Początkowo diagnoskop samochodowy z funkcją oscyloskopu przeznaczony był tylko do silników benzynowych i służył do obrazowania przebiegów napięcia zapłonowego i był to oscyloskop analogowy jednokanałowy. Obecnie oscyloskop służy do obrazowania wszystkich sygnałów w systemach wtrysku benzyny czy Common Rail i pozwala znacznie przyśpieszyć naprawę samochodu. Mechanicy posługując się oscyloskopem w zdecydowanej większości przypadków posługują się jednym kanałem, ale są przypadki, w których istnieje potrzeba zaobserwowania przesunięcia czasowego pomiędzy dwoma sygnałami. Jest wiele oscyloskopów wielokanałowych, m.in. wprowadzona do produkcji w 1995 r. przystawka oscyloskopowa firmy KME - do dzisiaj wykorzystywana na stanowiskach dydaktycznych produkowanych przez firmę „Autoelektronika”. Istnieje jednak nadal wiele oscyloskopów jednokanałowych wykorzystywanych w serwisach samochodowych m.in. diagnoskop samochodowy, typu GS3124 firmy „Radiotechnika” czy przystawka komputerowa typu RH140 firmy „Homek”.
W 1994 r. Jerzy Rydzewski w przedmowie do książki „Pomiary oscyloskopowe” pisał: „Za wcześnie jest jeszcze na ogłoszenie końca oscyloskopów analogowych”. Podobnie chciałbym sformułować tezę „Za wcześnie jest jeszcze na ogłoszenie końca oscyloskopów jednokanałowych w zastosowaniach samochodowych”. A poniższy tekst może znacznie wydłużyć korzystanie z dotychczas zakupionych oscyloskopów jednokanałowych. Ostatnio odkryłem nowe możliwości pomiaru przesunięcia czasowego pomiędzy np. sygnałem wtryskiwacza benzyny a impulsem na cewce zapłonowej za pomocą oscyloskopu jednokanałowego. Dla autora pomysłu to duża satysfakcja móc przedstawić ideę zrozumiałą dla każdego użytkownika oscyloskopu mającego podstawową wiedzę z zakresu oscylogramów występujących w systemach wtrysku benzyny czy Common Rail, gdyż dotychczas pojawiające się opracowania mówią o potrzebie zastosowania oscyloskopu dwukanałowego. Gdy w 2001 r. podczas Forum Warsztatowego w trakcie Międzynarodowych Targów Motoryzacyjnych w Poznaniu przedstawiałem temat „Bezkontaktowy pomiar prądu metodą weryfikacji podzespołów elektromechanicznych”, to ani sondy prądowe hallotronowe, ani oscylogramy przebiegów prądowych nie były tak dobrze znane, jak obecnie. Dowolny system wtrysku benzyny można przedstawić fragmentarycznie w sposób zaprezentowany na rys. 1. Przykładowy oscylogram prądu wtryskiwacza benzyny wtrysku sekwencyjnego na biegu jałowym przedstawia rys. 2 (czas otwarcia ok. 3 ms, amplituda ok. 4 A), a oscylogram prądu cewki zapłonowej rys. 3 (czas „kluczowania” ok. 6 ms, amplituda ok. 5 A). Oscylogramy takie można uzyskać nakładając sondę prądową na przewody w punktach A i B zaznaczonych na rys. 1, a oscylogramy zostały zdjęte za pomocą przystawki RH140 z samochodu Mitsubishi Space Wagon.
Pomiar przesunięcia czasowego pomiędzy przebiegiem napięcia a przebiegiem prądu właściwie nie ma sensu, gdyż takiego przesunięcia po prostu nie ma. Gdyby nie było charakterystycznego przebiegu napięciowego, nie byłoby charakterystycznego dla danego podzespołu elektromechanicznego przebiegu prądowego, a tym samym odpowiedniego funkcjonowania. Tylko przepływ prądu gwarantuje wytworzenie odpowiedniej energii, a tym samym oglądanie na ekranie oscyloskopu przebiegów prądowych jest dużo ciekawsze niż oglądanie przebiegów napięciowych. Pomiar przesunięcia czasowego pomiędzy przebiegiem prądu wtryskiwacza a przebiegiem prądu cewki zapłonowej jest możliwy za pomocą oscyloskopu jednokanałowego, gdy znajdziemy w instalacji elektrycznej przewód C wg rys. 1. Zgodnie z I prawem Kirchhoffa, że suma prądów dopływających do węzła jest równa sumie prądów odpływających można otrzymać przebieg prądu pokazany na rys. 4. (podstawa czasu – 2 ms/dz, czyli 40 ms/ekran). W tym przypadku, w przeważającej większości czasu nie płynie żaden prąd, a jeżeli już płynie, to w jednej gałęzi. Z oscylogramu zdjętego podczas pracy silnika na biegu jałowym można odczytać, że iskra przeskakuje co 31 ms, a wtryskiwanie benzyny kończy się 6 ms przed początkiem czasu przeskoku iskry (w momencie gwałtownego skoku prądu z 5 A do zera). Z tego przykładu można już wyciągnąć podstawowy wniosek: sumator, jakim jest sonda prądowa nałożona na przewód C na rys. 1, jest doskonałym narzędziem do obrazowania przesunięcia fazowego pomiędzy kilkoma sygnałami za pomocą oscyloskopu jednokanałowego. Przy dodawaniu gazu, czyli zwiększaniu prędkości obrotowej, a tym samym zmniejszaniu się czasu pomiędzy kolejnymi przeskokami iskry, mamy możliwość obserwacji zmian przesunięcia czasowego pomiędzy impulsem prądowym cewki i wtryskiwacza. Charakterystyka taka zapisana jest w pamięci sterownika i ma wpływ na dynamikę pracy silnika. Obserwując kolejne oscylogramy odpowiadające zwiększaniu się prędkości obrotowej zauważamy zmniejszanie się przesunięcia czasowego (rys. 5 i 6), aż dochodzimy do sytuacji, gdy najpierw jest przeskok iskry, a potem wtryśnięcie paliwa – rys. 7. Zapłon następuje w wyniku „czasu palenia” iskry rzędu kilku ms. W praktyce nie szukałem w instalacji elektrycznej przewodu C, a wykonałem adapter na 2-stykowym złączu wtryskiwacza – adapter posiadał bezpośrednie połączenie jednej końcówki wtryskiwacza ze sterownikiem, a drugi styk wtryskiwacza z instalacją połączony był za pomocą przewodu o długości ok. 1m (A – rys. 1). Tenże przewód umieściłem w pobliżu przewodu (B - rys. 1) zasilającego cewkę zapłonową i cęgami sondy prądowej objąłem dwa przewody jednocześnie. Takie rozwiązanie pozwala w prosty sposób dokonywać pomiarów przesunięcia czasowego pomiędzy impulsami prądowymi w cewce zapłonowej i wtryskiwaczu w każdym samochodzie.
Idea sumatora może znaleźć zastosowanie również do pomiaru przesunięcia czasowego pomiędzy przebiegami napięciowymi, stosując konwertery napięcie/prąd lub prościej – budując elektroniczny sumator dla przebiegów napięciowych. To wymaga jednak pewnej wiedzy elektronicznej i może być wykorzystane przez bardziej zaawansowanych elektroników samochodowych, którzy bardzo przyzwyczaili się do swojego ulubionego oscyloskopu.
mgr inż. Ryszard Hołownia
Komentarze (0)