Внешние и встроенные средства диагностирования

Средства технического диагностирования и их классификация

Средства технического диагностирования (СТД) – это технические устройства, предназначенные для измерения текущих значений диагностических параметров.

В общем случае любое СТД состоит из следующих элементов (блоков):

• источник воздействия (при тестовом методе), датчик, каналы связи
• усилитель и преобразователь сигнала
• блоки измерения, расшифровки и регистрации (записи) ди­агностического параметра
• блок накопления и обработки информации

В современной аппаратуре блоки измерения, расшифровки, регистрации, накопления и обработки информации создаются на базе видео- и микропроцессорной техники, совместимой с пер­сональным компьютером (ПК).

В зависимости от выполняемых задач, области применения и ряда других признаков средства технической диагностики можно классифицировать по разным параметрам.

По назначению СТД подразделяются на штатные и спе­циальные:

• Штатные СТД (термометры, манометры, расходомеры, ам­перметры, вольтметры и др.) предназначены в основном для функционального диагностирования, т.е. для обычного текуще­го контроля.
• К специальным относятся СТД, которые периодически ис­пользуются для уточнения работ по ремонту, проверки качества ремонта или определения причин выхода из строя.

По области применения СТД подразделяются на уни­версальные и специализированные:

• Универсальные СТД предназначены для измерения определен­ных физических величин и параметров на любых объектах без учета их особенностей. К таким приборам относятся все извест­ные средства для измерения электрических параметров и магнит­ного поля, температуры, давления и т.д. В эту группу входят приборы для измерения и спектрального анализа вибрации и шума, средства дефектации и т.п.
• Специализированные СТД создаются для диагностирования конкретных элементов автомобиля. Например, имеются специ­альные приборы для контроля состояния только системы питания или герметичности цилиндров двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

По мобильности СТД подразделяются на стационарные, встроенные и переносные (передвижные):

• Специальные СТД, как правило, являются переносными или стационарными.
• Штатные могут быть как переносными, так и встроенными.

Внешние и встроенные средства диагностирования

1) По исполнению СТДподразделяют на: внешние и встроенные.

Внешние СТД, т. е. не входящие в конструкцию автомобиля, в зависимости от их устройства и технологического назначения могут быть стационарными или переносными. Стационарные стенды устанавливаются на фундаменты, как правило, в специальных помещениях, оборудованных отсосом отработавших газов, вентиляцией, шумоизоляцией. Переносные приборы используются как в комплексе со стационарными стендами, так и отдельно для локализации и уточнения неисправностей на специализированных участках и постах ТО и ремонта.

Встроенные (бортовые) СТД включают в себя входящие в конструкцию автомобиля датчики, устройства измерения, микропроцессоры и устройства отображения диагностической информации. Простейшие встроенные СТД представляют собой традиционные приборы на панели (щитке) перед водителем, номенклатура которых на современных автомобилях постоянно расширяется за счет введения новых СТД, особенно электронных, обеспечивающих контроль состояния все усложняющихся элементов конструкции автомобилей. Более сложные встроенные СТД позволяют водителю постоянно контролировать состояние элементов привода и рабочих механизмов тормозной системы, расход топлива, токсичность отработавших газов в процессе работы и выбирать наиболее экономичные и безопасные режимы движения автомобиля или своевременно прекращать движение при возникновении аварийной ситуации.

Наличие таких средств позволяет своевременно выявлять наступление предотказных состояний и назначать проведение предупредительных воздействий по фактическому состоянию.

Широкое использование встроенных СТД на автомобилях массового выпуска ограничивается их надежностью и экономическими соображениями. В связи с этим в последние годы получили распространение вместо встроенных СТД так называемые устанавливаемые СТД (УСТД), которые отличаются от встроенных конструктивным исполнением средств обработки, хранения и выдачи информации, выполняемых в виде блока, который устанавливается на автомобиль периодически. Поскольку плановые и заявочные диагностирования автомобиля проводятся относительно редко, это позволяет иметь значительно меньшее количество УСТД по сравнению со встроенными, что экономически выгоднее.

