Diagnosticarea Autovehiculelor

Cap.4.DIAGNOSTICAREA AUTOVEHICULELOR

1. Principii generale privind diagnosticarea autovehiculelor

1.1. Metode de efectuare a verificării stării tehnice a autovehiculelor

Pe parcursul utilizării autovehiculului are loc o modificare continuă a stării sale tehnice ca urmare a diverselor fenomene ce se dezvoltă în sistemele sale.

Ca o consecință a modificării stării tehnice are loc o degradare a performanțelor dinamice, economice, ecologice, ergonomice, de confort și chiar de siguranță. Din aceste motive devine obligatorie monitorizarea stării tehnice a autovehiculelor de-a lungul perioadei de utilizare.

1.1.1. Verificarea prin inspecție directă

Această metodă constă în demontarea sistemului supus verificării, efectuarea unor măsurători ale mărimilor fizico-chimice care definesc starea tehnică a sistemului, operarea unor activități de reparare/înlocuire în vederea restabilirii stării tehnice și, în final, remontarea sistemului.

Avantajul metodei constă în posibilitatea stabilirii exacte a stării tehnice a sistemului respectiv.

Dezavantajele metodei:

aplicarea metodei implică un volum mare de manoperă, ceea ce conduce la ocuparea postului de lucru pe o perioada îndelungată;

datorită complexității și fineții operațiunilor este necesară utilizarea mâinii de lucru cu calificare ridicată și, implicit, scumpă;

este necesară o gamă largă de scule, dispozitive și verificatoare (s.d.v.), atât de uz general cât și specializate pentru sistemul și marca respective;

datorită celor mai sus prezentate verificarea este scumpă, deci eficiența economică este redusă;

randamentul activității de mentenanță este modest pentru că numărul de verificări pe unitatea de timp este mic;

randamentul activității de transport prestate de către posesorul autovehiculului este afectat de perioadele îndelungate de imobilizare pentru verificarea stării tehnice;

operațiunile repetate de demontare/remontare pot avea consecințe negative asupra stării tehnice a sistemului supus verificării; sistemele de tip șurub, piuliță, șaibă (demontabile) și altele similare suferă procese de uzare în urma demontărilor și remontărilor repetate;

este posibil ca, în complexitatea largă de operațiuni specifice metodei, unele dintre ele să fie efectuate greșit, nerespectându-se întocmai prescripțiile tehnice, ceea ce poate afecta starea tehnică a sistemului.

Exemple:

– nu se respectă cuplurile de strângere a șuruburilor prin neutilizarea sau prin utilizarea incorectă a cheii dinamometrice;

– demontarea unor piese trebuie făcută numai după răcirea sistemului (demontarea chiulasei de pe blocul cilindrilor nu se face când chiulasa este caldă, deoarece răcirea separată a chiulasei de bloc poate conduce la deformarea chiulasei).

1.1.2. Verificarea prin diagnosticare

Diagnosticarea constă într-o serie de operațiuni prin care se caută să se evalueze starea unui sistem printr-o acțiune non-intruzivă (fără demontare sau pătrundere forțată în interiorul sistemului).

Această verificare indirectă se realizează prin măsurarea unor mărimi specifice – parametrii de diagnosticare (PD). Starea tehnică propriu-zisă a sistemului este definită de parametrii de stare tehnică (PS).

Parametrii de stare tehnică sunt mărimi fizico-chimice care definesc în mod direct starea tehnică a unui sistem. Ei pot fi: dimensiuni, forme, calitatea suprafeței, poziții relative între piese, proprietăți mecanice, proprietăți electrice, compoziție chimică etc. Ca exemple, se pot menționa:

dimensiunea unui bolț care în timp se subțiază;

forma cilindrului motorului care inițial este un cilindru circular drept și care, drept consecință a proceselor de uzare, capătă în timp o formă complexă;

calitatea suprafeței – rugozitatea fusului arborelui cotit, oglinzii cilindrului, fustei pistonului etc.;

poziția relativă între roțile ce formează transmisia centrală;

proprietăți mecanice – elasticitatea arcurilor de supapă sau ambreiajului care se poate modifica substanțial din cauza decălirii lor;

proprietăți electrice – capacitatea de izolare electrică a stratului de izolator de pe sârmele înfășurărilor bobinelor care diminuează în timp;

compoziție chimică – uleiul din motor își reduce caracterul bazic în timp putând ajunge chiar să vireze spre caracter acid. Masele plastice și cauciucul iși modifică compoziția chimică de-a lungul anilor.

Parametrii de diagnosticare sunt mărimi fizico-chimice ale căror valori pot fi măsurate fără a fi necesară demontarea sistemului diagnosticat. Mărimea parametrilor de diagnosticare trebuie să fie bine definită în raport cu mărimea parametrilor de stare. Exemple de parametri de diagnosticare: presiuni (presiunea de compresie), temperaturi (temperatura lichidului de răcire, a uleiului din motor etc.), unghiuri (unghiurile ce definesc geometria roților de direcție și a pivoților lor), compoziție chimică (compoziția chimică a gazelor de evacuare), tensiuni și curenți electrici (la nivelul injectoarelor de benzină cu acționare electromagnetică), forțe (forțele de frânare dezvoltate pe banda de rulare a pneului), intensitatea și tonalitatea zgomotelor, intensitatea și frecvența vibrațiilor, amortizarea în timp a vibrațiilor etc. Toate aceste mărimi se măsoară fără demontarea sistemului, fără penetrare în sistem.

