Как пользоваться осциллографом при диагностике автомобиля

Осциллография в диагностике и экспертизах современного автомобиля.

Современное положение дел в автомобилестроении и темпы развития электроники вывели на главенствующее место в диагностическом оборудовании устройства для отображения и обмена информацией со всевозможными электронными блоками — сканеры. Большинство проблем и неисправностей решается и устраняется именно данным типом оборудования, большую помощь в этом оказывает бортовые системы самодиагностики автомобилей. Также стоит отметить встроенные в большинство сканеров от производителей автомобилей и автоэлектронного оборудования алгоритмы ведомой диагностики, позволяющие производить диагностику и ремонт систем специалистам без большого опыта работы. Сложности начинают проявляться, когда в отлаженный механизм поиска неисправностей закрадываются моменты, не отражённые в алгоритмах ведомой диагностики и часто связанные с отклонениями в работе датчиковой аппаратуры, «железа» двигателя, коробки, кузовной электроники и пр. Возникает необходимость оценки правильности параметров (формы, частоты, амплитуды) входных и выходных сигналов блоков управления автомобиля, сравнение правильности поступления во времени сигналов от агрегатов.

Часто для более объективного вынесения решения о необходимости ремонта требуется проведение специальных тестов, отсутствующих в функциях штатного блока управления этим агрегатом. И вот тут на помощь приходит прибор, способный решить эти задачи – осциллограф. Поскольку данный тип приборов представляет собой многочисленное семейство, для начала есть смысл разобраться – чем они отличаются и что для чего предназначается. Осциллограф или мотор-тестер для диагностики и экспертизы? Если проанализировать смысл слов «мотор-тестер», то суть данного устройства заключается в проведении каких-либо тестов с двигателями автомобилей. Действительно, мотор-тестеры имеют набор приспособлений для анализа работы ДВС и поиска неисправностей и могут иметь право на такое название только при условии реальной возможности анализа работы «железа» ДВС. На автомобилях прошлого века с системами зажигания, позволяющими подключение к первичной обмотке катушки (катушек) зажигания, наиболее распространёнными были различные тесты с отключением одного из цилиндров и анализом отклонений частоты вращения коленчатого вала и состава отработанных газов. На современных авто такие измерения невозможно провести по целому ряду причин: недоступность «первички», активное вмешательство системы регулирования холостого хода с электронным дросселем в поддержание оборотов и пр.

Ещё одним способом экспресс-оценки состояния ДВС является измерение тока стартера в момент прокрутки; в мотор-тестерах для этого имеется возможность анализа тока по цилиндрам и в графическом виде. Серьёзным прорывом в диагностических возможностях мотор-тестеров стало появление теста анализа давления в цилиндре при работающем ДВС, это позволяет при минимуме затрат времени на подготовку теста получить массу информации о состоянии «железа» и правильности работы электронных систем управления. Для реализации такой возможности прибор должен иметь градуировку отображения сигнала (развёртку) в градусах поворота коленчатого вала. Подводя краткий итог вышеописанному, можно обозначить основные критерии отличия мотор-тестера от осциллографа: — наличие специализированных датчиков для анализа давления, тока, температуры, высоковольтных сигналов, — наличие специальных развёрток, специально реализованных под работу с данными датчиками (градусы поворота коленчатого вала, величина протекающего тока в соответствии с выбранным диапазоном на токовом датчике (клещах) и пр., — наличие специальных подпрограмм и алгоритмов отображения полученной информации в виде диаграмм, таблиц и пр.

