Предметы:
- Общий
- Измерение рабочего цикла
- Рабочий цикл с положительной цепью
- Рабочий цикл для цепи заземления
- Рабочий цикл измеряется от источника питания
- Устранение неисправностей регулятора давления топлива с ШИМ-управлением
в целом:
При использовании схемы рабочего цикла интенсивность тока может контролироваться потребителем. Ток можно регулировать, не вызывая потерь мощности, как в случае с последовательным резистором. В автомобильной технике рабочий цикл может использоваться, среди прочего, для регулирования скорости вентилятора отопителя, положения, например, двигателя положения дроссельной заслонки или для включения освещения.
Применяя к лампе рабочий цикл, можно заставить лампу гореть менее ярко. Это используется, в частности, для задних фонарей, где одна лампа может гореть с двумя разными уровнями интенсивности, а именно для обычного освещения и стоп-сигнала. При нормальном освещении лампа горит слабо (здесь применяется скважность для ограничения тока через лампу). С помощью стоп-сигнала лампа изменит рабочий цикл, чтобы лампа горела ярче.
На изображении изображен задний фонарь BMW 5-й серии, где левый фонарь заднего фонаря также выполняет функцию стоп-сигнала, освещая его ярче.
Измерение рабочего цикла:
Рабочий цикл можно измерить осциллографом. Осциллограф графически отобразит изменение напряжения во времени.
Если рабочий цикл измеряется мультиметром, правильное значение напряжения никогда не будет отображаться. Поскольку напряжение постоянно меняется во время рабочего цикла, мультиметр будет показывать среднее напряжение, поскольку оно слишком медленное.
Рабочий цикл с положительной цепью:
На изображении ниже показана каскадная диаграмма: вверху находится плюс аккумулятора (12 В), затем предохранитель, ЭБУ (электронный переключатель), потребитель (в данном случае лампа) и, наконец, масса. ЭБУ постоянно включает и выключает подачу питания.
Осциллографом измеряется напряжение между плюсом лампы и массой автомобиля. Настройки осциллографа следующие: 2 вольта на деление и 5 миллисекунд на деление. Это означает, что каждая ячейка снизу вверх имеет напряжение 2 В, поэтому, если сложить ячейки восходящей линии (всего 6), максимальное измеренное напряжение составит 12 Вольт.
Продолжительность указана слева направо. Каждое поле (деление) установлено на 5 миллисекунд. Если вы посмотрите слева направо, вы увидите, что линия имеет высоту 10 миллисекунд и высоту 10 миллисекунд.
Как и мультиметр, осциллограф измеряет разность напряжений между положительным и отрицательным кабелем, подключенным к измерителю. Когда лампа включена на схеме ниже, на положительном кабеле напряжение составляет 12 В, а на отрицательном кабеле (всегда) — 0 В, поскольку он подключен к земле. Разница между ними указывается счетчиком; разница между 12 В и 0 В составляет 12 В. Эти 12 вольт отображаются на экране счетчика. Когда рабочий цикл высокий, лампа включается. Это не относится к цепи заземления. Это объясняется в следующем параграфе.
Для определения рабочего цикла важно знать, что означает 1 период. В какой-то период напряжение бывает то высоким, то низким. После этого периода начинается следующий период. На изображении осциллографа ниже 1 период отмечен синим цветом. Это показывает, что период длится в общей сложности 20 миллисекунд, а именно 10 мс вверх и 10 мс вниз. Таким образом, можно прочитать, что половину времени напряжение высокое, а другую половину низкое. Таким образом, рабочий цикл на этом изображении составляет 50%. В этом случае лампа горит слабо.
На изображении ниже период остался прежним (20 мс), но в этом случае напряжение высокое только четверть времени (5 мс) и низкое три четверти времени (15 мс). При этом измерении рабочий цикл составляет 25%. Это означает, что лампа теперь горит даже слабее, чем при ПВ 50%, поскольку лампа получает питание только в течение четверти общего периода.
Рабочий цикл для цепи заземления:
В автомобильной технике обычно используются цепи заземления. У потребителя с переключением массы рабочий цикл будет обратным по сравнению с положительной цепью. Пример этого можно увидеть на изображении ниже.
