Tárgyak:
- Általános
- Munkaciklus mérése
- Üzemciklus pozitív áramkörrel
- Terhelési ciklus egy földelő áramkör számára
- Tápfeszültségről mért terhelhetőség
- A PWM vezérelt üzemanyagnyomás-szabályozó hibaelhárítása
összesen:
A munkaciklus-áramkörrel az áramerősséget a fogyasztó szabályozhatja. Az áramerősség áramveszteség nélkül szabályozható, mint a soros ellenállásnál. Az autótechnikában a munkaciklussal többek között a fűtőventilátor fordulatszámát, például a fojtószelep helyzetű motor helyzetét, vagy lámpák bekapcsolását lehet szabályozni.
Ha egy lámpára munkaciklust alkalmazunk, a lámpa kevésbé fényesre égethető. Ezt használják többek között a hátsó lámpáknál, ahol egy lámpa két különböző intenzitással éghet, mégpedig a normál világításnál és a féklámpánál. Normál világítás mellett a lámpa gyengén ég (itt egy munkaciklust alkalmaznak a lámpán áthaladó áram korlátozására). A féklámpával a lámpa megváltoztatja a munkaciklust, így a lámpa fényesebben ég.
A képen egy BMW 5-ös sorozat hátsó lámpája látható, ahol a hátsó lámpa bal oldali lámpája egyben féklámpaként is funkcionál azáltal, hogy erősebben világít.
Mérés munkacikluson:
A munkaciklus oszcilloszkóppal mérhető. Az oszcilloszkóp grafikusan megjeleníti a feszültség alakulását az idő függvényében.
Amikor egy munkaciklust multiméterrel mérnek, a helyes feszültségérték soha nem jelenik meg. Mivel a feszültség folyamatosan változik a munkaciklus során, a multiméter az átlagos feszültséget jelzi, mert az túl lassú.
Üzemciklus pozitív áramkörrel:
Az alábbi képen egy vízesés diagram látható, felül az akkumulátor (12 V) pozitív elemével, majd a biztosítékkal, az ECU-val (az elektronikus kapcsolóval), a fogyasztóval (jelen esetben egy lámpával) és végül a földeléssel. Az ECU folyamatosan kapcsolja be és ki a tápegységet.
Az oszcilloszkóp a lámpa plusz pontja és a jármű teste közötti feszültséget méri. Az oszcilloszkóp beállításai a következők: osztásonként 2 volt és osztásonként 5 milliszekundum. Ez azt jelenti, hogy minden doboz alulról felfelé 2 voltos, tehát ha a felmenő vonal dobozait összeadjuk (összesen 6), akkor a legmagasabb mért feszültség 12 volt.
Az időtartam balról jobbra halad. Minden doboz (felosztás) 5 milliszekundumra van beállítva. Ha balról jobbra néz, láthatja, hogy a vonal 10 ezredmásodperc magas és 10 ezredmásodperc alacsony.
Csakúgy, mint a multiméter, az oszcilloszkóp a mérőhöz csatlakoztatott pozitív és negatív kábel közötti feszültségkülönbséget méri. Amikor a lámpa be van kapcsolva az alábbi ábrán, a pozitív kábel feszültsége 12 volt, a negatív kábel (mindig) 0 volt, mivel földelve van. A köztük lévő különbséget a mérő jelzi; a 12 volt és a 0 volt közötti különbség 12 volt. Ez a 12 voltos feszültség megjelenik a mérőműszer képernyőjén. Ha a munkaciklus magas, a lámpa felkapcsol. Ez nem így van a földelő áramkör esetében. Ezt a következő bekezdés ismerteti.
A munkaciklus meghatározásához fontos tudni, hogy mit jelent az 1 periódus. Egy időszak alatt a feszültség egyszer magas, egyszer pedig alacsony. Ezen időszak után kezdődik a következő időszak. Az alábbi képen 1 periódus kék színnel van jelölve. Ez azt mutatja, hogy az időszak összesen 20 ezredmásodpercig tart, azaz 10 ms magas és 10 ms alacsony. Ezért leolvasható, hogy az idő felében a feszültség magas, a másik felében alacsony. A munkaciklus ezen a képen ezért 50%. Ebben az esetben a lámpa gyengén ég.
Az alábbi képen a periódus változatlan maradt (20 ms), de ebben az esetben a feszültség csak az idő negyedében (5 ms), míg háromnegyedében alacsony (15 ms). Ezzel a méréssel a munkaciklus 25%. Ez azt jelenti, hogy a lámpa most még gyengébben ég, mint az 50%-os munkaciklus mellett, mert a lámpa csak a teljes időtartam negyedében kap áramot.
A földelő áramkör terhelhetősége:
Az autóiparban általában földelési áramköröket használnak. Tömegkapcsolt fogyasztó esetén a munkaciklus megfordul a pozitív áramkörhöz képest. Erre egy példa az alábbi képen látható.
