Диагностическое оборудование

Амплитудно-резонансный способ заключается в анализе амплитуды (величины перемещений) платформы с установленным на нее колесом автомобиля. Платформе сообщаются колебания частотой около 16 Гц. По мере их затухания наступает резонанс (возрастание амплитуды колебаний при совпадении собственной частоты подвески автомобиля и частоты колебаний платформы). Чем больших значений достигает амплитуда, тем хуже амортизатор гасит колебания. Сравнивая результаты измерений с опорными данными, стенд выдает заключение об эффективности работы амортизатора.

Для наглядности компьютер стенда пересчитывает полученные значения амплитуд в процентный коэффициент эффективности амортизатора. Если этот показатель более 60 % -- работа амортизатора нормальная; 60...40 % -- амортизатор слабо гасит колебания; менее 40 % -- состояние амортизатора неудовлетворительное. На практике разность коэффициентов (не путать с разностью амплитуд) для колес одной оси более 10 % свидетельствует о неисправности амортизатора с меньшим коэффициентом.

Способ EUSAMA непосредственно оценивает способность подвески колеса удерживать его контакт с неровной дорогой. Стенд отслеживает силу, с которой колесо автомобиля воздействует на платформу. Измерения производятся сначала на неподвижной платформе, а затем в процессе затухающих колебаний, начиная с частоты 25 Гц. По результатам измерений компьютер вычисляет коэффициент сцепления колеса с опорной поверхностью, выраженный в процентах. Он равен отношению минимальной нагрузки во время колебаний к нагрузке на неподвижную платформу.

При коэффициенте >45 % -- подвеска обеспечивает достаточное сцепление; <45, но >25 % -- слабое сцепление; менее 25 % -- недостаточное сцепление. Предельно допустимая относительная разность коэффициентов для колес одной оси составляет 0,15 %.

Результаты проверки амортизаторов с использованием приборов и стендов выдаются на дисплей или (и) в виде распечатки. В них могут присутствовать графики колебаний, весовая нагрузка осей, значения вычисленных коэффициентов для каждого амортизатора, разность коэффициентов для колес одной оси и т. п.

На линии технической диагностики автомобиль заезжает на платформы измерения массы осей сначала передними, а потом задними колесами.

диагностический оборудование авторемонтный

7. Стенды проверки тормозной системы

Наибольшее распространение получила комплексная диагностика тормозов, когда измеряют общие параметры процесса торможения: тормозной путь, суммарную тормозную силу и ее распределение между колесами автомобиля. Определение тормозных качеств автомобилей производится на роликовых и платформенных стендах. В процессе испытания на стендах определяют следующие параметры: тормозную силу на колесах левой и правой сторон, синхронность торможения колес одной оси и эффективность торможения. Силы торможения, действующие на каждое колесо, складывают и определяют полную силу торможения. Допускается различие в силах торможения, действующих на колеса одной оси, не более 15 % значения большей силы. Испытания проводятся на ненагруженном автомобиле.

Полноценная диагностика тормозов реально возможна только при стендовых испытаниях. Для стендовых испытаний установлены следующие параметры: общая удельная тормозная сила; время срабатывания тормозной системы; коэффициент неравномерности тормозных сил колес оси. Дополнительные параметры для автопоезда: коэффициент совместимости звеньев автопоезда; асинхронность времени срабатывания тормозного привода.

Еще одним диагностическим параметром является усилие на рабочем органе привода тормозной системы.

На сегодняшний день существует несколько методов испытания и видов стендов: испытания на силовых роликовых тормозных стендах; испытания на инерционных роликовых тормозных стендах; испытания на платформенных тормозных стендах.

Существующие средства технической диагностики тормозов (СТДТ) можно классифицировать по пяти признакам: по использованию сил сцепления колеса с опорной поверхностью; по месту установки; по способу нагружения; по режиму движения колеса; по конструкции опорного устройства.

Все СТДТ подразделяют на две большие группы:

1) стенды, работающие с использованием сил сцепления колеса с опорной поверхностью. В таких стендах реализуемый тормозной момент ограничен силой сцепления колеса с опорной поверхностью стенда, поэтому в большинстве из них невозможно реализовать полный тормозной момент автомобиля;

2) стенды, работающие без использования сил сцепления колеса с опорной поверхностью, передают тормозной момент непосредственно через колесо или через ступицу. Эта группа стендов не нашла широкого применения из-за сложности конструкции и нетехнологичности проведения испытаний.

По степени подвижности или месту установки СТДТ подразделяются на стационарно устанавливаемые (стенды); переносные, подключенные к автомобилю на момент диагностирования; настроечные, используемые как дополнительное оборудование автомобиля.

По способу нагружения различают силовые и инерционные стенды. Силовые стенды первой группы по режиму движения колеса на стенде могут быть с частичным проворачиванием колеса и с полным проворачиванием колеса. Первый режим, как правило, характерен для платформенных стендов, а второй -- для всех остальных.

По конструкции опорных устройств стенды подразделяются на площадочные, роликовые и ленточные; с вывешиванием осей колес и без вывешивания осей.

Силовые платформенные стенды обладают целым рядом существенных недостатков, исключающих их широкое применение. Например, при испытании не учитывается влияние скорости движения на коэффициент трения скольжения и динамические воздействия в тормозной системе. Результаты измерений во многом зависят от положения колес на площадке стенда, от со стояния опорной поверхности и протекторов колес. Измеряется лишь усилие сдвига с места заторможенных колес.

Платформенные инерционные стенды, имеющие подвижные (одну общую на каждую сторону или под каждое колесо) площадки, по сравнению с силовыми платформенными стендами более совершенны, так как полнее учитывают динамику действия тормозных сил в реальных условиях. Для замеров используется инерция автомобиля, поэтому собственный привод не нужен. Однако эти стенды обладают рядом существенных недостатков: потребность в месте для разгона автомобиля, снижение уровня безопасности работ при диагностировании, низкая точность и достоверность диагностической информации.

