Електронний діагност

Автосервіс "М-К"

Відомо, що потужність і економічність багатоциліндрових двигуна внутрішнього згоряння залежать від ефективності роботи кожного з його циліндрів. Несправності в одному з циліндрів часто бувають зовні непомітні, оскільки ДВС найчастіше експлуатується на неповних навантаженнях, і невелике зниження потужності і економічності не відразу вдається помітити.

К "непомітним" несправностей відносяться зниження компресії в одному з циліндрів, погіршення іскроутворення через несправність свічки запалювання або високовольтної ланцюга, збільшення зазорів у вузлі приводу клапанів, нерівномірний розподіл бензіновоздушной суміші по циліндрах. І якщо до незначного зниження потужності двигуна багато автоаматорів відносяться досить байдуже, то з погіршенням економічності миритися зараз ніхто не хоче.

Своєчасне виявлення несправності дозволяє підтримувати двигун в хорошому технічному стані, тому бажано періодично (наприклад, раз на 10 тис. км пробігу) перевіряти ефективність роботи кожного з циліндрів двигуна. Зробити це можна за допомогою електронного вимірювача потужності (рис. 1).


Рис. 1. Зовнішній вигляд електронного вимірювача потужності.

На малюнку 2 наведена функціональна схема малогабаритного приладу, що дозволяє вимірювати відносну потужність циліндрів чотирициліндрового карбюраторного двигуна без порушення штатної електропроводки автомобіля. Пристрій забезпечений також тахометром з двома межами вимірювань: до 2500 об / хв і до 1000 об / хв, призначеним для підбору оборотів холостого ходу, регулювання карбюратора та перевірки залежності кута випередження запалення від частоти обертання коленвала (з додатковим використанням серійного стробоскопи).


Рис. 2. Функціональна схема приладу:
1 – перший узгоджувачів рівня, 2 – перший одновібратор, 3 – другий узгоджувачів рівня, 4 – тахометр, 5 – лічильник, 6 – дешифратор, 7 – транзисторний ключ.

Відносна потужність, що віддається окремими циліндрами двигуна внутрішнього згоряння, є узагальненою характеристикою технічного стану перевіряється циліндра. Тому про його роботу можна судити з падіння частоти обертання коленвала при відключенні даного циліндра. Причому відношення величини падіння частоти обертання до частоти обертання коленвала при роботі на всіх циліндрах і є характеристикою потужності, віддається перевіряється циліндром.

Після підключення приладу до електромережі автомобіля і запуску двигуна імпульси з первинної обмотки котушки запалювання через узгоджувачів рівня надходять на одновібратор, який формує бездребезговий ("Чистий") сигнал, що поступає на рахунковий вхід лічильника і на тахометр.

Імпульсний сигнал з датчика калібрування приладу надходить на вхід R лічильника, забезпечуючи його однозначне стан відповідно імпульсу на свічці одного з чотирьох циліндрів двигуна.

Дешифратор визначає стан лічильника, причому на його виходах сигнали з'являються одночасно з високовольтними імпульсами, які надходять на свічки відповідних циліндрів.

При замиканні одного з перемикачів "Вибір циліндрів" негативний перепад напруги, відповідний замикання контактних пластин переривника, надходить з дешифратора на транзисторний ключ. Він відкривається і підключає анод стабілітрон до загального дроту на весь період формування іскри. Тому ЕРС самоіндукції котушки запалювання не перевищить напруги стабілізації стабілітрон для тих імпульсів, які надходять на свічку обраного циліндра. Таким чином обмеживши ЕРС самоіндукції до 18 … 24 В, усувають іскроутворення в свічці обраного циліндра, і він вимикається з роботи.

Принципова схема приладу представлена на рисунку 3. Узгоджувачів рівня виконаний на стабілітронів обмежувачі напруги R1, С1, VD1 і емітерний повторювачі на VT1. Конденсатор С1 забезпечує інтегрування коротких імпульсів. Величини R1 і R4 обрані такими, щоб забезпечити надійне узгодження рівня сигналів мікросхем з амплітудою високовольтних (300 … 400 В) і низьковольтних (18 … 24 В) імпульсів, що наводяться на первинній обмотці котушки запалювання.


Рис. 3. Принципова схема вимірювача потужності ЛВС:
DD1 К155ЛАЗ, DD2 К155ТМ2, DD3 К1.5.5ЛА11, DD4 К155АГ1.

Одновібратор виконаний на елементах 2И-НЕ DD1.1-DD1.3, транзисторі VT2, діод VD2, конденсаторі С4 і резистора R5-R7. Пристрій усуває вплив брязкоту контактів як при замиканні, так і при розмиканні контактних пластин переривника.

У початковому стані, коли переривач розімкнений, на вхід першого узгоджувачів рівня надходить сигнал величиною близько 12 В, і на резисторі R4 буде потенціал логічної 1. Оскільки опір R5 менше 1,6 кОм, на виході елемента DD1.1 встановиться рівень логічного 0, конденсатор С4 буде розряджений. У момент замикання переривника на емітер транзистора VT1 встановиться потенціал логічного 0, конденсатор С4 почне заряджатися, але одночасно відкривається транзистор VT2, який перешкоджає зарядці С4, і на резисторі R5 встановлюється рівень логічної 1. У момент розмикання контакту переривника транзистор VT2 закривається, дозволяється зарядка конденсатора С4. Час затримки вибирається більше, ніж період перехідного процесу, що становить близько 3 … 5 мс. Потенціал на резисторі R5 падає до значення порога перемикання елемента DD1.1, поява рівня логічної 1 на виході якого наводить до спрацьовування елемента DD1.2, і конденсатор С4 розряджається. Діод VD2 охороняє вхід DD1.1 від імпульсу негативного напруження, яке виникає при перезарядці С4. Одновібратор переходить в початковий стан і готовий до формування наступного імпульсу.

Другий узгоджувачів рівня зібраний також за схемою стабілітронів обмежувача напруги на елементах R2, R3, С2, VD3, СЗ, VD4.

Лічильник виконаний на двох D-тригерах, а дешифратор на чотирьох елементах 2И-НЕ з відкритим колектором, що допускають на ньому підвищена напруга. На транзисторах VT3, VT4 зібраний транзисторний ключ. Максимально можливе напруга на колекторі VT3 обмежується ланцюжком стабілітронів VD8, VD9, а швидкість наростання напруги – конденсатором С12. Харчується прилад від стабілізатора напруги, виконаного на транзисторі VT5 і стабілітрон VD10. Діод VD6 захищає пристрій при підключенні акумулятора в зворотній полярності. Світлодіод HL1 показує наявність живлячої напруги. Дросель L1 спільно з конденсаторами С13 і 14 утворює фільтр у мережі живлення. Тахометр зібраний на інтегральному одновібраторе.

У приладі застосовані мікросхеми серії К155. Допускається використання МС інших серій, наприклад К131, К158, К531, К555, К133, проте, можливо, буде потрібно змінити номінали резисторів R4, R5. Транзистори: VT1 – будь-який малопотужний кремнієвий з h 21Е > 50, наприклад КТ315, КТ301, КТ306, КТ312, КТ3102; VT2-КТ361, КТ3107, КТ326; VT3 повинен витримувати зворотне напруга U K 6o не менше 400 В і комутувати струми не менше 4 А, тому можуть бути використані серії КТ828, КТ812, КТ809; VT4, VT5 середньої потужності типів КТ814, КТ816, КТ626 і КТ815, КТ817, КТ608 відповідно. Всі перераховані транзистори – з будь-яким буквеним індексом.

Стабілітрони: VD1, VD4 повинні мати напругу стабілізації в межах 2,4 В. .. 4,5 В; VD7 – від 15 В до 30 В, тому тут підійдуть марки Д815Ж, Д816А, Д816Б; VD8 і VD9 обмежують напругу на колекторі транзистора VT3 на рівні 300 … 380 В. Діоди VD27 VD5 малопотужні кремнієві КД503, КД509, КД510, КД521 або КД522 з будь-яким буквеним індексом.

Резистори – МЛТ-0, 5. Конденсатори: С1, С2, С5-С8, С14-КЛС, К10-6в, МБМ та ін; С4 К53-19, К53-16 або КМ-6 близького номіналу; С12 повинен бути розрахований на напругу не нижче 400 В; С13 – будь-який оксидний на напругу значенням не менше 16 В і ємністю не нижче зазначеної на схемі; СЮ, С11 вибираються з найменшим ТКЕ, наприклад К73-11, К73-17.

Мікроамперметр типу М906 зі шкалою 0-100 мкА. Дросель намотаний на кільці КЮхбхЗ з фериту 2000НМ і містить 50 витків дроту ПЕВ-2 0,2.

