Курсовая работа: Диагностическое оборудование

В большинстве описаний приборов приводится такая характеристика, как точность измерения, погрешность измерения или класс точности прибора. Например, если погрешность измерения равна 10 %, это означает, что измеренное напряжение может на самом деле находиться в диапазоне от 11,4 до 13,9 В и точнее его можно измерить только прибором, имеющим меньшую погрешность измерения. Желательно, чтобы был еще указан способ вычисления погрешности измерения — от измеряемой величины или от максимальной (например, при измерении напряжения в 1 В на шкале в 100 В, если прибор имеет погрешность 5 % максимального значения шкалы, получаются показания от -4 до +6 В, а если проводить те же измерения на шкале в 2 В, то разброс значений будет от 0,9 до 1,1 В).

Частотные характеристики гораздо более важны для осциллографа, нежели для тестера. Все измерения тестера ограничиваются частотой в единицы герц, так как быстрее индикатор тестера работать не может. Например, если измерять тестером минусовой (управляющий) вход форсунки на работающем автомобиле, получится напряжение около 7...9 В, которое будет несколько изменяться в ту или другую сторону при нажатии и отпускании педали газа. Если же подключить к цепи осциллограф, то можно определить, что напряжение 7...9 В — это среднее значение напряжения на выводе форсунки за длительный период времени. Но при включении форсунки на исправном автомобиле напряжение на этом выводе равно + 0...1 В, а при выключении — напряжению питания -0...1 В. Таким образом, осциллограф отличается от тестера тем, что может воспроизводить на экране форму быстро меняющихся сигналов. Однако уловить автомобильным осциллографом электрический сигнал на входе приемника или сигнализации с радиоуправлением невозможно, так как частота сигнала на входе слишком высока для автомобильного осциллографа, и его можно увидеть только специальными осциллографами, имеющими максимальную частоту входного сигнала не менее 100 МГц. Предел частот для рассмотрения подавляющего большинства сигналов в автомобильной системе управления двигателем к настоящему времени составляет около 10 кГц, исключением из общей массы сигналов являются лишь сигналы зажигания — наиболее важная их составляющая находится в пределах 40 кГц. Поэтому осциллограф, предназначенный для работы в условиях автосервиса, должен достоверно показывать форму сигналов в полосе частот от 0 до 10 кГц, если он не предназначен для работы с системой зажигания, и от 0 до 40 кГц, если в перечень сигналов, доступных к просмотру, входят сигналы зажигания.

Необходимо корректировать искажения исследуемого сигнала в соответствии с полосой пропускания прибора. Все импульсные сигналы, существующие в системах электронного управления двигателем, как правило, претерпевают незначительные искажения в осциллографе с полосой пропускания не ниже 10 кГц. Форма сигнала может существенно отличаться только у сигналов зажигания и, в некоторых случаях, у сигналов датчиков положения коленчатого вала, и то на высоких оборотах (более 4000...5000 мин1).

У осциллографа, в отличие от тестера, существует набор горизонтальных разверток, синхронизация и горизонтальное смещение изображения. Горизонтальной разверткой 10 с называют отображение непрерывного фрагмента измеряемого сигнала длительностью 10 с. Фрагменты, отображаемые на экране, не следуют в реальности один за другим, без перерыва. Фрагменты измеряемого сигнала отстоят друг от друга на произвольное время, но показ изображения на экране всегда начинается с одной и той же точки изображения, поэтому изображение на экране кажется слитным и относительно неподвижным, что позволяет просматривать сигналы в реальном времени. Для того чтобы обеспечить вывод изображения таким образом, в осциллографе есть механизм или устройство, называемые синхронизацией. Этот механизм обеспечивает выдачу в осциллограф команд начала рисования фрагмента входного напряжения. Простейший способ, используемый во всех осциллографах широкого употребления — это фиксация момента, когда напряжение на входе переходит через какой-то уровень в определенную сторону (например, переход напряжения через уровень 6 В в сторону увеличения). Этот способ синхронизации называется синхронизацией по входному сигналу или внутренней синхронизацией. Уровень напряжения и направление перехода можно менять по своему усмотрению. Для того чтобы устройство могло мгновенно отреагировать на появление сигнала начала рисования существует механизм, который называется горизонтальным смещением сигнала — с его помощью в осциллографах можно увидеть сигнал, который появился на входе одновременно или даже раньше сигнала синхронизации, а также установить просматриваемый сигнал в удобное положение на экране.

