корпусом датчика и при
установке датчика автоматически соединяться с "массой" автомобиля через
резьбовое крепление датчика. Выведенная через отдельный провод на разъём
датчика сигнальная "масса" лямбда-зонда в большинстве случаев так же
соединена с "массой" автомобиля. Встречаются блоки управления двигателем, где провод сигнальной "массы" лямбда-зонда подключен не к "массе" автомобиля, а к источнику опорного напряжения. В таких системах, измерение напряжения выходного сигнала лямбда-зонда блок управления двигателем производит относительно источника опорного напряжения, к которому подключен провод сигнальной "массы" лямбда-зонда. Для просмотра осциллограммы напряжения выходного сигнала лямбда-зонда,
чёрный зажим типа "крокодил" осциллографического щупа должен быть подсоединён к "массе" двигателя диагностируемого автомобиля, пробник щупа должен быть подсоединён параллельно сигнальному выводу датчика (провод чёрного цвета идущий от датчика).

http://auto.schoollremonta.ru/sites/default/files/1275914307_scheme_lambda.png
Рис.8.Схема подключения осциллографа к лямбда-зонду BOSCH (на основе оксида циркония).
1 – точка подключения чёрного зажима типа "крокодил" осциллографического щупа;
2 – точка подключения пробника осциллографического щупа.

Когда лямбда-зонд прогревается до рабочей температуры, его выходное
электрическое сопротивление значительно снижается, и он приобретает
способность отклонять опорное напряжение, поступающее от блока
управления двигателем через резистор с постоянным электрическим
сопротивлением. В большинстве блоков управления двигателем, значение
опорного напряжения равно 450mV. Такой блок управления двигателем
считает лямбда-зонд готовым к работе только после того, как вследствие
прогрева датчик приобретает способность отклонять опорное напряжение в
диапазоне более чем ±150…250mV.

Лямбда-зонд на основе оксида циркония. Лямбда-зонд на основе оксида циркония генерирует выходной сигнал напряжением от 40-100mV до                0. 7-1. 0V. Размах напряжения выходного сигнала исправного лямбда-зонда достигает ~950mV.

Acura MDX Club - Диагностика и работа лямбда-зонда

Рис.9.Осциллограмма выходного напряжения лямбда-зонда BOSCH (на основе оксида циркония).

 A: – значение напряжения в момент времени указанный маркером(рис.9). В данном случае соответствует максимальному напряжению выходного сигнала лямбда-зонда и равно ~840mV;

 A-B: – значение разности напряжений между двумя указанными маркерами моментами времени. В данном случае соответствует размаху выходного напряжения сигнала зонда и составляет ~740mV.                                                           При пониженном содержании кислорода в отработавших газах, вызванном работой двигателя на обогащённой топливовоздушной смеси, датчик генерирует сигнал высокого уровня напряжением 0. 65-1V. При повышенном содержании кислорода в отработавших газах (обеднённая топливная смесь) датчик генерирует сигнал низкого уровня напряжением 40-250mV. Исправный лямбда-зонд начинает работать только после прогрева чувствительного элемента до температуры выше ~350°С, когда его выходное электрическое сопротивление значительно снижается, и он приобретает способность отклонять опорное напряжение, поступающее от блока управления двигателем через резистор с постоянным электрическим сопротивлением. В блоках управления двигателем большинства производителей опорное напряжение равно 450mV. Такой блок управления двигателем считает лямбда-зонд готовым к работе только после того как вследствие прогрева, датчик приобретает способность отклонять опорное напряжение в диапазоне более чем ±150~250mV.

Acura MDX Club - Диагностика и работа лямбда-зонда

Рис.10.Осциллограмма выходного напряжения лямбда-зонда BOSCH (на основе оксида циркония) при пуске двигателя.

Пуск прогретого до рабочей температуры двигателя. DT: – значение интервала времени между двумя маркерами. В данном случае соответствует времени прогрева лямбда-зонда и равно ~30s;

 A: – значение напряжения в момент времени указанный маркером. В данном случае соответствует опорному напряжению, поступающему от блока управления двигателем и равно ~450mV;

 A-B: – значение разности напряжений между двумя указанными маркерами моментами времени.

