ЕЛЕКТРОННА ДІАГНОСТИКА АВТОМОБІЛЯ

Анотація

    Eлектронний посібник «Сучасна діагностика автомобіля» створений з метою надати майбутньому кваліфікованому робітнику з професії 7241 Майстер з діагностики та налагодження  електронного устаткування автомобільних засобів необхідні теоретичні та практичні навички з питань високоефективного керування технічним станом автомобільного транспорту при використанні найбільш прогресивних взаємопов’язаних між собою технологій і технічних засобів діагностування автомобілів.      Одержані знання та навички дозволять  у подальшому працювати в напрямку комп’ютерних технологій  транспортній галузі  України та закордоном або відкрити власний бізнес.

Читацька аудиторія

    Даний посібник розрахований передусім на здобувачів освіти з професії  7241 Майстер з діагностики та налагодження  електронного устаткування автомобільних засобів та  створений на допомогу викладачам спеціальних предметів автомобільного напряму та майстрам виробничого навчання.

    Рекомендовано  до використання  у закладі освіти на   засіданні методичної ради  Державного професійно-технічного навчального закладу «Білоцерківський професійний ліцей»,  протокол  № 4 від 23 травня 2022 року.

    Тема:  МД. 5.1.5.  Здійснення дефектування та діагностики деталей електричного та електронного обладнання автомобіля

 Засо­би навчання:  електронний підручник, інструктивні схеми, таблиці, графіки, відеолінки

   Охорона праці

Вивчаючи цю тему, варто пригадати вимоги охорони праці при діагностуванні автомобілів, адже автомобіль є джерелом шкідливих або небезпечних факторів для майстра з діагностики автомобільних  засобів під час проведення діагностичних робіт.

Опрацюйте таблиці,  назвіть  основні положення  охорони праці та засоби індивідуального захисту.

 

  

Перевір себе. Дивись с.  20

Електронні системи управління двигуном автомобіля

    Існує велика кількість систем керування двигуном. ЕСУД  — це електронна система управління двигуном або комп’ютер двигуна. Електронний блок управління зчитує дані з датчиків двигуна і передає сигнали на виконавчі системи, щоб двигун працював в оптимальному режимі і дотримував норми токсичності і споживання палива.

   Контролер — головний компонент електронної СУД. Він оцінює інформацію від датчиків про поточний режим роботи двигуна, виконує досить складні обчислення і керує виконавчими механізмами.

 Електронні системи управління сучасного автомобіля немислимі без датчиків. Автомобільні датчики оцінюють значення неелектричних параметрів і перетворюють їх в електричні сигнали. Як сигнал виступає опір, напруга, струм, частота та ін. Сигнали перетворюються в цифровий код і передаються в електронний блок управління, який відповідно до закладеної програми пускає в хід виконавчі механізми.

                   Електронні датчики двигуна

  Електронна система управління двигуном сучасного автомобіля здатна сприймати інформацію тільки у вигляді електричних сигналів, які відтворені значенням опору, напруги, частоти і т.п. Але параметри роботи двигуна носять чисто фізичні характеристики. Щоб повідомити їх блоку управління, необхідно перетворити фізичну величину в величину електричну, придатну для обробки в блоці управління відповідно до закладеної в нього програми.

 Отже, датчик – це елемент системи управління двигуном, завдання якого полягає в перетворенні фізичних величин, що характеризують роботу двигуна, в електричні величини, придатні для обробки електронним блоком управління.

        Датчик температури охолоджуючої рідини

У будь-якій системі управління двигуном обов’язково присутній датчик температури охолоджуючої рідини.

   

  Датчик температури охолоджуючої рідини служить для вимірювання температури в системі охолодження двигуна. Значення температури безпосередньо виміряне датчиком є одним із базових параметрів у визначенні оптимальних параметрів роботи двигуна. Вплив показів датчика темпераури охолоджуючої рідини на управління двигуном досить великий. Якщо покази різко відрізняються від номінальних значень, зафіксованих в пам’яті блоку управління двигуном, то двигун може глохнути або не запускатися зовсім.

Дізнайся більше тут  https://borisavtodiagnost.blogspot.com/2022/04/12-12042022-515.html

На яку відстань дозволяється використання автомобіля з непрацюючим датчиком охолоджуючої рідини?

