Лабораторная работа 1 Устройство и принцип работы осциллографа диагностического комплекса Автомастер модели ам1

• Название: Лабораторная работа 1 Устройство и принцип работы осциллографа диагностического комплекса Автомастер модели ам1
• Дата: 02.03.2022
• Размер: 3.2 Mb.
• Имя файла: 000ece9e-46287a45.docx
• Тип: Лабораторная работа; #380774
• страница: 3 из 5

1 точка подключения чёрного зажима типа "крокодил" дифференциального осциллографического щупа;

2 точка подключения отрицательного пробника дифференциального осциллографического щупа (чёрного цвета);

3 точка подключения положительного пробника дифференциального осциллографического щупа (красного цвета).

Вместо дифференциального осциллографического щупа можно воспользоваться осциллографическим щупом.. Чёрный зажим типа "крокодил" осциллографического щупа должен быть подсоединён к "массе" двигателя диагностируемого автомобиля. Пробник щупа должен быть подсоединён параллельно сигнальному выводу датчика датчика.

Проверка выходного сигнала датчика массового расхода воздуха проводится в три этапа:

- измерение времени переходного процесса в момент включения зажигания;

- измерение значения напряжения выходного сигнала при нулевом потоке воздуха;

- измерение максимального значения напряжения выходного сигнала датчика при резкой перегазовке.

Измерение времени переходного процесса при подаче питания(рис3).

В момент включения зажигания происходит подача питающих напряжений на датчики и исполнительные механизмы системы управления двигателем, в том числе и на датчик расхода воздуха. Сразу после подачи питания на датчик массового расхода воздуха происходит разогрев его чувствительного элемента до рабочей температуры, при этом, пока температура датчика стабилизируется, возникает переходный процесс.



Рисунок 3 - Осциллограмма выходного напряжения исправного датчика массового расхода воздуха при подаче питающих напряжений.
Значение напряжения в момент времени указанный маркером. В данном случае соответствует напряжению выходного сигнала ДМРВ при нулевом расходе воздуха (двигатель остановлен) и равно 0,99 V.

 Значение интервала времени между двумя маркерами. В данном случае соответствует времени переходного процесса выходного сигнала при подаче питания на датчик и равно 0,5 mS. Время переходного процесса выходного сигнала исправного датчика не превышает единиц миллисекунд (mS).

Загрязнения, отложившиеся на чувствительном элементе датчика, разогреваются вместе с ним. Если количество отложившихся загрязнений значительно, время разогрева его чувствительного элемента до рабочей температуры увеличивается, соответственно, увеличивается и продолжительность переходного процесса (рис.4).



Рисунок 4 - Осциллограмма выходного напряжения неисправного датчика массового расхода воздуха BOSCH HFM5 при подаче питающих напряжений.
Значение напряжения в момент времени указанный маркером. В данном случае соответствует напряжению выходного сигнала ДМРВ при нулевом расходе воздуха (двигатель остановлен) и равно 0,92V.

Значение интервала времени между двумя маркерами. В данном случае соответствует времени переходного процесса выходного сигнала при подаче питания на датчик и равно 70mS.

Время переходного процесса выходного сигнала датчика с загрязнённым измерительным элементом может достигать десятков, а иногда и сотен миллисекунд.

Измерение выходного напряжения при резкой перегазовке (рис.5).

Измерение максимального значения напряжения выходного сигнала датчика при резкой перегазовке проводится путём резкого открытия дроссельной заслонки на короткое время (не более одной секунды) при условии, что переключатель режима работы трансмиссии находится в положении "Neutral" и двигатель прогрет до рабочей температуры.

Внимание.

Методика измерения максимального значения напряжения выходного сигнала датчика расхода воздуха при резкой перегазовке применима только в том случае, если педаль акселератора диагностируемого двигателя соединена с дроссельной заслонкой механически (при помощи троса / рычагов) и только для атмосферных двигателей (диагностируемый двигатель не оснащён турбиной / компрессором).

В момент резкой перегазовки происходит следующее.
При работе двигателя на оборотах холостого хода без нагрузки,
заполняющий впускной коллектор воздух, сильно разрежён, так как приток
воздуха во впускной коллектор ограничен дроссельной заслонкой и клапаном
холостого хода. Абсолютное давление во впускном коллекторе при этом
ниже атмосферного на 0,6...0,7 Bar. Масса заполняющего коллектор
разрежённого воздуха незначительна. При резком открытии дроссельной
заслонки, воздух резко устремляется через открытую дроссельную заслонку
во впускной коллектор и быстро заполняет объём коллектора до тех пор,
пока абсолютное давление в нём не достигнет значения близкого к
атмосферному. Этот процесс происходит очень быстро, вследствие чего
поток воздуха через датчик расхода воздуха достигает значений близких к
максимальным. После того как абсолютное давление во впускном коллекторе
достигнет близкого к атмосферному, величина потока протекающего через
датчик воздуха становится пропорциональной частоте вращения коленчатого
вала двигателя.



