Мотор тестер для диагностики системы зажигания

В практике каждого диагноста встречаются сложные и достаточно интересные неисправности, с которыми ему приходится сталкиваться и, как правило, поиск подобных неисправностей занимает значительную часть времени и требует очень внимательного изучения возможной причины проявления того или иного дефекта. И очень часто, в подобных случаях, на помощь диагносту приходит мотор-тестер.

Мне бы хотелось рассказать о некоторых интересных дефектах системы управления двигателем, а также механики двигателя в целом, которые мне встречались в работе и которые я обнаружил при помощи мотор-тестера Autoscope 3 .

Почему выбор пал именно на этот мотор-тестер? Нуво-первых, это сравнительно недорогой прибор, который позволяет выполнить комплексную моторную диагностику и с достаточным процентом уверенности сделать вывод о неисправности. Во-вторых, прибор имеет очень стабильную синхронизацию, а это очень важный момент для приборов подобного рода. Также несомненным плюсом Autoscope 3 является очень удобный интерфейс программной оболочки. А именно: в программе управления мотор-тестером существуют предварительные настройки пользователя, так называемые Presets. Удобство и простота заключается в том, что для проведения измерений сигнала того или иного датчика или исполнительного механизма, нам необходимо всего лишь выбрать требуемую преднастройку и начать измерение. Т.е., нам не требуется введение в ручную значений: выбора каналов, усиления канала, масштаба, и т.д., всё это уже настроено в Presets и нужно только выбрать необходимый режим.

В базовую поставку софта уже заложены преднастройки для следующих датчиков и исполнительных механизмов: датчика Холла, датчика массового расхода воздуха типа HFM 5 , форсунок, различных видов систем зажигания (Classic,DIS,COP,), настройки измерения давления в цилиндре Px, настройки измерения давления во впуске Dx и т.д. Кроме того, есть возможность самому создавать и сохранять преднастройки, которые будут удобны в работе именно вам. Меню уже готовых преднастроек показано на изображе нии слева.
Также, в дополнение к настройкам Presets, в софте имеются так называемые измерительные панели. Что это такое? Например, для того чтобы проверить правильность установки фаз ГРМ бензинового двигателя без его предразборки, нам необходимо проанализировать график давления в цилиндре без воспламенения. Сделать это мотор-тестером Autoscope 3 очень просто, записываем график давления в цилиндре на ХХ, выбрав необходимую преднастройку (о которых я писал чуть выше), затем выбираем соответствующую измерительную панель, в данном случае это Px_Panel и все , подпрограмма сама установит необходимый масштаб графика, установит первую линейку в ВМТ такта сжатия, “подсветит” основные участки графика давления, на которые следует обратить внимание ; и всё это производится одним нажатием кнопки. Нам не нужно масштабировать осциллограмму до её информативного отображения, устанавливать измерительные линейки на нужные нам точки графика и лишь затем делать вывод о неисправности. При помощи измерительной панели Px_Panel ничего этого делать не нужно, всё это уже учтено разработчиками Autoscope 3 и производится автоматически. Пример работы панели Px_Panel:

Но и это ещё не всё … Программная оболочка прибора, позволяет обрабатывать снятые нами графики специализированными скриптами CSS и Px. Эти скрипты были разработаны программистом Андреем Шульгиным из г. Черновцы, Украина. В дополнение к классическим методикам анализа: системы зажигания, компрессии, фаз ГРМ, форсунок, противодавления выпускной системы, Андрей разработал скрипты, которые в значительной мере способны экономить время при диагностике автомобиля.

Итак , скрипт CSS.

Смысл этого скрипта заключается в том, что мы записываем сигнал с ДПКВ на определённых режимах работы двигателя, синхронизируя его с первым цилиндром. Затем запускаем подпрограмму и обрабатываем записанный файл , задав несколько вводных данных, а именно: измерительные каналы, кол-во и порядок работы цилиндров и начальное опережение зажигания. После этого скрипт на основе алогоритмов заложенных в него программистом, построит достаточно информативный график ускорения каждого цилиндра, проанализировав который, мы увидим очень много интересного из жизни исследуемого мотора .

