Tai svečio atvejo tyrimas, kurį parengė Nick Hibberd iš Hibtech Auto-Electrical Diagnostics.
Klientas skundėsi, kad salono temperatūra kartais „užstringa“ ties viena reikšme. Jis negalėjo pasakyti, ties kokia temperatūra tai nutikdavo – tik tiek, kad kartais nustodavo veikti. Nusprendžiau ištirti.
Nuo ko pradėti? Aš visada kartoju „pradėk nuo pradžios“, tačiau šiuo atveju pradžia man iš tikrųjų yra grandinės pabaiga: vandens vožtuvas, kuris valdo aušinimo skysčio srautą per radiatorių, o kartu ir salono temperatūrą.
Vadinkite mane senamadišku, bet žvelgiant į šią sistemą nėra daug būdų, kaip ji galėtų veikti. Yra 5 laidai, ir spėju, kad du skirti variklio valdymui (abu laidai perduoda keičiamo poliškumo maitinimą), o kiti trys – vožtuvo padėties grįžtamajam ryšiui (potenciometro maitinimas, masė ir kintanti išėjimo įtampa).
Klientas sakė, kad gedimas pasireiškia „kartais“, o šią akimirką vožtuvas atrodė veikiantis puikiai, todėl tai buvo puiki proga surinkti realaus laiko rodmenis. Tirdamas bet kurią naują grandinę, nė vieno rodmens nelaikau savaime suprantamu. Pirmiausia turiu pamatyti mazgą ramiai veikiantį savo aplinkoje ir įsitikinti, kad valdantis ECU tuo patenkintas, ir tik tada užfiksuoju tai kaip žinomai gerą pavyzdį.
Zondu prisilietęs prie vožtuvo elektrinės jungties kontaktų iš galo (back-probe), netrukus įsitikinau, kad mano veikimo teorija buvo teisinga.
Toliau – osciloskopo prijungimas. Norėjau gauti visapusišką vožtuvo veikimo vaizdą, o geriausias būdas, kurį esu radęs panašiose konfigūracijose, yra stebėti variklio (motoriuko) srovę ir padėties grįžtamojo ryšio signalą. Kodėl?
Motoriuko srovė – todėl, kad šis matavimas apima laidų iki motoriuko ir nuo jo patikrą, visas susijusias jungtis pakeliui ir paties motoriuko būklę; be to, papildomai leidžia analizuoti motoriuko pastangas, o tai dažnai pamirštama diagnostikos pagalbinė priemonė. Visa tai per vieną prijungimą ir naudojant tik vieną osciloskopo kanalą. Signalo matavimai įtampos forma vis dar naudingi, tačiau taip gaunate tik nedidelę viso vaizdo dalį.
Padėties grįžtamojo ryšio signalas – todėl, kad jis vienas pats suteikia puikią informaciją apie visos potenciometro grandinės veikimą (jei tai kontaktinio slankiklio tipas Ᾱ o šiuo atveju taip ir yra). Jis naudingas ne tik akivaizdžiam vožtuvo padėties ir slankiklio kontakto būklės stebėjimui, bet ir gali suteikti informacijos apie potenciometro grandinės gedimą bei tikėtinas jo priežastis.
Prijungęs osciloskopą, iš šildymo valdymo skydelio atlikau porą pilno diapazono testų – vožtuvo reakcija atrodė puiki. Žr. 1 įrašą žemiau.
Vožtuvą testavau dar gerą laiką, tačiau jokių tikrų gedimo požymių. Nustatydavau vožtuvą į skirtingas padėtis, sukdavau lėtai ir palaipsniui, greitai kaitaliodavau kryptis, išjungdavau ir vėl įjungdavau uždegimą, bet netrukus tai pabodo. Reikia užduoti klausimą: kiek ilgai testuoti su pertrūkiais pasireiškiantį gedimą? Man patinka duoti komponentui ar grandinei pakankamai progų sugesti.
Puikiai žinote, kad vos tik klientas grįš prie savo automobilio, gedimas pasireikš, ir tada jis gali suabejoti jūsų noru išsiaiškinti problemą: „Ar bandėte priversti jį sugesti?“ Kartais, būdamas autoelektriku, jaučiu, kad laimėti neįmanoma – tik pralaimėti skirtingu laipsniu. Šiuo atveju testavimas truko apie 30 minučių, gana ilgai.
Šiaip ar taip, jau baigiau ir ruošiausi susikrauti daiktus, kai viename konkrečiame įraše, pačiame jo pakraštyje, kai ką pastebėjau. Iki to laiko buvau sutrumpinęs ekrano įrašymo laiką, kad geriau matyčiau motoriuko kolektoriaus komutaciją, bet sėdėjau keleivio salone ir nespėjau pakankamai greitai pasiekti kompiuterio bei paspausti STOP mygtuko, todėl išsaugotų įrašų nėra – atsiprašau. Bet žinau, kad kai ką mačiau.
Vėl išplėčiau laiko skalę ir sukryžiavęs pirštus laukiau, kol gedimas pasikartos. Po kelių pilno diapazono valdymo ciklų ir... PAGAVAU!
Visų pirma akivaizdu, kad srovės rodmuo išeina už įrašo ribų (viršija 1 amperą), ir būtent tai yra didžiausia užuomina apie gedimą.
