Осциллограммы датчиков автомобиля

Осциллограммы датчиков автомобиля

ЧАСТЬ I. ДАТЧИКИ ИНЖЕКТОРНЫХ И КАРБЮРАТОРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

ДПДЗ (Датчик Положения Дроссельной Заслонки)

Датчик положения дроссельной заслонки(ДПДЗ) в СУД служит для определения степени и скорости открытия дроссельной заслонки. Выходное напряжение ДПДЗ изменяется в зависимости от нажатия педали акселератора и равно 0 , 3 – 4 , 8 В. В состоянии покоя это напряжение составляет 0 , 3 – 0 , 6 В, это соответствует 0 % открытия дроссельной заслонки.

Эталон. Датчик ОК

Неисправные датчики. Осциллограммы открытия дросселя

Открытие неисправного датчика

Осциллограммы закрытия неисправного датчика

Состояние покоя неисправного датчика

ДПКВ (Датчик Положения Коленчатого Вала)

ДПКВ в ЭСУД служит для определения положения и частоты вращения коленвала для осуществления общей синхронизации системы впрыска. Шкив коленвала имеет 58 зубцов. Точкой отсчета являются два пропущенных зубца на шкиве коленвала. На осциллограмме это место выглядит как резкий скачок напряжения вниз, а потом вверх. При исправном ДПКВ его минимальное напряжение должно быть не менее 6 В, максимальное достигает до 250 В.

ДМРВ (Датчик Массового Расхода Воздуха, MAF-Sensor)


ДМРВ является датчиком термоанемометрического типа. Устанавливается между воздушным фильтром и дроссельным патрубком. Сигнал ДМРВ представляет собой напряжение постоянного тока, изменяющееся в диапазоне от 1 до 5 В, величина которого зависит от количества воздуха, проходящего через датчик.

Эталон. ОК Полуживой датчик Неисправный
датчик

ДК (Датчик Кислорода, он же Lambda Zond)

Датчик кислорода служит для правильного определения соотношения воздух-топливо поступающего в цилиндры. В зависимости от напряжения кислородного датчика, ЭБУ корректирует параметры топливо-воздушной смеси по заложенной в нем программе управления. Если ЭБУ определяет топливо – воздушную смесь(ТВС) как бедную, что соответствует низкому выходному напряжению, то он увеличивает время открытого состояния форсунок, если ТВС богатая – высокое выходное напряжение – уменьшает время. При исправном датчике кислорода и СУД диапазон выходного напряжения равен 0 , 05 – 0 , 9 В.

ДФ (Датчик ФАЗ)

Датчик фаз устанавливается на двигателе ВАЗ- 2112 в верхней части головки блока цилиндров за шкивом впускного распредвала. На двигателях 2111 (Евро‑ 2 ) на заглушке справой стороны. В основу работы датчика заложен эффект Холла. На шкиве впускного распредвала расположен задающий диск с прорезью. Прохождение прорези через зону действия датчика фаз соответствует открытию впускного клапана первого цилиндра. Контроллер посылает на датчик фаз опорное напряжение 12 В. Напряжение на выходе датчика фаз циклически меняется от значения близкого к 0 (при прохождении прорези задающего диска впускного распредвала через датчик) до напряжения близкого напряжению АКБ (при прохождении через датчик кромки задающего диска). Таким образом при работе двигателя датчик фаз выдает на контроллер импульсный сигнал синхронизирующий впрыск топлива с открытием впускных клапанов. Сигналы у двигателя 2112 и 2111 (Евро‑ 2 ) совершенно одинаковые.

ДД (Датчик Детонации, Knock Sensor)

Широкополосный датчик детонации пьезокерамического типа устанавливается на блоке двигателя. Во время работы двигателя датчик генерирует сигнал напряжения переменного тока с частотой и амплитудой зависящей от частоты и амплитуды вибрации той части двигателя, на которой установлен датчик. При возникновении детонации амплитуда вибраций определенной частоты повышается, что приводит к увеличению амплитуды выходного сигнала ДД. Контроллер считывает этот сигнал (только в определенных положениях КВ, т.н «окно обнаружения детонациии»), фильтрует, усредняет и на основе полученных данных и корректирует угол опережения зажигания для гашения детонации.

