Diagnostyka

Nasza praca przebiega mniej więcej tak: szukamy usterki, nie możemy zrozumieć zjawisk zachodzących w danym przypadku, potem znajdujemy usterkę i cieszymy się, że naprawiliśmy samochód. Następnie, już po naprawie, powinniśmy pomyśleć: czy na pewno nie brakowało nam wiedzy (na przykład z fizyki), która ułatwiałaby diagnozę?

Jeżeli przyznajemy się do braku wiedzy, to dobrze – to znaczy, że chcemy ją uzupełnić. Jeśli nie, to gorzej dla nas, bo następnym razem popełnimy te same błędy. Aby nie teoretyzować zbyt długo, przypatrzmy się pierwszemu przykładowi.
Naprawiamy ABS. Usterka polega na tym, że podczas dojeżdżania do skrzyżowania, czyli przy bardzo małej prędkości rzędu 20-30 km/h, w samochodzie włącza się system antypoślizgowy. Jezdnia jest sucha, a więc brakuje przyczyny, która spowodowałaby uruchomienie tego systemu. Poza tym pojazd jest dość wiekowy, więc teoretycznie ABS powinien działać dopiero od 30 km/h. Oczywiście w sterowniku nie ma zarejestrowanych błędów. Diagności bez doświadczenia wskazaliby na sterownik, jako źródło błędnej pracy. Z kolei ci z praktyką spotykali się już z takimi przypadkami wielokrotnie i wiedzą, że uszkodzony jest jeden z czujników, najprawdopodobniej z przodu. Niestety nawet serwisanci z wieloletnią praktyką nie zawsze potrafią wyjaśnić to zjawisko. A sytuacja jest niezwykle prosta: jeden z czujników oszukuje i podaje do sterownika prędkość znacznie odbiegającą od prędkości pozostałych kół. Wartość jest wyższa od 30 km/h, a więc system układu antypoślizgowego zostaje uruchomiony. Sterownik, odbierając z jednego koła o wiele większą prędkość niż z pozostałych, stwierdza, że właśnie to koło funkcjonuje normalnie, a pozostałe dlatego mają mniejszą prędkość, bo wpadły w poślizg.

Po wykryciu „oszukującego” koła czeka nas sprawdzenie, czy winny jest czujnik, czy zanieczyszczenia, na przykład opiłki, które dostały się do czujnika. A może powód jest jeszcze inny? Winne może być również łożysko, które powoduje zbliżanie i oddalanie się tarczy do czujnika i w ten sposób generowany jest fałszywy sygnał. Jeżeli podniesiemy samochód i dostaniemy się bezpośrednio do czujnika, możemy zaobserwować, jak funkcjonuje układ nadawania prędkości. Najlepszym miernikiem w takim przypadku jest oscyloskop, na którym zobaczymy przebieg, a zwłaszcza momenty nieprawidłowego sygnału. Wprawiając koło w ruch obrotowy, widać na przykład zmieniającą się odległość tarczy od czujnika. Inne sprawy, takie jak opiłki na końcu czujnika czy oberwane przewody, też są szybkie do ustalenia. Są też takie uszkodzenia, jak oberwane magnesy, widoczne dopiero po demontażu pewnych elementów. Jeśli chcemy ustalić prawdziwą przyczynę niesprawności, to musimy takie czynności wykonać. Poza tym do zamknięcia tematu i wyjaśnienia przyczyny fałszywego sygnału pozostaje jedna, bardzo ważna sprawa, a mianowicie znajomość praw fizyki. To często pięta achillesowa mechaników, którzy dobrze naprawiają, ale są na bakier z fizyką. Dlatego kilka słów przypomnienia o polu elektromagnetycznym.

Piasta z wbudowanym czujnikiem ABS

„Nowoczesny Warsztat” nie jest podręcznikiem fizyki, ale przypomina i uzupełnia wiedzę. Zatem: każdy ładunek, taki jak elektron, wytwarza pole elektryczne. To pole rozchodzi się we wszystkich kierunkach. Nie ma znaczenia, co robi elektron: czy jest nieruchomy, czy przepływa przez przewód elektryczny. Jeśli przepływa przez kabel, to powstaje jeszcze pole zwane magnetycznym. To jest trochę inne, tworzy linie zamknięte (nie tak jak pole elektryczne – rozchodzące się promieniście), a to znaczy, że linie pola nie mają ani początku, ani końca. Wokół przewodnika z prądem mamy pole magnetyczne. Jak zrobimy koło z tego przewodnika, to wzmocnimy pole magnetyczne, a jak będziemy mieli kilka lub kilkanaście zwojów, to mamy cewkę o bardzo silnym polu magnetycznym. Zjawiska w przyrodzie działają także odwrotnie, czyli jak do cewki zbliżymy magnes, to zacznie w niej płynąć prąd. Mówiąc najkrócej, zmiennemu polu elektrycznemu towarzyszy pole magnetyczne. I na odwrót: zmienne pole magnetyczne wywołuje pole elektryczne. W urządzeniach elektrycznych w samochodzie mamy do czynienia zarówno z polem magnetycznym, jak i elektrycznym. Ogólnie można powiedzieć, że obcujemy z falą elektromagnetyczną. Raz najważniejsze jest pole magnetyczne, a innym razem pole elektryczne. Tak samo wzory, które znamy ze szkoły, opisują osobno działanie indukcji (magnetyzmu) i osobno działanie pola pochodzącego od ładunków elektrycznych.
W układzie ABS spotykamy się z różnymi czujnikami, na przykład indukcyjnymi lub wykorzystującymi zjawisko Halla. Tarcza powodująca powstawanie sygnałów może mieć wystające zęby albo przyklejone magnesy. Rozwiązań może być wiele, ale wszystkie na pewno wykorzystują pole elektromagnetyczne. Jeżeli znamy zasady, to bez trudu zobaczymy uszkodzenia na ekranie oscyloskopu i znajdziemy przyczynę złego funkcjonowania danego układu czujnik-tarcza, nadającego sygnały do sterownika.
Nie będziemy prowadzić wykładu z fizyki, ale zapewniam, że warto mieć dobrze ugruntowane podstawy, ponieważ dzięki nim zrozumiemy wiele zjawisk zachodzących w technice motoryzacyjnej. Jeśli będziemy pamiętać o tych nieskomplikowanych zasadach, świat będzie dla nas o wiele prostszy. Warto podczas naprawy samochodu poświęcić trochę więcej czasu i rozpracować wszystkie zjawiska, jakie zachodzą w danym procesie. Na przykład w omawianym przypadku czujników ABS podnieść samochód, podłączyć oscyloskop do sygnału z czujnika i zobaczyć, co się tam dzieje. Ważne jest nie tylko obserwowanie uszkodzenia, ale i sprawdzenie po zamontowaniu nowych części, jak to wszystko funkcjonuje.

Stanisław Mikołaj Słupski