Kodėl užvėrimo kampo analizė technikams tokia svarbi?
Šiuolaikinėse dirbtuvėse diagnostika – tai visų pirma tikslumas. Nors ankstyvieji variklio analizatoriai pateikdavo vidutinę užvėrimo kampo (dwell angle) reikšmę, PicoScope leidžia analizuoti kiekvieną uždegimo ciklą atskirai. Toks aukšto lygio detalumas gali atskleisti subtilius dalykus – pavyzdžiui, blogėjantį pertraukiklio kontaktą ar nusidėvėjusį skirstytuvo veleną – kurių įprasti prietaisai nemato. Tikrai suprasdami užvėrimo kampo niuansus, įgyjate pranašumą diagnozuodami protarpinius gedimus ir užtikrindami, kad automobilio uždegimo sistema dirbtų maksimaliu efektyvumu.
Klasikinių automobilių entuziastai, lenktynių komandos ir restauratoriai mūsų dažnai klausia apie užvėrimo kampą, o sužinoję, kad PicoScope neturi atskiros užvėrimo kampo funkcijos, dažnai netiki ir nusivilia.
Puikiai suprantu jų reakciją, nes tam tikro amžiaus technikai (priskiriu čia ir save) užvėrimo kampą matuodavo kasdien – arba „Crypton ar Sun“ stendu, arba multimetru. Tad kodėl jos nėra PicoScope?
Jei būsime visiškai tikslūs – ji yra. Tik pirminės uždegimo grandinės užvėrimo įvykiui atskleisti reikia matematikos. Trūkumas tas, kad reikia tam tikrų technikų užvėrimo kampui gauti ir rezultatams interpretuoti.
Vidutinis užvėrimo kampas paleidžiant starteriu, tuščiąja eiga ir dideliais sūkiais, matuotas ankstyvosios kartos variklio analizatoriais, būdavo būtent tai – vidurkis per laiką su abejotinu atnaujinimo ir diskretizavimo dažniu.
Tuo tarpu PicoScope išmatuoja kiekvieną atskirą pirminės grandinės uždegimo užvėrimo įvykį ir pateikia rezultatus naudotojui grafiko arba lentelės pavidalu. Gali pasirodyti, kad tai perteklius, tačiau tai atskleidžia tam tikras savybes, apie kurias, vėlgi, nežinojau.
Privalau nurodyti šį forumo įrašą ir padėkoti Richardui, STC ir Kim už jų neįkainojamą indėlį.
Užvėrimo kampas apibrėžiamas kaip laikas, kurį pertraukiklio kontaktai yra uždaryti (kai srovė teka pirmine uždegimo grandine), ir jis matuojamas skirstytuvo veleno pasisukimo laipsniais.
Jei sutelksime dėmesį į 4 cilindrų variklį, bendras ciklo laikas (išreikštas skirstytuvo veleno pasisukimo laipsniais) kiekvienam uždegimo užvėrimo įvykiui būtų:
360° skirstytuvo veleno pasisukimo / 4 cilindrai = 90° ciklo laikas
Ciklo laikas – tai bendras laikas tarp kiekvieno uždegimo įvykio arba, kitaip tariant, bendras laikas, per kurį pirminės uždegimo grandinės srovė yra įjungiama ir išjungiama tarp kiekvieno uždegimo įvykio; geriau žinomas kaip užpildos koeficientas (duty cycle).
Spustelėkite šią nuorodą, kad sužinotumėte daugiau apie užpildos koeficientą su matematiniais kanalais.
Norėdami apskaičiuoti šio 4 cilindrų variklio užvėrimo kampą, naudojame tokią formulę:
duty(B) / 100*90
Duty B nurodo laiko procentinę dalį, kurią mūsų signalas ciklo laiko metu yra teigiamas.
Dalyba iš 100 paverčia teigiamo užpildos koeficiento procentus dešimtaine reikšme.
