Тестер проверки датчиков массового расхода воздуха ТРВ-2

Тестер ТРВ-2 (рис.7.12) предназначен для диагностики систем питания воздухом инжекторных двигателей автомобилей ГАЗ, ВАЗ, УАЗ, а также импортных автомобилей, в составе которых применяются датчики массового расхода воздуха (ДМРВ). ДМРВ, являясь одним из основных и наиболее дорогих датчиков электронной системы управления двигателем (ЭСУД), оказывает наибольшее влияние на мощностные показатели двигателя и эксплуатационный расход топлива. Вследствие жестких условий воздействия: горячего масла, пыли и абразивных частиц — происходит постепенное разрушение чувствительного элемента ДМРВ, и, как следствие, смещение его выходной характеристики относительно эталонной, определить которое с помощью диагностического сканера-тестера можно только качественно, то есть при отказе ДМРВ.

Тесты по проверке отказавших ДМРВ показали, что наиболее типичное отклонение выходной характеристики для пленочных ДМРВ HFM5-7 BOSCH составляет от 20% до 40%. На основании этих исследований можно сделать вывод, что контроллер ЭСУД даже при наличии датчика кислорода не может по вполне объективным причинам, а их может быть достаточно много, идентифицировать код неисправности ЭСУД, причиной которого является «уход» выходной характеристики ДМРВ относительно эталонной менее 20%.

«Сползание» характеристики ДМРВ приводит не только к ухудшению топливной экономичности и приемистости двигателя, но и к более интенсивному износу (перегреву) нейтрализатора (катализатора) отработавших газов, работающего на переобедненных топливовоздушных смесях.

Рисунок 7.12 - Тестер проверки датчиков массового расхода воздуха ТРВ-2.

Тестер позволяет контролировать параметры и проверять следующие ДМРВ с аналоговым выходным сигналом в диапазоне :

- ДМРВ пленочного типа HFM-4.7 BOSCH:0280218004, 0280218037, 0280218116;

- ДМРВ пленочного типа HFM62C/11 SIEMENS (аналоги 20.3855 ДМРВ-П);

- ДМРВ нитевого типа HLM2-4.7 BOSCH: 0280212014 (аналог ДМРВ-М) и 0280212022 (аналог ДМРВ-УМ).

Основные функции ТРВ-2:

- проверка эксплуатируемого ДМРВ;

- прожиг ДМРВ нитевого типа;

- контроль массового расхода воздуха, потребляемого двигателем, и его пульсацией в бортовых условиях;

- калибровка измерительных каналов.

ТРВ-2 позволяет контролировать и рассчитывать следующие параметры по двум каналам измерения (эталонный и контролируемый):

- средний расход воздуха (кг/ч);

- максимальный и минимальный пиковый расход воздуха (кг/ч);

- максимальный размах пульсаций за период наблюдения (кг/ч);

- абсолютная разница между усредненными показаниями ДМРВ (кг/ч);

- относительная разница между усредненными показаниями ДМРВ (%);

- среднее напряжение выходного сигнала (мВ).

Проверка ДМРВ проводится с целью выявить относительное (в %) отклонение фактической выходной характеристики эксплуатируемого ДМРВ от эталонной, заданной по ТУ. В случае превышения порога отклонений может быть принято решение о браковке эксплуатируемого ДМРВ и замене его на исправный. Характеристику вновь устанавливаемого на автомобиль ДМРВ можно также проверить с помощью ТРВ-2.

Проверка ДМРВ выполняется на продувочном устройстве с применением рабочего эталона ДМРВ, входящего в комплект прибора, по методике, отработанной экспериментально для автосервиса, с точностью обеспечиваемой за счет усреднения результатов высокоскоростного измерения сигналов ДМРВ (до ) в циклах поверки, проводимых в течение не менее , то есть примерно по измерений на каждый цикл поверки.

Каждый тип (исполнение) ДМРВ, имеет свою уникальную выходную характеристику. Эталонные выходные характеристики ДМРЗ записаны в постоянную память тестера. Выходная характеристика ДМРВ ) имеет вид, приведенный на рис.10.13. Приведенная зависимость носит нелинейный характер, наибольшая чувствительность ДМРВ имеет в зоне расхода воздуха 0...120 кг/ч.

Рисунок 7.13- Выходная характеристика ДМРВ пленочного типа (HFM-4.7 BOSCH):

G – массовый расход воздуха, кг/ч; U - выходное напряжение ДМРВ.

Поток воздуха, поступающий в двигатель, носит пульсирующий характер, причем амплитуда пульсаций выходного сигнала ДМРВ зависит от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель, которая, в свою очередь, пропорциональна массовому расходу воздуха, то есть, чем больше измеряемый расход воздуха, тем, как правило, больше нагружен двигатель и выше пульсации потока воздуха.

Характер пульсирующего потока воздуха обусловлен цикловой работой четырехтактного двигателя и проиллюстрирован на рис.10.14. На режимах повышенной мощности возникает обратный пульсирующий поток воздуха (от двигателя), на который ДМРВ реагируют с меньшей чувствительностью, но практически аналогично воздействию прямого потока. Этот недостаток ДМРВ, реализованных на термоанемометрическом принципе, не позволяет с достаточной точностью измерить массовый расход воздуха, потребляемый двигателем, на более чем 30% его режимной области. В контроллерах ЭСУД это ограничение устраняется путем экспериментального подбора калибровок или за счет применения датчика кислорода в цепи обратной связи, управляющей топливоподачей.

Диапазон поверки ДМРВ зависит от типа применяемого устройства для продувки ДМРВ. При напряжении электропитания 7,5...9В точность ДМРВ, указанная в ТУ, обеспечивается только в диапазоне 8...140 кг/ч.

