Toliau pateikta praktinė analizė parodo, kaip PicoScope įsilieja į diagnostikos dėlionę sprendžiant iš pažiūros sudėtingas problemas.
Dėlionės palyginimas puikiai tinka, jei pažvelgsime į būtinas sėkmingai diagnozei reikalingas dalis.
- Tinkamas diagnostikos skaitytuvas
- Tiksli techninė informacija
- Patirtis, įgyta tiesiogiai per mokymus
- PicoScope
Nagrinėjamas automobilis – 2001 m. Toyota Celica 1.8 190 AG su kintama vožtuvų fazių ir kėlimo sistema.
Klientas skundėsi prasta tuščiąja eiga, dideliu degalų suvartojimu, galios trūkumu, periodišku variklio užgesimu stabdant varikliu ir, žinoma, užsidegusia variklio įspėjamąja lempute.
Kaip visada, pokalbis su klientu yra gyvybiškai svarbus, ir šiuo atveju paaiškėjo, kad automobiliui buvo atlikti dideli variklio darbai, įskaitant cilindrų galvutės keitimą dėl stipraus perkaitimo.
Šiuo momentu labai lengva daryti skubotas išvadas ir manyti, kad viskas beviltiška, kai klientas atvyksta po daugybės nesėkmingų bandymų remontuoti ir po kapitalinio variklio remonto. Tačiau laikydamiesi metodiško požiūrio visos diagnostikos procedūros metu, galime pateikti klientui ne tik sąskaitą, bet ir veikiantį automobilį bei įrodymų ir duomenų grandinę, pagrindžiančią būtiną remontą.
Pirminė apžiūra atskleidė aiškius kišimosi į variklį pėdsakus: nauja cilindrų galvutė, VVT alyvos valdymo vožtuvas, aušinimo skysčio temperatūros jutiklis, katalizatorius, prieškatalizatorinis O2 jutiklis, o kartu – pradurta ir neteisingai nuvesta laidų pynė, kuri atrodė tarsi adatų pagalvėlė! Trumpas bandomasis važiavimas patvirtino kliento skundą, tačiau taip pat atskleidė, kad variklis skamba tvarkingai: nėra jokių bildesių ar barškesių, nėra dūmų iš išmetimo, o aušinimo skysčio temperatūra ir slėgis teisingi.
Pastaba: išmetamosios dujos skleidė sieros kvapą, būdingą per sodriam mišiniui arba per daug apkrautam katalizatoriui! (Prieš išleidžiant kliento pinigus būtina nustatyti variklio būklę.)
Pirmiausia buvo prijungtas diagnostikos skaitytuvas (pirmoji mūsų diagnostikos dėlionės dalis) ir nuskaitytas gedimo kodas P0172 su atitinkamais „freeze frame“ duomenimis.
P0172 reiškia „Sistema per sodri“, o „freeze frame“ duomenys patvirtino, kad degalų korekcijos (fuel trim) reikšmės bando kompensuoti per sodrų mišinį tuščiąja eiga (ilgalaikė FT −26,59 %, trumpalaikė FT −10,97 %).
Neigiama degalų korekcijos vertė rodo, kad PCM palaipsniui mažino įpurškiamų degalų kiekį remdamasis iš O2 jutiklio gaunama informacija (O2 jutikliai praneša apie sodrų mišinį, PCM mažina purkštukų atidarymo trukmę, kol O2 jutiklis praneša apie liesą mišinį).
Toks uždaro kontūro degalų tiekimas tęsiasi tol, kol ilgalaikės ir trumpalaikės degalų korekcijų suma neviršija ±25 %.
Toliau pateiktu atveju mūsų bendra degalų korekcijos vertė −26,59 % + (−10,97 %) = −37,56 %, todėl įrašomas kodas P0172 ir vairuotojui apie tai pranešama MIL lempute.
Kodo P0172 „freeze frame“ duomenys rodo, kad klaida įvyko tuščiosios eigos sūkiais:
Būtent čia diagnostikos skaitytuvai atskleidžia savo tikrąją vertę, nes tiek gedimo kodas, tiek „freeze frame“ duomenys nurodo esmines priežastis, kodėl dega MIL lemputė, ir pateikia istorinę įvykių nuotrauką, kokie jie buvo tuo metu, kai PCM įrašė gedimo kodą P0172.
Tad nuo ko pradėti, kai variklis veikia per sodriai?
