Диагностика двигателя осциллографом и эндоскопом

Применение осциллографа в автомобильной диагностике.

Часть 4: Выбор осциллографа

В этой части мы рассмотрим, как работает осциллограф и на какие параметры стоит обращать внимание при его выборе. Основная задача – не научить пользоваться этим прибором и проводить анализ полученных осциллограмм, ибо это лучше делать при очном обучении под руководством опытного наставника. А дать информацию тем, кто не знает, что такое осциллограф или только планирует его приобретение, какую пользу он может принести при поисках дефектов в современных автомобилях. А также помочь им выбрать наиболее подходящий для них прибор. Кроме того,цикл этих статей рекомендован к изучению перед началом обучения в Школе Автомобильной диагностики ИнжекторКар.

Продолжение. Начало смотри:

– Часть 1. Осциллограф.

– Часть 2. Мотортестер.

– Часть 3. Использование осциллографа для диагностики дизельных двигателей.

На какие параметры следует обратить внимание при выборе осциллографа?

Главным параметром при выборе приборов этого типа, безусловно, является параметр “частота дискретизации”. Что это, и какое ее значение можно считать достаточной для реальной работы? Для ответа на этот вопрос нужно определиться, какие сигналы и главное – какой  частоты должен отображать выбранный вами прибор.

В отличие от электронно-лучевых (аналоговых) осциллографов, непрерывно перемещающих луч по экрану, современные цифровые осциллографы работают немного по-другому. В какой-то момент времени они фиксируют напряжение на своем входе, превращают его в цифровой код и выводит на экран. Через некоторое время берется следующий отсчет и так далее. Каждый такой отсчет носит название “выборка”. То есть отображение идет не непрерывно, а дискретно. Таким образом, картинка на экране не отображается непрерывно, а имеет характерную ” ступеньку”.

Время между выборками носит название ” период дискретизации”, а частота следования выборок – “частота дискретизации”. Представим себе на минутку, что мы исследуем быстро меняющийся сигнал. А наш с вами осциллограф берет выборки очень редко. Поскольку между выборками обработки сигнала не происходит, информация в этот момент теряется и на экран не выводиться. Мы не видим, что происходит в этот момент и  можем пропустить какие-то очень важные детали в исследуемом сигнале.

Что мешает применить осциллограф с большой частотой дискретизации? Как ни странно, но ответ до банальности прост: цена прибора. Для повышения частоты следования выборок необходимо поставить более скоростные АЦП, процессор с большей тактовой частотой и так далее. Что неизбежно сказывается на конечной цене. Кроме того, высокая частота дискретизации позволяет использовать более сложное ПО. А его разработка и техподдержка тоже вносит немалый вклад в стоимость таких приборов.

Какая частота дискретизации считается достаточной для практической работы?

Все зависит от того, с какими сигналами приходиться работать. В теории электрических измерений принято правило: для получения приемлемого коэффициента нелинейных искажений (менее 10%) частота дискретизации должна быть как минимум в 5 раз больше максимальной частоты исследуемого сигнала. Самым высокочастотным сигналом по основной гармонике до недавнего времени считался сигнал датчика коленчатого вала. Точная “прорисовка” этого сигнала на экране для анализа особого смысла не имела, поэтому отображать более высокие гармоники  не требовалось. А вот в сигнале зажигания, наоборот, при низкой частоте основной гармоники для более точного отображения всех мельчайших деталей особую важность имели именно высшие гармоники. Подытожив все эти требования, было принято решение: достаточной частотой дискретизации для отображения этих сигналов является частота не менее 0,5 MHz.

С появлением шины CAN ситуация резко изменилась. По скорости передачи данных эти шины делятся на 3 класса:

А – до 20 kb/sec

B – до 125kb/sec

C – до 10 Mb/sec

Если с классом А имеющиеся на то время осциллографы еще справлялись, то отображать сигналы более высших классов они уже не могли. Из практического опыта было установлено: для отображения сигналов этих шин требуемая частота дискретизации прибора должна быть не менее 2MHz.

1. Практика показала, что при применении осциллографов с частотами более 5 MHz способных работать с шинами класса С (например, мультимедийная шина BMW X5 и аналогичных) при проведении замеров низкочастотных сигналов наблюдалось  возрастание уровня высокочастотных помех. Для их использования желательно наличие в их программном обеспечении фильтра высоких частот и/или возможности программного изменения частоты дискретизации.

2. В описаниях некоторых приборов (особенно noname брендов) иногда наблюдается небольшая путаница в технических терминах:

– частота дискретизации (частота выборок)

– полоса пропускания

Это разные параметры – внимательно читайте технические характеристики приобретаемого прибора.

Лайфхак: если в выбранном вами приборе не указана частота дискретизации, оценить его способность работать с шиной CAN можно по максимальной частоте горизонтальной развертки:

– 0,1-0,2 мсекдел. Такой прибор с шиной CAN будет работать очень плохо.

– менее 5-10 мксекдел. Такой прибор будет хорошо работать с шиной CAN.

Сигнал шины CAN, снятый осциллографом с частотой дискретизации 0,5 MHz и максимальной скоростью горизонтальной развертки 0,1 мсекдел

Сигнал шины CAN, снятый осциллографом с частотой дискретизации 2,0 MHz и максимальной скоростью горизонтальной развертки 10 мксекдел.

Примечание: при использовании 2-х и более каналов, заявленную частоту дискретизации следует поделить на их число. Например, при частоте дискретизации прибора 1 MHz и использовании 2-х каналов на каждый из них приходиться уже по 0,5 MHz, при использовании 4-х каналов – соответственно 0,25 MHz. Рекомендация – при практической работе использовать только необходимое количество каналов.

Исходя из стоящих перед автосервисом задач, можно рассмотреть два варианта комплектования диагностического поста:

1. Простой осциллограф без набора датчиков и программного обеспечения.

