Лабораторная работа № 1

Диагностика систем двигателя автомобиля с использованием мтортестера

1 Цель работы

Освоить методику и приобрести навыки технической диагностики двигателя автомобиля (далее – двигателя) с использованием мотортестера.

2 Задание

2.1 Ознакомиться с назначением мотортестеров.

2.2 Изучить устройство и работу мотортестера М3-2.

2.3 Составить отчет о выполненной работе.

2.4 Подготовить ответы на контрольные вопросы.

3 Оборудование, приборы и инструменты

3.1 Мотортестер М3-2.

4 Общие сведения

4.1 Краткое описание мотортестеров

Существует целый ряд небольших приборов, предназначенных для диагностики двигателей (стробоскопы, автомобильные тестеры и мультиметры). Все эти приборы достаточно удобны в работе, но имеют общий недостаток – измеряют только один, в лучшем случае, несколько параметров, предоставляя специалисту слабую возможность на основе этих данных делать дальнейший анализ результатов. Такая особенность рассмотренных приборов не позволяет увеличить производительность станций технического обслуживания (СТО) – слишком велики затраты времени на каждый автомобиль. Решают проблему универсальные устройства, получившие название Еngine Аnаlуzеr или более привычное в нашей стране – «мотортестер».

Самые большие возможности для диагностирования сегодня имеют мотортестеры высшего уровня сложности. Соответственно, цена прибора колеблется в пределах 25 ... 50 тыс. долларов. А его производством заняты такие крупнейшие фирмы, как американские Аutomоfive Diagnostic (торговые марки Веаr и Аllen) и Sun Еlektric, а также европейская Robert Bosch. Разумеется, эти приборы являются универсальными настолько, насколько это вообще возможно, – они позволяют тестировать двигатели самых различных марок и моделей автомобилей, хотя мотортестеры фирмы Bosch имеют более выраженный европейский акцент. Существуют также узкоспециализированные приборы, предназначенные для диагностирования автомобилей только одного конкретного производителя.

Основой мотортестеров высшего уровня сложности являются современные компьютеры. Американские производители решают этот вопрос традиционно – используют IВМ-совместимые процессоры, работающие в операционной среде Windows. В то же время Bosch использует процессор Моtоrоlа и известную только специалистам операцио­н­ную систему 0S-9. В какой-то мере это является недостатком немецких приборов.

В состав мотортестеров входят специальные датчики и пробники, подключаемые к поворотной консоли (отсюда эти мотортестеры иногда называют консольными). С помощью датчиков и пробников осуществляется измерение различных параметров двигателя. Так, при проверках систем зажигания фиксируются не только картины протекания тока в первичной цепи и угол опережения зажигания, но и напряжения на клеммах катушки зажигания, величина тока и напряжение разрыва, напряжение пробоя искрового промежутка свечи, напряжение дуги, длительность искрового разрыва. Американские приборы могут измерить также и такие параметры как число колебаний тока в катушке зажигания после окончания искрового разряда, падение напряжения на так называемых паразитных зазорах (например, между бегунком и контактами на крышке распределителя зажигания).

Для измерения параметров систем зажигания используются емкостные, индуктивные датчики и кабели специальной конфигурации. Обилие различных типов систем зажигания, устанавливаемых на современных и более старых автомобилях, требует также оснащения мотортестеров массой дополнительных, причем весьма дорогостоящих, адаптеров для их подключения.

Кроме системы зажигания мотортестер измеряет параметры систем пуска и электроснабжения, разрежение во впускном коллекторе, частоту вращения, состав выхлопных газов. Не является проблемой и информация непосредственно от компьютера управления двигателем – ее тоже можно получить, подключившись к диагностическому разъему автомобиля. В данном случае мотортестер будет выполнять роль сканера.

Вся информация, собираемая и обрабатываемая мотортестером, выводится на дисплей монитора в удобной для анализа форме. Это могут быть как цифровые, так и аналоговые сигналы, включая реальные формы напряжений в цепях системы зажигания, сигналов датчиков и исполнительных механизмов.

Мотортестеры высшей группы сложности снабжаются программным обес­­печением, облегчающим как тестирование двигателя, так и анализ полученных результатов. Например, возможно тестирование не только в ручном (по команде оператора), но и в автоматическом режиме. При этом проводится серия последовательных измерений различных параметров во время прокрутки двигателя стартером, на холостом ходу, на повышенной частоте вращения, при ускорении и т. д. Полученные значения параметров сравниваются с эталонными для данного двигателя, которые хранятся на жестком диске системного блока мотортестера. Если какой-либо параметр вышел за допустимые пределы, то информация об этом появится на дисплее. Далее можно воспользоваться специальной экспертной программой, которая выведет на дисплей список возможных причин неисправностей. Именно наличие банка эталонных параметров и программы автоматического тестирования отличает мотортестер высшей группы сложности от его не менее современных, но гораздо более дешевых собратьев.

