Безусловно, у Вас есть цифровой измерительный прибор и сканер. Но для надлежащего ремонта современных автомобилей необходим еще и цифровой осциллограф.
Перед нами стоит довольно простой вопрос: “Какие электрические системы, цепи или компоненты нужно диагностировать с помощью осциллографа? Другими словами, в каком случае диагностика любым другим прибором не подойдет”.
Хороший вопрос. Попробуем в нем разобраться: Сегодня на каждой станции есть сканер… или даже несколько сканеров. А цифровой мультиметр стал такой же неотъемлемой частью набора инструментов, как и отвертка.
Тогда зачем еще и осциллограф? Естественно, с помощью него можно легко продемонстрировать проблемы клиенту. А кроме этого? Пригодится ли он в какой-нибудь другой ситуации?
Оказывается, таких ситуаций несколько. В одних, осциллограф облегчит Вам работу. В других, диагностика без него будет просто невозможна. Так что, давайте рассмотрим эти ситуации.
Цепь ограничения тока
Первый случай, когда необходим осциллограф – проверка цепи ограничения тока; другим способом проверить в нем сигнал нельзя.
Итак, что же такое цепь ограничения тока?
Это место, где компьютер подает всё системное напряжение для запитки цепи, а затем, через некоторое время, резко уменьшает его, чтобы цепь оставалась под током на протяжении всего рабочего цикла.
Наиболее типичный пример цепи ограничителя тока – это цепь циклического топливного инжектора(работающего по принципу “пика и удержания” – “peak&hold”; изображение 1). Менее типичный пример – цепь соленоида контроля давления в старых моделях трансмиссий КМ (изображение 2).
Производители используют технологию цепи ограничения тока из-за того, что соленоиду требуется больше тока, чтобы открыться, чем для того, чтобы оставаться открытым. А если подать в соленоид низкого сопротивление всё системное напряжение – можно заставить его открыться быстрее. Однако в том случае, если такой уровень напряжения будет сохраняться – соленоид быстро сгорит.
Причина, по которой обычный цифровой прибор не подойдет для измерений в таких цепях в том, что когда напряжение переходит на фазу “удержания”, оно создает резкий электрический перепад (изображение 3). В то же время такой перепад происходит в электрическом цикле, вне зависимости от условий эксплуатации. Затем, в конце периода работы цепи, когда выключается режим “удержание” напряжения, снова происходит перепад. Сигнал о начале работы появляется, когда контур находится под током, и заканчивается, когда выключается режим “удержание” напряжения; второй перепад.
Проблема в том, что измерительный прибор не будет знать, что нужно пропустить первый перепад и отобразить время до второго. Таким образом, прибор будет показывать, что цепь работала непрерывно.
Конечно же, вы можете проверить команды компьютера, используя сканер. Но все, что он покажет – требования к сигналу; сигнал, который хочет создать компьютер. Сканер не покажет, был ли вообще создан сигнал и прошел ли он через цепь к инжектору или соленоиду.
И что бы произошло дальше при такой диагностике? Линейное давление оказалось низким, и Вы подумали о неисправности соленоида контроля давления. Вы подключаете измерительный прибор к сигнальному проводу ЕРС и обнаруживаете проблему: сигнал ЕРС не меняется вне зависимости от эксплуатационной нагрузки.
Вы меняете компьютер, и всё работает исправно… кроме линейного давления, которое по-прежнему низкое, и сигнала ЕРС, который по-прежнему не меняется.
На самом же деле, сигнал ЕРС прекрасно менялся. Проблема была в самом приборе: он просто не может правильно измерить сигнал. Вы потратили тысячи долларов на компьютер, когда всё, что было нужно – новый соленоид. И всё из-за того, что у вас не было необходимого прибора для измерения сигналов ЕРС.
Только с помощью осциллографа можно измерить фактические изменения в работе цепи ограничения тока.
Кратковременные сбои в работе
Вы едите на автомобиле, и вдруг двигатель начинает запинаться… Несколько секунд. Затем он снова работает нормально. Возможно, проблема возникает только при определенном количестве оборотов двигателя (изображение 4 и 5).
Вы имеете дело с кратковременным сбоем в электроцепи, вызванным рядом условий, которые меняют электрический сигнал.
Такой сбой длится недолго: возможно, даже меньше миллисекунды. Но сбой всё же есть, и он ощутимо мешает автомобилю работать.
Вы подключаете прибор, измеряете сигнал датчика коленчатого вала. Показатели в норме. Значит, проблемы нет, правильно?
Абсолютно не правильно. А всё из-за того, что Ваш прибор берет всего 40 проб в секунду, а затем высчитывает среднее значение этих проб и отображает сигнал. Сбой усредняется вместе с остальными значениями, потому прибор его никогда не увидит.
Даже если Ваш прибор можно настроить на улавливание сбоев, он разве что возьмет больше проб, около 100. Если сбой достаточно кратковременный, он запросто может затеряться в пробах и так и не обнаружиться.
Частота проб у осциллографа намного выше, чем у обычного прибора, вплоть до миллиона проб в секунду. И всех их он отображает, один за другим, чтобы Вы имели возможность их изучить. Таким образом, Вы имеете намного больше шансов найти сбой в цепи.
Во многих осциллографах даже есть функция фиксации сбоев, при которой количество проб становится еще больше, а затем выводятся все пробы, которые выпадают из нормального диапазона сигнала.
Более того, в большинстве цифровых осциллографов есть ряд функций, которые позволяют фиксировать и изучать форму кривой, выводя всё на экран. Вы даже можете настроить осциллограф так, чтобы он вызывал сбой. В этом случае, он точно его зафиксирует, вне зависимости от того, насколько этот сбой кратковременный и непостоянный.
Не путайте осциллограф с графическим измерителем. Как и осциллограф, графический измеритель отображает сигналы напряжения непрерывно, один за другим. Но частота его проб приблизительно та же, что и у обычного измерительного прибора; слишком медленно для обнаружения кратковременного сбоя. По сути, если сигнал достаточно быстрый, графический измеритель может отобразить его импульсы в виде ровной линии, так как частота его проб не позволяет зафиксировать изменения сигнала.
Только осциллограф предоставит Вам необходимое количество проб для обнаружения кратковременных сбоев, а также поможет установить истинную причину проблемы.
Повышение/понижение тока
Наверное, Вы уже знакомы с преимуществами измерения потока тока в сравнении с измерением сигналов напряжения. Измерение тока дает больше, чем просто подтверждение того, что сигнал дошел до цепи; оно проверяет всю цепь, даже ее компоненты и заземление. Если измерения потока тока находятся в норме, то, скорее всего, вся цепь будет исправна; по крайней мере, относительно электрики.
Но, Вы, скорее всего не подумали, что поток тока не только включается и отключается – он еще и повышается/понижается, в зависимости от состояния компонентов. Например, если Вы подаете системное напряжение к соленоиду, напряжение сразу же возрастает; уровень тока повышается медленно, от нуля до максимума. Если соленоид открыт или заведен двигатель, поток тока также будет меняться.
Медленное повышение/понижение тока называется рампингом (ramping); ток повышается (ramp up) и понижается (ramp down), в зависимости от условий во всей цепи.
Исходя из рампинга тока, можно получить отчетливое представление о состоянии цепи. Всё, что Вам понадобится –токовый зажим (изображение 6).
Подсоедините зажим к осциллографу, а затем зажмите его на цепи, неважно в каком месте; помните, мы проверяем ток, а ток одинаковый во всей цепи. Когда зажим подсоединен, а осциллограф настроен, запустите цепь.
На изображении 7 Вы видите повышение/понижение тока в циклическом топливном инжекторе; в том же, который изображен на рисунках 1 и 3. Обратите внимание на прогиб на кривой примерно на середине от высшей точки тока. Это – момент открытия инжектора. Перемещение оси инжектора меняет поток тока, таким образом, Вы можете увидеть, когда он открывается.
Если бы инжектор заедал – углубления на кривой тока бы не было (изображение 8). С другой стороны, если бы пружина инжектора была бы изношена, он бы открывался раньше, и соответственно, углубление появилось бы на кривой раньше.
Когда напряжение инжектора переходит в фазу “удержания”, вместе с ним меняется и ток. Напряжение остается на этом уровне до конца периода работы цепи. Затем оно снова падает до нуля.
Если бы в цепи инжектора было короткое замыкание, ток повышался бы быстрее; кривая была бы более вертикальной. Если бы цепь была разомкнута – ток вообще бы не поднимался; поток тока отсутствовал бы из-за незамкнутости цепи.
Так как определенные нормы для кривых тока отсутствуют, Вы можете сравнивать их с кривыми других, схожих цепей. Например, у всех соленоидов переключения трансмиссии одинаковое сопротивление, потому у них должны быть одинаковые кривые тока. Если кривая сигнала какого-нибудь из соленоидов отличается, возможно, в нем есть неисправность.
Другой случай, в котором будет полезно замерить рампинг (повышение/понижение тока) – когда вы имеете дело с топливным инжектором, работающим по принципу “насыщения” (bank). При впрыске топлива, одновременно загораются три или четыре инжектора от одного вывода транзистора. Если в цепи одного из инжекторов есть короткое замыкание, он повлияет на кривые напряжения всех инжекторов, так что вы не будете знать, какой именно из них неисправен.
Но с помощью повышения/понижения тока, Вы можете проверить каждый инжектор по-отдельности, а затем сравнить их кривые на дисплее. Тот, чья кривая будет отличаться – инжектор с неисправностью.
Мы рассмотрели всего несколько примеров, когда без осциллографа Вам просто не обойтись.
Цифровые приборы и сканеры также очень важны, а при некоторых видах диагностики просто незаменимы. Но есть и такие ситуации, когда ничто Вам не поможет так, как осциллограф.