Расшифровка осциллограмм вагона-дефектоскопа

Расшифровка осциллограмм — это тщательное изучение отсканированной вагоном кинопленки. В статье рассмотрим что такое и для чего нужна расшифровка осциллограмм.

Расшифровка осциллограмм заключается в визуальном просмотре записей, отыскании на них сигналов, которые могут быть сигналами от рельсовых повреждений, в установлении характера этих повреждений по некоторым характерным признакам форм сигналов и определении путевых координат выявленных дефектов. По результатам расшифровки составляется ведомость, по которой линейные работники производят смену выявленных остродефектных рельсов, либо производят натурный осмотр и вторичный контроль тех рельсов, степень дефектности которых невозможно было определить при расшифровке осциллограмм.

Расшифровка осциллограмм — одна из наиболее ответственных операций в общей технологии контроля рельсов вагонами-дефектоско­пами. Она требует от оператора большой сосредоточенности, внимания, навыков по отысканию сигналов, особенно в зоне рельсовых стыков и на сильно поврежденных рельсах, постоянного изучения форм сигналов и тех повреждений рельсов, которыми вызваны эти сигналы.

Поэтому, как правило, расшифровка осциллограмм должна производиться двумя операторами одновременно, которые взаимно дополняют и контролируют друг друга.

Практикой выработаны следующие основные правила расшифровки осциллограмм. Кинопленка всегда должна рассматриваться со стороны эмульсии в направлении счета километров. Особенно внимательно должна просматриваться зона рельсовых стыков, в которой чаще всего возникают дефекты 21, сигналы от которых нередко почти сливаются с сигналами от начала и конца стыковых накладок.

При заполнении ведомости выявленных дефектных рельсов указывается номер пути, километра, звена и нити пути, а также точные координаты дефекта в пределах звена по сигналам от прокладок. Счет звеньев производится, как правило, по той нити пути, на которой обнаружен дефект.

За первое звено принимается то, на котором имеется сигнал от «упорки» (подкладки, пришитой к шпале и упирающейся одним концом в шейку рельса). Во избежание могущих быть ошибок при счете звеньев на пути в ведомости указываются дополнительные ориентиры: переезды, укороченные звенья, мосты и т. д.

Форма импульсных сигналов, возникающих в искателях, определя­ется характером изменения магнитного поля (потока) над рельсом.

Подкладки вызывают местное довольно плавное уменьшение    магнитного поля на сравнительно большой протяженности по длине рельса  Поэтому сигналы от них представляют собой знакопеременные, почти симметричные импульсы с относительно большой длительностью и малой амплитудой.

При рассмотрении кинопленки по направлению движения эти импульсы начинаются отрицательной (направленной вниз) амплитудой, заканчиваются положительной (направленной вверх). Сигналы чередуются с определенной последовательностью, так что осциллограммы представляют собой непрерывную волнистую линию. Переход импульсов через нулевую линию соответствует середине подкладок (шпал).

Начало и конец стыковых накладок дают практически одно полярные отрицательный и положительный импульсы соответственно со значительно большей, чем от подкладок, амплитудой и меньшей длитель­ностью.

Стыковой зазор дает кратковременный знакопеременный сигнал начинающийся с положительной полуволны амплитуда сигналов от стыков в несколько десятков раз больше, чем от подкладок (рис. 1).

Рис. 1. Магнитный поток в рельсе и напряжение в искательной катушке

На фоне сигналов от подкладок возникают сигналы от различного рода повреждений и дефектов головки рельсов. Характерным для этих сигналов является сравнительно небольшая их длительность (в 10—15 раз меньше, чем длительность сигналов от подкладок). Ам­плитуда этих сигналов зависит от степени развития дефекта.

Но даже сравнительно небольшие дефекты и поверхностные повреждения ме­талла дают сигналы, сравнимые по амплитуде с сигналами подкладок. Это объясняется тем, что поля дефектов имеют в несколько раз мень­шую протяженность по длине рельса по сравнению с полями подкла­док, и, следовательно, большую производную по времени, т. е. большей величины импульсы э. д. с.

Сигналы от неопасных поверхностных повреждений характери­зуются большим разнообразием форм и практически очень трудно по форме сигнала определить характер повреждения, да это оператору и не требуется, так как рельсы с такими повреждениями в большинстве случаев не относятся к разряду дефектных.

Сигналы от дефектов  рельсов характеризуются сравнительно небольшим количеством характерных импульсов э. д. с. благодаря чему их удается визуально выделять среди множества других сигналов  При этом точность оценки показаний дефектоскопа во многом зависит от величины сигналов.

Сравнительно не трудно разделять сигналы от дефектов и поверхностных повреждений с относительной амплитудой 4—5 А

п и более, где А_п — амплитуда сигналов от подкладок. Разделять сигналы с меньшей амплитудой (1,5—3 А_п) значительно сложнее вследствие того, что в ряде случаев они не отличаются по форме.

Сигналы же с относительной амплитудой менее 1,5 А_п по су­ществующим правилам расшифровка осциллограмм могут вообще не приниматься во внимание по этой причине, хотя это вовсе не означает  что такие малые сигналы совершенно невозможно разделить.

В ряде случаев опытным шифровальщикам удается производить оценку и малых сигналов, однако достоверность такой оценки, как правило, невысока и всегда требуется производить вторичный контроль рельсов по таким сигналам.

Поперечным контактно-усталостным трещинам в головке (дефект 21) соответствует несколько разновидностей форм сигналов, которые в известной мере отражают степень развития дефекта. Наиболее типичные сигналы от таких дефектов приведены на рис. 2.

Одной из наиболее характерных особенностей их является резко выраженная асимметрия  амплитуда отрицательной части сигнала обычно в 3—4 и более раз превышает максимальную положительную амплитуду.

В большинстве случаев внутренние дефекты записываются сигналами формы а и б с относительной амплитудой до 3—4 А_п. Дефекты с выходом обычно фиксируются сигналами типа в и г, относительная амплитуда которых, как правило, больше 3—4 А

п.

Сильно развитые дефекты с выходом, поражающие большую часть головки, а также заходящие в шейку, записываются сигналами типа д и е. Сигналами типа е записываются также поперечные изломы рельсов. Амплитуда сигналов типа д и е обычно во много раз превышает амплитуду сигналов от подкладок.

Рис. 2. Типичные сигналы от дефектов 21.2

Второй очень важный отличительный признак формы сигналов дефектов 21 — соотношение амплитуд положительных частей сигнала; амплитуда правой части всегда больше или в крайнем случае равна амплитуде левой части.

Исключения из этого правила составляют: сигналы от сильноразвитых дефектов с выходом (сигналы д и е), от большинства дефектов при скорости движения ниже 15—20 км/ч, когда дефект «неправильно» ориентирован, т. е. трещина имеет наклон в направлении движения не сверху вниз, а наоборот.

Это может про­исходить в перекантованных рельсах и на однопутных участках пути, когда контроль осуществляется не в преимущественном направлении движения грузовых поездов.

В случае внутренних дефектов, сигналы от которых обычно сравнимы по величине с сигналами поверхностных повреждений, отмеченные отклонения в соотношении амплитуд левой и правой части сигнала создают серьезные трудности в расшифровке осциллограмм.

Дело в том, что значительное число сигналов от поверхностных повреждений отличаются от сигналов дефектов 21 только тем, что у них левая положительная амплитуда больше правой. А так как таких сигналов на кинопленке встречается очень много, то оператор обычно не обращает на них внимания, за исключением тех, амплитуда которых во много раз превосходит уровень фона.

Продольные горизонтальные расслоения головки (дефект З0Г) записываются отрицательными симметричными сигналами, амплитуда и длительность которых зависит от степени развития дефекта и длины трещины.

При большой длине трещины в средней части сигнала образуется потемнение, которое характеризует кратковременную остановку процесса изменения э. д. с. в искателе над средней частью дефекта. Образцы сигналов от дефектов З0Г приведены на рис. 3.

