ВКЛАДКА «ФАЗА» СКРИПТА CSS

Данный инструмент анализирует сигнал от датчика частоты вращения коленвала и предоставляет результаты, позволяющие выявить в каких цилиндрах двигателя возникают пропуски воспламенения, а также установить причину их возникновения – из-за неисправности механической части двигателя, или системы подачи топлива, или системы зажигания.

Возможно, настанет такое время, когда всесильный компьютер будет думать вместо человека и безошибочно находить неисправности в электронике и механике автомобилей будущего. Уже сегодня компьютеры значительно облегчают процесс диагностики и поиска неисправностей. Например, блоки управления могут распознавать различные неисправности, сохранять в своей памяти коды ошибок, а диагностические сканеры помогают пошаговыми инструкциями для локализации этих неисправностей.

Современные автомобили с каждым днем становятся все более технологичными и сложными. На них устанавливается все больше электронных блоков, датчиков и исполнительных механизмов. Для управления бензиновыми или дизельными двигателями электронные блоки управления принимают огромное количество входных данных от датчиков и управляют исполнительными механизмами согласно сложнейшим алгоритмам. Но, управляющие блоки могут распознавать не все неисправности, так как заранее невозможно предусмотреть все возможные причины неисправностей которые могут произойти в процессе эксплуатации автомобиля. Одни и те же коды ошибок могут быть записаны в результате возникновения совершенно разных причин неисправностей.

Для постановки правильного диагноза приходится анализировать множество осциллограмм и данных со сканера. Это позволяет лучше понять происходящие процессы и выявить неисправные элементы.

Особенно сложно обнаружить неисправность, которая проявляет себя кратковременно и не всегда в явном виде. Для поиска такого рода неисправностей часто помогает специально предназначенные осциллографы, или другое их название мотортестеры. Но, применяя эти мощные приборы, для определения действительной причины сбоя все равно приходится тратить много времени на выполнение записи и анализа различных сигналов, а также на поиск участков осциллограмм где происходит сбой в работе датчиков или механизмов. Для этого бывает недостаточно, просто записать 1-но канальным осциллографом осциллограмму и просмотреть ее. Часто необходимо рассматривать совокупность нескольких, одновременно снятых сигналов и обрабатывать их автоматическими алгоритмами. Это позволяет лучше контролировать происходящие процессы и не пропустить момент сбоя в большом количестве данных. Особенно трудно анализировать периодически повторяющийся сигнал, у которого возникает единичное отклонение формы сигнала, способное привести к сбою в работе двигателя. Для выявления такого, редко возникающего отклонения сигнала требуется очень много времени, так как приходится визуально проверять форму каждого из многочисленных импульсов. Намного быстрее решить такую задачу позволяет интеллектуальный анализатор сигналов, реализованный в USB Autoscope IV.

Для анализа работы двигателя внутреннего сгорания, кроме прочего программного обеспечения, USB Autoscope IV оснащен скриптом CSS (можно встретить его неофициальное название – скрипт Шульгина). Данный инструмент анализирует сигнал от датчика частоты вращения коленвала и предоставляет результаты, позволяющие выявить в каких цилиндрах двигателя возникают пропуски воспламенения, а также установить причину их возникновения – из-за неисправности механической части двигателя, или системы подачи топлива, или системы зажигания. Главное его отличие от анализаторов пропусков воспламенения, реализованных, к примеру, в программном обеспечении некоторых сканеров, заключается в том, что скрипт CSS анализирует неравномерность работы цилиндров на всех режимах работы двигателя. А сканер отображает неровную работу цилиндров только на холостых оборотах. Вот это отличие и позволяет определять к какой системе относится неисправность, так как на разных режимах работы двигателя разные неисправности проявляют себя по разному. Но в рамках данной статьи, я бы хотел рассказать о новой вкладке отчета скрипта CSS – это вкладка «Фаза».

Для того, чтобы понять, что эта вкладка отображает, необходимо представить себе свернутый в трубочку лист бумаги, которую вращает распредвал двигателя. Над трубочкой установлен маркер делающий пометки на бумаге. Пока распредвал вращается, эта трубочка плавно сдвигается в сторону, за счет чего маркер рисует на листе спиральную полосу.

Цвет наносимой на бумагу полосы меняется в зависимости от уровня сигнала исследуемой электрической цепи.

В конечном итоге, развернув трубочку в лист, мы и получим результат вкладки «Фаза».