УСТД изготавливаются на базе электронных элементов. Это позволяет эффективно использовать ЭВМдля обработки получаемой диагностической информации о техническом состоянии автомобилей и ее дальнейшего использования для решения задач управления производством ТО и ремонта автомобилей.

2) СТД по функциональному назначениюподразделяют на группы:

— комплексные — для диагностирования машины в целом;

— для поэлементного анализа систем, агрегатов, сборочных единиц, деталей (двигателя и его систем;

органов управления; тормозных систем; системы внешних световых приборов; трансмиссии; ходовой, части и подвески; электрооборудования; гидравлических систем; рабочего и специального оборудования).

3) По степени охвата машин диагностированием и виду применяемых систем диагностирования СТД подразделяют на:

— входящие в общие системы диагностирования машин в целом;

— входящие в локальные системы диагностирования отдельных сборочных единиц или составных частей машин;

— отдельно применяемые средства диагностирования.

4) По степени автоматизации процесса управленияСТД подразделяют на автоматические, полуавтоматические, с ручным или ножным управлением (неавтоматические), комбинированные.

5) По виду энергии носителя сигналов в канале связиСТД подразделяют на электрические; магнитные; электромагнитные; механические; оптические; пневматические; гидравлические и комбинированные.

6) По степени подвижностиСТД подразделяют на стационарные, передвижные и переносные.

7) По виду источника энергии привода: от электроэнергии, от сжатого воздуха, вакуума, от звуковых колебаний, от вибрации, от механической энергии, от нескольких видов энергии.

Ремонт и техническое обслуживание автомобилей

Методы бортовой диагностики автомобилей

Диагностические параметры электрооборудования
и методы бортовой диагностики

Определение технического состояния изделий и систем электрооборудования проводят прямым или косвенным методами, которые позволяют измерить текущие значения их конструктивных параметров. При этом косвенный (диагностический) метод позволяет не разбирать изделия или системы и с меньшей трудоемкостью производить контроль механических, электрических или иных показателей диагностируемого объекта. Этот метод называют техническим диагностированием.

Следует отметить, что техническое диагностирование электрооборудования на транспортном средстве представляет собой процесс определения технического состояния изделия с определенной степенью точности.
Результатом диагностирования является заключение о техническом состоянии изделия или системы с указанием при необходимости места, вида и причины несоответствия структурного или выходного параметра установленным техническим требованиям.

Видами технического состояния изделий электрооборудования (как и других элементов конструкции машин и механизмов) являются исправность, работоспособность, неисправность и неработоспособность.
Между состояниями неисправность и неработоспособность есть существенное различие, заключающееся в том, что при некоторых неисправных состояниях объекта может сохраняться его ограниченная работоспособность. Например, при повышенном механическом или магнитном шуме от генераторной установки или от электропривода; при наличии трещин, забоин или вмятин на какой-либо неответственной корпусной детали.
Однако, при техническом обслуживании или ремонте такую деталь ремонтируют или меняют на исправную, поскольку не критичная на данный момент неисправность может привести к полному отказу изделия или нарушению правил эксплуатации машины в целом.

Классификация видов и средств диагностирования

Виды и средства диагностирования классифицируют на две основные группы: встроенные (бортовые) средства и внешние диагностические устройства.

