Automobilová diagnostika - testování akčních členů v autmobilu

V úvodu cyklu o automobilové diagnostice jsme se seznámili s rozdělením na sériovou a paralelní diagnostiku. Nyní pokročíme k praxi v automobilové diagnostice. Mnohdy je třeba otestovat jednotlivé senzory a akční členy. V této kapitole se budeme věnovat akčním členům a jejich zkoušení na správnou funkčnost.

Akční členy v automobilových systémech jako výstupní členy převádějící přímo nebo zprostředkovaně elektrickou energii na jiné fyzikální veličiny. Příkladem jsou různé pohyblivé mechanismy, elektromagnetické ventilky, indukční cívky, elektromagnetické vstřikovače, ale i topná tělíska, žhavící svíčky a dokonce i žárovky a kontrolky.

Indukční cívky, zapalovací moduly

Indukční cívka je pasivní elektro člen využívající magnetické indukce pro přeměnu elektrické energie na jiskru. Podrobnější popis je uveden v článku o zapalování zážehových spalovacích motorů. K přeskoku jiskry tedy dojde při "rozpojení" obvodu na primární straně a tedy téměř skokovou změnou proudu cívkou. Proto také indukční cívku na funkčnost nelze vyzkoušet jinak než připojenou k automobilu nebo ke speciální zkoušečce generující skokový průběh signálu.
Nejprve je vhodné proměřit ohmmetrem primární a sekundární vinutí. Hodnoty odporu primárního vinutí jsou poměrně malé (v řádu desetin až jednotek ohmů), odpor sekundárního vinutí je mnohonásobně větší (většinou jednotky až desítky kiloohmů). Přerušené primární nebo sekundární vinutí rovnou znamená nefunkční indukční cívku. Při přerušeném primáru se obvod vůbec neuzavře - neteče proud, takže není energie pro přeskok jiskry. Přerušené sekundární vinutí nebrání akumulaci energie do indukční cívky a tedy k indukci napětí v okamžik zápalu, ale přerušené sekundární vinutí způsobí přeskok jiskry i uvnitř indukční cívky a tím jí postupně ničí. Takováto indukční cívka není schopna dlouhodobě a kvalitně plnit svou funkci.
Pro zkoušku na funkčnost je třeba indukční cívku spínat výkonovým signálem.

Zapalovací modul je indukční cívka a el. spínač v jednom. Ještě může být i integrováno proudové omezení(aby nedocházelo k přesycení cívky). Ve výsledku to znamená, že pro zapálení jiskry není třeba výkonový signál, ale napěťový a dále je třeba napájení zapalovacího modulu.
U zapalovacích modulů je primární vinutí indukční cívky uvnitř modulu a většinou není vyvedeno ven, takže se ani nedá změřit ohmmetrem. Sekundární vinutí je vyvedeno na VN vývod (buď proti + napájení nebo mezi dvěmi VN vývody -tzv. dvoujiskrové zapalování). Pro měření sekundárního vinutí platí totéž co bylo psáno u indukčních cívek.

Zkouška funkčnosti indukční cívky nebo zapalovacího modulu se provádí v zapojení stejném jako je na vozidle. Neboli musí být připojena vysokonapěťová část a na primární část(vstup u modulu) je třeba připojit odpovídající signál. VN část je třeba připojit pomocí vysokonapěťových kabelů na jiskřiště (zapalovací svíčku) u dvoujiskrového zapalování nejlépe dvě zapalovací svíčky v sérii přičemž kostry svíček propojit mezi sebou a zároveň na záporný pól zdroje. Stejně tak je třeba "ukostřit" i kovový obal indukční cívky nebo modulu.
Pro zkoušení indukčních cívek a zapalovacích modulů je vhodný přípravek M-IG3, který obsahuje výkonový i signálový výstup.