Платформенный инерционный стенд предназначен для общего экспресс-диагностирования тормозных систем автомобиля. Он состоит из четырех подвижных платформ с рифленой поверхностью, на которые автомобиль наезжает колесами со скоростью 6... 12 км/ч, останавливаясь с резким торможением. Под влиянием возникающих при этом сил инерции автомобиля и сил трения между шинами и поверхностью площадок происходит перемещение платформы, пропорциональное тормозной силе, воспринимаемое жидкостным, механическим или электронным датчиком и фиксируемое измерительными приборами, расположенными на пульте.

Большинство стендов для диагностирования тормозов имеет роликовое опорное устройство. Из них наиболее широко используют стенды, основанные на силовом методе диагностирования, который позволяет определять тормозные силы каждого колеса при задаваемом усилии нажатия на педаль, время срабатывания тормозного привода, оценивать состояние рабочих поверхностей тормозных накладок и барабана, эллипсность барабанов и т. п. Большинство этих стендов при принудительном прокручивании заторможенных колес автомобиля имитирует скорость движения 2...5 км/ч (редко до 10 км/ч), однако, как показали исследования при малых скоростях (менее 5 км/ч для гидропривода и 2 км/ч для пневмопривода), создаваемые на стендах тормозные силы больше реальных, действующих в дорожных условиях. С увеличением скорости достоверность диагностирования этого параметра возрастает, но следует учитывать, что применение быстроходного привода роликов требует пропорционального увеличения мощности электродвигателей и значительного повышения стоимости стенда.

Испытания на платформенных стендах проверки тормозов получили широкое распространение в основном за счет своей дешевизны. Однако при испытаниях на инерционных стендах в процессе торможения колесо совершает как минимум более одного оборота, поэтому оценивается вся поверхность торможения тормозного механизма. Кроме того, в платформенных стендах, ввиду малых начальных скоростей торможения (по условиям безопасности) и интенсивного, быстрого торможения (из-за ограниченности тормозного пути, который определяется длиной тормозных площадок), торможение осуществляется на части поверхности торможения тормозного механизма, что неприемлемо с точки зрения оценки безопасности автомобиля. И слишком интенсивное торможение (по вышеприведенным причинам) искажает реальную физическую картину торможения автомобиля. ГОСТ 25478--91 требует проведения каждого измерения по тормозам не менее двух раз, т. е. должна обеспечиваться повторяемость проведения испытаний в аналогичных условиях. При испытании же на платформенных стендах начальная скорость задается водителем и может изменяться в широких пределах. При испытаниях на платформенных стендах проверки тормозов начальная скорость автомобиля не соответствует требованиям Правил дорожного движения и ГОСТ 25478--91, а значит, значение кинетической энергии меньше требуемого для правильной оценки тормозной системы, и максимального усилия на педали тормоза для гашения этой энергии не требуется. Таким образом, при испытаниях на платформенных стендах получаются завышенные значения по удельной тормозной силе и заниженные -- по усилиям на органах привода тормозных систем.

Роликовые тормозные стенды. Роликовые тормозные стенды позволяют получать более точные результаты. При каждом повторении испытания они способны обеспечить условия (прежде всего скорость вращения колес) абсолютно одинаковые с предыдущими, что обеспечивается точным заданием начальной скорости торможения внешним приводом. К тому же при испытании на силовых роликовых тормозных стендах предусмотрено измерение так называемой «овальности» -- неравномерности тормозных сил за один оборот колеса, при этом исследуется вся поверхность торможения. Кроме того, при испытании на роликовых тормозных стендах, когда усилие передается извне, от тормозного стенда, физическая картина торможения не нарушается. Тормозная система должна поглотить поступающую извне энергию, даже несмотря на то, что автомобиль не обладает кинетической энергией. Аналогичные рассуждения можно привести для оценки усилия нажатия на приводные органы тормозных систем. Есть еще одно важное условие -- безопасность испытаний. С этой точки зрения самые безопасные испытания -- на силовых роликовых тормозных стендах, поскольку кинетическая энергия испытуемого автомобиля на стенде равна нулю. В случае отказа тормозной системы при дорожных испытаниях или на платформенных тормозных стендах вероятность аварийной ситуации очень высока. Кроме того, ГОСТ 25478--91 ограничивает усилие на педали привода рабочего тормоза и органа управления стояночным тормозом. Эта величина, с точки зрения теории торможения, определяет усилия в исполнительных механизмах тормозной системы, необходимые для гашения кинетической энергии замедляющегося автомобиля. Подводя итог, можно сказать, что платформенные тормозные стенды пригодны для входной экспресс-диагностики на СТОА, но не для углубленной.

В состав любого роликового стенда входят две основные части: опорно-приводное устройство (ОПУ) и измерительное устройство (ИУ). Роликовые стенды хороши для автомобилей с приводом на одну ось. Для полноприводных автомобилей такая проверка может дать существенную погрешность, что обусловлено особенностями их трансмиссий. Полноприводные машины бывают с постоянным и отключаемым приводом на вторую ось. Во втором случае необходимо отключить полный привод. Наибольшую сложность представляют машины с постоянным полным приводом. Наличие постоянной связи между всеми четырьмя колесами приводит к тому, что тормозной момент с одного колеса передается на другое в соответствии со степенью блокировки межосевого и межколесного дифференциалов. Например, межосевой дифференциал типа Torsen, установленный на Audi Quattro, имеет коэффициент блокировки около 30 %. Соответственно, колеса одной оси будут на 30 % затормаживать колеса другой оси даже при ненажатой педали тормоза, а межколесный дифференциал поделит этот момент поровну между правым и левым колесами. При этом относительная величина разницы тормозных сил на колесах уменьшится, и результат измерений не будет отражать реального положения вещей.