2. Мотортестер  в полной комплектации.

Для повседневной работы – проверка исправности всех автомобильных датчиков и импульсов управления на исполнительные устройства (форсунки, катушки зажигания и др.) – вполне достаточно простого осциллографа с частотой дискретизации 0,5 MHz. Высшие гармоники исследуемого сигнала он отобразить не в состоянии, поэтому качество выводимого сигнала не очень высокое. Но провести предварительную оценку работоспособности того или иного узла он способен. Условно этот класс приборов можно назвать “детский трехколесный велосипед”. Такое  определение  не является техническим термином, но достаточно точно описывает их возможности, и самое главное – цену. Они рекомендованы начинающим диагностам, либо автосервисам на начальном этапе становления.

Для специалистов более высокого уровня, безусловно, требуются приборы классом повыше – с частотой дискретизации хотя бы 1-2 MHz. Качество выводимого сигнала выше, уже может отображать сигнал шины CAN.

Но прогресс не стоит на месте, и сейчас мы наблюдаем появление осциллографов с частотой дискретизации 100 MHz и более, причем по очень разумной цене. Хотя в большинстве случаев такая частота является избыточной, но отображение высших гармоник позволяет значительно улучшить качество выводимого изображения и прорисовку мельчайших деталей в исследуемом сигнале. Но при тестировании осциллографов этого сегмента было обнаружено, что у части приборов (особенно noname брендов) слабым звеном становиться уже не вычислительная часть, а сам экран. Поэтому при выборе есть смысл обратить внимание на приборы, укомплектованные хорошей матрицей  или имеющие выход на хороший планшет или ноутбук.

Осциллограф от noname бренда с частотой дискретизации 100MHz имеет очень слабый экран и не даёт в полной мере реализовать весь его потенциал. Рекомендован к использованию только как вспомогательный прибор для проведения простейших замеров в “полевых” условиях и в профессиональном использовании неприменим.

Четырёх канальный осциллограф OS100 от ведущего бренда FOXWELL  имеет частоту дискретизации 100MHz, набор датчиков и выход на экран компьютера. Это позволяет в полной мере реализовать все заложенные в него возможности и может быть рекомендован для профессионального использования.

Федор Рязанов (технический тренер ИнжекторКар)

Диагностика. Что есть диагностика? Почему чтение ошибок мы называем диагностикой? Почему столько «диагностов» последнее время развелось?
Типичный «диагност»: Имеет ноутбук или андройд устройство, купил шнурок или блютус адаптер, который почему-то называет сканером и трёт ошибки за деньги. Ну да ладно, это его дело, это на его совести. И даже не моё дело, кто его клиенты и почему они просто так отдают человеку деньги, это тоже их дело.

Прикольно то, как эти «диагносты» выдают вердикт. «Ошибок нет, всё исправно, езди». Нет, я не говорю, что все поголовно такие, кто-то что-то соображает и даже, что-то может сказать о проблеме в авто просто подключившись сканером через шнурок к контроллеру. Кто-то даже в состоянии посмотреть параметры, выдаваемые сканером и сделать какое-то заключение. Но обычно таки люди не занимаются «диагностикой» на коммерческой основе. А так, что называется «Себе, да друзьям». Речь именно о правильном использовании сканера. Что можно увидеть по одному лишь сканеру, да только направление дальнейших поисков и не более. Точный диагноз не установить, за исключением очень редких случаев и наличие головы на плечах при этом, необходимо.

И так, какой вывод можно сделать? Купив шнурок, я не становлюсь диагностом. Как, купив скальпель, не стану хирургом или, купив, фотоаппарат, не стану фотографом. Это нужно понять, осознать и принять. Чтение ошибок, не диагностика. Удаление ошибок, не ремонт. А брать деньги просто за чтение ошибок, лично я бы приравнял к мошенничеству.

Дак, что же такое диагностика? Да, сегодня мы привыкли называть диагностикой, подключение сканера к контроллеру. Типа нарицательного имени. Ну, допустим. Привыкли называть это «Компьютерная диагностика». А диагностика, это весьма широкое понятие, которое можно охарактеризовать двумя словами: «Поиск неисправнсти». И вот тут «компьютерная диагностика», нам только помощник, но не главный инструмент. Не главный, но один из главных. Главным инструментом в диагностике, я считаю голову диагноста. Как часто говорят, вырву из любого контекста: «Подключали диагностику, она ничего не показала». Как не показала? «Диагностика» выдала вам кучу циферок и иногда даже кучу графиков, как ничего не показала? Но действительно, она ничего и не покажет. Что-то показать вам сможет только диагност. Делает диагностику, ищет неисправность диагност, а не сканер или любое другое оборудование. Диагност смотрит параметры, анализирует их и уже ставит диагноз.

И так, мы разобрались, что “диагностика” это более широкое понятие, нежели чтение ошибок. Тогда на вооружении настоящего диагноста должен быть не только сканер, а ещё и множество других инструментов. Один из таких инструментов, осциллограф, лучше автомобильный осциллограф — мотор-тестер. По своей сути это тот же осциллограф, только заточенный, так сказать, под нужды автомобильного диагноста. Чаще всего мотор-тестер имеет несколько каналов, более двух. Для одновременного исследования нескольких сигналов. Очень часто нужно исследовать несколько сигналов, с разных датчиков ЭСУД или не посредственно датчиков мотор-тестера. Так же автомобильный осциллограф, это чаще всего приставка к компьютеру. Возвращаемся к “компьютерной диагностике”. Будь то персональный компьютер или ноутбук. Программное обеспечение позволяет записывать сигнал, анализировать его, если мотор-тестер понавороченее, то его программное обеспечение позволяет производить различные тесты по снятым сигналам.

Я расскажу про свой мотор-тестер, не сочтите за рекламу. Это был осознанный выбор, хотя и хотелось сэкономить. Так получилось, что мне повезло, дёшево и функционально, кроме того ещё и отечественный продукт.
Один из моих походных наборов с диагностическим оборудованием.