 В данном случае соответствует отклонению опорного напряжения, поступающего от блока управления двигателем на величину, по достижении которой лямбда-зонд считается прогретым и готовым к работе и равно ~250mV(рис.10). Опорное напряжение на сигнальном проводе лямбда-зонда в блоках управления двигателем может иметь и другие значения. Например, для блоков управления производства Ford оно равно 0V, а для блоков управления двигателем производства Daimler Chrysler – 5V. Измерение напряжения выходного сигнала лямбда-зонда блок управления двигателем производит относительно сигнальной "массы" датчика. Сигнальная "масса" лямбда-зонда в зависимости от его конструкции может быть выведена через отдельный провод на разъём датчика, а может быть соединена с корпусом датчика и при установке датчика, в таком случае, автоматически соединяться с "массой" автомобиля через резьбовое соединение. Сигнальная "масса" лямбда-зонда выведенная через отдельный провод на разъём датчика в большинстве случаев соединена с "массой" автомобиля.

Acura MDX Club - Диагностика и работа лямбда-зонда

Рис.11.Осциллограмма выходного напряжения лямбда-зонда BOSCH (на основе оксида циркония) при низкой частоте переключения выходного сигнала.

F: – значение частоты полученное путём пересчёта интервала времени между двумя маркерами (1/dT)(рис.11). В данном случае соответствует частоте переключения выходного сигнала лямбда-зонда и составляет ~1,2Hz. Низкая частота переключения выходного сигнала лямбда-зонда указывает на увеличенный диапазон отклонения состава топливовоздушной смеси от техиометрического.

Acura MDX Club - Диагностика и работа лямбда-зонда

Рис.12.Осциллограмма выходного напряжения лямбда-зонда BOSCH (на основе оксида циркония) с большим временем перехода выходного напряжения зонда от одного уровня к другому из-за старения или отравления датчика.

F: – значение частоты полученное путём пересчёта интервала времени между двумя маркерами (1/dT)(рис.12). В данном случае соответствует частоте переключения выходного сигнала лямбда-зонда и составляет ~0,6Hz. Такая неисправность может быть вызвана возросшим временем перехода выходного напряжения зонда от одного уровня к другому из-за старения или отравления датчика. Время перехода выходного напряжения зонда от одного уровня к другому не должно превышать 120ms.

Acura MDX Club - Диагностика и работа лямбда-зонда

Рис.13.Осциллограмма выходного напряжения лямбда-зонда BOSCH (на основе оксида циркония) низкого уровня.

DT: – значение интервала времени между двумя маркерами (рис.13). В данном случае соответствует времени перехода выходного напряжения зонда от низкого уровня к высокому и составляет ~78ms. Причиной значительного увеличения времени перехода выходного напряжения зонда от одного уровня к другому может стать отравление либо старение датчика. Отравление датчика может быть вызвано применением содержащих свинец и некоторые другие элементы присадок к топливу или маслу, либо применением при ремонте двигателя некоторых видов герметиков. Старение датчика происходит вследствие его работы в агрессивной среде под высокой температурой.

Анализируя осциллограмму напряжения выходного сигнала лямбда-зонда на различных режимах работы двигателя, можно выявить неисправности как самого датчика, так и системы управления двигателем в целом. Ниже приведена осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного лямбда-зонда неисправной системы управления двигателем. Двигатель прогрет до рабочей температуры и работает на холостых оборотах без нагрузки более двух минут. Закладка установлена в точке осциллограммы соответствующей моменту резкого открытия дроссельной заслонки.

Acura MDX Club - Диагностика и работа лямбда-зонда

Рис.14 Осциллограмма выходного напряжения лямбда-зонда BOSCH (на основе оксида циркония) в момент резкого открытия дроссельной заслонки.

 A: – значение напряжения в момент времени указанный маркером. В данном случае соответствует среднему напряжению выходного сигнала лямбда-зонда и составляет ~800mV;