Для избежания этой ошибки при работе с полноприводными автомобилями применяется система, в которой барабаны вращаются в разные стороны. При этом вал трансмиссии остается неподвижным, а вращение колес происходит за счет действия дифференциала. Замер при этом следует производить дважды, поскольку действие тормозов при вращении колес вперед и назад может различаться. Поэтому вначале замеряется тормозной момент на одном колесе, а затем на втором. Для достижения большей точности измерения применяют специальный датчик силы воздействия на педаль тормоза.

Кроме дифференциалов повышенного трения, в полноприводных автомобилях нашли широкое применение вязкостные муфты. Они также осуществляют передачу момента с одной оси на другую, но степень их блокировки зависит от разности скоростей вращения валов. Вследствие этого измерение тормозных сил на таких автомобилях следует производить на малых скоростях, когда действие тормозного момента от муфты невелико.

Недостаток роликовых стендов -- пятно контакта шины с роликом относительно небольшого диаметра и существенно отличается от пятна контакта при движении по ровному асфальту. Соответственно, и результаты измерения ниже реально достижимых. Поэтому на стендах применяются по два ролика на каждое колесо.

Инерционные тормозные стенды. Инерционные тормозные стенды (рис. 3.6) создают условия торможения автомобиля, максимально приближенные к реальным. Стенд состоит из двух подвижных платформ / с рифленой поверхностью. На платформы со скоростью 6... 12 км/ч наезжает автомобиль, останавливаясь при резком торможении. Под влиянием силы инерции Р и сил трения между шинами и поверхностями платформ происходит перемещение платформ, пропорциональное тормозной силе. Это перемещение воспринимается датчиками 3 и фиксируется измерительными приборами.

В силу дороговизны собственно стенда, недостаточной безопасности, трудоемкости и слишком большого времени, требующегося на диагностику, стенд рентабелен только в условиях крупных СТОА.

8. Тестеры люфтов

Тестер люфтов (люфт-детектор) позволяет получить визуальную информацию о состоянии подвески автомобиля. Автомобиль заезжает передними колесами на одну или две неподвижные пластины (площадки), которые под действием гидропривода попеременно, с частотой примерно одно движение в секунду, перемещаются в разные стороны, создавая на колесах имитацию движения по неровностям дороги. При этом можно обнаружить наличие перемещений в сочлененных узлах: шаровых опорах, шарнирах рулевых тяг, в месте посадки сошки руля и т. д., а также выявить места возникновения разных посторонних стуков и скрипов.

Модели люфт-детекторов, оснащенные двумя площадками из которых движется только одна, не позволяют провести полную диагностику. Часть сочленений остаются малоподвижными или не двигаются вовсе. В этом случае при проведении диагностики зазоры в узлах рулевой тяги можно и не обнаружить, так как подвижны только элементы подвески.

Выявить зазоры во всех сопряжениях подвески и рулевого механизма можно с помощью люфт-детектора, оснащенного двумя подвижными площадками. Люфты в узлах подвески обнаруживаются при работе одной площадки, в рулевом механизме -- при работе другой площадки.

Из стендов российского производителя заслуживают внимания две модели люфт-детекторов, оснащенных двумя площадками, -- ДЛООЗ и ДГ015, разработанные челябинской фирмой «Ав-тотехснаб» совместно с Южно-Уральским государственным университетом.

Люфт-детектор ДЛООЗ диагностирует легковые автомобили с нагрузкой на ось до 3 т, ДГ015 - грузовые автомобили с нагрузкой на ось до 15 т .

Технические характеристики люфт-детекторов мод. ДЛООЗ

Нагрузка на ось автомобиля, кг, до 3000 (1500)

Ход площадки, мм 40 (80)

Потребляемая мощность, кВт 1,5 (3)

Размеры платформы, мм 440 х 525 х 100 (700 х 800 х 250)

Масса без гидростанции, кг 150 (520)

9. Приборы проверки света фар

Неправильная регулировка света фар приводит к аварийным ситуациям на дороге в условиях недостаточной видимости или в темное время суток. Если фары плохо освещают участок дороги перед автомобилем, то водитель не способен полноценно оценить ситуацию на дороге, быстро и правильно принять решение для избежания аварийной ситуации. Если фары подняты вверх, то увеличивается вероятность того, что автомобиль ослепит водителя, идущего впереди или по встречной полосе. В таком случае развитие ситуации будет непредсказуемо -- неизвестно, как поведет себя ослепленный водитель.

При изготовлении автомобиля обязательно выполняется регулировка света фар, но после пробега 15 000...20 000 км из-за вибрации, усадки пружин подвески, незначительных повреждений бампера фары изменяют первоначальные установки. Поэтому производители автомобилей рекомендуют периодически 1...2 раза в год или каждые 20 000 км, проверять и регулировать свет фар.

Согласно ГОСТ 25478--82 система освещения считается исправной, если сила света всех фар (при дальнем свете), измеренная в направлении оси отсчета, составляет не менее 20 000 кд. При этом фары с «европейским» светораспределением должны быть отрегулированы так, чтобы плоскость, проходящая через левую часть светотеневой границы пучка ближнего света, была наклонена к плоскости дороги не менее: 52' -- для легковых автомобилей, 86' --для грузовых, автобусов и тракторов, 69' -- для микроавтобусов.

Простейший метод проверки и регулировки фар с помощью жрана с соответствующей разметкой требует больших площадей с жесткими требованиями к плоскостности, не более 5 мм на 1 м2; точной установки (под углом 90+5°) экрана относительно площадки; громоздких и сложных приспособлений, ориентирующих автомобиль; затемненного помещения. Поэтому в СТОА для про верки и установки фар автомобиля применяют инструментальные методы с использованием специальных приборов (реглоскопов).

Сущность метода измерения реглоскопами заключается в том, что перед источником света помещается встречная оптическая система, в фокальной плоскости которой находится фотоэлемент. При постоянном по всей поверхности коэффициенте пропускания и при диаметре диафрагмы, намного меньшем фокусного расстояния системы (но намного большем кружка рассеивания от дифракций и аберраций), измерение силы света становится идентичным измерению на расстоянии, большем расстояния полного свечения.