Рис 3. Образец записи дефекта 30Г.2 на кинопленке

Аналогичными сигналами записываются продольные вертикальные расслоения головки (дефект З0В). В случае большой протяженности трещины в средней части сигнала обычно имеется ряд небольших сигналов разнообразной формы, вызванных неровностями расслоения.

При обнаружении в процессе просмотра осциллограмм сигнала, который по внешним признакам может быть сигналом от дефекта, оператор внимательно должен рассмотреть его через лупу 5—10-кратного увеличения с тем, чтобы по совокупности описанных выше и ряду других менее характерных признаков произвести его оценку.

В случае сильноразвитого дефекта, сигнал от которого в большинстве случаев обладает всеми ярко выраженными для его однозначной оценки признаками, этого обычно бывает вполне достаточно. При слаборазвитом дефекте, сигнал от которого, как правило, невелик и не имеет еще характерных признаков формы, для окончательной оценки необходимо привлекать кинопленку предыдущих проездов поданному участку.

Если на кинопленке данного проезда сигнал имеет ряд признаков сигнала от дефекта и увеличился по сравнению с со­ответствующим сигналом на кинопленке предыдущего проезда, то он вызван дефектом, который за прошедший период времени между проездами развился и дал больший по величине сигнал.

Если же на кинопленке предыдущего проезда сигнал был такой же по величине или вырос незначительно, то следует привлечь кинопленку еще более раннего проезда и сопоставить сигналы с ней. Наилучшие результаты при этом достигаются, если кинопленка предыдущего проезда имеет 20—25-дневную давность на участках с грузонапряженностью до 60—70 млн. и 12—15-дневную давность на более грузонапряженных линиях.

Если на кинопленке предыдущего проезда не было сигнала, то рельс обычно дается для осмотра и вторичного контроля. Это связано с тем, что сигналы, очень похожие на сигналы от дефектов 21, могут возникать в искателе при попадании под него посторонних предметов.

В этом случае при предыдущем проезде сигналы на осциллограмме будут отсутствовать. Однако не исключено, что если дефект 21 развивался в рельсе очень интенсивно, а кинопленка предыдущего проезда была большой давности, то на ней сигнал также может отсутствовать. Поэтому в данной ситуации рельс необходимо тщательно осмотреть и вторично проконтролировать его съемными дефектоскопами.

Для вторичного контроля рельсов по показаниям вагона-дефекто­скопа могут быть использованы все типы съемных рельсовых дефекто­скопов. При этом дефектоскоп МРД должен быть обязательно снабжен подголовочным искателем, при помощи которого следует тщательно обследовать подозреваемое сечение головки рельса.

В случае обнаружения при расшифровке осциллограмм лопнувших рельсов или же рельсов с сильноразвитым дефектом 21 с выходом, которые создают прямую угрозу для безопасности движения поездов, работники вагона-дефектоскопа обязаны об этом немедленно поставить в известность местных работников пути для принятия мер.

Помощь студентам железнодорожникам

Также на эту тему Вы можете почитать

Сборник осцилограмм датчиков автомобиля. Статьи компании «Диагностическое оборудование, автомобильная диагностика, дилерские сканеры, чип-тюнинг, OBDTOOL»

Цифровой осциллограф позволяет эффективно отслеживать и находить неисправности в датчиках системы впрыска. В этой статье рассмотрим подробно осциллограммы с датчиков:

 

• Положения коленчатого вала
• Датчика массового расхода воздуха
• Датчика положения дроссельной заслонки
• Датчика положения распредвала
• Лямбда-зонда
• Датчика холла
• Датчика детонации
• Датчика абсолютного давления
• Датчика скорости автомобиля

 

ДПКВ

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) самый главный в системе впрыска, по нему осуществляется синхронизация работы электронного блока управления двигателем. Сигнал вазовского дпкв представляет собой серию повторяющихся электрических импульсов напряжения, генерируемых датчиком при вращении коленчатого вала. 

Задающий диск представляет собой зубчатое колесо 60-2, т.е. 58 равноудаленных зубцов и два отсутствующих для синхронизации. При вращении задающего диска вместе с коленчатым валом впадины изменяют магнитный поток в магнитопроводе датчика, наводя импульсы напряжения переменного тока в его обмотке. 
Осциллограмма индуктивного ДПКВ имеет следующий вид:

Здесь стоит обратить внимание на амплитуду сигнала и форму импульсов. Если витки в обмотке датчика будут короткозамкнуты, то амплитуда сигнала будет снижена. Также по осциллограмме легко вычислить биение задающего диска и повреждение зубцов. 

На некоторых иномарках в качестве ДПКВ используется датчик Холла, вырабатывающий прямоугольные импульсы.
Вот типичный пример осциллограммы такого датчика (Hyundai Sonata):

А вот так синхронно работают датчики положения коленчатого и распределительного валов двигателей Nissan. По нарастающим фронтам сигналов можно определить смещение валов относительно друг друга. 

А это осциллограмма типичной неисправности датчика Холла (Audi 100). Нарастающий фронт «срезан», сигнал такого датчика блок управления не распознает. 

На старых Опелях и Daewoo Nexia в качестве датчика синхронизации используется индукционная катушка с задающим диском.
Осциллограмма такого датчика имеет такой вид:

 

 

Датчик положения распредвала

ДПРВ используется в системе управления двигателем для определения положения распределительного вала, что необходимо для синхронизации впрыска топлива. Датчик генерирует один импульс за полный цикл работы двигателя (720 градусов поворота коленчатого вала). 

Импульс датчика положения распредвала указывает на верхнюю мертвую точку первого цилиндра.

 

 

ДМРВ

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) применяются во многих системах управления двигателем (в частности ВАЗ) для измерения значения мгновенного расхода воздуха. Выходной сигнал ДМРВ Bosch HFM5 представляет собой напряжение постоянного тока, изменяющееся в диапазоне от 1 до 5 В, величина которого зависит от массы воздуха, проходящего через датчик. При нулевом расходе исправный датчик должен иметь выходное напряжение около 1В. Эталоном считается значение 0,996В. 
По осциллограмме можно отследить 2 важных момента:
1. Скорость реакции ДМРВ можно оценить по времени переходного процесса выходного сигнала при подаче питания на датчик. 
2. Выходное напряжение датчика при нулевом расходе воздуха (двигатель остановлен).
Осциллограмма исправного ДМРВ при подаче питания имеет следующий вид.

Время переходного процесса равно 0,5 мс. Выходное напряжение при нулевой подаче воздуха равно 0,996 В.

А это осциллограмма выходного напряжения при включении питания неисправного ДМРВ.

Время переходного процесса такого датчика в десятки раз больше, чем исправного, а значит время реакции самого датчика будет значительно снижено и автомобиль будет «вяло» набирать скорость. Выходное напряжение такого ДМРВ при остановленном двигателе равно 1,13 В., что говорит о значительном отклонении сигнала от нормы. Двигатель с неисправным датчиком в значительной степени потеряет «приемистость», будет затруднен пуск и возрастет расход топлива.
Важно: система самодиагностики блока управления двигателем не способна выявить снижение скорости реакции ДМРВ. Такую неисправность можно найти только путем диагностики с применением осциллографа. 
Осциллограмма выходного напряжения изношенного ДМРВ при резком открытии дроссельной заслонки.

При значительном загрязнении чувствительного элемента датчика, скорость реакции на изменение воздушного потока снижается и форма осциллограммы становится более «сглаженной». 
Исправный датчик при быстром открытии дроссельной заслонки должен выдавать кратковременно в первом импульсе более 4 В.
ДМРВ Bosch 

 

 

Лямбда-зонд

По анализу осциллограммы выходного сигнала лямбда-зонда на различных режимах работы двигателя можно оценить как исправность самого датчика, так и исправность всей системы управления двигателем.
Осциллограмма напряжения исправного циркониевого лямбда имеет следующий вид:

Здесь следует обратить внимание прежде всего на 3 момента:
1. Размах напряжения выходного сигнала должен быть от 0,05-0,1 В до 0,8-0,9 В. При условии, что двигатель прогрет до рабочей температуры и система управления работает по замкнутой петле обратной связи. 
2. Время перехода выходного напряжения зонда от низкого к высокому уровню не должно превышать 120 мс. 
3. Частота переключения выходного сигнала лямбда-зонда на установившихся режимах работы двигателя должна быть не реже 1-2 раз в секунду.

