Temos:
- Bendras
- Darbo ciklo matavimas
- Darbo ciklas su teigiama grandine
- Įžeminimo grandinės darbo ciklas
- Darbo ciklas matuojamas nuo maitinimo šaltinio
- PWM valdomo degalų slėgio reguliatoriaus trikčių šalinimas
Bendrieji:
Naudojant darbo ciklo grandinę, srovės intensyvumą gali valdyti vartotojas. Srovę galima reguliuoti neprarandant galios, kaip tai daroma naudojant serijinį rezistorių. Automobilių technikoje darbo ciklas gali būti naudojamas, be kita ko, reguliuoti šildytuvo ventiliatoriaus greitį, pavyzdžiui, droselio padėties variklio padėtį arba įjungti šviesas.
Taikant lempai darbo ciklą, lempa gali degti mažiau ryškiai. Tai, be kita ko, naudojama galiniams žibintams, kur viena lempa gali degti dviem skirtingais intensyvumais, būtent normaliam apšvietimui ir stabdžių žibintui. Esant normaliam apšvietimui, lempa dega silpnai (čia taikomas darbo ciklas, skirtas apriboti srovę per lempą). Įjungus stabdžių žibintą, lemputė pakeis darbo ciklą, kad lemputė degtų ryškiau.
Nuotraukoje parodytas 5 serijos BMW galinis žibintas, kur galinio žibinto kairysis žibintas taip pat veikia kaip stabdžių žibintas, apšviesdamas jį ryškiau.
Matavimas pagal darbo ciklą:
Darbo ciklą galima išmatuoti osciloskopu. Osciloskopas grafiškai parodys įtampos raidą laiko atžvilgiu.
Kai darbo ciklas matuojamas multimetru, teisinga įtampos vertė niekada nebus rodoma. Kadangi įtampa nuolat kinta darbo ciklo metu, multimetras parodys vidutinę įtampą, nes ji yra per lėta.
Darbo ciklas su teigiama grandine:
Žemiau esančiame paveikslėlyje parodyta krioklio diagrama su teigiamu akumuliatoriaus (12 voltų) tašku viršuje, po kurio yra saugiklis, ECU (elektroninis jungiklis), vartotojas (šiuo atveju lempa) ir galiausiai įžeminimas. ECU nuolat įjungia ir išjungia maitinimą.
Osciloskopas matuoja įtampą tarp lempos pliuso ir transporto priemonės žemės. Osciloskopo nustatymai yra tokie: 2 voltai padalijimui ir 5 milisekundės padalijimui. Tai reiškia, kad kiekviena dėžė iš apačios į viršų yra 2 voltai, taigi, jei pridedamos kylančios linijos dėžės (iš viso 6), didžiausia išmatuota įtampa yra 12 voltų.
Trukmė yra iš kairės į dešinę. Kiekvienas langelis (padalinys) nustatytas į 5 milisekundes. Jei pažvelgsite iš kairės į dešinę, pamatysite, kad eilutė yra 10 milisekundžių aukščio ir 10 milisekundžių žemesnė.
Kaip ir multimetras, osciloskopas matuoja įtampos skirtumą tarp teigiamo ir neigiamo kabelio, prijungto prie skaitiklio. Kai lemputė yra įjungta toliau pateiktoje diagramoje, teigiamo kabelio įtampa yra 12 voltų, o neigiamo kabelio (visada) 0 voltų, nes jis yra prijungtas prie žemės. Skirtumą tarp jų rodo skaitiklis; skirtumas tarp 12 voltų ir 0 voltų yra 12 voltų. Ši 12 voltų rodoma skaitiklio ekrane. Kai darbo ciklas yra didelis, lemputė įsijungia. Taip nėra su įžeminimo grandine. Tai paaiškinama kitoje pastraipoje.
Norint nustatyti darbo ciklą, svarbu žinoti, ką reiškia 1 laikotarpis. Per tam tikrą laikotarpį įtampa vieną kartą yra didelė, o kartą maža. Po šio laikotarpio prasideda kitas laikotarpis. Žemiau esančiame taikymo srities paveikslėlyje 1 laikotarpis pažymėtas mėlyna spalva. Tai rodo, kad laikotarpis iš viso trunka 20 milisekundžių, būtent 10 ms aukščio ir 10 ms žemo. Todėl galima perskaityti, kad pusę laiko įtampa yra aukšta, o kitą pusę - žema. Todėl darbo ciklas šiame diapazone yra 50%. Šiuo atveju lempa dega silpnai.
Žemiau esančiame paveikslėlyje laikotarpis išliko toks pat (20 ms), tačiau šiuo atveju įtampa yra aukšta tik ketvirtadalį laiko (5 ms) ir žema tris ketvirtadalius laiko (15 ms). Su šiuo matavimu darbo ciklas yra 25%. Tai reiškia, kad lempa dabar dega dar silpniau nei esant 50% darbo ciklui, nes lempa galios gauna tik ketvirtadalį viso laikotarpio.