Сигнал ЭБУ МП‑ 7 . 0

ДТОЖ (Датчик температуры охлаждающей жидкости)

Датчик температуры в СУД служит для определения температурного состояния двигателя. По его сигналу ЭБУ при запуске выставляет необходимое количество шагов РХХ, регулирует топливоподачу. Внутри датчика находится термистором с «отрицательным температурным коэффициентом» – при нагреве его сопротивление уменьшается. Высокая температура охлаждающей жидкости вызывает низкое сопротивление ( 70 Ом + 2 % при 130 °С), а низкая температура дает высокое сопротивление ( 100700 Ом ± 2 % при ‑ 40 °С). Контроллер подает на датчик температуры охлаждающей жидкости напряжение 5 В через резистор с постоянным сопротивлением, находящимся внутри контроллера. Температуру охлаждающей жидкости контроллер рассчитывает по падению напряжения на датчике, имеющем переменное сопротивление. Падение напряжения большое на холодном двигателе, и низкое – на прогретом. Соответственно, на холодном двигателе напряжение на датчике выше, на горячем – ниже. Это хорошо видно по осциллограммам.

ДС (Датчик скорости, Speed Sensor)

Датчик скорости служит для получении информации о скорости движения автомобиля для приборной панели и СУД, в которой используется для определения режимов движения автомобиля – ХХ и ПХХ.

В основе его работы заложен эффект Холла. Сигнал, получаемый ЭБУ с датчика скорости, импульсный и зависит от скорости движения автомобил я.

Датчик Холла

Датчик Холла в распределителе зажигания служит для своевременной подачи управляющих импульсов в коммутатор. С выхода датчика снимается напряжение, если в его зазоре находится стальной экран. Если экрана в зазоре нет, то напряжение на выходе датчика близко к нулю.

Ремонт и техническое обслуживание автомобилей

Диагностирование неисправностей осциллографом

Общие сведения о диагностировании осциллографом

Осциллограф может применяться для диагностики двигателя, датчиков электронной системы управления, генератора, стартера, аккумулятора и других систем и устройств автомобиля. При комплексной автомобильной диагностике осциллограф дополняет проверку сканером, но в некоторых случаях может дать более подробную информацию о неисправностях в электрических и электронных системах.

При использовании осциллографа необходимо знать места подключения его щупов к диагностируемому элементу, а также форму осциллограммы для номинального режима работы этого элемента. Впрочем, методика использования осциллографа, как правило, подробно описана в инструкциях, прилагаемых к прибору.

Диагностирование датчиков осциллографом

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ)

Этот датчик служит для синхронизации времени подачи искры и срабатывания форсунок по такту сжатия в цилиндрах. В общем случае датчик сообщает блоку управления (ЭБУ) о положении поршня первого цилиндра в верхней мертвой точке при такте сжатия. Для различных марок автомобилей ДПКВ может располагаться рядом с задающим диском у шкива коленчатого вала или маховика.

Сигнал датчика положения коленчатого вала в номинальном рабочем режиме имеет синусоидальную форму с разрывом. Форма сигнала имеет равномерную одинаковую амплитуду. Если на осциллограмме присутствуют отклонения, значит, задающий диск имеет не равномерность вращения или люфт, т. е. плохо закреплен или поврежден.

Методика диагностирования ДПКВ осциллографом заключается в следующих действиях:

  • измерительный щуп подключается к сигнальному проводу осциллографа;
  • диапазон измерения напряжения устанавливается до 300…500 В;
  • после нажатия кнопки или клавиши «Пуск» снимаем сигнал с датчика на дисплее. Форма сигнала должна соответствовать примеру, приведенному на рисунке 1.

Датчик положения распределительного вала (ДПРВ)

Датчик положения распределительного вала (или датчик фаз) служит для синхронизации времени впрыска топлива форсунками с временем открытия впускных клапанов. Осциллограмма сигнала с этого датчика имеет прямоугольную форму с амплитудой 12,3…12,7 В.
Больше информации о работе датчиков можно получить, если снимать одновременно сигналы ДПКВ и ДПРВ для определения фазы впрыска и смещения распределительных валов относительно друг друга.

На рисунке 2 показан номинальный сигнал датчиков положения коленчатого и распределительного вала.
На графике нижний фронт сигнала ДПРВ совпадает с разрывом зубьев на задающем диске, что говорит о правильной фазе впрыска.

Читайте также  Датчик тпс что это?