Ну а теперь немного о конкретных примерах.

Первый интересный пример – это проблема с автомобилем Газель 2009 г.в. , оборудованным электронным дросселем и индивидульными катушками зажигания, под управлением ECU Микас 11 ЕТ. Жалоба владельца на периодически моргающую лампу « Check Engine» и слегка неровную работу двигателя на ХХ. П ри п одключ ен ии сканера были обнаружены ошибки P 0300 и Р 0304 — это всем хорошо известные пропуски воспламенения. Сбросив ошибки наблюдаем по датастриму счётчик пропусков, а счётчик стоит на месте и пропусков не фиксирует, тем не менее, работа мотора не совсем мягкая и его слегка потряхивает и именно это слегка еле заметно. Но те кто часто работает с Газелями наверняка знают, что моторы 40524 с Е‑Gas и инд. катушками очень ровные и мягкие моторы (разница с прошлыми 405 . 22 весьма ощутима), да и клиент попался очень внимательный и прекрасно чувствовал машину. Более того, он сам пытался, что-то ремонтировать, и перед тем как приехать ко мне, проверил: компрессию, сменил свечи, проверил подушки крепления двигателя. Естественно, что я всё перепроверил ещё раз и в дополнение проверил баланс форсунок на стенде, однако никаких отклонений не обнаружил. Компрессия по 12 атм. во всех цилиндрах, форсунки, свечи в порядке, по диагностике пропусков воспламенения нет, однако работа мотора всё равно не приятная. Подключаем Autoscope 3 , снимаем сигнал с ДПКВ и синхроимпульс с катушки первого цилиндра индуктивным датчиком Lx, и всё становится понятно.

На представленном графике мы видим четыре линии ускорения каждого из цилиндров обозначенные разными цветами. Самая правая часть графика (зона обведена в кружок) – это участок измерения компрессии двигателя. Основа этого измерения заключается в том, что в момент остановки двигателя(когда обороты снижаются примерно с 3000 rpm до полной остановки) мы держим полностью нажатой педаль акселлератора. В этот момент, воздух который оказался в цилиндре после такта впуска, на тактах сжатия и затем рабочего хода, толкает поршень вниз т.е. имеет свойство демпфера передавая ускорение на коленчатый вал. Если правильно проанализировать это явление и произвести необходимые вычисления, то есть возможность достаточно достоверно увидеть разброс компрессии по цилиндрам. Это и было сделано Андреем Шульгиным в его скрипте CSS. И так, на графике отчётливо видно падение ускорения 4 ‑го цилиндра в зоне измерения компрессии, что говорит об отклонение компрессии в 4 цилиндре, хотя замер компрессометром показал нормальное значение. В нашем случае получился достаточно интересный момент. При замере компрессометром на оборотах двигателя 100 – 200 rpm значения компрессии оказались в норме – 12 бар., но как оказалось не всегда следует полагаться на показания компрессометра, бывают такие дефекты (например, подклинивающий гидрокомпенсатор и, как следствие, слегка поджатый клапан), которые не получается увидеть стандартным методом измерения компрессии, вроде бы всё в порядке, а двигатель работает неустойчиво. При замере скриптом CSS мы имеем возможность измерять расброс компрессии по цилиндрам в диапазоне оборотов от 1500 до 350 rpm. Именно это и помогло определить данный дефект на автомобиле. В дальнейшем, разборка и дефектовка ГБЦ показали, что в 4 ‑ом цилиндре подклинивал гидрокомпенсатор и в результате этого клапан закрывался не полностью, перегревался и в «тарелке» клапана образовалась трещина.