 

 

ДПДЗ

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) служит для отслеживания угла открытия дроссельной заслонки и представляет собой потенциометр. Опорное напряжение датчика равно 5 В. Сигнал исправного ДПДЗ представляет собой напряжение постоянного тока в диапазоне от 0,5 до 4,5 В. При повороте дроссельной заслонки, сигнал должен меняться плавно, без скачков и провалов.
Пример осциллограммы двух датчиков положения дроссельной заслонки VW Passat с двигателем RP показана на рисунке ниже. 

Один из датчиков работает в диапазоне от 0 до 25% открытия дроссельной заслонки, а второй от 25 до 100%.

 

 

Датчик абсолютного давления (ДАД)

На основании данных с этого датчика о разряжении и температуре во впускном коллекторе, блок управления рассчитывает количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Принцип действия основан на преобразовании значения давления в соответствующую величину выходного напряжения. Применяемые в современных системах управления двигателем датчики чрезвычайно надежны. Проверить работу датчика абсолютного давления можно осциллографом, подключившись к его сигнальному выходу.
Осциллограмма с датчика при открытии дроссельной заслонки имеет такой вид:

 

 

Датчик детонации (ДД)

Наиболее распространенный широкополосный датчик детонации пьезоэлектрического типа с генерирует сигнал напряжения переменного тока с частотой и амплитудой зависящей от степени «шума», который издает та часть двигателя, на которую он установлен. При возникновении детонации амплитуда вибраций повышается, что приводит к увеличению напряжения выходного сигнала ДД. При этом контроллер корректирует угол опережения зажигания для гашения детонации.
Проверить датчик детонации можно на столе, подключившись щупами осциллографа к его выводам. При легком постукивании металлическим предметом на осциллограмме отобразятся такие импульсы:

 

 

Датчик скорости автомобиля

Как правило такие датчики имеют в своей основе элемент Холла. Однако встречаются и индуктивные датчики. 
Типичный пример осциллограммы индуктивного датчика скорости автомобиля Ауди 100 имеет такой вид:

 

 

Индуктивный датчик АБС

Хоть этот датчик не относится к системе впрыска, но раз уж попалась на глаза, выкладываю осциллограмму.
Такой вид имеет сигнал с индуктивного датчика системы АБС. 

Обратите внимание на амплитуду сигнала. В данном конкретном случае осциллограмма снята при простом прокручивании колеса рукой. Однако если датчик имеет короткозамкнутые витки, то его амплитуда будет значительно меньше. Сигнал такого датчика блок управления АБС не «увидит».

Анализ осцилограммы давления в цилиндре —

Осциллограмма давления в цилиндре является одним из богатейших источников диагностической информации.

Прежде всего, следует уяснить, что эта осциллограмма не отображает те или иные параметры механической части двигателя непосредственно. Она отображает процесс движения газов в цилиндре, по которому можно косвенно судить о работе механизма газораспределения, состоянии цилиндропоршневой группы, проходимости выпускного тракта и многом другом.

В дальнейшем речь пойдет, в частности, о моментах открытия, закрытия либо перекрытия клапанов. Нужно понимать, что это не есть их реальные геометрические углы, обусловленные конструкцией распределительного вала. Это характерные точки газодинамических процессов в цилиндре, дающие нам лишь косвенную информацию. Отметим также, что разговор будет об осциллограмме давления в цилиндре двигателя, работающего на холостом ходу при 800-900 оборотах в минуту.

Для получения осциллограммы давления в цилиндре необходимо прогреть двигатель до рабочей температуры, установить в исследуемый цилиндр датчик давления вместо вывернутой свечи, а высоковольтный провод этой свечи установить на разрядник. В случае, когда двигатель оснащен единым модулем зажигания на все цилиндры (некоторые моторы Opel, Peugeot, Renault), можно снять модуль и установить дополнительные высоковольтные провода между его выводами и свечами, соблюдая при этом меры предосторожности. Если возможно, отключить разъем от форсунки диагностируемого цилиндра, чтобы исключить подачу топлива. Синхронизацию при снятии осциллограммы лучше использовать внешнюю, от датчика первого цилиндра. Запустить двигатель и снять осциллограмму.

Рассмотрим участки и характерные точки осциллограммы по порядку, одновременно упоминая о том, какую информацию можно извлечь из их формы и значения давления.

Рисунок 1

Максимум давления в цилиндре соответствует верхней мертвой точке (ВМТ). ВМТ такта сжатия диагностируемого цилиндра принимают за нулевую точку угла поворота коленчатого вала.

Первое, на что следует обратить внимание, — это реальный угол опережения зажигания. Программа отмечает момент синхронизации тонкой серой полосой, которая при использовании внешней синхронизации представляет собой не что иное, как момент искрообразования в цилиндре.

Как вариант, можно вместе с осциллограммой давления снять и осциллограмму высокого напряжения в исследуемом цилиндре. Эта наглядная «картинка» соотношения ВМТ и момента искрообразования просто замечательна при поиске причин незапуска двигателя. Следует заметить, что полученный таким образом угол является реальным и может не совпадать с углом, отображаемым сканером. В случае большого расхождения есть смысл проверить задающий диск двигателя.

Второе, что нужно сделать перед дальнейшим анализом осциллограммы, — это убедиться, что называется, «навскидку» в отсутствии серьезных механических проблем в проверяемом цилиндре.

Рисунок 2

Делается это путем сравнения давлений в точках 1 и 2. Идея этой методики заключается в следующем. При сжатии поршнем газов часть из них неизбежно просочится через уплотнения цилиндра, вследствие чего давление в точке 2 относительно точки 1 упадет. В то же время, температура газов вырастет вследствие сжатия их поршнем и контакта с горячими стенками цилиндра, что приводит к росту давления. Поэтому у исправного двигателя давление в точке 1 должно быть приблизительно равно давлению в точке 2. Если же в цилиндре имеются серьезные механические дефекты (прогар клапана, сломанные кольца, неисправность в механизме газораспределения), то давление 1 будет заметно выше давления 2 из-за значительной утечки сжимаемых в цилиндре газов.

Рисунок 3

Приведенная методика скорее оценочная, серьезные выводы о состоянии уплотнений цилиндра лучше делать с использованием пневмотестера.

Если момент искрообразования на месте, и явных механических дефектов не обнаружено, приступаем к дальнейшему анализу осциллограммы. Начнем с верхней мертвой точки.

Значение давления в ВМТ — параметр интегральный, зависящий от множества факторов. Означает ли это, что из него невозможно сделать достоверное заключение о наличии либо отсутствии какого-либо дефекта? К сожалению, да. Но понимать, отчего это значение зависит, и соответствующим образом его интерпретировать совершенно необходимо.