Sodrumas čia reiškia arba per mažai oro, arba per daug degalų, todėl, stengiantis kuo mažiau kištis, buvo apžiūrėta įsiurbimo, išmetimo sistema, garų surinkimo sistema ir variklio karterio vėdinimo vožtuvas – ar nėra nesandarumų ir susiaurėjimų, galinčių paveikti degalų tiekimą ar kvėpavimą. Viskas buvo tvarkoje.
Dujų analizatoriaus patikra patvirtino, kad angliavandenilių (HC) kiekis atvykus buvo didelis – 305 ppm, esant 2500 aps./min. nukrito iki 17 ppm ir grįžus į tuščiąją eigą iš pradžių išliko mažas, tačiau padidėdavo nestabilios tuščiosios eigos metu.
Iš to žinome, kad degalų tiekimas tuščiąja eiga yra neteisingas (susidaro 305 ppm HC), o padidintos tuščiosios eigos (be apkrovos) degalų tiekimas – teisingas, nes katalizatorius veikia kaip numatyta.
Toliau reikėjo įvertinti O2 jutiklio signalą ir degalų slėgį tuščiąja eiga, nes bet kuris iš jų gali paveikti degalų tiekimą ir sukelti sodrų mišinį.
Degalų slėgis buvo tvarkingas – 46 psi, tačiau O2 jutiklio signalas tuščiąja eiga buvo „užstrigęs“ sodrioje pusėje, o virš 2000 aps./min. perjungdavo teisingai.
Įvertinkime, ką žinome, ir sudarykime tokį svarbų veiksmų planą:
- Kodas P0172 patvirtintas dujų analizatoriumi, o O2 jutiklio signalas tuščiąja eiga išlieka aukštas.
- Padidintos tuščiosios eigos sūkiais O2 jutiklis perjungia teisingai – tai patvirtina, kad O2 jutiklis veikia.
- Įsiurbimo ir išmetimo sistemose nėra nesandarumų ar susiaurėjimų.
- Degalų bako ir variklio vėdinimo sistemos veikia teisingai.
- Padidintos tuščiosios eigos sūkiais (be apkrovos) automobilis tiekia degalus teisingai, o degalų slėgis visur teisingas.
- Variklis efektyvus, mechaninių problemų nėra.
- Degimo praleidimų nepastebėta.
- Automobiliui trūksta galios pajudant iš vietos, tačiau važiuojant pastoviu greičiu jis veikia gerai.
Būtent čia prie mūsų veiksmų plano prisijungia antroji ir trečioji diagnostikos dėlionės dalys. Techninė informacija ir tiesiogiai per mokymus įgyta patirtis leidžia įvertinti visa, ką žinome.
Variklis tuščiąja eiga veikia per sodriai, tačiau įsibėgėjant yra vangus ir stokoja galios (prisiminkite: „sistema per sodri“ reiškia arba oro trūkumą, arba per daug degalų).
Čia reikia nuspręsti, kurią sistemą tirti, o pagrindinis lemiamas veiksnys yra prieigos paprastumas kartu su vertinimui reikalingu laiku.
Remiantis viskuo, kas išdėstyta, ir sukaupta patirtimi, akivaizdžiausias pasirinkimas, kur panaudoti paskutinę diagnostikos dėlionės dalį… PicoScope, yra įsiurbiamo oro matavimas.
Žvelgiant į įsiurbimo traktą, osciloskopas buvo prijungtas įvertinti ryšį tarp droselio padėties, oro srauto matuoklio (MAF) atsako bei išėjimo signalo ir O2 jutiklio signalo.
Pagaliau proveržis: karštos vielos MAF matuoklio atsakas ir išėjimo signalas buvo tiesiog apgailėtini, nes skirtumas tarp MAF įtampos tuščiąja eiga ir MAF įtampos visiškai atidarius droselį (WOT) siekė vos 1,31 V! Tai puikiai atitinka prastą našumą pajudant iš vietos ir negalėjo būti mechaninės būklės pasekmė, nes bandomojo važiavimo metu variklis pasiekdavo didelius sūkius (tik su vėlavimu). Tačiau kaip šis MAF jutiklio gedimas sukuria kodą P0172 (sistema per sodri), kai įsibėgėjant akivaizdžiai turime per liesą sistemą? Apskritai šio tipo variklio MAF matuoklis rodo nuo 1,2 V tuščiąja eiga iki maždaug 4 V esant WOT (žr. žemiau, sumontavus naują MAF).
