Автомобильный осциллограф: понятие и принципы работы

Найти неисправность стало гораздо проще. Не надо разбирать и подкидывать каждую запчасть, что удешевляет поиск неисправности и экономит время. Автомобильный осциллограф применяется для диагностики двигателя, датчиков электронной системы управления, генератора, стартера, аккумулятора. Нужен при комплексной автомобильной диагностике, дополняет проверку сканером. Позволяет делать дефектовку мотора без вскрытия.

Осциллограф – это прибор, который снимает параметры времени и амплитуды электрического сигнала. При неисправностях автомобиля, также нужны эти характеристики. То есть как изменяется сигналы датчика, катушки, форсунки по времени.

Какой выбрать осциллограф для диагностики авто

Рассмотрим наиболее удобные и информативные приборы.

USB Autoscope Постоловского

На первом месте в рейтинге практиков стоит осциллограф Постоловского USB Autoscope IV. Имеет обширные диагностические функции.

Преимущества

• Профессиональные скрипты от Андрея Шульгина.
• Удобный интерфейс.
• Широкий диапазон измерения от 6 до 300 вольт.
• Обработка скриптов в автоматическом режиме.
• Информативный скрипт эффективности по цилиндрам CSS, показывающий работу форсунок, системы зажигания.
• Тест аккумулятора, генератора, стартера. Показывает неисправности в автоматическом режиме. Легкий процесс съема характеристик: достаточно иметь доступ к плюсовой или минусовой клеммам АКБ.
• Тест давления в цилиндре. Показывает метки системы газораспределения, правильно ли стоят фазы. Выявляет провернутый задающий диск.

Полная документация по работе с прибором. Подробно описаны скрипты, схемы подключения. Есть видео инструкция на сайте производителя. Отзывчивая поддержка.

Мотодок 3

Вторым в списке рейтинга осциллографов для диагностики автомобиля любой марки стоит Мотодок 3. Имеет схожие характеристики.

Преимущества и недостатки

• Скрипт Андрея Шульгина эффективности цилиндров. Есть некоторые недостатки по синхронизации с некоторыми автомобилями, имеющими слабый сигнал с датчика коленчатого вала. Но это сглаживается удобством и быстрой работой.
• Подключения на любое расстояние по кабелю RJ 45.
• Качество картинки при диагностике, что не маловажно при работе.
• Подробная документация на сайте производителя.

Для примера приведены только два осциллографа для диагностики авто. Существуют и другие приборы: отличаются ценой, производителем, но принцип измерения одинаков. Самое главное иметь опыт в чтении осциллограмм к каждой марке автомобиля.

Диагностика осциллографом автомобиля: как проводить

Пользоваться осциллографом не составляет особых трудностей у диагностов. Методика подробно описана в инструкциях к прибору. Главное знать места подключения к датчику положения коленчатого вала для проведения скрипта Шульгина по эффективности цилиндров. Для различных марок автомобилей ДПКВ может находится возле задающего диска или маховика.

Проверка датчиков осциллографом

Датчик положения коленчатого вала. Нужен для синхронизации искры и форсунок по такту сжатия. Сигнал имеет синусоидальную форму с разрывом. Форма сигнала с одинаковой амплитудой. Если есть отклонения, значит задающий диск имеет не равномерность вращения или люфт.

Исправный ДПКВ

1. Подключаем измерительный щуп к сигнальному проводу осциллографа.
2. Ставим диапазон измерения до 300-500 вольт.
3. Нажимаем кнопку пуск и снимаем сигнал.

Датчик положения распределительного вала. Имеет прямоугольную форму сигнала амплитудой 12,3 – 12,7 вольта. Полезно снимать одновременно сигналы ДПКВ и ДПРВ для определения фазы впрыска и смещения распределительных валов относительно друг друга. Но как правило этот параметр проверки ДВС есть на сканере.

Нижний фронт сигнала ДПРВ совпадает с разрывом зубьев на задающем диске, что говорит о правильной фазе впрыска.

Датчик массового расхода воздуха применяется на бензиновых двигателях для измерения объема прошедшего воздуха. Основной параметр для диагностики — это его АЦП равное 0,996 вольт при включенном зажигании. При углубленной диагностике ДМРВ, нужно померить время релаксации – период, за который, датчик выходит в нулевое положение.

Исправный ДМРВ. Нулевое напряжения равно 0,996 вольт и скорость выхода на рабочий диапазон 0,5 мс.