Ha a lámpa nem világít, az ECU megszakította a földelést. Ez azt jelenti, hogy az áramkör megszakadt. Ebben az esetben a 12 voltos feszültség az ECU bemenetén van. Ez azt jelenti, hogy ez a feszültség a lámpa negatív csatlakozásán is van. Ebben az esetben a feszültségkülönbség a lámpa kikapcsolásakor 12 volt.
Amint az ECU földre kapcsolja a lámpát, a lámpa kigyullad. Ekkor pozitívból negatívba áramlik, A lámpa a 12 V-ot használja az égéshez, így a lámpa negatív csatlakozásán 0 volt van. Ebben az esetben 0 volt a pozitív kábelen és 0 volt a negatív kábelen. A feszültségkülönbség ekkor 0 volt. Ez azt jelenti, hogy 0 voltnál a lámpa bekapcsol, 12 voltnál pedig le.
Ahhoz, hogy a lámpa gyengébb legyen, le kell rövidíteni azt az időt, amely alatt a lámpa áramot kap. Ez látható az alábbi képen. Egy periódusban a feszültség 15 ms-ig magas (a lámpa nem világít), és 5 ms-ig alacsony (a lámpa világít). Ebben az esetben a lámpa csak az időszak negyede volt bekapcsolva, így gyengébb lesz.
Tápfeszültségről mért terhelhetőség:
A korábbi méréseket a jármű tömegére vonatkoztatva végezték. Egy másik lehetőség az akkumulátor pozitív pontjától a fogyasztó földjéig történő mérés, az alábbi képen látható módon.
Amikor az ECU csatlakoztatta a földet, a lámpa kigyullad. Ebben az esetben a 12 voltos tápfeszültséget a lámpa felhasználja az égéshez. Tehát az oszcilloszkóp negatív kábelén 0 voltos feszültség lesz. A pozitív kábelen 12 V feszültség van. Ebben az esetben a mérőkábelek között 12 V feszültségkülönbség van, így a képernyőn a 12 voltos vonal jelzi, hogy a lámpa be van kapcsolva. Tehát ez az időszak 25%-a.
Amint az ECU megszakítja a kapcsolatot a földeléssel, a 12 voltos feszültség szintén a lámpa negatív oldalán lesz. Ekkor az oszcilloszkóp mérőkábelei közötti feszültségkülönbség 0 volt. A lámpa kikapcsolása után 0 volt jelenik meg a képernyőn.
A PWM-vezérelt üzemanyagnyomás-szabályozó hibaelhárítása:
Az oldalon Egy PWM szelep ECU áramköre elmagyarázza, hogyan néz ki a PWM-vezérlésű sínnyomás-szabályozó ECU-jában lévő áramkör. Ezért tanácsos először elolvasni az oldalon található információkat.
A sínnyomás-szabályozó a nagynyomású sínen a közös nyomócsöves dízelmotor abból készül motorvezérlő berendezés PWM (Pulse Width Modulation) segítségével vezérelhető.
Nyugalmi állapotban a nyomásszabályozó szelepe kinyílik, lehetővé téve az üzemanyag nyomásának a nagynyomású sín elhagyását a visszatérő ágon keresztül. A szelep bezár, amikor aktiválják. Növekszik a nyomás a sínben. Amikor a sínnyomás-érzékelő (túl) magas nyomást regisztrál, az ECU beállítja a PWM jelet.
Az alábbi ábra a motorvezérlő egység (J623) és a sínnyomás-szabályozó (N276) vázlatát mutatja. A sínnyomás-szabályozót a 2. érintkezőn táplálják 13 és 14,6 V közötti feszültséggel (a járó motor töltési feszültségétől függően). Az ECU összeköti a 45-ös érintkezőt a testtel, amikor a szelepet aktiválni kell. Az N276 tekercsén áram fog átfolyni, amint a 45-ös érintkezőt a földre csatlakoztatják. Növekszik a nyomás a közös nyomócsövön. Abban a pillanatban, amikor az ECU megszakítja a kapcsolatot a 45-ös érintkező és a test között, a nyomásnövekedés az üzemanyag-elosztócsőben megáll. A nyomásszabályozó rugója kissé kinyitja a szelepet, lehetővé téve az üzemanyag visszaáramlását a tartályba a visszatérő vezetékeken keresztül.
A képen a tápfeszültség (kék) és a PWM vezérlés (piros) látható. A tápfeszültség 13,5 V körül van és állandó.
A PWM vezérlőjel (piros) feszültsége 0 és 13,5 volt között van. Ez a kép azt mutatja, hogy a szelep folyamatosan be- és ki van kapcsolva.
Az áramerősség (zöld) növekszik, amint a szelep feszültség alá kerül, és csökken a deaktiválás után.
Nyugalmi állapotban a feszültség 13,5 volt. A PWM szelep nincs vezérelve.
A szelepben lévő rugó biztosítja, hogy a szelep nyugalmi állapotban nyitva legyen.