Рисунок 7.14 - Характеристика пульсирующего потока воздуха: - текущий расход воздуха, кг/ч; - текущее время, с; - интервал усреднения параметров, с; - интервал наблюдения параметров, с; - минимальный пиковый расход воздуха в течение - интервала наблюдения, кг/ч; - максимальный пиковый расход воздуха в течение -интервала наблюдения, кг/ч; - среднее значение расхода воздуха за интервал усреднения параметров, кг/ч.

Удовлетворительная точность упрощенной поверки эксплуатируемых ДМРВ в условиях СТО может быть обеспечена путем длительного усреднения результатов высокоскоростного измерения сигналов ДМРВ в двух циклах инверсной установки - поверки эталонного и контролируемого ДМРВ.

Эта методика отработана экспериментально и позволяет в значительной мере нивелировать основные негативные факторы при измерении расхода воздуха: колебания напряжения питания устройства продувки ДМРВ, различное аэродинамическое сопротивление ДМРВ и их воздухопроводов, зависимость показаний датчика от положения и порядка его установки (до эталона или после него), а также от длины и сечения соединительных шлангов.

Для проверки эксплуатируемый датчик ДМРВ-К снимается с автомобиля, подключается к прибору и продувается на стендовой приставке ТРВ-2 по определенной методике с использованием рабочего эталона ДМРВ-Э, входящего в комплект прибора.

Выводы

Наиболее частая причина неисправностей ЭСУД — отсутствие или недопустимо большое изменение сигнала (напряжения) какого-либо из датчиков системы. Одним из слабых звеньев ЭСУД является датчик массового расхода воздуха, по сигналам которого регулируется цикловая подача топлива и на долю которого приходится 17,6% неисправностей ЭСУД. При этом ухудшаются динамические и экологические качества автомобиля, увеличивается расход топлива.

Датчик массового расхода воздуха является задающим для работы ДВС и обеспечивает его оптимальную работу. Технологических изъянов у неисправных датчиков не наблюдается, а вот конструктивные его особенности легко увязываются с характером выхода из строя данного элемента. Чувствительный элемент, помещенный в поток поступающего в двигатель воздуха, предъявляет высокие требования к чистоте воздуха, которые не всегда можно обеспечить.

При эксплуатации автомобильного двигателя регулировка топливоподачи осуществляется по сигналам ДМРВ согласно программе ЭБУ. С увеличением наработки временем в рабочих полостях ДМРВ образуются отложения, возникают отклонения в работе отдельных элементов датчика, что приводит к неправильному измерению расхода поступающего в двигатель воздуха. Явление это происходит практически незаметно, как и потеря мощностных и экономических показателей работы двигателя.

Отказы ДМРВ приводят к нарушению нормальной работы системы впрыска топлива, что отражается на работе двигателя и, следовательно, на его выходных параметрах. Владельцы автомобилей, используя бортовые системы контроля, как правило, не могут определить неисправность в работе ДМРВ. Для выявления причин снижения показателей качества, требуется проведение диагностических работ.

Задача диагностических приборов едина, они призваны предоставить оператору максимум достоверной информации о состоянии систем двигателя. Этим их единство и ограничивается, поскольку характер, состав и способ получения информации каждого из приборов — различны.

Существующие методы и средства диагностирования элементов ЭСУД можно выделить в следующие группы:

1) диагностирование ЭСУД функцией самодиагностики ЭБУ;

2) диагностирование ЭСУД с использованием диагностических приборов и стендов.

Система расчета поступающего воздуха двигателя является невосстанавливаемой системой. Для диагностирования невосстанавливаемых объектов необходимо и достаточно знать критерий, по которому можно определить одно из двух состояний объекта: исправное или неисправное. Для восстановления ДМРВ необходимо первоначально определить отказавший в объекте элемент, который, в свою очередь, является невосстанавливаемым объектом. В литературе обычно ДМРВ принято считать невосстанавливаемым объектом. Однако, как показала практика эксплуатации, практически в 90% случаев при неисправности ДМРВ достаточно проведение работ по очистке термоанемометрического элемента. Поэтому будем считать ДМРВ восстанавливаемым объектом.

Важным условием обеспечения безотказной работы автомобиля является проведение профилактических работ по определению остаточного ресурса.

Проведение полного комплекса работ по диагностике технического состояния ДМРВ связано с определенными трудностями:

- необходим демонтаж ДМРВ с автомобиля;

- наличие сложного и дорогостоящего диагностического стенда;

- работы по диагностике ДМРВ требуют значительных затрат времени.

Вышеперечисленные факторы делают затруднительным диагностирование работоспособности ДМРВ при эксплуатации автомобиля. Для небольших СТО необходим стенд получения данных о состоянии ДМРВ не требующий значительных затрат времени и средств.

Из вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

1) Существующие методы определения работоспособности ДМРВ либо являются дорогостоящими, либо не дают достоверной информации, что не позволяет сделать качественную диагностику работоспособности ДМРВ доступной.

2) В условиях небольших СТО необходим стенд диагностирования ДМРВ недорогой, не требующих значительных затрат времени, обеспечивающий достаточную достоверность при наличии уже имеющегося оборудования.

3) В условиях трудности определения структурных параметров ДМРВ нужен метод диагностирования работоспособности ДМРВ по косвенным признакам.

Задача: создать диагностический стенд, позволяющий произвести полный цикл приемосдаточных испытаний ДМРВ в соответствии с рекомендациями ТУ. В ходе испытаний на стенде производится сравнение характеристик эталонного и проверяемого ДМРВ и делается вывод о возможности или невозможности дальнейшей эксплуатации данного проверяемого датчика.