Лабораторный или специализированный осциллограф выбрать для диагностики? Компании, производящие измерительное оборудование, выпускают как универсальные, так и узкоспециализированные осциллографы. В универсальном приборе есть стандартный набор органов управления, характер отображения и обработки информации также унифицирован (для примера можно рассмотреть работу с мультиметрами – что высококачественный, что китайский no-name — все будут иметь примерно одинаковые ручки управления и символы на дисплее…). Данное обстоятельство позволяет без предварительного изучения особенностей интерфейса сразу начать работу с незнакомым прибором. Специализированные осциллографы имеют подобранный под данные измерения диапазон характеристик, позволяющий получать более качественный результат измерений. Для автомобильных осциллографов характерны: — невысокая полоса пропускания для снижения помех от работы системы зажигания, — высокое значение разрядности обработки амплитудных значений входного сигнала (не менее 12 бит), — среднее значение частоты аналого-цифрового преобразования по причине отсутствия в рутинных измерениях очень высокочастотных процессов и позволяющее не увеличивать общую стоимость изделия. Тут необходимо отметить важный аспект, обычно упускаемый из виду при оценке параметров выбираемого осциллографа – как реализована в приборе схемотехника входных сигналов, а именно соединения массы тестовых кабелей с корпусом прибора. Не секрет, что у лабораторных осциллографов массовые точки подключения щупов объединены и гальванически связаны с корпусом прибора. Это упрощает схемотехнику, но подключаться к точкам измерения необходимо, используя одно место в качестве точки массы. Если игнорировать данное требование, то результаты измерений будут некорректны, а в случае ошибочного подключения массового щупа измерительного кабеля к точке измерения с потенциалом – будет короткое замыкание. В специализированных осциллографах массовые щупы измерительных кабелей имеют гальваническую развязку как относительно друг друга, так и относительно корпуса прибора; это позволяет проводить измерения при диагностике в т.ч. при дифференциальном подключении к подлежащим исследованию точкам и не задумываться о возможности повреждения оборудования и автомобиля. Также стоит отметить специально организованные под выбранные задачи входные каскады специализированных осциллографов; это позволяет проводить измерения на автомобиле, не задумываясь – не сгорит ли канал осцилла, если я подключусь после датчика распределительного вала к «первичке» катушки зажигания? В правильно спроектированных осциллографах о таких вещах не беспокоятся…как правило, амплитуды в 500 Вольт достаточно для анализа любых процессов в машине, ну разве что гибриды будут исключением. В приборах, за основу которых взяты лабораторные осциллографы-приставки к ПК, входные каскады как правило низковольтные. Это накладывает ограничение на использование их при измерениях – в каких-то приборах надо использовать делитель, в других – использовать только каналы номер такой-то и такой-то… Всё это свидетельствует об экономии производителя на аппаратной части.

— для более правильного и безопасного использования в диагностике современного автомобиля несомненно удобнее специализированные приборы; их разработчики предусмотрели основные нюансы применения и внесли необходимые изменения в аппаратную и программную части. Результатом становится увеличившаяся стоимость и сложность в понимании интерфейса управления; в каждом конкретном случае необходимо тестировать выбираемый осциллограф на предмет соответствия ставящимся задачам. Размер экрана и реализация аппаратной части осциллографа. Из-за особенностей применения осциллографы выпускаются в трёх основных типах исполнения: — наладонные приборы, это аналоги лабораторных осциллографов, но реализованные в небольшом мобильном корпусе с автономным питанием от встроенного аккумулятора. Размер экрана – в среднем 5 дюймов, разрешение по вертикали 8 Бит, плюсы – можно быстро подойти к автомобилю и подключившись, выполнить измерение за несколько секунд. Данный тип оборудования незаменим для экспресс-диагностики систем автомобиля — исправности датчиков и исполнительных элементов, а по скорости получения измерений аналогичен мультиметру. Основным недостатком является размер экрана и разрешение по вертикали, это не позволяет провести анализ по нескольким каналам одновременно с хорошей детальностью. — лабораторные настольные осциллографы; это приборы, как правило, имеющие питание от сети, экран и функциональность одинакова с наладонными приборами. Привлекательны более низкой ценой, но это оборачивается неудобством в работе. Время при проведении диагностики надо ценить и не разбрасываться им. — приставки к персональному компьютеру, это наиболее распространённый тип оборудования. Возможности ПК в плане хранения, обработки и отображения информации позволяют выводить на экран несколько каналов осциллографа с большой детальностью для анализа синхронизации работы исследуемого агрегата, возможность архивации, сохранения эталонов, обмена осциллограммами и пр. даёт несравнимые преимущества в работе диагноста. Стоит также отметить возможность постоянного обновления ПО и добавления специальных программ анализа информации, собранной с помощью осциллографа. Из недостатков данной реализации основной – неприспособленность обычного компьютера к работе в условиях мастерской, большое количество соединительных проводов, которые имеют свойства за всё цепляться и повреждаться при этом; сложности с гальванической развязкой между ПК и измерительным блоком, а также и с питающей сетью 220 В при работе от неё. Данные аспекты препятствуют выполнению быстрых измерений и требуют вдумчивой подготовки для недопущения ошибок и повреждений средств измерения и автомобиля. Особняком располагаются полноценные мотор-тестеры в виде автономного моноблока с экраном приличных размеров, «наладонными» их назвать как-то затруднительно… Из-за очень большой стоимости данных приборов в продаже их остались один – два варианта, в дальнейшем думаю они вообще исчезнут из продажи по причине полной невостребованности…