Основными сервисными функциями являются функции записи сигнала для последующего просмотра и автоматическая установка вертикальной и горизонтальной разверток и способа синхронизации по заранее определенному типу входного сигнала.

Мультиметр — многофункциональное устройство (электронный измерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций), позволяющее измерять не только напряжение и силу тока, но и определять емкость, индуктивность, температуру, частоту, а также длительность импульсов и скважность (интервалы между импульсами) в случае импульсного сигнала. В минимальном наборе мультиметр объединяет вольтметр, амперметр и омметр. Цифровые мультиметры имеют графический дисплей для отображения формы сигнала.

Мультиметр предназначен для измерения постоянного/переменного напряжения от 400 мВ до 1000 В; измерения постоянного/переменного тока от 40 мА до 10 А; измерения сопротивления до 100 МОм; измерения электрического сопротивления с сигнализацией низкого сопротивления цепи; проверки целостности полупроводниковых диодов и нахождения их прямого напряжения; измерения электрической емкости; измерения индуктивности; измерения температуры; измерения частоты гармонического сигнала.

15. Стробоскопы

Автомобильные стробоскопы предназначены для визуального контроля взаимного расположения установочных меток момента зажигания на блоке цилиндров и маховике или шкиве коленчатого вала при работе двигателя. Это особенно важно при тестировании двигателей, конструкция которых предполагает возможность регулировки начального момента зажигания.

От правильной установки момента зажигания зависят и расход топлива, и мощностные характеристики двигателя, и темпы его износа. Опытные водители выставляют зажигание «на глазок», точнее, на слух — ослабляют крепление трамблера, заводят мотор и вращают корпус прерывателя-распределителя, пока им не покажется, что поймали нужный момент. Иногда применяется способ с использованием контрольной лампы, но точно совместить метки на шкиве коленчатого вала и крышке привода газораспределительного механизма не так просто. Наибольшую точность при установке момента зажигания обеспечивает стробоскоп.

Работа стробоскопа основана на стробоскопическом эффекте. Суть его состоит в следующем: если осветить движущийся в темноте объект очень короткой яркой вспышкой, он зрительно будет казаться как бы неподвижно «застывшим» в том положении, в каком его застала вспышка. Освещая, например, вращающееся колесо вспышками, следующими с частотой, равной частоте его вращения, можно зрительно остановить колесо, что легко заметить по положению какой-либо метки на нем. Для установки момента зажигания запускают двигатель на холостые обороты и стробоскопом освещают специальные установочные метки. Одна из них — подвижная — размещена на коленчатом валу (либо на маховике, либо на шкиве привода генератора), а другая — на корпусе двигателя. Вспышки синхронизируют с моментами искрообразования в запальной свече первого цилиндра, для чего емкостный датчик стробоскопа крепят на ее высоковольтном проводе. В свете вспышек будут видны обе метки, причем, если они находятся точно одна напротив другой, угол опережения зажигания оптимален, если же подвижная метка смещена, корректируют положение прерывателя-распределителя до совпадения меток

16. Имитаторы сигналов датчиков

Очень интересным и нужным прибором в умелых руках является имитатор датчиков. С помощью этого прибора можно не просто убедиться в правильности поставленного «диагноза», заменив показания подозрительного датчика заведомо исправными, но и проверить реакцию системы впрыска на изменяющийся сигнал, косвенно проверяя, тем самым, исправность блока управления двигателем и целостность проводки от датчика к блоку и от блока к исполнительным устройствам.

