Мотортестер, ваш помощник. Часть 5

Измерения, выполняемые мотортестером

Мотортестер – прибор универсальный, позволяющий произвести большое количество измерений. Попытаемся выстроить систему и свести все измерения в несколько групп:

• измерение напряжений и токов;
• получение осциллограмм систем зажигания;
• получение осциллограмм давлений;
• исследование датчиков и исполнительных механизмов.

Рассмотрим каждую из групп по порядку.

Напряжения и токи

Сам термин «мотортестер» воспринимается как «тестер двигателя», хотя применять его можно не только для работы непосредственно с мотором. На самом деле возможна работа с электропроводкой, проверка стартера, аккумулятора, генератора, электробензонасоса, поиск утечек тока и т.п. При этом измеряются напряжения, токи, причем токи значительные, например, стартерный ток.

Рассмотрим пару аккумулятор-стартер. Для проверки их состояния можно один канал в режиме измерения напряжения подключить к клеммам аккумулятора, а к другому присоединить токовые клещи и настроить его для измерения стартерного тока. Затем выполнить запуск двигателя и оценить полученные осциллограммы.

Необходимо оценить просадку напряжения аккумулятора и бросок тока стартера в момент начала прокрутки. Просадка напряжения до 10-11 В считается нормальной. Значительная просадка напряжения (до 6-8 В) приводит к невозможности запуска двигателя. Обычно средний ток прокрутки составляет около 100-200 А.

Конкретное значение сильно зависит от конструкции стартера, конструкции и состояния двигателя, свойств моторного масла и некоторых других факторов. Поэтому имеет смысл наработать собственный опыт, проведя измерения стартерного тока двигателей тех автомобилей, с которыми вам чаще всего приходится работать. При наличии такого опыта легко выявить проблему в паре стартер-аккумулятор.

На рисунке изображена осциллограмма тока стартера с изношенными щетками. Обратите внимание на характерные провалы осциллограммы тока, соответствующие пропаданию нормального контакта между щетками и ламелями ротора.

Помимо проверки стартера, можно убедиться в исправности генератора. Для этого измерительный канал мотортестера подключается к клемме D генератора и производится съем осциллограммы при работающем двигателе. Вход мотортестера может быть закрытым.

Еще одна область применения мотортестера – поиск утечек тока. Нередко после даже непродолжительного простоя автомобиля, например, в течение одного дня, аккумулятор оказывается разряженным до такой степени, что запуск двигателя становится затрудненным либо невозможным.

На первый взгляд никакие нагрузки к аккумулятору не подключены, лампы не горят, но тем не менее разрядка происходит. В подобной ситуации может помочь применение токовых клещей мотортестера. Их необходимо установить на провод от плюсовой клеммы аккумулятора и запустить прибор в режиме самописца на измерение тока. Как правило, при этом обнаруживается значительная утечка тока, до 3..10А.

Затем последовательно отключаются предохранители и разъемы жгутов, одновременно ведется наблюдение за осциллограммой тока. Рано или поздно обнаруживается цепь, при отключении которой ток приходит в норму. Дальнейшее обследование цепи приводит к проблемному элементу. Как показывает практика, часто причиной утечек бывают неисправные выпрямительные диоды в генераторе. Возможны также проблемы в установленной охранной системе, залипание реле во включенном состоянии и т.п.

Проверка качества электрического контакта

Проверка надежности электрического соединения – еще одна операция, выполняемая мотортестером. Из практических наблюдений можно сделать вывод, что проблема плохого контакта в соединениях, к сожалению, явление достаточно частое и характерное не только для отечественных автомобилей, но и для иномарок. Чаще всего это соединение с общим проводом («массой»), поэтому в качестве примера приведем именно его.

Для примера на рисунке в качестве нагрузки изображено подключение к «массе» лампы, хотя это может быть стартер, вентиляторы, обогреватель стекла и т.д. Если контакт с «массой» хороший (случай а), то сопротивления в месте соединения нет. Строго говоря, оно там всегда есть, но пренебрежимо мало, и не создает значительного падения напряжения при прохождении по цепи электрического тока. В том случае, если место контакта ненадежно (имеется пленка окислов, электроэрозионный износ поверхности и т.п.), то фактически в месте контакта появляется паразитное сопротивление (случай б). При прохождении по такому соединению тока на сопротивлении возникнет паразитное падение напряжения, которое зависит от силы тока и может составлять до нескольких вольт.

Методика применения мотортестера в этой ситуации такова. Прибор настраивается на измерение напряжений до 15 вольт и запускается самописец. Щупы надежно подключаются к «массе» рядом с точкой соединения и к исследуемой цепи, также в районе соединения, и активируется исследуемая цепь. Если на осциллограмме при этом наблюдается возникновение хоть сколько-нибудь значительного напряжения (0.5..1В), соединение ненадежно и требует вмешательства.