Безусловно, в нашем случае есть несколько способ проверки и обнаружения этого дефекта, такие как: проверка герметичности надпоршневого пространства тестером утечек или анализ графика разряжения во впуске. Но скриптом CSS сделать это гораздо удобнее, информативнее и с меньшим количество затраченного времени, а время как известно – это деньги .

Информации от сигнала ДПКВ можно получить достаточно много, и если её правильно проанализировать и сопоставить некоторые закономерности, то можно заметить, что характер реакции ускорения коленвала на тот или иной дефект достаточно отличается. Именно поэтому работа скрипта CSS это не просто диагностика пропусков воспламенения какого-либо цилиндра (что видно из приведённого мною примера, ведь М 11 ЕТ не зафиксировал пропусков, хотя дефект присутствовал), а достаточно мощный инструмент для диагностики двигателя.

Следующий автомобиль, который мне попался, это Audi 100 , на машине изначально была система КЕ-Jetronik, но владелец очень долго мучался с этой системой и так и не добившись нормальной работы двигателя, решил перевести авто на более современный тип впрыска на базе ECU Январь 5 . 1 , а ко мне он обратился с просьбой откатать прошивку он-лайн для его мотора. Все работы по переоборудованию проводки, топливной рампы, системы зажигания, владелец делал сам. И мне надо было только подключить ECU для оnline настройки, ШДК и настроить машину. После всех подключений и запуска авто я увидел интересный момент, что обороты двигателя замерли на 1635 rpm и не изменяются, хотя реальные обороты около 500 rpm, и мотор вот вот заглохнет. Дельше делаем перегазовку и обороты застыли на 2300 rpm и вновь не изменяются, как бы мы не крутили двигатель. Сначала мне не совсем понятна была реакция ECU , что же могло заставить его так “криво” синхронизироваться?

Подключаем Autoscope 3 к ДПКВ и синронизируемся по 1 цил., записываем осциллограмму:

Обрабатываем записанный файл скриптом CSS и всё становится на свои места.

По графикам видно, точность нарезки задающего диска очень далека от нормальной и именно поэтому ECU Январь 5 не смог уловить синхронизацию.

А вот как выглядит нормальный график:

Ч ем нам здесь помог скрипт CSS спросите вы? Благодаря этому инструменты мы сразу увидели полную характеристику триггерного диска для нашего авто, а именно: формулу зубчатого венца, позицию пропущенных зубьев, точность нарезки зубчатого венца, зазор между датчиком и диском. Нам не пришлось считать количество зубьев по графику в ручную и определять где же ВМТ. Всё гораздо проще, всю информацию нам предоставляет скрипт CSS.

Теперь немного о скрипте Px. Этот скрипт позволяет нам за один замер датчиком давления в цилиндре проверить сразу несколько систем, а именно: газодинамику или попросту фазы ГРМ, степень сжатия, износ ЦПГ, характеристику работы центробежного и вакуумного регуляторов УОЗ, а также состояние выхлопной системы. Не смотря на то, что на первый взгляд это кажется слегка невероятным, существует множество примеров, глядя на которые можно с уверенностью сказать, что всё это действительно работает и реально помогает ускорить процесс поиска неисправности системы управления двигателем.

И первый пример – это вновь автомобиль Газель с мотором 405 . 22 . Жалоба владельца на вялую динамику разгона в диапазоне низких и средних оборотах 1500 – 3500 rpm. А ведь это самый основной рабочий диапазон оборотов для коммерческого (да и не только коммерческого, но также и для гражданского) автомобиля. Предварительная диагностика сканером не дала никаких результатов, все параметры в норме, ошибок в системе нет, замер давления топлива тоже норма. Анализ двигателя скриптом CSS также не выявил отклонений или разброса баланса цилиндров.