  Датчик температури охолоджуючої рідини встановлюється безпосередньо на блок двигуна, або на патрубки системи охолодження відразу після виходу з двигуна.

  У різних варіантах систем керування двигуном застосовуються датчики з аналоговим вихідним сигналом. У цьому випадку залежно від температури охолоджуючої рідини змінюється електричний опір і, відповідно, напруга вихідного сигналу датчика. Існують різні конструкції датчиків температури охолоджуючої рідини, але кожен із них працює по принципу терморезистора з від’ємним температурним коефіцієнтом, тобто з підвищенням температури датчика його електричний опір зменшується.

  Схема вмикання датчика температури охолоджуючої рідини, де: 1-маса автомобіля, 2-сигнальний провід датчика, 3-датчик температури охолоджуючої рідини, 4-замок запалювання, 5-акумуляторна батарея, ECU-блок управління двигуном.

Дізнайся більше тут https://borisavtodiagnost.blogspot.com/2022/04/12-12042022-515.html

Як перевірити роботоздатність датчика за допомогою мультиметра?

  Діагностувати несправності датчика температури охолоджуючої рідини можна або за допомогою діагностичного сканера або за допомогою мотор-тестера Autoscope.  Аналізуючи форму осцилограми з датчика температури охолоджуючої рідини, можна виявити можливі неполадки в його роботі. Осцилограма справного датчика – неперервна лінія.

   Осцилограму наведено на рисунку нижче.

   

                                     Справний датчик

Дізнайся більше тут https://borisavtodiagnost.blogspot.com/2022/04/12-12042022-515.html

Сигнал з несправного датчика має візуальні відхилення та викривлення.

Оцилограму наведено на рисунку нижче.

   

                               Несправний датчик

Методика підключення мотор-тестера Autoscope, роботи з ним та дослідження осцилограми сигналу з датчиків температури охолоджуючої рідини докладно описано в статті на сайті https://injectorservice.com.ua/

Дізнайся більше тут https://borisavtodiagnost.blogspot.com/2022/04/12-12042022-515.html

                  Датчик концентрації кисню

   Датчик концентрації кисню, або як його ще називають лямбда-зонд, є одним із основних датчиків електронних систем керування двигуном автомобіля за його екологічними параметрами. Датчик концентрації кисню необхідний у системі для точного дозування палива.

   За сигналом датчика контролер визначає поточне співвідношення повітря-паливо і вносить відповідні корекції для оптимального режиму роботи двигуна, економії пального та зменшення шкідливих викидів з двигуна в атмосферу і є визначальним фактором для точного дозування палива.

Дізнайся більше тут https://borisavtodiagnost.blogspot.com/2022/04/12-12042022-515.html

 Датчик концентрації кисню встановлюється безпосередньо на випускному тракті двигуна, їх буває один або два, перед каталітичним нейтралізатором і після нього.  У різних варіантах систем керування двигуном застосовуються цирконієві датчики з цифровим вихідним сигналом. У цьому випадку залежно від кількості кисню у відпрацьованих газах змінюється форма та частота сигналу з датчика.

   

Схема вмикання датчика концентрації кисню, де: 1-датчик витрати повітря, 2 і 3-каталізатори, 4-паливні форсунки, 5 і 6-датчики концентрації кисню, 7-паливо, 8-повітря, 9-вихлопні гази, ECU-блок управління двигуном.

Дізнайся більше тут https://borisavtodiagnost.blogspot.com/2022/04/12-12042022-515.html

Дайте усні відповіді на запитання

1. Яку функцію виконує датчик концентрації кисню?
2. Де встановлений датчик концентрації кисню?
3. Яка інша назва цього датчика?
4. Куда надходить сигнал від цього датчика?

Перевір себе.

Довідка

  Лямбда-зонд, що встановлений у вихлопній системі автомобіля повинен визначати вміст кисню у вихлопі, що характеризує ефективність згоряння паливо-повітряної суміші у циліндрах двигуна. Сигнал з лямбда-зонда надходить до електронного блоку керування двигуном (англ. Engine Control Module, ECM або англ. engine control unit, ECU), котрий на цій основі регулює склад суміші. Умовою правильної роботи зонда є його розігрівання до відповідної температури.