Пока, что приходится метаться на чемоданах между СТО и своим гаражом. Так, как свой собственный уголок пока ещё в процессе обустройства. Выглядит, примерно вот так:

Ну да ладно, вернёмся к мотор-тестеру.

Diamag 2 вот он красавец

. Да, нету красивой коробочки, он небольшой и на первый взгляд не похож на профессиональный инструмент. Однако, эта простенькая коробочка, мало чем уступает более продвинутым (продвигаемым, даже так скажем) аппаратам. Имеет несколько каналов, широкий набор возможностей. Программное обеспечение так же имеет широкий функционал. При этом интерфейс очень простой и понятный. Подключился, записал сигнал, запустил тест, сиди анализируй.

Вот про мотор-тестер и его практическое применение немного и поведаю. С помощью МТ я могу подключиться напрямую к любому датчику в электронной системе управления, хоть двигателем, хоть тормозной системой, да какой угодно системы, где используются датчики. Более того, при помощи набора датчиков, входящих в комплект к МТ или сделанных самостоятельно, можно посмотреть работу исполнительных механизмов, чего никаким сканером сделать вы не сможете.

К примеру, с помощью датчика давления, вкрученного в цилиндр вместо свечи,

Датчик давления в цилиндре, катушка через высоковольтный провод подключена к импровизированному разряднику.

Можно посмотреть процессы, происходящие в цилиндре, во время работы двигателя.

Осциллограмма с датчика давления в цилиндре.

Например, реальные углы открытия, закрытия клапанов, перекрытия, давление в цилиндре, утечки, забитость выпускного тракта. Более того, можно увидеть подсос не учтённого воздуха. А при помощи скриптов, встроенных в программное обеспечение, можно проанализировать более детально правильность установки фаз ГРМ, опережение зажигания.
Кстати, угол опережения зажигания, полученный при снятии осциллограмм с датчика давления или датчика разряжения, является реальным, а не тем, что вы увидите в сканере. Вот тут и будет полезно то, что мотор-тестер имеет несколько каналов. Сняв осциллограмму давления в цилиндре или разряжения во впускном коллекторе совместно с сигналом с ДПКВ, мы сможем увидеть повреждение (проворот) демпфера. Кстати пик давления на осциллограмме, есть реальная ВМТ. При помощи датчика давления или датчика разряжения, можно настраивать фазы ГРМ, если у вас есть разрезные шестерни. Опыт такой есть.

Я упомянул несколько раз датчик разряжения. Что это? Это ещё один датчик, с помощью которого можно анализировать разряжение во впускном коллекторе.

ДР во впускном коллекторе.

С помощь осциллограмм с этого датчика, так же можно судить о правильности установки фаз ГРМ. Можно судить о работе газораспределительного механизма в целом. Можно судить о компрессии в цилиндрах.

Вот осциллограмма с датчика разряжения, снятая мной недавно с притащенного мне автомобиля. Эту осциллограмму, я снял уже после того, как потанцевал с бубном вокруг этого автомобиля и завёл его.

Что можно по ней судить? Ну к примеру правильно установленные метки ремня ГРМ. Тут прямо эталон 21124-го мотора. Можно судить о компрессии по нижним вершинкам. Обратите внимание лёгкий разбег. Порядок цилиндров именно по осциллограмме разряжения 4213. Замер механическим компрессометром показал компрессию 1ц-14,5 2ц-14 3ц-14,2 4ц-14,5. (на минуточку, пробег автомобиля выше 220 тыс по одометру и при нынешнем хозяине не капиталился. Масло не жрёт, нареканий к работе не было, пока не заглох :D) Сходится? Сходится. К этим значениям мы ещё вернёмся.
Различных датчиков и приспособлений может быть бесконечное множество. Зависит от навыков и пытливости ума диагноста. Датчик вибрации, датчик пульсации для анализа давления топлива и работы форсунок. Токовые клещи для анализа соответственно токов, системы питания бортовой сети, работы генератора, работы стартера. Есть датчики для анализа высокого напряжения в виде прищепок на высоковольтные провода (емкостные датчики) или индуктивные датчики для работы с индивидуальными катушками и не только.
Ну и конечно же щупы-пробники и разветвители.
К примеру разветвитель для снятия сигнала датчика фаз.

Или вот сигнал с ДПДЗ. Как я делал разветвители, я описывал вот тут..
А вот и сигнал снятый с ДПДЗ. Отличный сигнал.

А вот сигнал с неисправного ДПДЗ.

Или сигнал с ДМРВ, который и по сканеру уже шкалит.

Время переходного процесса никуда не годится.

И на перегазовке чуть, чуть не дотягивает до 4 вольт, а исправный должен скакнуть выше 4 вольт.

Или вот щуп пробник в разъём ДПКВ.

Зеленый в термоусадке, это он. Щуп игла.

Сигнал с ДПКВ несёт в себе очень много информации, а при помощи возможностей программного обеспечения, можно вообще по одному сигналу с ДПКВ, судить о работе исполнительных механизмов.
Снимаем сигнал с ДПКВ, сигнал для синхронизации берём с первого цилиндра индуктивной линейкой.

Индуктивный датчик-линейка на катушке первого цилиндра.

И после запуска скрипта, видим такую картинку:

И по ней мы можем судить о работе системы зажигания, о работе форсунок, о компрессии. Даже видим, как контроллер справляется с регулировкой УОЗ. И на этом возможности скрипта не ограничены. Обратите внимание на нижний правый угол. Относительная компрессия. Вспоминайте про датчик разряжения и механический компрессометр. Ну, сходится?