Įžeminimo grandinės darbo ciklas:
Automobilių technikoje dažniausiai naudojamos įžeminimo grandinės. Naudojant masinį komutatorių, darbo ciklas bus atvirkštinis, palyginti su teigiama grandine. To pavyzdį galite pamatyti toliau pateiktame paveikslėlyje.
Kai lemputė nedega, ECU nutraukė ryšį su įžeminimu. Tai reiškia, kad grandinė nutrūksta. Tokiu atveju ECU įvestyje yra 12 voltų įtampa. Tai reiškia, kad ši įtampa taip pat yra ant neigiamos lempos jungties. Šiuo atveju įtampos skirtumas, kai lempa išjungta, yra 12 voltų.
Kai tik ECU perjungs lemputę į žemę, lemputė užsidegs. Tada srovė teka iš teigiamos į neigiamą. Lempa degina 12 voltų, todėl neigiama lempos jungtis yra 0 voltų. Tokiu atveju teigiamas kabelis turi 0 voltų, o neigiamas - 0 voltų. Tada įtampos skirtumas yra 0 voltų. Tai reiškia, kad esant 0 voltų lempa įjungiama, o esant 12 voltų - išjungiama.
Kad lempa degtų silpniau, reikia sutrumpinti laiką, per kurį lempa gauna maitinimą. Tai galima pamatyti toliau pateiktame paveikslėlyje. Vienu periodu įtampa yra aukšta 15 ms (lempa išjungta) ir žema 5 ms (lempa dega). Šiuo atveju lempa buvo įjungta tik ketvirtį laikotarpio, todėl ji degs silpniau.
Darbo ciklas, matuojamas nuo maitinimo šaltinio:
Ankstesni matavimai buvo atlikti atsižvelgiant į transporto priemonės masę. Kitas variantas – matuoti nuo teigiamo akumuliatoriaus iki vartotojo žemės, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau.
Kai ECU prijungs žemę, lemputė užsidegs. Tokiu atveju lempai degti sunaudojama 12 voltų maitinimo įtampa. Taigi ant neigiamo osciloskopo kabelio bus 0 voltų įtampa. Ant teigiamo kabelio yra 12 voltų įtampa. Tokiu atveju tarp matavimo kabelių yra 12 voltų įtampos skirtumas, todėl 12 voltų linija ekrane parodys, kad lemputė įjungta. Taigi tai yra 25% laikotarpio.
Kai tik ECU nutraukia jungtį su žeme, 12 voltų įtampa taip pat bus neigiamoje lempos pusėje. Tada įtampos skirtumas tarp osciloskopo matavimo kabelių bus 0 voltų. Išjungus lemputę ekrane bus rodoma 0 voltų.
PWM valdomo degalų slėgio reguliatoriaus trikčių šalinimas:
Puslapyje PWM vožtuvo ECU grandinė paaiškina, kaip atrodo PWM valdomo bėgio slėgio reguliatoriaus ECU grandinė. Todėl patartina pirmiausia perskaityti informaciją tame puslapyje.
Bėgio slėgio reguliatorius ant aukšto slėgio bėgio Common Rail dyzelinis variklis yra jo pagamintas variklio valdymo įtaisas valdomas PWM (impulso pločio moduliacija).
Poilsio metu atidaromas slėgio reguliatoriaus vožtuvas, leidžiantis kuro slėgiui išeiti iš aukšto slėgio bėgio per grįžtamąjį vamzdį. Vožtuvas užsidaro, kai jis įjungiamas. Slėgis bėgiuose didėja. Kai bėgio slėgio jutiklis užregistruoja (per daug) aukštą slėgį, ECU sureguliuoja PWM signalą.
Žemiau esančiame paveikslėlyje parodyta variklio valdymo bloko (J623) ir bėgio slėgio reguliatoriaus (N276) schema. Bėgio slėgio reguliatorius tiekiamas ant 2 kaiščio, kurio įtampa yra nuo 13 iki 14,6 voltų (atsižvelgiant į įkrovimo įtampą, kai variklis veikia). ECU sujungia 45 kaištį prie žemės, kai reikia suaktyvinti vožtuvą. Srovė tekės per N276 ritę, kai tik 45 kaištis bus prijungtas prie žemės. Slėgis „common rail“ didėja. Tą akimirką, kai ECU nutraukia jungtį tarp 45 kaiščio ir žemės, slėgio didėjimas degalų bėgyje sustoja. Slėgio reguliatoriuje esanti spyruoklė šiek tiek atidaro vožtuvą, leisdama kurui grįžti atgal į baką per grįžtamąsias linijas.
Taikymo srities paveikslėlyje parodyta maitinimo įtampa (mėlyna) ir PWM valdiklis (raudonas). Maitinimo įtampa yra apie 13,5 volto ir yra pastovi.
PWM valdymo signalo įtampa (raudona) yra nuo 0 iki 13,5 voltų. Šiame vaizde matyti, kad vožtuvas nuolat įjungiamas ir išjungiamas.
Srovė (žalia) didėja, kai tik vožtuvas įjungiamas, ir sumažėja po išjungimo.
Ramybės būsenoje įtampa yra 13,5 volto. PWM vožtuvas nevaldomas.