Перечислим основные факторы, оказывающие влияние на значение давления в ВМТ:

1. Степень сжатия двигателя. Естественно, чем выше степень сжатия, тем выше давление. Разница будет заметна не только на конструктивно разных моторах, но и на двигателях одной и той же модели. Это связано в первую очередь с изменением степени сжатия в процессе эксплуатации, например вследствие обрастания нагаром камеры сгорания и днища поршня.
2. Абсолютное давление во впускном коллекторе. Так как наполнение цилиндра происходит из впускного коллектора через открытый впускной клапан, то количество поступивших газов, а следовательно, и давление в ВМТ напрямую зависит от значения абсолютного давления. Повышенное значение последнего чаще всего бывает следствием подсоса воздуха в задроссельное пространство. Вообще, подсос обнаруживается по наличию двух признаков: высокому давлению в ВМТ и низкому значению вакуума во впускном коллекторе.
3. Состояние газораспределительного вала. Например, износ впускного кулачка также приведет к плохому наполнению цилиндра и, как следствие, низкому давлению в ВМТ.
4. Состав смеси. Оптимальным составом смеси, на котором наиболее эффективно работает двигатель, является стехиометрический. Напомним, что стехиометрическим называют состав, в котором соотношение масс воздуха и топлива составляет 14,7:1. Отклонение от стехиометрии как в сторону обогащения, так и в сторону обеднения приводит к тому, что двигатель выходит из оптимального режима работы, в результате чего снижаются обороты холостого хода. Для их поддержания на необходимом уровне электронный блок управления (ЭБУ) приоткрывает регулятор холостого хода (РХХ). При этом давление во впускном коллекторе повышается, и соответственно повышается давление в ВМТ.
5. Угол опережения зажигания. Выше упоминалось, что перед анализом осциллограммы необходимо убедиться в правильной установке УОЗ, чтобы исключить влияние последнего на достоверность наших выводов. Поясним, как связаны между собой УОЗ и давление в ВМТ. Отклонение значения УОЗ от оптимального, как в сторону более позднего, так и в сторону слишком раннего зажигания, приводит к снижению значения оборотов холостого хода. Это опять-таки вызывает дополнительное открытие РХХ, рост абсолютного давления во впускном коллекторе и, соответственно, увеличение давления в ВМТ.
6. Состояние цилиндро-поршневой группы и клапанов. Наличие значительных утечек газов из цилиндра при неудовлетворительном состоянии этих узлов также приведет к снижению давления в ВМТ. Но, как уже упоминалось, произвести приблизительную оценку их состояния необходимо сразу после снятия осциллограммы, до ее детального анализа.
7. Еще один важный фактор — количество цилиндров двигателя. Поясним на простом примере. Дело в том, что при снятии осциллограммы исследуемый цилиндр не вносит вклад в работу двигателя. На трехцилиндровом моторе это будет один из трех, а на восьмицилиндровом — один из восьми цилиндров. В первом случае нагрузка на оставшиеся цилиндры возрастает значительно больше, чем во втором. Как следствие, для поддержания оборотов холостого хода значительно открывается РХХ, что приводит к увеличению давления в ВМТ. Поэтому, исследуя трехцилиндровый Дэу Матиз, не нужно удивляться высокому значению этого давления.

Значение давления в верхней мертвой точке исправного четырехцилиндрового двигателя колеблется от 4.5 до 6 бар. Меньшие значения говорят чаще всего о серьезных механических дефектах исследуемого цилиндра, большие — повод поискать подсос воздуха либо причину повышенной нагрузки на двигатель.

Спад давления после ВМТ соответствует движению поршня вниз. Выпускной клапан начинает открываться до того, как поршень достигнет нижней мертвой точки, которой соответствует угол поворота коленчатого вала 180 градусов. Происходит это потому, что при реальной работе мотора отработавшие газы находятся под большим давлением, и несмотря на то, что объем цилиндра увеличивается, начинается их истечение через выпускной клапан.

В нашем случае, так как воспламенения не происходит, давление в цилиндре в момент открытия выпускного клапана ниже атмосферного и примерно равно разрежению на впуске. Поэтому при открытии выпускного клапана начинается движение газов из выпускного тракта в цилиндр, и давление в последнем начинает расти.

Момент начала роста давления в цилиндре можно условно принять за момент начала открытия выпускного клапана. Для более точного измерения рекомендуется значительно растянуть осциллограмму по оси Y.

Рисунок 4

Затем при помощи измерительных линеек определить угол от ВМТ до момента открытия выпускного клапана. Это значение позволяет сделать однозначный вывод о правильности установки выпускного распредвала на двухвальном моторе либо распредвала на одновальном.

На подавляющем большинстве двигателей угол открытия выпускного клапана составляет 140-145 градусов поворота коленчатого вала, лишь на некоторых моторах, имеющих «опелевские» корни, этот угол составляет 160 градусов. Если измеренный на осциллограмме угол укладывается в указанный диапазон, то считается, что распредвал установлен верно. Напомним, что речь идет о наблюдаемом нами виртуальном газодинамическом угле, реальные же углы открытия и закрытия клапанов у различных моторов могут значительно отличаться.

Если говорить о моторах ВАЗ, то перестановка ремня ГРМ на один зуб дает смещение фаз газораспределения на 17 градусов в соответствующую сторону. Реально же на осциллограмме мы увидим смещение при ошибке на зуб приблизительно на 12 градусов, на два зуба — 26 градусов, и чем дальше, тем большее будет наблюдаться расхождение. Это происходит опять-таки в силу газодинамической природы рассматриваемой осциллограммы.

Надо сказать, что несовершенство технологии производства на ВАЗе приводит к значительным расхождениям угла от одного экземпляра двигателя к другому при абсолютно правильно установленном ремне ГРМ.

Далее. На участке последующего нарастания давления происходит процесс открытия выпускного клапана. Этот участок осциллограммы должен быть гладким. Наличие неровностей в виде всплесков или даже «пилы» говорит о значительном износе направляющей втулки выпускного клапана. Вибрация последнего при открытии и является причиной пульсаций давления. Ниже приведен пример осциллограммы такого явления.

Рисунок 5

При 180 градусах поворота коленчатого вала поршень попадает в нижнюю мертвую точку. Участок осциллограммы от этой точки до точки 360 градусов соответствует движению поршня вверх, к ВМТ такта выпуска, или ВМТ 360 градусов. После выравнивания давления в цилиндре и в выпускном тракте начинается вытеснение газов из цилиндра.

В этот момент выпускной клапан открыт, а поршень движется вверх. Другими словами, давление в цилиндре фактически есть ни что иное, как давление в выпускном тракте. Этот замечательный факт позволяет нам сделать вывод о проходимости выпускного тракта, установив соответствующим образом измерительные линейки и оценив полученное значение.

Вполне нормальным считается давление на этом участке в пределах 0,1-0,15 бар. Если оно значительно выше, до 1-1.5 бар, это однозначно указывает на внутреннее разрушение катализатора либо глушителя. Незначительные превышения также чаще всего бывают связаны с теми или иными внутренними разрушениями, хотя также возможен износ кулачка выпускного клапана.

В сомнительных случаях есть смысл рассоединить сочленения выпускного тракта и произвести повторное измерение. Этот участок осциллограммы особенно информативен, если поднять обороты холостого хода, скажем, до 2000. В случае внутреннего разрушения выпускного тракта давление на нем будет весьма высоким, до 2-3 бар.

На участке осциллограммы, соответствующем выпуску отработанных газов, наблюдаются неровности. Причина их появления — волновые и резонансные процессы в выпускном тракте. Чем лучше настроен выпускной тракт на конкретный двигатель, тем ровнее будет этот участок осциллограммы. Сравнение осциллограмм моторов отечественного и иностранного производства позволяет сделать неутешительный вывод о том, что к настройке выпуска зарубежные автопроизводители относятся гораздо более серьезно.

Рассмотрим верхнюю мертвую точку такта выпуска, соответствующую 360 градусам поворота коленчатого вала. Незадолго перед ней впускной клапан начинает открывать канал, через который внутренний объём цилиндра соединяется с впускным коллектором. Абсолютное давление во впускном коллекторе значительно ниже давления в цилиндре. Так как выпускной клапан все еще открыт, то давление в цилиндре практически равно давлению в выпускном коллекторе. По этой причине обнаружить момент начала открытия впускного клапана на осциллограмме давления в цилиндре большинства двигателей невозможно.

Говоря о ВМТ выпуска, следует заострить внимание на характерной точке, соответствующей перекрытию клапанов. Речь идет о газодинамическом перекрытии, когда проходные сечения канала впуска и выпуска уравниваются. Так как диаметры тарелок впускного и выпускного клапанов различны, перекрытие наступает при различных значениях вылета этих клапанов.

На некоторых моторах геометрическое перекрытие клапанов может отсутствовать вообще. Но виртуальное газодинамическое перекрытие присутствует всегда, независимо от конструкции двигателя. На осциллограмме этот момент соответствует началу резкого спада давления в конце такта выпуска. Для оптимальной работы мотора момент газодинамического перекрытия должен совпадать с отметкой 360 градусов, что и наблюдается при исследовании двигателей разных производителей.

