В процессе эксплуатации автомобиля возникают нарушения работы двигателя, к одной из причин которых могут быть причастны форсунки (или одна из них). Методы поиска неисправностей многообразны, их представление – не в данном изложении. Но, если в процессе нашего поиска возникло подозрение (а, возможно, и уверенность), что виновниками проблемы являются форсунки, возникает необходимость проверки этих компонентов ЭСУД.
Из всех методов проверки рассмотрим один, основанный на измерении электрических параметров сигнала управления ЭСУД, поступающего на форсунку.
Преимущество данного метода – не требуется демонтаж форсунок двигателя, есть возможность подключения и проверки на работающем моторе, в отличие от, например, метода контроля количества топлива впрыскиваемого в мерную колбу за определенное количество циклов открытия форсунки, или, например, метода с подключением к топливной рампе манометра для измерения падения давления в топливной магистрали при цикличном открытии форсунки, например, тестером впрыска … , включая сложности сохранения стабильности стартового давления в магистрали и нежелательного «слива» бензина в цилиндры двигателя.
Метод заключается в записи сигналов тока и напряжения в управляющем проводе (как правило, минусовом), с последующей обработкой этих записей.
Применяемое оборудование:
- осциллограф, пишущий (не менее двух измерительных каналов),
- токовые клещи с адекватным диапазоном измерения, учитывая, что величина тока на форсунке около 1 А. В случае применения токовых клещей с излишне большим диапазоном, можно использовать намотку управляющего провода, как показано на рис 3 — в этом случае увеличение тока будет пропорционально количеству витков на щупе.
- проставка (желательно, представлена на рис. 1) – для подключения к линии управления в разрыв между жгутом двигателя и жгутом форсунок — устанавливается специальный промежуточный жгут со специальными выводами для подключения токовых клещей и щупа осциллографа, обеспечивающий все необходимые соединения, не оказывающие влияния на функционирование системы подачи топлива.
Рис.1 Проставка с подключенными токовыми клещами
Примерная схема подключения представлена на рис 2. Подключение к измеряемому каналу выполняется последовательно, в таком варианте необходима остановка мотора (что не желательно). Дополнительная сложность возникает в случае необходимости использования катушки на токовых клещах для усиления токового сигнала, Лучший вариант – проставка с уже «внедренными» катушками для токовых клещей для их последовательного подключения.
Рис.2 Схема подключения к каналу управления форсункой
Экранное представление измеряемых сигналов показано на рис.4. Вид обработанных данных, записанных на осциллограф представлен на рис.5.
Рис.3 Измеряемые сигналы на осциллографе
Рис.4 Обработанное представление записей экране осциллографа
При отсутствии токовой характеристики в цепи управления форсункой, анализ состояния форсунки является не полным. Тем не менее, представляет интерес диагностика по величине ЭДС самоиндукции в обмотке катушки форсунки. При замыкании ЭСУД управляющего провода на массу (1), напряжение на нем падает примерно до 0 В, клапан перемещается, начинается подача топлива (с временной задержкой переходного процесса, которую можно определить при наличии записи токового сигнала в цепи управления форсунки по характерной точке искажения (2) плавного протекания кривой). При размыкании массы (3) в обмотке форсунки индуцируется ЭДС самоиндукции (60-80 В), величина которой и является диагностическим параметром. На линии падения ЭДС самоиндукции наблюдается небольшой всплеск (4), характеризующий посадку клапана в седло и прекращение топливоподачи.
Значение импульса ЭДС зависит от скорости и расстояния обратного перемещения клапана. При отсутствии движения клапана нет и самоиндукции – причина может быть механическая. Уменьшенное значение величины импульса ЭДС означает, что уменьшен путь или скорость перемещения клапана по причине, например, его подклинивания. Возможны и другие факторы возмущения, влияющие на величину ЭДС самоиндукции форсунки: повышенное давление топлива в системе, подклинивание из-за загрязнения, усталостное ослабление пружины клапана.
При наличии токовой характеристики (в дополнение к характеристике по напряжению) в цепи управления форсункой, по записи сигналов с осциллографа выполняется расчет временных параметров форсунки:
- скважность управляющего сигнала от контроллера на форсунку (1) – (3), мс,
- временная задержка от старта сигнала управления до начала подачи топлива (1) – (2), мс,
- длительность открытого состояния форсунки (2) – (4), мс.
А также, определяются:
- сила тока на форсунке, А,
- напряжение самоиндукции, В,
- прочие расчетные величины в соответствии с законом Ома.
Примерные настройки оборудования:
- Токовые клещи – установка: 10мВ/А
- Настройки осциллографа: Ch1 (U2) 50 мВ, Ch2 (U1) 20 В, развертка по оси времени (М) 4.0 мс/ячейка
Примечание: обязательна настройка нуля на токовых клещах и выставление нулевого уровня обоих каналов на осциллографе перед измерением.
Режим работы двигателя
Выбирается наиболее стабильный режим в зоне низких частоты вращения и нагрузки мотора (например, 2000 мин-1 при 5…7% положения дроссельной заслонки). Идеальным вариантом является возможность установки режима при едином времени впрыска при тестировании каждой форсунки (что сложнее реализовать на практике) или проводить испытания без изменения режима работы двигателя – но в этом случае необходимо иметь специально выполненную проставку с возможностью переключения измерения с одной форсунки на другую без остановки мотора.
Пример расчета с графика представленного на рис 5, полученного по данным записей на осциллограф:
- с графика: I = 125 мВ/10 = 12,5 А / 11 витков на токовых клещах = 1.14 А (на форсунке),
- при Uизмерен = 14.1 В, Rрасчет = U/I = 12.4 Ом (для оценки качества измерений сравнивается с измеренным значением на выводах катушки).