В целом развитие диагностирования автомобилей происходит по двум основным направлениям: стационарное и встроенное (бортовой контроль). Находит применение и комбинированный способ диагностирования с помощью системы встроенных датчиков и контрольных точек и встроенных в конструкцию автомобилей вторичных измерительных приборов.
В основе эффективности встроенного диагностирования лежит то, что это направление обеспечивает полную реализацию ресурса систем и агрегатов автомобиля, предупреждение аварийных отказов, минимизацию эксплуатационных расходов топлива, запасных частей, материалов. Внедрение встроенного диагностирования в первую очередь осуществляется по основным системам и агрегатам автомобиля, техническое состояние которых больше влияет на безопасность дорожного движения и топливную экономичность.
Оснащение автомобилей встроенными датчиками и контрольными точками (СВД и КТ) со штекерным разъемом несколько опережает уровень оснащения автомобилей бортовыми системами контроля (БСК). Одним из важнейших преимуществ, обусловливающих необходимость создания и внедрения СВД и КТ, является снижение трудоемкости диагностирования, увеличение пропускной способности постов диагностирования, повышение контроле-пригодности автомобилей, повышение точности диагностирования и в целом эффективности эксплуатации автомобилей.
В зарубежной практике такие системы успешно эксплуатируются уже в течение ряда лет. На рис. 2.46 показана система встроенных датчиков автомобиля Mersedes Benz-280 SE, включающая в себя дискретный импульсный датчик 2 верхней мертвой точки (ВМТ), триггерный датчик 7, установленный на высоковольтном проводе свечи первого цилиндра, выводы от контактов прерывателя и замка зажигания.
Рис. 2.46. Система встроенных датчиков автомобиля Mersc-des Benz-280SE: 1 - триггерный датчик, 2 - разъем, 3 - датчик BMT, 4 - катушка зажигания, 5 - коммутатор транзисторной системы зажигания
На рис. 2.47 показан пример, когда на маховике коленчатого вала двигателя имеется выступ, который при вращении вала периодически проходит мимо датчика ВМТ, гася колебания осциллятора, вследствие чего амплитуда его колебаний уменьшается. Выпрямленные колебания поступают на триггер, выходной сигнал которого пропорционален частоте вращения вала. Передний фронт импульса с большой точностью устанавливает фиксированное положение коленчатого вала.
Рис. 2.47. Блок-схема преобразования сигнала с датчика ВМТ: 1 - выступ на маховике, 2 - датчик, 3 - осциллятор, 4 - выпрямитель, 5 - пороговый элемент
Роль генератора сигналов может выполнять фотоэлектрическая схема. На вращающемся шкиве имеется отверстие, которое в строго фиксированном положении шкива двигателя соединяет источник света с приемником, на выходе которого в этот момент вырабатывается сигнал.
Этот сигнал обрабатывается в соответствии со схемой рис. 2.47. Устанавливать источник и приемник света можно как с двух, так и с одной стороны от шкива. Второй сигнал, необходимый для измерения угла опережения зажигания и соответствующий моменту подачи в цилиндр искры, поступает с датчика первого цилиндра (рис. 2.48).
Рис. 2.48. Датчики первого цилиндра: а - емкостный, б - индуктивный; 1 - высоковольтный провод, 2 - внешний проводник, 3 - изоляционный слой, 4 - внутренний проводник, 5 - тороидальный сердечник, 6 - обмотка, 7 - экранированный провод
Для оснащения отечественных легковых автомобилей в СССР разработана СВД и КТ, включающая в себя на первом этапе: датчик верхней мертвой точки, центральный 12-штыревой штекерный разъем и пучок проводов, включающий в себя контрольные точки от «+» и «—» аккумуляторной батареи, «+» и «—» катушки зажигания, «+» генератора. Эта система позволяет диагностировать автомобили по следующим параметрам: напряжение аккумулятор
ной батареи, генератора и на катушке зажигания, падение напряжения на контактах прерывателя, угол замкнутого состояния контактов прерывателя, угол опережения зажигания, относительную мощность, цепь высокого напряжения и др.
Общая эквивалентная схема измерительной цепи с датчиком верхней мертвой точки приведена на рис. 2.49. Датчик питается от источника энергии Еr с внутренним сопротивлением Rr. Собственно датчик характеризуется активным сопротивлением rд и индуктивностью Lд. Сигнал с выхода датчика поступает через разделительные конденсатор Ср на вход АБ вторичной измерительной аппаратуры, имеющей входное сопротивление Rн.
Рис. 2.49. Электрическая схема измерительной цепи с датчиком ВМТ
Для диагностирования автомобилей с СВД и КТ в мировой практике известно большое число средств диагностирования, имеющих ответную часть штекерного разъема. К их числу в первую очередь относятся стенды и приборы: МОТ 002.00; МОТ 001.00; МОТ 001.01; МОТ 001.04; МАГ-90, Sun-2001, Multitest-8, Multitest-15, Multitest-17 и др. Для диагностирования отечественных автомобилей с СВД и КТ предназначен прибор СВД-2.
При отсутствии специальных измерительных средств диагностирование автомобилей с СВД и КТ может осуществляться обычными мотор-тестерами, которые доукомплектовываются специальным согласующим устройством, блок-схема которого показана на рис. 2.50.
Рис. 2.50. Блок-схема согласующего устройства: 1 - генератор тока, 2 - линейный усилитель, 3 - импульсный усилитель, 4 - широтно-импульсный модулятор, 5 - индикатор, 6 - выходной усилитель, 7 - дешифратор, 8 - делитель частоты, 9 - импульсный генератор, 10, 11 - контакты выключателя, 12 - измерительная схема, 13 - калибратор
Измерительная схема согласующего устройства состоит из последовательно соединенных генератора тока, линейного усилителя, широтно-импульсного модулятора, выходного усилителя и индикатора (в качестве индикатора используется показывающий прибор самого мотор-тестера). Сигнал на генератор поступает с датчика верхней мертвой точки, установленного на автомобиле.
Калибратор состоит из импульсного генератора прямоугольных импульсов, делителя частоты и дешифратора.
Для питания напряжением 9 и 5 В в согласующем устройстве предусмотрен стабилизатор напряжения с выходным напряжением 12 В.
Установка согласующего устройства в мотор-тестер, его настройка и калибровка легко могут осуществляться в специализированных ремонтных мастерских или непосредственно в условиях автотранспортных предприятий.
В связи с развитием микропроцессорной техники и внедрением ее в конструкции автомобилей в виде микропроцессорных систем управления все более широкое практическое применение получает встроенное диагностирование—бортовой контроль.
Встроенное диагностирование позволяет своевременно информировать водителя о возникновении неисправности или отказа через специальные сигнальные устройства, смонтированные в кабине автомобиля. «Опрос» датчиков и передача информации водителю осуществляются в автоматическом или ручном режимах.
Системой БСК на первом этапе можно измерять следующие параметры: уровни тормозной жидкости, электролита в аккумуляторной батарее, охлаждающей жидкости, жидкости в бачке стеклоомывателя, масла в картере двигателя, температуру охлаждающей жидкости и тормозных накладок, износ тормозных накладок, напряжение в контрольных точках системы электрооборудования, разрежение в вакуумном усилителе тормозов, давление масла в главной масляной магистрали двигателя и воздуха в шинах. Указанный перечень может быть ограничен, например, объемом основных контрольных работ, проводимых при ежедневном обслуживании автомобиля, или объемом неисправностей, выявление которых обеспечивает дальнейшее безопасное передвижение автомобиля.