Для чего эта запись? Ну кто в теме, ничего нового для себя не откроет. А кто не понимает, но столкнулся с таким понятием, как диагностика, поймёт, что чтение только ошибок, да ещё и за деньги, просто надувательство. Так же надеюсь, будет понятно, что лишний раз доехать до диагноста, отдать относительно не большую сумму за поиск неисправности, вместо гадания на кофейной гуще и бесконечной замены датчиков, намного выгоднее. И самое главное, в этом есть смысл.

Ну и напоследок, для затравки. Вот так выглядит осциллограмма с ДПКВ и ДПРВ, при прокрутке на не заводящемся автомобиле.

Хы, оборван ремень ГРМ и переполюсован разъём ДПКВ. Так-то. При этом из за уставшего стартера, двигатель крутится натужно, примерно так же, как и обычно с ремнём ГРМ. Ошибок по сканеру, кстати не было. Что бы сказали эти «диагносты», которые выдают вердикт. «Ошибок нет, всё исправно, езди». Дык ведь не едет!

В одной записи полностью тему мотор-тестера, конечно не раскрыть. Увы.

Ф.А. Рязанов: Применение осциллографа в автомобильной диагностике

“Представляешь, заезжаю как-то тут на один сервис – а у них даже осциллографа нет!”

(из подслушанного разговора двух автовладельцев).

Тем, кто не знаком с таким прибором, как осциллограф или только планирует его приобретение, но не знает, какую пользу он может принести при поиске дефектов в современных автомобилях, посвящается цикл этих статей.

Тема выбора осциллографов и мотортестеров для проведения автомобильной диагностики на различных ресурсах в Интернете  (в том числе и в наших публикациях) поднималась неоднократно. До недавнего времени на рынке этих приборов складывалась достаточно стабильная ситуация и нужды повторно обращаться к этому вопросу особо не возникало. Но, события, происходящие в последнее несколько лет, привели к достаточно серьезным изменениям во всем мире, в том числе и на рынке диагностического оборудования. Как не потеряться в этом стремительно меняющемся мире и как правильно выбрать именно то, что нужно именно вам? Не секрет, что большинство людей предпочитает ориентироваться на отзывы о том или ином приборе в Интернете. Но задачи, стоящие перед одним специалистом, могут отличаться от задач, стоящими перед другим. И хороший прибор для одного человека не всегда удовлетворит требования другого. Как быть?

Выход есть – надо просто собрать в одном месте хотя бы основные приборы, представленные на рынке и протестировать их своими руками. И определиться – какой из них больше подходит для решения именно ваших задач. В условиях малых и средних автосервисов приобретение большого количества разнообразных приборов и проведение таких тестов не всегда является целесообразным. Ибо их задача – ремонт автомобилей и на это у них нет ни времени, ни желания, ни финансовых средств. И при выборе оборудования им выгоднее пользоваться уже готовыми решениями.

В заключительной статье цикла “Сравнительный анализ осциллографов для автомобильной диагностики” будут даны результаты тестирования различных приборов в разное время при проведении практических занятий в Школе Диагностов ИнжекторКар. А пока, прежде чем говорить о выборе конкретного прибора, давайте разберемся с вопросом: “Какие проблемы в моей текущей работе тот или иной прибор в состоянии решить?”  И только после ответа на него можно оценить целесообразность его приобретения.

Цель данной статьи – познакомить читателей с возможностями таких приборов, как осциллограф или мотортестер. А также  помочь каждому специалисту выбрать для себя наиболее подходящий из них. А вот учиться проводить замеры и анализировать их результаты лучше при очных занятиях под руководством опытного наставника. Поэтому все фотографии и осциллограммы в данной статье, снятые во время практических занятий в Школе Диагностов  ИнжекторКар, а также взятые из открытых источников в Интернете, приведены только в качестве примеров. Их анализ и способы нахождения дефекта выходят за рамки этой статьи и рассматриваться не будут.

Что такое осциллограф и как он применяется в автомобильной диагностике?

На современных автомобилях для диагностики применяется сканер. Процесс нахождения дефектов с его помощью носит название “компьютерная диагностика”. Но сканер это всего лишь устройство цифрового обмена с блоками управления и отображает только ту информацию, которую ЭБУ ему дают. А возможности контроля тех или иных систем со стороны ЭБУ весьма ограничены. Например, ни один из них не может отличить отказ датчика от дефектов проводки, которая к нему подходит. Также он не может “заглянуть” внутрь цилиндра и посмотреть, исправна ли свеча, и какую искру она даёт. Эти примеры можно приводить до бесконечности, поэтому скажем просто – возможности компьютерной диагностики ограничены и тут на помощь должна прийти “инструментальная диагностика”. Это использование различных измерительных приборов: манометров, тестеров и многих других. Одним из таких приборов является осциллограф. Он способен вывести на экран информацию об изменении напряжения в измеряемой цепи в графическом виде. Например: сигнал датчика коленчатого вала, датчика расхода воздуха, импульсы управления форсунками и многое другое.

Сканер отображает в цифровом виде ту информацию, которая содержится в шине данных и как тот или иной параметр «видит» процессор в ЭБУ. Осциллограф в графическом виде показывает реальную величину измеряемого параметра (в данном случае – давление во впускном коллекторе).

Сканер не является для ЭБУ приоритетным устройством, поэтому скорость цифрового обмена и вывода информации на его экран достаточно низкая. Например: при связи по шине K-line, задержка в ее отображении может достигать до 1-2 секунд! Быстроменяющиеся процессы сканер (даже в графическом режиме) отобразить не в состоянии. Осциллограф лишен этого недостатка и способен отобразить все происходящие процессы в мельчайших подробностях.

А если простой осциллограф доукомплектовать рядом дополнительных датчиков и специализированным программным обеспечением – тогда его возможности значительно возрастают. Он сможет еще замерить и проанализировать ряд дополнительных важных параметров. Например: по высоковольтному напряжению оценить работу системы зажигания, по датчику давления в цилиндре оценить механическое состояние двигателя и многое другое. В этом случае такой прибор носит название мотортестер.

