Dodatek k návodu Autoskop II
Obsah Tento dodatek vysvětluje práci s osciloskopem a doplňuje základní návod, který se zabývá ovládáním programu osciloskopu. Uživatel zde najde první kroky praktického měření, napojování a nastavování osciloskopu. V rámci diagnostické podpory FCD nabízíme individuální zaškolení lektorem specialistou nebo kurzy Logické Diagnostiky (LD0 až LD4). Obsah Popis osciloskopu Napojování osciloskopu Obecné zásady, vzorkovací frekvence Společná kostra, diferenciální napojení Napěťové děliče Napojení zapalování s rozdělovačem jednojiskrové dvoujiskrové detekce závady Spuštění módu zapalování, oscilogram nástrojová lišta, univerzální nastavení Příklady vzorových a defektních průběhů Lambda sonda Snímač otáček Potenciometr elektrického ventilu EGR Snímač hmotnosti nasávaného vzduchu Zapalovací cívka Nastavovač škrtící klapky Vstřikování Pumpe Duse Snímač teploty motoru IHRTECHNIKA s.r.o. Boleslavská 902 29306 Kosmonosy okr. Mladá Boleslav tel.: 420 326 722 716 fax: 420 326 320 119 mail: info@ihrtech.cz web: www.ihrtech.cz IČO:49827847 DIČ:CZ49827847 Upozornění Všechna autorská práva vyhrazena. Přetisk, rozmnožování a překlad, i částečný, je možný jen s předchozím písemným souhlasem f.ihr Technika s.r.o a uvedením zdroje. Obrázky, popisy, schémata a jiné údaje slouží jen k vysvětlení a doplnění textu. Nemohou být použity jako podklady pro konstrukci, montáž a dodávku. Nepřebíráme žádnou záruku za shodu obsahu s právě platnými zákonnými ustanoveními. Ručení je vyloučeno. Změny vyhrazeny.
Popis osciloskopu Napěťové děliče vstupů č.1 až 4 pro aktivaci rozsahu 0,5 150V Společná kostra všech vstupů mimo č.6 Vstup č. 7 a 8. Měřící rozsah 0,05V 15V. Možnost měření zapalování. Diferenciální (oddělený) vstup č.6 pro nezávislé měření. Měřící rozsah 0,05V 15V Vstup č.5. Měřící rozsah 0,5V 150V Vstupy č. 1 až 4. Měřící rozsah 0,05V 15V Vstupy č. 1 až 4 jsou nejčastěji využívány pro svojí univerzálnost. Je možné měřit s vysokým rozlišením od 0,05V do 15V. Pokud měřený signál přesahuje 15V lze využít integrované napěťové děliče a měřit v rozsahu od 0,5V do 150V. Vstup č. 5 je trvale nastaven pro signály v rozsahu od 0,5V do 150V (například primární napětí zapalovací soustavy nebo vstřikovací signál). Vstup č. 6 je oddělený a tím nezávislý na kostře osciloskopu. Je možné s ním měřit odpojené snímače či rozdíl potenciálu kdekoliv v el. obvodu (úbytky napětí). Vstupy č. 7 a 8 jsou opatřeny přepěťovou ochranou a tím uzpůsobeny pro měření sekundárního napětí zapalovací soustavy. Vstup č.7 je pro identifikaci 1. válce a vstup č. 8 je pro měření průběhu napětí sekundáru zpracovaného pomocí DIS adaptéru. Tyto vstupy je samozřejmě možné využít stejně jako ostatní vstupy pro měření napětí v rozsahu 0,05V až 15V. Společná kostra je propojena na všechny vstupy kromě č.6, který má svůj protipotenciál.
Napojování osciloskopu obecné zásady, vzorkovací frekvence Před jakýmkoli měřením propojíme kostřící vstup osciloskopu se záporným pólem akumulátoru. Jednotlivé vstupy pak napojujeme na konkrétní měřící místa elektrických a elektronických systémů. Je doporučeno stanovit si trvale určité barvy pro jednotlivé kanály v programu osciloskopu. Doporučené přiřazení barev : Červená Modrá Zelená Žlutá Červená Modrá Zelená Žlutá Protože každý vstup osciloskopu má svá specifika (viz. popis osciloskopu), předem si musíme rozmyslet, jaké signály budeme měřit a jakým počtem kanálů. Pokud máme v úmyslu měřit signály přesahující napětí 15V a budeme využívat osmikanálový režim, je výhodné ihned využít vstup č.5, který je trvale nastaven od 0,5V do 150V. Pokud obsazujeme kanály osciloskopu dalšími signály přesahující 15V, využijeme vstupy č. 1 až 5 a využijeme napěťový dělič (viz kapitola o jeho využití). Automobilové signály přesahující 15V : primární napětí zapalovacích soustav zážehových motorů (přístupné pouze u starších systémů) vstřikovací signály vznětových a zážehových motorů (SPI,MPI,FSI,CommonRail,Pumpe Duse) signály některých typů induktivních snímačů otáček (při vysokých otáčkách dosahují například až 100V) palubní napětí nákladních vozidel Pokud máme v úmyslu provádět test odpojeného komponentu (např. lambda sondy nebo indukčního snímače otáček) je nutné využít diferenciální vstup č. 6 a oba jeho BNC kontakty napojit na kontakty snímače (viz kapitola o diferenciálním napojení). Čím je více kanálů aktivních, tím je menší vzorkovací frekvence osciloskopu a tím nižší věrohodnost u rychlých automobilových signálů. Maximální vzorkovací frekvenci tedy dosáhneme nastavením jednokanálového režimu s nejmenší časovou základnou (500kHz = 500 tisíc vzorků za vteřinu). V praxi je ale 1kalálový režim nevyhovující a proto se pro velmi rychlé signály využívá 2kanálový režim. Příklady automobilových signálů, vyžadující vysokou vzorkovací frekvenci osciloskopu : a) pro 2kanálový režim datové sběrnice CAN (signál CAN pohonu není kvalitně prokreslen) max. hodnota zapalovacího napětí sekundárního okruhu zapalování (pro hledání závad není nutné pozorovat, postačí 4 nebo 8kanál) vysokou frekvencí napájené snímače (snímač otáček vačkového a klikového hřídele u některých systémů Simtec Opel, snímač servořízení u některých vozidel koncernu VW a) pro 4kanálový režim frekvenčně napájené snímače z Ř.J. (snímač polohy regulační objímky Bosch VE)
Napojování osciloskopu společná kostra, diferenciální napojení Společná kostra Všechny vstupy kromě vstupu č.6 mají společný potenciál. Ten se nejčastěji v praxi napojuje na záporný pól akumulátoru. Nazývejme tedy tento společný potenciál kostrou osciloskopu. Pokud chceme využít pro měření se společným potenciálem i vstup č.6, je zapotřebí horní BNC vstup propojit s kostrou. Diferenciální zapojení vstupu č.6 Po propojení kostřícího vstupu osciloskopu se záporným pólem akumulátoru (nutné pro jakákoli měření), můžeme napojit u vstupu č.6 oba potenciály na jakékoliv místo v obvodu (je tak měřen pouze rozdíl potenciálu napětí mezi měřícími vstupy kanálu 6). Diferenciální metoda napojení se používá při testování : Zapojených nebo i odpojených snímačů, které generují vlastní signál bez nutnosti napájení či kostry (induktivní snímače otáček, lambda sondy, piezo snímače). Napájení a ukostření určitého komponentu jedním kanálem (šetření kanálů) Dvou signálů, které se vzájemně neovlivňují a pokud ano, musíme předem vědět jak. Úbytků napětí ve vedení.
Napojování osciloskopu napěťové děliče Protože osciloskop umí zpracovávat napětí pouze do 15V jsou na vstupech č.1 až 4 integrovány napěťové děliče, které slouží ke zvýšení původního rozsahu osciloskopu (0,05V 15V) na rozsah vyšší (0,5V 150V). Pokud není napěťový dělič aktivován při měření signálu přesahující 15V, nehrozí zničení přístroje. V poloze nahoře je dělič vypnutý a v poloze dole je dělič aktivován. Vstup č.5 je opatřen trvalým napěťovým děličem a nelze ho deaktivovat. Napěťový dělič tedy měřené napětí zmenší o desetinné místo (před děličem 50V za děličem směrem do osciloskopu bude 5V). Pokud chceme vidět na obrazovce osciloskopu již zpět znásobené hodnoty 10x, je zapotřebí aktivovat softwarový násobič použitím funkce kalibrace a zvolit u příslušného kanálu 1:10. U kanálu 5 je již násobič automaticky nastaven.
Sekundár zapalování napojování (varianta A) Pro měření vysokého napětí je zapotřebí napojit adaptér DIS, který upravuje průběh ze sekundárních snímačů do konečné podoby. Díky němu je také možné měřit všechny válce u kteréhokoli typu zapalování v jednom kanále. LED dioda pro zjištění polarity jisker u dvoujiskrového zapalování 12V napájení (připojení na akumulátor) Výstupní signál určen pro vstup č.8 průběh napětí (červeně označeno) Výstupní signál určen pro vstup č.7 identifikace 1.válce Vstupy sekundárních snímačů měřících záporné jiskry (všechny typy systémů) Vstupy sekundárních snímačů měřících kladné jiskry (dvoujiskrové systémy) Vstup pro připojení sekundárního snímače umístěného vždy na 1. válci Sekundární snímače společně s adaptérem převádějí vysoké napětí na nízké napětí v převodu 1:10 000. Jsou v provedení single, nebo twin (pro měření stejné polarity časově odlišných jisker) Napojení s rozdělovačem Napojení jednojiskrového zapalování
Sekundár zapalování napojování (varianta A) Napojení dvoujiskrového zapalování Dvoujiskrové systémy pracují se dvěmi jiskrami ve stejný časový okamžik. Jedna jiskra probíhá v kompresi pálícího válce a druhá jiskra ve válci, který ukončuje fázi výfuku. Proto není možné tak jako u jednojiskrového systému spojit všechny sekundární snímače do červeného vstupu adaptéru. Pro korektní zobrazení průběhů sekundárního napětí na obrazovce osciloskopu je nutné spojit sekundárními snímači pouze jiskry stejné polarity. U čtyřválce se v praxi můžeme setkat s těmito variantami. 1. 2. válec záporná jiskra, 3. 4. válec kladná jiskra 1. 3. válec záporná jiskra, 2. 4. válec kladná jiskra Pokud však dojde k neodborné montáži zap. kabelů, může dojít k dalším variantám. 1. 2. válec kladná jiskra, 3. 4. válec záporná jiskra 1. 3. válec kladná jiskra, 2. 4. válec záporná jiskra Proto je tu adaptér, který nám jasně ukáže o jakou polaritu se u konkrétních válců jedná. Postup zapojení dvoujiskrového zapalování POZOR! Při napojování a odpojování sekundárních snímačů nesmí běžet motor!!! Pracujete se životu nebezpečným vysokým napětím!!! Zapojte adaptér na napájení akumulátoru 12V a ukostřete osciloskop na záporný pól akumulátoru. Napojte sekundární snímač single na VN kabel 1. válce a zapojte ho do černého vstupu adaptéru (hledací snímač). Nastartujte motor a zjistěte, jakou barvou svítí LED dioda na adaptéru. Svítíli červeně, zapojte jiný sekundární snímač ( twin nebo jiný single ) na tento válec do červeného vstupu adaptéru. Svítíli zeleně, zapojte snímač do zeleného (popř. bílého) vstupu adaptéru. Sejměte hledací snímač single a najděte všechny válce, u kterých bude také svítit stejná barva LED diody jako u 1. válce. Na všechny tyto válce připojte další sekundární snímače a zapojte je do stejné barvy vstupu adaptéru DIS jako je již zapojen 1.válec. Na zbylé válce napojte sekundární snímače, které připojíte do volných, barevně odlišných vstupů adaptéru DIS. Adaptér vám tedy ukáže svojí LED diodou, do jaké barvy vstupu máte jednotlivé válce napojit. Příklad zapojení doujiskrového zapalování 4válcového motoru (1. 2. válec záporná jiskra, 3. 4. válec kladná jiskra) 1 2 3 4
Sekundár zapalování detekce závady Dvoujiskrová zapalování a jejich závady mají svá specifika. Jejich vysvětlování je nad rámec tohoto návodu. Ukažme si však metodu odhalování jednotlivých částí sekundárního obvodu, především zap. cívky. Pokud chceme zjistit, kde se nalézá v sekundárním obvodu dvoujiskrového zapalování závada, je výhodné využít prohazování zap. kabelů. Detekce vadného zap. kabelu Vyměňujeme zap. kabely mezi sebou na obou koncích v jednotlivých válcích. Přemístíli se závada, přemístili jsme i vadný zap. kabel. Defektní zapalovací kabel Před prohozením Po prohození Defektní jiskra 1 2 3 4 1 2 3 4 Defektní jiskra Detekce vadné zap. cívky Prohodíme koncovky zap. kabelů na cívce u skupiny válců 1a4 nebo 2a3 (otočíme tím polaritu jednoho zap. okruhu skupiny válců). Pro zachování měřené polarity se kapacitní snímače ponechávají na stejné straně (polaritě) zap. cívky. Trigrovací snímač však zůstává vždy na 1. válci, abychom byli schopni správně válce rozpočítat. Pokud je defekt v zap. cívce, přemístí se po přehození na jiný válec (jiná závada nemůže způsobit přemístění defektu). Pokud se defekt nepřemístí do jiného válce, závada se nalézá v zap. kabelech, svíčkách či v podmínkách ve válci). Pro přehlednost a snadnější pochopení je na obrázku zapojena pouze skupina válců 1 a 4. Defekt v zapalovací cívce Před prohozením Po prohození Defektní jiskra 1 2 3 4 1 2 3 4 Defektní jiskra
Sekundár zapalování spuštění módu zapalování, oscilogram Pro analýzu sekundárního napětí disponuje program speciálním módem. Ten spustíme kliknutím na diagnostika zapalování v menu úpravy. V tomto módu je již přednastaveno : trigrování (spouštění signálu) prvním válcem za použití 100% X základny (720 klikové hřídele), číslování válců, rozlišení Y základny v kilovoltech Po spuštění módu diagnostika zapalování vidíme v reálném čase tento obraz : Vyčíslení základních parametrů Zapalovací napětí Přeskokové napětí Čas hoření jiskry Číslování válců Hodnota zapalovacího napětí 4. válce Trigrovací snímač ukazuje 1. válec Nástrojová lišta zapalování (viz další strana) V netrigrovaném záznamu vidíme obraz, se kterým můžeme pracovat (zesilovat, zmenšovat a zvětšovat časovou základnu, posunovat nulovou linii, měnit barvy, používat převodních rovnic pro měření tlaku, teploty a proudu)
Sekundár zapalování nástrojová lišta, univerzální nastavení Nástrojová lišta diagnostiky zapalování, využívána při měření v reálném čase Nastavení parametrů pro trigrování a grafické limity signálů Posun vpřed a vzad při aktivované funkci LUPA 825 Aktivace grafických limitů signálů, které rozlišují signály v toleranci (zelené pole) a mimo toleranci (červené pole) Volba pořadí zapalování a počtu válců Okno pro zobrazování otáček motoru LUPA (zobrazení menšího počtu válců) Grafické informace Číselné zobrazování parametrů zapalování Grafické informace poskytují uživateli přehled o nejdůležitějších parametrech zapalování. Fázový diagram ukazuje v % úhel rozdělení jisker. Tento mód se využívá pro identifikaci defektní mechaniky rozdělovače, ve kterém se nalézají kontakty přerušovače či snímač, informující jednotku zapalování o otáčkách. POZOR! Nezaměňovat s módem rovnoměrnosti chodu motoru, který nevyhodnocuje úhel, ale čas mezi jiskrami. Zapalovací napětí Přeskokové napětí Čas hoření jiskry Sloupcové vyjádření parametrů : Žlutá min.hodnota Červená max. hodnota Zelená aktuální hodnota Veškerá grafická nebo číselná zobrazení parametrů zapalování (včetně trigrovaného záznamu) jsou z hlediska objektivní diagnostiky nedostačující. Proto vytvořený záznam obsahuje vždy netrigrovaný záznam bez grafických a číselných zobrazení. Pokud chybí trigrovací signál (např. v 1. válci nepřeskakuje jiskra), osciloskop neukazuje žádný průběh. I v takovém případě je osciloskop schopen zaznamenávat veškeré napěťové děje, které do něj vstupují (včetně nulového nebo nízkého napětí 1. válce). Nastavení univerzálního osciloskopu pro měření sekundárního napětí. V praxi je často zapotřebí měřit k signálům sekundáru také jiné signály. Aby toto bylo možné je nutné aktivovat 4 nebo 8 kanálový režim a aktivovat kalibraci vstupu č.8, kde se aktivuje softwarový násobič 1:10000 (1V = 10kV). Pro správný směr zobrazování signálu je zapotřebí aktivovat inverzní obraz v menu kanálu (možné až po uložení záznamu). Sekundár je tedy možné měřit na vstupu č.7 (identifikace 1. válce) a č.8 (průběh všech zapojených válců). Ostatní aktivované vstupy jsou připravené pro měření jiných signálů.
Příklady vzorových a defektních průběhů Vzorové průběhy Závadové průběhy Signál lambda sondy při volnoběhu pravidelně pendluje a při deceleraci nevykázal záporné napětí. Během dvou decelerací motoru vykázal signál lambda sondy záporné napětí 80mV. Signál snímačů klikového a vačkového hřídele jsou v pořádku. Signál snímače klikového hřídele sporadicky vykazuje defekt. Signál potenciometru elektrického ventilu EGR a signál jeho sepnutí jsou v pořádku. Signál potenciometru elektrického ventilu EGR vykazuje defekt. Signál snímače hmotnosti nasávaného vzduchu a polohy škrtící klapky jsou v pořádku. Defekt snímače hmotnosti nasávaného vzduchu (první výkmit nedosahuje hodnoty 4,5V).
Příklady vzorových a defektních průběhů Vzorové průběhy Závadové průběhy Signál sekundárního napětí je v pořádku. Signál sekundárního napětí je defektní vadná zap. cívka. Signál aktivace a průběh el. proudu nastavovače škrtící klapky (stejnosměrný elektromotor) jsou v pořádku. Průběh el. proud nastavovače je defektní (proudové propady jiskření komutátoru) Signální, napájecí strana i el. proud vstřikování Pumpe Duse jsou v pořádku. Defekt v kontaktu vstřikovače Pumpe Duse. Správný signál snímače teploty motoru na senzoru (0,4V), na Ř.J. (0,4V) a na kostře (0V). Motor při teplotě 80 C. Defekt snímače teploty motoru. Na senzoru (3,4V), na Ř.J. (3,4V) a kostra (0V). Motor při teplotě 80 C.