Avantajele diagnosticării:

asigură o eficiență ridicată a activității de verificare a stării tehnice deoarece:

– timpul necesar executării este foarte scurt;

– se poate utiliza mâna de lucru cu calificare relativ modestă (deci mai ieftină);

– necesită spații mai reduse în cadrul stației de verificare a stării tehnice;

oferă avantaje din punct de vedere al eficienței activității de transport deoarece, utilizând diagnosticarea, se reduce timpul de imobilizare al autovehiculelor.

permite identificarea unei stări tehnice incorecte încă de la începutul instalării sale, atunci când simptomele defecțiunii nu sunt sesizabile de către utilizatorul autovehiculului.

se face posibilă monitorizarea permanentă a stării tehnice la autovehicule la care este prezent sistemul de diagnosticare la bordul autovehiculului (OBD – On Board Diagnosis).

se elimină procesul de deteriorare a stării tehnice produs de demontările și remontările repetate.

Dezavantajele diagnosticării:

necesită achiziția aparaturii de diagnosticare ale cărei prețuri sunt ridicate.

este necesară verificarea periodică, eventual, reetalonarea aparaturii de diagnosticare ceea ce implică cheltuieli suplimentare.

pentru corecta funcționare a aparaturii de diagnosticare sunt necesare materiale consumabile, iar aparatura în sine consumă, de cele mai multe ori, energie electrică.

este necesară instruirea periodică a personalului tehnic care lucrează cu aparatura de diagnosticare; și acest lucru conduce la cheltuieli.

1.2. Corelații între parametrii de stare tehnică (PS) și parametrii de diagnosticare (PD). Proprietăți ale parametrilor de diagnosticare

1.2.1. Univocitatea relației dintre parametrii de stare tehnică și parametrii de diagnosticare

Reprezintă proprietatea potrivit căreia unei valori a unui parametru de stare tehnică îi corespunde o singură valoare a parametrului de diagnosticare.

Reciproc, o anumită valoare a unui parametru de diagnosticare descrie indirect o anumită valoare a unui parametru de stare tehnică.

Fig. 1.1 Univocitatea relației dintre PS și PD

condiție îndeplinită; b) și c) condiție neîndeplinită

1.2.2. Sensibilitatea parametrilor de diagnosticare în raport cu parametrii de stare tehnică

Arată cu cât se modifica valoarea unui parametru de diagnosticare atunci când valoarea parametrului de stare tehnică corespunzător lui se modifică cu o unitate.

Fig. 1.2 Sensibilitate constantă

Sensibilitatea poate fi variabilă sau constantă în interiorul domeniului de valori ale parametrului de diagnosticare.

Fig. 1.3 Sensibilitate variabilă

Este de preferat ca sensibilitatea să fie constantă, deoarece în acest caz interpretarea rezultatelor este mai facilă. În principiu este bine ca sensibilitatea să fie ridicată pentru a se putea decela modificări de mică amploare ale stării tehnice. Mărirea sensibilității duce însă, de regulă, la creșterea costului aparaturii de diagnosticare. În plus o sensibilitate foarte mare poate face ca aparatura de diagnosticare să devină sensibilă și la factori de influență paraziți. Astfel de factori pot fi: temperatura, presiunea și umiditatea mediului ambiant, câmpul electromagnetic generat de rețeaua de curent alternativ a clădirii, variații ale tensiunii furnizate de rețeaua de alimentare cu energie electrică a clădirii etc.

1.2.3. Informativitatea parametrilor de diagnosticare

Informativitatea este expresia complexității legăturilor dintre parametrii de stare și cei de diagnosticare, arătând dacă valorile unui PD pot fi influențate de evoluția unuia sau mai multor PS, precum și în ce măsură un PS poate acționa asupra unuia sau mai multor PD.

PS PD b) PD1

PS PD2

……

PDn

Varianta b) are avantajul că oferă posibilitatea alegerii tehnologiei și aparaturii de diagnosticare în raport cu diferite criterii (economic, de sensibilitate, de robustețe, de durată a procesului de diagnosticare).

c)

Toți parametrii de stare au consecința asupra emisiilor de CO.

Toate cele trei categorii sunt utile în funcție de tipul activității de diagnosticare. Astfel, dacă se urmărește verificarea stării tehnice a unui sistem complex printr-o diagnosticare cât mai rapidă este utilă varianta c). Însă, dacă se urmărește verificarea unei anumite piese sau a unui sistem foarte simplu se recomandă informativitățile de tip a) sau b).

1.2.4. Repetabilitatea (stabilitatea) parametrilor de diagnosticare

Reprezintă proprietatea potrivit căreia la repetarea unei operațiuni de diagnosticare efectuate asupra aceluiași sistem tehnic aflat într-o stare tehnică identică pentru toate măsurările, utilizând același aparat de diagnosticare și în aceleași condiții rezultatele măsurătorilor diferă cât mai puțin între ele.

1.2.5 Tehnologicitatea parametrilor de diagnosticare

Arată dificultatea tehnologică pe care o implică aplicarea unei anumite operații de diagnosticare. Se au în vedere volumul, complexitatea, dificultatea operațiunilor de diagnosticare propriu-zisă cât și ale operațiunilor pregătitoare.

1.2.6 Costul specific al unei diagnosticări

Reprezintă costul ce revine unei operațiuni de diagnosticare sau costul raportat la unitatea de timp, de exemplu lei/operațiune sau lei/oră. Se vor avea în vedere amortizarea aparaturii de diagnosticare, manopera, consumul de energie electrică, gaze naturale, gaze etalon, alte consumabile, chiria sau amortizarea clădirii.