В реальной работе при проведении автомобильной диагностики возможно применение обоих типов приборов. Обычный осциллограф служит для проверки различных датчиков и импульсов управления, осциллограф, дополненный до мотортестера – для более глубокой безразборной диагностики различных узлов и агрегатов.

Ни один прибор в мире не способен  решить за человека все его проблемы и поставить окончательный диагноз. В сообществе диагностов даже есть такая шутка: ” Вот бы купить такой прибор – нажал на одну кнопочку, а он сказал: тут оборван сине-зеленый провод под левым подкрылком. Нажал на другую кнопочку – вылезли лапки-манипуляторы и все сами починили. Ну а себе оставить самую сложную работу – пойти в кассу и получить за это деньги”. Увы, это всего лишь шутка. В реальной работе все приборы служат всего лишь для отображения информации, а вот её анализ и постановку правильного диагноза должен проводить специалист. И только от его квалификации зависит, насколько грамотно будет решена та или другая проблема.

Какие задачи может решить осциллограф?

Осциллограф позволяет осуществить:

1.Замер сигналов всех датчиков, находящихся на автомобиле.

Перечислим датчики, которые достоверно могут быть проверены  осциллографом:

Датчик положения дроссельной заслонки и  педали газа

Дефект токопроводящей дорожки в датчике положения дросселя TPS (педали газа APS), приводящий к рывкам и провалам во время движения. Сканером такой дефект не обнаруживается.

Датчик массового расхода воздуха

Анализ показаний датчика расхода воздуха MAF (ДМРВ) при резком нажатии на педаль газа позволяет оценить его работоспособность во всех режимах работы двигателя.

Датчик кислорода в отработавших газах (лямбда-зонд)

Несмотря на то, что на осциллограмме есть некоторые  отклонения от эталона, такой датчик кислорода следует признать работоспособным.

Датчики положения коленчатого и распределительного валов

Особо следует отметить важную роль осциллографа при проверке этих датчиков. Он  позволяет не только определить их исправность, но и определить рассогласование между этими  валами. Что позволяет безразборным способом произвести проверку правильности работы газораспределительного механизма, а также работу механизма изменения фаз газораспределения на любом автомобиле.

На сигнале датчика коленчатого вала (желтый цвет) хорошо видны искажения, вызванные биением отсчетного маркера («рыбка»). Сам датчик исправен. Сигнал датчика распределительного вала (голубой цвет) соответствует норме, датчик исправен.

На сигнале датчика распределительного вала присутствуют помехи, связанные с цепями питания.

Одновременный просмотр датчиков коленчатого и распределительного валов позволяет избежать достаточно трудоемкой операции по разборке и осмотру механизма ГРМ. А также позволяет проконтролировать работу муфт фазовращателей.

2. Проверка  импульсов управления различных исполнительных узлов и механизмов (форсунки, катушки зажигания и т.д.).

Например, время открытия форсунки, отображающееся на экране сканера – это всего лишь расчетная величина, которую рассчитал процессор. Но на пути сигнала от него до самой форсунки очень много промежуточных звеньев: это и выходные ключи (драйвера), и соединительные разъёмы, и проводка. Да и к тому же, сама форсунка может неправильно отрабатывать приходящие на нее команды. Особенно это относится к форсункам моторов непосредственного впрыска бензина и дизельным форсункам Common Rail как с электромагнитным, так и с пьезоэлектрическим приводом. И вот тут без осциллографа обойтись очень сложно – сам ЭБУ не в состоянии проконтролировать и вывести на экран сканера дефекты всей этой достаточно длинной и сложной цепочки передачи импульсов.

Слева – правильный сигнал управления форсункой MPI. Справа – отсутствие индуктивного выброса говорит о наличии дефекта в работе форсунки.

Импульс управления дизельной форсунки Common Rail. Отчетливо видны пиковая и удерживающая фаза – драйвер инжекторов исправен.

3.Проверка исправности шин передачи данных (CAN, LIN и другие).

В последнее время очень большое количество автомобилей оборудуются такими видами связи между блоками. Но при обнаружении сбоев в передаче информации, сканер способен только констатировать факт: «Нет связи между блоками А и В». Выяснить, по какой причине возникли эти коды – либо какой-то из блоков неисправен, либо присутствует повреждение самой шины, он не в состоянии. И тут опять на помощь диагносту приходит осциллограф. Просмотрев сигнал шины, можно с уверенностью ответить этот вопрос, а также в дальнейшем проконтролировать правильность выполненных работ.

На сигнале шины CAN отчетливо видны отклонения от эталона. Что может говорить о дефекте шины, вызванным, скорее всего,  отклонением в работе CAN-адаптера одного из блоков.

Какие задачи может решить мотортестер?

По сравнению с обычным осциллографом, мотортестер имеет расширенные функциональные возможности. Ввиду большого объёма информации по использованию мотортестеров, накопленной во время проведения практических занятий в Школе Диагностов ИнжекторКар, этот вопрос мы рассмотрим уже в следующей части нашего цикла статей.

(Технический тренер Школы Автодиагностики ИнжекторКар)

Диагностика автомобиля осциллографом

– это диагностический прибор, который позволяет считывать амплитудные параметры электрического сигнала во времени. Особенностью этого прибора является возможность визуально анализировать отклонения амплитудных колебаний сигнала посредством дисплея. А уникальность этого диагностического прибора заключается в возможности настраивать частоту снятия параметров сигнала. То есть если цифровой или аналоговый сигнал какого-либо диагностического прибора (например, сканера) может «не заметить» отклонение параметра из-за низкой частоты считывания амплитудных колебаний, то осциллограф можно настроить таким образом, что даже малейшее отклонение характера сигнала от номинального будет отражено на экране монитора и будет доступно для визуального анализа.