Конструкции приборов, осуществляющих этот принцип, отличаются между собой главным образом системами ориентации оптической оси реглоскопа относительно автомобиля. В качестве баз обычно используют оси передних, задних колес, ось симметрии автомобиля, симметричные точки кузова.

Реглоскоп (рис. 3.10, а) устанавливается строго на высоте расположения фар (допускаются отклонения ±1 мм), а его оптическая ось -- параллельно продольной оси автомобиля (рис. 3.13, в). Согласно требованиям безопасности движения точность ориентации оптической оси прибора относительно продольной оси должна находиться в пределах +0,25° в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Наиболее точная установка прибора возможна при использовании зеркальной системы ориентации, при помощи которой ориентация производится по плосколинейному изображению симметричных точек кузова на юстировочном зеркале или призме системы ориентации.

Сила света фар измеряется фотоэлектрическим устройством, куда луч попадает через отверстие в экране оптической камеры. При измерении силы дальнего света прибор показывает, какая достигается освещенность (минимальная или требуемая).

Современные модели приборов снабжены функциями: обмена информацией с компьютером; функцией автоматического контроля регулировки в горизонтальной и вертикальной плоскостях; анализа светораспределения.

10. Задачи диагностирования двигателя и технические средства их решения

Под диагностированием двигателя автомобиля понимают процесс определения причин неисправности. В современных автомобилях иногда трудно зафиксировать сам факт наличия неисправности. С одной стороны, высокая надежность автомобильной электроники обусловила сокращение числа простых дефектов, легко выявляемых техниками СТОА. С другой стороны, если наблюдается неисправность, для нее можно указать множество вероятных причин.

В зависимости от решаемых задач различают два вида диагностирования:

* Д1 -- выполняется перед первым ТО и в процессе его проведения, определяют техническое состояние агрегатов и узлов, обеспечивающих безопасность движения и пригодность автомобиля к эксплуатации;

* Д2 -- выполняется при ТО (TOl, T02, ...) автомобиля. При этом оценивается техническое состояние агрегатов, узлов, систем автомобиля, уточняются объем работ ТО и потребность в ремонте.

Средствами диагностирования служат специальные приборы и стенды, предназначенные для измерения параметров.

Средства диагностирования подразделяют на два типа: встроенные и внешние. Встроенные средства диагностирования являются составной частью автомобиля. Это датчики и приборы на панели приборов (штатные датчики и приборы). Их используют для непрерывного и достаточно частого измерения параметров технического состояния автомобиля.

Показания штатных датчиков и приборов могут дать информацию о качестве проведения настройки систем двигателя или ремонта.

Датчик температуры дает информацию о правильности работы термостата в процессе прогрева двигателя.

Датчик кислорода в коллекторе контролирует отклонения от стехиометрического состава горючей смеси, попадающей в цилиндры. Тем самым можно контролировать установку органов регулировки карбюратора и при необходимости обеспечить такую регулировку. Датчик угловых импульсов может дать информацию об изменениях угловой скорости вращения коленчатого вала. По датчику ВМТ совместно с сигналом на контакте прерывателя можно точно измерить угол опережения зажигания. Датчик расхода воздуха (совместно с датчиком расхода топлива) может обеспечить проверку правильности формирования горючей смеси. Кроме того, этот датчик можно использовать для контроля объема газов, прорывающихся в картер. Датчик разрежения (совместно с датчиком ВМТ и сигналом с выхода прерывателя) позволяет определить условия всасывания горючей смеси каждым цилиндром. Датчик давления масла может обеспечить проверку компрессии в каждом цилиндре в ВМТ в процессе такта сжатия, а также дать информацию об износе вкладышей шеек коленвала. Датчик детонации позволит определить уровень детонации, а также правильно установить угол опережения зажигания для каждого конкретного топлива в зависимости от температуры окружающего воздуха, температуры охлаждающей жидкости и оборотов коленчатого вала. Датчики или измерители низковольтного напряжения бортовой сети и высоковольтного импульсного напряжения в системе зажигания позволят правильно определить работу регулятора напряжения при запуске двигателя и в процессе его работы.

На современных автомобилях установлены более сложные средства встроенного диагностирования, которые позволяют водителю постоянно контролировать состояние тормозных систем, расход топлива, токсичность отработавших газов, а также выбирать наиболее экономичные и безопасные режимы работы автомобиля или своевременно прекращать движение при аварийной ситуации.

Внешние средства диагностирования не входят в конструкцию автомобиля. К ним относятся стационарные стенды, переносные приборы и передвижные станции, укомплектованные необходимыми измерительными устройствами: сканерами, мототестерами, диагностическими платформами, осциллографами и осциллоскопами, мультиметрами, стробоскопами, имитаторами сигналов датчиков, газоанализаторами и дымомерами, энодоскопами и т. д.

В соответствии с нормативными документами на обслуживание диагностируемыми параметрами автомобилей могут быть: удельный расход топлива; давление в конце такта сжатия в цилиндрах двигателя; разность давлений в конце такта сжатия между отдельными цилиндрами; давление масла в главной масляной магистрали; содержание СО в отработавших газах; содержание СН в отработавших газах; минимально устойчивая частота вращения коленчатого вала двигателя; изменение частоты вращения коленчатого вала двигателя при последовательном отключении каждого из цилиндров; разрежение во впускном трубопроводе; количество газов, прорывающихся в картер двигателя; уровень вибраций; скорость изменения температуры охлаждающей жидкости в процессе прогрева двигателя после его запуска; установившаяся температура охлаждающей жидкости (для контроля температурного указателя автомобиля); начальный угол опережения зажигания; коррекция угла опережения зажигания, создаваемая центробежным и вакуумным регуляторами; зазор между контактами прерывателя; падение напряжения между контактами в замкнутом состоянии; напряжение в первичной цепи прерывателя; напряжение во вторичной цепи (кВ); пробивное напряжение на свечах зажигания (кВ); частота вращения коленчатого вала при запуске двигателя.

