Teemad:
- üld-
- Töötsükli mõõtmine
- Töötsükkel positiivse ahelaga
- Maandusahela töötsükkel
- Töötsükkel mõõdetuna toiteallikast
- PWM-juhitava kütuserõhuregulaatori tõrkeotsing
Üldine:
Töötsükli ahelaga saab voolu intensiivsust juhtida tarbija. Voolu saab reguleerida ilma võimsuskadu tekitamata, nagu see on jadatakisti puhul. Autotehnikas saab töötsüklit kasutada muuhulgas kütteseadme ventilaatori kiiruse reguleerimiseks, näiteks gaasipedaali asendi mootori asendiks või tulede sisselülitamiseks.
Lambile töötsükli rakendamisel saab lambi vähem eredalt põlema panna. Seda kasutatakse muuhulgas tagatulede puhul, kus üks lamp võib põleda kahe erineva intensiivsusega, nimelt tavavalgustuse ja piduritule puhul. Tavalise valgustuse korral põleb lamp nõrgalt (siin rakendatakse lampi läbiva voolu piiramiseks töötsüklit). Piduritulega muudab lamp töötsüklit nii, et lamp põleb heledamalt.
Pildil on BMW 5-seeria tagatuli, kus tagatule vasakpoolne latern toimib ka piduritulena, süüdates seda eredamalt.
Mõõtmine töötsüklil:
Töötsüklit saab mõõta ostsilloskoobiga. Ostsilloskoop kuvab graafiliselt pinge arengut ajas.
Kui töötsüklit mõõdetakse multimeetriga, ei kuvata kunagi õiget pinge väärtust. Kuna pinge muutub töötsükli jooksul pidevalt, näitab multimeeter keskmist pinget, kuna see on liiga aeglane.
Töötsükkel positiivse ahelaga:
Alloleval pildil on juga diagramm, mille ülaosas on aku pluss (12 volti), millele järgneb kaitse, ECU (elektrooniline lüliti), tarbija (antud juhul lamp) ja lõpuks maandus. ECU lülitab pidevalt toite sisse ja välja.
Ostsilloskoop mõõdab pinget lambi plussi ja sõiduki maanduse vahel. Ostsilloskoobi seadistused on järgmised: 2 volti jaotuse kohta ja 5 millisekundit jaotuse kohta. See tähendab, et iga kast alt üles on 2 volti, nii et kui lisada tõusva joone kastid (kokku 6), on kõrgeim mõõdetud pinge 12 volti.
Kestus on vasakult paremale. Iga kast (jaotus) on seatud 5 millisekundile. Kui vaatate vasakult paremale, näete, et joon on 10 millisekundit kõrge ja 10 millisekundi madal.
Nii nagu multimeeter, mõõdab ostsilloskoop arvestiga ühendatud positiivse ja negatiivse kaabli pingeerinevust. Kui lamp on alloleval diagrammil sisse lülitatud, on positiivse kaabli pinge 12 volti ja miinuskaablil (alati) 0 volti, kuna see on maandusega ühendatud. Nende erinevust näitab arvesti; 12 volti ja 0 volti vahe on 12 volti. See 12 volti kuvatakse arvesti ekraanil. Kui töötsükkel on kõrge, lülitub lamp sisse. Maandusahela puhul see nii ei ole. Seda selgitatakse järgmises lõigus.
Töötsükli määramiseks on oluline teada, mida tähendab 1 periood. Perioodi jooksul on pinge kord kõrge ja kord madal. Pärast seda perioodi algab järgmine periood. Alloleval pildil on 1 periood märgitud sinisega. See näitab, et periood kestab kokku 20 millisekundit, nimelt 10 ms kõrge ja 10 ms madal. Seega võib lugeda, et pool ajast on pinge kõrge ja teine pool madal. Selle ulatuse pildi töötsükkel on seega 50%. Sel juhul põleb lamp nõrgalt.
Alloleval pildil on periood jäänud samaks (20 ms), kuid sel juhul on pinge kõrge vaid veerand ajast (5 ms) ja madal kolmveerand ajast (15 ms). Selle mõõtmise korral on töötsükkel 25%. See tähendab, et lamp põleb nüüd veelgi nõrgemini kui 50% töötsükliga, sest lamp saab voolu vaid veerandi koguperioodist.
Maandusahela töötsükkel:
Autotehnikas kasutatakse tavaliselt maandusahelaid. Masslülitusega tarbija puhul on töötsükkel vastupidine võrreldes positiivse vooluahelaga. Selle näidet on näha alloleval pildil.
Kui lamp on kustunud, on ECU katkestanud ühenduse maandusega. See tähendab, et vooluring on katkenud. Sel juhul on ECU sisendil pinge 12 volti. See tähendab, et see pinge on ka lambi negatiivsel ühendusel. Sellisel juhul on lambi väljalülitamisel pinge erinevus 12 volti.
Niipea, kui ECU lülitab lambi maandusele, süttib lamp. Seejärel liigub vool positiivsest negatiivsesse Lamp kasutab põlemiseks 12 volti, seega on lambi miinusühendusel 0 volti. Sel juhul on positiivsel kaablil 0 volti ja negatiivsel kaablil 0 volti. Pingeerinevus on siis 0 volti. See tähendab, et 0 volti juures lülitub lamp sisse ja 12 volti juures lülitub lamp välja.
Lambi nõrgemaks põlemiseks tuleb lühendada aega, mille jooksul lamp voolu saab. Seda on näha alloleval pildil. Ühel perioodil on pinge kõrge 15 ms (lamp ei põle) ja madal 5 ms (lamp põleb). Sel juhul on lamp sisse lülitatud vaid veerand perioodist, mistõttu põleb see nõrgemalt.
Töötsükkel mõõdetuna toiteallikast:
Kõik eelnevad mõõtmised viidi läbi sõiduki massi suhtes. Teine võimalus on mõõta aku plussist tarbija maapinnani, nagu on näidatud alloleval pildil.
Kui ECU on maandusega ühendanud, süttib tuli. Sel juhul kulutab lamp põlemiseks 12-voldise toitepinge. Seega on ostsilloskoobi miinuskaablil pinge 0 volti. Positiivsel kaablil on pinge 12 volti. Sel juhul on mõõtekaablite pingeerinevus 12 volti, nii et 12-voldine joon ekraanil näitab, et lamp on sisse lülitatud. Seega on see 25% perioodist.
Niipea, kui ECU katkestab ühenduse maandusega, on 12-voldine pinge ka lambi miinuspoolel. Ostsilloskoobi mõõtekaablite pingeerinevus on siis 0 volti. Kui lamp on välja lülitatud, kuvatakse ekraanil 0 volti.
PWM-juhitava kütuserõhuregulaatori tõrkeotsing:
Lehel PWM-klapi ECU ahel selgitab, kuidas näeb välja PWM-juhitava rööpa rõhuregulaatori ECU vooluahel. Seetõttu on soovitatav esmalt lugeda sellel lehel olev teave.
Rööpa rõhuregulaator kõrgsurvesiinil common rail diiselmootor on selle tehtud mootori juhtimisseade juhitakse PWM-iga (impulsi laiuse modulatsioon).
Puhkeseisundis avatakse rõhuregulaatori klapp, mis võimaldab kütuserõhul kõrgsurverööpast lahkuda tagasivoolu kaudu. Klapp sulgub, kui see aktiveeritakse. Rõhk rööbastes suureneb. Kui rööpa rõhuandur registreerib (liiga) kõrge rõhu, reguleerib ECU PWM-signaali.
Alloleval joonisel on kujutatud mootori juhtseadme (J623) ja siini rõhuregulaatori (N276) skeemi. Rööpa rõhuregulaator tarnitakse 2. kontakti pingega 13–14,6 volti (olenevalt laadimispingest mootori töötamise ajal). ECU ühendab kontakti 45 maandusega, kui klapp tuleb aktiveerida. Vool voolab läbi N276 mähise niipea, kui kontakt 45 on maandusega ühendatud. Rõhk common railis suureneb. Hetkel, kui ECU katkestab ühenduse tihvti 45 ja maanduse vahel, peatub rõhu suurenemine kütusetorus. Rõhuregulaatori vedru avab ventiili veidi, võimaldades kütusel tagasivoolutorude kaudu tagasi paaki tormata.
Skooppildil on näha toitepinge (sinine) ja PWM-juhtseade (punane). Toitepinge on umbes 13,5 volti ja konstantne.
PWM-i juhtsignaali (punane) pinge on vahemikus 0 kuni 13,5 volti. See skoobi pilt näitab, et ventiil lülitatakse pidevalt sisse ja välja.
Vool (roheline) suureneb kohe, kui ventiil on pingestatud, ja väheneb pärast deaktiveerimist.
Puhkeolekus on pinge 13,5 volti. PWM-klappi ei juhita.
Klapi vedru tagab, et klapp on puhkeolekus avatud.