Благодаря широкому интервалу развертки осциллограф дает возможность развернуть импульс даже для контроля наносекундных промежутков времени. Кроме того, некоторые осциллографы (многоканальные) способны одновременно снимать данные о сигналах с нескольких диагностируемых объектов (датчиков, систем и т. п.).

Во многих случаях осциллограф увеличивает скорость диагностики и достоверность полученного диагноза, поскольку осциллограмма зачастую более информативна, чем аналогичная информация, полученная с других диагностических приборов.

При работе с осциллографом от специалиста-диагноста требуется, в первую очередь, знать, как правильно подключить прибор, и как должен выглядеть график осциллограммы сигнала с исправно работающего прибора, системы или электрического устройства, т. е. элемента, подлежащего диагностированию.

Посредством осциллографа, с использованием различных диагностических программ и скриптов, можно выполнить анализ работы следующих систем и устройств:
– качество контакта «массы» автомобиля (двигателя) с аккумуляторной батареей;
– генераторной установки;
– всех видов электрических датчиков;
– системы зажигания (угла опережения зажигания, катушек, свечей и высоковольтных проводов);
– системы питания (форсунок, давления в рампе и топливного насоса);
– системы газораспределения (состояние клапанов и их работа);
– компрессии в цилиндрах двигателя на разных режимах работы.

Механическое состояние деталей цилиндропоршневой группы можно оценить, если в свечное отверстие цилиндра вставить датчик давления. В этом случае оценить состояние деталей ЦПГ можно достовернее, чем обычным пневмотестером.

В общем случае, при определенных навыках использования прибора, осциллограф позволяет диагностировать любую электрическую систему, прибор или устройство. Т. е. этим прибором можно проверять не только электронику систем, управляющих двигателем (ЭСУД), но и других электрических и электронных систем автомобиля – управление АКПП, ABS, ASR, ESP и т. п.

Принципиальное устройство осциллографа

По своей сути осциллограф – это визуальный вольтметр, который позволяет анализировать изменение напряжения в том или ином участке цепи во времени. При этом на осциллограмме по оси «Y» откладывается величина напряжения, а по оси «X» – время.
Для лучшего понимания действия прибора, разберем блок-схему типового осциллографа, так как все их основные виды имеют аналогичное устройство.

На приведенной схеме не изображен блок питания – низковольтный блок, подающий питание для работы узлов, и источник повышенного напряжения, применяющийся для генерирования высокого напряжения, приходящего на электронно-лучевую трубку. Также на схеме не показан калибратор для настройки и подготовки прибора к работе.
Тестируемый сигнал поступает на канал вертикального отклонения «Y», далее на аттенюатор, выполненный в виде многопозиционного переключателя, настраивающего чувствительность осциллографа. Его шкала размечена в вольтах на сантиметр или в вольтах на одно деление. Это обозначает одно деление сетки координат на экране лучевой трубки. Там же изображены сами величины. Если амплитуда сигнала неизвестна, то устанавливается наименьшая чувствительность. В этом случае даже большой сигнал напряжением 300 В не повредит прибору.

Обычно в комплекте с осциллографом есть делители, в виде специальных насадок с разъемами. Они работают так же, как аттенюатор. Эти насадки компенсируют емкость кабеля при работе с малыми импульсами. С помощью делителя возможности прибора расширяются, можно исследовать сигналы в несколько сотен вольт. После делителя сигнал проходит на предварительный усилитель, раздваивается и приходит на переключатель синхронизации и линию задержки, которая служит для компенсации времени срабатывания генератора развертки. Оконечный усилитель создает напряжение, поступающее на «Y»-пластины, и отклоняет луч в вертикальной плоскости.

Генератор развертки создает пилообразное напряжение, поступающее на пластины «Х» и горизонтальный усилитель, при этом луч отклоняется в горизонтальной плоскости.
Устройство синхронизации создает условия для работы генератора развертки в одно время с появлением сигнала. В итоге на дисплей осциллографа выводится изображение импульса.

Переключатель синхронизации работает в положениях синхронизации:

Первое положение применяется чаще, так как оно более удобно.

Классификация осциллографов

Существует несколько видов осциллографов, имеющих разные характеристики, устройство и работу.

Аналоговые осциллографы

Такие осциллографы можно отнести к классическими моделями этого типа измерительных приборов. Любые аналоговые осциллографы имеют делитель, вертикальный усилитель, синхронизацию и отклонение, блок питания и лучевую трубку.
Такие трубки имеют больший диапазон частоты. Отклонение луча на экране прямо зависит от напряжения пластин. Горизонтальная развертка работает по линейной зависимости от напряжения горизонтальных пластин.
Нижний предел частоты равен 10 Герцам. Верхняя граница определяется емкостью пластин и усилителем. Сегодня аналоговые устройства вытесняются цифровыми приборами со своими достоинствами. Но аналоговые приборы пока не исчезают ввиду их малой стоимости.

Цифровые запоминающие осциллографы

Цифровые приборы, по сравнению с аналоговыми, имеют больше функциональных возможностей. Немаловажно и то, что стоимость их постепенно снижается. Цифровой осциллограф включает в себя делитель, усилитель, преобразователь аналогового сигнала, памяти, блока управления и выведения на жидкокристаллическую панель.
Принцип действия такого вида осциллографов придает им большие возможности.
Входящий аналоговый сигнал модифицируется в цифровую форму, и сохраняется. Скорость сохранения определяется управляющим устройством. Ее верхняя граница задается скоростью преобразователя, а нижняя граница не имеет ограничений.

Преобразование сигнала в цифровой код дает возможность увеличить устойчивость отображения, сохранять данные в память, сделать растяжку и масштаб проще. Применение дисплея вместо электронной трубки позволяет отображать любые данные и осуществлять управление прибором. Дорогостоящие приборы оснащаются цветным экраном, что позволяет различать сигналы других каналов, курсоры, выделять цветом разные места.

