Дiагностичнi параметри датчикiв та виконавчих пристроiв
Дiагностичнi параметри датчикiв та виконавчих пристроiв
Процес дiагностування периферiйних пристроiв системи керування (датчикiв та виконавчих пристроiв) полягаi у порiвняннi значень дiагностичних параметрiв, що вимiрюються на iхнiх виводах, з паспортними (довiдковими) даними. Перевiрка параметрiв елементiв системи виконуiться в iх робочому (пiдключеному) станi на борту автомобiля, або в знятому (вiдключеному) з автомобiля станi. В першому випадку встановлюiться факт наявностi несправностi елемента, в другому тАУ пiдтверджуiться дiагноз та локалiзуiться мiсце пошкодження (Табл. 1).
Таблиця 1 Програмнi втручання системи самодiагностики при виникненнi несправностей
| Несправностi в колах датчикiв | Операцii резервування ССД |
| ДД тАУ обриви та замикання сигнального проводу | ЕБК переводить ДВЗ на аварiйний режим з безпечними кутами запалювання |
| ДТОР тАУ обриви та замикання сигнального проводу | ЕБК замiщуi сигнал датчика на сигнал, який пiдраховуiться за часом роботи ДВЗ. РЖнформацiя про сигнал зберiгаiться у пам`ятi ЕБК |
| ДМВП тАУ обриви та замикання сигнального проводу або провiдникiв живлення | ЕБК замiщуi сигнал датчика на сигнал, що формуiться на основi сигналiв ДПКВ та ДПДЗ |
| ДПДЗ тАУ обриви та замикання сигнального проводу, тривала нерухомiсть датчика (роз`iднання приводу датчика) | ЕБК замiщуi сигнал датчика на сигнал, що формуiться на основi сигналiв ДПКВ та ДМВП |
ДПКВ тАУ обриви та замикання сигнальних проводiв, порушення екранiровки проводiв (кiлькiсть iмпульсiв на оборот колiнчастого валу перевищуi 58) | ЕБК зупиняi двигун або переводить його на фiксовану частоту обертання |
| ДША тАУ обриви та замикання сигнального проводу або провiдникiв живлення | ЕБК iгноруi сигнал датчика та повiдомляi водiя (лампа СЕ) без зупинки двигуна |
Дамо характеристику датчикiв системи Motronic за класифiкацiйними ознаками та визначимо iх параметри, якi приймаються за дiагностичнi.
Датчик положення колiнчастого валу (ДПКВ) iндукцiйного типу, активiзуiться за рахунок обертання зубчастого вимiрювального (задаючого) диска. Вимiрювальний диск з магнiтопровiдного матерiалу конструктивно поiднаний зi шкiвом приводу генератора. Датчик встановлено на кришцi масляного насоса на вiдстанi D=1В± 0,2 мм вiд зубцiв диска. Зубчастий подiл складаi шiсть градусiв (60 зубцiв), два зубцi вiдсутнi. Така конструкцiя диска дозволяi отримати на виходi датчика 58 iмпульсiв знакозмiнноi напруги на один оберт колiнчастого валу (сигнал кутового положення) та зареiструвати подвiйний перiод сигналу при проходженнi зони диска з вiдсутнiми зубцями (синхронiзуючий сигнал початку вiдлiку). Таким чином ДПКВ утворюi два iнформацiйнi сигнали (рис. 1,а). Частота та амплiтуда iмпульсiв сигналу датчика пропорцiйнi частотi обертання колiнчастого валу та в швидкiсному дiапазон6i двигуна n=600 тАУ 6000 хв-1 вiдповiдно дорiвнюють f=30 тАУ 300 Гц, U=0,6 тАУ 6,0 В. Опiр обмотки датчика у вiдключеному станi складаi R=550 тАУ 750 Ом. Сигнальнi проводи пiдключення диференцiйного виходу датчика до ЕБК тАУ екранованi з метою захищення вiд зовнiшнiх електромагнiтних перешкод. У деяких системах керування в якостi ДПКВ застосовуються оптичнi (фотоелектричнi) датчики або датчики на базi цифрових мiкросхем Холла.
