Автомобиль

Диагностирование электрооборудования  автомобилей

А.Г. Сергеев, В.Е. Ютт

Перспективы диагностирования электронных приборов

Фактором, стимулирующим развитие автомобильной электроники на ближайшее время, является совместное влияние законодательных требований экономии топлива и снижения содержания вредных примесей в отработавших газах. Кроме того, потребители выдвигают требования улучшения динамических характеристик автомобилей. Предвидится появление новых, более сложных видов сигнализации, предупреждающей об износе тормозных накладок, падении давления в шинах и уровня жидкости в различных системах автомобиля, более надежных систем, влияющих на снижение расхода топлива и токсичность отработавших газов.

Наряду с совершенствованием традиционных устройств ДВС все более важное значение приобретают работы по  созданию электронных  систем автоматического управления работой ДВС на базе ЭВМ.

В настоящее время на отечественных автомобилях уже внедрены или внедряются: интегральный регулятор напряжения, реле блокировки стартера (РБС), система нейтрализации отработавших газов (СНОГ), система управления экономайзером принудительного холостого хода карбюратора (СУ ЭПХХ), антиблокировочные устройства в тормозных системах (АБС), системы электронного впрыска топлива и ряд других электронных систем автоматического   управления   (ЭСАУ).

Усложнение схемного построения в современных ЭСАУ вместе с увеличением количества элементов в отдельных приборах порождает значительные трудности для обеспечения необходимой эксплуатационной надежности. Следует учесть, что электронное оборудование, установленное на автомобиле, работает в весьма неблагоприятных условиях: изменение температуры в значительных пределах (от —40 до +150 °С) часто при высокой влажности; при работе возникают значительные вибрационные нагрузки, возможно возникновение кратковременных импульсов перенапряжения в сети; значительное колебание напряжения питания.

Для диагностирования изделий ЭСАУ важным моментом является проверка работоспособности, так как в случае отклонения основных параметров от допустимых пределов (допуски во многих случаях являются очень жесткими) теряются все потенциальные возможности ЭСАУ. В настоящее время классификацию средств ЭСАУ, как объекта технического диагностирования, целесообразно производить по количеству выполняемых функций, количеству входных сигналов,   наличию  микроЭВМ.

Исходя из этих критериев ЭСАУ можно разбить на , три класса. Первый—это ЭСАУ, которые получают на вход один сигнал (например, пропорциональный частоте вращения коленчатого вала двигателя) и управляют одним исполнительным органом (например, электромагнитным клапаном). К этому классу можно отнести РБС и СУ ЭПХХ на легковых   автомобилях.

Ко второму классу целесообразно отнести ЭСАУ, которые для функционирования используют сигналы нескольких датчиков и управляют двумя и более исполнительными устройствами.

К таким ЭСАУ можно отнести систему электронного впрыска топлива, электронную систему зажигания и антиблокировочную   систему   тормозов.

К третьему классу следует отнести ЭСАУ, алгоритм функционирования которых реализуется микроЭВМ. Это комплексные системы управления двигателем, комплексная  система  безопасности движения  и  т.  д.

Указанная классификация предопределяет дифференцированный подход к вопросу диагностирования различных   классов:

устройства для диагностирования ЭСАУ первого класса должны обеспечивать проверку как работоспособности системы, так и осуществлять локализацию дефектов до съемного в условиях эксплуатации блока или устройства;

диагностирование ЭСАУ второго класса целесообразно производить как встроенными, так и внешними средствами;

проверку работоспособности ЭСАУ третьего класса целесообразно осуществлять встроенными, а локализацию дефектов производить внешними средствами технического диагностирования.

Определение работоспособности начинается с подачи на вход объекта диагностирования стимулирующего сигнала от специального генератора. Электрические стимулирующие сигналы составляют свыше 90 % всех видов сигналов. Остальные — неэлектрические (разрежение, давление, температура и пр.). Стимулирующие сигналы характеризуются формой, амплитудой и длительностью импульсов, их номинальными значениями и требуемой точностью

Прибор контроля технического состояния РБС грузового автомобиля (мод. Э239, рис. 2.19) предназначен для проверки технического состояния реле блокировки стартера, установленного  на  автомобилях КамАЗ.

Питание прибора осуществляется от бортовой сети автомобиля с пределами изменения напряжения 21,6...30 В по   ГОСТ   3940-84.

Проверке подлежат следующие параметры: частота сигнала на выходе РБС, при которой РБС отключает дополнительное реле включения стартера; допустимое падение напряжения на выходном транзисторе РБС; функционирование РБС при повторном включении стартера. В корпусе прибора для контроля технического состояния РБС размещены генератор и плата контроля. На передней панели прибора (рис. 2.19, а) расположены: сигнальная лампа, с помощью которой определяется состояние РБС; ручки переключателя частоты; тумблер выключения генератора; переключатель напряжения; кнопка «Проверка»; выключатель приборов и стартера.

Для подготовки к работе необходимо выключатель приборов и стартера в автомобиле поставить в положение «Выключено», отключить РБС от бортовой сети автомобиля, отсоединив разъем, и подключить колодку прибора с внутренними штекерами к разъему РБС, а с наружными штекерами — к разъему бортовой сети.

При диагностировании РБС на его вход подаются сигналы, имитирующие работу замка зажигания и импульсы тахогенератора. Частота тахогенератора выставляется с учетом температуры  окружающей  среды.

Контроль функционирования РБС производится по напряжению на его выходном транзисторе при подключенном эквиваленте сопротивления обмотки промежуточного реле включения стартера. Проверка выключения дополнительного реле стартера производится путем поочередной подачи на вход РБС верхней и нижней границ частоты выключения дополнительного реле стартера, а также частоты выключения реле стартера, зависящей от температуры  окружающей  среды.

На рис. 2.19, б приведена блок-схема устройству. Генератор I формирует импульсы постоянной частоты /о, которая делится в блоке 2 согласно выбранному коэффициенту   деления   п.

Последний выбирается с учетом срабатывания РБС и задается переключателем на панели. Наличие срабатывания РБС фиксируется индикатором 3. Время проверки РБС составляет  3...4  мин.

Прибор контроля технического состояния системы управления ЭПХХ (ЭПХХ-К, рис. 2.20) предназначен для проверки технического состояния системы управления ЭПХХ, установленной на автомобилях ЗАЗ, АЗЛК, УАЗ, ВАЗ.

Питание прибора осуществляется от бортовой сети автомобиля с пределами изменения напряжения 10, 8. ..15 В по ГОСТ 3940-84. Максимальная мощность, потребляемая прибором от бортовой сети автомобиля, не превышает 10 В-А. Габаритные размеры 190x120x230 мм. Проверке подлежат следующие параметры: границы частот включения и выключения электромагнитного клапана; падение напряжения на переходном сопротивлении контактов микро-выключателя; падение напряжения на выходном транзисторе блока управления (БУ) ЭПХХ; усилие разъединения штекерных  соединений.

С помощью ЭПХХ-К можно проверить цепь питания электромагнитного клапана на обрыв, герметичность его седел и корпуса и герметичность пневмоклапана карбюратора.

Комплект состоит из прибора контроля БУ ЭПХХ прибора контроля на герметичность клапанов карбюратор, и устройства для проверки усилия штекерных соединений.

В корпусе прибора контроля Б У ЭПХХ (рис. 2.20, а) размещены две печатные платы. На передней панели прибора расположены: сигнальная лампа; тумблер переключения нагрузки БУ ЭПХХ; переключатель модели диагностируемого автомобиля; переключатель режимов работы. На заднюю стенку выведен кабель подключения к бортовой сети   автомобиля   и  к  БУ ЭПХХ.

Прибор контроля на герметичность включает в себя насос и указатель разрежения, а устройство для проверки усилия штекерных соединений —весовое устройство штекера.

При диагностировании БУ ЭПХХ, который предназначен для регулирования момента включения и выключения электромагнитного клапана ЭПХХ, на его вход подаются сигналы, имитирующие импульсы прерывателя. Включение и отключение электромагнитного клапана осуществляются при поступлении частоты импульсов заданного диапазона. Контроль работоспособности БУ ЭПХХ включает в себя, таким образом, проверку правильности регулирования моментами включения и отключения электромагнитного клапана при подаче на вход частоты импульсов заданного диапазона. Срабатывание электромагнитного клапана фиксируется по напряжению на открытом коллекторе при подключенном электромагнитном клапане или его эквиваленте.

Частота /0 кварцевого генератора 1 (рис. 2.20, б) делится в блоке 2 на число п, соответствующее типу диагностируемого автомобиля, которое выбирается с помощью переключателя на панели прибора и через коммутатор 5 поступает в БУ ЭПХХ. Сигнал срабатывания электромагнитного клапана фиксируется компаратором 4, подключенным к выходному транзистору БУ. Одновременно в блоке 3 формируются импульсы напряжения срабатывания электромагнитного клапана, поступающие на вход электромагнита. Время проверки с помощью прибора составляет 7...10 мин.

Прибор контроля (КН-К) системы нейтрализации отработавших газов (мод. Э311, рис, 2.21) предназначен для проверки технического состояния системы нейтрализации отработавших газов (СНОГ), установленной на автомобиле или автопогрузчике. Питание прибора осуществляется от бортовой сети автомобиля с пределом изменения напряжения 10,8. ..15 В по ГОСТ 3940—84. Максимальная мощность, потребляемая прибором от бортовой сети автомобиля, не превышает 10 Вт. Габаритные размеры 100х120х X 230 мм. Прибор обеспечивает: контроль границ областей напряжения термопары, соответствующих включению и миганию сигнальной лампы; проверку термопары на наличие короткого замыкания на корпусе, утечки, обрывы изоляции; проверку работоспособности электромагнитного клапана; проверку сигнальной лампы; проверку датчика разрежения. В корпусе прибора контроля КН-К находится печатная плата. Задняя стенка корпуса закреплена на шарнирах и откидывается вверх, открывая отсек, в котором при транспортировке укладывается кабель. Кабель имеет разъемы для подключения к бортовой сети автомобиля и к электронному   блоку СНОГ.

Для проверки датчика разрежения служит блок проверки с вакуумметром, гильзой вакуумного насоса и штуцером для установки проверяемого датчика. СНОГ предназначена для снижения содержания окиси углерода и углеводов в отработавших газах бензинового двигателя. Нейтрализация основана на доокислении продуктов неполного сгорания топлива кислородом воздуха в присутствии катализатора.

Схема контроля и автоматического управления (СКАУ) обеспечивает визуальный контроль за работой нейтрализатора и автоматически предотвращает его перегрев на переобогащенных составах смеси. При визуальном контроле следует иметь в виду, что сигнальная лампочка горит непрерывным светом при температуре в реакторе нейтрализатора до 300 °С, не горит в диапазоне 300...850 °С и мигает при температуре выше  850 °С.

Автоматическое управление работой системы осуществляется в диапазоне температур 800...850 "С. По сигналу термоэлектрического датчика прекращается подача дополнительного воздуха в нейтрализатор. Управление системой СНОГ производится электронным блоком, входным сигналом которого является напряжение от термопары и датчика разрежения, выходным — сигнал управления электромагнитным клапаном и лампой (в кабине водителя автомобиля).

Для проверки системы СМОГ прибор КН-К подключается последовательно (с помощью разъемов) к электронному блоку. Для проверки последнего на его вход подаются контрольные напряжения, соответствующие границам областей включения, выключения и мигания сигнальной лампы, а также включения и выключения электромагнитного  клапана.

Контроль функционирования электронного блока по управлению электромагнитным клапаном производится при подключении эквивалентного реле, контакты которого (при срабатывании) включают индикаторную лампу. Проверка термопары на наличие обрыва изоляции, короткого замыкания на корпус осуществляется с помощью порогового устройства, срабатывание которого происходит при достижении заданного уровня напряжения.