Ниже представлена осциллограмма неисправного ДМРВ. Время перехода 20 мс, а напряжение при нулевом объеме воздуха 1,130 вольт. Авто с таким датчиком будет расходовать много топлива и терять мощность.

Неисправный дмрв

Немаловажно проверить пик выхода датчика на максимальный уровень напряжения. Для этого нужно снять сигнал с ДМРВ на заведенном ДВС, при резко нажатой педали газа. Чем больше показания к 5 вольтам, тем датчик имеет большую отдачу и авто будет эластичнее.

Сигнал напряжения ДМРВ под нагрузкой

Работа с автомобильным осциллографом не страшна для начинающих диагностов. Нужно тщательно изучить инструкцию по работе с прибором и применять на практике. Чем больше опыт подключения к конкретной марке, тем быстрее и точнее поиск неисправностей.

Датчик положения дроссельной заслонки. Проверить легче всего сканером. Но при плавающей неисправности, когда автомобиль едет рывками, нужно проверить сигнал осциллографом. Подключаем сигнальный провод щупа к выходу ДПДЗ и снимаем сигнал открывая дроссель. Не должно быть резких скачков.

Исправный датчик положения дроссельной заслонки Неисправный датчик положения дроссельной заслонки

Проверка массы двигателя осциллографом

Плохую массу двигателя можно проверить измерительным щупом осциллографа. Минус щупа соединяется с минусовой клеммой АКБ, а сигнальный с двигателем или кузовом. Значительные помехи говорят о плохой массе.

Хорошая масса

Диагностика катушек зажигания с помощью осциллографа

Проверка системы зажигания возможна только по анализу сигнала вторичной или первичной цепи. Самодиагностика двигателя автомобиля способна только косвенно определить дефекты в высоковольтной части. Может выдать ошибку по пропускам зажигания. Коды неисправностей пропусков дают общую картину работы цилиндра. Они могут возникнуть как от неисправной катушки, свечи, высоковольтного провода, форсунки, низкой компрессии, подсоса воздуха. Для точного определения неисправной катушки зажигания нужна проверка осциллографом.

Ниже приведен пример типичного сигнала высоковольтного пробоя, по которому можно судить о работоспособности всей высоковольтной системы автомобиля. Любой дефектный элемент: катушка, провод, свеча проявится на этой осциллограмме.

Типичные неисправности системы зажигания

Проверка индивидуальных катушек зажигания

Для диагностики индивидуальных катушек зажигания очень удобно использовать осциллограф АВТОАС-ЭКСПРЕСС М. Удобство заключается в его компактности и легкости подключения. Достаточно загрузить программу и приложить индуктивный или емкостной датчик прибора к самой катушке. Получаем осциллограмму как показано выше.

Диагностика топливной форсунки осциллографом

Форсунка бензинового двигателя состоит из запорного клапана, электромагнитный катушки. Соответственно движение этого клапана возможно проверить осциллографом.

Исправная форсунка Неисправная форсунка

Диагностика форсунок с помощью осциллографа требуется в случае тщательного поиска неисправности. В большинстве случаев достаточно сделать тест Андрея Шульгина на эффективность работы цилиндров.

Проверка датчика кислорода с применением осциллографа

Лямбда зонд служит для точного дозирования топливо – воздушной смеси и снижения уровня токсичности отработавших газов. Работает по принципу гальванического элемента. Вырабатывает напряжение в зависимости от присутствия свободного кислорода во внутренней и внешней ячейке датчика. Напряжение варьируется от 0,1 – 0,9 вольт, что соответствует бедной и богатой смеси.

Проверить работу датчика можно

Первый вариант быстрый и достаточный для оценки общей работы. Второй же вариант диагностики датчика кислорода более точный и позволяет оценить скорость сработки лямбда зонда в режиме обратной связи.

Неисправный датчик кислорода. Скорость реакции медленная Датчик кислорода полностью неисправен

Скрипт CSS Андрея Шульгина

Вот мы и добрались до самой сути диагностики автомобильных двигателей. Для диагностов любой марки это самый информативный скрипт. Он показывает работу форсунок, искры и компрессии за одну проверку. Для проведения этого теста достаточно снять сигнал с датчика положения коленвала и синхронизацию с искры первого цилиндра. Сложность может заключаться в подключении к ДПКВ некоторых марок, но это сглаживается информацией, которую дает скрипт.