Čia aiškiai matome puikų MAF matuoklio atsako laiką iki WOT – 56 ms, taip pat pradinį didžiausią 4 V išėjimo signalą. Skirtingai nei ankstesniame įraše, dabar O2 jutiklis reaguoja į degalų tiekimo pokytį, kai WOT metu vyksta praturtinimas.
Verta atkreipti dėmesį į vieną dalyką, kai sugedęs MAF matuoklis keičiamas nauju:
Variklio valdymo sistemos degalų tiekimas bus prisitaikęs prie pradinio MAF matuoklio grįžtamojo ryšio ir atsako laiko, todėl PCM degalų tiekimo adaptacijas reikės atstatyti arba automobiliu reikės važiuoti tam tikrą laiką, kad PCM palaipsniui prisitaikytų. Esu matęs, kaip MAF matuokliai trumpam sumontuojami pakeitimo diagnostikos metu ir jokio pagerėjimo nepastebima vien dėl to, kad PCM nebuvo leista ar priversta prisitaikyti. Tada sugedęs MAF matuoklis sumontuojamas atgal ir neteisinga diagnozė tęsiasi (techninė informacija ir per mokymus įgyta patirtis čia atlieka svarbų vaidmenį)!
Apibendrinant: naujas MAF matuoklis pašalino visus minėtus simptomus, o pakartotinė diagnostikos skaitytuvo duomenų patikra patvirtino, kad degalų korekcijos susivienodina, o O2 jutiklis dabar perjungia ir tuščiąja eiga (anksčiau buvo užstrigęs sodrioje pusėje). Šie rezultatai rodo, kad MAF buvo sugedęs trimis atžvilgiais: rodė per daug tuščiąja eiga, per mažai įsibėgėjant ir prastai reagavo į WOT.
Būtent per didelis rodmuo tuščiąja eiga privertė susimąstyti, nes tokio MAF matuoklio gedimo anksčiau nebuvau matęs – tik per mažus rodmenis ir prastą atsaką (dažnai generuojančius P0171 „sistema per liesa“).
Atidžiau apžiūrėjus sugedusio MAF matuoklio signalo formą, paaiškėjo, kad tuščiosios eigos įtampa buvo 1,775 V, o pakeisto MAF jutiklio – 1,418 V (sugedęs MAF matuoklis prie tų pačių sūkių rodė 20 % daugiau).
Po šio atradimo buvo atlikta daugiau naujo MAF matuoklio įrašų ir užfiksuotos vidutinės tuščiosios eigos vertės kartojant „tuščioji eiga – WOT – tuščioji eiga“ testus. Jos pasirodė esančios dar mažesnės – 1,202 V, o tai reiškia, kad mūsų sugedęs MAF matuoklis prie tų pačių tuščiosios eigos sūkių iš tiesų rodė 32 % daugiau!
Papildoma informacija apie karštos vielos MAF matuoklį
Dėl konstrukcijos ypatumų bet koks atviro jautriojo elemento užterštumas pakeičia karštos vielos mazgo veikimo (aušimo) charakteristikas. Todėl išmatavus MAF jutiklio signalo laido įtampą įjungus degimą, bet neužvedus variklio, galima nustatyti užterštumo lygį: didelis užterštumas lems didelę išėjimo įtampą. Vertes, kai degimas įjungtas, o variklis neužvestas, žiūrėkite atitinkamoje techninėje informacijoje.
Čia grįžtame prie diagnostikos skaitytuvo ir tiesioginių duomenų įrašų, padarytų prieš pakeičiant MAF matuoklį ir po to, kad patvirtintume osciloskopo išvadas. Prisiminkite: oro srautui padidėjus, padidėja ir MAF jutiklio išėjimo įtampa:
Diagnostikos skaitytuvo tiesioginių duomenų įraše sugedęs MAF matuoklis rodo 33 % daugiau nei pakeistasis, tačiau nepamirškite:
- Matome momentinę nuotrauką, o šis skaičius nuolat kinta.
- Reikia atsižvelgti į diagnostikos skaitytuvo duomenų atnaujinimo greitį.
- Tai, ką matome, yra PCM MAF interpretacija, pagrįsta daugybe variklio darbo parametrų.
Mūsų PicoScope žiūri tik į realiojo laiko išėjimo įtampą be jokio apdorojimo. Galų gale abu įrankiai praneša apie tą pačią būklę: per didelė MAF matuoklio išėjimo įtampa (tuščiąja eiga) yra atsakinga už neteisingą per sodrų degalų tiekimą tuščiosios eigos sūkiais.