11. Сканеры

Термином «сканер» или «сканирующий прибор» принято называть портативные компьютерные тестеры, служащие для диагностики различных электронных систем управления посредством считывания цифровой информации по линии последовательного интерфейса диагностического разъема автомобиля. Существует достаточно большое количество сканеров, отличающихся своими функциональными возможностями и спектром тестируемых автомобилей.

Различают сканеры мультимарочные и дилерские (специализированные). Разница между ними состоит, прежде всего, в том, что мультимарочные приборы позволяют охватывать широкий спектр автомобилей разных производителей, но не дают полной картины неисправностей, а сканер, рассчитанный на обслуживание машин одного производителя или группы марок, выпускаемой одним холдингом (например ^(/-группой), позволяет работать с этими машинами, используя все возможности обмена информацией между прибором и блоком управления, заложенные в него разработчиком программного обеспечения (ПО), вплоть до внесения изменений в него. При этом дилерский сканер дает возможность «пообщаться» со всеми дополнительными системами автомобиля (системами комфорта, безопасности и т. п.), а мультимарочный зачастую ограничивается системой управления двигателем. Однако из-за огромной разницы в цене и необязательности для среднего автосервиса наличия возможностей дилерского прибора, мультимарочные сканеры надежно заняли свою нишу на рынке диагностического оборудования.

Универсальные мультимарочные сканеры. Сканеры, поставляемые на рынок универсальных ремонтных предприятий, как правило, обеспечивают считывание и стирание кодов ошибок, вывод цифровых параметров в реальном масштабе времени "data stream" и управление некоторыми исполнительными механизмами.

Большинство проблем в электронных системах современных автомобилей, имеющих развитую самодиагностику, можно выявить и устранить, используя сканер, который может быть по-настоящему универсален, т. е. обладать широким охватом по моделям автомобилей и тестируемым системам (двигатель, трансмиссия, тормозная система, климатическая установка и т. д.) и иметь ряд дополнительных функций, расширяющих область его применения. Каждая система управления имеет свой собственный уникальный вычислительный модуль (бортовой компьютер), который физически выводится на декодер и может быть опрошен сканером.

VAG-диагностика систем управления автомобилей Audi, VW, Skoda, SEAT основана на том, что каждой системе управления автомобилем присваивается свой собственный уникальный адрес (до 128 адресов) для независимого обращения диагностического оборудования отдельно к каждой из систем. При тестировании и диагностике выбор необходимой системы происходит по текстовому названию системы или по ее адресу: 01 -- двигатель; 02 -- автоматическая трансмиссия; 03 -- система торможения ABS; ... 22 --полный привод.

Сканеры работают исключительно через диагностический разъем и считывают цифровую информацию, выдаваемую блоком управления автомобиля.

Абсолютно универсальных приборов не существует, хотя некоторые позволяют диагностировать довольно широкий ряд моделей машин. Поскольку в блоке управления находится определенный массив цифровой информации, постоянно обновляющийся с определенной частотой, с помощью сканера можно записать эти данные для анализа. Сканер позволяет получить доступ к памяти бортового блока управления, в которой хранится код-адаптер. Это, собственно, та информация, которая содержит вариант решения поиска неисправности, предложенной бортовой системой управления, поскольку сам блок не только следит за работой датчиков и устройств автомобиля, но и постоянно анализирует их состояния, проверяя правдоподобность полученных данных. Если блок управления считает, что существуют какие-то отклонения в работе автомобиля, то он записывает определенную цифровую комбинацию, называемую кодом отказа. С помощью сканера этот код может быть считан, и для специалиста эти данные являются исходными для поиска неисправностей. Эта информация не является окончательной для принятия решения, в чем многие заблуждаются. Дальше мастер должен провести серию тестов с использованием приборов более низкого уровня, например, измерителя давления топлива, мультиметра и т. д., организуя по шагам поиск неисправного компонента в системе двигателя.

Задача поиска компонента непосредственно с помощью сканера не решена и скорее всего не будет решена в ближайшее время. Поэтому единственной поддержкой для пользователя остается уровень подготовки мастера и информационные справочники в виде книг или CD-ROM, где обязательно есть «дерево» поиска неисправностей по каждому коду.

Кроме считывания информации, сканер позволяет выдавать ее в масштабе реального времени. Помимо информации, собранной блоком управления с помощью датчиков и переведенной в цифровом виде на сканер, он выдает некие данные, которые не поддаются внешнему инструментальному контролю, такие, как параметры по адаптации, по трактовке технических сигналов и т. д. Например, блок управления получает сигнал с датчика температуры охлаждающей жидкости в виде напряжения. Реально многие производители выводят этот параметр со штатного блока в формате сигнала обмена, т. е. в виде напряжения, которое пересчитывается сканером в температуру. Кроме того, в этом приборе есть еще одна функция, которая позволяет работать в интерактивном режиме, т. е. управлять работой некоторых исполнительных механизмов посредством посылки той или иной команды. Однако здесь существует одна проблема: все зависит от того, какие возможности по диагностике заложены производителем автомобиля в штатный блок управления. В этом плане больше всех преуспели американские фирмы, которые предоставляют техническим станциям широкие возможности для использования диагностического оборудования. На европейском рынке большинство фирм, наоборот, используют запретительные меры, не разрешая СТОА работать в некоторых интерактивных режимах на своих автомобилях. На тех машинах, которые позволяют проводить тесты исполнительных устройств, можно, например, при включенном зажигании, посылая сигналы со сканера, заставить «щелкать» форсунки, работать регулятор холостого хода или, повесив высоковольтный провод на разрядник, вызвать проскакивание искры. На более прогрессивных автомобилях можно даже производить проверку при работающем двигателе, например, попеременно отключать форсунки, проводя тем самым баланс цилиндров, или, подавая сигналы на соленоиды, производить подачу тормозной жидкости на те или иные колеса.