Обратим внимание на такой нюанс. Если при анализе осциллограммы давления в цилиндре окажется, что момент перекрытия изменяет свое положение от кадра к кадру, то это говорит об ослаблении натяжения ремня ГРМ.

Когда поршень, достигнув верхней мертвой точки, изменят направление движения на противоположное, выпускной клапан уже почти закрыт. Вследствие этого внутренний объём цилиндра разобщается выпускным коллектором. Впускной клапан при этом продолжает открываться, и давление в цилиндре начинает уравниваться с давлением во впускном коллекторе.

Так как значение давления в цилиндре достаточно высокое, газы из цилиндра начинают перетекать во впускной коллектор, где давление значительно ниже атмосферного. Вскоре давления в цилиндре и впускном коллекторе практически выравниваются. Поршень при этом движется вниз, впускной клапан открыт, и значение давления на участке впуска есть ни что иное, как вакуум во впускном коллекторе. Его усредненное значение на исправном моторе составляет 0.6 бар.

Если значение вакуума ниже, это повод искать причину дефекта. К сожалению, вакуум во впускном коллекторе, как и рассмотренное выше давление в ВМТ сжатия, зависит от целого ряда факторов. Небольшие затухающие колебания на участке впуска возникают предположительно из-за резонансных процессов во впускном тракте.

Достигнув нижней мертвой точки 540 градусов, поршень вновь начинает движение к головке блока цилиндров. Но впускной клапан при этом некоторое время остаётся всё ещё открытым. Поясним, почему. Дело в том, что процесс движения газов из впускного коллектора в цилиндр имеет значительную инерционность, и несмотря на то, что поршень движется к ВМТ и объем цилиндра уменьшается, через открытый впускной клапан продолжается наполнение цилиндра за счет инерции потока. Опоздание закрытия впускного клапана служит для улучшения наполняемости цилиндра топливовоздушной смесью.

Данный эффект зависит от частоты вращения коленчатого вала и от степени открытия дроссельной заслонки. Момент закрытия впускного клапана подбирается при проектировании таким образом, чтобы «дозаряд» цилиндров был максимальным при определенном значении оборотов и полностью открытом дросселе. Если же двигатель работает с низкой частотой вращения коленчатого вала, эффект от позднего закрытия впускного клапана отрицательный: часть газов перетекает обратно во впускной коллектор.

Увидеть момент закрытия впускного клапана на осциллограмме можно лишь приблизительно:

1. На холостом ходу (800-900 об/мин), когда в момент закрытия клапана газы из цилиндра перетекают в коллектор, это будет момент начала роста давления.
2. На повышенных оборотах, когда в момент закрытия клапана происходит процесс «дозаряда» цилиндра, будет виден небольшой перелом графика. Этот перелом возникает из-за того, что давление до полного закрытия клапана повышалось вследствие сжатия и «дозаряда», а после закрытия — только за счет сжатия. В идеальном случае горба быть не должно вообще, но на реальных серийных моторах добиться этого невозможно.

Момент закрытия впускного клапана на осциллограмме давления должен находиться примерно на отметке 580 градусов. Правильность установки впускного газораспределительного вала на двухвальном моторе можно установить по положению перекрытия клапанов и моменту закрытия впускного клапана.

После полного закрытия впускного клапана поршень движется к ВМТ такта сжатия, и цикл повторяется сначала.

Анализ осциллограммы давления в цилиндре: итоги

Осциллограмма давления в цилиндре позволяет нам определить:

1. Реальный угол опережения зажигания по соотношению ВМТ и импульса высокого напряжения.
2. Состояние механической части по разнице давлений до и после сжатия (приблизительно).
3. Правильность установки выпускного распредвала по углу открытия выпускного клапана.
4. Правильность установки впускного распредвала по положению перекрытия клапанов и моменту закрытия впускного клапана.
5. Состояние направляющей втулки выпускного клапана по форме осциллограммы.
6. Проходимость выпускной системы по значению давления в момент выпуска газов.
7. Наличие и значение вакуума во впускном коллекторе.
8. Наличие слабины ремня ГРМ по разнице углов перекрытия клапанов от кадра к кадру.

 

Основы осциллографических измерений | Keysight Community

Электронные технологии проникают во все области нашей жизни. Миллионы и миллиарды людей ежедневно пользуются мобильными телефонами, телевизорами, компьютерами и другими электронными устройствами. По мере совершенствования электронных технологий увеличивается быстродействие этого оборудования. Сегодня в большинстве современных устройств используются высокоскоростные цифровые интерфейсы.

 

Инженеры должны иметь возможность правильно проектировать и достоверно тестировать компоненты своих высокоскоростных цифровых устройств. Контрольно-измерительное оборудование, которое используется инженерами в процессе разработки и испытаний, должно быть пригодно для работы в условиях высоких частот и высоких скоростей передачи данных. И осциллограф является примером именно такого рода приборов.

 

Осциллографы — это мощные инструменты, которые доказали свою полезность при проектировании и тестировании электронных устройств. Эти приборы крайне необходимы для оценки состояния системы, с их помощью становится возможным определить, какие из компонентов работают корректно, а какие являются источником ошибок. Кроме того, они помогают узнать, функционирует ли новый компонент так, как было спроектировано. Осциллографы намного более функциональны по сравнению с мультиметрами, потому что они позволяют вам увидеть, как на самом деле выглядят электронные сигналы.

 

Осциллографы используются в самых различных сферах — от автомобильной промышленности до университетских научно-исследовательских лабораторий и оборонной и аэрокосмической отраслей. Специалисты доверяют осциллографам, которые помогают им более эффективно выявлять неполадки устройств и создавать продукты с широкими функциональными возможностями.

 

Что такое осциллограф и для чего он нужен инженерам?

Основным назначением осциллографа является точное визуальное представление сигналов. По этой причине целостность сигнала является очень важной характеристикой. Понятие целостности сигнала относится к способности осциллографа воспроизводить форму сигнала так, чтобы он максимально точно отображал исходный сигнал. Осциллограф с низкой целостностью сигнала бесполезен, потому что бессмысленно выполнять измерения, если осциллограмма на экране осциллографа отличается по форме и характеристикам от реального сигнала. При этом, однако, важно помнить, что осциллограмма на экране прибора никогда не будет точным представлением реального сигнала вне зависимости от того, насколько хорош осциллограф. Это происходит потому, что при подключении осциллографа к схеме, сам осциллограф становится частью этой схемы. Другими словами, имеет место некоторое влияние нагрузки. Производители приборов стремятся свести к минимуму воздействие нагрузки, но оно, в той или иной степени, существует всегда.

Как выглядит осциллограф

 

В большинстве случаев современные цифровые осциллографы похожи на осциллограф, показанный на рисунке 1. Вместе с тем, на рынке представлены самые различные модели осциллографов, поэтому ваш прибор может выглядеть совсем иначе. Несмотря на это, есть некоторые характерные признаки, свойственные большей части такого рода приборов.

 

Передняя панель большинства осциллографов может быть разделена на несколько основных частей: входы каналов, дисплей, органы управления системой горизонтального отклонения, органы управления системой вертикального отклонения и органы управления системой синхронизации (запуска). Если ваш осциллограф работает под управлением операционной системы, отличной от Microsoft Windows, то он, скорее всего, будет иметь набор функциональных клавиш для управления меню на экране.

 

Рис. 1. Передняя панель осциллографа Keysight серии InfiniiVision 2000 X

 

Сигналы подаются на осциллограф через входы каналов, которые являются разъемами для подключения пробников. Дисплей — это просто экран, на котором отображаются исследуемые сигналы. Блоки органов управления системами горизонтального и вертикального отклонения содержат регуляторы и клавиши, с помощью которых осуществляется настройка параметров горизонтальной (которая обычно представляет собой ось времени) и вертикальной (которая представляет напряжение) оси при отображении сигналов на экране дисплея. Органы управления системой запуска указывают осциллографу, при каких условиях он должен начинать захватывать данные.