Порядок записи сигнала применительно к осциллографу USB Autoscope:

1. Подключиться параллельно сигнальным щупом осциллографа к выходу ДПКВ
2. Если установлена система зажигания DIS поставить щуп синхронизации на первый цилиндр, индивидуальная катушка — воспользоваться индуктивным датчиком.
3. Запустить двигатель и дать работать на холостом ходу.
4. Активировать скрипт CSS
5. Через 5-10 секунд плавно поднять обороты до 3000 и опустить.
6. Спустя 5-10 секунд резко поднять обороты и выключить искру оставив педаль газа полностью нажатой.
7. Остановить скрипт.

Анализ теста Андрея Шульгина

1. Нажать кнопку «Выполнить скрипт»
2. Задать входную информацию для анализа: количество и порядок работы цилиндров, угол опережения зажигания с погрешностью ±10°.
3. Анализируем полученную картинку.

График скрипта CSS

• Холостой ход — снижена эффективность 3 цилиндра.8.
• Низкая компрессия в 3 цилиндре.

Таким образом, за 5 минут можно найти причину «троящего» двигателя, не откручивая свечи и не замеряя компрессию.

Порядок проведения теста эффективности на осциллографе Мотодок 3

Порядок снятия скрипта аналогичный USB Autoscope:

Анализ осциллограммы давления в цилиндре

Для снятия характеристики газодинамических процессов в цилиндре в комплекте с Мотортестером прилагается датчик давления на 16 атм. Двигатель должен быть прогрет до температуры 80-90 °C

Порядок проведения теста:

1. Датчик давления вкрутить вместо свечи. Высоковольтный провод проверяемого цилиндра соединить с разрядником и подключить к нему датчик синхронизации первого цилиндра.
2. Выключить форсунку в проверяемом цилиндре.
3. Запустить прибор.
4. Завезти двигатель и дать работать на холостых оборотах.
5. Получить осциллограмму давления синхронизированную по ВМТ 0°C, как показано ниже.

Выпускной клапан открывается на 160° — метка смещена

Важно проанализировать две точки на осциллограмме:

1. Момент открытия выпускного клапана. На моторах без фазовращателей значение 140-145°, с фазовращателями порядка 160°.
2. Момент перекрытия, когда выпускной и впускной клапана открыты одновременно. Должен быть 360-360°.

При отклонениях от этих значений, можно говорить о смещении фаз газораспределения.

Все вышеприведенные методы работы с мотор тестером можно делать в различной последовательности. Все зависит от конкретного случая. Где-то достаточно провести тест Шульгина или снять характеристику давления в цилиндре. Главное найти неисправность меньшими потерями для владельца автомобиля.

Как пользоваться осциллографом при диагностике автомобиля

ЧАСТЬ I. ДАТЧИКИ ИНЖЕКТОРНЫХ И КАРБЮРАТОРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

ДПДЗ (Датчик Положения Дроссельной Заслонки)

Датчик положения дроссельной заслонки(ДПДЗ) в СУД служит для определения степени и скорости открытия дроссельной заслонки. Выходное напряжение ДПДЗ изменяется в зависимости от нажатия педали акселератора и равно 0 , 3 – 4 , 8 В. В состоянии покоя это напряжение составляет 0 , 3 – 0 , 6 В, это соответствует 0 % открытия дроссельной заслонки.

Эталон. Датчик ОК

Неисправные датчики. Осциллограммы открытия дросселя

Открытие неисправного датчика

Осциллограммы закрытия неисправного датчика

Состояние покоя неисправного датчика

ДПКВ (Датчик Положения Коленчатого Вала)

ДПКВ в ЭСУД служит для определения положения и частоты вращения коленвала для осуществления общей синхронизации системы впрыска. Шкив коленвала имеет 58 зубцов. Точкой отсчета являются два пропущенных зубца на шкиве коленвала. На осциллограмме это место выглядит как резкий скачок напряжения вниз, а потом вверх. При исправном ДПКВ его минимальное напряжение должно быть не менее 6 В, максимальное достигает до 250 В.

Эталон Межвитковое замыкание Межвитковое замыкание
Низкий сигнал Биение шкива КВ

ДМРВ (Датчик Массового Расхода Воздуха, MAF-Sensor)

ДМРВ является датчиком термоанемометрического типа. Устанавливается между воздушным фильтром и дроссельным патрубком. Сигнал ДМРВ представляет собой напряжение постоянного тока, изменяющееся в диапазоне от 1 до 5 В, величина которого зависит от количества воздуха, проходящего через датчик.

