Opće informacije
DMM-ovi su izvrsni za testiranje električnih krugova koji su u statičkom stanju, kao i za bilježenje sporih promjena u nadziranim parametrima. Prilikom provođenja dinamičkih provjera koje se izvode na motoru koji radi, kao i kod utvrđivanja uzroka sporadičnih kvarova, osciloskop postaje apsolutno nezamjenjiv alat.
Neki osciloskopi omogućuju vam spremanje valnih oblika u ugrađeni memorijski modul s naknadnim ispisom rezultata ili njihovim prijenosom na nosač osobnog računala već u stacionarnim uvjetima.
Osciloskop vam omogućuje promatranje periodičnih signala i mjerenje napona, frekvencije, širine (trajanje) pravokutnih impulsa, kao i razine sporo promjenjivih napona. Osciloskop se može koristiti u sljedećim postupcima:
- Detekcija nestabilnih kvarova;
- Provjera rezultata izvršenih korekcija;
- Praćenje aktivnosti lambda sonde upravljačkog sustava motora opremljenog katalizatorom;
- Analiza signala koje generira lambda sonda, čije je odstupanje parametara od norme bezuvjetni dokaz neispravnosti u funkcioniranju upravljačkog sustava u cjelini. S druge strane, ispravnost oblika impulsa koje emitira senzor može poslužiti kao pouzdano jamstvo nepostojanja kršenja u sustavu upravljanja.
Pouzdanost i jednostavnost korištenja modernih osciloskopa ne zahtijevaju nikakvo posebno znanje i iskustvo od operatera. Tumačenje dobivenih informacija može se lako izvršiti elementarnom vizualnom usporedbom oscilograma snimljenih tijekom testa sa sljedećim vremenskim ovisnostima, tipičnim za različite senzore i aktuatore automobilskih kontrolnih sustava.
Parametri periodičkih signala
Svaki signal snimljen osciloskopom može se opisati pomoću sljedećih osnovnih parametara (pogledajte popratnu ilustraciju):
- Amplituda: razlika između maksimalnog i minimalnog napona (U) signal unutar razdoblja;
- Razdoblje: Trajanje ciklusa signala (ms);
- Frekvencija: Broj ciklusa u sekundi (Hz);
- Širina: kvadratna širina vala (ms, ms);
- Radni ciklus: Omjer razdoblja ponavljanja i širine (U stranoj terminologiji koristi se obrnuti radni ciklus, parametar koji se naziva radni ciklus, izražen u %);
- Valni oblik: kvadratni val, burst, sinusni val, zub pile, itd.
Karakteristike pokvarenog uređaja obično se jako razlikuju od referentnih, što iskusnom operateru omogućuje jednostavno i brzo identificiranje pokvarene komponente analizom odgovarajućeg valnog oblika.
DC signali
Jedina radna karakteristika takvih signala je napon.
DC signale generiraju uređaji prikazani na slikama ispod:
Senzor temperature rashladne tekućine motora (ECT)
Senzor temperature usisnog zraka (IAT)
Senzor položaja leptira za gas (TPS)
Grijana lambda sonda
Mjerač protoka zraka (VAF)
Mjerač mase zraka (MAF)
AC signali
Glavne karakteristike ovih signala su amplituda, frekvencija i valni oblik (pogledajte donje ilustracije).
Senzor kucanja (KS)
Induktivni senzor brzine motora
Frekvencijski modulirani signali (Svjetski kup)
Radne karakteristike frekvencijski moduliranih signala su amplituda, frekvencija, valni oblik i periodična širina impulsa.
Izvori FM signala su uređaji prikazani na slikama ispod:
Induktivni senzor položaja radilice (CKP)
Induktivni senzor položaja bregastog vratila (CMP)
Induktivni senzor brzine vozila (VSS)
Senzori brzine i položaja osovine s Hallovim efektom
Optički senzori brzine i položaja osovine
Digitalni senzori za termometrijsko mjerenje zračne mase (MAF) i apsolutni tlak u ulaznom cjevovodu (MAP)
Signali modulirani širinom pulsa (PWM)
Radne karakteristike signala modulacije širine impulsa (PWM) su amplituda, frekvencija, valni oblik i radni ciklus periodičnih impulsa.