Dauginant iš 90 programinė įranga gali parodyti užvėrimo trukmę, išreikštą skirstytuvo veleno pasisukimo laipsniais.
6 cilindrų varikliams (360° / 6 = 60°)
duty(B) / 100*60
8 cilindrų varikliams (360° / 8 = 45°)
duty(B) / 100*45
Tai vienas iš retų atvejų, kai formulėse naudojamas teigiamas užpildos koeficientas, nes matuojame srovę, o ne įtampą, kadangi taip gaunamas stabilesnis signalas matematikai atlikti.
Jei norite naudoti neigiamą pirminės įtampos užpildos koeficientą, pirminę įtampą įtraukiau į A kanalą. Tam reikia naudoti formulę: duty(-A)/100*90. (Norėdami peržiūrėti A kanalą, spustelėkite More…, pasirinkite Views, tada įjunkite Channel A)
Siūlau čia naudoti didelį imčių skaičių:
Anksčiau minėjau apie technikas, kurių reikia naudojant matematiką užvėrimo kampui apskaičiuoti.
Tai:
1. Pirminės uždegimo srovės (B kanalo) AC sujungimas (AC coupling), kad būtų apibrėžtas aiškus kirtimo taškas ties nuliu amperų.
2. B kanalo žemų dažnių filtravimas (4 kHz), kad būtų pašalintas perteklinis triukšmas ir pagerintas matematinio kanalo rezultatas (tai būtina).
3. Padidintas imčių skaičius (6 MS) pagerina matematinio kanalo veikimą ir užtikrina tikslius rezultatus.
Žiūrėdami į žemiau esančią signalo formą matome užvėrimo kampo nuokrypį nuo maždaug 46° tuščiąja eiga iki maždaug 36° esant WOT (visiškai atidarytai droselinei sklendei) – tai maždaug 10° nuokrypis. Iš pirmo žvilgsnio tai leistų manyti, kad nusidėvėjęs skirstytuvo veleno guolis / įvorė sukelia užvėrimo nuokrypį didesniais variklio sūkiais (pereinant nuo tuščiosios eigos prie WOT).
Žemiau esančioje signalo formoje įtraukiau sūkių matematinį kanalą 60 / 2 * freq(B). Tai skirta aiškiai parodyti variklio sūkių kitimą ir jo poveikį užvėrimo kampui.
Šiame etape negalime patvirtinti, ar užvėrimo svyravimą lemia skirstytuvo nusidėvėjimas, ar skirstytuvo pagrindo plokštės išcentrinio pirmalaikio uždegimo mechanizmo veikimas. Ką aš žinau, tai kad automobilis važiuoja gerai, be jokių veikimo ar pirmalaikio nustatymo problemų, o mechaninė skirstytuvo veleno šoninio judesio patikra patvirtina, kad reikšmingo nusidėvėjimo nėra.
Man įdomu tai, kad užvėrimo kampo nuokrypis (maždaug 10°) esant dideliems sūkiams yra maždaug perpus mažesnis už alkūniniame velene nurodytą 20° uždegimo pirmalaikį! Tai pernelyg sutampa, kad būtų atsitiktinumas, todėl prie šio automobilio dar sugrįšiu, kad patvirtinčiau uždegimo pirmalaikį ir kartu ištirčiau, kokį poveikį užvėrimo kampui daro skirstytuvo pagrindo plokštės pasukimas.
Teoriškai mūsų užvėrimo įvykio dažnis turėtų kisti, bet užpilda / užvėrimas turėtų likti toks pat. Vis dėlto, kai skirstytuvo pagrindo plokštė pakeičia santykį tarp pertraukiklio kontaktų kulniuko ir skirstytuvo veleno, užvėrimo kampas trumpam pasikeis.