Параметры цифровых осциллографов намного выше аналоговых моделей, в больших пределах находится растяжка сигнала. Кроме простых схем включения синхронизации, может использоваться синхронизация при некоторых событиях или параметрах сигнала. Синхронизацию можно увидеть непосредственно перед включением развертки. Информация в цифровом виде позволяет записать в память экран с итогами измерения, а также распечатать на принтере.
Многие приборы оснащены накопителями для записи изображения в архив и последующей обработки.

Цифровые люминофорные осциллографы

Такой тип осциллографов работает на новой структуре построения, основанной на цифровом люминофоре. Он имитирует по подобию с аналоговыми приборами изменение изображения на экране. Люминофорные цифровые типы осциллографов дают возможность наблюдать на дисплее все подробности модулированных сигналов, как и аналоговые типы. При этом обеспечивается их анализ и хранение в памяти.

Люминофорные приборы, как и цифровые запоминающие осциллографы, имеет свою память для хранения различной информации, в том числе хранится разница задержки времени между разными пробниками. Возможность люминофорных осциллографов выводить данные с изменяемой интенсивностью значительным образом упрощает поиск повреждений в импульсных блоках. Это выражено при вычислении глубины модуляции сигнала при регулировке напряжения на выходе, приводящее к нестабильному функционированию блоков.

В люминофорных цифровых осциллографах объединены достоинства цифровых и аналоговых устройств, а во многом превосходят их. Люминофорные приборы обладают всеми преимуществами запоминающих осциллографов, обеспечивая возможности аналоговых приборов: быструю реакцию на смену сигнала и его отображение с разной яркостью.

Цифровые стробоскопические осциллографы

В этом виде осциллографов применяется эффект последовательного стробирования сигнала. При повторении сигнала выбирается мгновенное значение в определенной точке. При поступлении нового сигнала точка выбора смещается по сигналу. Так продолжается до полного стробирования сигнала. Модифицированный таким образом сигнал в виде огибающей линии мгновенных величин сигнала входа, повторяет форму сигнала.

Продолжительность модифицированного сигнала на много больше продолжительности тестируемого сигнала, а значит, имеется сжатие спектра. Это соответствует увеличению полосы пропускания. Стробоскопические виды осциллографов имеют большие полосы пропускания, и дают возможность производить исследования периодических сигналов с наименьшей продолжительностью. Стробоскопические осциллографы являются достаточно дорогими приборами, поэтому их применяют чаще всего для решения сложных диагностических задач.

Виртуальные осциллографы

Новый вид приборов может быть отдельным устройством с параллельным портом для вывода или ввода информации, а также с портом USB, а также встроенным вспомогательным прибором на базе карт ISA. Программная оболочка виртуальных осциллографов позволяет полностью управлять устройством, и имеет несколько возможностей сервиса: импорт и экспорт информации, цифровая фильтрация, разнообразные измерения, обработка информации математическим способом и т.д.

Осциллографы с применением персонального компьютера могут применяться для широких возможностей измерения. Например, для обслуживания и разработки радиотехнической и электронной аппаратуры, в телекоммуникационной связи, при изготовлении компьютеризированного оборудования, при выполнении диагностических мероприятий средств автотранспорта на станциях технического обслуживания и для многих других случаев, где требуется оценка и тестирование неустойчивых переходных процессов.

Виртуальные модели осциллографов являются хорошей альтернативой стандартных запоминающих цифровых осциллографов, поскольку они значительно дешевле, проще в применении и компактнее. К недостаткам виртуальных осциллографов относится невозможность измерения и отображения постоянной величины сигналов.

Портативные осциллографы

Цифровые технологии быстро развиваются, в результате чего цифровые стационарные приборы модифицируют в портативные устройства с хорошими параметрами габаритных размеров и массы, а также низким расходом электрической энергии.

При этом портативные осциллографы с питанием от гальванических элементов не уступают по характеристикам стационарным приборам по количеству функций, имеют большие возможности использования в разных областях научных исследований, промышленном производстве, в том числе – в авторемонтном производстве.

Применение осциллографа при диагностировании систем и устройств автомобиля

Диагностика двигателя компьютерная, осциллографом, эндоскопом

К сожалению, в последнее время понятие «диагностики инжектора» на многих сервисах утратило свой первоначальный смысл. Рынок переполнен рекламой, проверка и компьютерная диагностика двигателя автомобилей делают все, кому не лень. Купили сканер, дали в руки «дяде Васе», и – вперед. Ошибок нет, деньги за «работу» в кассу, почему машина не едет, не знаю, я своё дело сделал, извольте заплатить. Или еще хуже: «Ваш диагноз – Ошибка P0374, а что она означает, не знаю». Или еще вот так бывает: « Давайте начнем с замены вот этого датчика инжектора, если не поможет, то вот этого», и так далее. И таких горе-диагностов по Москве – 95%. Надо понимать, что диагностика произошла от слова ДИАГНОЗ!!! И за определенную сумму денег должны быть найдены однозначные ответы на вопросы по жалобам клиента. Процедура подключения компьютера и чтение кодов ошибок инжекторного двигателя называется сканирование, и она лишь помогает мастеру сделать некие выводы при проведении процедуры. Компьютерная диагностика двигателя — услуга, после которой Вы будете точно знать, что за неполадки с вашим двигателем. Не обращайтесь в автосервис, который не несет ответственности за свои рекомендации.

Многолетний опыт как в компьютерной, так и обычной диагностике инжекторных автомобилей показывает, что для ремонта системы впрыска не всегда спасает знание теории работы двигателя внутреннего сгорания и системы управления им – в нашей работе большую роль играют наработанные приёмы, знание “болячек” машин определённой марки и модели. Зная алгоритм работы систем впрыска на 100%, и рассматривая его вкупе с реальной оценкой работы всего силового агрегата, мы находим любые неисправности.