  Блок керування двигуном з певною періодичністю (не менше 2-х разів на секунду на холостих обертах і частіше при зростанні частоти обертання двигуна та низки інших параметрів) знімає сигнал з лямбда-зонда та порівнює отримане значення із значенням, закладеним в пам’ять. Якщо поточне значення відрізняється від заданого (оптимального, відповідного обраному робочому режиму), то контролер видає команду на збільшення або зменшення тривалості упорскування палива форсунками, тобто здійснюється точне підналагодження режиму роботи двигуна під поточну ситуацію з досягненням максимальної економії палива та мінімізації шкідливих викидів.

Методика підключення мотор-тестера Autoscope IV, роботи з ним та дослідження осцилограми сигналу з датчиків концентрації кисню докладно описано на сайті https://injectorservice.com.ua/

 Діагностувати несправності датчика концентрації кисню можна або за допомогою діагностичного сканера або за допомогою мотор-тестера Autoscope IV. Аналізуючи форму осцилограми з лямбда-зонда, можна виявити можливі неполадки в його роботі. Осцилограма справного датчика та осцилограма несправного – наведено на відео нижче.

https://www.youtube.com/watch?v=nsAM-uc-kTA

   У якості наглядного прикладу перегляньте відеоматеріали з діагностування датчика температури на автомобілі Jeep у виконанні професійного діагноста Євгена, працівника автосервісу з міста Львова. У своєму відео він докладно показує технологію діагностування двигуна автомобіля загалом та діагностування датчика температури навколишнього повітря зокрема. Зверніть увагу на прийоми роботи та інструменти, що використовуються фахівцем.

https://www.youtube.com/watch?v=edjsw6MeeEg

    В іншому ролику Євген докладно показує свою роботу з діагностування двигуна автомобіля VW Passat, а саме з діагностування датчика концентрації кисню. Він використовує багато цікавого спеціального діагностичного обладнання та вимірювального інструменту.

https://www.youtube.com/watch?v=XRLPjYZ12yE

                                     Датчик витрати повітря

    Датчик витрати повітря служить для вимірювання кількості (об’єму або маси) споживаного двигуном повітря. Значення маси вхідного повітря, виміряне безпосередньо датчиком або розраховане блоком керування двигуном за його обсягом, є одним із базових параметрів у визначенні тривалості відкриття паливних форсунок. Датчик витрати повітря встановлюється після повітряного фільтра перед дросельною заслінкою. З боку вхідної частини корпусу датчика розташована сітка або ламінуючі соти, які вирівнюють потік повітря по всій площі повітроміра.

  У різних варіантах систем керування двигуном застосовуються датчики з аналоговим вихідним сигналом або з цифровим. У першому випадку залежно від витрати повітря змінюється напруга вихідного сигналу датчика, у другому випадку – частота або шпаруватість. Існують різні конструкції датчиків витрати повітря, але кожен із них можна віднести до одного з двох типів – датчики об’ємної витрати повітря і датчики масової витрати повітря.

                              Діагностика ДМВП

    Система самодіагностики блоку управління двигуном не здатна виявити зниження швидкості реакції ДМВП, внаслідок чого така несправність не може бути виявлена шляхом зчитування кодів помилок за допомогою сканера, а тільки шляхом проведення діагностики із застосуванням осцилографа.

  При діагностиці ДМВП за допомогою осцилографа швидкість реакції датчика може бути перевірена на режимі різкого перегазовування.

   При проведенні перевірки швидкості реакції ДМВП на режимі різкого перегазовування осцилограма вихідного сигналу датчика повинна бути записана.

Осцилограма вихідної напруги датчика масової витрати повітря BOSCH HFM5 при різкій перегазовці

                 Робота датчика масової витрати повітря

   Абсолютний тиск у впускному колекторі нижчий від атмосферного на 0,6~0,7 Бар. Внутрішній об’єм впускного колектора порівняно з робочим об’ємом двигуна, менший, але маса розрідженого повітря, що заповнює колектор під час роботи двигуна на холостих обертах без навантаження, незначна. При різкому відкритті дросельної заслінки повітря різко спрямовується через відкриту дросельну заслінку у впускний колектор і швидко заповнює об’єм колектора до тих пір, поки абсолютний тиск у ньому не досягне значення близького до атмосферного. Цей процес відбувається дуже швидко, внаслідок чого потік повітря через ДМВП у цей момент досягає значення  близького до витрати повітря при роботі двигуна на максимальному навантаженні. Після того, як абсолютний тиск у впускному колекторі досягає значення близького до атмосферного, потік повітря, що протікає через ДМВП, стає пропорційним обертам двигуна. Максимальне значення напруги вихідного сигналу ДМВП відразу після різкого відкриття дросельної заслінки має сягати значення близького до витрати повітря при роботі двигуна на максимальному навантаженні. Для ДМВП BOSCH HFM5 напруга вихідного сигналу має короткочасно зрости до вище 4 В.