Abban a pillanatban, amikor az ECU a földre kapcsol (ez látható a szkóp képén, amikor a piros jel 0 volt), áram folyik át a tekercsen (a zöld kép), ami a szelep zárását okozza.
A szkóp képen látható, hogy a szelep mindig rövid időre be van kapcsolva, és hosszabb ideig ki van kapcsolva. Ez azt jelenti, hogy az üzemanyag nyomásának viszonylag alacsonynak kell lennie.
Kiolvassuk az autót és megnézzük az élő adatokat. Az üzemanyagnyomás alapjáraton közel 300 bar. Rendben van.
Meghibásodás: a motor már nem indul indításkor.
Indítás közben a motor nem indul be. Biztosak vagyunk benne, hogy van elég üzemanyag a tartályban. Természetesen a hibák kiolvasásával kezdjük. Ebben az esetben a hiba nem tárolódik. Ezért nézzük az élő adatokat (a VCDS-ben ezeket mért érték blokknak nevezzük). Indítás közben az indulási sebesség 231 ford./perc. Az ECU fogadja a főtengely jelét. Bírság.
Az üzemanyagnyomás indításkor 7.1 bar. Ez túl kevés ahhoz, hogy a motor beinduljon.
A túl alacsony üzemanyagnyomásnak a következő okai lehetnek:
- túl kevés üzemanyag van a tartályban
- az üzemanyag-szivattyú (tápszivattyú vagy nagynyomású szivattyú) hibás
- eltömődött üzemanyagszűrő
- hibás üzemanyagnyomás-szabályozó szelep
Annak megállapítására, hogy miért marad túl alacsony az üzemanyagnyomás, oszcilloszkóppal ellenőrizzük az elektromos alkatrészek feszültségeit.
Korábban ebben a részben a megfelelően működő PWM tüzelőanyag-nyomás-szabályozó hatókörképe látható. A következő kép a nyomásszabályozó másik mérése, de most meghibásodott.
Az áramerősség növekedésével a tápfeszültség csökken. Ezért a tápfeszültség csökken, amikor áram folyik. Ezen túlmenően a következő szempontok is kiemelkednek:
- Bekapcsoláskor a tápfeszültség alacsonyabb értékre esik le, általában az átmeneti ellenállás hirtelen csökkenést okoz (a szkóp képén egy függőleges vonal alacsonyabb feszültségre);
- A tekercs bekapcsolása után az áramfelvétel az e-teljesítménynek megfelelő karakterisztikus töltési görbét követi. A kisülés közbeni áramot tükrözi a tápfeszültség fokozatos növekedése. Az áramerősség nem csökken 0 A-re. Az áram a szabályozás befejezése után tovább folyik.
- A tekercs kikapcsolása után a piros képen (ahol a feszültség 0-ról 14 V-ra emelkedik) nem látható indukciós csúcs. Fontolja meg az injektor tekercsének kikapcsolását, ami akár 60 V-os csúcsot is okozhat.
Ezért van egy átmeneti ellenállás a tápvezetékben az üzemanyagnyomás-szabályozó felé. Csak akkor fordul elő feszültségesés, ha áram folyik az átmeneti ellenállás miatt. A földelés kikapcsolt állapotában nem folyik áram, és a tápfeszültség pontosan megegyezik az akkumulátor feszültségével.
Most térjünk vissza a diagramhoz: a tápkábel pirossal van bekarikázva. A következő lépés a sérült vezeték tényleges megtalálása. Sérülések keletkezhetnek a motor alkatrészeihez való dörzsölés következtében, vagy azért, mert a vezeték elakadt a korábbi szerelési munkák során. Ha a sérülést megtalálták, azt meg lehet javítani.
Most már világos, hogy mi eredményezte az átmeneti ellenállást. Talán már észrevette, hogy a szkópjel hiányzó indukciós csúcsáról beszéltek. A tekercs kikapcsolásakor az áramminta lassan egy alacsonyabb értékre csökken. Tehát nincs fennakadás az irányításban; ez megszakad, de az áram tovább folyik a tekercsen keresztül.
Amikor a FET-et a mikroprocesszor vezetőképessé teszi, áram áramolhat a lefolyóból a forrásba, és így a tekercsen keresztül is. A tekercs így feszültség alá kerül, és a szabályozószelep a rugóerő ellenében zárhat a keletkező mágneses tér miatt.
Amint a FET vezérlése véget ér, nem folyik több áram a tekercsen keresztül a föld felé. A szabadonfutó dióda biztosítja, hogy az indukciós áram a tekercsben lévő maradék energiából adódóan a pozitív felé kerüljön. Ez biztosítja az áram fokozatos csökkenését és megakadályozza az indukció fellépését. Ezt a folyamatot a képen látható piros nyilak jelzik.
Ez megmagyarázza, hogy a vezérlés befejezése után miért látható még mindig egy áramfolyam a szkópképben.