Датчик детонацii (ДД) тАУ птАЩiзоелектричний (безпосереднього перетворення), встановлений у верхнiй частинi блоку цилiндрiв. При вiбрацiях двигуна датчик генеруi сигнал (рис. 1, б), рiвень напруги якого пiдвищуiться пiд час детонацiйних процесiв. Перевiрка датчика виконуiться за допомогою осцилографа або вольтметра змiнного струму. Напруга, яка вимiрюiться вольтметром на виводi датчика вiдносно корпуса, маi складати UC=1 тАУ 3 В при наявностi детонацii або ii iмiтацii (постукати металевим iнструментом по блоку цилiндрiв). Амплiтуднi значення напруги сигналу (при вимiрюваннях осцилографом) не повиннi перевищувати UC < 10 В при детонацiйних процесах i складати не менш як UC > 1 В при нормальнiй роботi двигуна. У пасивному режимi (станi) опiр датчика складаi RД=3300 тАУ 4500 Ом.
а
б
Рис.1. Осцилограми напруг сигналiв датчикiв: а тАУ положення колiнчастого валу; б тАУ детонацii
Датчик концентрацii кисню (ДКК) електрохiмiчного принципу дii (хiмiчне джерело струму) застосовуiться у системах упорскування зi зворотним звтАЩязком. Датчик встановлюiться на прийомнiй трубi глушника, може мати вмонтований пiдiгрiвач для активiзацii електрохiмiчноi реакцii. Сигнал датчика параметруiться рiвнем напруги на його виходi, який залежить вiд парцiального тиску кисню у вiдпрацьованих газах. Коли ДВЗ працюi на збагаченiй сумiшi (α < 1) на виходi датчика утворюiться напруга високого рiвня U= 0,7 тАУ 1,0 В. При переходi на збiднену сумiш (α > 1), коли парцiальний тиск кисню пiдвищуiться, вихiдна напруга датчика значно зменшуiться U = 0,05 тАУ 0,1 В. Така рiзка змiна рiвня напруги (рис. 2) дозволяi реiструвати стахiометричний склад сумiшi. У деяких системах керування можуть застосовуватися ДКК хiмiко-резистивний або термоелектричного принципу дii. Перевiрка датчика виконуiться на борту автомобiля при працюючому двигунi, або за допомогою тестерiв λ-характеристик. Опiр нагрiвального елементу датчика у холодному станi складаi R = 14 тАУ 32 Ом.
Рис.2. Перехiдна характеристика датчика концентрацii кисню
Датчик масовоi витрати повiтря (ДМВП) тАУ термоанемометричний (не прямого перетворення), мембранного типу з аналоговим вихiдним сигналом. Розташований мiж повiтряним фiльтром i шлангом впускноi труби. Датчик мiстить терморезистори i нагрiвальний елемент, якi створюють вимiрювальний мiст та диференцiйний пiдсилювач напруги розбалансу моста.
Пiдключення датчика здiйснюiться за допомогою птАЩятививiдного рознiмання (рис. 3), на виводах якого вимiрюються такi параметри: вивiд 1 тАУ незадiяний; вивiд 2 тАУ напруга бортовоi мережi UБ=10,2 тАУ 14,6 В для живлення нагрiвача; вивiд 3 тАУ маса; вивiд 4 тАУ напруга живлення вимiрювальноi частини датчика UД = 9,0 В (забезпечуiться стабiлiзатором ЕБК); вивiд 5 тАУ вихiдна напруга сигналу датчика UС =0,9 тАУ 1,1 В (при непрацюючому ДВЗ).
Модуль запалювання А тАУ сигнал запалювання 1, 4-го цилiндрiв (Uc = 1.4В) В тАУ сигнал запалювання 2, 3-го цилiндрiв С тАУ маса (загальний ВлтАУВ») D тАУ напруга живлення (U = +12В)
Датчик масовоi витрати повiтря 1 тАУ нездiйснений (резерв) 2 тАУ напруга живлення (U = +12В) 3 тАУ маса (загальний ВлтАУВ») 4 тАУ напруга живлення датчикiв (U = +5 В) 5 тАУ вихiдний сигнал датчика Uc
Дiагностичне рознiмання А тАУ маса (загальний ВлтАУВ») В тАУ коло L-канала дiагностики G тАУ сигнал ввiмкнення паливного насоса М тАУ коло К-канала дiагностики
Кроковий двигун РНХ А тАУ сигнал низького рiвня першоi обмотки В тАУ сигнал високого рiвня першоi обмотки С тАУ сигнал низького рiвня другоi обмотки D тАУ сигнал високого рiвня другоi обмотки
Датчик швидкостi автомобiля 1 тАУ напруга живлення (U = +12 В) 2 тАУ вихiдний сигнал датчика 3 тАУ маса (загальний ВлтАУВ»)
Рис.3. Цокольовка та призначення виводiв електричних рознiмань елементiв системи керування ДВЗ
Слiд зауважити, що напруга UС формуiться диференцiйним способом вiд напруги на виходi пiдсилювача датчика та опорноi напруги ЕБК. Тому при вiдключеннi виводу 5 вiд датчика на проводi вимiрюiться опорна напруга UО = 5,0 В. У ВлхолодномуВ» станi ДМВП можна продiагностувати за допомогою карти опорiв (табл. 2).