Izvori PWM signala su uređaji prikazani ispod na slikama:
Mlaznice za gorivo
Uređaji za stabilizaciju u praznom hodu (IAC)
Primarni namot indukcijskog svitka
Solenoidni ventil za čišćenje spremnika ugljika (EVAP)
EGR ventili (EGR)
Kodirani slijed kvadratnog vala
Karakteristike izvedbe su amplituda, frekvencija i oblik pojedinačne sekvence impulsa.
Ove signale generira samodijagnostički memorijski modul ECM sustava upravljanja motorom.
Analizom širine i oblika impulsa, kao i brojanjem njihovog broja u svakoj od skupina, mogu se očitati šifre grešaka pohranjene u memoriji (šifra 1223 - pogledajte popratnu sliku).
Amplituda i oblik valnog oblika ostaju konstantni, snimljena vrijednost će biti izlazna sve dok se memorija modula ne očisti.
Interpretacija valnog oblika
Oblik signala koji proizvodi osciloskop ovisi o mnogo različitih čimbenika i može uvelike varirati. S obzirom na prethodno navedeno, prije nego što nastavite sa zamjenom sumnjive komponente u slučaju da oblik snimljenog dijagnostičkog signala ne odgovara referentnom valnom obliku, trebali biste pažljivo analizirati rezultat (pogledajte donje ilustracije).
Digitalni signal
Analogni signal
Napon
Nulta razina referentnog signala ne može se smatrati apsolutnom referentnom vrijednošću, – «nula» stvarni signal, ovisno o specifičnim parametrima kruga koji se ispituje, može biti pomaknut u odnosu na referencu ([1] - pogledajte ilustraciju Digitalni signal) unutar određenog prihvatljivog raspona.
Puna amplituda signala ovisi o naponu napajanja testiranog kruga i također može varirati unutar određenih granica u odnosu na referentnu vrijednost ([3] - pogledajte ilustraciju digitalnog signala i [2] - pogledajte ilustraciju analognog signala).
U istosmjernim krugovima domet signala ograničen je naponom napajanja. Primjer je krug stabilizacije brzine u praznom hodu (IAC), čiji se signalni napon ni na koji način ne mijenja s promjenom brzine motora.
U krugovima izmjenične struje amplituda signala već nedvosmisleno ovisi o frekvenciji izvora signala, tako da amplituda signala koji generira senzor položaja radilice (CKP) će se povećavati s povećanjem brzine motora.
S obzirom na prethodno navedeno, ako je amplituda signala snimljenog osciloskopom preniska ili visoka (sve do rezanja gornjih razina), samo trebate promijeniti radni raspon uređaja prebacivanjem na odgovarajuću mjernu ljestvicu.
Pri provjeri opreme krugova s elektromagnetskom kontrolom (npr. IAC sustav) može doći do skokova napona kada se napajanje isključi ([4] - pogledajte sliku Digitalni signal), što se može sigurno zanemariti pri analizi rezultata mjerenja.
Također, nemojte brinuti o izobličenju valnog oblika kao što je nagnutost na dnu vodećeg ruba kvadratnog vala ([5] - pogledajte ilustraciju Digitalni signal), osim ako, naravno, sama činjenica spljoštenosti prednje strane nije znak kvara u funkcioniranju testirane komponente.
Frekvencija
Frekvencija ponavljanja signalnih impulsa ovisi o radnoj frekvenciji izvora signala.
Oblik snimljenog signala može se uređivati i dovesti u oblik pogodan za analizu promjenom skale vremenske baze slike na osciloskopu.
Pri promatranju signala u AC krugovima, vremenska baza osciloskopa ovisi o frekvenciji izvora signala ([3] - pogledajte sliku Analogni signal), određena brzinom motora.
Kao što je gore spomenuto, da bi se signal doveo u čitljiv oblik, dovoljno je promijeniti ljestvicu vremenske baze osciloskopa.
U nekim slučajevima, oscilogram signala ispada da se zrcali u odnosu na referentnu ovisnost, što se objašnjava reverzibilnošću polariteta veze odgovarajućeg elementa i, u nedostatku zabrane promjene polariteta veze, može se zanemariti u analizi.
Tipični signali komponenti upravljanja motorom
Moderni osciloskopi obično su opremljeni sa samo dvije signalne žice, zajedno s raznim sondama koje vam omogućuju povezivanje instrumenta s gotovo svim uređajima.
Crvena žica spojena je na pozitivni pol osciloskopa i obično je spojena na terminal elektroničkog upravljačkog modula (ECM). Crna žica mora biti spojena na pravilno uzemljenu točku (masa).