Имитаторы сигналов датчиков при углубленной проверке ЭСУД и ее узлов предназначены для проверки реакции блока на изменение сигналов отдельных датчиков (например, датчика температуры), так как в некоторых случаях блок управления может не реагировать на изменение сигнала от датчика, и этот факт может быть воспринят как отказ датчика.

Универсальные имитаторы сигналов систем управления должны выполнять следующие функции: имитация сигналов аналоговых датчиков; имитация сигналов частотных датчиков; имитация сигналов резистивных датчиков; имитация сигналов датчиков детонации; имитация сигналов датчиков кислорода (Zr02); проверка целостности электрических цепей.

В качестве примера рассмотрим возможности имитатора сигналов российского производства мод. ДСТ-6С. Универсальный имитатор сигналов систем управления ДСТ-6С предназначен для проверки исправности и правильности функционирования различных исполнительных механизмов систем управления двигателем, а также для имитации сигналов различных датчиков на автомобилях ВАЗ и ГАЗ.

Выполняемые функции: тест относительной производительности форсунок (в паре с измерителем давления топлива); проверка исправности регулятора холостого хода на базе шагового электродвигателя (ВАЗ); проверка исправности регулятора холостого хода на базе моментного электродвигателя (ГАЗ); проверка исправности и линейности характеристики датчика положения дроссельной заслонки; проверка исправности аналоговых и частотных датчиков расхода воздуха (ВАЗ); проверка исправности аналоговых датчиков расхода воздуха (ГАЗ); проверка исправности датчиков давления на впускном коллекторе (ГАЗ); проверка исправности датчика кислорода (ВАЗ); проверка исправности модуля зажигания (ВАЗ); проверка исправности катушек зажигания (ГАЗ); имитация сигнала датчика положения коленчатого вала (маркерный диск 58 зубьев); имитация сигнала датчика положения распределительного вала (ВАЗ и ГАЗ); имитация сигнала датчика Холла (карбюраторные автомобили ВАЗ); имитация сигналов аналоговых датчиков; измерение постоянного напряжения от 0 до 20 В.

17. Газоанализаторы и дымомеры

Газоанализаторы. Газоанализатор до сих пор является единственным прибором, позволяющим измерять состав отработавших газов и судить о полноте сгорания топлива. Причем измерения выполняются прямым методом — спектрометрированием пробы отработавших газов. Состав отработавших газов — интегральный параметр, анализ которого дает информацию об исправности основных систем двигателя: механической, топливо-подачи и зажигания. Газоанализаторы — мощное и эффективное средство диагностирования двигателя. Диагностические возможности газоанализатора многократно возрастают при его совместном использовании с мотор-тестером. Кроме того, газоанализатор является основным прибором при проведении регулировок на соответствие нормам по токсичности выхлопа.

Квалифицированное тестирование автомобилей, оснащенных нейтрализаторами различной конструкции в большинстве случаев возможно лишь при наличии четырехкомпонентныханализаторов (СО, СН, С02 и 02). Кроме того, газоанализаторы высшей сложности дополнительно могут измерять содержание оксидов азота NOx, частоту вращения коленвала, температуру масла и рассчитывать соотношение воздух/топливо или коэффициент избытка воздуха (А.). В наибольшей степени возможности газоанализатора проявляются при работе в составе мотор-тестеров.

Кислород 02 — надежный показатель состава рабочей смеси. При нормальном сгорании и выхлопе остается 1...2 % кислорода. Изменение концентрации 02 в большую или меньшую сторону указывает на нарушение соотношения воздух—топливо, либо неисправность системы зажигания.

Угарный газ СО образуется при неполном сгорании рабочей смеси. Высокое содержание СО означает богатую смесь, засорение воздушного фильтра, неисправность клапана вентиляции картера или низкие обороты холостого хода. При перебоях в зажигании топливо не сгорает, и СО не образуется. Чрезвычайно низкая концентрация характерна для моторов с прогоревшим глушителем либо при подсосе воздуха в уже приготовленную смесь.