Таблиця 2 Карта опорiв датчика масовоi витрати повiтря типу РВТ-GF 30 фiрми BOSCH
| Електричне коло | Вимiрювання мiж виводами | Значення опору, Ом |
| Нагрiвальний елемент | R2,3 = R3,2 | 4.5 ∙103 |
| Вихiд пiдсилювача | R3,5 = R5,3 R4,5 = R5,4 | 2.4∙103 ∞ |
| Живлення вимiрювальноi частини | R3,4 R4,3 | 14∙106 ∞ |
В системах Motronic можуть застосовуватися термоанемометричнi масметри з платиновим чутливим елементом, якi формують аналоговий (змiню
iться рiвень напруги) або iмпульсний (змiнюiться частота iмпульсiв фiксованоi амплiтуди) вихiдний сигнал. В менш досконалих системах керування замiсть масметрiв використовуються потенцiометричнi витратомiри повiтря з повiтряною заслiнкою або електродинамiчнi (тахометричнi) витратомiри лопатного (турбiнного) типу. В перспективних системах застосовуються вихровi iнфрачервонi масметри повiтря.
Датчик температури охолоджуючоi рiдини (ДТОР) виконаний на базi термiстора з вiдтАЩiмним температурним коефiцiiнтом опору (безпосереднього перетворення); встановлений у випускному патрубцi на голiвцi цилiндрiв. Живлення датчика здiйснюiться вiд стабiлiзатора напруги. ЕБК (UО = 5,0 В) через обмежуючий резистор. Таким чином, опiр датчика i вимiрювальним плечем подiльника напруги, на якому формуiться напруга вихiдного сигналу UС = 0,4 тАУ 4,9 В залежно вiд температури двигуна. В знятому станi датчик перевiряiться за температурною характеристикою (табл.3).
В бiльш складних системах керування додатково використовуються термiсторнi датчики температури повiтря, палива, мастила, вiдпрацьованих газiв. Дiагностичнi параметри таких датчикiв аналогiчнi параметрам ДТОР.
Датчик положення дросельноi заслiнки (ДПДЗ) потенцiметричний (безпосереднього перетворення) поворотного типу, встановлений збоку на дросельному патрубцi, механiчно повтАЩязаний з вiссю дросельноi заслiнки. Датчик пiдключаiться через трьохвивiдне рознiмання.
Таблиця 3 Температурна характеристика ДТОР
| Температура 0С | Опiр, Ом | Температура 0С | Опiр, Ом | Температура 0С | Опiр, Ом | Температура 0С | Опiр, Ом |
| 100 | 177 | 45 | 1188 | 15 | 4450 | -15 | 21450 |
| 90 | 241 | 40 | 1459 | 10 | 5670 | -20 | 28680 |
| 80 | 332 | 35 | 1802 | 5 | 7280 | -30 | 52700 |
| 70 | 467 | 30 | 2238 | 0 | 9420 | -40 | 100700 |
| 60 | 667 | 25 | 2796 | -4 | 12300 | | |
| 50 | 973 | 20 | 3520 | -10 | 16180 | | |
До виводу ВлАВ» пiдводиться напруга живлення датчикiв UC = 5 В, до виводу ВлВВ» пiдключаiться маса, з виводу ВлСВ» знiмаiться напруга сигналу UC = 0,3 тАУ 4,6 В. Граничнi значення напруги вiдповiдають зачиненому (0% вiдкриття) i повнiстю вiдчиненому (100% вiдкриття) стану дросельноi заслiнки. Опiр датчика мiж крайнiми виводами ВлАВ» i ВлВВ» у вiдключеному станi дорiвнюi RАВ =2 кОм, а мiж виводами ВлВВ» i ВлСВ» змiнюiться у дiапазонi RВС =0,7 тАУ 1,4 кОм. В деяких системах керування ДВЗ застосовуються ДПДЗ оптоелектронного типу з кодуючим диском.