Kadangi dabar galime itin tiksliai išmatuoti kiekvieną atskirą uždegimo ciklą, galbūt atskleidžiame reiškinį, kuris visada egzistavo, tik nebuvo užfiksuotas dėl vidutinių užvėrimo reikšmių.
Naudodami PicoScope 7 DeepMeasure funkciją (https://www.picotech.com/library/knowledge-bases/oscilloscopes/deepmeasure), galime įsigilinti į kiekvieną uždegimo ciklą ir pamatyti, kaip užpildos koeficientas (o kartu ir užvėrimo kampas) kinta esant didesniems sūkiams. Žemiau esančios signalo formos parodo neigiamos užpildos kitimą tuščiąja eiga ir vėliau esant WOT.
Norėdami iš DeepMeasure gauti teigiamą užpildą, žemiau paryškintas reikšmes atimkite iš 100.
Pastebėsite, kad puiki PS7 savybė yra ta, jog įjungus DeepMeasure funkciją ir vilkimo būdu patraukus diagramą aukštyn, kad matytumėte duomenis, virš jos esančios signalo formos sumažės, bet liks ekrane!
Žemiau paryškintas 83-asis ciklas tuščiąja eiga:
Tuščiąja eiga užpildos koeficientas (žemasis) yra maždaug 48 % (52 % aukštasis arba teigiamas).
Įsitikinkite, kad jūsų DeepMeasure nustatyta veikti tarp žymeklių (between the cursors). Kur savo žymeklius padėjau aš, matote viršuje esančioje liniuočių (Rulers) diagramoje.
187-asis ciklas, paryškintas esant WOT:
Esant WOT, užpildos koeficientas (žemasis) nurodomas kaip maždaug 59 % (41 % aukštasis arba teigiamas), o tai reiškia maždaug 11 % skirtumą.
Pereikime prie užvėrimo kampo, išreikšto procentais:
Dažnai galite matyti užvėrimo kampą, nurodytą kaip 46° arba 51 %! Abu nurodo tą patį reiškinį, tik skirtingais vienetais:
Štai kaip šiam 4 cilindrų varikliui konvertuoti 46° užvėrimo kampą į 51 %:
Žinome, kad 360° / 4 cilindrai = 90°
Taip pat žinome, kad 46° iš 90° skirstytuvo veleno pasisukimo mūsų kontaktai yra uždaryti (užvėrimo kampas).
Ši formulė konvertuoja užvėrimo kampą į procentinę reikšmę:
46° / 90° x 100 = 51 %
51 % sutampa ir su mūsų teigiamos užpildos reikšme. Žemiau esančioje signalo formoje įtrauktas papildomas matematinis kanalas duty(B). Atsisiuntę ir atidarę psdata failą, tereikia išsaugoti visus jame esančius matematinius kanalus savo kompiuteryje.
DeepMeasure funkcija tikrai padeda patvirtinti matematinio kanalo elgseną esant WOT, ir, žinoma, reikės tolesnių tyrimų. Būtų puiku atlikti panašų bandymą su automobiliu, turinčiu nusidėvėjusį skirstytuvo veleno guolį / įvorę, nes tai parodytų, kaip rezultatai atrodo palyginti su aukščiau pateiktu matavimu.
Sherpa mikroautobuso (su pertraukiklio kontaktais) .psdata failą rasite žemiau.
Freight Rover_Sherpa_Idle to WOT.psdata
Nepamirškite B kanalui įjungti 4 kHz žemų dažnių filtro ir būkite kantrūs įkeldami failą, nes kompiuteriui teks apdoroti labai daug duomenų su pritaikyta matematika, filtravimu ir DeepMeasure.
Pasiruošę pakelti savo diagnostiką į aukštesnį lygį? Susipažinkite su mūsų PicoScope Automotive diagnostikos rinkiniais čia.
Straipsnis išverstas iš Pico Technology bibliotekos su gamintojo leidimu. Originalas: picoauto.com. PicoScope įrangą rasite mūsų kataloge.