Vožtuvo spyruoklė užtikrina, kad vožtuvas būtų atidarytas ramybės būsenoje.
Tą akimirką, kai ECU įsijungia į žemę (tai galima pamatyti apžiūros vaizde, kai raudonas signalas yra 0 voltų), per ritę teka srovė (žalias vaizdas), todėl vožtuvas užsidaro.
Spektaklio paveikslėlyje matyti, kad vožtuvas visada įjungiamas trumpam ir išjungiamas ilgesniam laikui. Tai reiškia, kad degalų slėgis turi būti palyginti mažas.
Nuskaitome automobilį ir žiūrime tiesioginius duomenis. Degalų slėgis tuščiąja eiga yra beveik 300 barų. Tai yra gerai.
Gedimas: užvedus variklis nebeužsiveda.
Užvedimo metu variklis neužsiveda. Esame tikri, kad bake yra pakankamai degalų. Natūralu, kad pradedame nuo klaidų nuskaitymo. Šiuo atveju gedimai neišsaugomi. Štai kodėl mes žiūrime į tiesioginius duomenis (VCDS tai vadinami išmatuotų reikšmių blokais). Užvedimo metu paleidimo greitis yra 231 aps./min. ECU gauna alkūninio veleno signalą. gerai.
Degalų slėgis užvedimo metu yra 7.1 baro. Tai per mažai, kad variklis užsivestų.
Per žemas degalų slėgis gali būti dėl šių priežasčių:
- per mažai degalų bake
- kuro siurblys (tiekimo siurblys arba aukšto slėgio siurblys) sugedęs
- užsikimšęs kuro filtras
- sugedęs kuro slėgio reguliavimo vožtuvas
Norėdami nustatyti, kodėl degalų slėgis išlieka per mažas, osciloskopu patikriname elektrinių komponentų įtampas.
Anksčiau šiame skyriuje buvo parodytas tinkamai veikiančio PWM degalų slėgio reguliatoriaus vaizdas. Kitas apžvalgos vaizdas yra dar vienas šio slėgio reguliatoriaus matavimas, bet dabar su gedimu.
Didėjant srovei, maitinimo įtampa mažėja. Todėl, tekant srovei, maitinimo įtampa mažėja. Be to, išsiskiria šie dalykai:
- Kai įjungta, maitinimo įtampa nukrenta iki mažesnės vertės; paprastai pereinamasis pasipriešinimas sukelia staigų kritimą (vertikali linija aprėpties vaizde į žemesnę įtampą);
- Įjungus ritę, srovės padidėjimas atitinka būdingą įkrovimo kreivę pagal e-galią. Srovės srautą iškrovimo metu atspindi laipsniškas maitinimo įtampos padidėjimas. Srovė nesumažėja iki 0 A. Srovė teka ir toliau, kai valdymas baigiasi.
- Vos išjungus ritę raudoname vaizde (kur įtampa pakyla nuo 0 iki 14 voltų) nesimato jokios indukcijos smailės. Apsvarstykite galimybę išjungti purkštuko ritę, nes tai gali sukelti iki 60 voltų piką.
Todėl maitinimo laidas turi pereinamąjį pasipriešinimą degalų slėgio reguliatoriui. Tik tekant srovei dėl pereinamojo pasipriešinimo atsiranda įtampos kritimas. Kai įžeminimas yra išjungtas, srovė neteka, o maitinimo įtampa išlieka lygiai tokia pati kaip akumuliatoriaus įtampa.
Dabar grįžkite prie schemos: maitinimo laidas apvestas raudonai. Kitas žingsnis yra iš tikrųjų nustatyti pažeisto laido vietą. Pažeidimai gali atsirasti dėl trinties į variklio dalis arba dėl to, kad laidas buvo įstrigęs atliekant ankstesnius montavimo darbus. Nustačius žalą, ją galima atitaisyti.
Dabar aišku, kas lėmė pereinamąjį pasipriešinimą. Galbūt pastebėjote, kad buvo kalbama apie trūkstamą indukcijos smailę taikymo srities signale. Kai ritė išjungiama, srovės modelis lėtai sumažėja iki mažesnės vertės. Taigi kontrolė nenutrūksta; tai nutraukiama, bet srovė teka per ritę.
Kai mikroprocesorius FET padaro laidų, srovė gali tekėti iš kanalizacijos į šaltinį, taigi ir per ritę. Taigi ritė yra maitinama, o valdymo vožtuvas gali užsidaryti prieš spyruoklės jėgą dėl susidarančio magnetinio lauko.
Kai tik FET valdymas baigiasi, per ritę į žemę nebeteka srovė. Laisvosios eigos diodas užtikrina, kad indukcijos srovė dėl likutinės energijos ritėje būtų tiekiama į teigiamą pusę. Tai užtikrina laipsnišką srovės mažinimą ir apsaugo nuo indukcijos. Šis procesas rodomas raudonomis rodyklėmis paveikslėlyje.
Tai paaiškina, kodėl srovės srautas vis dar matomas apimties vaizde, kai valdymas jau baigtas.