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

Датчик массового расхода воздуха сообщает электронному блоку (ЭБУ) о количестве воздуха, поступившего в цилиндры двигателя для определения оптимального количества топлива, впрыскиваемого форсунками, т. е. времени открытого состояния форсунки при впрыске.
Основной параметр для диагностики датчика — это его нулевое напряжение, которое у исправного датчика при включенном зажигании должно быть равным 0,996 В. При углубленной диагностике ДМРВ, необходимо измерить время релаксации — период, в течение которого датчик выходит в нулевое положение.

На рисунке 3 показана осциллограмма исправного датчика массового расхода воздуха. Нулевое напряжение на датчике в этом случае равно 0,996 В, а скорость выхода на рабочий диапазон 0,5 мс.

На рисунке 4 представлена осциллограмма неисправного ДМРВ. Время перехода 20 мс, а напряжение при нулевом объеме воздуха — 1,130 В. Автомобиль с таким датчиком будет расходовать много топлива, и терять мощность.

Немаловажно проверить пик выхода датчика на максимальный уровень напряжения. Для этого нужно снять сигнал с ДМРВ на работающем двигателе при резко нажатой педали газа.
Чем ближе значение сигнала к 5 В, тем датчик имеет большую отдачу и двигатель будет эластичнее в работе (рис. 5).

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ)

Датчик положения дроссельной заслонки легче всего проверить сканером. Но при плавающей неисправности, когда автомобиль движется рывками, лучше проверить сигнал датчика осциллографом.
Для этого сигнальный провод щупа подключают к выходу ДПДЗ и снимают сигнал, открывая дроссель, т. е. нажимая на педаль акселератора.
График осциллограммы должен иметь форму плавной кривой, на которой не должно быть резких перепадов, ступенек, скачков и т. п.
На рисунке 6 приведены осциллограммы сигналов с исправного и неисправного датчика положения дроссельной заслонки.

Проверка массы двигателя осциллографом

Осциллографом можно проверить качество соединения аккумуляторной батареи с потребителями. Так, плохую «массу» двигателя можно проверить, подсоединив отрицательный щуп с минусовой клеммой АКБ, а сигнальный — с двигателем или кузовом. Значительные помехи в графике сигнала свидетельствуют о плохой «массе».
На рисунке 7 приведен пример осциллограммы хорошего контакта клеммы АКБ с массой автомобиля.

Диагностика катушек зажигания с помощью осциллографа

Проверка системы зажигания возможна только по анализу сигнала вторичной или первичной цепи. Самодиагностика двигателя автомобиля способна только косвенно определить дефекты в высоковольтной части, в частности — может выдать ошибку по пропускам зажигания.
Коды неисправностей пропусков дают общую картину работы цилиндра. Они могут возникнуть как от неисправной катушки, свечи, высоковольтного провода, форсунки, низкой компрессии, подсоса воздуха. Для точного определения неисправной катушки зажигания требуется проверка осциллографом.

На рисунке 8 приведен пример характерного высоковольтного сигнала в системе зажигания при правильной работе всех элементов. По отклонениям от номинального графика осциллограммы можно судить о работоспособности всей высоковольтной цепи системы зажигания.
Любой неисправный элемент цепи — катушка, высоковольтный провод, свеча изменят характер графика осциллограммы, как показано на рисунках 9. 12.




Диагностика осциллографом топливных форсунок

Форсунка бензинового двигателя состоит из запорного клапана, который управляется электромагнитом (электромагнитной катушкой). Перемещение этого клапана в процессе работы форсунки можно проверить осциллографом.

В момент открывания и закрывания запорной иглы форсунки на осциллограмме должны прослеживаться характерные «бугорки» и колебания напряжения, что видно на рисунке 13.
Осциллограмма неисправно работающей форсунки приведена на рисунке 14.
На этом графике не прослеживаются какие-либо колебания напряжения в процессе движения запорной иглы (клапана), что свидетельствует о неисправности.

Диагностика форсунок с помощью осциллографа требуется при скрупулезном поиске неисправности в затруднительных случаях диагностирования.
В большинстве случаев достаточно сделать анализ эффективности работы цилиндров двигателя.
С помощью осциллографа можно оценить время нахождения форсунок в отрытом состоянии, а также некоторые другие параметры, которые важны при тщательном поиске неисправностей при неправильной работе системы питания.
Более подробный анализ работы форсунок приводится в инструкции по использованию осциллографа.

Re: Автодиагностика. Мотор-тестер.