— для быстрого получения информации в диагностике или экспертизе при минимальных затратах времени идеально использовать наладонные осциллографы с автономным питанием и стандартными характеристиками; вполне достаточным будет наличие в приборе двух каналов измерения. — для глубокого анализа синхронизации нескольких осциллограмм, работе со специализированными датчиками (давления в цилиндре и пр.), анализа форм сигналов, требующих большого увеличения, курсорных измерений – замене осциллографу на базе ПК нет. Выбор модели будет обусловлен набором датчиковой аппаратуры, удобством интерфейса управления и наличием необходимых развёрток (градусы поворота КВ, частота по оси Y, функция X (Y) и т.д.). — осциллограф-приставка к ПК вполне может справляться со всеми задачами в работе диагностического поста, правда с оговорками в плане удобства работы; наладонный осциллограф не в состоянии решать большинство задач, поэтому необходимость его покупки второстепенна. — настольный лабораторный осциллограф с питанием от сети может рассматриваться лишь как первоначальный этап в комплектовании оборудования для участка диагностики, или служить для работ по ремонту блоков управления и пр.

В комплексе всей этой информации нужно не забывать об уровне подготовки диагноста, который будет использовать то или иное осциллографическое оборудование. Проходить обучение, повышение квалификации и повседневно использовать осциллографию в диагностике и экспертизах систем современного автомобиля – обязательное условия карьерного и профессионального роста диагноста сервисной станции. Пока, к сожалению, этот способ диагностики и экспертиз доступен лишь избранным… Надеюсь, что Вы сможете прикоснуться к методике работы с осциллографом при диагностике или экспертизе систем автомобиля и оценить важность данной статьи…

Специалист Павел (PAwell)

Ремонт и техническое обслуживание автомобилей

Осциллограф — это диагностический прибор, который позволяет считывать амплитудные параметры электрического сигнала во времени. Особенностью этого прибора является возможность визуально анализировать отклонения амплитудных колебаний сигнала посредством дисплея. А уникальность этого диагностического прибора заключается в возможности настраивать частоту снятия параметров сигнала. То есть если цифровой или аналоговый сигнал какого-либо диагностического прибора (например, сканера) может «не заметить» отклонение параметра из-за низкой частоты считывания амплитудных колебаний, то осциллограф можно настроить таким образом, что даже малейшее отклонение характера сигнала от номинального будет отражено на экране монитора и будет доступно для визуального анализа.

Благодаря широкому интервалу развертки осциллограф дает возможность развернуть импульс даже для контроля наносекундных промежутков времени. Кроме того, некоторые осциллографы (многоканальные) способны одновременно снимать данные о сигналах с нескольких диагностируемых объектов (датчиков, систем и т. п.).

Увеличивая частоту снятия характеристик сигнала (частоту амплитудных колебаний), можно получить более подробную информацию о функционировании того или иного элемента электроники или электрооборудования автомобиля. При этом визуальный анализ осциллограммы интуитивно более понятен для специалиста, понимающего, как должна выглядеть осциллограмма в номинальном режиме работы диагностируемого элемента.

Во многих случаях осциллограф увеличивает скорость диагностики и достоверность полученного диагноза, поскольку осциллограмма зачастую более информативна, чем аналогичная информация, полученная с других диагностических приборов.