Hetkel, kui ECU lülitub maasse (seda on näha skoobi pildil, kui punane signaal on 0 volti), voolab läbi mähise vool (roheline pilt), mis põhjustab klapi sulgumise.
Skooppildilt on näha, et klapp on alati lühiajaliselt sisse lülitatud ja pikemaks ajaks välja lülitatud. See tähendab, et kütuse rõhk peab olema suhteliselt madal.
Loeme auto ette ja vaatame reaalajas andmeid. Kütuserõhk on tühikäigul peaaegu 300 baari. See on okei.
Rike: mootor ei käivitu enam käivitamisel.
Mootor ei käivitu käivitamise ajal. Oleme kindlad, et paagis on piisavalt kütust. Loomulikult alustame vigade väljalugemisest. Sel juhul rikkeid ei salvestata. Seetõttu vaatame reaalajas andmeid (VCDS-is nimetatakse neid mõõdetud väärtuse plokkideks). Käivitamisel on käivituskiirus 231 p/min. ECU võtab vastu väntvõlli signaali. Hästi.
Kütuserõhk on käivitamisel 7.1 baari. See on mootori käivitamiseks liiga madal.
Liiga madalal kütuserõhul võivad olla järgmised põhjused:
- liiga vähe kütust paagis
- kütusepump (toitepump või kõrgsurvepump) on defektne
- ummistunud kütusefilter
- defektne kütuse rõhu reguleerimisventiil
Et teha kindlaks, miks kütuserõhk jääb liiga madalaks, kontrollime ostsilloskoobiga elektriliste komponentide pingeid.
Selle jaotise alguses näidati korralikult töötava PWM-i kütuserõhuregulaatori pilti. Järgmine skoobi pilt on selle rõhuregulaatori järjekordne mõõt, kuid nüüd on tal rike.
Kui vool suureneb, siis toitepinge väheneb. Seetõttu toitepinge voolu voolamisel väheneb. Lisaks paistavad silma järgmised punktid:
- Sisselülitamisel langeb toitepinge madalamale väärtusele, tavaliselt põhjustab üleminekutakistus järsu languse (vertikaalne joon skoobi pildil madalamale pingele);
- Pärast mähise sisselülitamist järgib voolu kogunemine e-võimsuse järgi iseloomulikku laadimiskõverat. Vooluvoolu tühjenemise ajal peegeldab toitepinge järkjärguline suurenemine. Vool ei lange 0 A-ni. Vool jätkub ka pärast juhtimise lõppemist.
- Niipea kui mähis on välja lülitatud, ei ole punasel pildil (kus pinge tõuseb 0-14 volti) induktsioonipiiki näha. Kaaluge injektori mähise väljalülitamist, mis võib põhjustada kuni 60-voldise pinge.
Seetõttu on toitejuhtmes üleminekutakistus kütuse rõhuregulaatorile. Ainult siis, kui vool voolab, tekib üleminekutakistuse tõttu pingelangus. Maanduse väljalülitamisel voolu ei voola ja toitepinge jääb aku pingega täpselt samaks.
Nüüd tagasi diagrammi juurde: toitejuhe on punasega ümbritsetud. Järgmine samm on kahjustatud traadi tegelik asukoht. Kahjustused võivad tekkida mootori osade vastu hõõrdumisel või sellest, et juhe on eelnevate paigaldustööde käigus kinni jäänud. Kui kahjustus on leitud, saab seda parandada.
Nüüd on selge, mis põhjustas üleminekutakistuse. Võib-olla olete märganud, et skoobi signaalis on räägitud puuduvast induktsioonipiigist. Kui mähis on välja lülitatud, langeb voolumuster aeglaselt madalamale väärtusele. Nii et kontroll ei katke; see lõpetatakse, kuid vool jätkub läbi mähise.
Kui mikroprotsessor muudab FET-i juhtivaks, võib vool voolata äravoolust allikasse ja seega ka läbi mähise. Mähis on seega pingestatud ja juhtventiil võib tekkiva magnetvälja tõttu vedrujõu vastu sulguda.
Niipea, kui FET-i juhtimine lõpeb, ei liigu enam voolu pooli kaudu maasse. Vabakäigudiood tagab, et induktsioonvool, mis tuleneb mähises olevast jääkenergiast, suunatakse positiivsesse. See tagab voolu järkjärgulise vähenemise ja hoiab ära induktsiooni tekkimise. Seda protsessi tähistavad pildil olevad punased nooled.
See selgitab, miks vooluvoog on skoobi kujutisel endiselt nähtav ka pärast juhtelemendi lõppemist.