Teorinių MAF verčių skaičiavimas
Kaip pagrindinį oro srauto orientyrą, naudodami toliau pateiktą formulę galime įvertinti MAF bet kuriems laisvai kvėpuojančio (be pripūtimo) variklio sūkiams (darant prielaidą, kad droselis atidarytas iki galo):
(APS./MIN. × VARIKLIO DARBINIS TŪRIS LITRAIS) / (60 × 2 ĮSIURBIMO TAKTAI PER APSISUKIMĄ)
Pvz., mūsų laisvai kvėpuojantis 1,8 litro 4 cilindrų keturtaktis variklis, veikiantis 3000 aps./min., suvartotų:
3000 aps./min. / 60 = 50 apsisukimų per sekundę (Hz)
Kiekvienam mūsų 4 cilindrų variklio apsisukimui tenka 2 įsiurbimo taktai
Todėl 50 aps./s / 2 = 25 įsiurbimo taktai per sekundę
25 × 1,8 litro = 45 litrai per sekundę
Pastaba: oro masė jūros lygyje yra maždaug 1 gramas litrui (priklauso nuo slėgio ir temperatūros).
Todėl 45 litrai per sekundę yra maždaug 45 gramai per sekundę (45 g/s).
Techninė informacija leidžia diagnostikos metu taikyti tokias formules, kaip pateikta aukščiau, ir vertinti bandymų rezultatus – tai suteikia realų pranašumą tiems, kurie investuoja į visą dėlionę.
Naudodami pirmiau pateiktą formulę galime sukurti matematinį kanalą, kurį galima pritaikyti bet kurio laisvai kvėpuojančio keturtakčio variklio alkūninio veleno signalui, kad WOT testo metu būtų rodoma teorinė MAF vertė (prisiminkite: žinodami variklio sūkius, cilindrų skaičių ir darbinį tūrį, galime apskaičiuoti oro srautą).
Dabar šią vertę galime palyginti su diagnostikos skaitytuvo duomenimis ir patvirtinti MAF matuoklio vientisumą bei galiausiai variklio gebėjimą kvėpuoti. Nesijaudinkite pernelyg, jei matematinio kanalo vertė nesutaps su skaitytuvo MAF verte esant WOT prie tam tikrų sūkių, nes skaičiuojame tik teorinę vertę. Vis dėlto diagnostikos skaitytuvo duomenų sąraše turėtų būti rodoma vertė, artima teorinei, o ne gerokai už ją didesnė ar mažesnė.
Tad kaip sukurti matematinį kanalą?
Toliau aprašome, kaip sukurti du matematinius kanalus: vieną sūkiams (RPM) skaičiuoti, kitą – MAF. Šiai praktinei analizei aktuali tik MAF formulė, tačiau įtraukus ir šio automobilio RPM formulę technikas gali matyti tiek sūkius, tiek MAF (matematiniai kanalai taikomi po fiksavimo, peržiūrint signalo formą).
Sūkių (RPM) skaičiavimas
Celica alkūninio veleno signalinis žiedas turi 36 dantis, iš kurių 2 trūksta kaip VMT (TDC) atskaitos taškas. Nors iš tiesų turime 34 dantis, į formulę privalome įtraukti ir trūkstamus dantis, kad sūkių rezultatai būtų tikslūs.
Kad paaiškintume plačiau, kaip matematinis kanalas gali rodyti sūkius, pažvelkime į toliau pateiktą teoriją:
- Dažnis matuojamas hercais (ciklai per sekundę)
- Žiūrime į variklio sūkių signalo dažnį hercais, tačiau mums reikia aps./min.
- Aps./min. = dažnis (Hz) × 60
PicoScope išmatuoja alkūninio veleno jutiklio signalinio žiedo 36 dantų dažnį (1 alkūninio veleno apsisukimas) ir šią vertę padaugina iš 60 (sekundžių), kad gautų aps./min.:
36 mūsų alkūninio veleno signalinio žiedo dantys atitinka = Hz × 60
Matematinio kanalo formulė sūkiams užrašoma taip: 60/36*freq(A)
Turėdami užfiksuotą signalo formą ekrane, pasirinkite Tools>Maths Channels, tada Create. Spustelėkite Advanced ir formulės laukelyje įveskite „60/36x“ formulės laukelyje, tada spustelėkite freq mygtuką. Kai formulės laukelyje atsiras „freq( )“, pastatykite žymeklį tarp dviejų skliaustų „( )“ ir įveskite „A“ – visa formulė turėtų atrodyti taip: 60/36*freq(A).