1.3. Valori caracteristice ale parametrilor de diagnosticare

Modificarea stării tehnice a unui sistem conduce la modificarea valorilor parametrilor de stare caracteristici lui, și implicit la modificarea valorilor parametrilor de diagnosticare corespunzători. Imediat după punerea în funcțiune a unui sistem are loc un proces specific cunoscut sub numele de "rodare" (rodaj). În această etapă procesele care se dezvoltă în interiorul sistemului pot fi ușor instabile, conducând la o evoluție neuniformă a valorilor parametrilor de diagnosticare. La sfârșitul rodajului procesele de modificare a stării tehnice se stabilizează, iar evoluția valorilor parametrilor de diagnosticare devine relativ uniformă; se intră în perioada de funcționare normală a sistemului la începutul căreia parametrii de diagnosticare au valoarea nominală. După un timp, ca urmare a degradării stării tehnice a sistemului, parametrii de diagnosticare ating valoarea admisibilă.

Din acest moment, starea tehnică a sistemului nu mai este considerată bună, iar utilizatorul său este avertizat de necesitatea unei intervenții corective; sistemul poate funcționa, dar nu în parametrii normali, existând posibilitatea ca în viitor să se producă o defecțiune majoră.

Utilizarea în continuare a sistemului, fără nici o intervenție corectivă va conduce la evoluția mai rapidă a parametrilor de diagnosticare până la atingerea valorii limită. În acest moment se interzice utilizarea în continuare a sistemului și se procedează la repararea lui.

1.4. Etapele activității de diagnosticare

Unul dintre principiile importante ale diagnosticării îl constituie efectuarea verificării stării tehnice a unui sistem în condițiile realizării unei eficiente maxime, ceea ce implică, printre altele, și executarea verificării într-un interval de timp cât mai scurt. Pentru a realiza acest deziderat activitatea de diagnosticare poate fi etapizată. În principiu această etapizare are în vedere verificarea globală a stării tehnice a unui sistem complex ca o primă etapă. Rezultatul acestui prim test este de tip binar: "corespunzător" sau „necorespunzător”. În cazul în care rezultatul este „corespunzător” activitatea de diagnosticare se consideră a fi încheiată, starea tehnică a sistemului este caracterizată ca fiind bună, iar sistemul este retrimis în utilizare. Dacă rezultatul primei etape de diagnosticare este "necorespunzător" rezulta că în interiorul sistemului există o defecțiune. Pentru a o localiza și identifica sunt necesare operațiuni suplimentare de diagnosticare orientate pe diferitele zone ale arhitecturii sistemului. În prima etapă de diagnosticare este indicat să se utilizeze un număr cât mai redus de parametri de diagnosticare, eventual doar unul singur care să fie sensibili/sensibil la un număr cât mai mare de parametri de stare. Rezultă că în această etapă parametrii de diagnosticare trebuie sa aibă o informativitate de tip c). După prima etapă de diagnosticare urmează una sau mai multe etape în care se diagnostichează componentele sistemului. De data aceasta parametrii de diagnosticare trebuie să aibă o informativitate de tip a) sau b). După localizarea și identificarea defecțiunilor se trece la remedierea lor printr-o acțiune corectivă (de reparare). După repararea sistemului este necesară o nouă verificare a stării sale tehnice cu dublu scop:

– se verifică calitatea reparației;

– se verifică dacă nu există și alte defecțiuni nedetectate inițial.

Pentru ca această operațiune să fie eficientă și concludentă ea va consta în repetarea etapei inițiale de diagnosticare globală a sistemului. Astfel ciclul se reia.

5.Diagnosticarea sistemului de alimentare al MAS

5.1 Diagnosticarea globala a sistemului de alimentare al MAS prin analiza compozitiei gazelor de evacuare

Pentru diagnosticarea globală a sistemului de alimentare al MAS se pot utiliza următorii parametri:

– consumul de combustibil – este foarte sensibil la starea sistemului de alimentare, dar pentru masurarea lui este necesara conectarea unui debitmetru la instalatia de alimentare si utilizarea unui stand dinamometric care sa permita incarcarea motorului in sarcina. Din aceste motive consumul de combustibil este un paramatru de diagnosticare foarte rar utilizat

– compozitia gazelor de evacuare .

Compozitia gazelor de evacuare variaza in raport cu valoarea coeficientului de exces de aer lambda ale carui valori sunt determinate de modul de functionare al sistemului de alimentare.

5.1.1 Analizorul de gaze cu absorbtie in infrarosu nedispersiv

Aparatul se bazeaza pe proprietatea gazelor de a avea spectre diferite de absorbtie in functie de lungimea de unda a emisiei.

1. Teava de esapament, 2. Sonda de prelevare a probei de gaze (cu orificii radiale), 3. Furtun, 4. Pahar pentru condensul de apa, 5. Racitor pentru condensarea vaporilor de apa, 6. Filtru din hartie, 7. Surse de radiatii infrarosii, 8. Morisca, 9. Ferestre din cuartz, 10. Camera de referinta umpluta cu aer curat, 11. Camera de masura prin care circula proba de gaze de evacuare, 12. Filtre optice, 13. Placa metalica cu orificii, 14. Membrana metalica elastica, 15. Punte de condensatoare si aparat de afisare, 16. Pompa pentru vehicularea probei de gaze, 17. Aparat de măsură, A, B – incinte de incalzire.

Gazele emise de motor sunt preluate de sonda 1, curățate de apă în separatorul 5 și de particulele solide în filtrul 6, apoi sunt introduse la presiune constantă în tubul 11 de către pompa 16.

Razele infrarosii provenite de la sursele 7 traverseaza incintele 10 si 11, sunt filtrate de 12 si ajung in A si B. In incintele 10 si 11 are loc o absorbtie partiala a acestor radiatii. In incinta 11 absorbtia este mai intensa datorita gazelor prezente in proba de gaze. Din acest motiv in incinta B vor ajunge mai putine radiatii infrarosii decat in A. Gazul din A se va incalzi mai mult, se va dilata si va deforma membrana 14 indepartand-o de placa 13. Cu cat concentratia unei anumite substante in gazele de evacuare va fi mai mare cu atat diferenta de radiatie care ajunge in B fata de A va fi mai mare, iar membrana 14 se va deforma mai mult. Capacitatea condensatorului format din piesele 13 si 14 se va modifica astfel proportional cu concentratia de substanta din gazele de evacuare. Se va produce un dezechilibru al puntii 15 inregistrat de aparatul de afisare. Deoarece masurarea capacitatii in regim static este mai dificila decat in regim dinamic se va utiliza morisca 8 ale carei palete vor intrerupe cele doua fluxuri de radiatie. Va rezulta o vibratie a membranei 14 cu frecventa constanta, dar cu amplitudine proportionala cu concentratia de substanta analizata. Spectrele de absorbite ale substantelor din gazele de evacuare se suprapun partial ingreunand masurarea concentratiei unei singure substante. Pentru rezolvarea acestei probleme vaporii de apa sunt separati din proba de gaze prin condensare in dispozitivul 5. Pentru celelalte substante se utilizeaza filtrele 12 care sunt permeabile intr-o zona a spectrului in care absoarbe doar substanta cautata.

Tehnologia de analiză a gazelor de evacuare

Operațiuni pregătitoare: verificarea etanșeității camerelor de ardere, verificarea sistemului de aprindere, verificarea sistemului de alimentare cu electricitate, încălzirea motorului la regimul termic normal.

Diagnosticarea sistemelor de alimentare cu injecție de benzină prin analiza compoziției gazelor de evacuare se realizează, de obicei, la două regimuri de turație ale motorului funcționând în gol.

La mersul încet în gol concentrația de CO trebuie să fie de maxim 0,5 % pentru autovehiculele din clasele EURO 1 și 2, respectiv 0,3% pentru autovehiculele din clasele ulterioare. Emisia de CO2 trebuie să fie de minim 10%. Dacă emisia de CO2 este mai redusă decât limita menționată rezultă că tubulatura de evacuare nu este etanșă.

La regimul de funcționare în gol cu turația de cel puțin 2000 rot/min sau maxim 3000 rot/min emisia de CO nu trebuie să depășească 0,3% pentru vehiculele EURO 1 și 2, respectiv 0,2% pentru cele din clasele ulterioare. Conținutul maxim admisibil de hidrocarburi din gazele de evacuare la această turație nu trebuie să depășească 100 ppm.

5.2 Diagnosticarea pe componente a sistemelor de alimentare ale MAS cu injecție de benzină

Pentru efectuarea acestui tip de diagnosticare se utilizează aparate clasice ca de exemplu: manometru, aparate de măsură a mărimilor electrice, osciloscop, lampă stroboscopică, turometru etc.

Deoarece rezultatele acestor investigații pot fi influențate și de factori externi, paraziți, în prealabil se recomandă efectuarea următoarelor operațiuni pregătitoare: verificarea etanșeității camerelor de ardere, verificarea sistemului de aprindere, verificarea sistemului de alimentare cu electricitate, încălzirea motorului la regimul termic normal.

5.2.1 Diagnosticarea pompei de benzină și a regulatorului de presiune

Cu motorul oprit se procedează în prealabil la depresurizarea instalației care se realizează astfel: se extrage furtunul care conectează regulatorul de presiune cu galeria de admisiune și se cuplează la regulator o pompă de vid manuală; acționând această pompă, regulatorul deschide conducta de retur prin care combustibilul din conducta centrală se descarcă înapoi în rezervor.

Se cuplează la conducta centrală de combustibil un manometru cu domeniul de măsură 0 – 5 bar și cu contactul la aprindere pus, fără a acționa demarorul; în cazul utilizării unui traductor de aer cu clapetă, aceasta se deschide manual. Astfel se închide contactul debitmetrului de aer care pune sub tensiune pompa de alimentare. La sistemele cu traductor cu fir cald sau peliculă caldă nu se efectuează această manevră. Din acest moment presiunea din conducta centrală de combustibil trebuie să crească ajungând până la valoarea prevăzută de constructor situată, de regulă, în domeniul 2,4 – 2,75 bar. După stabilizarea presiunii se pornește motorul, imediat după aceasta presiunea scăzând până la valoarea caracteristică funcționării la mers încet în gol situată de obicei în intervalul 1,9 – 2,2 bar.

1- rezervor de combustibil; 2 – sorb; 3 – pompă de alimentare; 4 – supapa de presiune constantă a pompei 3; 5 – filtru de combustibil; 6 – conductă de retur; 7 – injector de combustibil; 8 – rampa centrală de combustibil; 9 – regulator de presiune; 10 – conductă de prelevare a depresiunii din admisie; 11 – clapeta de accelerație

În cazul în care presiunea este mai mică decât cea prescrisă de constructor sau decât valorile mai sus menționate se va verifica traseul dintre pompă și conducta centrală de combustibil care ar putea să prezinte ștrangulări. O verificare simplă constă în amplasarea manometrului la ieșirea din pompa de alimentare și în compararea presiunii realizate în acest punct cu aceea din conducta centrală de combustibil. Dacă presiunea în acestă zonă este sensibil mai mare, un defect posibil îl poate constitui colmatarea filtrului de benzină, caz în care el va fi înlocuit cu unul nou. Dacă se constată că și la ieșirea din pompa de benzină presiunea este redusă, se va verifica sorbul de benzină din rezervor. În cazul în care acesta este curat înseamnă că pompa de benzină prezintă uzuri excesive sau că supapa de presiune constantă din pompă nu este etanșă. O altă cauză a presiunii prea mici o poate constitui înmuierea sau ruperea arcului regulatorului de presiune 9.

Dacă presiunea a fost mai mare decât cea normală, defectul se situează la conducta de retur care poate fi obturată, la regulatorul de presiune sau la furtunul de legătură al acestuia cu galeria de admisiune, furtun care poate fi ștrangulat.

În cazul în care presiunea din conducta centrală de combustibil rămâne nulă, după ce s-a procedat la comanda pornirii pompei, se vor verifica conexiunile pompei la sursa de curent (întreruperi în cablurile de alimentare, contacte oxidate).

5.2.2 Diagnosticarea injectoarelor de benzină

Injectorul de carburant este elementul de acționare principal într-un sistem modern de injecție a combustibilului. Acesta este responsabil pentru alimentarea motorului cu combustibil pentru ardere.

Fig.1 Injector de combustibil

Fig. 2.Circuitul de conectare a injectorului de benzina

Fig.3.Schema electrica a injectorului

Circuitul de conectare a injectorului de benzina este prezentat in fig.2 , observându-se că injectorul de carburant este conectat permanent la(+) iar comanda injectorului se realizează prin închiderea circuitului de la sol cu ajutorul unui tranzistor.Din punct de vedere electric , injectorul este o bobină (fig. 3.). Datorită conexiunii permanente a injectorului la plusul de aprindere , terminalul injectorului va furniza o tensiune constantă de 14 V , cu nici o informație despre injectorul de lucru .De aceea, în acest caz, osciloscopul va fi conectat între conexiunea minus a injectorului și masă .

O prima verificare simpla consta in auscultarea injectoarelor cu ajutorul stetoscopului. La regimul de mers incet in gol sunetele produse vor trebui sa fie clare, distincte, uniforme ca intensitate si identice ca tonalitate si frecventa pentru toate injectoarele aceluiasi motor. Modificari ale sunetului apar atunci cand se produc blocaje ale acului, modificari ale elasticitatii arcului injectorului sau deteriorari ale bobinei de actionare. Daca starea conexiunilor si a conductorilor electrici este buna se masoara rezistenta infasurarii bobinei injectorului care trebuie sa fie 12-20 . Verificarea partii mecanice a injectorului se face cu un injector martor activat in locul celui cercetat: daca acesta functioneaza normal inseamna ca acul, sediul sau corpul injectorului motorului sunt defecte.

O verificare eficienta si rapida a injectorului se poate realiza prin analiza curbelor de variatie a tensiunii si intensității curentului de alimentare a injectorului. Un exemplu tipic al acestor curbe este prezentat în figura 2.1. Durata deschiderii injectorului este comandata de unitatea electronica de control (ECU) in functie de valorile semnalelor primite de aceasta de la senzorii montati pe motor. Durata de deschidere este marita la pornirea la rece a motorului, pe parcursul procesului de incalzire a sa si in timpul demarajelor automobilului. Din punct de vedere electric injectorul este o bobina alimentata cu o tensiune constanta pe durata functionarii motorului, conectarea la masa realizandu-se de catre ECU prin intermediul unui tranzistor.

Fig.2.1. Curbele de variație a tensiunii și curentului de alimentare a injectorului

Cand conectarea la masa este intrerupta, la bornele injectorului este indus un varf de tensiune de peste 60V. Pentru a proteja ECU, aceasta este prevazuta cu o dioda Zenner, valoarea varfului de tensiune fiind limitata pana la aproximativ 60 – 70V. La o functionare corecta a acestei diode plafonarea varfului de tensiune este evidentiata printr-o forma dreptunghiulara a semnalului. Lipsa acestei forme dreptunghiulare a varfului semnalului indica existenta unei defectiuni la nivelul bobinei injectorului. Daca ECU nu este prevazuta cu o dioda Zenner, varful semnalului este ascutit si va avea o valoare de minim 60V atunci cand injectorul este intr-o stare buna.

Semnalul de tensiune se masoara intre firul de comanda al injectorului si masa automobilului. Pe acest semnal se poate vizualiza foarte clar timpul in care injectorul primeste comanda de la ECU pentru a se deschide. Acest timp va fi numit in continuare "timp aparent de injectie". Cu ajutorul acestui semnal poate fi urmarita buna functionare a ECU la diverse regimuri dupa cum a fost descris anterior. Din pacate acest semnal nu ofera nici o informatie despre starea injectorului, el fiind exclusiv un semnal de comanda.

Prin vizualizarea si masurarea semnalului de curent se pot obtine informatii importante referitor la buna functionare a injectorului. Datorita faptului ca deschiderea acului injectorului se realizeaza cu ajutorul unei bobine va rezulta o intarziere intre momentul comandarii deschiderii injectorului si deschiderea efectiva a acestuia. Aceasta se datoreaza timpului necesar ajungerii curentului ce strabate bobina la o valoare suficienta ca forta generata de bobina sa poata invinge forta arcului. Acest timp il vom numi "timp de intarziere la deschiderea injectorului" (necesar pentru ajungerea curentului la valoarea Id). Acest timp depinde de caracteristicile bobinei si ale injectorului, atat mecanice cat si electrice si nu depinde de regimul de functionare al motorului.

In momentul deschiderii injectorului, datorita deplasarii acului injectorului in interiorul bobinei, inductanta acesteia se modifica si implicit si curba de variatie a curentului va fi alta. Rezulta astfel ca momentul deschiderii efective a injectorului poate fi vizualizat ca un punct de inflexiune pe curba de curent.

Revenind la graficul de tensiune initial, rezulta ca timpul aparent de injectie se imparte in doua subintervale distincte: timp de întârziere (de reacție a bobinei) si timp de injectie efectivă. Pozitionarea diferita a punctului de inflexiune ofera informatii importante despre starea injectorului, astfel un timp de deschidere marit implica un injector partial gripat, un timp de deschidere prea mic arata o decalibrare a arcului, iar absenta punctului de inflexiune indica faptul ca acel injector nu s-a deschis, desi a primit comanda.

Ca o orientare generală, durata de excitare a bobinei injectorului cu motorul cald funcționând la ralanti este de aproximativ 2,5 ms în cazul injecției simultane, respectiv 3,5 ms la injecția secvențială.

Curba intensității curentului (aceea care pornește de la 0 în figura) indică două zone pe perioada de acționare a injectorului. Prima parte realizează forța electromagnetică de ridicare a acului și durează, așa cum reiese din figură, aproximativ 1,5 ms – de la -3,6 până la – 2,1 ms; această etapă corespunde timpului de reacție al bobinei. Celelalte 2 ms reprezintă timpul în care injectorul este deschis.

La terminarea injecției, când legătura injectorului cu masa se întrerupe, pe diagramă apare vârful de tensiune retezat de dioda Zener, iar intensitatea curentului se reduce la zero. După depășirea vârfului tensiunea revine treptat la valoarea inițială de 12V.

5.2.3 Diagnosticarea traductorului de debit de aer

În cazul traductorului cu clapetă se verifica continuitatea rezistentei potentiometrului pe tot parcursul cursei intre pozitia "inchis" si cea de deschidere maxima. Rezistenta trebuie sa se modifice continuu, fara ezitari sau salturi atunci cand clapeta este actionata manual. Se verifica de asemenea contactele care comanda pornirea pompei de alimentare. Cand clapeta debitmetrului este inchisa ele trebuie sa fie deschise, la bornele lor actionand tensiunea bateriei. Cand clapeta incepe sa se deschida contactele se inchid iar caderea de tensiune pe contacte trebuie sa fie de maxim 0,1V. O valoare mai mare indica contact oxidat sau strapuns.

Fig.6.Debitmetru de aer :1-clapeta debitmetrului ;2-clapeta de amortizare ;3-supapa pentru rateuri în admisie;4-incinta de amortizare; 5-traductor de temperatura; 6-conexiuni electrice; 7- șurub reglare dozaj relanti; 8-resort ; 9-potențiometru.

Fig. 5.7 Curbele de variație a tensiunii la bornele debitmetrului de aer cu fir cald

Debitmetrul cu fir cald – se cupleaza la bornele sale un osciloscop, se porneste motorul la mers incet in gol. Tensiunea la bornele debitmetrului este de aproximativ 1V. Se accelereaza in gol motorul pentru 1-2 s si se urmareste evolutia in timp a tensiunii la bornele traductorului. MAS-urile moderne sunt prevazute cu dispozitive de amortizare la inchiderea clapetei de acceleratie. La aceste motoare curba descendenta este mai putin abrupta decat ramura ascendenta a semnalului. La inceputul procesului de accelerare se inregistreaza un prim varf de tensiune in jur de 4V, urmat de o reducere a tensiunii dupa care aceasta creste din nou mai lent stabilizandu-se la o valoare apropiata de primul maxim.

5.2.4.Diagnosticarea traductorului cursei pedalei (clapetei) de acceleratie

Acest traductor este de tip potențiometric și are o caracteristică liniară tensiune – poziție unghiulară. Este prevăzut cu trei pini de conectare: unul pentru alimentarea cu o tensiune de 5V, al doilea reprezentând legătura la masă și ultimul fiind destinat mărimii de ieșire. Verificarea urmărește depistarea eventualelor discontinuități în evoluția semnalului de ieșire pe parcursul unei curse complete. La cuplarea unui osciloscop la borna de ieșire, în cazul unui traductor în bună stare tehnică, la poziția de mers încet în gol a clapetei se va înregistra o valoare redusă a tensiunii (Figura 4.8). Pe măsura deschiderii clapetei, tensiunea va crește continuu, iar în cursa de închidere, tensiunea va reveni la valoarea inițială.

Fig. 5.8 Curba de variație a tensiunii la bornele traductorului poziției clapetei de accelerație

Orientativ, valoarea tensiunii corespunzătoare poziției de mers încet în gol este 0,5 – 1V, crescând până la aproximativ 4V sau mai mult când clapeta este complet deschisă. Manevra de închidere – dechidere a clapetei trebuie să se încadreze în mai puțin de 2 secunde. Pe lângă potențiometrul clapetei de accelerație, se verifică și contactele electrice care semnalează cele două poziții extreme: ralanti, respectiv deschidere completă. În poziția „închis”, se acceptă o cădere de tensiune de maxim 0,1V.

5.2.5. Diagnosticarea traductorului de temperatură al lichidului de răcire

Traductoarele de temperatură sunt de tip rezistiv, cele mai multe având coeficientul de variație negativ. Acuratețea funcționării traductorului temperaturii lichidului de răcire este influențată de depunerile de piatră. De aceea, o primă operație constă în controlul aspectului sondei captatoare de temperatură și curățarea ei. După aceasta, sonda se montează în motor cuplând la bornele ei un ohmmetru. Se pornește motorul, iar după un minut de funcționare rezistența traductorului trebuie să se modifice cu cel puțin 200Ω. Daă acest lucru nu se întâmplă, se oprește motorul, se demontează traductorul și se introduce într-un recipient cu apă așezat pe un încălzitor. Lângă traductor se introduce în apă un termometru de laborator. Se procedează la încălzirea apei într-un ritm suficient de lent pentru ca inerția termică a sondei să nu altereze rezultatele, iar citirile termometrului să se efectuee în mod corect. Se ridică curba de variație a rezistenței cu temperatura. Dacă aceasta nu corespunde prescripțiilor tehnice ale constructorului, se procedează la înlocuirea traductorului. Pentru a verifica dacă ECU prelucrează corect informația primită de la traductor, se va monta în locul acestuia, la cablul de legătură cu ECU un potențiometru de 150 Ω înseriat cu un rezistor de 100 Ω (pentru a preveni scurtcircuitarea ECU). Se utilizează de asemenea un osciloscop sau un Dwellmetru cuplate în paralel cu conxiunile electrice ale unui injector. Ele servesc la măsurarea duratei de deschidere a injectorului. Prin acționarea reostatului se simulează regimuri termice diferite ale motorului, situație în care ECU va trebui să reacționeze modificând duratele de deschidere a injectorului: la rezistențe mari ale reostatului corespund valori mari ale duratelor de deschidere. Deoarece pe parcursul acestei manevre dozajul amestecului se poate modifica substanțial, antrenând o destabilizare a funcționării motorului, va fi necesară o ajustare a debitului de aer cu ajutorul șurubului de reglare a turației la ralanti, amplasat în zona clapetei de accelerație.

5.2.6. Diagnosticarea termocontactului temporizator

Se verifica continuitatea rezistentelor de incalzire apoi se demonteaza de pe motor si se introduce intr-un vas cu apa si gheata pus la încălzit. La bornele contactului se cupleaza un ohmmetru, iar in baia de apa se imerseaza un termometru. Termocontactul trebuie sa se deschida la o temperatura de +20 … +40oC.

Fig.8.3. Termocontact temporizator: 1-contact electric ; 2-lama bimetal; 3.4-rezistoare de încălzire;6-conector electric.

5.2.7 Diagnosticarea senzorului de oxigen (sonda lambda)

Fig. 7.1. Senzorul de oxigen

Senzorul de oxigen (fig.7.1.) face parte din sistemul de autoreglare în buclă închisă a sistemului de alimentare pentru asigurarea eficienței maxime în funcționare a reactorului catalitic. La automobilele moderne sunt prezente două astfel de dispozitive: unul în amontele reactorului catalitic pentru controlul dozajului amestecului proaspăt și cel de-al doilea, amplasat în avalul reactorului pentru monitorizarea eficienței sale. Cel mai des întâlnit senzor de oxigen este cel cu bioxid de zirconiu, utilizat la motoarele cu aprindere prin scânteie funcționând cu amestec omogen stoichiometric. El este un dispozitiv care generează tensiune electrică între aproximativ 0,2V la amestec sărac și 0,8V la amestec bogat. Senzorul intră în funcțiune numai după ce a atins un anumit regim termic. Pentru a reduce perioada de inactivitate la pornirea la rece a motorului, senzorul este echipat cu un rezistor de încălzire inclus în structura sa.

La funcționarea corectă a unui astfel de senzor, va avea loc o alternare a amplitudinii semnalului cuprinsă între aproximativ 0,2V și 0,8V, cu o frecvență de circa 1Hz (Figura 5.9).

Fig. 5.9 Curba de variație a tensiunii la bornele senzorului de oxigen cu ZrO2

Cel de-al doilea tip de senzor de oxigen este destinat reglării în buclă închisă a sistemului de alimentare care realizează amestecuri stratificate sărace. El este de tip pasiv, fiind alimentat de la o sursă externă de tensiune. La o funcționare corectă, acest senzor realizează o oscilație a tensiunii cu frecvența de aproximativ 1Hz și amplitudine variind între 0,5V, la amestec sărac și 4V, la amestec bogat (Figura 5.10).

Fig. 5.10 Curba de variație a tensiunii la bornele senzorului de oxigen pentru bandă largă de dozaje

Aspectul semnalului diferă de cel al senzorului cu ZrO2 prin pantele mai abrupte la urcare și coborâre și prin micile paliere înregistrate la valorile extreme.

5.2.8 Diagnosticarea reactorului catalitic

Poate fi verificat daca motorul este prevazut cu doi senzori de oxigen, unul in amontele si cel de-al doilea in avalul sau.