Когда лампа не горит, ЭБУ прервал соединение с массой. Это означает, что цепь прервана. В этом случае на входе ЭБУ находится напряжение 12 Вольт. Это значит, что это напряжение есть и на минусовом выводе лампы. В этом случае разница напряжений при выключенной лампе составляет 12 Вольт.
Как только ЭБУ переключит лампу на массу, лампа загорится. Затем ток течет от плюса к минусу. Лампа использует для горения напряжение 12 В, поэтому на отрицательном контакте лампы 0 В. В этом случае на положительном кабеле 0 В, а на отрицательном кабеле 0 В. Разница напряжений тогда равна 0 Вольт. Это означает, что при 0 Вольт лампа включается, а при 12 Вольт лампа выключается.
Чтобы лампа горела слабее, время, в течение которого лампа получает питание, необходимо сократить. Это можно увидеть на изображении ниже. За один период напряжение высокое в течение 15 мс (лампа выключена) и низкое в течение 5 мс (лампа горит). В этом случае лампа включена только четверть срока, поэтому она будет гореть слабее.
Рабочий цикл, измеренный от источника питания:
Все предыдущие измерения проводились в зависимости от массы автомобиля. Другой вариант — измерить расстояние от плюса аккумулятора до земли потребителя, как показано на изображении ниже.
Когда ЭБУ подключит массу, лампа загорится. В этом случае напряжение питания 12 Вольт потребляется лампой для горения. Значит на минусовом кабеле осциллографа будет напряжение 0 Вольт. На плюсовом кабеле имеется напряжение 12 Вольт. В этом случае разница напряжений между измерительными кабелями составляет 12 В, поэтому линия 12 В на экране будет указывать на то, что лампа включена. То есть это 25% периода.
Как только ЭБУ разорвет соединение с массой, напряжение 12 Вольт также окажется на отрицательной стороне лампы. Разность напряжений между измерительными кабелями осциллографа тогда составит 0 Вольт. При выключении лампы на экране будет отображаться 0 Вольт.
Устранение неисправностей регулятора давления топлива с ШИМ-управлением:
Страница op Схема ЭБУ ШИМ-клапана объясняет, как выглядит схема в ЭБУ регулятора давления в рампе с ШИМ-управлением. Поэтому рекомендуется сначала прочитать информацию на этой странице.
Регулятор давления в рейке высокого давления дизельный двигатель с общей топливораспределительной рампой сделано этим устройство управления двигателем управляется с помощью ШИМ (широтно-импульсной модуляции).
В состоянии покоя клапан в регуляторе давления открывается, позволяя давлению топлива покинуть магистраль высокого давления через обратную линию. Клапан закрывается при его активации. Давление в рейке увеличивается. Когда датчик давления в рампе регистрирует (слишком) высокое давление, ЭБУ корректирует сигнал ШИМ.
На рисунке ниже показана схема блока управления двигателем (J623) и регулятора давления в рампе (N276). Регулятор давления в рейке подает на контакт 2 напряжение от 13 до 14,6 Вольт (в зависимости от напряжения зарядки при работающем двигателе). ЭБУ подключает контакт 45 к массе, когда клапан необходимо активировать. Ток потечет через катушку N276, как только контакт 45 будет подключен к земле. Давление в общей магистрали увеличивается. В тот момент, когда ЭБУ разрывает соединение между контактом 45 и массой, нарастание давления в топливной рампе прекращается. Пружина в регуляторе давления немного приоткрывает клапан, позволяя топливу устремиться обратно в бак по обратным магистралям.
На изображении осциллографа показано напряжение питания (синий) и элемент управления ШИМ (красный). Напряжение питания составляет около 13,5 вольт и является постоянным.
Напряжение управляющего сигнала ШИМ (красного цвета) находится в пределах от 0 до 13,5 Вольт. На этом изображении видно, что клапан постоянно включается и выключается.
Ток (зеленый) увеличивается, как только на клапан подается питание, и уменьшается после деактивации.
В состоянии покоя напряжение 13,5 вольт. Клапан ШИМ не управляется.
Пружина в клапане обеспечивает открытие клапана в состоянии покоя.
В тот момент, когда ЭБУ переключается на массу (это можно увидеть на изображении в прицеле, когда красный сигнал равен 0 В), через катушку течет ток (зеленое изображение), вызывая закрытие клапана.
На изображении осциллографа видно, что клапан всегда включен на короткое время и выключен на более длительный период времени. Это означает, что давление топлива должно быть относительно низким.
Мы считываем данные автомобиля и просматриваем текущие данные. Давление топлива составляет почти 300 бар на холостом ходу. Хорошо.
Неисправность: двигатель больше не запускается при запуске.
Двигатель не запускается во время запуска. Мы уверены, что топлива в баке достаточно. Естественно, мы начинаем со считывания неисправностей. В этом случае неисправности не сохраняются. Вот почему мы смотрим на живые данные (в VCDS они называются блоками измеренных значений). Во время запуска стартовая скорость составляет 231 об/мин. ЭБУ получает сигнал коленвала. Отлично.
Давление топлива при запуске составляет 7.1 бар. Это слишком мало для запуска двигателя.
Слишком низкое давление топлива может иметь следующие причины:
- слишком мало топлива в баке
- топливный насос (подающий насос или насос высокого давления) неисправен
- забит топливный фильтр
- неисправен клапан регулировки давления топлива
Чтобы определить, почему давление топлива остается слишком низким, проверяем осциллографом напряжения электрических компонентов.
Ранее в этом разделе было показано изображение правильно функционирующего ШИМ-регулятора давления топлива. Следующее изображение осциллографа — еще одно измерение этого регулятора давления, но теперь с неисправностью.
По мере увеличения тока напряжение питания уменьшается. Поэтому напряжение питания уменьшается при протекании тока. Кроме того, выделяются следующие моменты:
- При включении напряжение питания падает до более низкого значения; обычно переходное сопротивление вызывает резкое падение (вертикальная линия на изображении осциллографа до более низкого напряжения);
- После включения катушки нарастание тока следует характерной кривой зарядки в соответствии с электрической мощностью. Течение тока во время разряда отражается постепенным нарастанием напряжения питания. Ток не падает до 0 А. Ток продолжает течь после окончания управления.
- Как только катушка выключена, на красном изображении не виден пик индукции (где напряжение возрастает от 0 до 14 вольт). Рассмотрите возможность отключения катушки форсунки, поскольку это может привести к пиковому напряжению до 60 Вольт.
Поэтому в проводе питания регулятора давления топлива имеется переходное сопротивление. Только при протекании тока происходит падение напряжения из-за переходного сопротивления. Когда заземление отключено, ток не течет, и напряжение питания остается точно таким же, как напряжение батареи.
Теперь вернемся к схеме: провод питания обведен красным. Следующий шаг — найти поврежденный провод. Повреждение может произойти в результате трения о детали двигателя или из-за застревания провода во время предыдущих монтажных работ. Если повреждение обнаружено, его можно устранить.
Теперь ясно, что привело к сопротивлению переходному периоду. Возможно, вы уже заметили, что ходят разговоры об отсутствии пика индукции в сигнале осциллографа. При выключении катушки токовая картина медленно падает до более низкого значения. Таким образом, нет прерывания контроля; это прекращается, но ток продолжает течь через катушку.
Когда микропроцессор делает полевой транзистор проводящим, ток может течь от стока к истоку и, следовательно, также через катушку. Таким образом, на катушку подается напряжение, и регулирующий клапан может закрыться, преодолевая силу пружины из-за возникающего магнитного поля.
Как только управление полевым транзистором заканчивается, ток через катушку на землю больше не течет. Обратный диод обеспечивает подачу индукционного тока вследствие остаточной энергии в катушке на плюс. Это обеспечивает постепенное снижение тока и предотвращает возникновение индукции. Этот процесс обозначен красными стрелками на рисунке.
Это объясняет, почему текущий поток все еще виден на изображении области после того, как управление уже закончилось.