A-B: – значение разности напряжений между двумя указанными маркерами моментами времени.  В данном случае соответствует размаху выходного напряжения сигнала зонда при резком изменении режима работы двигателя и составляет ~700mV; закладка, отмечающая момент резкого открытия дроссельной заслонки. По приведенной осциллограмме видно, что во время работы двигателя на холостом ходу, зонд генерировал сигнал со средним напряжением равным ~700mV и размахом ~ ±150mV. После резкого открытия дроссельной заслонки (момент времени отмечен закладкой "Snap throttle") выходное напряжение резко снизилось на ~700mV. Размах  напряжения выходного сигнала лямбда-зонда вследствие реакции на изменения уровня содержания кислорода в отработавших газах и малое время перехода выходного напряжения датчика от одного уровня к другому указывают на исправность датчика и его готовность к работе. Итак, двигатель прогрет до рабочей температуры и работает на холостых оборотах без нагрузки более двух минут, лямбда-зонд до рабочей температуры прогрет и генерирует сигнал, указывающий блоку управления на переобогащённую топливовоздушную смесь, но блок управления на это адекватно не реагирует вследствие чего, смесь по-прежнему остаётся переобогащённой. Кроме того, видно, что топливовоздушная смесь становится обеднённой сразу после резкого открытия дроссельной заслонки. Резкая перегазовка является одним из режимов, когда состав топливовоздушной смеси должен быть обогащённым.  

Всё выше сказанное указывает на неисправность системы управления двигателем, а не самого лямбда-зонда. Неисправность может быть вызвана обрывом цепи сигнального провода зонда, неисправностью одного или нескольких датчиков системы управления двигателем или их электропроводки, поломкой блока управления двигателем или его электропроводки. Из-за старения (рис15), выходное электрическое сопротивление лямбда-зонда снижается при значительно более высокой температуре чувствительного элемента до значения, при котором датчик приобретает способность отклонять опорное напряжение. Из-за возросшего выходного электрического сопротивления размах выходного напряжения сигнала лямбда-зонда уменьшается. Стареющий лямбда-зонд легко можно выявить по осциллограмме напряжения его выходного сигнала на таких режимах работы двигателя, когда поток и температура отработавших газов снижаются. Это режим холостого хода и малых нагрузок. Практически стареющий лямбда-зонд всё ещё работает на движущемся автомобиле, но как только нагрузка на двигатель снижается (холостой ход), размах сигнала быстро начинает уменьшаться вплоть до пропадания колебаний.

Acura MDX Club - Диагностика и работа лямбда-зонда

Рис.15.Осциллограмма выходного напряжения лямбда-зонда BOSCH (на основе оксида циркония) при старении.

 A: – значение напряжения в момент времени указанный маркером. В данном случае соответствует среднему значению напряжения выходного сигнала лямбда-зонда, и равно ~550mV.

 Напряжение выходного сигнала становится почти стабильным, его значение становится близким опорному напряжению 300-600mV. В случае значительного повышения температуры чувствительного элемента, выходное электрическое сопротивление лямбда-зонда несколько снижается, и его способность отклонять опорное напряжение возрастает.

Acura MDX Club - Диагностика и работа лямбда-зонда

Рис.16.Осциллограмма выходного напряжения лямбда-зонда BOSCH (на основе оксида циркония) при значительном повышении температуры.

 A: – значение напряжения в момент времени указанный маркером (рис.16). В данном случае соответствует максимальному напряжению выходного сигнала лямбда-зонда и равно ~720mV;

A-B: – значение разности напряжений между двумя указанными маркерами моментами времени. В данном случае соответствует размаху выходного напряжения сигнала зонда и равно ~260mV. Этой особенностью датчика диагност может воспользоваться, повысив температуру и скорость потока отработавших газов путём увеличения нагрузки либо оборотов двигателя, разогревая таким образом чувствительный элемента зонда до более высокой температуры. Если в таком режиме работы двигателя осциллограмма выходного сигнала приобретает привычный вид, это указывает на то, что лямбда-зонд всё ещё способен обеспечить близкий к заданному состав рабочей смеси во время движения автомобиля. При этом работа двигателя на холостом ходу может быть неустойчивой, может появляться "качание" оборотов холостого хода.  Иногда встречается неисправность лямбда-зонда, вызывающая появление выбросов напряжения отрицательной полярности.

Acura MDX Club - Диагностика и работа лямбда-зонда

Рис.17.Осциллограмма выходного напряжения лямбда-зонда BOSCH (на основе оксида циркония) отрицательной полярности.