Рисунок 5 - Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного BOSCH HFM5 при резкой перегазовке.
Напряжения выходного сигнала исправного датчика массового расхода воздуха BOSCH HFM5 сразу после резкого открытия дроссельной заслонки должно кратковременно возрасти до значения не менее 4,0V.

В случае значительного загрязнения чувствительного элемента датчика, скорость реакции датчика снижается, и форма осциллограммы напряжения выходного сигнала датчика становится несколько "сглаженной" (рис.6) .

Отложившиеся на чувствительном элементе датчика загрязнения образуют теплоизолятор, снижающий интенсивность охлаждения чувствительного элемента датчика, что приводит к уменьшению тока подогрева и выходного сигнала датчика (соответственно, уменьшается и количество подаваемого в цилиндры топлива).



Рисунок 6 - Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика массового расхода воздуха при резкой перегазовке.

Вследствие снижения скорости реакции, способность датчика регистрировать быстрые изменения величины и направления потока воздуха ухудшается. Как следствие, после резкого открытия дроссельной заслонки, напряжение выходного сигнала такого датчика уже "не успевает" достичь значения 4,0V.

Содержание отчета

Наименование работы:______________________________________________

Цель работы:______________________________________________________

Задание:__________________________________________________________

Перечень используемого оборудования: ____________________________________
Таблица 1.

Измеряемые параметры	Измеренные параметры	ТУ
Время переходного процесса в момент включения зажигания
напряжения выходного сигнала при нулевом потоке воздуха;
максимальное значения напряжения выходного сигнала датчика при резкой перегазовке.

Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольные вопросы

1. Перечислите требования техники безопасности при выполнении работы.

2. Назначение , устройство датчика массового расхода воздуха.

3.Назовите признаки неисправностей ДМРВ.

4. Укажите порядок проверки датчика массового расхода воздуха.

5.Назовите отличия нитевого ДМРВ от пленочного.

6. Укажите вероятные типовые неисправности датчика коленчатого вала.

Лабораторная работа №4
Диагностирование технического состояния датчика

распределительного вала.
Цель работы:изучить и освоить методы диагностирования технического состояния датчика положения распределительного вала с помощью осциллографа диагностическим комплексом «Автомастер».
Задание:провести диагностирование технического состояния датчика положения распределительного вала (датчик Холла) с помощью осциллографа.
Оборудование рабочего места:

1.Двигатель

2.Осциллограф диагностического комплекса «Автомастер».

Техника безопасности

31. 
    К работе со стендом допускается студенты изучившие его устройство, принцип работы;
    
32. 
    Подключение стенда осуществляется только при не работающем двигателе
    
33. 
    Включать стенд в сеть 220 В в присутствии преподавателя;
    
34. 
    Не заводить двигатель без разрешения преподавателя;
    
35. 
    При работе двигателя не прикасаться к вращающим деталям и проводам высокого напряжения;
    
36. 
    При работе стенда корпус должен заземлятся по средствам специальной жилы, питающего кабеля и разъема с заземляющим контактом;
    
37. 
    При оперативно напряжении комплекса от сети осуществляется клавишей СЕТЬ или отключением от сети сетевого разъема;
    
38. 
    Для работы с высоковольтной частью системы зажигания следует использовать диэлектрический захват
    
39. 
    Для аварийной остановки двигателя диагностируемого автомобиля используется кнопка STOP
    
40. 
    При подключении комплекса к автомобилю прокладку жгутов датчиков следует проводить таким образом, чтобы исключить их возможный контакт с вращающимися деталями двигателя, а также элементами выпускной системы.
    

Краткие теоретические сведения

Датчик положения распределительного вала (рис.1) предназначен для определения начала цикла работы двигателя и обеспечивает формирование одиночного импульсного сигнала от стального штифта-отметчика первого цилиндра.



Рисунок 1- Внешний вид датчика.

Конструкция. Датчик положения распределительного вала работает на эффекте Холла. Основа датчика Холла( рис. 2) – интегральная схема Холла 6, через которую проходит магнитный поток создаваемый постоянным магнитом 5.Стержневой датчик, выполненный в пластиковом корпусе 2, устанавливается в корпус двигателя 3 над деталью выполненной из ферромагнитного материала 7. Герметичность обеспечивает уплотнительное кольцо 4.

Принцип действия.
Постоянный магнит расположенный над полупроводниковым элементом Холла генерирует магнитное поле В перпендикулярное элементу Холла (рис. 2). Когда деталь из ферромагнитного материала проходит на определенном расстоянии a (рис. 10) от элемента Холла стержневого датчика, то она изменяет напряженность магнитного поля, перпендикулярного элементу Холла. В результате этого путь электронов, которые движутся за счет продольного напряжения U_R, действующего на элемент Холла, отклоняются от перпендикулярного направления на угол α. За счет этого возникает сигнал напряжения Холла U_H, который находится в милливольтовом диапазоне и не зависит от скорости прохождения экранирующей детали.





Рисунок 2 - Конструкция датчика Холла
Характеристика. Оценивающая электронная схема, встроенная в интегральную схему Холла, вырабатывает сигнал в форме прямоугольных импульсов (высокий/низкий).
Принцип работы

Частоты вращения распределительного и коленчатого валов соотносятся как 1:2. Положение распределительного вала по­казывает, находится ли поршень двигате­ля, движущийся к ВМТ, на такте сжатия или выпуска. Фазный датчик на распре­делительном валу передает эту информа­цию в блок управления.