Рассмотрим подключение щупов для проведения проверки качества контакта между клеммой и штырем аккумулятора. В этом случае требуется установить щупы мотортестера, как показано на рисунке, и выполнить прокрутку двигателя стартером. В случае появления на осциллограмме значительного паразитного напряжения нужно снять и зачистить клемму.

Мотортестер, ваш помощник: итоги 5 части

Мотортестер можно применять для измерения напряжений и токов, при этом оценивается состояние аккумулятора, стартера, генератора, электробензонасоса. Можно выполнить поиск места утечек тока, оценить надежность электрических соединений.

Мотортестер, ваш помощник. Часть 1

Мотортестер – один из трех основных диагностических приборов, на которых базируется вся процедура современной моторной диагностики. Он является инструментом, позволяющим снимать информацию непосредственно с двигателя. Если сканер образно можно назвать «глазами блока управления», то мотортестер – это «глаза диагноста».

Какого рода информацию позволяет получать мотортестер?

Это формы напряжений и токов различных устройств, в том числе системы зажигания. Это осциллограммы давлений в цилиндре, во впускном коллекторе, в картере двигателя. Кроме того, возможна оценка состояния механической части двигателя путем выполнения тестов неравномерности вращения и относительной компрессии.

Методик применения этого прибора очень много, мотортестер не есть нечто незыблемое, нечто консервативное в плане применения, как сканер. Мотортестер — это универсальный инструмент, который можно применить где угодно и как угодно. В этом цикле статей будут показаны некоторые аспекты применения прибора, во всяком случае, известные автору аспекты, описаны методики применения, в том числе и нестандартные.

История создания мотортестера

Некие прообразы мотортестеров, которые можно сравнить с современными приборами лишь с большой натяжкой, появились достаточно давно. Конечно, по нынешним меркам они выглядят весьма комично, но, тем не менее, эти приборы позволяли измерить ток, напряжение, угол замкнутого состояния контактов в распределителе зажигания.

Позднее к этому набору добавился электронно-лучевой осциллограф, позволяющий визуально оценить процесс высоковольтного пробоя. Такой прообраз современного мотортестера достаточно успешно применялся на станциях для диагностики двигателей. Насколько полноценно выполнялась диагностика с применением подобных приборов – сказать сложно; возможно, для двигателей тех лет выполняемых ими функций было достаточно.

Настоящая революция в мире мотортестеров произошла, конечно же, с появлением компьютера. Современный мотортестер чаще всего представляет собой приставку к компьютеру и работает с ним в паре: можно выделить аппаратную часть (адаптер) и программную часть прибора. Существуют и портативные версии мотортестеров, они бесспорно имеют свои плюсы вроде компактности и мобильности. Но огромный минус заключается в графических возможностях их дисплеев. Как правило, они монохромные, с низкой четкостью отображения по сравнению с монитором компьютера. Поэтому следует отдавать предпочтение приборам, построенным по схеме «компьютер + приставка».

Принципы работы мотортестера

Чтобы понять, как формируется изображение на экране современного мотортестера, а фактически на мониторе компьютера, нужно вспомнить, как устроена электронно-лучевая трубка и как работает осциллограф. В основном этот прибор используется для работы с электронными устройствами.

Основой осциллографа является электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). Она представляет собой запаянную стеклянную колбу, из которой удален воздух, с установленной в ее горловине электронной пушкой. Дно колбы покрыто люминофором – веществом, которое светится при бомбардировке его электронами. Электронная пушка формирует узкий пучок электронов, так называемый электронный луч, и направляет его на экран. Люминофор под воздействием пучка электронов начинает светиться, и в итоге на экране возникает яркая точка.

Трубка снабжена отклоняющей системой, которая способна изменять направление движения луча, тем самым перемещая его по экрану. На горизонтальные отклоняющие пластины Х1 и Х2 подается пилообразное напряжение, иначе называемое напряжением развертки, в результате чего луч совершает относительно медленное перемещение от левого края экрана к правому, затем быстрое перемещение обратно. Поэтому при отсутствии входного сигнала на экране осциллографа видна горизонтальная полоса.

На вертикальные отклоняющие пластины Y1 и Y2 после необходимой обработки подается исследуемый сигнал. Теперь при движении луча по горизонтали он будет отклоняться вверх или вниз, формируя картинку, представляющую собой визуальный аналог этого сигнала, называемый осциллограммой.

Что является очень важным моментом в рассмотренной схеме работы?