Средства бортовой (встроенной) диагностики

Под термином «Бортовая диагностика» понимается система программно-аппаратных средств, которая может определять и идентифицировать неисправности и вероятные причины неисправностей электронной системы управления двигателем (ЭСУД), а также других систем, обеспечивающих работу двигателя (смазка, охлаждение и т. п.).
Бортовая диагностика автомобиля используется для определения и идентификации неполадок при работе ЭСУД, двигателя, отдельных агрегатов и систем автомобиля, которые способны привести к следующим последствиям:

• Превышение оптимальной токсичности отработавших газов. Это требование к бортовой диагностике является действительным для всех систем управления двигателем, которые обеспечивают соблюдение установленных норм токсичности;
• Ухудшение параметров двигателя (например, уменьшение мощности и крутящего момента, снижение ходовых качеств, увеличение расхода топлива);
• Выход из строя двигателя или компонентов системы управления. Например, это может быть выход из строя каталитического нейтрализатора при возникновении пропусков воспламенения;
• Неполадки в элементах конструкции агрегатов или систем автомобиля (тормозной, рулевого управления и т. п.), которые могут привести к отказу или повлиять на безопасность движения и т. п.

Встроенные (бортовые) средства диагностирования подразделяют на информационные, сигнализирующие и программируемые (запоминающие).
Информационные бортовые средства являются конструктивными элементом автомобиля и осуществляют контроль непрерывно или периодически по определенной программе. Водитель может контролировать работу отдельных элементов конструкции и систем автомобиля по информирующим сигналам этих средств (показания приборов, сигналы контрольных ламп, зуммеров и т. п.).

Средства внешней диагностики автомобиля

Внешние средства подразделяют на стандартные и переносные. К таким средствам относятся различные сканеры, мотор-тестеры, динамометрические и тормозные стенды и т. п.
Для диагностирования элементов и систем электроники и электрооборудования автомобилей используют следующие группы приборов и оборудования:

• для проверки работоспособности аккумуляторных батарей;
• для проверки работоспособности генераторных установок и стартеров системы пуска двигателя;
• для проверки технического состояния приборов и аппаратов системы зажигания;
• для проверки технического состояния светотехнических приборов;
• для проверки работоспособности и поиска неисправностей в электронных системах управления элементами автомобиля (силовой агрегат, кузов, шасси).

Средства внешней диагностики позволяют выполнить углубленный анализ работоспособности отдельных систем и элементов конструкции автомобиля, при этом к оператору-диагносту предъявляются определенные квалификационные требования, в отличие от бортовой диагностики, позволяющей получить сведения, интуитивно понятные любому водителю при определенных навыках.

Оборудование, применяемое в качестве внешних диагностических устройств для проверки работоспособности агрегатов и систем автомобилей, должно удовлетворять следующим требованиям:

• поддерживать заданные параметры проведения контроля и диагностирования в период процесса измерения диагностируемых параметров;
• создавать имитацию нагрузок и сигналов, соответствующих режимным параметрам силовых установок и агрегатов автомобиля;
• иметь дополнительные приспособления для крепления датчиков, соединительные кабели, не влияющие на работоспособность диагностируемого изделия или системы, и не искажать осциллограммы рабочих и переходных процессов функционирования изделий;
• обеспечивать требуемое время контроля и диагностирования с поддержанием режимов работы системы;
• иметь средства измерения и фиксации результатов измерений или комплексной оценки работоспособности изделия или системы;
• обеспечивать многократное использование диагностического оборудования;
• защищать объект диагностирования и контроля от наводок по внешнему полю и по цепи питания;
• обеспечивать безопасность при монтаже, контроле, диагностировании и демонтаже приспособлений и оснастки.

В связи с широким распространением в практике измерений, контроля диагностирования компьютерных технологий возникли дополнительные требования к диагностическому оборудованию:

• архитектура системы контроля или диагностирования должна иметь необходимый набор функций и обладать оптимальной скоростью обработки информации, быть гибкой, т. е. способной к дальнейшей модернизации;
• программное обеспечение системы должно допускать использование различных шин ввода-вывода, что позволит расширить возможности контроля и диагностирования;
• система должна иметь возможность калибровки.

Оборудование для диагностики автомобиля: какое бывает?

Какое бывает оборудование для проверки электроники автомобиля?

Существует три типа диагностических приборов: газоанализаторы, мотортестеры и сканеры (они изображены на рисунке).

Еще есть дополнительное оборудование, но из всего списка можно выделить три большие группы диагностических приборов.

Диагностический сканер

Первый прибор – это сканер. Он подключается к автомобилю, к диагностическому разъёму.

Сканер – это прибор, который позволяет общаться с блоком управления двигателем. Собственно говоря, он и задуман для работы с блоком управления.

Та информация, которую мы видим на сканере — это информация из блока управления. Если на сканере написано «угол опережения зажигания — 15 градусов», означает ли это, что он реально там 15 градусов? Конечно же нет. Да, он может быть и 15. Но, 15 – это считает блок управления, так он задал угол и выдает 15 градусов.

То, что мы видим сканером — мы видим глазами электронного блока управления.

Мотортестер

Данный прибор – это глаза диагноста.

Мотортестер – это измерительный прибор, который можно сравнить по работе с мультиметром. Это такой мощный прибор, заточенный под работу с двигателем, под измерение высокого напряжения, давлений, токов.

Причем, больших токов, всевозможных напряжений, для съема осцилограмм, для их запоминания. То есть это измерительный прибор, в отличие от сканера. Сканер ничего сам не измеряет, сканер отображает то, что видит блок управления.

В сканере мы можем увидеть 15 градусов, подключаем мотортестер, смотрим, а там 5 или 0, или даже минус.

Газоанализатор

То, что у двигателя вылетает из выхлопной трубы – это тоже источник диагностической информации. К примеру, вы приходите к врачу, говорите – у меня болит то-то и то-то, он дает вам направление на анализы, потому что ему нужна информация о том, что у вас там в крови и сколько там сахара, сколько того и того.

То, что у двигателя в выхлопной трубе – это то, что произвел двигатель в результате своей работы, в результате своей жизнедеятельности. Он выполняет механическую работу и производит отработанные газы. Вот как доктор по анализу видит, что происходит, так и мы по составам отработанных газов видим, что происходит в двигателе.

Здесь еще нужно добавить, что газоанализатор нужен только четырехкомпонентный.

Нужно обязательно CO2, нужно обязательно O2, расчетные параметры лямбды (датчик кислорода).

Естественно, характер информации, которую мы получаем с помощью этих приборов, он разный. Газоанализатор выдает одно, мотортестер другое, сканер выдает третью информацию.

Условные области информации о двигателе, которая доступна основным диагностическим приборам и дополнительным приборам.

Дополнительное оборудование

Даже основными диагностическими приборами мы не может полностью собрать информацию о некорректной работе двигателя. Остаются небольшие области, в которых все три прибора бессильны. Здесь используется дополнительное диагностическое оборудование.

Топливные монометры

В первую очередь, это набор топливных манометров. Набор переходников под разные системы, разные модели автомобилей.

Компрессометр служит для оценки состояния цилиндров. Но более серьезно их можно оценить пневмотестером. Им можно определить досконально работу цилиндра, железа цилиндра.

Приезжает автомобиль, троит, подтраивает. Меряем компрессию – все хорошо, но по газоанализу видно, что не все хорошо, а компрессия вроде бы нормальная. Берем пневмотестер, смотрим – а в одном цилиндре утечка. И уже знаем: какая утечка и куда (через клапан, через кольцо или в систему охлаждения).

Этот прибор очень желательно иметь. Он, конечно, стоит порядка 6 тысяч, но прибор очень полезный, сколько дефектов можно найти с его помощью – не пересчитать.

Разрядники

Если вы сняли для какого-либо измерения наконечник с высоковольтного провода, его ни в коем случае нельзя просто оставить где-то.

Какой более безболезненный вариант в этом случае?

1. Снять с катушки провод, положить его рядом и пытаться завести двигатель или компрессию померить;
2. Снять с катушки провод, положить его на массу, накоротко (сделать короткое замыкание), и делать то же самое.

Если мы снимем провод и просто положим — мы убьем катушку. Поэтому разрядники обязательно потребуются.

Не запускается автомобиль. Просто посмотреть наличие искры. Одеваем разрядник и смотрим.

Почему на разрядники нужно смотреть?

Дело в том, что, искровой зазор большой на разряднике, и на свежем воздухе мы катушку нагружаем, даем ей, как говорится, пинка.

А если мы вытащим свечку, оденем высоковольтный провод на свечу, положим, так искра будет.

Зазора нет, давления нет, здесь нужно понимать – в цилиндрах есть давление, а на воздухе давление – одна атмосфера, и пробивается гораздо легче.

Машина не заводится — искра есть, все есть. Одели провод, положили свечу на двигатель, крутим двигатель — искра есть.

Цепляем мотортестер, смотрим осцилограмму — искры нет. Катушку поменяли, машина завелась. Искра была, на воздухе, на свечке она была.

Если бы нацепили свечу на разрядник, мы бы увидели, что искры нет. На разряднике зазор большой, искры бы там не было. Такая вещь тоже полезна.

Тестер утечек

Попросту говоря — это генератор дыма. Туда заливается специальный состав, он там нагревается, дымится со страшной силой, и дым подается во впускной коллектор. Это делается для того, чтобы найти утечки во впускном коллекторе.

Какие места утечек могут быть:

• Ось дроссельной заслонки. Куда дроссельная заслонка одевается, из этих втулочек дымит регулярно. Если дроссельный узел походил лет пять — уже будет дымить оттуда.
• Регуляторы холостого хода.

Конечно, это не основной прибор, нет крайней необходимости в нем, но очень полезная вещь, очень удобная и значительно облегчает поиск подсоса воздуха.

Стетоскоп технический

Тоже очень полезная штука, стоит копейки. Этим прибором можно прослушать двигатель на пример каких-то механических стуков, где-то там поршня постукивают, клапана постукивают, побрякивают, используют для прослушивания форсунок.

Эндоскоп

Очень удобная штука, одно дело, когда вы что-то померяли, посмотрели. А если предполагать, что детонация происходит из-за нагара в камере сгорания, потому что других причин нет?

Как это увидеть не разбирая двигатель? – Эндоскопом. Выворачиваем свечку, заглядываем, смотрим.

Эндоскопы бывают как самостоятельные приборы и как камеры с подключением к компьютеру (такие будут дешевле).

Существует большая проблема – не заводится двигатель в морозы. На впускных клапанах, вследствие подачи топлива на клапан – впрысковые моторы подают топливо на клапан, и он обрастает смолой, покрывается ей как губкой.

Топливо брызнуло на клапан, клапан горячий, что могло испариться – испарилось, а смола осталась.

И в итоге впрысковые моторы вот этим страдали. Форсунка брызнула на клапан, бензин впитался, образовавшейся смолой, и машина не завелась. Тоже, это очень легко обнаружить эндоскопом.

Пример образования смолы (нагара)

Тестер цепей

Для работы потребуется набор тестеров и всевозможных пробников . В основном, лучше покупать тестеры, заточенные именно под автомобильную тематику, чтобы он мог и померить то, что интересует.

Базы данных

Помимо оборудования необходимы базы данных. Без базы данных на современном диагностическом участке попросту никуда.

Что такое база данных?

Естественно, автодилер получает от производителя какую — то компьютерную программу, в ней заложена вся информация по ремонту, сроки обслуживания, все моменты затяжки, все геометрические размеры, заправочные объемы, все электросхемы, в общем, все необходимое для работы специалиста на станции. Такая база данных называется дилерская.

Пример из базы данных Chevrolet:

Заключение

В статье мы рассмотрели диагностическое оборудование для диагноста бензиновых двигателей. Это, конечно, список в идеале.

На практике же не всегда будет возможность приобрести тот или иной прибор, да и специфика работы может не потребовать часть упомянутых приборов.