Датчик фаз часто устанавливается на двигателе  верхней части головки блока цилиндров . На шкиве впускного распредвала расположен задающий диск с прорезью (или отметчиком двигатели ЗМЗ-406). Прохождение прорези через зону действия датчика фаз соответствует открытию впускного клапана первого цилиндра. Контроллер посылает на датчик фаз опорное напряжение 12В.

Напряжение на выходе датчика фаз циклически меняется от значения близкого к 0 (при прохождении прорези задающего диска впускного распредвала через датчик) до напряжения близкого напряжению АКБ (при прохождении через датчик кромки задающего диска).Такую конструкцию имеет датчик, который применяется в системе управления двигателем ВАЗ-2112 (16 клапанов).На двигателях ВАЗ-2111 и ВАЗ-21214 используется датчик фаз торцевого типа. Он также работает на эффекте Холла, только реагирует не на прорезь в диске, а на специальную задающую метку, которая крепится на распредвале (двигатель ВА3-2111) или на шкиве привода распредвала (двигатель ВА3-21214)


Рисунок 3 - Угловая ориентация отметчика распределительного вала:

1, 5, 20, 35, 50 и 58 - номера зубьев диска синхронизации.

Расстояние между меткой и датчиком гораздо меньше расстояния между датчиком и распредвалом. При приближении метки к датчику изменяется внутреннее магнитное поле датчика, и он формирует синхронизирующий импульс. На двигателях ВАЗ-21214 ДФ формирует импульс, когда в BMT на такте сжатия находится четвертый цилиндр. Таким образом при работе двигателя датчик фаз выдает на контроллер импульсный сигнал синхронизирующий впрыск топлива с открытием впускных клапанов. (ДПРВ устанавливается на двигателе ВАЗ-2112 в верхней части головки блока цилиндров за шкивом впускного распредвала. На двигателях ВАЗ-2111(Евро-2) на заглушке справой стороны. На двигателях ЗМЗ-406.2датчик установлен на бобышке го­ловки блока у четвертого цилиндра со стороны выпускного коллектора двигателя.). Центр отметчика распредвала совпадает с началом (или серединой) первого (после выреза) зуба диска синхронизации. Ширина отметчика распредвала составляет не менее (24±1) градусов положения распредвала.

Порядок проведения работы
Проверка выходного сигнала датчика холла. Для просмотра осциллограммы напряжения выходного сигнала датчика
Холла, чёрный зажим типа "крокодил" осциллографического щупа должен быть подсоединён к "массе" двигателя диагностируемого автомобиля, пробник щупа должен быть подсоединён параллельно сигнальному выводу датчика (клемма 0 разъёма датчика).

Рисунок 4 - Схема подключения к датчику Холла.


1 – точка подключения чёрного зажима типа "крокодил" осциллографического щупа;
2 – точка подключения пробника осциллографического щупа.

После подсоединения осциллографического щупа и выбора режима
отображения осциллограмм необходимо запустить двигатель диагностируемого автомобиля, а в случае, если запуск двигателя невозможен, прокрутить двигатель стартером. Осциллограмма представляет собой прямоугольные импульсы амплитудой 12.3 вольта (рис.6).



Рисунок 5 - Осциллограмма выходного сигнала исправного датчика Холла.

Рисунок 6 - Осциллограмма выходного сигнала и датчика Холла.

Прямоугольные импульсы, амплитуда 12.7 В., на вершинах всплески напряжения от закрывающихся форсунок. Обратите внимание на едва заметные вертикальные линии по заднему фронту импульсов. Это программа отмечает моменты синхронизации. Они особенно показательны при внешней синхронизации.

Подключим одновременно ДПКВ и ДПРВ, выберем синхронизацию от ДПКВ и посмотрим данную осциллограмму (рис.7). Видно, что коленвал вращается в два раза быстрее распредвала, и видно, что пропуск зубьев на задающем диске совпадает с началом отрицательного импульса ДПРВ. 



Рисунок 7 - Осциллограмма синхронизации работы ДПКВ и ДПРВ

Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика Холла, выходной ключ которого не обеспечивает должного значения напряжения низкого уровня. В данном случае, значение напряжения низкого уровня выходного сигнала датчика равно 1,1 V.




Рисунок 8 - Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика Холла.

Выходной сигнал датчика Холла становится "невидимым" для блока управления двигателем после того, как с ростом температуры корпуса датчика, напряжение низкого уровня сигнала увеличивается до критически высокого значения. Это значение зависит от особенностей устройства входных цепей сигнала от датчика Холла в блоке управления двигателем и может быть равным 0,25…3,5 V.



Рисунок 9 - Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика Холла, предвыходной каскад которого не обеспечивает должной крутизны фронтов синхроимпульсов.

Неисправности предвыходного каскада электронной схемы датчика Холла могут вызвать "завал" фронтов синхроимпульсов выходного сигнала датчика