Tyrimo pradžioje pažaidžiau su skirtingais osciloskopo vertikaliais padalijimais, kad gaučiau tinkamą motoriuko srovės vaizdą; kaip matyti 1 įraše, stabdymo (lock-draw) metu ji siekė apie 200 mA. Osciloskopą vertikaliai nustačiau į ±1 amperą, tikėdamasis gauti saugų veikimo langą.
Srovės pliūpsniai tikrai staigūs ir atrodo periodiški, o tai rodo, kad motoriukas apkraunamas. Gal vožtuvas kažkur atsimuša ir stringa? Tai būtų akivaizdžiausias atsakymas, tačiau, deja, ne. Galime atmesti bet kokią mechaninę vožtuvo problemą, nes, kaip matėme 1 įraše, blogiausiu atveju tai sukeltų tik 200 mA stabdymo srovę. Verta paminėti, kad šie 200 mA įprasto veikimo metu susidaro vien dėl grandinės varžos (žinoma, įskaitant motoriuką, kurio varža artima 50 Ω). Šiuo veikimo momentu ECU srovės tekėjimo neriboja. Ir, kaip matome, atsiradus gedimui perima ECU srovės ribotuvas, tačiau, deja, iš įrašo nematome, kokia ta riba.
Gal gedimas visai nesusijęs su motoriuku ar vožtuvu? Gal tai ECU arba laidų gedimas?
Vėlgi ne, ir ne todėl, kad tai elektriškai neįmanoma, o dėl naudoto matavimo taško vietos. Paaiškinsiu. Pažvelgus į bet kurį iš šio tyrimo įrašų, matyti, kad motoriuko maitinimo poliškumo nematome, nes iki šiol diagnostikai naudojau tik srovės zondą. Dabar turiu įtraukti maitinimo poliškumą, kad būčiau tikras dėl bet kokios išvados. Pirma, nutrūkusi grandinė laide (didelė varža) reikštų, kad srovė neteka arba teka labai maža – tai visiškai priešinga sąlyga tam, ką matome, todėl tai galima atmesti. Gal tada konkrečiai laido trumpasis jungimas? Na, tai tipiška daugumos per didelių srovių priežastis, tad pažvelkime į galimus maitinimo poliškumo derinius. Turiu prisipažinti, kad testo metu poliškumui neskyriau daug dėmesio: nustačiau osciloskopą, nunulinau srovės reples ir užspaudžiau jas ant vieno iš motoriuko laidų. Man rūpėjo bendras grandinės veikimo vaizdas, ir būtent jį gavau.
Iš aukščiau pateiktos iliustracijos matome iš tiesų tik vieną galimą kandidatą. Dabar panagrinėkime alternatyvų maitinimo poliškumą ir pažiūrėkime, kaip tai pakeičia mūsų išvadas.
Manau, apžvelgiau visas trumpojo jungimo galimybes! Pažvelgę į visus kandidatus, matome besiformuojantį dėsningumą: galimas trumpasis jungimas turėtų būti tarp apkrovos (motoriuko) ir pasirinkto replių matavimo taško. Visus juos galiu ramiai atmesti pasakęs, kad mano matavimo taškas buvo visai netoli nuo motoriuko, o laidai buvo aiškiai matomi, tad laidų problema neįmanoma. Vis dėlto kiekvieną variantą reikėjo apsvarstyti, kad būčiau tikras dėl galutinės išvados – elektrinio trumpojo jungimo motoriuko viduje.
Įraše slypėjo ir daugiau užuominų apie gedimą.
Padėties signalo kilimas tuo pačiu metu kaip ir srovės pliūpsniai rodo bendrą maitinimo šaltinį ECU viduje; tai nelabai reikšminga diagnostinė užuomina, bet vis tiek įdomu. Ypač atrodo, kad čia abi grandinės dalijosi tuo pačiu masės prijungimu.
Kiekvienas staigus srovės pliūpsnis žymi mūsų gedimą. Įvykių seka tęsiasi: ECU trumpam nutraukia srovę, o paskui vėl ją paduoda į grandinę ir bando iš naujo. Lenktos kreivės apačioje, kai srovė vėl paduodama, taip pat kai ką pasakoja. Motoriukas beveik iškart patenka į bėdą, ir matome būdingą kreivės formą. Ši kreivė toliau išsilygina ties maždaug 200 mA – tai rodo, kad motoriukas atsirėmė į kliūtį, o netrukus po to matome srovės pliūpsnį. Ir atkreipkite dėmesį, kaip laiko tarpas tarp srovės pliūpsnių ilgėja, kol galiausiai kliūtis įveikiama.
Kalbant apie tai, kas tiksliai buvo negerai motoriuko viduje – čia laukiu pasiūlymų. Būtų pernelyg lengva priskirti tai trumpai sujungtai rotoriaus (armatūros) apvijai, tačiau tiesiog netikiu, kad taip yra. Mano paties mintys labiau linksta į šepetėlių padėties problemą ar galbūt net rotoriaus poslinkį, tačiau kiekviena mano sugalvota teorija turėjo kokį nors trūkumą. Tai akivaizdžiai kietas trumpasis jungimas, o tokių priežasčių nėra daug. Neįprastai didelės ar mažos varžos – taip, bet labai retai pasikartojantis kietas trumpasis jungimas?
Šį klausimą palieku atvirą...
Buvo sumontuotas naujas motoriuko / vožtuvo mazgas, ir nuo tada viskas gerai.
Straipsnis išverstas iš Pico Technology bibliotekos su gamintojo leidimu. Originalas: picoauto.com. PicoScope įrangą rasite mūsų kataloge.