Осцилограма вихідної напруги датчика масової витрати повітря BOSCH HFM5 при подачі напруги живлення

   При проведенні діагностики ДМВП необхідно перевіряти значення вихідного сигналу датчика на зупиненому двигуні й середнє значення сигналу при роботі двигуна на холостих обертах без навантаження. Для ДМВП BOSCH HFM5 нульовому потоку повітря відповідає значення вихідної напруги 1В ± 0,02В. Швидкість реакції ДМВП BOSCH HFM5 так само може бути оцінена по часу перехідного процесу вихідного сигналу при подачі живлення на датчик. Із ростом ступеня забруднення датчика час перехідного процесу вихідного сигналу різко збільшується.

Поміркуй:

який датчик витрати повітря кращий: датчик об’ємної витрати повітря чи датчик масової витрати повітря?

Перевір себе 

     Датчики масової витрати повітря кращі, оскільки вимірюють безпосередньо масову витрату повітря (ДМВП враховує температуру і тиск атмосферного повітря), за рахунок чого блок керування двигуном може більш точно розраховувати необхідну кількість палива, що упорскується. Їх конструкція не має рухомих механічних частин, вони мають велику швидкодію і точність. Крім того, значення вихідного сигналу ДМВП не залежить від температури повітря. Але через складну конструкцію датчиків масової витрати повітря, в ранніх системах керування двигунами застосовувалися в основному датчики об’ємної витрати повітря.

Датчик масової витрати повітря є датчиком термоанемометричного типу і видає на контролер частотно-імпульсний сигнал (2-10 кГц), що змінюється в прямій залежності від пройденої через нього кількості повітря. Чим більша кількість повітря пройдена через датчик, тим вищою є частота сигналу ДМВП. Відповідно, кількість пройденого через датчик повітря залежить від кутового положення дросельної заслінки і регулятора холостого ходу, через який подається повітря в обхід дросельної заслінки.

 Датчик положення дросельної заслінки (ДПДЗ) – пристрій, призначений для перетворення кутового положення дросельної заслінки в напругу постійного струму, є одним із датчиків електронних систем керування двигуном автомобіля з упорскуванням палива.

   Датчик положення дросельної заслінки необхідний у системі для точного дозування палива. За сигналом ДПДЗ контролер визначає поточне положення дросельної заслінки, за швидкістю зміни сигналу відслідковується динаміка натискання педалі акселератора, що, у свою чергу, є визначальним фактором для точного дозування палива. В режимі запуску двигуна контролер відстежує кут відхилення дросельної заслінки і, якщо заслінка відкрита більше ніж на 75 %, переходить на режим продувки двигуна. За сигналом ДПДЗ при крайньому положенні дросельної заслінки (<0,7 В), контролер починає керувати регулятором холостого ходу (РХХ) і, таким чином, здійснює додаткову подачу повітря в двигун в обхід закритої дросельної заслінки.

  Датчик положення дросельної заслінки є датчиком потенціометричного типу і включає в себе змінний і постійний резистори.

    ДПДЗ. Якщо система самодіагностики зафіксує помилки датчика положення дросельної заслінки, в RAM-буфер помилок будуть записані коди, а за умови наявності постійної помилки, загоряється лампа «CHECK ENGINE». Слід враховувати, що ці коди вказують лише на помилки кола датчика положення дросельної заслінки і далеко не завжди вказують на несправність самого датчика, а лише визначають напрямок пошуку несправності.

   При фіксації помилки ДПДЗ контролер переходить на управління упорскуванням з аварійної програми і розраховує поточне положення дросельної заслінки за датчиком положення колінчастого вала і датчиком масової витрати повітря.

