Электроника в автодиагностике

Статистика показывает, что на долю электрооборудования приходится около 25 % всех неисправностей автомобиля, возникающих в процессе эксплуатации. Состояние системы зажигания существенно влияет на работу двигателя. Из-за износа ее элементов, ослабления соединений, эрозии контактов ухудшается запуск двигателя, увеличивается расход топлива, теряется мощность, уменьшается срок службы аккумуляторной батареи и повышается токсичность отработавших газов. Например, нарушение нормальной работы центробежного или вакуумного регулятора опережения зажигания вызывает увеличение расхода топлива на 6...8 %; одна неработающая свеча из четырех - падение мощности до 30 %; запаздывание момента зажигания на 5...8° против нормы снижает эффективную мощность двигателя на 8...12 %.

Для диагностирования электрооборудования созданы специальные стенды. Одним из самых распространенных является осциллографическое устройство для испытания двигателей "Элкон S-200" производства ВНР. С помощью этого прибора можно выявить неисправности первичного и вторичного контуров системы зажигания путем оценки осциллограмм напряжения в них, измерить угол замкнутого состояния контактов прерывателя в интервале от 36 до 90°, угол опережения зажигания от 0 до 60°, пиковые напряжения в первичном контуре до 40 В и во вторичном до 40 кВ, измерить частоту вращения вала двигателя до 10000 мин-I, а также оценить разницу в мощности, развиваемой цилиндрами.

Структурная схема прибора "Элкон S-200" представлена на рис. 1 в тексте. Исследуемые сигналы от распределителя автомобиля снимаются с индуктивного и емкостного датчиков Ul, U2.

Puc.1

После ограничения и синхронизации с частотой вращения вала распределителя сигналы через переключатель режима работы поступают в электронный коммутатор. Сюда же поступают входные сигналы тахометра и измерители угла опережения зажигания. Работу электронного коммутатора синхронизирует генератор пилообразного напряжения. В результате на экране электронно-лучевой трубки в перерывах между изображением аналогового сигнала воспроизводится частота вращения и угол опережений зажигания в виде вертикально движущихся меток.

При измерении амплитуды пробивного напряжения на свечах зажигания генератор пилообразного напряжения создает сигнал развертки для горизонтального отклонения луча. Кроме того, в его функции входит управление генератором ступенчатого сигнала, который необходим для создания растровых изображений. Генератор ступенчатого сигнала вырабатывает импульсы для управления гашением луча при измерении разницы мощностей цилиндров. В этом случае на экране появляется растровое изображение аналогового сигнала в первичном или вторичном контуре системы зажигания.

После нажатия на кнопку автоматического выключения цилиндров на экране последовательно исчезают осциллограммы работы системы зажигания каждого из цилиндров и изменяется частота вращения вала двигателя, которую можно проконтролировать по шкале тахометра в правой части изображения. Показания, выходящие за пределы допустимых, свидетельствуют о неисправностях в работе системы зажигания.

Сигнал из блока тахометра поступает на измеритель угла опережения зажигания (преобразователь напряжение-частота), который, в свою очередь, обеспечивает работу стробоскопа. Напряжения, необходимые для работы ЭЛТ, вырабатывает блок питания; он же выполняет и функции гашения обратного хода луча развертки, получая сигналы от генератора, пилообразного напряжения и электронного коммутатора.

В последнее время увеличивается выпуск специализированных переносных малогабаритных приборов. Типичным представителем этого класса приборов является так называемая измерительная сумка "Элкон S-320" (ВНР) для диагностики автомашин. Минимальное число соединительных кабелей и многофункциональный индуктивный зонд, позволяющий определить состояние диодов и катушки генератора, в большой степени облегчает выполнение измерений. Современное внешнее оформление, небольшие габариты и масса (6 кг), простота обслуживания обеспечивают быстрое и точное выполнение диагностических испытаний.

Многолетние деловые контакты связывают наши внешнеторговые организации с австрийской фирмой "Симе унд Кляйн". Она поставляет автотранспортным и сервисным предприятиям диагностическое оборудование, устройства для быстрой зарядки аккумуляторных батарей и т. д.

Последняя модель фирмы "Микрокомпьютер мотор-тестер 1212". В отличие от предыдущих моделей здесь широко использована микропроцессорная техника, применено цифропечатающее устройство. Прибор рассчитан на три основных режима: старт-движение-анализ цилиндров. На аналоговом дисплее появляется необходимая информация о порядке выполняемых работ, хранящаяся в ПЗУ. Причем язык, на котором информация выводится на дисплей, можно легко менять заменой всего одной микросхемы. Цифровой дисплей предназначен для сравнивания фактически измеренных значений с табличными, хранящимися в запоминающем устройстве. Если оператору неудобно подойти к приборной панели, то перевести аппарат на очередной режим можно с выносного пульта управления.