 

Пример того, как выглядит задняя панель осциллографа, показан на рисунке 2. Как можно заметить, многие осциллографы имеют такие же возможности подключения, как и персональные компьютеры. Здесь и приводы CD-ROM, CD-RW и DVD-RW, и USB порты, и последовательные порты, а также разъемы для подключения внешнего монитора, мыши и клавиатуры.

 

Рис. 2. Задняя панель осциллографа Keysight серии Infiniium 9000

 

Назначение осциллографов

Осциллограф — это контрольно-измерительный прибор, который используется для отображения графика зависимости одной переменной от другой. Например, можно построить на дисплее график зависимости напряжения (ось Y) от времени (ось X). На рисунке 3 показан пример такого графика. Это может быть полезным, если вы хотите проверить какой-либо электронный компонент и определить, насколько корректно он функционирует. Если вы знаете, какая форма сигнала должна быть на выходе данного компонента, вы можете использовать осциллограф, чтобы удостовериться, что компонент на самом деле выдает правильный сигнал. Обратите внимание, что оси X и Y разбиты на деления и образуют сетку. Сетка позволяет проводить визуальные измерения параметров сигнала, хотя при использовании современных осциллографов большинство из этих измерений могут быть сделаны автоматически и более точно самим осциллографом.

 

Рис. 3. Изображение зависимости напряжения прямоугольного сигнала от времени на экране осциллографа

 

Возможности осциллографа не ограничиваются только построением графика зависимости напряжения от времени. Осциллограф имеет несколько входов, называемых каналами, и каждый из них способен работать независимо. Поэтому вы можете подключить канал 1 к одному устройству, а канал 2 — к другому. В этом случае осциллограф позволяет построить график зависимости напряжения, измеренного на канале 1, от напряжения, измеряемого на  канале 2. Такой режим называется режимом XY осциллографа. Этот режим полезен для графического представления вольт-амперных характеристик или построения фигур Лиссажу, по форме которых можно судить о разности фаз и отношении частот двух сигналов. На рисунке 4 показаны примеры фигур Лиссажу и значения разности фаз и отношения частот, которым они соответствуют.

 

Рис. 4. Фигуры Лиссажу

 

Типы осциллографов

Аналоговые осциллографы

Первые осциллографы были аналоговыми, в которых для отображения сигнала использовались электронно-лучевые трубки. Фотолюминесцентный люминофор, которым покрыт экран, светится при попадании на него электрона, и по мере того как загорается каждый последующий участок люминофора, вы можете видеть изображение сигнала. Система синхронизации (запуска) осциллографа необходима для того, чтобы изображение сигнала на экране выглядело стабильным. По окончании вывода на экран всей осциллограммы осциллограф ждет наступления следующего определенного события запуска (например, пересечения нарастающим фронтом сигнала заданного значения напряжения), а затем запускает развертку снова. Несинхронизированный запуск развертки бесполезен, потому что изображение сигнала на экране будет нестабильным (это верно также и для цифровых запоминающих осциллографов DSO и осциллографов смешанных сигналов MSO, о которых будет рассказано ниже).

 

Рис. 5. Пример аналогового осциллографа

 

Аналоговые осциллографы полезны, в первую очередь, потому, что свечение люминофора исчезает не мгновенно. Вы можете наблюдать несколько осциллограмм, которые накладываются друг на друга, что позволяет отслеживать глитчи и другие аномалии сигнала. Поскольку отображение сигнала происходит, когда электрон сталкивается с экраном, яркость отображаемой осциллограммы непосредственно связана с интенсивностью реального сигнала. Это позволяет рассматривать осциллограмму как трехмерный график (то есть, ось X — время, ось Y — напряжение, ось Z — интенсивность).

 

Недостаток аналоговых осциллографов состоит в том, что они не позволяют зафиксировать изображение на экране и хранить осциллограмму в течение длительного периода времени. Поскольку вещество люминофора быстро гаснет, часть сигнала может теряться. Кроме того, вы не можете выполнять автоматические измерения параметров сигнала. Вместо этого обычно приходится выполнять измерения с использованием сетки на дисплее. Аналоговые осциллографы могут отображать не все типы сигналов, так как существует верхний предел скорости вертикальной и горизонтальной развертки электронного луча. И хотя аналоговые осциллографы до сих пор используются многими инженерами, их не часто можно увидеть в продаже. Им на смену пришли более современные цифровые осциллографы.

 

Цифровые запоминающие осциллографы (DSO — digital storage oscilloscopes)

Цифровые запоминающие осциллографы (DSO или ЦЗО) были созданы для того, чтобы можно было компенсировать недостатки, присущие аналоговым осциллографам. В цифровом осциллографе подаваемый на вход сигнал оцифровывается с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). На рисунке 6 показан пример архитектуры одного из цифровых осциллографов компании Keysight Technologies, Inc.

 

Рис. 6. Архитектура цифрового осциллографа

 

Аттенюатор предназначен для масштабирования сигнала. Усилитель вертикального отклонения обеспечивает дополнительное масштабирование сигнала перед его подачей на АЦП. Аналого-цифровой преобразователь производит выборку и оцифровку входного сигнала. Эти данные затем сохраняются в памяти прибора. Система синхронизации осуществляет поиск событий запуска, а блок временной развертки определяет длительность интервала времени, отображаемого на экране осциллографа. Микропроцессор выполняет заданную пользователем дополнительную пост-обработку, после чего сигнал, наконец, воспроизводится на экране осциллографа.

 

Наличие данных в цифровой форме позволяет осциллографу выполнить множество измерений различных параметров сигнала. Кроме того, сигналы могут храниться в памяти сколь угодно долго. Данные могут быть распечатаны или переданы на компьютер с помощью флеш-накопителя или диска DVD-RW, а также через интерфейсы LAN и USB. В настоящее время программное обеспечение позволяет управлять осциллографом с компьютера с использованием виртуальной передней панели.

 

Осциллографы смешанных сигналов (MSO)

В цифровых осциллографах входной сигнал является аналоговым, и аналого-цифровой преобразователь производит его оцифровку. Вместе с тем, по мере развития технологий цифровой электроники существенно возросла необходимость одновременного наблюдения аналоговых и цифровых сигналов. В результате производители осциллографов начали выпускать осциллографы смешанных сигналов, которые способны отображать и аналоговые, и цифровые сигналы, и осуществлять запуск по ним. Как правило, типовой осциллограф смешанных сигналов содержит два или четыре аналоговых и большее количество цифровых каналов (рис. 7).

 

Рис. 7. Входные разъемы на передней панели осциллографа смешанных сигналов: четыре аналоговых канала и восемь или шестнадцать цифровых каналов

 

Преимущество осциллографов смешанных сигналов состоит в том, что они позволяют осуществлять запуск по комбинации аналоговых и цифровых сигналов и отображать их в едином масштабе времени.

 

Органы управления на передней панели

Как правило, для управления осциллографом используются регуляторы и клавиши на передней панели. В дополнение к органам управления на передней панели многие современные высокопроизводительные осциллографы теперь оснащаются операционными системами, в результате чего они ведут себя как компьютеры. Вы можете подключить к осциллографу мышь и клавиатуру и использовать их для настройки органов управления с помощью выпадающих меню и кнопок на дисплее. Кроме того, некоторые осциллографы имеют сенсорные экраны, поэтому для доступа к меню вы можете использовать стилус или прикосновение пальцами.

 

Перед началом измерений…

Когда вы приступаете к работе с осциллографом, прежде всего проверьте, что используемый входной канал включен. Для установки осциллографа в исходное состояние по умолчанию нажмите клавишу [Default Setup] (Настройки по умолчанию), если она есть. Затем, при ее наличии, нажмите клавишу [Autoscale] (Автоматическое масштабирование). Это позволяет автоматически настроить вертикальный и горизонтальный масштаб, так, чтобы сигнал отображался на дисплее наилучшим образом. Эти настройки могут рассматриваться в качестве отправной точки, и в них затем можно вносить необходимые изменения. Если сигнал вдруг будет потерян, или возникнут проблемы с отображением сигнала, рекомендуется повторить эти шаги. Передние панели большинства осциллографов включают, по крайней мере, четыре основных блока: органы управления системами вертикального и горизонтального отклонения, органы управления системой запуска и органы управления входными каналами.