Как правило, программное обеспечение мотортестеров позволяет с достаточно высокой вероятностью указать на такие неисправности, которые позволяют компьютеру принять достаточно определенное решение. Если же неисправность сложная, носит комплексный характер или вообще не проявляется при стандартном тестировании двигателя, то программа не сможет дать однозначного ответа. В этом случае нестандартное мышление и интуиция человека приобретают решающую роль. Именно поэтому все мотортестеры имеют возможность работать в «ручном» режиме, а наиболее важной и часто используемой профессионалами функцией прибора остается вывод на дисплей реальных электрических сигналов от компонентов системы управления двигателем. Это оз­на­чает, что опыт и квалификация специалиста-диагноста остается важным условием объективной технической диагностики двигателя.

4.2 Назначение мотортестера М3-2

Мотортестер предназначен для измерения параметров и проверки технического состояния 2, 3, 4, 5, 6, 8 – цилиндровых четырехтактных двигателей внутреннего сгорания в рабочих условиях применения, которые характеризуются следующими факторами:

– температура окружающего воздуха – (5 ... 40) ^оС;

– относительная влажность воздуха при температуре 25 ^оС – 90 %;

– атмосферное давление, кПа (мм. рт. ст.) – 84 ... 106,7 (630 ... 800);

– напряжение питающей сети переменного тока при частоте 50 Гц – ( 220 + 22) В.

4.3 Основные технические данные и характеристики мотортестера

Основные технические данные и характеристики представлены в таблице 1.

Таблица 1

Основные технические данные и характеристики мотортестера м3-2

Наименование параметра, характеристики	Значение характе-ристики, диапазон измерения параметра	Предел допускаемой основной абсолютной погрешности измерений	Цена единицы наимень-шего разряда показания
1	2	3	4
Питание от сети переменного тока: напряжение, В частота, Гц	220 + 22 50 + 1
Мощность, потребляемая от сети, В.А	Не более 20
Время установления рабочего режима, мин	Не более 5
Время установления показаний, мин	Не более 1
Средняя наработка на отказ (То), ч	Не менее 3000
Масса мотортестера, кг	Не более 8,5
Габаритные размеры мотортестера, мм	350×200 ×450
Класс защиты от поражения электрическим током по ГОСТ 26104-89	I
Контролируемые параметры бензинового и дизельного двигателей
Частота вращения коленчатого вала, об/мин	100 ... 5000	+ 10	1
Неравномерность частоты вращения коленчатого вала, об/мин	–	+ 10	1
Напряжение постоянного электрического тока на клеммах аккумуляторной батареи (Uаб, эдс, Uзар), В	0 ... 40,0	+ 0,2	0,1
Эффективная мощность двигателя, кВт (л.с.)	0 ... 400 (0 ... 540)		1 (1)
бензинового двигателя
Относительная компрессия по цилиндрам, %	0 ... 100		1
Мощность механических потерь, кВт (л.с.)	0 ... 100 (0 ... 135)		1 (1)
Время накопления энергии в катушке зажигания, Т накопл., мс	1,6 ... 35,5	+ 0,3	0,1
Окончание табл. 1
1	2	3	4
Угол замкнутого состояния контактов прерывателя, УЗСК, отсчитанный по углу поворота распределительного вала, градус	5,0 ... 80,0	+ 0,5	0,1
Отношение длительности замкнутого состояния контактов прерывателя к суммарной длительности цикла замкнутого и разомкнутого состояния контактов, УЗСК, %	5 ... 88	+ 2	1
Угол опережения зажигания ,УОЗ, градус: - при определении верхней мертвой точки (ВМТ) по сигналу датчика ВМТ - при определении ВМТ с помощью стробоскопа	5 ... 80 1 ... 60	+ 1 + 1	1 1
Асинхронизм угла замкнутого состояния контактов прерывателя, УЗСК, градус (%)	–	+ 0,5 (3)	0,1 (1)
Асинхронизм искрообразования, УОЗ, градус	–	+ 1,0	0,1
Угол опережения зажигания, создаваемый центробежным автоматом, УОЗц, градус	–	+ 1	1
Угол опережения зажигания, создаваемый вакуумным автоматом, УОЗв, градус	–	+ 1	1
Напряжение постоянного электрического тока на клемме катушки зажигания, Uкз, В	0 ... 20,0	+ 0,2	0,1
Падение напряжения на замкнутых контактах прерывателя, Uпр, В	0 ... 4,0	+ 0,2	0,1
Напряжение горения на свечах зажигания, кВ	0 ... 5,0		0,1
Длительность горения на свечах зажигания, мс	0 ... 5,0		0,1
Бесперебойность искрообразования, %	0 ... 100		1
Время открытия форсунки инжектора, мс	0,5 ... 15,0	+ 0,3	0,1
Уровень напряжения сигнала лямбда-зонда (min, max), В	0 ... 5,0	+ 0,5	0,1
дизельного двигателя
Максимальное давление впрыска, Рmax, МПа	0 ... 50,0	+ 1,0	0,1
Остаточное давление в трубопроводе высокого давления, Рост, МПа	0 ... 50,0	+ 1,0	0,1
Длительность подачи топлива, ДЛИТ, мс	1,0 ... 10,0	+ 0,2	0,1
Угол опережения подачи топлива, отсчитанный по углу поворота коленчатого вала, УОПТ, градус	1 ... 60	+ 1	1