Injektori
Kontrola sastava mješavine zraka i goriva u modernim automobilskim elektroničkim sustavima ubrizgavanja goriva provodi se pravovremenim podešavanjem trajanja otvaranja elektromagnetskih ventila mlaznica.
Trajanje boravka mlaznica u otvorenom stanju određeno je trajanjem električnih impulsa koje generira upravljački modul i koji se primjenjuju na ulaz elektromagnetskih ventila. Trajanje impulsa mjeri se u milisekundama i obično ne prelazi raspon od 1 - 14 ms. Tipični oscilogram pulsa koji kontrolira rad injektora prikazan je na priloženoj slici.
Često se na oscilogramu također može uočiti niz kratkih pulsacija, koji slijede neposredno nakon iniciranja negativnog pravokutnog pulsa i održavaju elektromagnetski ventil injektora u otvorenom stanju, kao i oštar pozitivni val napona koji prati trenutak zatvaranja ventila.
Ispravno funkcioniranje ECM-a može se jednostavno provjeriti osciloskopom vizualnim promatranjem promjene oblika upravljačkog signala s različitim radnim parametrima motora. Dakle, trajanje impulsa pri okretanju motora u praznom hodu trebalo bi biti nešto veće nego kada jedinica radi pri malim brzinama. Povećanje brzine motora trebalo bi biti popraćeno odgovarajućim povećanjem vremena u kojem mlaznice ostaju otvorene. Ova se ovisnost posebno dobro očituje pri otvaranju gasa kratkim pritiskom na papučicu gasa.
1. Pomoću tanke sonde iz kompleta isporučenog s osciloskopom, spojite crvenu žicu uređaja na terminal mlaznice ECM-a sustava upravljanja motorom. Druga sonda signalne žice (crno) čvrsto uzemljite osciloskop.
2. Analizirajte oblik signala očitanog tijekom pokretanja motora.
3. Nakon pokretanja motora provjerite oblik upravljačkog signala u praznom hodu.
4. Oštrim pritiskom na papučicu gasa podignite broj okretaja motora na 3000 o/min, trajanje upravljačkih impulsa u trenutku ubrzanja trebalo bi se značajno povećati, nakon čega bi uslijedila stabilizacija na razini jednakoj ili malo manjoj od brzine praznog hoda.
Brzo zatvaranje leptira za gas trebalo bi dovesti do ispravljanja oscilograma, potvrđujući činjenicu preklapanja mlaznica (za sustave s prekidom goriva).
Tijekom hladnog pokretanja, motoru je potrebno neko obogaćivanje mješavine zraka i goriva, što se osigurava automatskim povećanjem trajanja otvaranja mlaznica. Kako se trajanje upravljačkih impulsa na oscilogramu zagrijava, trebalo bi se kontinuirano smanjivati, postupno se približavajući vrijednosti tipičnoj za brzine u praznom hodu.
U sustavima ubrizgavanja koji ne koriste mlaznicu za hladni start, tijekom hladnog starta motora koriste se dodatni kontrolni impulsi koji se na oscilogramu pojavljuju kao pulsacije promjenjive duljine.
Donja tablica prikazuje tipičnu ovisnost trajanja upravljačkih impulsa za otvaranje brizgaljki o radnom stanju motora.
| Stanje motora | Trajanje kontrolnog impulsa, ms |
| besposlen | 1.5 – 5 |
| 2000 - 3000 okretaja u minuti | 1.1 – 3.5 |
| Pun gas | 8.2 – 3.5 |
Induktivni senzori
Pokrenite motor i usporedite valni oblik iz izlaza induktivnog senzora s referencom prikazanom na priloženoj slici.
Povećanje broja okretaja motora trebalo bi biti popraćeno povećanjem amplitude pulsnog signala koji generira senzor.
Solenoidni ventil brzine praznog hoda (IAC)
Postoji mnogo različitih vrsta IAC solenoidnih ventila koji se koriste u automobilskoj industriji, a također proizvode signale različitih oblika.
Zajednička značajka svih ventila je činjenica da bi se radni ciklus signala trebao smanjivati s povećanjem opterećenja motora povezanog s uključivanjem dodatnih potrošača energije, što uzrokuje smanjenje brzine u praznom hodu.
Ako se radni ciklus valnog oblika mijenja s povećanjem opterećenja, ali kada su potrošači uključeni, postoji kršenje stabilnosti brzine u praznom hodu, provjerite stanje kruga elektromagnetskog ventila, kao i ispravnost naredbenog signala izdao ECM.