 

Органы управления системой вертикального отклонения

Органы управления системой вертикального отклонения осциллографа обычно объединяются в блок, который обозначен как «Vertical». Эти элементы позволяют настраивать параметры отображения сигнала по вертикальной оси дисплея. Так, например, среди них есть регуляторы, с помощью которых задается число вольт на деление (коэффициент отклонения) по оси Y сетки экрана. Вы можете растягивать осциллограмму по вертикали, уменьшая значение коэффициента отклонения, или, наоборот, сжимать ее, увеличивая эту величину. Кроме того, в блок «Vertical» входят органы управления положением (смещением) сигнала по вертикали. Эти регуляторы позволяют просто перемещать всю осциллограмму вверх или вниз по дисплею. На рисунке 7 показан блок органов управления системой вертикального отклонения осциллографа Keysight серии InfiniiVision 2000 Х.

 

Рис. 8. Блок органов управления системой вертикального отклонения осциллографа Keysight серии InfiniiVision 2000 X

 

Органы управления системой горизонтального отклонения

Органы управления системой горизонтального отклонения на передней панели осциллографа обычно объединяются в блок, который обозначен как «Horizontal». Эти органы управления обеспечивают настройку горизонтального масштаба осциллограммы. Один из элементов этого блока позволяет задавать масштаб по оси X — число секунд на деление (или коэффициент развертки). Уменьшая величину коэффициента развертки, вы можете уменьшить интервал времени, отображаемый на экране. Еще один регулятор этого блока предназначен для управления положением (смещением) осциллограммы по горизонтали. Он позволяет перемещать осциллограмму по экрану слева направо и наоборот точно в нужное положение. На рисунке 9 показан блок органов управления системой горизонтального отклонения осциллографа Keysight серии InfiniiVision 2000 Х.

 

Рис. 9. Блок органов управления системой горизонтального отклонения осциллографа  Keysight серии InfiniiVision 2000 X

 

Продолжение следует…

Motorhelp.ru диагностика и ремонт двигателя

Цифровой осциллограф позволяет эффективно отслеживать и находить неисправности в датчиках системы впрыска. В этой статье рассмотрим подробно осциллограммы с датчиков:

1. Положения коленчатого вала
   
2. Датчика массового расхода воздуха
   
3. Датчика положения дроссельной заслонки
   
4. Датчика положения распредвала
   
5. Лямбда-зонда
   
6. Датчика холла
   
7. Датчика детонации
   
8. Датчика абсолютного давления
   
9. Датчика скорости автомобиля
   

ДПКВ

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) самый главный в системе впрыска, по нему осуществляется синхронизация работы электронного блока управления двигателем. Сигнал вазовского дпкв представляет собой серию повторяющихся электрических импульсов напряжения, генерируемых датчиком при вращении коленчатого вала.

Задающий диск представляет собой зубчатое колесо 60-2, т.е. 58 равноудаленных зубцов и два отсутствующих для синхронизации. При вращении задающего диска вместе с коленчатым валом впадины изменяют магнитный поток в магнитопроводе датчика, наводя импульсы напряжения переменного тока в его обмотке.
Осциллограмма индуктивного ДПКВ имеет следующий вид:

Здесь стоит обратить внимание на амплитуду сигнала и форму импульсов. Если витки в обмотке датчика будут короткозамкнуты, то амплитуда сигнала будет снижена. Также по осциллограмме легко вычислить биение задающего диска и повреждение зубцов.
На некоторых иномарках в качестве ДПКВ используется датчик Холла, вырабатывающий прямоугольные импульсы.
Вот типичный пример осциллограммы такого датчика (Hyundai Sonata):

А вот так синхронно работают датчики положения коленчатого и распределительного валов двигателей Nissan. По нарастающим фронтам сигналов можно определить смещение валов относительно друг друга.

А это осциллограмма типичной неисправности датчика Холла (Audi 100). Нарастающий фронт «срезан», сигнал такого датчика блок управления не распознает.

На старых Опелях и Daewoo Nexia в качестве датчика синхронизации используется индукционная катушка с задающим диском.
Осциллограмма такого датчика имеет такой вид:

Датчик положения распредвала

ДПРВ используется в системе управления двигателем для определения положения распределительного вала, что необходимо для синхронизации впрыска топлива. Датчик генерирует один импульс за полный цикл работы двигателя (720 градусов поворота коленчатого вала).

Импульс датчика положения распредвала указывает на верхнюю мертвую точку первого цилиндра.

ДМРВ

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) применяются во многих системах управления двигателем (в частности ВАЗ) для измерения значения мгновенного расхода воздуха. Выходной сигнал ДМРВ Bosch HFM5 представляет собой напряжение постоянного тока, изменяющееся в диапазоне от 1 до 5 В, величина которого зависит от массы воздуха, проходящего через датчик. При нулевом расходе исправный датчик должен иметь выходное напряжение около 1В. Эталоном считается значение 0,996В.
По осциллограмме можно отследить 2 важных момента:
1. Скорость реакции ДМРВ можно оценить по времени переходного процесса выходного сигнала при подаче питания на датчик.
2. Выходное напряжение датчика при нулевом расходе воздуха (двигатель остановлен).
Осциллограмма исправного ДМРВ при подаче питания имеет следующий вид.

Время переходного процесса равно 0,5 мс. Выходное напряжение при нулевой подаче воздуха равно 0,996 В.

А это осциллограмма выходного напряжения при включении питания неисправного ДМРВ.

Время переходного процесса такого датчика в десятки раз больше, чем исправного, а значит время реакции самого датчика будет значительно снижено и автомобиль будет «вяло» набирать скорость. Выходное напряжение такого ДМРВ при остановленном двигателе равно 1,13 В., что говорит о значительном отклонении сигнала от нормы. Двигатель с неисправным датчиком в значительной степени потеряет «приемистость», будет затруднен пуск и возрастет расход топлива.
Важно: система самодиагностики блока управления двигателем не способна выявить снижение скорости реакции ДМРВ. Такую неисправность можно найти только путем диагностики с применением осциллографа.
Осциллограмма выходного напряжения изношенного ДМРВ при резком открытии дроссельной заслонки.

При значительном загрязнении чувствительного элемента датчика, скорость реакции на изменение воздушного потока снижается и форма осциллограммы становится более «сглаженной».
Исправный датчик при быстром открытии дроссельной заслонки должен выдавать кратковременно в первом импульсе более 4 В.
ДМРВ Bosch

Лямбда-зонд

По анализу осциллограммы выходного сигнала лямбда-зонда на различных режимах работы двигателя можно оценить как исправность самого датчика, так и исправность всей системы управления двигателем.
Осциллограмма напряжения исправного циркониевого лямбда имеет следующий вид:

Здесь следует обратить внимание прежде всего на 3 момента:
1. Размах напряжения выходного сигнала должен быть от 0,05-0,1 В до 0,8-0,9 В. При условии, что двигатель прогрет до рабочей температуры и система управления работает по замкнутой петле обратной связи.
2. Время перехода выходного напряжения зонда от низкого к высокому уровню не должно превышать 120 мс.
3. Частота переключения выходного сигнала лямбда-зонда на установившихся режимах работы двигателя должна быть не реже 1-2 раз в секунду.

ДПДЗ

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) служит для отслеживания угла открытия дроссельной заслонки и представляет собой потенциометр. Опорное напряжение датчика равно 5 В. Сигнал исправного ДПДЗ представляет собой напряжение постоянного тока в диапазоне от 0,5 до 4,5 В. При повороте дроссельной заслонки, сигнал должен меняться плавно, без скачков и провалов.
Пример осциллограммы двух датчиков положения дроссельной заслонки VW Passat с двигателем RP показана на рисунке ниже.

Один из датчиков работает в диапазоне от 0 до 25% открытия дроссельной заслонки, а второй от 25 до 100%.