4.4 Подготовка мотортестера к работе

4.4.1  Подключите стробоскоп к соединителю СТРОБОСКОП мотортестера (рис. 1).

4.4.2  Подключите датчик тока к соединителю ДТ мотортестера.

4 .4.3  Подключите датчик высокого напряжения ДВН и датчик начала от

счета ДНО к соединителю ДВН, ДНО мотортестера.

4.4.4  Подключите устройство соединительное УС1 к соединителю УС1 мотортестера.

4.4.5  Установите датчики на диагностируемый двигатель (рис. 2):

а) Датчик тока установите на провод, идущий от аккумуляторной батареи на «массу», для измерения тока заряда или на любой другой провод – для измерения тока в этой цепи;

б ) Установите датчик начала отсчета ДНО на провод, подходящий к свече первого цилиндра возможно ближе к крышке распределителя, а зажим контактный из состава ДНО, при большом уровне помех – на «массу» автомобиля (определяется экспериментально);

в) Датчик высокого напряжения ДВН установите на высоковольтный про­­вод, подходящий к центральному выводу катушки зажигания или на один из высоковольтных проводов, если система зажигания без распределителя;

г) Зажимы « + » (красного цвета) и « ^_ » (черный) из состава УС1 (см. рис. 2) подключите соответственно к клеммам « + », « ^_ » аккумуляторной батареи;

д) Зажим SW (см. рис. 2) из состава УС1 подключите к выводу катушки зажигания, соединенному с замком зажигания, а зажим  CB – к выводу катушки зажигания, соединенному с прерывателем (электронным коммутатором);

4.4.6  Подключите мотортестер к сети напряжением 220 В частотой 50 Гц.

4.4.7  Включите мотортестер с помощью переключателя СЕТЬ на задней панели.

4.5  Порядок работы с мотортестером

4.5.1 После включения питания мотортестер переходит в автономный режим измерений.

Для индикации режимов работы и вывода информации мотортестер оборудован жидкокристаллическим индикатором. Контрастность изображения регулируется ручкой КОНТРАСТНОСТЬ на задней панели мотортестера.

Включение мотортестера осуществляется с помощью переключателя СЕТЬ на задней панели.

Управление работой мотортестера осуществляется посредством кнопок:

RESET  –  сброс (возврат в начало измерений из любого режима);

МЕНЮ  –  меню основных режимов мотортестера;

ВОЗВРАТ – возврат на один шаг, к предыдущей странице или режиму;

ВВОД – подтверждение выбора.

Десять кнопок непосредственно под экраном имеют различное функциональное назначение в зависимости от режима измерений. Назначение каждой кнопки, задействованной в данном режиме, отображается на экране в нижней строке-подсказке непосредственно над кнопкой.

Светодиоды в нижней части лицевой панели мотортестера выполняют сле­дующие функции:

– светящийся желтый светодиод «POWER» свидетельствует о включенном электропитании;

– «мерцание» зеленого светодиода – наличие сигнала прерывателя;

– «мерцание» красного светодиода – наличие сигнала ДНО.

Справа от желтого светодиода «POWER» находится окно фотоприемника для пульта дистанционного управления. При работе с мотортестером старайтесь избегать попадания в окно фотоприемника попадания прямых солнечных лучей.

Время измерения зависит от выбранного режима и частоты вращения коленчатого вала.