При работе с осциллографом от специалиста-диагноста требуется, в первую очередь, знать, как правильно подключить прибор, и как должен выглядеть график осциллограммы сигнала с исправно работающего прибора, системы или электрического устройства, т. е. элемента, подлежащего диагностированию.

Посредством осциллографа, с использованием различных диагностических программ и скриптов, можно выполнить анализ работы следующих систем и устройств:
— качество контакта «массы» автомобиля (двигателя) с аккумуляторной батареей;
— генераторной установки;
— всех видов электрических датчиков;
— системы зажигания (угла опережения зажигания, катушек, свечей и высоковольтных проводов);
— системы питания (форсунок, давления в рампе и топливного насоса);
— системы газораспределения (состояние клапанов и их работа);
— компрессии в цилиндрах двигателя на разных режимах работы.

Механическое состояние деталей цилиндропоршневой группы можно оценить, если в свечное отверстие цилиндра вставить датчик давления. В этом случае оценить состояние деталей ЦПГ можно достовернее, чем обычным пневмотестером.

В общем случае, при определенных навыках использования прибора, осциллограф позволяет диагностировать любую электрическую систему, прибор или устройство. Т. е. этим прибором можно проверять не только электронику систем, управляющих двигателем (ЭСУД), но и других электрических и электронных систем автомобиля – управление АКПП, ABS, ASR, ESP и т. п.

Принципиальное устройство осциллографа

По своей сути осциллограф – это визуальный вольтметр, который позволяет анализировать изменение напряжения в том или ином участке цепи во времени. При этом на осциллограмме по оси «Y» откладывается величина напряжения, а по оси «X» – время.
Для лучшего понимания действия прибора, разберем блок-схему типового осциллографа, так как все их основные виды имеют аналогичное устройство.

На приведенной схеме не изображен блок питания — низковольтный блок, подающий питание для работы узлов, и источник повышенного напряжения, применяющийся для генерирования высокого напряжения, приходящего на электронно-лучевую трубку. Также на схеме не показан калибратор для настройки и подготовки прибора к работе. Тестируемый сигнал поступает на канал вертикального отклонения «Y», далее на аттенюатор, выполненный в виде многопозиционного переключателя, настраивающего чувствительность осциллографа. Его шкала размечена в вольтах на сантиметр или в вольтах на одно деление. Это обозначает одно деление сетки координат на экране лучевой трубки. Там же изображены сами величины. Если амплитуда сигнала неизвестна, то устанавливается наименьшая чувствительность. В этом случае даже большой сигнал напряжением 300 В не повредит прибору.

Обычно в комплекте с осциллографом есть делители, в виде специальных насадок с разъемами. Они работают так же, как аттенюатор. Эти насадки компенсируют емкость кабеля при работе с малыми импульсами. С помощью делителя возможности прибора расширяются, можно исследовать сигналы в несколько сотен вольт. После делителя сигнал проходит на предварительный усилитель, раздваивается и приходит на переключатель синхронизации и линию задержки, которая служит для компенсации времени срабатывания генератора развертки. Оконечный усилитель создает напряжение, поступающее на «Y»-пластины, и отклоняет луч в вертикальной плоскости.

Генератор развертки создает пилообразное напряжение, поступающее на пластины «Х» и горизонтальный усилитель, при этом луч отклоняется в горизонтальной плоскости. Устройство синхронизации создает условия для работы генератора развертки в одно время с появлением сигнала. В итоге на дисплей осциллографа выводится изображение импульса.

Переключатель синхронизации работает в положениях синхронизации:

• от исследуемого сигнала;
• от сети;
• от внешнего источника.

Первое положение применяется чаще, так как оно более удобно.

Классификация осциллографов

Существует несколько видов осциллографов, имеющих разные характеристики, устройство и работу.

Аналоговые осциллографы

Такие осциллографы можно отнести к классическими моделями этого типа измерительных приборов. Любые аналоговые осциллографы имеют делитель, вертикальный усилитель, синхронизацию и отклонение, блок питания и лучевую трубку.
Такие трубки имеют больший диапазон частоты. Отклонение луча на экране прямо зависит от напряжения пластин. Горизонтальная развертка работает по линейной зависимости от напряжения горизонтальных пластин.
Нижний предел частоты равен 10 Герцам. Верхняя граница определяется емкостью пластин и усилителем. Сегодня аналоговые устройства вытесняются цифровыми приборами со своими достоинствами. Но аналоговые приборы пока не исчезают ввиду их малой стоимости.