Такой подход к формированию парка сканеров привел к некоторым ограничениям в использовании универсальных устройств, например, в таких режимах, как перепрограммирование в целях изменения характеристик двигателя при переходе на другое октановое число. Именно эти режимы тестирования многие производители диагностических приборов запрещают вводить в свои устройства, хотя технической сложности они не представляют. Универсальность сканера также определяется глубиной охвата, тем, насколько полон список электронных систем, которые сканер может тестировать на автомобиле данной марки. Эта характеристика сканера во многом зависит от качества используемого в нем программного продукта и добросовестности разработчика.

Специфика автомобилей разных производителей заключается не только в использовании разных протоколов обмена информацией, но и диагностических разъемов различной конфигурации. Чтобы учесть эту особенность, универсальные сканеры снабжаются комплектом кабелей-адаптеров для подключения к системе бортовой диагностики.

В течение последнего десятилетия в бортовой диагностике автомобилей идет процесс унификации, вызванный принятием стандартов OBD-II (On Board Diagnostic-II) и EURO-OBD. Стандарты предписывают производителям автомобилей использование единого протокола обмена и стандартного диагностического разъема. Согласно стандарту OBD-II любой производитель, продающий автомобиль на территории США, обязан обеспечить заданный набор функций самодиагностики, единую форму вывода цифровой информации для связи со сканером и единый диагностический разъем.

Имея один универсальный сканер, техник сможет диагностировать систему управления двигателем любого автомобиля, выпущенного после 1996 г.

В процессе традиционной и наиболее употребляемой диагностами всего мира процедуре диагностирования сканер производит запрос на считывание кодов неисправностей из памяти блока управления, а блок, соответственно, эти коды либо выдает, либо пишет, что их нет. Для кодов стандарта OBD-II была разработана удобная и информативная система обозначений -- буква и четыре цифры. Эту систему безоговорочно приняло большинство производителей автомобилей. Обозначения типов системы: Р -- двигатель, коробка передач; С -- шасси; В -- кузов; U -- межблочная шина обмена данных. Первая цифра отвечает за уровень кода. Все нулевые коды являются базовыми (их еще называют Generic). Один и тот же базовый код описывает одинаковую неисправность, независимо от того, с какого автомобиля производится считывание. Например, код Р0102 означает одну и ту же проблему для любого автомобиля, поддерживающего требования OBD-II -- низкий уровень сигнала датчика расхода воздуха. Сканер уровня GST может считывать и расшифровывать только коды группы РО. Расширенные коды (Plxxx, P2xxx и т. п.), даже если имеют одинаковый номер, имеют разную расшифровку для разных производителей. Например, для автомобиля Mazda код Р1101 означает отклонения от нормы уровня сигнала датчика расхода воздуха, а аналогичный код для автомобиля Mitsubishi -- наличие проблем в цепи вакуумного соленоида противобуксовочной системы. Пока такие коды являются привилегией производителей автомобилей, и это создает проблемы для универсальных автосервисов.

Вторая цифра в обозначении кода идентифицирует определенную функцию, выполняемую блоком управления, или подсистему блока, а именно: 1 -- измерение нагрузки и дозированиетоплива; 2 -- подача топлива, система наддува; 3 -- система зажигания и регистрация пропусков воспламенения смеси; 4 -- системы уменьшения токсичности; 5 -- система холостого хода, круиз-контроль, система кондиционирования; 6 -- внутренние цепи и выходные каскады блока управления; 7 и 8 -- трансмиссия (автоматическая коробка передач, сцепление и т. п.).

Четвертая и пятая цифры в коде -- это номер кода, идентифицирующий цепь или компонент.

Возможности сканера как инструмента для диагностики во многом определяются совершенством его ПО.

Например, портативные сканеры серии KTS в качестве ПО используют диагностический модуль информационной системы ES. Программы диагностики блоков управления, являющиеся одной из составляющих модуля, на сегодняшний день позволяют работать с управляющей электроникой европейских, американских и азиатских автомобилей более 50 производителей и включают протоколы обмена информацией с более чем 14 000 типов блоков управления.

Среди них -- блоки управления современных дизельных двигателей, оснащенных электронными системами питания типа Common Rail и модульными насосами-форсунками. Программы позволяют тестировать управляющую электронику интеллектуальных тормозных систем, в составе которых используются устройства электронного распределения тормозного усилия, экстренного торможения, динамической стабилизации траектории и др. ПО поддерживает все известные протоколы обмена: простейший (считывание кодов), европейский (ISO), американо-японский (SAE), универсальный (OBD), включая новейший OEM -- протокол, использующийся для работы с автомобилями, оснащенными мультиплексной схемой проводки. Помимо этого, в него заложена возможность автоматически идентифицировать тестируемый автомобиль.

Кроме диагностических программ, ПО содержит так называемую сервисную информационную систему, представляющую собой аппарат для анализа полученных данных и поиска неисправностей. Причем оба раздела диагностического «софта» объединены на программном уровне, что позволяет вести так называемый ориентированный поиск неисправности с помощью компьютера. Его суть в том, что данные, полученные в результате сканирования, автоматически поступают в аналитическую часть программы. Туда же может быть затребована любая вспомогательная информация, находящаяся в других разделах системы EStronic, необходимая для определения отклонений и ошибок. Это могут быть нормативные величины параметров системы, передаваемые с помощью новой опции CASPLUS, образцовые осциллограммы сигналов, электрические схемы и т. д. При необходимости программа предлагает диагносту выполнить последовательность действий, направленных на выявление неисправности. Причем тестируемая электронная система опрашивается непосредственно в процессе анализа.