Тогда решаем записать осциллограмму давления в цилиндре без воспламенения. Запускаем панель Px_panel и анализируем полученный график:

На этом графике отчётливо видно запаздывание открытия выпускного клапана, т.е. в принципе мы уже можем сделать вывод о неправильности установки фаз ГРМ для двигателя ЗМЗ 40522 . Но скрипт Px позволяет нам получить намного больше информации о механике исследуемого двигателя. И так запускаем скрипт Px и вот что получае м:

На этом графике отображается количество молекул воздуха в цилиндре в течении нескольких рабочих циклов. Представление данных на этом графике несколько необычно, поэтому работа с данным графиком, требует определённого опыта диагноста и хороших знаний теории ДВС. И, если разобраться с данным представлением информации, то анализ этого графика позволяет нам более наглядно и быстро увидеть: величину перекрытия клапанов в ВМТ, а также момент открытия выпускного и момент закрытия впускного клапанов.

Беспорно, при желании эти моменты мы можем увидеть и на стандартном графике давления в цилиндре, но сделать это немного сложнее и не так наглядно, а при помощи скрипта Px мы можем сделать вывод о неисправности достаточно быстро и информативно.

На этой вкладке программы отображаются показатели степени сжатия и процента потерь в ЦПГ после такта сжатия, а затем рабочего хода. Скрипт анализирует необходимые участки графика давления и вычисляет эти значения, при этом процент погрешности вычисления достаточно низкий около 3 – 5 %.

На этом рисунке мы видим график отображающий степень забитости выхлопной системы, этот график также строится на основе анализа определённых участков графика давления. Теперь, получив все эти данные, мы можем сделать вывод о том, что в данном двигателе неверно установлены фазы ГРМ, но при этом мы также проверили, что остальные возможные неисправности, которые могли привести к низкой динамике автомобиля, отсутствуют. А именно : выпускная система не забита, мотор собран верно (геометрическая степень сжатия в норме), потери в ЦПГ составляют около 17 % (как правило норма до 20 %).

А вот график правильной установки фаз ГРМ после ремонта:

Следующий автомобиль УАЗ Патриот с двигателем ЗМЗ 409 и практически аналогичной жалобой владельца, это низкая динамика разгона машины. Мотор после капитального ремонта, пробег после ремонта около 4000 км., т.е. в принципе режим обкатки двигателя пройден. Но владелец так и не заметил улучшений в поведении автомобиля. Приступив к диагностике, я решил сразу посмотреть состояние фаз ГРМ датчиком давления. Записав осциллограмму и обработав записанный файл скриптом Px, мне сразу стало понятно, в чём причина низкой динамики.

На вкладке программы мы видим основную причину недостаточной мощности двигателя, а именно – это низкий показатель геометрической степени сжатия. Как в дальнейшем оказалось, мотористом была допущена серъёзная ошибка. При сборке мотора был установлен коленчатый вал от двигателя ЗМЗ 405 , а они как известно не взаимозаменяемые (в 405 -ом меньший радиус кривошипа). Именно поэтому степень сжатия получилась значительно ниже, правильный показатель степени сжатия для этого двигателя 9 , 5 – 10 .

Но и это ещё не всё, смотрим на следующий график:

И здесь снова допустили ошибку, неверная установка фаз ГРМ.

Ну и для уверенности проверяем выхлопную систему:

Здесь всё в порядке, незначительное превышение значений на высоких оборотах не окажет отрицательного воздействия на работу данного стандартного двигателя. Но, если бы мы рассматривали специально подготовленный спортивный мотор, который работает вплоть до 7000 – 9000 rpm, то можно было с уверенностью сказать о проблеме в выхлопной системе.

Таким образом, Autoscope 3 помогает в работе диагноста каждый день, позволяя значительно ускорить и упростить работу по поиску и устранению сложных, но вместе с тем достаточно интересных дефектов . Программное обеспечение Autoscope 3 достаточно часто обновляется, программисты – разработчики встраивают в оболочку новые и очень интересные решения. Например ожидается подпрограмма, которая позволит производит замер мощности и крутящего момента, планируются и ведутся работы по диагностике дизельных двигателей и многое другое.