Цифровые запоминающие осциллографы

Цифровые приборы, по сравнению с аналоговыми, имеют больше функциональных возможностей. Немаловажно и то, что стоимость их постепенно снижается. Цифровой осциллограф включает в себя делитель, усилитель, преобразователь аналогового сигнала, памяти, блока управления и выведения на жидкокристаллическую панель.
Принцип действия такого вида осциллографов придает им большие возможности.
Входящий аналоговый сигнал модифицируется в цифровую форму, и сохраняется. Скорость сохранения определяется управляющим устройством. Ее верхняя граница задается скоростью преобразователя, а нижняя граница не имеет ограничений.

Преобразование сигнала в цифровой код дает возможность увеличить устойчивость отображения, сохранять данные в память, сделать растяжку и масштаб проще. Применение дисплея вместо электронной трубки позволяет отображать любые данные и осуществлять управление прибором. Дорогостоящие приборы оснащаются цветным экраном, что позволяет различать сигналы других каналов, курсоры, выделять цветом разные места.

Параметры цифровых осциллографов намного выше аналоговых моделей, в больших пределах находится растяжка сигнала. Кроме простых схем включения синхронизации, может использоваться синхронизация при некоторых событиях или параметрах сигнала. Синхронизацию можно увидеть непосредственно перед включением развертки. Информация в цифровом виде позволяет записать в память экран с итогами измерения, а также распечатать на принтере.
Многие приборы оснащены накопителями для записи изображения в архив и последующей обработки.

Цифровые люминофорные осциллографы

Такой тип осциллографов работает на новой структуре построения, основанной на цифровом люминофоре. Он имитирует по подобию с аналоговыми приборами изменение изображения на экране. Люминофорные цифровые типы осциллографов дают возможность наблюдать на дисплее все подробности модулированных сигналов, как и аналоговые типы. При этом обеспечивается их анализ и хранение в памяти.

Люминофорные приборы, как и цифровые запоминающие осциллографы, имеет свою память для хранения различной информации, в том числе хранится разница задержки времени между разными пробниками. Возможность люминофорных осциллографов выводить данные с изменяемой интенсивностью значительным образом упрощает поиск повреждений в импульсных блоках. Это выражено при вычислении глубины модуляции сигнала при регулировке напряжения на выходе, приводящее к нестабильному функционированию блоков.

В люминофорных цифровых осциллографах объединены достоинства цифровых и аналоговых устройств, а во многом превосходят их. Люминофорные приборы обладают всеми преимуществами запоминающих осциллографов, обеспечивая возможности аналоговых приборов: быструю реакцию на смену сигнала и его отображение с разной яркостью.

Цифровые стробоскопические осциллографы

В этом виде осциллографов применяется эффект последовательного стробирования сигнала. При повторении сигнала выбирается мгновенное значение в определенной точке. При поступлении нового сигнала точка выбора смещается по сигналу. Так продолжается до полного стробирования сигнала. Модифицированный таким образом сигнал в виде огибающей линии мгновенных величин сигнала входа, повторяет форму сигнала.

Продолжительность модифицированного сигнала на много больше продолжительности тестируемого сигнала, а значит, имеется сжатие спектра. Это соответствует увеличению полосы пропускания. Стробоскопические виды осциллографов имеют большие полосы пропускания, и дают возможность производить исследования периодических сигналов с наименьшей продолжительностью. Стробоскопические осциллографы являются достаточно дорогими приборами, поэтому их применяют чаще всего для решения сложных диагностических задач.

Виртуальные осциллографы

Новый вид приборов может быть отдельным устройством с параллельным портом для вывода или ввода информации, а также с портом USB, а также встроенным вспомогательным прибором на базе карт ISA. Программная оболочка виртуальных осциллографов позволяет полностью управлять устройством, и имеет несколько возможностей сервиса: импорт и экспорт информации, цифровая фильтрация, разнообразные измерения, обработка информации математическим способом и т.д.