В качестве примера рассмотрим возможности российских сканеров серии ДСТ. С помощью сканеров серии ДСТ можно выбрать режимы тестирования, которые позволят: считывать системные данные, обрабатывать коды ошибок, сбрасывать коды ошибок, управлять исполнительными механизмами автомобиля, записывать и сохранять в энергонезависимой памяти тестера значения переменных и флагов состояний, отображать данные как в текстовом, так и в графическом режимах, устанавливать пароль, экспортировать данные в файл на компьютере при помощи программы DstLink и Мотор-Тестер. Для контроля работы двигатнля фиксируются более 100 различных параметров.

Сканеры предназначены для обслуживания как отечественных (ВАЗ, ГАЗ, УАЗ), так и импортных (DAEWOO, SEAT, Skoda, Audi) автомобилей. Диагностика возможна, если автомобиль имеет диагностический разъем OBD-II или разъем 2 х 2 с наличием всех четырех проводов, идущих к каждому выводу.

Дилерские сканеры. Большое количество различных типов ЭСУД требует обеспечить быстрый доступ к технической информации по каждой конкретной модели автомобиля.

Дилерские сканеры разрабатываются каждой автомобилестроительной фирмой для собственных моделей (часто определенных годов выпуска).

Современный сканер -- многофункциональный прибор, поддерживающий все сервисные функции, такие как чтение ошибок со всех блоков управления автомобиля, перепрограммирование всех блоков управления, сброс сервисных интервалов и т. д. Сканер должен поддерживать работу по протоколам European On-Board Diagnosis (E-OBD), что позволяет проводить дополнительную диагностику систем, влияющих на токсичность двигателя. Наличие у сканера встроенной информационной системы ELSA способствует оперативному получению технической информации о сервисных работах, контрольных параметрах элементов всех систем автомобиля и т. д.

Базовая комплектация дилерского диагностического сканера: диагностический адаптер-мультиплексор; кабели подключения адаптера к LAN -- порту персонального компьютера и к колодке OBD-II; кабель подключения к диагностической колодке.

12. Мотор-тестеры

Мотор-тестер -- прибор, в котором не используется кодовая информация о неисправностях, поступающая от блока управления, а задействованы аналоговые сигналы от внешних датчиков, установленных в автомобиле.

По идеологии использования мотор-тестер прежде всего необходим для определения параметров системы зажигания (в высоковольтной и низковольтной частях), параметров пуска электроснабжения, анализа выхлопных газов -- если встроен газоанализатор, угла опережения зажигания. Кроме электрических, мотор-тестер измеряет параметры гидравлических и механических систем: давление топлива и компрессию, разряжение на впуске и давление турбины компрессора, противодавление катализатора и температуру двигателя.

Мотор-тестеры можно применять для измерения совокупности каких-либо сигналов с любой точки системы управления, т. е. в качестве тестера или осциллографа. Измерения мотор-тестер производит при помощи набора специализированных датчиков. Именно от их конструкции и разнообразия зависит возможность проведения измерений. Особенно большим многообразием отличаются датчики для исследования системы зажигания. Мотор-тестер в обязательном порядке должен выполнять тест относительной или абсолютной компрессии, тест системы газораспределения, мощностного баланса, баланса производительности форсунок. Результаты этих тестов представляются как в цифровом, так и в графическом виде, что позволяет оценить не только численное значение параметров, но и обнаружить такие сложные дефекты, как неправильную установку фаз газораспределения или причину пониженной компрессии.

Огромную роль в мотор-тестере играет осциллографический режим. Современные мотор-тестеры объединяют осциллограф (с возможностью получения осциллограммы высоковольтной системы зажигания) и анализатор двигателя, который с помощью разнообразных тестов оценивает состояние цилиндро-поршневой группы и электрооборудования автомобиля. В зависимости от класса (а значит, и цены) мотор-тестер может иметь различные характеристики и возможности. Например, осциллограф может быть как одноканальным, так и многоканальным, осциллограмма зажигания может быть доступна только на автомашинах с классической системой (с распределителем) или на современных системах DIS и СОР (прямое зажигание и система катушек на свечах), и возможности анализатора двигателя тоже бывают различными, хотя большинство этих тестов доступно только для старых классических систем зажигания.

Мотор-тестер можно использовать для исследования двигателей всех типов, как карбюраторных, так и со впрыском, работающих на бензине или газе. Наиболее широкими возможностями обладают стационарные мотор-тестеры со встроенными газоанализаторами.

Современный мотор-тестер оснащается справочными базами данных. Эти базы, как правило, содержат информацию о регулировочных параметрах, расположении контрольных меток и регулировочных винтов, данные о параметрах элементов электрооборудования и характеристики датчиков. Наиболее хорошо оснащенные мотор-тестеры содержат базу эталонных сигналов.

В последнее время на рынке мотор-тестеров появились портативные модели, которые не имеют экспертной системы и базы данных, но вполне могут заменить консольные системы среднего уровня. Эти приборы позволяют делать практически все, что делают стационарные, и даже обладают некоторыми преимуществами перед ними по стабильности, удобству управления, четкости алгоритма пользования базовым меню.

Портативные мотор-тестеры имеют модульную конструкцию, т. е. существует основной системный блок с экраном и клавиатурой, а также смежные модули обработки сигналов. Например, модуль четырехканального осциллографа, модуль сигналов системы зажигания, модуль сканера, и в перспективе даже может быть установлен модуль газоанализатора.

Важное преимущество портативного прибора по сравнению с консольной конструкцией -- возможность тестирования двигателя на ходу.

Поскольку прибор выполнен на одной плате, надежность его очень высока. Универсальность портативного мотор-тестера определяется прежде всего квалификацией персонала. Набор дополнительных адаптеров и переходников для подключения в базовой комплектации охватывает большой спектр моделей автомобилей и позволяет диагностировать практически любой двигатель.