Диагностика. Что есть диагностика? Почему чтение ошибок мы называем диагностикой? Почему столько «диагностов» последнее время развелось?
Типичный «диагност»: Имеет ноутбук или андройд устройство, купил шнурок или блютус адаптер, который почему-то называет сканером и трёт ошибки за деньги. Ну да ладно, это его дело, это на его совести. И даже не моё дело, кто его клиенты и почему они просто так отдают человеку деньги, это тоже их дело.

Прикольно то, как эти «диагносты» выдают вердикт. «Ошибок нет, всё исправно, езди». Нет, я не говорю, что все поголовно такие, кто-то что-то соображает и даже, что-то может сказать о проблеме в авто просто подключившись сканером через шнурок к контроллеру. Кто-то даже в состоянии посмотреть параметры, выдаваемые сканером и сделать какое-то заключение. Но обычно таки люди не занимаются «диагностикой» на коммерческой основе. А так, что называется «Себе, да друзьям». Речь именно о правильном использовании сканера. Что можно увидеть по одному лишь сканеру, да только направление дальнейших поисков и не более. Точный диагноз не установить, за исключением очень редких случаев и наличие головы на плечах при этом, необходимо.

И так, какой вывод можно сделать? Купив шнурок, я не становлюсь диагностом. Как, купив скальпель, не стану хирургом или, купив, фотоаппарат, не стану фотографом. Это нужно понять, осознать и принять. Чтение ошибок, не диагностика. Удаление ошибок, не ремонт. А брать деньги просто за чтение ошибок, лично я бы приравнял к мошенничеству.

Дак, что же такое диагностика? Да, сегодня мы привыкли называть диагностикой, подключение сканера к контроллеру. Типа нарицательного имени. Ну, допустим. Привыкли называть это «Компьютерная диагностика». А диагностика, это весьма широкое понятие, которое можно охарактеризовать двумя словами: «Поиск неисправнсти». И вот тут «компьютерная диагностика», нам только помощник, но не главный инструмент. Не главный, но один из главных. Главным инструментом в диагностике, я считаю голову диагноста. Как часто говорят, вырву из любого контекста: «Подключали диагностику, она ничего не показала». Как не показала? «Диагностика» выдала вам кучу циферок и иногда даже кучу графиков, как ничего не показала? Но действительно, она ничего и не покажет. Что-то показать вам сможет только диагност. Делает диагностику, ищет неисправность диагност, а не сканер или любое другое оборудование. Диагност смотрит параметры, анализирует их и уже ставит диагноз.

И так, мы разобрались, что «диагностика» это более широкое понятие, нежели чтение ошибок. Тогда на вооружении настоящего диагноста должен быть не только сканер, а ещё и множество других инструментов. Один из таких инструментов, осциллограф, лучше автомобильный осциллограф — мотор-тестер. По своей сути это тот же осциллограф, только заточенный, так сказать, под нужды автомобильного диагноста. Чаще всего мотор-тестер имеет несколько каналов, более двух. Для одновременного исследования нескольких сигналов. Очень часто нужно исследовать несколько сигналов, с разных датчиков ЭСУД или не посредственно датчиков мотор-тестера. Так же автомобильный осциллограф, это чаще всего приставка к компьютеру. Возвращаемся к «компьютерной диагностике». Будь то персональный компьютер или ноутбук. Программное обеспечение позволяет записывать сигнал, анализировать его, если мотор-тестер понавороченее, то его программное обеспечение позволяет производить различные тесты по снятым сигналам.

Читайте также  Как открутить кислородный датчик не повредив резьбу?

Я расскажу про свой мотор-тестер, не сочтите за рекламу. Это был осознанный выбор, хотя и хотелось сэкономить. Так получилось, что мне повезло, дёшево и функционально, кроме того ещё и отечественный продукт.
Один из моих походных наборов с диагностическим оборудованием.

Пока, что приходится метаться на чемоданах между СТО и своим гаражом. Так, как свой собственный уголок пока ещё в процессе обустройства. Выглядит, примерно вот так:

Карманный осциллограф-показометр FNIRSI DSO188 (1MHz) для проверки датчиков автомобиля

  • Цена: $27.50
  • Перейти в магазин

DSO188 — простой «показометр» с одним каналом, без памяти, но с цветным дисплеем, аккумулятором 300mAh и «карманным» размером. Его плюс именно в компактности и портативности, а полосы частот хватит для нетребовательных пользователей.
От одного уважаемого автора поступил вопрос о применении DSO188 для автомобиля, я решил попробовать.

Вот что у меня получилось…

Модель DSO188 является новой и имеет один канал на 1MГц (аналоговый) с частотой семплирования 5Msps.
DSO188 работает на аккумуляторе. Для работы используются MMCX щупы, но в комплекте есть адаптер MMCX-BNC.
При небольшой стоимости ($30) он отображает сигналы с частотой 1МГц.
А с учетом небольшой стоимости (

30), осциллограф успешно заменяет более старые модели типа DSO138.
Фактически, это дешевый осциллографический пробник, без собственной памяти для осциллограмм/скриншотов. Канал всего один — можно просто посмотреть и оценить сигнал (по быстрому — достал из кармана, ткнулся, убрал в карман), либо сфотографировать. Для более-менее серьезной работы он вряд ли подойдет (канал то один, нет логического анализатора. полезных функций и т.п.).
Но вот для автомобиля может быть полезен — «по-быстрому» проверить здоровье датчиков вашего четырехколесного друга.

Размеры DSO188 радуют — его не то, что в карман, можно положить в кошелек))))

В комплекте есть один щуп BNC с крокодилами (но подходят все стандартные щупы) и адаптер BNC-MMCX

Характеристики FNIRSI DSO188:
1. Analog band width: 1MHz
2. Maximum real time sampling rate: 5MS/s
3. Vertical sensitivity: 50 mV/div-200 V/div
4. Horizontal time base range: 100mS/div-2uS/div
5. Maximum input voltage: 40 V (1X probe), 800 V (10X probe)
6. Storage depth: 40KB
7. Input resistance: 1M
8. ADC precision: 12bits
9. Coupling mode: AC/DC
10. Trigger mode: Auto
11. Trigger edge: Ascending/descending edge
12. External trigger voltage 0-40V
13. Display: TFT color display
14. Power supply: 230 mAh lithium battery
15. Size: 57 x 34 x 11 mm
16. Weight: 40 grams
Комплект:

1 x FNIRSI DSO188 oscilloscope host
1 x Oscilloscope probe
1 x BNC turn MCX switch head
1 x Micro USB data line
1 x English User manual

Обратите внимание, в комплекте нет стандартного щупа BNC, только с крокодилами, либо найти свой щуп и использовать переходник BNC MCX

Внешний вид DSO188

Подробный обзор уже был: Карманный осциллограф DSO188 (1MHz), останавливаться на мелочах не буду, если есть вопросы по отображению сигналов, либо по полосе рабочих частот, рекомендую посмотреть сначала этот обзор. Ну или другие на mysku.

Итак, что можно проверить в автомобиле:

1- датчик массового расхода воздуха;
2- датчик положения коленчатого вала (датчик Холла);
3 — кислородный датчик (лямбда-зонд);
4. и так далее в зависимости от ситуации.

Проверка датчика коленвала/распредвала.
Вставляем скрепку в контакты разъема датчика (с обратной стороны — удобнее). Ну или булавку. Если пользоваться постоянно, лучше сделать приспособление для проверки датчика прямо на двигателе.
Вот что показывает осциллограф.

Если датчик работает неисправно — импульсы будут нестабильные, с пропусками, а также «гулять» амплитуда.
«Обрезанное» начало осциллограммы — DSO188 не очень хорошо синхронизируется, я «ловлю» приличное отображение, делаю паузу (RUN/STOP) и фотографирую. Если мониторить постоянно, можно сделать вывод о состоянии датчика.

Проверка датчиков с постоянным выходом, например, ДМРВ.
С датчика идет постоянный сигнал. Смотреть можно мультиметр, либо использовать DSO188 как мультиметр-пробник. В этом случае осциллограмма будет не информативна, нужно будет смотреть на показания маркеров.
Для ДМРВ у меня получилось 0.075В (с щупом 10х) или 750мВ.

Проверка катушки зажигания
Для проверки ВВ части потребуется специальный датчик-пробник.
Датчик состоит из держателя, емкостной пластины, которая гальванически соединена с сигнальным проводом, экранированного кабеля и соответствующего разъема для подключения датчика к входу регистрирующего оборудования.