Датчик швидкостi руху автомобiля (ДША) побудований на базi цифровоi мiкросхеми Холла, встановлений на приводi спiдометра коробки передач. Сигнал датчика маi оцифрованi (фiксованi) значення амплiтуди UА = 10 В i шпаруватостi iмпульсiв q=20 %. Частота надходження iмпульсiв сигналу пропорцiйна швидкостi обертання ведучих колiс (6 iмпульсiв на 1м руху автомобiля). Датчик пiдключаiться через трьох вивiдне рознiмання. На вивiд 1 рознiмання подаiться напруга бортовоi мережi UБ = 10,2 тАУ 14,4 В, до виводу 3 пiдтАЩiднуiться маса, з виводу 2 знiмаiться вихiдний сигнал. Цокольовка рознiмання датчика наведена на рис. 4.
Якщо автомобiль не рухаiться, то напруга на виводi 2 маi постiйне значення (UC = 0,4 В або 10 В). При русi автомобiля середнi значення напруги складаi UC = 3 тАУ 5 В. Вихiдний каскад мiкросхеми Холла виконано за схемою з вiдчиненим колектором. Тому при вiдключеннi сигнального проводу на виходi датчика (вивiд 2) сигнал спостерiгатися не буде. Для перевiрки датчика за допомогою вольтметра постiйного струму необхiдно вiдтАЩiднати провiд вiд виводу 2 рознiмання датчика; пiдключити резистор опором R = 5 тАУ 10 кОм мiж виводами 1 i 2; пiдключити вольтметр до виводiв 2 i 3. У вiдключеному станi опiр мiж будь-якими виводами ДША маi бути практично нескiнченним. У деяких попереднiх варiантах систем керування застосовувалися ДША з язичковим перемикачем або датчик iндукцiйного типу.
Датчик фаз (датчик iдентифiкацii першого цилiндра), який використовуiться у системах з послiдовним (фазованим) упорскуванням палива, також побудовано на базi цифровоi мiкросхеми Холла. Датчик розташований з лiвого боку голiвки цилiндрiв, а задаючий диск датчика тАУ на шкiвi випускного розподiльного валу. Диск маi один активiзуючий сектор (прорiзь), момент проходження якого через паз датчика вiдповiдаi моменту проходження поршнем першого цилiндру верхньоi мертвоi точки (ВМТ). Перевiрка датчика виконуiться аналогiчно перевiрцi ДША.
СО-потенцiометр являi собою резистор змiнного опору, за допомогою якого встановлюються рiвень опорноi напруги, що визначаi спiввiдношення паливно-повiтряноi сумiшi на обертах неробочого ходу двигуна (функцiя гвинта якостi сумiшi в карбюраторах). Розташований у моторному вiдсiцi на переднiй панелi коробки притоку повiтря. Двохвивiдне рознiмання пiдключаi потенцiометр до ЕБК. Змiна опору потенцiометра спричинюi змiну напруги на його потенцiальному виводi в межах UC=1 тАУ 4,6 В. Опiр СО-потенцiометра у вiдключеному станi дорiвнюi R =500 тАУ 1000 Ом.
Безпосередньо до виходiв ЕБК пiдключаються модуль запалювання (МЗ), паливнi форсунки (ПФ), регулятор неробочого ходу (РНХ), виконавчi реле (контактори) керування паливним насосом, вентилятором системи охолодження, живленням системи (головне реле). До виконавчих пристроiв, якi непрямо пiдключенi до ЕБК слiд вiднести високовольтнi проводи; свiчки запалювання; електродвигун паливного насоса; електродвигун вентилятора системи охолодження.
Модуль запалювання, на якому реалiзовано статистичний розподiл вторинноi напруги системи запалювання з неробочою iскрою, перевiряiться за допомогою тестера запалювання або шляхом випробування на борту автомобiля (ВлгарячаВ» перевiрка). На входи МЗ подаються сигнали керування запалюванням по двом каналам (1,4 та 2,3 цилiндри) у виглядi прямокутних iмпульсiв з середньою напругою UC = 1,0 тАУ 4,0 В. На високовольтних виходах МЗ утворюiться напруга, iмпульсне значення якоi маi складати не менш за UЗ ≥ 22000 В (перевiряiться вiзуально по iскроутворенню на розрядниках тестера запалювання). У вiдключеному станi (ВлхолоднаВ» перевiрка) МЗ можна продiагностувати за допомогою омметра (мультиметра), користуючись картою опорiв (табл. 4). Цокольовка та призначення виводiв рознiмання МЗ наведено на рис. 5. Слiд зауважити, що пiдтвердження справного стану МЗ отримуiться тiльки на основi результатiв його випробувань у робочому режимi (ВлгарячомуВ» станi).