Написать комментарий

Введите код, указанный на картинке:

Сколько стоит диагностика двигателя автомобиля (Audi, Мерседес и пр

Что входит в диагностику

Не знаете что лучше подойдет для ВАШЕГО автомобиля или не нашли интересующей вас информации? Звоните нам:

8 (909) 625-87-07

8 (963) 677-47-57

Возврат к списку

Диагностирование неисправностей осциллографом

При использовании осциллографа необходимо знать места подключения его щупов к диагностируемому элементу, а также форму осциллограммы для номинального режима работы этого элемента. Впрочем, методика использования осциллографа, как правило, подробно описана в инструкциях, прилагаемых к прибору.

Диагностирование датчиков осциллографом

Этот датчик служит для синхронизации времени подачи искры и срабатывания форсунок по такту сжатия в цилиндрах. В общем случае датчик сообщает блоку управления (ЭБУ) о положении поршня первого цилиндра в верхней мертвой точке при такте сжатия. Для различных марок автомобилей ДПКВ может располагаться рядом с задающим диском у шкива коленчатого вала или маховика.

Сигнал датчика положения коленчатого вала в номинальном рабочем режиме имеет синусоидальную форму с разрывом. Форма сигнала имеет равномерную одинаковую амплитуду. Если на осциллограмме присутствуют отклонения, значит, задающий диск имеет не равномерность вращения или люфт, т. е. плохо закреплен или поврежден.

Методика диагностирования ДПКВ осциллографом заключается в следующих действиях:

Датчик положения распределительного вала (ДПРВ)

На рисунке 2 показан номинальный сигнал датчиков положения коленчатого и распределительного вала.
На графике нижний фронт сигнала ДПРВ совпадает с разрывом зубьев на задающем диске, что говорит о правильной фазе впрыска.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

Датчик массового расхода воздуха сообщает электронному блоку (ЭБУ) о количестве воздуха, поступившего в цилиндры двигателя для определения оптимального количества топлива, впрыскиваемого форсунками, т. е. времени открытого состояния форсунки при впрыске.
Основной параметр для диагностики датчика – это его нулевое напряжение, которое у исправного датчика при включенном зажигании должно быть равным 0,996 В. При углубленной диагностике ДМРВ, необходимо измерить время релаксации – период, в течение которого датчик выходит в нулевое положение.

На рисунке 3 показана осциллограмма исправного датчика массового расхода воздуха. Нулевое напряжение на датчике в этом случае равно 0,996 В, а скорость выхода на рабочий диапазон 0,5 мс.

На рисунке 4 представлена осциллограмма неисправного ДМРВ. Время перехода 20 мс, а напряжение при нулевом объеме воздуха – 1,130 В. Автомобиль с таким датчиком будет расходовать много топлива, и терять мощность.

Немаловажно проверить пик выхода датчика на максимальный уровень напряжения. Для этого нужно снять сигнал с ДМРВ на работающем двигателе при резко нажатой педали газа.
Чем ближе значение сигнала к 5 В, тем датчик имеет большую отдачу и двигатель будет эластичнее в работе (рис. 5).

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ)

Датчик положения дроссельной заслонки легче всего проверить сканером. Но при плавающей неисправности, когда автомобиль движется рывками, лучше проверить сигнал датчика осциллографом.
Для этого сигнальный провод щупа подключают к выходу ДПДЗ и снимают сигнал, открывая дроссель, т. е. нажимая на педаль акселератора.
График осциллограммы должен иметь форму плавной кривой, на которой не должно быть резких перепадов, ступенек, скачков и т. п.
На рисунке 6 приведены осциллограммы сигналов с исправного и неисправного датчика положения дроссельной заслонки.

Проверка массы двигателя осциллографом

Осциллографом можно проверить качество соединения аккумуляторной батареи с потребителями. Так, плохую «массу» двигателя можно проверить, подсоединив отрицательный щуп с минусовой клеммой АКБ, а сигнальный – с двигателем или кузовом. Значительные помехи в графике сигнала свидетельствуют о плохой «массе».
На рисунке 7 приведен пример осциллограммы хорошего контакта клеммы АКБ с массой автомобиля.

Диагностика катушек зажигания с помощью осциллографа

Проверка системы зажигания возможна только по анализу сигнала вторичной или первичной цепи. Самодиагностика двигателя автомобиля способна только косвенно определить дефекты в высоковольтной части, в частности – может выдать ошибку по пропускам зажигания.
Коды неисправностей пропусков дают общую картину работы цилиндра. Они могут возникнуть как от неисправной катушки, свечи, высоковольтного провода, форсунки, низкой компрессии, подсоса воздуха. Для точного определения неисправной катушки зажигания требуется проверка осциллографом.

Диагностика осциллографом топливных форсунок

Форсунка бензинового двигателя состоит из запорного клапана, который управляется электромагнитом (электромагнитной катушкой). Перемещение этого клапана в процессе работы форсунки можно проверить осциллографом.

В момент открывания и закрывания запорной иглы форсунки на осциллограмме должны прослеживаться характерные «бугорки» и колебания напряжения, что видно на рисунке 13.
Осциллограмма неисправно работающей форсунки приведена на рисунке 14.
На этом графике не прослеживаются какие-либо колебания напряжения в процессе движения запорной иглы (клапана), что свидетельствует о неисправности.

Диагностика форсунок с помощью осциллографа требуется при скрупулезном поиске неисправности в затруднительных случаях диагностирования.
В большинстве случаев достаточно сделать анализ эффективности работы цилиндров двигателя.
С помощью осциллографа можно оценить время нахождения форсунок в отрытом состоянии, а также некоторые другие параметры, которые важны при тщательном поиске неисправностей при неправильной работе системы питания.
Более подробный анализ работы форсунок приводится в инструкции по использованию осциллографа.

Состав и вредные компоненты выхлопных газов