Нормальное содержание углекислого газа С02 в выхлопе — 13...15 %. Снижение до 8 % связано, как правило, с пропусками вспышек или дырами в выпускной трубе. Количество С02 обратно пропорционально концентрации СО.

Углеводороды СН образуются при неполном сгорании топлива и повышенном расходе масла на угар. Высокое содержание СН указывает на неисправность свечей, высоковольтных проводов, нарушение угла установки зажигания, отклонения от нормы состава смеси. Косвенно свидетельствует о низкой компрессии.

Эффективность работы двигателя позволяет оценить отечественный четырехкомпонентный газоанализатор «Автотест-01.03 ЛК». Замеры содержания всех составляющих выполняются прямым методом (СО, СН, С02 — спектрометрическим, а концентрация кислорода определяется при помощи электрохимического датчика). Кроме того, прибор позволяет вычислить параметр X (состав топливной смеси) для различных видов топлива (бензин, сжиженный пропан-бутан и сжатый природный газ).

На результаты измерений газоанализатора сильно влияет температура окружающей среды. Для проведения корректных диагностических работ при отрицательных температурах газоанализатор может быть укомплектован обогревательным шлангом для отбора проб длиной 5 м, нагреватель которого питается от быто вой электросети. Такой шланг с зондом для забора проб позволяет проводить измерения при температуре до -20 °С.

Прибор оснащен ПО и кабелем для подключения к порту персонального компьютера.

Дымомеры. Использовать обычный газоанализатор при диагностике дизельных двигателей не представляется возможным. Для проверки соответствия регулировок двигателя и опять же для оценки состояния двигателя применяют дымомеры. Прибор контролирует дымность дизельного двигателя в единицах коэффициента поглощения (м-1) и коэффициента ослабления (по ГОСТ Р 52160-2003 и правилам №24 ЕЭК ООН). Дымомеры должны соответствовать требованиям международных стандартов EURO-3, EURO-4.

Кроме того, в ПО современного дымомера должны быть предусмотрены: вывод протокола на печатающее устройство; возможность работы в составе автоматизированных линий технического контроля с передачей протоколов измерений и вводом номера автотранспортного средства в протокол.

18. Оборудование для диагностики топливной аппаратуры

Расходомеры. Расходомеры используют для непрерывного измерения расхода топлива на автомобилях с карбюраторным двигателем при проведении регулировочных и диагностических работ, а также для проведения дорожных испытаний.

Принцип работы механического расходомера основан на подсчете числа оборотов крыльчатки, омываемой потоком маловязкой жидкости (бензина). В разрыв бензопровода, между бензонасосом и карбюратором устанавливается датчик расходомера. В центральном сквозном канале датчика расположен ротор. Ротор состоит из стальной оси с жестко закрепленными на ней двумя крыльчатками и флажками между ними. Флажки размещены на пути светового потока от осветителя к фоторезистору. При вращении ротора флажки прерывают световой поток. При этом на фоторезисторе образуются фотоимпульсы, которые подаются на счетное устройство. Расчет расхода жидкости основан на пропорциональной (функциональной) зависимости расхода потока от частоты вращения ротора. Однако появление дополнительного гидравлического сопротивления в потоке жидкости приводит к большой погрешности измерения.

Этого недостатка лишены ультразвуковые расходомеры. В основу работы ультразвуковых расходомеров положен время-импульсный принцип, сущность которого заключается в измерении и определении разности скоростей ультразвуковых зондирующих импульсов, проходящих по направлению потока жидкости и против него (рис. 5.1).

Расчет расхода жидкости основан на пропорциональной зависимости разности времени прохождения ультразвукового импульса по и против потока жидкости от скорости движения потока жидкости, а следовательно, и ее расхода.