Obr. 1. Zkoušení indukční cívky pomocí testeru M-IG3 (připojeno na výkonový výstup)

Indukční cívka se připojí na výkonový výstup vývodem označeným 1 a na napájení +12V na vývodu 15. Dále je třeba připojit jiskřiště(zapalovací svíčku) vysokonapěťovým kabelem, obal svíčky je třeba ukostřit (- pól napájecího zdroje). Aby bylo vyloučeno i proražení sekundárního vinutí na obal indukční cívky, tak je třeba ukostřit i kovový obal. Změnou vzdálenosti jiskřiště se zjistí elektrická pevnost zapalovací cívky.

Obr. 2. Zkoušení zapalovacího modulu pomocí testeru M-IG3 (připojeno na signálový výstup)

Zapalovací modul se připojí vstupem na signálový výstup testeru, na napájení +12V na vývodu "+" a kostru vývodem "-". Dále je třeba připojit jiskřiště(zapalovací svíčku) vysokonapěťovým kabelem, obal svíčky je třeba ukostřit (- pól napájecího zdroje). Aby bylo vyloučeno i proražení sekundárního vinutí na obal zapalovacího modulu, tak je třeba ukostřit i kovový obal. Změnou vzdálenosti jiskřiště se zjistí elektrická pevnost zapalovací cívky. Před samotnou zkouškou je třeba přepnout přepínač u signálového výstupu na neinvertovaný nebo invertovaný průběh dle druhu zkoušeného zapalovacího modulu. Špatná volba může způsobit přesycení cívky a její nadměrné ohřívání až zničení.

Benzínové vstřikovače

Elektromagnetický benzínový vstřikovač je pasivní elektromechanický ventil dávkující přesné množství paliva dle doby napájecího impulsu. Do vstřikovače je přiveden tlak paliva, který je držen jehlovým ventilem ve spodní části vstřikovače. Jehlový ventil je ovládán elektromagnetickým ventilem prostřednictvím napěťových impulsů z řídící jednotky.

Obr. 3. Benzínový vstřikovač ze systému Bosch Jetronic

Vstřikovač je třeba nejprve změřit po elektrické stránce. Odpor cívky ventilu bývá v rozmezí 10÷20 Ohm. Funkčnost ventilu je možné vyzkoušet pouze při připojeném jmenovitém tlaku paliva. Základní zkouška může být provedena přímo na vozidle, kde se vyndá vstřikovač ze sacího potrubí včetně palivové lišty a vše se nechá připojeno. Testem akčních členů v řídící jednotce lze vstřikovač aktivovat a vizuálně zkontrolovat jestli vstřikuje palivo a jaký má paprsek tvar a rozstřik. Ovšem tato zkouška neodhalí vstřikovač s nadměrným nebo ochuzeným vstřikovaným množstvím. Na tuto zkoušku lze využít palivového okruhu za automobilu(je nutné mít sepnuté palivové čerpadlo během testu) nebo na zkušební stolici na zkoušení benzínových vstřikovačů. Pro přesné změření vstřikované dávky je zapotřebí odměrného válce umístěného pod vstřikovačem a generátor napěťových impulsů o definované délce a frekvenci. Pro odměření vstřikované dávky je vhodné nechat vstřikovač pracovat určitou dobu nebo například 1000cyklů a celkové naměřené množství vydělit počten cyklů. Nemáme-li technická data k jednotlivým vstřikovačům, tak požadovaná vstřikovaná dávka lze časem zjistit z praxe nebo zkoušet všechny vstřikovače na liště najednou a porovnat vstřikované množství mezi sebou. Většinou se nestává, že by bylo více vstřikovačů naráz vadných.

Obr. 4. Zkoušení benzínového vstřikovače na voze

Benzínové vstřikovače lze zkoušet také testerem M-IG3 nebo s určitým omezením testerem M-PWM2.

Proporcionální podtlakové ventily - měnič tlaku

Proporcionální podtlakový ventil je pasivní elektromechanický ventil s určitým pásmem proporcionality, kde je výstupní podtlak přímo úměrný proudu solenoidem. Tohoto ventilu se využívá pro přesné řízení podtlakových ventilů nebo klapek jako jsou EGR ventil (recirkulace výfukových pylnů), řízení tlaku přeplňování, klapka v sání a podobně.

Obr. 4. Proporciální podtlakový ventíl - řez

Ventil je třeba nejprve změřit po elektrické stránce. Odpor cívky ventilu bývá v rozmezí 10÷50 Ohm. Tyto ventily jsou řízeny právě pulsně-šířkovou modulací (PWM). V určitém rozsahu střídy budícího signálu ventil plynule přechází z počátečního stavu(zavřeno,rozepnuto) do konečného stavu(otevřeno,sepnuto). Proporcionalita je právě schopnost řídit ventil plynule. Proporcionální ventily je třeba zkoušet výhradně v režimu PWM. Pro případné rozchození jejich funkce(zatuhlý ventil) je vhodné použít automatický režim testeru M-PWM2, kterýdle nastavení mění střídu, frekvenci nebo obojí najednou. Vhodné je využít mechanickou rezonanci a v okolí rezonančního kmitočtu akční člen zkoušet.
Pro úplnou zkoušku je třeba zapojit nejen elektrický obvod, ale i podtlakový okruh a měřit výstupní podtlak manometrem a sledovat závislost na střídě budícího signálu.

Obr. 5. Proporciální podtlakový ventíl

Proporciální ventily lze zkoušet také testerem M-PWM2 nebo M-IG3 v režimu PWM.

Ventil recirkulace výfukových plynů EGR/AGR

Recirkulace výfukových plynů je systém snižující množství emisí výfukových plynů. PRincip celého systému je v přepouštění části výfukových plynů zpět do sání spalovacího motoru a tím dochází k redukci emisí výfukových plynů. Ovšem k recirkulaci dochází pouze za určitých provozních podmínek a množství přepouštěných výfukových plynů musí být přesně stanoveno. V případě poruchy systému recirkulace výfukových plynů může docházet ke snížení výkonu motoru, trhavý chod, špatné ehodnoty emisí výfukových plynů atd.

Recirkulaci výfukových plynů obstarává aktuátor - ventil EGR(AGR) a to buď přímo jako elektromechanický nebo pneumatický. V prvním případě je přímo elektrická veličina převedena na pohyb-otevření šoupátka/klapky, v druhém případě je elektrický veličina převedena na podtlak pomocí proporciálního ventilu (měnič tlaku-viz. výše) a následně pnaumatickým ventilem převedena na pohyb šoupátka/klapky, v tomto případě je třeba zkontrolovat obě části systému včetně správnosti hodnoty vstuního podtlaku do měniče tlaku.

Elektromechanický ventil EGR/AGR

Elektromechanický Ventil je třeba nejprve změřit po elektrické stránce. Odpor cívky ventilu bývá v rozmezí 10÷50 Ohm. Tyto ventily jsou řízeny právě pulsně-šířkovou modulací (PWM). V určitém rozsahu střídy budícího signálu ventil plynule přechází z počátečního stavu(zavřeno) do konečného stavu(otevřeno). Proporcionalita je právě schopnost řídit ventil plynule. Proporcionální ventily je třeba zkoušet výhradně v režimu PWM. Pro případné rozchození jejich funkce(zatuhlý ventil) je vhodné použít automatický režim testeru M-PWM2, kterýdle nastavení mění střídu, frekvenci nebo obojí najednou. Vhodné je využít mechanickou rezonanci a v okolí rezonančního kmitočtu akční člen zkoušet.

Obr. 6. Elektromagnetický EGR/AGR ventil

EGR ventily lze zkoušet také testerem M-PWM2 nebo M-IG3 v režimu PWM.

Článek bude dále doplňován a bude pokračovat praktickými příklady...
Máte-li zájem dostávat emailem informace o pokračování článku napište prosím vzkaz v sekci kontakty