Эталон. ОК	Полуживой датчик	Неисправный датчик

ДК (Датчик Кислорода, он же Lambda Zond)

Датчик кислорода служит для правильного определения соотношения воздух-топливо поступающего в цилиндры. В зависимости от напряжения кислородного датчика, ЭБУ корректирует параметры топливо-воздушной смеси по заложенной в нем программе управления. Если ЭБУ определяет топливо – воздушную смесь(ТВС) как бедную, что соответствует низкому выходному напряжению, то он увеличивает время открытого состояния форсунок, если ТВС богатая – высокое выходное напряжение – уменьшает время. При исправном датчике кислорода и СУД диапазон выходного напряжения равен 0 , 05 – 0 , 9 В.

Отравленный датчик Обедненная смесь Богатая смесь Бедная смесь

ДФ (Датчик ФАЗ)

Датчик фаз устанавливается на двигателе ВАЗ- 2112 в верхней части головки блока цилиндров за шкивом впускного распредвала. На двигателях 2111 (Евро‑ 2 ) на заглушке справой стороны. В основу работы датчика заложен эффект Холла. На шкиве впускного распредвала расположен задающий диск с прорезью. Прохождение прорези через зону действия датчика фаз соответствует открытию впускного клапана первого цилиндра. Контроллер посылает на датчик фаз опорное напряжение 12 В. Напряжение на выходе датчика фаз циклически меняется от значения близкого к 0 (при прохождении прорези задающего диска впускного распредвала через датчик) до напряжения близкого напряжению АКБ (при прохождении через датчик кромки задающего диска). Таким образом при работе двигателя датчик фаз выдает на контроллер импульсный сигнал синхронизирующий впрыск топлива с открытием впускных клапанов. Сигналы у двигателя 2112 и 2111 (Евро‑ 2 ) совершенно одинаковые.

ДД (Датчик Детонации, Knock Sensor)

Широкополосный датчик детонации пьезокерамического типа устанавливается на блоке двигателя. Во время работы двигателя датчик генерирует сигнал напряжения переменного тока с частотой и амплитудой зависящей от частоты и амплитуды вибрации той части двигателя, на которой установлен датчик. При возникновении детонации амплитуда вибраций определенной частоты повышается, что приводит к увеличению амплитуды выходного сигнала ДД. Контроллер считывает этот сигнал (только в определенных положениях КВ, т.н «окно обнаружения детонациии»), фильтрует, усредняет и на основе полученных данных и корректирует угол опережения зажигания для гашения детонации.

Сигнал ЭБУ МП‑ 7 . 0

Сигнал ЭБУ Январь 5 . 1	Резонансный датчик. Холостой Ход	Резонансный датчик Холостой Ход. Развернутый сигнал	Резонансный датчик. Перегазовка. Развернутый сигнал

ДТОЖ (Датчик температуры охлаждающей жидкости)

Датчик температуры в СУД служит для определения температурного состояния двигателя. По его сигналу ЭБУ при запуске выставляет необходимое количество шагов РХХ, регулирует топливоподачу. Внутри датчика находится термистором с «отрицательным температурным коэффициентом» – при нагреве его сопротивление уменьшается. Высокая температура охлаждающей жидкости вызывает низкое сопротивление ( 70 Ом + 2 % при 130 °С), а низкая температура дает высокое сопротивление ( 100700 Ом ± 2 % при ‑ 40 °С). Контроллер подает на датчик температуры охлаждающей жидкости напряжение 5 В через резистор с постоянным сопротивлением, находящимся внутри контроллера. Температуру охлаждающей жидкости контроллер рассчитывает по падению напряжения на датчике, имеющем переменное сопротивление. Падение напряжения большое на холодном двигателе, и низкое – на прогретом. Соответственно, на холодном двигателе напряжение на датчике выше, на горячем – ниже. Это хорошо видно по осциллограммам.

ДС (Датчик скорости, Speed Sensor)

Датчик скорости служит для получении информации о скорости движения автомобиля для приборной панели и СУД, в которой используется для определения режимов движения автомобиля – ХХ и ПХХ.

В основе его работы заложен эффект Холла. Сигнал, получаемый ЭБУ с датчика скорости, импульсный и зависит от скорости движения автомобил я.

Датчик Холла

Датчик Холла в распределителе зажигания служит для своевременной подачи управляющих импульсов в коммутатор. С выхода датчика снимается напряжение, если в его зазоре находится стальной экран. Если экрана в зазоре нет, то напряжение на выходе датчика близко к нулю.