  Для перевірки ДПДЗ необхідно:

– під’єднати тестер до колодки діагностичного роз’єму;

– провести калібрування датчика положення дросельної заслінки;

– встановити режим «Параметри»;

– при включеному запалюванні й непрацюючому двигуні сигнал ДПДЗ повинен становити        0-0,2 % при закритій заслінці і 100 % при повністю відкритій;

– плавне переміщення дросельної заслінки має викликати плавну зміну сигналу датчика.

    Датчик детонації – датчик, що використовується для контролю детонації при роботі бензинового двигуна внутрішнього згоряння. Він встановлюється на блоці циліндрів двигуна. Він є важливим компонентом системи керування двигуном, оскільки забезпечує реалізацію максимальної потужності та паливну економічність при роботі двигуна.

Завдання:

1. Назвіть  марки автомобілів, у яких встановлюється датчик детонації.

2. Чи встановлюється такий датчик на електромобілях? Чому?

Відповіді на завдання с.  2

Автомобіль є джерелом шкідливих або небезпечних факторів для майстра з діагностики під час проведення діагностичних робіт. А саме:

1. Всі технічні рідини, що є в автомобілі (пальне, моторна олива, антифриз, електроліт, гальмівна рідина, та ін. рідини) а також гази (холодоагенти для системи кондиціонування автомобіля та вихлопні гази). Тому при виконанні діагностичних робіт  необхідно мати спецодяг, індивідуальні засоби захисту, захисні окуляри.

2. Небезпеку складають обертові деталі двигуна автомобіля. Заборонено виконувати будь-які роботи на працюючому двигуні.

3.  Шкідливим фактором є висока температура. Роботи на двигуні потрібно виконувати після його охолодження і використовувати індивідуальні засоби захисту, спецодяг.

4. Небезпеку несе система запалювання бензинового двигуна автомобіля. Для захисту від ураження електричним струмом високої напруги слід бути обережним та використовувати засоби індивідуального захисту.

5.Система пасивної безпеки водія та пасажирів. Вона містить прилади з піротехнічними елементами. Необережне поводження з ними може призвести до випадкового травмування.

6. Небезпеку також складають підйомні роботи на автомобілях.

7.  Слюсарним або спеціальним інструментом потрібно користуватися за його прямим призначенням, бережно та акуратно

          ТВОРЧЕ  ЗАВДАННЯ

Розв’яжіть проблемну ситуацію.

До вашої СТО притягнули авто,яке погано заводиться.

На екрані горить значок –     

Господар автомобіля описує проблеми:

– двигун часто не заводиться;

– двигун часто «глухне» у процесі руху;

– потужність силового агрегату швидко падає;

– нестійка робота на холостих обертах (машина глухне);

– при навантаженні на двигун виникає детонація.

– ваш OBD сканер ELM-327  показав код помилки: Р0335

Опишіть ваші дії для визначення несправного вузла автомобіля і хід проведення ремонтних робіт.

            Закріплення вивченого матеріалу

1. Опишіть датчик, що використовується в роботі антиблокувальної системи (АБС) гальм автомобіля.

2. Знайдіть і надайте позначення кодів несправностей  антиблокувальної системи (АБС) гальм автомобіля.

3. Де іще на двигуні встановлюється датчик Холла?

4. Подайте цей матеріал у вигляді короткої презентації.

 Глосарій

1. OBD –  бортова діагностика

2. ECM  електронний блок керування двигуном (англ. Engine Control Module)

3. ECU  електронний блок керування двигуном (англ. Engine Control unit)

4.  Autoscope  – мотортестер українського виробництва, поширений в СТО України та ближнього зарубіжжя

5. CHECK ENGINE – перевір двигуна (стандартний сигнал на панелі приладів)

                 Використані джерела:

1. Стандарт професійної (професійно-технічної) освіти

СП(ПТ)О 7241. G.45.20-2017  (Майстер з діагностики та налагодження електронного устаткування автомобільних засобів);

2. М.Г. Левкович, П.В. Босюк, Тесля В.О.  Конспект лекцій з дисципліни«Комп’ютерна діагностика».- Тернопіль.-2016 р.;

3.https://borisavtodiagnost.blogspot.com/2022/04/12-12042022-515.html;

4. https://injectorservice.com.ua/;

5. https://www.youtube.com/watch?v=nsAM-uc-kTA;

6. https://www.youtube.com/watch?v=XRLPjYZ12yE;

7. https://www.youtube.com/watch?v=edjsw6MeeEg