Измерители давления в системе подачи топлива. Измерение давления топлива в двигателях осуществляется с помощью тройника со шлангом, врезаемого с помощью хомутов в магистраль подачи топлива. Манометр подключается к тройнику, и измерение производится в режиме on-line. Давление измеряют при работающем двигателе. Установив частоту вращения коленчатого вала равной 2100 мин4 (максимальная подача топлива), определяют давление топлива до и после фильтра тонкой очистки топлива. Давление перед фильтром должно быть 0,12...0,15 МПа,

а за ним — не менее 0,06 МПа. Если давление перед фильтром, развиваемое подкачивающим насосом, менее 0,08 МПа, насос заменяют. При давлении за фильтром менее 0,06 МПа следует проверить состояние перепускного клапана. Остановив двигатель, устанавливают на место рабочего клапана контрольный и, пустив двигатель, вновь измеряют давление за фильтром при максимальной подаче топлива. Если давление увеличилось, снятый клапан регулируют или заменяют, а если осталось прежним — значит, засорились фильтрующие элементы тонкой очистки топлива. При равенстве или небольшой разнице давлений до и после фильтра тонкой очистки топлива его необходимо разобрать и проверить состояние уплотнений в фильтрующих элементах.

Стенд проверки карбюраторов и бензонасосов. На стенде «Карат 4М» проводят проверку карбюраторов и бензонасосов с функцией проливки жиклеров. На стенде проверяют все основные параметры как отечественных, так и импортных карбюраторов:

• герметичность топливного клапана;

• уровень топлива в поплавковой камере;

• производительность ускорительного насоса;

• пропускную способность жиклеров.

Стенд позволяет проверять карбюраторы и бензонасосы как совместно, так и раздельно.

Стенды для диагностики и регулировки топливных насосов высокого давления (ТНВД). Одним из основных инструментов на участке по обслуживанию топливной аппаратуры является стенд для диагностики и регулировки ТНВД. На стенде измеряются: производительность насосных секций; давление открытия нагнетательных клапанов; а также определяется характеристика автоматической муфты опережения впрыска и поддержания заданной температуры.

Для обслуживания автомобильных и тракторных дизелей всех типов ОАО «МОПАЗ» выпускает стенды серии ДД-100. На стендах можно проводить следущие измерения: величина и равномерность подачи топлива секциями (производительность насосных секций), частота вращения вала ТНВД в момент начала действия регулятора; частота вращения вала ТНВД в момент прекращения подачи топлива, давление открытия нагнетательных клапанов, угол начала нагнетания и конца подачи топлива по повороту вала ТНВД и чередование подачи секциями ТНВД, угол действительного начала и конца впрыскивания топлива (при диагностировании), характеристика автоматической муфты опережения впрыска, поддержание заданной температуры.

На стендах серии ДД-100 используется стандартная система измерения с передним расположением форсунок. Фазовые параметры впрыска топлива регистрируются пьезоэлектрическими датчиками в цифровом виде или с помощью стробоскопа. Стенды имеют автономный, не связанный с системой водоснабжения блок стабилизации температуры испытательной жидкости, позволяющей поддерживать температуру с точностью до 10 "С. Наличие программируемого блока задания фиксированных частот позволяет при испытаниях в течение нескольких секунд выходить на заданный скоростной режим вращения выходного вала с точностью до 1 мин"1 и автоматически переключаться на следующий режим.

Стенды укомплектованы встроенной станцией смазки для подачи масла к испытываемым ТНВД с циркуляционной системой смазки и масляно-пневматическим корректором давления наддува, что позволяет испытывать ТНВД с автоматическим корректором по наддуву, противодымным или высотным корректором, а также обслуживать ТНВД с вакуумным регулятором.

19. Оборудование для диагностики и очистки форсунок

Основным исполнительным элементом системы впрыска является форсунка, которая работает в тяжелых условиях и требовательна к обслуживанию. Форсунка — устройство, позволяющее дозировать подачу топлива в двигатель.

Форсунки бывают двух основных типов — механические и электромагнитные.