Можно сделать в виде отрезка печатной платы

Сигнал на выходе датчика будет тем больше чем ближе емкостная пластина к токопроводящей жиле ВВ провода.
Конкретнее: «берем кусочек двухстороннего стеклотекстолита 2х3см, припаиваем конденсатор 4.7нФ к обеим сторонам».
Пример осциллограммы с емкостным датчиком на DSO203 (Источник: uncle_sem).

Датчика подобного под рукой нет, но было интересно, увидит ли осциллограф хоть что-то.
Если просто подсунуть щуп к катушкам зажигания, то можно увидеть примерно такое.

Осциллограф видит импульсы с катушки, импульсы периодические. Двигатель, естественно, заведен.
Следующая катушка.

Отмечу, что расстояние до катушки и синхронизацию опять надо «ловить».
Конкретно, осциллограф DSO188 интересен в качестве быстрого пробника сигналов.
За небольшими замечаниями: нужно подготовить переходники-датчики для нормального теста автомобиля. Тот же датчик для ВВ катушки. И отмечу плохую синхронизацию сигналов самого DSO188. Если иметь опыт и знать какие сигналы должны быть — подойдет. Если навыков тестирования нет, скорее всего «барахлящий» датчик потеряется из-за срывов синхронизации сигнала. Увидеть можно только заведомо «мертвый» датчик. А такой можно вычислить и без осциллографа…

Вообще, есть специальные автомобильные осциллографы, которые просто удобнее.
Для проверки катушек ВВ есть специальный щуп Hantek HT25COP.
Хотя в плане стоимости данный показометр DSO188 гораздо интереснее))))

Проверка датчика кислорода с помощью осциллографа.

Проверка датчика кислорода с помощью осциллографа.

  • Датчики кислорода. Описание работы.
  • Сборник осциллограмм датчика кислорода.

Датчик кислорода устанавливается в потоке отработавших газов двигателя и служит для определения наличия кислорода в отработавших газах. Когда двигатель работает на обогащённой топливо-воздушной смеси, уровень содержания кислорода в отработавших газах понижен, при этом датчик генерирует сигнал высокого уровня напряжением 0,65…1,0V. При поступлении сигнала высокого уровня от датчика кислорода, блок управления двигателем начинает уменьшать длительность впрыска топлива, тем самым обедняя топливо-воздушную смесь. Когда двигатель работает на обеднённой топливо-воздушной смеси, уровень содержания кислорода в отработавших газах повышен, при этом датчик генерирует сигнал низкого уровня напряжением 40…200mV. При поступлении сигнала низкого уровня от датчика кислорода, блок управления двигателем начинает увеличивать длительность впрыска топлива, тем самым обогащая топливо-воздушную смесь. Таким образом, по сигналу от датчика кислорода блок управления двигателем корректирует длительность впрыска топлива так, что состав топливо-воздушной смеси оказывается максимально близким к стехиометрическому (идеальное соотношение воздух/топливо).

Исправный датчик кислорода начинает работать только после прогрева чувствительного элемента до температуры не ниже 350°С. Существуют одно-, двух-, трёх- и четырёх-проводные двухуровневые циркониевые датчики кислорода BOSCH. Одно- и двух-проводные датчики кислорода устанавливаются в выпускном коллекторе двигателя максимально близко к выпускным клапанам газораспределительного механизма и прогреваются до рабочей температуры за счёт высокой температуры отработавших газов. Трёх- и четырёх-проводные датчики кислорода прогреваются до рабочей температуры за счёт встроенного электрического нагревательного элемента и могут быть установлены на значительном расстоянии от выпускных клапанов газораспределительного механизма двигателя.

Читайте также  Датчик положения коленчатого вала признаки неисправности

При условии сгорания стехиометрической топливо-воздушной смеси, напряжение выходного сигнала лямбда-зонда равно 445…450mV. Но расстояние от выпускных клапанов газораспределительного механизма двигателя до места расположения датчика и значительное время реакции чувствительного элемента датчика приводят к некоторой инерционности системы, что не позволяет непрерывно поддерживать стехиометрический состав топливо-воздушной смеси. Практически, при работе двигателя на установившемся режиме, состав смеси постоянно отклоняется от стехиометрического в диапазоне ±2…3% с частотой 1…2раза в секунду. Этот процесс чётко прослеживается по осциллограмме напряжения выходного сигнала датчика кислорода.

Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика кислорода BOSCH. Двигатель работает на холостом ходу. Частота переключения сигнала составляет

Проверка выходного сигнала датчика.

Измерение напряжения выходного сигнала датчика кислорода блок управления двигателем производит относительно сигнальной “массы” датчика. Сигнальная “масса” двух- и четырёх-проводных датчиков кислорода BOSCH выведена через отдельный провод (провод серого цвета идущий от датчика) на разъём датчика. Сигнальная “масса” одно- и трёх- датчиков кислорода BOSCH соединена с металлическим корпусом датчика и при установке датчика автоматически соединяться с “массой” автомобиля через резьбовое крепление датчика. Выведенная через отдельный провод на разъём датчика сигнальная “масса” датчика кислорода в большинстве случаев так же соединена с “массой” автомобиля. Встречаются блоки управления двигателем, где провод сигнальной “массы” датчика кислорода подключен не к “массе” автомобиля, а к источнику опорного напряжения. В таких системах, измерение напряжения выходного сигнала датчика кислорода блок управления двигателем производит относительно источника опорного напряжения, к которому подключен провод сигнальной “массы” датчика кислорода.

Для просмотра осциллограммы напряжения выходного сигнала датчика кислорода, разъём осциллографического щупа должен быть подключен к любому из аналоговых входов №1-4 USB Autoscope II, чёрный зажим типа “крокодил” осциллографического щупа должен быть подсоединён к “массе” двигателя диагностируемого автомобиля, пробник щупа должен быть подсоединён параллельно сигнальному выводу датчика (провод чёрного цвета идущий от датчика).

Схема подключения к датчику кислорода BOSCH (на основе оксида циркония).
1 – точка подключения чёрного зажима типа “крокодил” осциллографического щупа;
2 – точка подключения пробника осциллографического щупа.

В окне программы “USB Осциллограф”, необходимо выбрать подходящий режим отображения, в данном случае “Управление => Загрузить настройки пользователя => Lambda”.

Когда лямбда-зонд прогревается до рабочей температуры, его выходное электрическое сопротивление значительно снижается, и он приобретает способность отклонять опорное напряжение, поступающее от блока управления двигателем через резистор с постоянным электрическим сопротивлением. В большинстве блоков управления двигателем, значение опорного напряжения равно 450mV. Такой блок управления двигателем считает датчик кислорода готовым к работе только после того, как вследствие прогрева датчик приобретает способность отклонять опорное напряжение в диапазоне более чем ±150…250mV.

Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика кислорода BOSCH. Пуск прогретого до рабочей температуры двигателя. Время прогрева лямбда-зонда до рабочей температуры равно

Опорное напряжение на сигнальном проводе датчика кислорода некоторых блоков управления двигателем может иметь другое значение. Например, для блоков управления производства Ford оно равно 0V, а для блоков управления двигателем производства Daimler Chrysler – 5V.

Типовые неисправности.

Низкая частота переключения выходного сигнала датчика кислорода указывает на увеличенный диапазон отклонения состава топливо-воздушной смеси от стехиометрического.

Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика кислорода BOSCH. Двигатель работает на холостом ходу. Частота переключения сигнала занижена и составляет

Снижение частоты переключения выходного сигнала датчика кислорода может быть вызвана возросшим временем перехода выходного напряжения зонда от одного уровня к другому из-за старения или химического отравления датчика. Неисправность может привести к раскачке частоты вращения двигателя на режиме холостого хода и к потере “приёмистости” двигателя.

Ресурс датчика содержания кислорода в отработавших газах составляет 20 000…80 000 km. Из-за старения, выходное электрическое сопротивление датчика кислорода снижается при значительно более высокой температуре чувствительного элемента до значения, при котором датчик приобретает способность отклонять опорное напряжение. Из-за возросшего выходного электрического сопротивления, размах выходного напряжения сигнала датчика кислорода уменьшается. Стареющий датчик кислорода легко можно выявить по осциллограмме напряжения его выходного сигнала на таких режимах работы двигателя, когда поток и температура отработавших газов снижаются. Это режим холостого хода и малых нагрузок. Практически, стареющий датчик кислорода всё ещё работает на движущемся автомобиле, но как только нагрузка на двигатель снижается (холостой ход), размах сигнала быстро начинает уменьшаться вплоть до пропадания колебаний.

Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика кислорода BOSCH. Двигатель работает на холостом ходу. Переключения выходного сигнала отсутствуют.

Напряжение выходного сигнала стареющего датчика кислорода при работе двигателя на холостом ходу становится почти стабильным, его значение становится близким опорному напряжению 300…600mV.