Доля автомобильного транспорта в загрязнении атмосферы крупных городов равна 30.. .40 %, причем большая часть вредных выбросов - окись углерода. Содержание этого крайне вредного вещества в отработавших газах автомобилей с бензиновым двигателем регламентировано ГОСТом и не должно превышать 1,5...3,5 %.

В условиях станций технического обслуживания содержание токсичных компонентов определяют посредством газоанализаторов. Одним из таких приборов является газоанализатор "Ин-фралит-8Т" производства ГДР, устройство которого схематически показано на рис. 2.

Puc.2

Инфракрасное излучение от двух накаленных спиралей 1 (они включены в цепь коллектора мощного транзистора блока питания) направлено параболическими зеркалами 2 вдоль камеры сравнения 3 и рабочей камеры 4 соответственно. Первая заполнена азотом, практически не поглощающим ИК-излучения. В рабочей же камере, через которую продувают отработавшие газы двигателя, они поглощают часть составляющих спектра. Обе камеры закрыты с торцев светофильтрами, прозрачными для ИК-лучей. Под действием излучения воздух в полостях приемника 7, разделенных перегородкой 5, нагревается по-разному. Разность давлений заставляет перегородку прогибаться. Она представляет собой конденсаторный датчик давления.

Работая совместно с электронным блоком 6, датчик вырабатывает сигнал, являющийся функцией процентного содержания окиси углерода. После усиления сигнал поступает на индикатор - стрелочный прибор 9, показывающий содержание окиси углерода, и на самописец 8.

Хорошо известно, что углы установки передних колес и давление в шинах оказывает существенное влияние на их износ, управляемость автомобиля и на безопасность движения в целом. Поэтому эти диагностические параметры следует проверять регулярно. Стенд модели 9820 (<Симс унд Кляйн") предназначен для контроля геометрии колес. Большие буквенно-цифровые светодиодные индикаторы отображают информацию об углах схождения и развала колес, продольном наклоне шкворня, центровке рулевого управления. Стенд самоюстируется, управляет им микропроцессор. В отличие от других подобных аппаратов, использующих специальную оптику, в стенде применены жидкостные и полупроводниковые датчики, реагирующие на угловые и линейные смещения.

На износ шин влияет и балансировка колес. Французская фирма <Бем Мюллер" выпускает стенд модели 5609 для балансировки колес без их снятия с автомобиля. На передвижной тележке установлен небольшой электродвигатель, снабженный устройством для раскручивания колеса, которое предварительно поднимают домкратом. Колебания подвески автомобиля, вызываемые дисбалансом вращающегося колеса, воспринимает пьезоэлектрический датчик. При получении максимального сигнала включается стробоскопическая лампа и оператор легко определяет точку, соответствующую положению неуравновешенной массы. Поступающие с датчика сигналы после преобразования отображает стрелочный указатель, шкала которого проградуи-рована в граммах дополнительного груза.

В последнее время нашел широкое, применение в технике эндоскоп - медицинский прибор для обследования желудка. Фирма "Сторц" (ФРГ) производит одну из разновидностей светового эндоскопа - Мотоскоп, предназначенный для автодиагностики. Мощный сфокусированный световой луч направляют по гибкому световоду к исследуемой поверхности. Яркостью лампы управляет тринисторный регулятор. Специальные насадки позволяют наблюдать с увеличением скрытые для глаза очаги коррозии, характер износа деталей в закрытых полостях, поверхность цилиндров и т. д. Исследуемый объект может быть сфотографирован или отображен в увеличенном масштабе на экране дисплея.

Даже из нашего краткого обзора видно, какое прочное место занимает сегодня электроника в автодиагностике. С помощью микропроцессора в недалеком будущем машина будет сама ставить себе <диагноз". Постоянно опрашивая каждые несколько минут по запрограммированному циклу контролируемые узлы автомобиля, сигнальная система выдает водителю обработанную информацию готовыми фразами, например: "резерв топлива", "падение давления масла", "превышение скорости" и т. п. Параллельно на дисплее отображаются значения измеренных параметров. Изменятся и датчики, преобразующие различные неэлектрические сигналы в электрические. Информация от датчиков будет поступать в одну линию, кольцом охватывающую автомобиль.

А. КРЫМСКИЙ, г. Москва

(Р 12/85)