Осциллографы с применением персонального компьютера могут применяться для широких возможностей измерения. Например, для обслуживания и разработки радиотехнической и электронной аппаратуры, в телекоммуникационной связи, при изготовлении компьютеризированного оборудования, при выполнении диагностических мероприятий средств автотранспорта на станциях технического обслуживания и для многих других случаев, где требуется оценка и тестирование неустойчивых переходных процессов.

Виртуальные модели осциллографов являются хорошей альтернативой стандартных запоминающих цифровых осциллографов, поскольку они значительно дешевле, проще в применении и компактнее. К недостаткам виртуальных осциллографов относится невозможность измерения и отображения постоянной величины сигналов.

Портативные осциллографы

Цифровые технологии быстро развиваются, в результате чего цифровые стационарные приборы модифицируют в портативные устройства с хорошими параметрами габаритных размеров и массы, а также низким расходом электрической энергии.

При этом портативные осциллографы с питанием от гальванических элементов не уступают по характеристикам стационарным приборам по количеству функций, имеют большие возможности использования в разных областях научных исследований, промышленном производстве, в том числе — в авторемонтном производстве.

Как провести тонкую диагностику автомобиля осциллографом?

При диагностике электроники автомобиля стандартно применяются несколько простых инструментов: мультиметр, автомобильный индикатор с токовыми клещами и диагностическое устройство. Таким набором можно поставить базовый диагноз о неисправности и проверить ошибки в диагностике. Но если приборы ничего не покажут, мастер будет долго искать проблему, часто за счет автовладельца. Бюджетный портативный осциллограф, который в Radio-Shop можно приобрести за небольшую цену, помогает точно определить поломку электроники или место, где есть проблемы с передачей сигнала.

Применение осциллографа в ремонте автомобиля

Чтобы не покупать запчасти, которые предположительно неисправны, нужно более тщательно изучить суть проблемы. Если в технической части автомобиля все исправно и работает, сервис переходит к электрике. Определить обрыв легко – его покажет любой индикатор. Но он не определит помехи, контакт с соседним проводом или плохую работу электронных компонентов на платах. Чтобы увидеть эти неисправности, которые влияют на работу агрегатов машины и тягово-скоростные параметры, нужно применить осциллограф.

Для грамотных мастеров использование инструмента не является проблемой. К тому же у многих приборов в прилагаемой инструкции есть описание методик измерения при автодиагностике. С помощью осциллографа можно увидеть эффективность работы каждого цилиндра, просмотреть правильность работы датчиков.

При подключении к датчику положения коленчатого вала можно проверить наличие лишних отклонений задающего фазу воспламенений диска. Для измерений щуп прибора подсоединяется к сигнальным проводам датчика, а измерительный диапазон выставляется 300-500 В. Правильный сигнал выглядит как синусоида с одинаковой амплитудой и разрывом.

Распредвал

Такие же измерения можно проводить одновременно на датчике распределительного вала для высчитывания смещения валов и фазы впрыска. Но этот конкретный параметр измеряется ЭБУ постоянно и виден при стандартной диагностике, которую автомобиль покажет через разъем.

Датчик расхода воздуха

Исправность датчика расхода воздуха, который является основой работы современных инжекторных бензиновых двигателей, можно проверить по двум параметрам:

• при включенном зажигании напряжение должно быть 0,996 В;
• период выхода на данное «нулевое» состояние должен равняться 0,5 мс.

При смещении параметров датчик не будет работать в штатном режиме. Также ДМРВ должен быстро поднимать напряжение к 5 вольтам при резком открытии акселератора. Этот параметр влияет на динамику автомобиля.

Частая причина обращения в сервис – плавающая динамика при стабильно нажатой педали газа. На разгон и поддержание тяги влияет датчик положения дросселя. Его параметры видны на диагностическом сканере, однако эпизодическую неисправность узла можно определить только с применением осциллографа или заменой и сравнением поведения авто. Сигнал исправного датчика дросселя должен быть однородным, без резких колебаний.