Датчик абсолютного давления (ДАД)

На основании данных с этого датчика о разряжении и температуре во впускном коллекторе, блок управления рассчитывает количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Принцип действия основан на преобразовании значения давления в соответствующую величину выходного напряжения. Применяемые в современных системах управления двигателем датчики чрезвычайно надежны. Проверить работу датчика абсолютного давления можно осциллографом, подключившись к его сигнальному выходу.
Осциллограмма с датчика при открытии дроссельной заслонки имеет такой вид:

Датчик детонации (ДД)

Наиболее распространенный широкополосный датчик детонации пьезоэлектрического типа с генерирует сигнал напряжения переменного тока с частотой и амплитудой зависящей от степени «шума», который издает та часть двигателя, на которую он установлен. При возникновении детонации амплитуда вибраций повышается, что приводит к увеличению напряжения выходного сигнала ДД. При этом контроллер корректирует угол опережения зажигания для гашения детонации.
Проверить датчик детонации можно на столе, подключившись щупами осциллографа к его выводам. При легком постукивании металлическим предметом на осциллограмме отобразятся такие импульсы:

Датчик скорости автомобиля
Как правило такие датчики имеют в своей основе элемент Холла. Однако встречаются и индуктивные датчики.
Типичный пример осциллограммы индуктивного датчика скорости автомобиля Ауди 100 имеет такой вид:

Индуктивный датчик АБС
Хоть этот датчик не относится к системе впрыска, но раз уж попалась на глаза, выкладываю осциллограмму.
Такой вид имеет сигнал с индуктивного датчика системы АБС.

Обратите внимание на амплитуду сигнала. В данном конкретном случае осциллограмма снята при простом прокручивании колеса рукой. Однако если датчик имеет короткозамкнутые витки, то его амплитуда будет значительно меньше. Сигнал такого датчика блок управления АБС не «увидит».скачать dle 10.6фильмы бесплатно

Motorhelp.ru диагностика и ремонт двигателя

С помощью мотор-тестера по датчику разряжения (ДР), подключенному к впускному коллектору, можно отследить фазы газораспределительного механизма и углы открытия и закрытия клапанов. Коснусь немного теории диагностики по датчику разряжения. Лучше всего о методике диагностики по ДР рассказывает Сергей Федоренко.

1. В то время когда поршень в первом цилиндре (после вспышки смеси) движется вниз, в 4-м цилиндре происходит такт впуска и поршень тоже движется вниз, создавая всё больший вакуум во впускном коллекторе. Ведь цилиндр через открытый впускной клапан, соединён с впускным коллектором. Это мы и наблюдаем на осцилограмме (правый склон). Порядок работы цилиндров по ДР 4-2-1-3 начиная от метки синхронизации ВВ первого цилиндра. Максимальную линейную скорость поршень набирает в точке 90 град. поворота коленвала от ВМТ. После прохождения этой точки поршень начинает замедлять свою скорость и на 128 град. он не может уже компенсировать поступление воздуха во впускной коллектор через калиброванную щель дроссельной заслонки и РХХ. Поэтому вакуум колеблется на одном уровне и даже начинает уменьшать своё значение, а тут ещё на 149 градусах начинает открываться впускной клапан во 2-м цилиндре, в котором заканчивается такт продувки.

Во 2-м цилиндре в это время присутствует давление 0.1-0.3атм. Это давление из цилиндра врывается во впускной коллектор и кривая осцилограммы резко идёт вверх(происходит потеря вакуума во впускном коллекторе) до тех пор, пока на 204 град. (24 град.после ВМТ) не закроется выпускной клапан. В цилиндре в этот момент начинает расти вакуум и кривая резко идёт вниз (это и есть точка закрытия выпускного клапана). На этом закончилась фаза перекрытия клапанов, по положению которой относительно ВМТ можно судить о правильности установки распредвала относительно кол
2. По смещению точек открытия и закрытия клапанов, мы можем судить о величине тепловых зазоров, состоянии гидрокомпенсаторов и износе кулачков распредвала. Ведь если зазор выпускного клапана увеличен — значит клапан будет закрываться раньше, чем в других цилиндрах и вершинка сдвинется влево, при этом будет ниже чем другие, потому что потеря вакуума прекратится раньше. Если во впускном клапане зазор будет увеличен — то клапан начнёт открываться позже и впадинка сдвинется вправо.
3. Кроме того по положению низа осцилограммы по вертикали (относительно низа других цилиндров) можно судить о том, что в данном цилиндре не достигается такой же вакуум как в других цилиндрах. А это значит, что в цилиндре присутствуют неплотности (неисправны клапана, гидротолкатели). В исправном ДВС низ и верх осцилограммы всех цилиндров находятся на одном уровне (при отсутствии вмешательства ЭБУ)
4. По положению точки ВМТ по датчику разрежения относительно сигналу ДПКВ, можно судить о правильности установки распредвала относительно коленвала.
Верхней мертвой точкой по датчику разряжения является пересечение левого склона осциллограммы с нулевой линией.

Библиотека осциллограмм с датчика разряжения
Потихоньку собралась небольшая коллекция осциллограмм с датчика разряжения исправных двигателей. Со временем надеюсь она будет пополнятся. Так что если вы не нашли нужной осциллки, заходите позже, по мере возможности буду выкладывать новые.
Постарался везде «пробить» углы закрытия выпускных клапанов и кое-где впускные.

Осциллограмма с двигателя ВАЗ 21114i (1,6л 8 клапанов).

Осциллограмма с двигателя ВАЗ 2112 (1,5л 16 клапанов).

Осциллограмма с двигателя ВАЗ 21126 (Приора 1,6л 16 клапанов). Снято вместе сигналом ДПКВ.

Осциллограмма с двигателя ВАЗ 2123 Шевроле-Нива.

Осциллограмма с двигателя Nexia (8 клапанов)

Осциллограмма с двигателя Lacetti 1.4

Осциллограмма с двигателя Hyundai Accent 1.5 л

Осциллограмма с двигателя Mitsubishi Lancer 2.0 2002 г.в.

Осциллограмма с двигателя Mazda 626 1.8л FP

Осциллограмма с двигателя Volkswagen Golf 1.6 1995 г.в.

Осциллограмма с двигателя Ford Mondeo zetec 1.8
скачать dle 10.6фильмы бесплатно

Осциллограмма Википедия

Аналоговый осциллограф

Осцилло́граф (лат. oscillo — качаюсь + греч. γραφω — пишу) — прибор, предназначенный для исследования (наблюдения, записи, измерения) амплитудных и временны́х параметров электрического сигнала, подаваемого на его вход, и наглядно отображаемого (визуализации) непосредственно на экране, либо регистрируемого на фотоленту.

Современные осциллографы позволяют исследовать сигнал гигагерцовых частот. Для исследования более высокочастотных сигналов можно использовать электронно-оптические камеры.

Классификация[ | ]

По логике работы и назначению осциллографы можно разделить на три группы^[1]:

• реального времени (аналоговый)
• запоминающий осциллограф (storage oscilloscope)
  • аналоговый (например, с запоминающим устройством на ЭЛТ)
  • цифровой (DSO — digital storage oscilloscope)
• стробирующий осциллограф (sampling oscilloscope)

Осциллографы с непрерывной развёрткой для регистрации кривой на фотоленте (шлейфовый осциллограф).

По количеству лучей: однолучевые, двулучевые и т. д. Количество лучей может достигать 16 и более (n-лучевой осциллограф имеет n сигнальных входов и может одновременно отображать на экране n графиков входных сигналов).

Осциллографы с периодической развёрткой делятся на: универсальные (обычные), скоростные, стробоскопические, запоминающие и специальные; цифровые осциллографы могут сочетать возможность использования разных функций.

Имеются осциллографы (в основном, портативные), совмещенные с другими измерительными приборами (напр. мультиметром). Такие приборы называются скопметрами. В последние годы на рынке появились планшетные осциллографы, т.е. приборы с полностью сенсорным управлением на цветном дисплее.

Осциллограф также может существовать не только в качестве отдельного прибора, но и в виде приставки к компьютеру: в виде карты расширения, или подключаемой через какой-либо внешний порт (чаще всего USB).

Устройство[ | ]

Осциллограф с дисплеем на базе ЭЛТ состоит из следующих основных частей: