Методы диагностирования

Методы диагностирования автотранспортных средств подразделяются на субъективные и объективные. В основе субъективных методов лежат способы определения технического состояния автомобиля по выходным параметрам динамических процессов. Однако получение, анализ информации, а также принятие решения о техническом состоянии производятся с помощью органов чувств человека, что, естественно, имеет достаточно высокую погрешность.

Субъективные методы

Наибольшее распространение получили следующие субъективные методы:

• визуальный
• прослушивание работы механизма
• ощупывание механизма
• заключение о техническом состоянии на основании логического мышления

Визуальный метод дает возможность обнаружить, например, следующие неисправности:

• нарушение уплотнений, трещины, дефекты трубопроводов, соединительных шлангов и т.п. — по течи топлива, масла, экс­плуатационных жидкостей
• неполное сгорание топлива — по дымлению из выхлопной трубы
• подтекание форсунок — по повышению уровня масла в под­доне картера двигателя и т.д.

Прослушивание работы механизма позволяет обнаружить следующие неисправности:

• увеличенный зазор между клапанами и коромыслами ме­ханизма газораспределения — по стукам в зоне клапанного ме­ханизма
• повышенный износ шатунных и коренных подшипников — по стукам в соответствующих зонах кривошипно-шатунного ме­ханизма при изменении частоты вращения коленчатого вала
• чрезмерное опережение или запаздывание впрыска топли­ва — по характеру звука выхлопа (при раннем впрыске — «жесткая работа», при позднем — «мягкая»)
• неисправности сцепления автомобиля — по шуму и стукам при переключении передачи и др.

Методом ощупывания механизма можно определить такие неисправности:

• ослабление креплений — по относительному перемещению деталей
• неисправности отдельных трущихся механизмов и деталей — по чрезмерному их нагреву
• неисправности рулевого механизма — по толчкам на руле­вом колесе и др.

На основании логического мышления можно сделать заклю­чение о следующих неисправностях:

• топливной аппаратуры — затруднен пуск двигателя
• системы охлаждения — двигатель перегревается и др.

Объективные методы

Объективные методы основываются на измерении и анализе информации о действительном техническом состоянии элементов автомобиля с помощью контрольно-диагностических средств и путем принятия решения по специально разработанным алгоритмам диагностирования. Применение тех или иных методов существенно зависит от целей, которые решаются в процессе технической подготовки автомобилей. Однако в связи с усложнением конструкции автомобиля, повышенными требованиями к эксплуатационным качествам, интенсивностью использования объективные методы диагностирования находят все большее применение.

Методы диагностирования автомобилей, их агрегатов и узлов характеризуются способом измерения и физической сущностью диагностических параметров, наиболее приемлемых для исполь­зования в зависимости от задачи диагностирования и глубины постановки диагноза.

В настоящее время принято выделять три основные группы методов, классифицированных по виду диагностических параметров.

Методы I группы базируются в основном на имитации скоростных и нагрузочных режимов работы автомобиля и определении при заданных условиях выходных параметров. Для этих целей используются стенды с беговыми барабанами или параметры определяются непосредственно в процессе работы автомобиля на линии. Методы диагностирования по параметрам экс­плуатационных свойств дают общую информацию о техническом состоянии автомобиля. Они позволяют оценить основные экс­плуатационные качества автомобиля:

• тормозные
• мощностные
• топливную экономичность
• устойчивость и управляемость
• на­дежность
• удобство пользования
• и т.д.

Методы II группы базируются на объективной оценке гео­метрических параметров в статике и основаны на измерении значения этих параметров или зазоров, определяющих взаим­ное расположение деталей и механизмов. Проводят такое диаг­ностирование в случае, когда измерить эти параметры можно без разборки сопряжений трущихся деталей. Структурными па­раметрами могут быть зазоры в подшипниковых узлах, клапан­ном механизме, кривошипно-шатунной и поршневой группах двигателя, шкворневом соединении колесного узла, рулевом управлении, углы установки передних колес и др. Диагностиро­вание по структурным параметрам производится с помощью из­мерительных инструментов: щупов, линеек, штангенциркулей, нутромеров, индикаторов часового типа, отвесов, а также спе­циальных устройств. Преимущество методов этой группы — возможность постановки точных диагнозов, простота средств измерения, а недостатки — большая трудоемкость, малая тех­нологичность.

К III группе относятся методы, оценивающие параметры сопутствующих процессов. Например, герметичность рабочих объемов оценивается при обнаружении и количественной оцен­ке утечек газов или жидкостей из рабочих объемов, узлов и аг­регатов автомобиля. К таким рабочим объемам можно отнести:

• камеру сгорания
• герметичность которой зависит от состояния цилиндропоршневой группы и клапанов газораспределения
• систему охлаждения
• систему питания двигателя
• шины
• гид­равлические и пневматические приборы и механизмы

По интенсивности тепловыделения можно оценить работу трения сопряженных поверхностей деталей, качество процессов сгорания (например, по температуре отработавших газов), однако такие методы пока не нашли широкого применения.

При создании средств технического диагностирования транс­портных средств широко используются также методы, оценивающие состояние узлов и систем по параметрам колебательных процессов. Их можно разделить на три подвида:

1. методы, оценивающие колебания напряжения в электри­ческих цепях
2. методы, оценивающие параметры виброакустических сиг­налов (получаемых при работе зубчатых зацеплений, клапанных механизмов, подшипников и т.д.)
3. методы, оценивающие пульсацию давления в трубопрово­дах (на основе этого принципа работают дизель-тестеры для ди­агностирования дизельной топливной аппаратуры)

Методы, с помощью которых оцениваются колебания напряжения в электрических цепях, используются для диагностирова­ния системы зажигания двигателя по характерным осциллограм­мам напряжений в первичной и вторичной цепях. Осциллографом отображаются процессы, протекающие в первичной и вторичной цепях системы зажигания за время между последовательными искровыми разрядами в цилиндрах, для визуального исследова­ния. Участки осциллограмм содержат информацию о состоянии системы зажигания. По осциллограмме первичного напряжения непосредственно измеряют угол замкнутого состояния контактов. По напряжению искрового разряда осциллограммы вторичного напряжения определяют состояние зазора свечи. Сравнивая полученные осциллограммы с эталонными, выявляют характерные неисправности проверяемой системы зажигания.

Виброакустические методы используются для измерения низко- и высокочастотных колебаний систем и элементов транс­портных средств.

Одним из таких методов является диагностирование по перио­дически повторяющимся рабочим процессам или циклам. Суть данного метода заключается в следующем. Рабочие процессы впуска, сжатия, сгорания и выпуска, изменение давления в топливных трубопроводах высокого давления, колебательные процессы в системе зажигания и другие часто повторяются. Так как закономерности изменения параметров рабочих процессов во всех периодах идентичны, то для диагностирования достаточно изучить параметры одного цикла. Для этого с помощью специальных преобразователей параметры одного цикла задерживают, разворачивают во времени и выводят на регистрирующий или пока­зывающий прибор.

Определенное место занимают методы, оценивающие по фи­зико-химическому составу отработавших эксплуатационных ма­териалов состояние узлов и агрегатов и отклонения от их нормального функционирования, например анализ отработанного масла, анализ отработавших газов и т.п. Диагностирование по составу масла производится путем анализа его проб, взятых из картера двигателя с целью определения количественного содержания продуктов износа деталей, а также наличия загрязнений и примесей. Концентрации железа, алюминия, кремния, хрома, меди, свинца, олова и других элементов в масле позволяют судить о скорости изнашивания деталей. По изменению концентрации железа в масле можно судить о скорости изнашивания гильзы цилиндров, шеек коленчатого вала, поршневых колец. По изменению концентрации алюминия судят о скорости изнашивания поршней и других деталей. Содержание почвенной пыли харак­теризует состояние воздушных фильтров и герметичность тракта подачи воздуха в цилиндр двигателя.

Диагностика двигателя. С чего начать?

Этот вопрос возникает перед всяким, кто решил посвятить себя автомобильной диагностике и авторемонту. Самая сложная тема в этой области — диагностика современных двигателей.

Диагност: требования к кандидату

Основные требования к кандидату в автодиагносты:

• желание, возможность и способность к самообучению
• начальные, а лучше средние (в идеале — глубокие) знания теории ДВС
• умение разбираться в электрооборудовании, свободно читать электрические схемы
• умение пользоваться компьютером, электронными базами и справочной литературой, диагностическими приборами и оборудованием

Приветствуются знания электроники и навыки пайки.

Не последнее место занимает развитое чувство интуиции.

Нужно четко представлять себе специфику диагностики двигателя: в автомобиле, где все взаимосвязано, нельзя ограничить себя чем-то одним, подчас многие неисправности напрямую не связаны с cистемой впрыска. Диагност должен на «отлично» знать мотор изнутри, быть хорошим автоэлектриком, знать системы впрыска как современные, так и более ранних версий.

Диагносту важно правильно скомплектовать свое рабочее место. Конечно, все и сразу приобрести довольно тяжело, но хотя бы основные приборы будут нужны обязательно.

Оборудование для диагностики двигателя

Какое оборудование необходимо на диагностическом участке?

Сразу оговорюсь, что методы диагностики на слух и на глаз не считаю приемлемыми в современных условиях. Отнюдь не умаляя роли человека в диагностическом процессе, напротив, считая специалиста ключевым звеном, без которого в принципе невозможно добиться сколько-нибудь заметного результата, продолжаю утверждать, что качественное оснащение участка оборудованием совершенно необходимо.

Три причины создать современный диагностический участок:

1. На дворе 21 век.

Век электроники, компьютеров и других умных систем. И диагностика двигателя внутреннего сгорания дедовскими методами, основанными на органах чувств и интуиции человека, выглядят сегодня попросту курьезно.

2. Разборчивость потребителей услуг автосервиса в последнее время стала значительно выше.

Появляется все больше людей, готовых платить деньги за качественный профессиональный ремонт. Это требование времени и экономической ситуации.

3. Успешность работы участка диагностики двигателя не может и не должна зависеть от субъективного восприятия ситуации диагностом.

Человек — одновременно самое сильное и самое слабое звено любого процесса. Он может быть утомленным, может болеть или попросту быть в отпуске. На место отсутствующего специалиста должен встать другой и продолжить эту же работу. И если первый чувствует состав смеси, как говорится, «на нюх», то что делать второму при отсутствии газоанализатора?!

Еще раз оговорюсь: я считаю специалиста с его знаниями и интуицией важнейшим звеном, но роли диагностического оборудования в производственном процессе тоже придаю должное значение.

Комплектуем участок диагностики двигателя

Из всех типов диагностических приборов можно выделить три основные группы.

Эти группы — основа основ. Это то, без чего грамотный поиск неисправности превращается в тупой процесс, основанный на методе подмены.

Если на отечественных автомобилях этот метод еще применим, то при работе с иномарками он невозможен в принципе.

На участке диагностики совершенно необходимо иметь хотя бы по одному представителю этих трех групп:

Рассмотрим каждую подробнее.

Сканеры

Система управления современного двигателя, отвечающего строгим нормам токсичности, в качестве главного своего элемента содержит электронный блок управления (ЭБУ).

Сканер предназначен именно для работы с ЭБУ, для его «сканирования». Вспомним, по какой схеме функционирует блок. Он получает информацию о текущем состоянии двигателя с установленных на последнем датчиков, обрабатывает ее в соответствии с заложенной программой и выдает управляющие сигналы на так называемые исполнительные механизмы (ИМ).

Кроме того, ЭБУ наделен способностью обнаруживать сбои в работе системы управления. А так как сканер работает с блоком, то он позволяет нам:

1. Наблюдать сигналы с датчиков системы, следить за их изменением во времени.
2. Проверять работу исполнительных механизмов путем приведения их в действие и визуального или другого контроля.
3. Считывать сохраненные системой коды неисправностей.
4. Посмотреть идентификационные данные ЭБУ, системы и т. п.
5. Выполнять необходимые адаптации.

Показания сканера — это то, что «видит» ЭБУ

Это отнюдь не истинные значения напряжений или других параметров.

Если по какой-либо причине (например, плохой контакт «массы») показания датчика неверны, то на экране сканера мы увидим именно их. Другими словами, сканер не является измерительным прибором. Он всего лишь отображает данные с ЭБУ, нужно это понимать и относиться к получаемой информации соответствующим образом.

Точно так же осторожно следует относиться к считанным кодам неисправностей. Эти коды — не руководство к замене, а лишь пища для дальнейших размышлений и поиска.

Пример. Ошибка датчика кислорода, богатая смесь. Менять? Конечно же, нет. Надо искать причину богатой смеси. А ошибка «Обрыв датчика детонации» на системах Бош уже вошла в легенды.

Что касается разновидностей сканеров, то их по большому счету две: дилерские и мультимарочные.

Первыми оснащаются дилерские центры. Такие приборы достаточно дороги, но только они предоставляют возможность производить полный спектр операций с ЭБУ той или иной марки автомобилей.

Мультимарочные сканеры, как правило, являются более или менее качественной копией дилерских приборов.

Сканеры могут быть портативные и программные, работающие совместно с персональным компьютером. И тот и другой тип имеют как свои преимущества, так и недостатки. Выбирать вам. Подробную информацию о конкретном приборе можно найти на сайте компании-разработчика.

Мотортестеры

Это совершенно другой тип диагностического оборудования.

В отличие от сканера, мотор-тестер представляет собой измерительный прибор. Предоставляемая им информация снимается непосредственно с двигателя и позволяет найти неисправности, недоступные сканеру.

Это формы напряжения и тока датчиков и исполнительных механизмов, это осциллограммы высокого напряжения, давления в цилиндре, давления топлива. Это возможность проверить баланс цилиндров, померить стартерный ток, УОЗ и многое другое.

Каковы области применения мотортестера?

В цилиндрах двигателя под воздействием искры происходит воспламенение и сгорание топливно-воздушной смеси. Наблюдать и оценивать этот процесс непосредственно (например, зрительно) невозможно. Но оценить его косвенно очень даже легко. Для этого в мотортестерах предусмотрена возможность снятия осциллограмм вторичного напряжения.

На форму этих осциллограмм влияет буквально все: состояние катушки зажигания, высоковольтных проводов, свечных наконечников, свечей, компрессии, состояние клапанов, состав смеси и даже исправность ЭБУ.

Как научиться извлекать ценнейшую информацию из формы вторичного напряжения читайте следующих статьях.

Еще один очень информативный график, предоставляемый мотортестером, — давление в цилиндре при работе двигателя. Для этого свечной наконечник интересующего нас цилиндра подключается на разрядник, свеча выворачивается, а на ее место устанавливается датчик давления.

Полученный в результате измерений график позволяет сделать заключение:

1. О правильности установки фаз ГРМ. Речь идет не только о ремне, но и, например, о разбитых шпонках коленчатого и распределительного валов, провернутом шкиве коленвала.
2. О состоянии цилиндропоршневой группы и клапанов.
3. О наличии подсоса воздуха во впускной тракт.
4. О высоком противодавлении выпускного тракта (разрушение сот катализатора, перегородок глушителя).
5. О реальном угле опережения зажигания.

Согласитесь, список внушительный. Чего стоит одна только правильность установки фаз. Вручную эта операция делается долго и трудно, а с помощью мотортестера все решается без усилий в течение пяти минут.

С этой же самой помощью можно определить, не имеет ли места обрыв или межвитковое замыкание форсунок. Можно померить стартерный ток и сделать вывод о состоянии аккумулятора и стартера. Форма осциллограмм напряжения генератора тоже позволяет сделать вывод о его исправности.

Мотортестер позволяет проверить работоспособность датчиков

Например, снимаем осциллограмму сигнала с датчика массового расхода воздуха при подаче на него питающего напряжения. По форме переходного процесса можно сразу же, не заводя двигатель, сделать вывод о работоспособности датчика.

Как это сделать, подробно рассказано в наших обучающих курсах.

Если вы убедились в необходимости приобретения такого прибора, дело осталось за выбором конкретной модели. К сожалению, из трех вышеназванных типов мотортестер — самое дорогое удовольствие. Выбор фирм и моделей достаточно велик. Конечно, покупать супердорогой фирменный мотортестер не стоит, но и совсем уж простенькие приборы тоже не нужны.

Газоанализаторы

Здесь важны две вещи.

Во-первых, на современном диагностическом участке газоанализатор должен быть только четырехкомпонентный. Двухкомпонентные приборы, как и карбюраторы, — достояние истории.

Во-вторых, газоанализатор служит не для «регулировки СО», а как источник диагностической информации.

Как пользоваться этой информацией для диагностики двигателя? Читайте статью «Газоанализ и диагностика».

Краткий итог

Все три типа описанных приборов имеют совершенно разный принцип работы, дают нам разную информацию и ни в коем случае не подменяют друг друга.

Да, где-то получаемые с их помощью данные перекликаются, а где-то у каждого прибора они уникальны. В принципе, можно обойтись без любого из этих приборов, а есть «спецы», которые вообще обходятся одной отверткой. Речь не об этом. Речь о том, что грамотный поиск дефекта основан на анализе информации. На измерениях, с коих, как известно, начинается наука.

Остальное оборудование носит в основном вспомогательный характер, хотя его наличие более чем желательно:

• Топливный манометр
• Установка для очистки форсунок,ультразвуковая с проверочным стендом (очень полезная вещь) или жидкостная
• Стенды для проверки свечей зажигания, модулей зажигания
• Качественный мультиметр, желательно специализированный, приспособленный для работы с двигателями
• Хороший набор инструмента, желательно фирменный
• Всевозможные пробники, хитрые приспособления, изготавливаемые мастером

И последнее, без чего не обходится диагностический участок, — это информация.

Ее мастер должен получать всеми доступными способами: Интернет, книги, публикации в автомобильных журналах.

Необходимо иметь постоянно обновляемые базы данных: Autodata, Mitchell и подобные.

Как делается диагностика двигателя?

Работа диагноста состоит из трех этапов: сбор диагностической информации, ее обработка, принятие решения.

Для сбора информации применяется все вышеперечисленное оборудование. Собственно процесс можно описать так.

1. Опрос клиента о сути проблемы. Когда, как, при каких обстоятельствах проявляется дефект. Часто «допрос с пристрастием» значительно облегчает дальнейший поиск.

2. Визуальный осмотр подкапотного пространства. Внимательно смотрим, нет ли видимых повреждений электропроводки, шлангов, высоковольтных проводов. Нет ли следов постороннего вмешательства, чаще всего со стороны установщиков ГБО и автосигнализаций. Типичные случаи — жгут, идущий к датчику синхронизации, после переборки двигателя оказывается лежащим на выпускном коллекторе, или оторваны провода от датчика скорости при замене сцепления. Вообще следам вмешательства надо уделять серьезное внимание. Полезно убедиться, что все шланги вентиляции картера, адсорбера и т.п. находятся на своих штатных местах, предохранители ЭСУД не перегорели, а в баке есть бензин. Очень желательно проверить состояние воздушного фильтра. Часто он бывает порван, и это приводит к выходу ДМРВ из строя. Только после всего этого можно приступать к работе с приборами.

3. Первым делом «узнаем врага в лицо» , то есть с помощью сканера разберемся, с каким типом ЭБУ и с какой системой (Россия-83, Евро-2, Евро-3 и т.п.) мы имеем дело. Вспомним особенности ее работы, ее состав, а также возможные «врожденные дефекты». Например, прошивки типа I27, блок Январь7 с антиджеркингом и т.п. Также на этом этапе необходимо замерить компрессию в цилиндрах, чтобы сразу определить, требуется или нет более глубокое вмешательство в двигатель. При низкой компрессии или ее большом разбросе по цилиндрам необходим визит к мотористу.

4. Визуально контролируем свечи. Количество нагара, его цвет, зазор, состояние электродов, наличие/отсутствие пробоя на изоляторе. К сожалению, в этой операции единственный помощник — опыт и интуиция.

5. Проверяем в статике показания датчиков и исполнительных механизмов при помощи сканера. Можно подвигать РХХ, включить вентилятор и бензонасос, сделать баланс форсунок.

6. Проводим диагностику системы питания по давлению топлива. Если претензий к насосу, регулятору давления, датчикам, ИМ, свечам и проводам в статике нет, заводим двигатель.

7. На работающем двигателе проверяем сканером те же самые параметры. Здесь тоже необходим опыт, в двух словах это процесс не описать. Внимательно слушаем двигатель на предмет посторонних шумов, стуков и гула.

8. Фиксируем показания газоанализатора.

9. При необходимости снимаем мотортестером осциллограммы высокого напряжения.

10. Если есть подозрение на неверную установку фаз ГРМ, выполняем мотортестером проверку давления в цилиндре.

11. А вот теперь самое интересное. Внимательно смотрим на полученные результаты, анализируем их и делаем выводы.

Иногда в сомнительных случаях есть смысл подменить неисправный элемент и снять показания повторно, либо совершить пробную поездку. Для этого на рабочем месте диагноста должен быть подменный фонд.

В любом случае нужно стремиться к такой степени мастерства, когда выявление дефекта происходит только с помощью приборов и почти со стопроцентной вероятностью. Такая способность очень пригодится при диагностике двигателей иномарок, которых на дорогах нашей страны с каждым годом становится все больше.