Spustelėkite Next, pasirinkite bet kurią jums patinkančią spalvą savo sūkių matematiniam kanalui, Units skiltyje Long name laukelyje įveskite „Engine Speed“, o Short name laukelyje – „RPM“. Pasirinkimo laukelyje Range geriausia rankiniu būdu nustatyti jums reikalingą diapazoną (toliau pateiktame pavyzdyje pasirinkau nuo 0 iki 7500 aps./min.) ir galiausiai spustelėkite Finish. Spustelėkite langelį šalia sukurto matematinio kanalo, kad jį įjungtumėte, ir paspauskite OK. Atsiras naujas (matematinis) kanalas, kuris braižys jūsų pasirinkto kanalo sūkius.
MAF skaičiavimas
Matematinio kanalo formulė MAF užrašoma taip:
60/36*freq(A)/60/2*1.8
PicoScope apskaičiuoja sūkius (kaip aprašyta anksčiau), tačiau dabar įtraukia papildomą formulės dalį, įvertinančią 2 įsiurbimo taktus ir 1,8 litro variklį.
Vėl pasirinkite Tools>Maths Channels, tada Create. Spustelėkite Advanced ir įveskite tiksliai tokią pačią formulę kaip sūkiams: 60/36*freq(A)Â , bet dabar pridėkite /60/2*1.8.
Visa formulė atrodo taip: 60/36*freq(A)/60/2*1.8
Spustelėkite Next, pasirinkite bet kurią jums patinkančią spalvą savo MAF matematiniam kanalui, vienetų skiltyje Long name laukelyje įveskite „Airflow“, o Short name laukelyje – „gm/sec“. Pasirinkimo laukelyje Range geriausia rankiniu būdu nustatyti jums reikalingą diapazoną (toliau pateiktame pavyzdyje pasirinkau nuo 0 iki 130 g/s) ir galiausiai spustelėkite Finish. Spustelėkite langelį šalia sukurto matematinio kanalo, kad jį įjungtumėte, ir paspauskite OK. Atsiras naujas (matematinis) kanalas, kuris braižys jūsų pasirinkto kanalo MAF.
Žemiau pateiktos mūsų donorinės Celica signalų formos: alkūninio veleno signalas, droselio padėtis ir geras MAF. Dabar taip pat turime 2 matematinius kanalus, rodančius maks. 7003 aps./min. ir maks. 106,2 g/s MAF. Matematinių kanalų didžiausios vertės atskleidžia mus dominančius išmatuotus dydžius. Reguliarūs smaigaliai žemyn būdingi trūkstamiems alkūninio veleno jutiklio signalinio žiedo dantims.
Žemiau pateikti mūsų diagnostikos skaitytuvo serijiniai duomenys, rodantys variklio sūkius (Engine SPD), droselio padėtį ir MAF linijine diagrama. Atkreipkite dėmesį, kad atnaujinimo dažnis (greitis) yra prastas, nors pasirinkti tik 3 parametrai. Lyginant serijinių duomenų rezultatus su osciloskopu, turime maks. variklio sūkius 7021 aps./min. ir maks. MAF 111,85 g/s.
Šia praktine analize ir baigiame – tikiuosi, kad ji išryškino ryšį tarp PicoScope ir diagnostikos skaitytuvo.
- Diagnostikos skaitytuvas atskleidė gedimo kodą, „freeze frame“ ir tiesioginius duomenis.
- Techninė informacija pateikė konkrečiam automobiliui būdingas vertes, komponentų vietas, schemas ir procedūras.
- Patirtis / mokymai leido technikui susikurti logišką procesą ir, pasitelkus sistemos išmanymą, sudaryti veiksmų planą.
- PicoScope atskleidė sugedusį komponentą, kurio nei PCM, nei diagnostikos skaitytuvas neaptiko (realiuoju laiku), ir pateikė tikslų bei neginčijamą komponento gedimo įrodymą.
Žvelgiant į tai, kaip buvo išspręsta kliento problema, matomas pasikartojantis modelis: po daugybės apsilankymų servisuose sumontuojama daugybė detalių, o sprendimą pateikia tas, kuris investavo į tinkamą diagnostikos skaitytuvą, techninę informaciją, mokymus (patirties / žinių kaupimą) ir pritaikė esminę diagnostikos dėlionės dalį… PicoScope.
Straipsnis išverstas iš Pico Technology bibliotekos su gamintojo leidimu. Originalas: picoauto.com. PicoScope įrangą rasite mūsų kataloge.