То есть, вкладка «Фаза» отображает исследуемую осциллограмму в виде поля, меняющего цвет от светлого до темного в зависимости от уровня сигнала. Светлыми тонами отображается низкий уровень сигнала, темными – высокий. По горизонтали слева на право располагается шкала времени. По вертикали сверху вниз отображается угол поворота коленвала. Таким образом, один полный цикл работы двигателя представлен одной вертикальной полосой (для четырехтактного двигателя – это два оборота коленвала, равнозначные углу поворота коленвала 720°). Следующая полоса размещается чуть правее и соответствует следующему циклу работы двигателя, и так далее. Таким образом, вертикальными полосами заполняется вся вкладка, которые в совокупности формируют поля светлых и темных областей. Именно эти светлые и темные области отражают длительность и характер изменения сигнала в зависимости от угла поворота распредвала.

Вкладка «Фаза» может отображать сигнал любого датчика или исполнительного механизма двигателя. Если за один полный цикл работы двигателя на осциллограмме исследуемого сигнала возникает только один импульс, то и вкладка «Фаза» будет отображать только одну горизонтальную полосу. Если этот импульс начинается и заканчивается при одних и тех же углах поворота распредвала, тогда и позиция этой горизонтальной полосы не будет смещаться вверх или вниз – получится ровная горизонтальная полоса.

Рассмотрим пример, соответствующей данным условиям. Для этого, выведем на вкладку «Фаза» сигнал от датчика распредвала двигателя 1.9 DCI автомобиля Opel Vivaro (рис. 1).

Но анализировать его будет намного удобнее и нагляднее с включенной сеткой угла поворота коленвала и графиком, отображающим обороты двигателя (рис. 2).

Здесь видно, что датчик распредвала стабильно генерирует сигнал низкого уровня на участке 205° … 290° угла поворота коленвала, относительно точки отсчета ВМТ 0° первого цилиндра. Серый график отображает обороты двигателя: вначале двигатель работал на холостом ходу, после чего последовали два увеличения оборотов до 2700 RPM и 4200 RPM.

Следующий пример получен на аналогичном автомобиле, у которого периодически загоралась лампа неисправности двигателя из-за появления ошибки по датчику распредвала.

На светлой полосе, соответствующей низкому уровню сигнала от датчика фаз, можно увидеть кратковременные искажения (рис. 3).

Рассматривать эти искажения удобнее при увеличенном масштабе отображения (рис. 3a).

Передвигая маркера A можно измерить время от начала записи до момента, когда дефект начал проявляться; в данном примере – на 21.36 секунде. Зная это время, можно быстро найти и детально рассмотреть соответствующий фрагмент на исходной осциллограмме (рис. 4).

Заметьте, что найти данный сбой путем простого визуального просмотра осциллограммы от начала записи и до момента проявления дефекта очень сложно, поскольку показанный на осциллограмме дефектный импульс от датчика распредвала занимает всего ~ 0.006 секунды. Теперь представьте, сколько может уйти времени на визуальный просмотр более 20 секунд записи, без применения специальных средств анализа сигнала.

При помощи данного инструмента не только удобно проверять работу датчика распредвала, но и контролировать работу всей системы изменения фаз газораспределения (ГРМ), что раньше было очень сложно сделать обычным просмотром записи.

Следующий пример, полученный на автомобиле Audi A6 с двигателем ARH, отображает работу системы изменения фаз ГРМ (рис. 5). Здесь сигнал от датчика распредвала стабильный. В процессе резкого набора оборотов сигнал смещался на 20° в сторону «Раньше» – так эта вкладка отображает работу системы изменения фаз ГРМ. Видно, что распредвал смещался в сторону «Раньше» только во время второй (резкой) перегазовки, а первая (плавная) перегазовка прошла без изменения углового положения впускного распредвала относительно коленвала двигателя.

При проведении диагностики системы изменения фаз ГРМ желательно записывать не только сигнал с датчика положения проверяемого распредвала, но также и ток управления клапаном регулировки фаз ГРМ. За счет этого можно сравнить сигнал управления, поступающий от блока управления на клапан, с

фактическим изменением положения распредвала относительно коленвала. Это дополнительно позволяет оценить время реакции самой системы и выявить возможные механические заедания системы регулировки фаз ГРМ. Поскольку этот клапан электромагнитный, ток управления клапаном пропорционален создаваемому им магнитному полю и отражает силу воздействия на клапан со стороны блока управления. Следует заметить, что в некоторых случаях для проведения детальной диагностики системы наряду с током управления клапаном регулировки фаз ГРМ необходимо записывать также и напряжения на выводах этого исполнительного механизма.

…………………………………………………………………………………………………

Подводя итог, следует отметить, что за счет интеллектуальной обработки исходного сигнала вкладка фаза позволяет значительно облегчить и ускорить анализ осциллограмм снятых с разнообразных датчиков и исполнительных механизмов бензиновых или дизельных двигателей. Это позволяет быстро выявлять как постоянные, так и кратковременные отклонения периодических сигналов по фазе, амплитуде и длительности.

 

Андрей Шульгин, полный текст и рисунки см. журнал Автомастер № 6, 2015

http://a-master.com.ua/archives/2504