 A: – значение напряжения в момент времени указанный маркером(рис.17). В данном случае соответствует напряжению выходного сигнала лямбда-зонда во время работы двигателя на холостом ходу и составляет ~45mV;      

A-B: – значение разности напряжений между двумя указанными маркерами моментами времени. В данном случае соответствует размаху выходного напряжения сигнала зонда при резком изменении режима работы двигателя и составляет ~650mV. Закладка, отмечающая момент резкого открытия дроссельной заслонки. В случае появления такой неисправности, расход топлива очень сильно возрастает, приёмистость двигателя значительно снижается, при резких перегазовках наблюдаются выбросы сажи из выхлопной трубы, рабочая поверхность изоляторов свечей зажигания покрывается сажей. Неисправность возникает вследствие внутренней, а иногда и внешней разгерметизации лямбда-зонда. Чувствительный элемент зонда сравнивает уровень содержания кислорода в отработавших газах и в атмосферном воздухе. В случае возникновения значительной разности уровней содержания кислорода в камере с атмосферным воздухом и в отработавших газах, датчик генерирует напряжение ~1V. Полярность этого напряжения зависит от того, в какой из камер снизился уровень содержания кислорода. В исправной системе уровень содержания кислорода изменяется только со стороны отработавших газов и только в сторону уменьшения. Уровень содержания кислорода в камере с атмосферным воздухом при этом оказывается значительно выше уровня содержания кислорода в выхлопных газах, вследствие чего зонд генерирует напряжение 1V положительной полярности. В случае разгерметизации лямбда-зонда, в камеру с атмосферным воздухом проникают отработавшие газы с низким содержанием кислорода. На режиме торможения двигателем (закрытая дроссельная заслонка при вращении двигателя с высокой частотой, подача топлива при этом отключена), в выхлопную систему двигателем выбрасывается почти чистый атмосферный воздух. В таком случае, уровень содержания кислорода в выхлопной системе резко возрастает и уровень содержания кислорода в атмосферной камере зонда оказывается значительно ниже уровня содержания кислорода в отработавших газах, вследствие чего зонд генерирует напряжение 1V отрицательной полярности. Блок управления двигателем в таком случае считает лямбда-зонд исправным, так как вскоре после пуска двигателя и прогрева, датчик отклонил опорное напряжение и снизил его до ~0V. Выходное напряжение зонда напряжением ~0V свидетельствует о близком уровне содержания кислорода в отработавших газах и в разгерметизированой атмосферной камере зонда. На блок управления двигателем поступает сигнал зонда низкого уровня, что является для него свидетельством обеднённой топливовоздушной смеси. Вследствие этого, блок управления двигателем обогащает топливовоздушную смесь. Таким образом, разгерметизация лямбда-зонда приводит к значительному обогащению топливовоздушной смеси. При этом многие системы самодиагностики выявить данную неисправность зонда не способны.

Лямбда-зонд на основе оксида титана. Напряжение выходного сигнала лямбда-зонда на основе оксида титана колеблется в диапазоне от 10-100mV до 4-5V.

Acura MDX Club - Диагностика и работа лямбда-зонда

Рис.18. Осциллограмма выходного напряжения лямбда-зонда SIEMENS (на основе оксида титана).

 A: – значение напряжения в момент времени указанный маркером. В данном случае соответствует максимальному напряжению выходного сигнала лямбда-зонда и равно~ 4,5V;

A-B: – значение разности напряжений между двумя указанными маркерами моментами времени. В данном случае соответствует размаху выходного напряжения сигнала зонда и равно ~4,4V. На изменение состава выхлопных газов такой зонд реагирует изменением своего электрического сопротивления. Сопротивление датчика высокое при высоком содержании кислорода в отработавших газах (бедная смесь) и резко снижается при обогащении топливовоздушной смеси. За счёт этого датчик шунтирует поступающее от блока управления двигателем через резистор с постоянным электрическим сопротивлением опорное напряжение 5V. Таким образом, в отличие от датчиков на основе оксида циркония, выходное напряжение лямбда-зонда на основе оксида титана низкое при работе двигателя на обогащённой смеси и высокое при работе на обеднённой смеси. Выходной сигнал лямбда-зонда на основе оксида титана значительно быстрее реагирует на изменения уровня содержания кислорода в отработавших газах, по сравнению со скоростью реакции датчика на основе оксида циркония. Это позволяет более точно поддерживать оптимальным состав топливовоздушной смеси. Но хотя эти датчики более точны и быстры, они редко используются так как очень дороги.

Содержание отчета

Наименование работы:________________________________________________

Цель работы:_________________________________________________________

Задание:_________________________________________________________________________________________________________________________________

Перечень используемого оборудования: ____________________________________________________________________

 

Таблица 1.

 

 

Измеряемые параметры

 

Измеренные параметры

ТУ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________­­­­­­­­­­­­­____

 

 

 

Контрольные вопросы

1.Назовите типы датчика кислорода.

2. Назначение  датчика кислорода.

3.Работа цирконевого датчика кислорода.

4. Укажите причины выхода из строя лямда-датчика.

5. Расскажите  что происходт при старении датчика кислорода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

Основная литература

1.   Диагностика электронных систем автомобилей приборами НПП «НТС»: справочное пособие.- Самара: //ООО НПП «НТС», 2010

2.    Крымский А. Электроника в автодиагностике// Радио.- 2011.№ 11

3.   Мигунов А.Л. Исследование и диагностика электронных систем управления двигателем (ЭСУД) с распределенным впрыском топлива на стенде ЭСУД.- М., 2008

 

Дополнительная литература

1 Автомобильный  справочник / Пер. с англ. - 2-е ИЗД., перераб. И доп.

- М.: ЗАО «КЖИ За рулем», 2004.- 992 с.

2 Богданов В.И.  Электротехника И электроника в автомобиле И автомобильном

хозяйстве: Учеб. пособие / в.и. Богданов. – Шахты: Изд.- во ЮРГУЭС,

2000.- 339 с.

6 Звонкин Ю.З. Современный автомобиль и электронное управление: Учебное

пособие / Ю.З. Звонкин. – Ярославль: Изд.-во  Ярославского [ТУ,

2006. - 250с.

 

Интернет- источники:

1.http://www.chiptuner.ru/content/sensor

2. http://www.autodiagnostic1.ru/viewpage.php?id=11

 

Просмотрено: 0%
поделиться в vk поделиться в одноклассниках поделиться в майлру
Просмотрено: 0%
Скачать материал
поделиться в vk поделиться в одноклассниках поделиться в майлру
Скачать материал "Реферат на тему " Датчики электронной системы управления двигателем ""
Как учитель может зарабатывать на Инфоуроке?

Методические разработки к Вашему уроку:

Получите новую специальность за 2 месяца

Проректор

Получите профессию

Экскурсовод (гид)

за 6 месяцев

Пройти курс

Рабочие листы
к вашим урокам

Скачать

Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 671 412 материалов в базе

Найти материалы
Скачать материал

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    • 02.02.2020 3984
    • DOCX 3.2 мбайт
    • 44 скачивания
    • Оцените материал:

  • Настоящий материал опубликован пользователем Лайхнер Екатерина Сергеевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Удалить материал

  • Автор материала

    Лайхнер Екатерина Сергеевна
    Лайхнер Екатерина Сергеевна
    • На сайте: 7 лет и 1 месяц
    • Подписчики: 4
    • Всего просмотров: 265294
    • Всего материалов: 75

Ваша скидка на курсы

40%
Скидка для нового слушателя. Войдите на сайт, чтобы применить скидку к любому курсу
Курсы со скидкой

Курс профессиональной переподготовки

Технолог-калькулятор общественного питания

Технолог-калькулятор общественного питания

500/1000 ч.

Подать заявку О курсе

Курс повышения квалификации

Актуальные вопросы психологии детского спорта в деятельности тренера-преподавателя, спортивного психолога учреждения физкультурно-спортивной направленности (ДЮСШ, СДЮШОР)

72 ч.

2200 руб. 1100 руб.
Подать заявку О курсе
  • Этот курс уже прошли 44 человека

Курс повышения квалификации

Основы издания детских книг в рамках проектной деятельности в школе

36 ч. — 144 ч.

от 1700 руб. от 850 руб.
Подать заявку О курсе
  • Этот курс уже прошли 73 человека
аудиоформат

Курс повышения квалификации

Актуальные вопросы теории, методики и организации социально-педагогической деятельности в дополнительном образовании детей

72/108/144 ч.

от 2200 руб. от 1100 руб.
Подать заявку О курсе
  • Этот курс уже прошли 49 человек

Мини-курс

Преодоление депрессии: путь к психологическому благополучию

4 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 87 человек из 38 регионов
  • Этот курс уже прошли 32 человека

Мини-курс

Мастерство PowerPoint: систематизация, интерактивность и эффективность

10 ч.

1180 руб. 590 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 1731 человек из 84 регионов
  • Этот курс уже прошли 174 человека

Мини-курс

Здоровый образ жизни и основы физической культуры

3 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе