Automobilis – 2004 m. Fiat Ducato 2.8 JTD su pasikartojančiu skundu dėl sunkaus užsivedimo. Variklis suktųsi starteriu geru greičiu, tačiau praeidavo nemažai laiko, kol jis galiausiai užsivesdavo, o užsivedęs automobilis važiuodavo puikiai. Klientas tvirtino, kad ši problema iškilo tik po paskirstymo diržo trūkimo ir didelio viršutinės variklio dalies remonto. Automobilis keliavo per vietinį jo dirbtuvių tinklą su įvairiais verdiktais – nuo netinkamai sulygiuotų fazių iki visų jutiklių pakeitimo naujais. Automobilis atvyko pas vieną iš mano klientų profesionalų, kuris, suprantama, nenorėjo imtis kitų paliktų nebaigtų darbų, tad gedimas dar kartą buvo perduotas man įvertinti.
Tikrindamas sistemą diagnostikos skaitytuvu radau užregistruotą vieną gedimo kodą, susijusį su ENGINE RPM/CAM SYNCHRONISATION. Tai paaiškina pridėtą istoriją ir jau sumontuotus naujus CMP (skirstomojo veleno padėties) ir CKP (alkūninio veleno padėties) jutiklius. Gedimo kodas atsirasdavo kiekvieną kartą sukant variklį starteriu, o kai automobilis galiausiai užsivesdavo, jį buvo galima ištrinti iki kito užvedimo. Stebėdamas tiesioginius serijinius duomenis pamačiau, kad sinchronizacijos PID atkartojo simptomus – ilgai užtrukdavo, kol jis užregistruodavo „YES“; beje, tuo pačiu metu, kai užsivesdavo variklis. Tai puikiai koreliavo ir aiškiai parodė, kur sutelkti testavimo planą. Kol ECM nėra patenkintas skirstomojo ir alkūninio velenų sulygiavimu, jis negali identifikuoti cilindrų ir atitinkamai tiekti degalų.
Osciloskopas buvo prijungtas prie alkūninio veleno ir skirstomojo veleno jutiklių išėjimų. Šioje modifikacijoje naudojamas kintamos reliuktancijos (Variable Reluctance) CKP jutiklis (sinusinė banga) ir Holo efekto CMP jutiklis (stačiakampė banga). 1 pav. užfiksuotas tipinio sunkaus užvedimo metu ir rodo akivaizdžią CMP signalo problemą. Sukimo starteriu komandos pradžioje signalo nėra, o sukimui tęsiantis palaipsniui atsiranda signalo struktūra. Link įrašo pabaigos matome, kad signalas stabilizuojasi pakankamai, kad ECM atpažintų teisingą sulygiavimą ir leistų sėkmingai užsivesti.
Remiantis šiais pirminiais rezultatais, CMP jutiklio grandinę reikia ištirti išsamiau.
2 pav. rodo dar vieną sunkaus užvedimo atvejį su tuo pačiu vėluojančiu ir nepastoviu CMP signalu. Čia stebime jutiklio maitinimą ir masę, kurie viso gedimo metu išlieka geri. Nors signalo linija nepastovi, atrodo, kad įtampos nuotėkio už normalaus veikimo lango ribų nėra: dvi būsenos, 0 V ir 5 V, išlieka pastovios, o ne nudreifuoja į kitus potencialus. Be to, perėjimai tarp būsenų yra švarūs, suteikiantys puikų nuolatinės srovės impulsą – tik neteisingos trukmės ir nesinchronizuotą su alkūniniu velenu. Kol kas nemanau, kad šis gedimas susijęs su laidais ar jungtimis.
Mūsų problema ta, kad CMP jutiklis negeba sugeneruoti gero impulso sukimo starteriu komandos pradžioje. Kodėl?
Šiame variklyje CMP sunku nepastebėti – jis kyšo ant svirtelių dangčio šalia skirstomojo veleno krumpliaračio. Pats jutiklis prisuktas prie laikiklio ir gali būti sumontuotas tik viena kryptimi. Tačiau jutiklio tvirtinimo laikiklis turi gana didelį šoninio judėjimo laisvumą link skirstomojo veleno krumpliaračio ir nuo jo. Teigiama tai, kad tai gali būti privalumas norint tiksliai pakoreguoti bet kokius neatitikimus, tačiau kartu palieka mazgą atvirą virpesiams ar poslinkiams.
Dažna su CKP ir CMP jutikliais susijusi problema – atstumas tarp besisukančios atskaitos žymos ir jutiklio paviršiaus: tarpelis gali būti per didelis, kad atskaitos žyma pertrauktų jutiklio magnetinį lauką. Dažnai šio tarpelio nesimato, ir nors išorinis jutiklio tvirtinimo paviršius atrodo priglundantis, tai toli gražu neįrodo, kad išėjimo signalas bus geras. VIENINTELIS patikimas testas – signalo stebėjimas osciloskopu ir sprendimas iš to, ar signalas tinkamas, ar ne. Laimei, šį CMP tarpelį galime apžiūrėti iš pirmos eilės ir jį drąsiai atmesti. Tačiau yra dar kai kas, į ką reikia atsižvelgti.
Turime prisiminti, kad šis jutiklis veikia pagal Holo efekto principą. Vidinė srovę pravedanti mikroschema (IC) yra patalpinta nedideliame magnetiniame lauke, ir kai mūsų atskaitos žyma įeina į jutiklio lauką, ji pakeičia to lauko stiprumą ir nukreipia mikroschemos srovės kelią, sukurdama naują milivoltinį potencialą mikroschemoje – būtent šis milivoltinis potencialas ir yra Holo įtampa. Toliau įtampa įvertinama viduje ir išsiunčiama kaip nuolatinės srovės impulsas, perjungiantis tarp ĮJUNGTA ir IŠJUNGTA būsenų.
Vienas iš Holo efekto privalumų yra tas, kad jis nepriklauso nuo greičio, tad atpažins tam tikrą būseną esant bet kokiam greičiui, net ir stovint. Ši veikimo savybė yra esminė. Pritaikę šią informaciją mūsų CMP jutikliui ir jo montavimo padėčiai, matome problemą. Beveik trečdalį jutiklio paviršiaus užstoja skirstomojo veleno krumpliaratis tais laikotarpiais, kai atskaitos žymos nėra. Ši IŠJUNGTA būsena greičiausiai patenka į jutiklio magnetinį pasiekiamumą ir klaidingai praneša, kad skirstomojo veleno atskaitos žyma yra.
Tvirtinimo laikiklis buvo nuimtas ir po juo padėti tarpikliai, kad mazgas būtų pakeltas toliau nuo skirstomojo veleno krumpliaračio, įsitikinant, kad skirstomojo veleno atskaitos žyma laisvai praeis pro jutiklio paviršių. Dabar tai turėtų suteikti jutikliui gerą magnetinį skirtumą tarp dviejų būsenų ir, tikimasi, pagerinti užvedimą.
3 pav. yra tipinis įrašas, padarytas po laikiklio koregavimo; jis rodo greitą CMP atsaką kartu su greitu užsivedimu – apskritai daug geriau. Įraše taip pat matyti, kad įjungus degimą sugrįžo CMP 5 V pakelta linija. Ankstesniame 2 pav., įjungus degimą, mūsų CMP išėjimas likdavo ĮJUNGTA būsenoje (0 V), o dabar tai galime priskirti skirstomojo veleno krumpliaračiui, kabančiam jutiklio magnetiniame lauke.
Tai buvo neįprasta problema. Didžioji dauguma CMP jutiklių yra arba įtvirtinti cilindrų galvutėje, arba pritvirtinti šalia dyzelinio siurblio, kur naudotojui daug galvoti nereikia. Buvo aišku, kad kažkas šio automobilio istorijoje suprato, kaip svarbu, kad greičio / padėties jutiklis būtų arti atskaitos krumpliaračio. Tačiau, kaip rodo šis gedimo paieškos atvejis, tai ne vienintelis veikimo veiksnys, į kurį reikia atsižvelgti.
Nesusiję su šiuo konkrečiu gedimu, bet ar pastebėjote užfiksuotus CKP signalo lygius? 32 VAC sukant starteriu ir 65 VAC laisvąja eiga: VR (kintamos reliuktancijos) greičio jutikliai yra stebinantys komponentai. Šios vertės buvo šiek tiek per agresyvios ir vertėjo skirti šiek tiek laiko sumažinti šią įtampą iki labiau valdomo lygio. Kaip atskaitos tašką naudoju 15–20 VAC laisvosios eigos sūkiais – tai paprastai sukuria gerą indukuotą įtampą sukant starteriu ir išlaiko saugią įtampą esant dideliems sūkiams.
Patarimas: netikrinkite, ar jutiklis veikia, laižydami laidų galus!
Atsisiųskite šiame straipsnyje pateiktų signalo formų PicoScope duomenų failus:
Straipsnis išverstas iš Pico Technology bibliotekos su gamintojo leidimu. Originalas: picoauto.com. PicoScope įrangą rasite mūsų kataloge.