Obično krugovi za kontrolu brzine u praznom hodu koriste 4-polni koračni motor, koji je opisan u nastavku. 2-pinski i 3-pinski IAC ventili testirani su na sličan način, ali su valni oblici napona signala koje proizvode potpuno različiti.
Koračni motor, kao odgovor na impulsni upravljački signal iz ECM-a, prilagođava brzinu praznog hoda motora u koracima prema radnoj temperaturi rashladnog sredstva i trenutnom opterećenju motora.
Razine upravljačkih signala mogu se provjeriti pomoću osciloskopa, čija je mjerna sonda spojena na svaki od četiri priključka koračnog motora.
1. Zagrijte motor na normalnu radnu temperaturu i ostavite ga da radi u praznom hodu.
2. Za povećanje opterećenja motora uključite prednja svjetla, klima uređaj ili, na modelima sa servo upravljačem, okrenite upravljač. Broj okretaja u praznom hodu bi trebao pasti nakratko, ali se zatim odmah ponovno stabilizirati zbog rada IAC ventila.
3. Usporedite snimljeni oscilogram s referentnim oscilogramom prikazanim na priloženoj slici.
Lambda sonda (Senzor kisika)
Bilješka. Odjeljak sadrži oscilograme tipične za najčešće korištene cirkonijeve lambda sonde u automobilima, koje ne koriste referentni napon od 0,5 V. U posljednje vrijeme sve su popularniji titanski senzori čiji je raspon radnog signala 0–5 V, a napon visoke razine nastaje tijekom izgaranja siromašne smjese, niske - obogaćene.
1. Spojite osciloskop između terminala lambda sonde na ECM-u i mase.
2. Provjerite je li motor zagrijan na normalnu radnu temperaturu.
3. Usporedite oscilogram prikazan na zaslonu mjerača s referentnom ovisnošću prikazanom na priloženoj slici.
Ako snimljeni signal nije valoviti, već je linearan odnos, tada, ovisno o razini napona, to ukazuje na pretjerano iscrpljivanje (0–0,15 V), odnosno ponovno obogaćivanje (0,6–1 V) smjesa zrak-gorivo.
Ako postoji normalan valoviti signal u praznom hodu motora, pokušajte nekoliko puta oštro stisnuti papučicu gasa, fluktuacije signala ne bi trebale prelaziti raspon od 0-1 V.
Povećanje brzine motora treba biti popraćeno povećanjem amplitude signala, smanjenjem - smanjenjem.
Senzor kucanja (KS)
1. Spojite osciloskop između terminala senzora detonacije ECM i mase.
2. Provjerite je li motor zagrijan na normalnu radnu temperaturu.
3. Polako pritisnite papučicu gasa i usporedite valni oblik izmjenične struje koji se hvata s referentnim valnim oblikom prikazanim na priloženoj ilustraciji.
4. Ako slika nije dovoljno jasna, lagano lupnite po bloku cilindra u području gdje se nalazi senzor za detonaciju.
5. Ako valni oblik ne može biti nedvosmislen, zamijenite KS senzor ili provjerite stanje ožičenja njegovog kruga.
Signal paljenja na izlazu pojačala paljenja
1. Spojite osciloskop između terminala pojačivača paljenja ECM i mase.
2. Zagrijte motor na normalnu radnu temperaturu i ostavite ga da radi u praznom hodu.
3. Niz pravokutnih DC impulsa trebao bi biti prikazan na ekranu osciloskopa. Usporedite valni oblik primljenog signala s referentnim valnim oblikom prikazanim na popratnoj ilustraciji, obraćajući posebnu pozornost na odgovarajuće parametre kao što su amplituda, frekvencija i oblik pulsa.
S povećanjem brzine motora, frekvencija signala trebala bi se povećati u izravnom razmjeru.
Primarni namot indukcijskog svitka
1. Spojite osciloskop između terminala indukcijskog svitka ECM i mase.
2. Zagrijte motor na normalnu radnu temperaturu i ostavite ga da radi u praznom hodu.
3. Usporedite valni oblik primljenog signala s referentnim valnim oblikom prikazanim na priloženoj slici, pozitivni udari napona trebaju imati konstantnu amplitudu.
Neravnomjerno bacanje može biti uzrokovano prekomjernim otporom sekundarnog namota, kao i kvarom u stanju BB žice zavojnice ili žice svjećice.