13. Диагностические платформы (комплексы)

Современный подход к оснащению участка диагностики -- построение интегрированного технологического комплекса на основе общей платформы. Под диагностической платформой понимается набор основных приборов, который может расширяться и дополняться, придавая комплексу функциональные возможности, наиболее полно отвечающие текущим требованиям потребителя. Платформенный диагностический комплекс формируется по модульному принципу. В его составе выделяется базовое устройство, к которому в качестве периферийных компонентов подключаются различные модули. Модуль представляет собой прибор-приставку, обладающую функциями одного из диагностических инструментов: осциллографа, сканера, газоанализатора, мультиметра и др.

Модули максимально адаптированы для совместной работы в составе комплекса и работают под управлением единого ПО с привлечением справочно-информационной системы. Это облегчает работу диагноста, позволяя оперативно подключать к исследованию необходимый прибор. Он управляет всеми имеющимися в распоряжении диагностическим средствами из одного места, используя единый интерфейс.

В качестве примера можно привести платформенный диагностический комплекс российского производства КАД-400.

КАД-400 включает: мотор-тестер для бензиновых двигателей; дилерский сканер МТ-2Е для автомобилей ГАЗ, ВАЗ, УАЗ (МТ-2Е/9 с Евро-3+БОШ 7.9.7+ЯНВАРЬ-7.2); двухканальный цифровой осциллограф с памятью на 100 кадров; генератор эталонных сигналов; комплект персонального компьютера с устройством для чтения CD-ROM, пятью свободными СОМ-портами, сетевой картой, монитором, принтером и пультом дистанционного управления; передвижную стойку с тормозом на колесах.

14. Осциллографы и мультиметры

Осциллографы предназначены для измерения параметров и визуального анализа формы сигналов в любых электронных и электрических системах автомобиля. Подключение к исследуемой цепи осуществляется посредством измерительных кабелей и датчиков.

Осциллограф -- электронный прибор, позволяющий, в отличие от тестера, увидеть не только средние значения напряжения н измеряемых цепях, но и процесс изменения напряжения во время работы на выводах проверяемых узлов автомобиля. При помощи осциллографа можно составить полную картину работы системы управления двигателем и сделать соответствующие выводы.

Технические характеристики осциллографа можно подразделить на несколько групп: характеристики входов и точность, частотные характеристики, синхронизация и сервисные возможности.

У входной цепи осциллографа, как и у любой другой, есть два вывода -- положительный и отрицательный. Если измерить тестером сопротивление между любым выводом питания осциллографа и любым входным выводом, то получится очень большое сопротивление, так как осциллограф, подобно большинству современных измерительных приборов, имеет дифференциальную входную цепь, которая обеспечивает развязку входных и питающих цепей прибора. Если ваш прибор имеет дифференциальный вход, можно смело подключать его выводы к любым точкам бортовой проводки, не заботясь о том, что если минус попал на плюс, то обязательно что-нибудь замкнет. Исключение составляет вторичная цепь зажигания -- напряжения там составляют десятки киловольт, и для просмотра этих напряжений используются специальные емкостные датчики, не имеющие непосредственного контакта с измеряемой цепью, -- обычный вход осциллографа просто сгорит при подключении его к этой цепи.

Некоторые автомобильные приборы могут иметь и другие типы входных цепей, которые не обеспечивают развязки входов от питающих цепей. Это сделано или в связи с дополнительными функциями измерительной цепи (например, совмещение измерительной цепи с цепью отключения катушки зажигания, как в приборах фирмы Sun и Bosch на входах контроля первичной обмотки катушки зажигания), или для снижения себестоимости изделия. В любом случае необходимо иметь информацию о том, обеспечивает ли входная цепь прибора развязку от питающих напряжений. Тестер имеет плюсовой и минусовой щупы (соответственно красный и черный провода).

В большинстве описаний приборов приводится такая характеристика, как точность измерения, погрешность измерения или класс точности прибора. Например, если погрешность измерения равна 10 %, это означает, что измеренное напряжение может на самом деле находиться в диапазоне от 11,4 до 13,9 В и точнее его можно измерить только прибором, имеющим меньшую погрешность измерения. Желательно, чтобы был еще указан способ вычисления погрешности измерения -- от измеряемой величины или от максимальной (например, при измерении напряжения в 1 В на шкале в 100 В, если прибор имеет погрешность 5 % максимального значения шкалы, получаются показания от -4 до +6 В, а если проводить те же измерения на шкале в 2 В, то разброс значений будет от 0,9 до 1,1 В).

Частотные характеристики гораздо более важны для осциллографа, нежели для тестера. Все измерения тестера ограничиваются частотой в единицы герц, так как быстрее индикатор тестера работать не может. Например, если измерять тестером минусовой (управляющий) вход форсунки на работающем автомобиле, получится напряжение около 7...9 В, которое будет несколько изменяться в ту или другую сторону при нажатии и отпускании педали газа. Если же подключить к цепи осциллограф, то можно определить, что напряжение 7...9 В -- это среднее значение напряжения на выводе форсунки за длительный период времени. Но при включении форсунки на исправном автомобиле напряжение на этом выводе равно + 0...1 В, а при выключении -- напряжению питания -0...1 В. Таким образом, осциллограф отличается от тестера тем, что может воспроизводить на экране форму быстро меняющихся сигналов. Однако уловить автомобильным осциллографом электрический сигнал на входе приемника или сигнализации с радиоуправлением невозможно, так как частота сигнала на входе слишком высока для автомобильного осциллографа, и его можно увидеть только специальными осциллографами, имеющими максимальную частоту входного сигнала не менее 100 МГц. Предел частот для рассмотрения подавляющего большинства сигналов в автомобильной системе управления двигателем к настоящему времени составляет около 10 кГц, исключением из общей массы сигналов являются лишь сигналы зажигания -- наиболее важная их составляющая находится в пределах 40 кГц. Поэтому осциллограф, предназначенный для работы в условиях автосервиса, должен достоверно показывать форму сигналов в полосе частот от 0 до 10 кГц, если он не предназначен для работы с системой зажигания, и от 0 до 40 кГц, если в перечень сигналов, доступных к просмотру, входят сигналы зажигания.