Високовольтнi проводи пiдключення свiчок запалювання до МЗ мають розподiлений опiр (технологiя виготовлення з розподiленим резистором). Питомий опiр таких проводiв складаi R = 1 тАУ 25 кОм/м залежнос вiд марки проводу.
У свiчок запалювання перевiряiться робочий зазор Δ=0,7 тАУ 0,85 мм та опiр вмонтованого подавляючого резистора RП=4 тАУ 10 кОм. РЖнодi в колбочках свiчок теж встановлюються подавляючi резистори такого ж рiвня.
Таблиця 5 Карта опорiв модуля запалювання типу 42.3705
| Електричне коло | Вимiрювання мiж виводами | Значення опору, Ом |
| Вторинна обмотка котушки запалювання 1 i 4-го цилiндрiв | R1,4 = R4,1 R1,С = R4,С R1,D = R4,D | 6∙103 ∞ ∞ |
| Вторинна обмотка котушки запалювання 2 i 3-го цилiндрiв | R2,3 = R3,2 R2,С = R3,С R2,D = R3,D | 6∙103 ∞ ∞ |
| Керування запалюванням | RB,C = RA,C RC,B = RC,A RB,D = RA,D RD,B = RD,A | ∞ 840∙103 ∞ 780∙103 |
| Первиннi обмотки котушок запалювання | RD,С = RС,D | ∞ |
Паливнi форсунки перевiряються на баланс, якiсть розпилу, продуктивнiсть та герметичнiсть за допомогою тестера форсунок. Продуктивнiсть робочоi форсунки маi складати 180 см3/хв., кут розпилу палива А=30о , пiд тиском палива Р=2,5 кгс/см2. Герметичнiсть форсунки визначаiться за витоком палива iз зачиненоi форсунки пiд тиском Р=3,5 кгс/см2 , i цей виток не повинен перевищувати одну краплю на хвилину. При локалiзацii пошкоджень електричного кола форсунки, перевiряiться опiр ii обмотки та вiдсутнiсть замикання обмотки на корпус (масу). Опiр справноi форсунки порiвнюiться з паспортними даними та зазвичай складаi R = 10 тАУ 20 Ом залежно вiд типу. В пускових форсунках перевiряються такi ж параметри, як i у робочих.
Регулятор неробочого ходу являi собою двохполюсний кроковий електродвигун, який керуiться послiдовнiстю прямокутних iмпульсiв напруги. У ВлгарячомуВ» станi перевiряiться за допомогою спецiального тестеру або шляхом випробувань на борту автомобiля. У вiдключеному станi перевiрцi пiдлягаi опiр обмоток, який маi складати R = 40 тАУ 60 Ом, вiдсутнiсть замикання обмоток мiж собою та вiдсутнiсть замикання обмоток на корпус (масу).
Дiагностичними параметрами виконавчих реле i напруга спрацьовування UC=5 тАУ 6 В; напруга повернення UП=3 тАУ 3 В; опiр обмотки R=40 тАУ 80 Ом залежно вiд типу та призначення реле; падiння напруги на контактному опорi ∆U = 0,01 тАУ 0,1 В. Перевiрка реле виконуiться традицiйним способом або шляхом випробувань на борту автомобiля.
Електродвигуни паливного насоса та вентилятора системи охолодження перевiряються шляхом випробувань на борту автомобiля. При автономному дiагностуваннi за дiагностичнi параметри приймаються частота обертання та струм, що споживаiться електродвигуном у номiнальному режимi. Для паливного насоса перевiряiться тиск, який утворюiться в зачиненiй магiстралi i маi бути у межах Р=2,8 тАУ 4,2 кгс/см2 . Продуктивнiсть паливного насоса маi бути не менш за 1,9 л/хв.
До числа виконавчих пристроiв, якi застосовуються в бiльш складних системах керування ДВЗ, слiд додати: нагрiвальнi елементи (корпуса дросельноi заслiнки, впускного колектора); електромагнiтнi клапани (вугiльного фiльтра, системи рециркуляцii газiв).
Вместе с этим смотрят:
GPS-навигация
GPS-прийомник авиационный
IP-телефония и видеосвязь
IP-телефония. Особенности цифровой офисной связи
Unix-подобные системы