4.5.2 После включения электропитания в течение нескольких секунд производится самодиагностика – контроль исправности основных узлов мотортестера, после чего мотортестер переходит в режим выбора типа двигателя и модели автомобиля (рис. 3).

Используя кнопки перемещения маркера «», «», поместите маркер н

Рис. 3 Меню выбора двигателя и модели Рис. 4 Список моделей автомобилей

автомобиля

а строку ТИП ДВИГАТЕЛЯ и нажмите кнопку ВВОД для подтверждения выбора. Затем поместите маркер на строку БЕНЗИНОВЫЙ, подтвердите выбор. Поместив маркер на строку МОДЕЛЬ, снова подтвердите выбор.

На экране отобразится список моделей автомобилей (рис. 4).

Из предложенного списка выберите модель диагностируемого автомобиля и нажмите ВВОД.

В некоторых случаях после выбора модели следует дополнительно указать количество цилиндров диагностируемого двигателя.

Если в предложенном списке модель диагностируемого автомобиля отсутствует, параметры автомобиля (см. рис. 3) вводятся вручную (модель автомобиля при этом не определяется).

Для этого, подведя маркер к нужной строке, нажмите ВВОД, внесите изменения с помощью функциональных кнопок и снова подтвердите выбор нажатием кнопки ВВОД. Внесенные изменения будут храниться в памяти мотортестера до выключения питания.

Следующий шаг – выбор режима синхронизации. Подведя маркер к строке СИНХРОНИЗАЦИЯ и нажав ВВОД, выберите в открывшемся окне режим синхронизации: по датчику Холла, по датчику тока либо по прерывателю. По умолчанию предусмотрена синхронизация по прерывателю.

В дальнейшем, при проведении измерений, подсоедините зажим СВ мотортестера к катушке зажигания, если выбран режим синхронизации по прерывателю, или к выводу датчика Холла, если синхронизация по датчику Холла.

При выборе синхронизации по датчику тока следует датчик тока надеть на провод (провода), идущий от коммутатора (прерывателя) к катушке (катушкам) зажигания. Направление стрелки на крышке датчика тока должно быть от катушки к коммутатору (прерывателю).

После выбора диагностируемого автомобиля, нажмите кнопку МЕНЮ для отображения меню основных режимов (рис. 5).

Примечание. При выборе синхронизации по датчику Холла или по датчику тока режимы БАЛАНС МОЩНОСТИ, МОЩНОСТЬ, КОМПРЕССИЯ не работают, так как в этих режимах необходимо блокировать первичное напряжение, которое поступает с прерывателя (коммутатора).

Выбор режима выполняется нажатием кнопки с порядковым номером режима.

П

Рис. 5 Меню основных режимов Рис. 6 Режим «ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ»

римечание. По кнопке МЕНЮ можно возвратиться в меню основных режимов (рис. 5) из любой точки измерений.

4.6  Режимы работы мотортестера

В мотортестере предусмотрены следующие режимы измерений:

1  «ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ» 6  «МОЩНОСТЬ»

2  «ПРЕРЫВАТЕЛЬ» 7  «КОМПРЕССИЯ»

3  «CИСТЕМА ЗАЖГАНИЯ» 8  «ИНЖЕКТОР»

4  «РЕГУЛЯТОРЫ УОЗ» 9  «ЛЯМБДА-ЗОНД»

5  «БАЛАНС МОЩНОСТИ» 0  «СКАНЕР КОДОВ»

4.6.1  Режим «ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ» включается нажатием кнопки «1». Мотортестер измеряет параметры системы электропитания двигателя и отображает результаты каждого цикла измерений (рис. 6):

U аб – напряжение на клеммах аккумуляторной батареи;

U кз – постоянное напряжение на клемме катушки зажигания или в любой другой точке, к которой присоединен зажим SW;

I – постоянный электрический ток, потребляемый или отдаваемый аккумулятором или другими потребителями.

Если необходимо измерить силу тока с максимальной точностью, следует снять датчик тока с провода, защелкнуть ярмо, и нажав кнопку «» мотортестера, измерить поправку к показаниям ДТ, которая постоянно хранится в памяти мотортестера и учитывается при измерениях тока.

Нажав кнопку «», можно просмотреть осциллограмму тока в любой точке электрических цепей автомобиля, присоединив ДТ на соответствующий провод (время установления показаний ~ 5 ... 7 с).

Можно измерить ток инжектора, прерывателя, оценить работоспособность диодов генератора, посмотреть пульсации тока при запуске и т. д.

В этом режиме синхронизация осуществляется только от датчика начала отсчета.

Кнопкой «» можно изменять масштаб изображения.