Регулювання та налагодження приладу починають з перевірки правильності монтажу. Потім, підключивши джерело живлення до висновків "0 В" і + "12 В", перевіряють стабілізатор напруги. Напруга на емітер VT5 має бути в межах (5 ± 0,25) В. Настройку тахометра виконують по верхніх меж вимірювань.

На вхід першого узгоджувачів рівня подають щодо спільного проведення імпульсний сигнал частотою 83,3 Гц і амплітудою не менше 12 В від зовнішнього генератора при положенні перемикача "2500 об / хв", і за допомогою підлаштування резистора R11 встановлюють стрілку приладу на останнє поділ шкали. Потім переключають межа вимірювання на 1000 об / хв, подають частоту 33,3 Гц і повторюють значення за допомогою резистора R12.

Під час налаштування тахометра можна також використовувати частоту мережі 50 Гц, подаючи сигнал через розділовий трансформатор і діод на вхід першого узгоджувачів рівня, що відповідає 1500 об / хв. Тоді другий діапазон налаштовують не на 1000 об / хв, а на 1500 об / хв (кінцеве значення шкали), переградуіровав потім шкалу мікроамперметра.

Прилад змонтований на друкованій платі, виготовленої з фольгированні-ного склотекстоліти товщиною 1,5 … 2 мм (мал. 4). Її фіксують через різьбові стійки гвинтами кріплення мікроамперметра до корпусу. Щоб краще захистити прилад від перешкод, корпус виконується з металу, наприклад з алюмінієвого сплаву, і з'єднується із загальним проводом.

Як датчик використаний затискач типу "крокодил", губки якого сформована під зовнішній діаметр високовольтного проводу, що йде до свічі запалювання. Зажим кріпиться на високовольтному проводі першого циліндра.

Датчиком може також служити будь-який ізольований провід багатожильний, обвитий 5 … 7 разів навколо високовольтного проводу першого циліндра.

Працюють з приладом наступним чином. Попередньо прогрів до робочої температури і заглушивши двигун, підключають за допомогою затискачів "крокодил" проводу: "+12 В" і "0 В" – до ланцюгів електроживлення автомобіля, "ПР" – до переривач, а "Калібр" – через датчик до високовольтного проводу першого циліндра. Тахометр встановлюють на межу "2500 об / хв". Потім перевіряють правильність вибору циліндрів кнопковим перемикачем SB2. Для цього від'єднують від свічки другого циліндра високовольтний провід, запускають мотор і натисканням клавіші "2" (SB2.4) відключають другий циліндр – режим роботи двигуна не повинен змінитися. В іншому випадку послідовним натисканням кнопок SB2 знаходять положення другого циліндра, а потім аналогічні операції виконують з третім і четвертим циліндрами. (На схемі оцифровка перемикача показана для двигуна автомобіля ВАЗ з порядком роботи циліндрів 1-3-4-2).

Тепер можна приступити до вимірювань. Запускають двигун, дають йому попрацювати близько хвилини і за допомогою ручного приводу газу (тяги пускового пристрою) виводять на режим 1000 об / хв. Перемикають тахометр на діапазон "1000 об / хв" (що відповідає умовним 100% потужності) і ще раз регулюють кількість обертів.

Замиканням контактів SB2 по черзі вимикають кожен з чотирьох циліндрів і, зчитуючи свідчення тахометра (за мікроамперметра), отримують характеристику відносної потужності у відсотках, віддається кожним з перевіряються циліндрів.

Кожне наступне відключення циліндра виконують після включення в роботу всіх чотирьох циліндрів і виходу двигуна на вихідний режим роботи (1000 об / хв). Для достовірності вимірювання проводять два-три рази.


Рис. 4. Друкована плата приладу зі схемою розташування елементів.

Якщо відносні потужності, віддають кожним з циліндрів, приблизно однакові, знос двигуна вважається рівномірним, локальні дефекти відсутні. Коли виявлено циліндр з малою відносною потужністю, уточнюють причину несправності. Нею може бути дефектна свічка (працездатність якої, можливо, остаточно ще не втрачена), пробій високовольтного проводу (включаючи ізолюючі гумові ковпачки), дефект кришки розподільника в зоні контакту з дротом даного циліндра, падіння компресії.

З транзисторної системою запалювання проводи ПР підключають до комутованого висновку первинної обмотки котушки запалювання. У режимі тахометра провід ПР можна під'єднати до контактних пластин переривника.

В. Баканов,

Е. КАЧАНОВ,

м. Чернівці

Моделіст-конструктор № 12, 1987.