Важным является тот факт, что частота сигнала должна совпадать с частотой пилообразного напряжения, только в этом случае «картинка» на экране ЭЛТ будет стабильной. В противном случае увидим просто светящийся экран. Поэтому частота «пилы» постоянно подстраивается под частоту сигнала с помощью синхронизирующей схемы. Она, основываясь на входном сигнале, вырабатывает опорные импульсы для генератора пилообразного напряжения. Генератор в свою очередь формирует пилообразное напряжение, подаваемое на горизонтальные отклоняющие пластины. В результате на экране осциллографа наблюдается стабильное изображение. Отсюда вытекает понятие синхронизации осциллографа.

Синхронизация – это привязка частоты горизонтальной развертки к частоте исследуемого сигнала.

Само слово «синхронизация» происходит от греческого «хронос» (время). Синхронно – это одинаково во времени, в один момент времени. Понятие синхронизации – очень важное понятие, необходимо до конца осознать его, потому что в мотортестерах выбор типа синхронизации и работа с ней являются одной из важнейших составляющих работы с прибором.

Говоря о синхронизации, следует классифицировать ее по признаку происхождения. Если источником синхронизации является сам исследуемый сигнал, то такая синхронизация называется внутренней. В этом случае синхронизирующая схема вырабатывает опорные импульсы для генератора пилообразного напряжения, основываясь на периоде исходного сигнала. Если же оператор подает на соответствующий вход прибора некий опорный сигнал извне, то синхронизирующая схема работает на его основе. Такая синхронизация называется внешней и применяется при исследовательских и конструкторских работах, в основном с радиоэлектронной аппаратурой.

Синхронизация мотортестера осуществляется аналогично осциллографу. В различных приборах она реализована по-разному, но общая идея остается неизменной: синхронизация может быть либо внутренняя, от исследуемого сигнала, либо внешняя, путем подачи в прибор синхронизирующих импульсов. Ими могут служить, например, высоковольтные импульсы в системе зажигания.

Для дальнейшего разговора нужно ввести понятие канала осциллографа. Канал – это совокупность цепей усиления и обработки сигнала, от входа осциллографа до вертикальных отклоняющих пластин. Она включает в себя входные цепи, усилители, фильтры, через которые проходит исследуемый сигнал от входа до вывода его на экран. Количество каналов – один из важных параметров осциллографа. Попросту говоря, от количества каналов зависит, сколько сигналов одновременно будет возможно наблюдать на экране.

Каков основной недостаток электронно-лучевого осциллографа? К сожалению, большинство таких приборов имеют всего один канал. Связано это в основном со сложностью реализации нескольких лучей в электронно-лучевой трубке. Существуют осциллографы с двумя каналами обработки сигнала и с отображением одновременно двух сигналов на экране, но нужно понимать, что эти сигналы прорисовываются одним электронным лучом по очереди.

Два сигнала – это уже хорошо, но на практике при диагностике двигателя требуется увидеть одновременно три, четыре, пять и даже более сигналов. Сложность в реализации многоканальности является большим недостатком классических осциллографов и ограничивает их применение в качестве мотортестеров.

Что же принципиально представляет собой современный компьютерный мотортестер?

Фактически это некая виртуальная модель электронно-лучевого осциллографа. Конечно, там нет ЭЛТ, а информация выводится на монитор компьютера. Реализация многоканальности в этом случае не представляет собой больших трудностей: количество каналов ограничено только наличием соответствующих цепей обработки сигнала в адаптере и разумной необходимостью. Обычно количество каналов мотортестера не превышает 4-8.

Подавляющее большинство современных мотортестеров представляют собой комплекс из подключаемой к автомобилю аппаратной части (адаптера) и компьютерной программы. Связь между компьютером и адаптером осуществляется разными способами: через USB-порт, посредством сетевого кабеля либо с применением беспроводной связи Wi-Fi.

Тот факт, что мотортестер представляет собой виртуальную модель осциллографа, наложил отпечаток на вид окна программы. Такое окно содержит поле осциллограмм, представляющее собой фактически экран ЭЛТ и имеющее зачастую те же атрибуты в виде измерительной сетки и различных шкал, кнопки включения каналов, кнопки выбора типа синхронизации, полозок уровня синхронизации, кнопки включения фильтров. Конечно, есть и специфические элементы типа выпадающих меню или измерительных линеек, но, в общем и целом, экран монитора отображает виртуальную модель осциллографа.

Мотортестер, ваш помощник: итоги 1 части

Современный мотортестер представляет собой виртуальную модель электронно-лучевого осциллографа и состоит из компьютерной программы и адаптера для подключения к автомобилю. Как и при работе с осциллографом, при использовании мотортестера необходимо применять тот или иной тип синхронизации. Многоканальность мотортестера обусловлена наличием нескольких цепей обработки сигнала и отсутствием сложностей с отображением осциллограмм сигналов на экране монитора.