Механические форсунки открываются автоматически под давлением и не осуществляют дозирование топлива. Они обеспечивают эффективное распыление путем открытия и закрытия своего распылительного отверстия. Механические форсунки устанавливаются на системах впрыска К, KE-jetronic. У форсунок этих систем существует давление начала впрыска (27...5 МПа), а также рабочее давление (45 МПа).

Электромагнитные форсунки активизируются электрическим током. Это управляемый электромагнитный клапан, открытием которого управляет электронный блок управления, что обеспечивает дозированную подачу топлива в цилиндры двигателя. Топливо подается к форсунке под определенным (зависящим от режима работы двигателя) давлением. Электрические импульсы, поступающие на электромагнитные форсунки от блока управления, приводят в действие игольчатый клапан, открывающий и закрывающий канал форсунки. Количество распыляемого топлива пропорционально длительности импульса, задаваемого ЭСУД. Управляющим параметром для электромагнитных форсунок является время открытого состояния, а не давление топлива, как в механических форсунках.

Форма и направление распыляемого факела играют существенную роль в процессе смесеобразования и определяются количеством и расположением распылительных отверстий. Распылительные отверстия форсунок могут быть различных типов: одно-секционные, многосекционные, многосекционное распыление для двух впускных клапанов, кольцевая щель.

Наиболее распространенной неисправностью форсунок является их загрязнение, что приводит к затрудненному пуску двигателя, неустойчивой работе на холостом ходу, повышенному расходу топлива, потере мощности и появлению детонации.

С топливом в систему попадает значительное количество загрязнений, которые осаждаются на деталях топливной системы. Наиболее интенсивно накопление отложений происходит сразу после остановки двигателя. В это время температура корпуса форсунки возрастает за счет нагрева от горячего двигателя, а охлаждающее действие бензина отсутствует. Легкие фракции бензина в рабочей зоне форсунки испаряются, а тяжелые накапливаются в виде лаковых отложений, уменьшающих сечение калиброванного канала, что сильно снижает пропускную способность, если вовремя не принять меры.

Для обслуживания систем впрыска необходимы устройства для очистки и проверки форсунок, причем как жидкостного (химического) принципа, так и использующие ультразвуковой метод очистки с контуром для проверки форсунок. Эти два прибора дополняют друг друга, так как для разных случаев и ситуаций методы очистки системы впрыска в целом или отдельно форсунок должны быть различными.

Жидкостная чистка системы питания. Жидкостная чистка очень полезна при профилактике системы питания.

Простейший вариант очистки — добавка различных присадок к топливу, заливаемому в бензобак. Этот способ можно рекомендовать только владельцам новых автомобилей с относительно чистыми бензобаками.

Большинство загрязнений, попадающих с бензином, оседает на дне бензобака в специальных ячейках для отстоя осадка, и как только в бензобак заливается средство для очистки инжекторов, оно начинает с этими загрязнениями активно взаимодействовать, в результате чего большая их часть смешивается с топливом и попадает в систему впрыска. Это резко повышает нагрузку на бензонасос и фильтр тонкой очистки, и при низком качестве фильтра часть загрязнений может попасть и в инжекторы, тогда вреда от такой чистки больше, чем пользы.

Следующий способ решить проблему загрязнений заключается в жидкостной очистке форсунок без снятия их с двигателя. При этом топливный бак и бензонасос отключаются от двигателя, в систему впрыска подается от специального бачка чистящая смесь, на которой двигатель работает, как на бензине. Эта система может решить возникшую проблему с меньшим риском и с лучшим результатом, ведь концентрация чистящих добавок в этой смеси гораздо больше, поэтому и удаление отложений происходит быстрее и качественнее. Но попавшие на форсунки отложения могут не растворяться в чистящей жидкости. И эти отложения на инжекторах могут нарушить их работу. Это приводит к тому, что инжекторы, установленные на разных цилиндрах, будут давать различное количество топлива за цикл впрыска.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6