Для многих мастеров параметр массы двигателя – серьезная сложность из-за отсутствия применения осциллографа в ремонте. Проблема массы на моторе в том, что по индикатору она может быть идеальной, но при попытке завести мотор теряется из-за плохого контакта. Самый простой способ определить плохую массу «на месте» – подключиться к ней с применением осциллографа. Один щуп ставят на корпус двигателя, второй соединяют с минусом АКБ. Если в сигнале присутствуют помехи, нужно перекладывать провод массы. То же делается и по массе кузова.

Но среди всех возможных параметров для автомобиля самым важным является проверка качества работы системы зажигания. Подключив щуп к сигналам до свеч или до индивидуальных катушек, за несколько минут можно определить нарушения в работе системы зажигания, которые не покажет самый функциональный сканер через разъем. ЭБУ регистрирует только факт работы свечей и катушек, выдавая далее нетипичные для нормального функционирования параметры других датчиков.

До обнаружения тонкой проблемы с системой зажигания мастер без осциллографа применяет метод исключения. Сначала выполняют проверку всех очевидных неисправностей, и только после них начинают диагностику каждого бронепровода или катушки путем их замены. Применение осциллографа с первого раза покажет или исключит такую проблему в качестве потенциальной.

Таким образом, применение осциллографа может облегчить и значительно ускорить работу автомастерской. Он позволяет обслуживать автомобиль и проводить глубокую диагностику основных электронных узлов без специальных дорогостоящих программных элементов для каждой марки автомобиля.

Выбор осциллографа и применение в ремонте и диагностике автомобиля

От комплектации и функций сильно зависит скорость работы и удобство использования. Рассмотрим параметры, которые облегчат жизнь сервисному работнику при применении осциллографа в ремонте авто.

Функциональность

Полезны такие функции:

• Наличие быстрого переключения горизонтальной и вертикальной развертки поможет сделать измерения более эргономичными.
• Предустановленные настройки – с их помощью не придется долго подбирать параметры отображения сигнала для разных датчиков.
• Возможность записи показаний применяется для сопоставления разных показаний.

Однако не стоит покупать нагруженный кнопками осциллограф, если его применение ограниченно – большая часть функций просто не нужна и мешает.

Частота дискретизации

Цифровые приборы не выводят постоянную картинку. Оператор видит только тот сигнал, который снимается периодически и проходит путь преобразования до картинки на экране. Частота дискретизации характеризует количество считываний показаний за определенный промежуток времени. В идеале она должна в 5 раз превышать параметры исследуемого объекта.

Для автодиагностики с применением осциллографа в ремонте минимальное значение 500 кГц, максимальное – 2 Мгц. Частоту сложно прочитать в инструкции к прибору. Для более точных данных придется искать информацию от пользователей конкретной бюджетной модели или обратиться к Radio-Shop. В магазине вам подберут подходящую модель и объяснят все нюансы работы с ней.

Горизонтальная развертка

Самый «тонкий» сигнал в автомобиле снимается с шины CAN, для которой нужна развертка в 0,2-2,0 м/сек на одно деление. В остальных сигналах можно пользоваться и более крупным делением.

Расширенные сферы применения осциллографа

Для диагностики двигателей применяются специальные измерительные устройства, которые дают общую картину работы ДВС. С помощью накладных датчиков проверки систем зажигания с программным модулем мастер сможет увидеть состояние свечей и катушек, в том числе определить наличие на них нагара по характерным синусоидам показаний. Такое применение осциллографа в ремонте в разы ускорит диагностику и решение проблем. То же относится и к другим параметрам: проверка фаз, поиск дефектов топливной аппаратуры дизельных моторов и т. д. Чтобы пользоваться такими функциями, необходимо наличие дополнительного программного обеспечения и его обновления для различных моделей авто или типов двигателей.

Принимая решение купить осциллограф в Киеве для автосервиса, вы получаете мощный инструмент безразборной диагностики и дефектовки поломок, которые при обычных тестах невозможно обнаружить без вскрытия и замены проблемного агрегата или датчика.

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

ДПКВ

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.

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

ДПРВ

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.

ДМРВ

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.

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.

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.

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.

ДПДЗ

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.

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.

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.

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

• Сканером
• Осциллографом

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.

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.

• 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.

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.