Fig.2.8.Curbele de tensiune generate de traductorele din amonte si aval de reactorul catalitic

Îmbătrânirea sau îmbâcsirea unui traductor de oxigen pot duce la o deplasare a curbelor de tensiune generate de traductorul din amonte.

5.2.9 Diagnosticarea sistemul de recirculare a vaporilor de benzină

În cazul în care o cantitate mare de combustibil este stocată în filtrul de carbon activ (acesta tinde să se satureze), amestecul combustibil/aer este îmbogățit prin adăugarea în colectorul de admisie a vaporilor de combustibil rezultați prin purjarea filtrului de carbon. Acestă acțiune este înregistrată de traductorul de oxigen din amontele reactorului catalitic și reprezintă o confirmare pentru buna funcționarea a sistemului de absorbție a vaporilor de benzină din rezervor.

Pentru purjarea filtrului de carbon activ solenoidul supapei de comandă se deschide cu o periodicitate diferită, în functie de parametrii de funcționare ai motorului. Această acțiune modifică presiunea din colectorul de admisie, modificare sesizată de traductorul de presiune ce trimite unității centrale a motorului aceste informații pentru corelare și verificare.

Fig.2.9.Variatia parametrilor de diagnosticare a,P=f(t)

Dacă nu se înregistrează variații ale presiunii, rezultă că supapa de purjare nu funcționează corect.

5.2.10 Depistarea selectivă a lipsei aprinderii (rateului) în cilindri

Traductorul de turație a arborelui cotit detectează anomalii privind evoluția în timp a turației motorului. Acestea sunt cauzate de rateuri de aprindere. În corelație cu semnalul furnizat de traductorul de poziție al arborelui cu came, unitatea de control al motorului este capabilă să identifice cilindrul la nivelul căruia apare problema, memorează defectul și comandă aprinderea martorului luminos specific la bord.

Pentru a identifica cilindrul unde nu se produce arderea, unitatea centrală compară semnalul măsurat cu un semnal etalon din memorie. El corelează aceste informații cu semnalul primit de la traductorul de poziție al arborelui cu came. Semnalul furnizat de traductorul de turație diferă în funcție de cursa făcută de piston. De exemplu în timpul cursei de comprimare turația scade (frecvența semnalului scade) iar în timpul destinderii crește. Această succesiune se repetă pentru toți cilindrii în ordinea de aprindere.

La evaluarea semnalului se ține seama de sarcina motorului, cuplu, viteză de deplasare și de momentul de inerție al volantului. În funcție de acești parametri rezultă caracteristica specifică a semnalului de turație.

Atunci când au loc rateuri la aprindere, defectul este considerat grav, el este memorat și se aprinde martorul luminos la bord. Dacă rateurile continuă și poate fi afectat reactorul catalitic, martorul luminos devine intermitent și, în funcție de tipul sistemului de alimentare, se oprește alimentarea cu combustibil pe cilindrul respectiv.

5.2.11 Diagnosticarea supapei de recirculare a gazelor de evacuare

Funcționarea supapei de recirculare a gazelor arse se poate diagnostica prin monitorizarea presiunii (semnalului furnizat de traductorul de presiune) din colectorul de admisie. În momentul în care gazele de evacuare sunt direcționate în colectorul de admisie, traductorul de presiune detectează o creștere de presiune. Unitatea de control al motorului compară această variație de presiune cu cantitatea de gaze arse furnizate și deduce din aceasta starea tehnică a sistemului.

Diagnosticarea se efectuează numai pe durata unei decelerări deoarece injecția de combustibil ar putea acționa ca un factor perturbator la măsurare.

Fig.2.11.Caracteristica semnalului furnizat de traductorul de presiune din colectorul de dmisie

5.2.12 Diagnosticarea senzorului de detonație

Senzorul de detonație este un traductor piezo-electric de vibrații care generează un semnal cu frecvența de aproximativ 15kHz și amplitudinea maximă de 4 – 5V (Figura 9.11).

Fig. 5.7.1 Schema traductorului de detonație :

a)construcție; b) schema funcțională

Fig. 5.11 Semnalul emis de senzorul de detonație

Pentru verificarea senzorului de detonație, acesta se demontează de pe motor și se lovește cu o cheie mică. Semnalul generat de senzor trebuie să prezinte aspectul celui din figura mai sus indicată.

4.3.Diagnosticarea sistemului de alimentare al MAC de autovehicule

6.1 Diagnosticarea globala prin analiza fumului emis

6.1.1 Analiza calitativa a fumului emis de MAC

Analiza calitativa consta in aprecierea culorii fumului emis de MAC.

Fum alb

Dupa pornirea la rece a motorului din teava de esapament poate iesi, pentru scurt timp, un gaz de culoare alba ce reprezinta un fum fals, emisia fiind constituita din vaporii de apa care condenseaza de-a lungul traseului de evacuare al gazelor si la intrarea in atmosfera. Dupa incalzirea motorului acest fum fals dispare. In anotimpul rece emisia de abur continua sa se manifeste si dupa incalzirea motorului. Fumul fals nu iese direct din teava de esapament ci se formeaza la o distanta de cateva zeci de mm de extremitatea acesteia. In contact cu aerul rece gazele evacuate se racesc, iar vaporii de apa vor condensa in atmosfera.

Fumul alb propriu-zis este format din microparticule lichide cu diametre de aproximativ 1 micron formate din combustibilul nears din motor. Prezenta lui semnaleaza defectiuni ale sistemului de injectie (blocari usoare ale acului injectorului, uzarea orifciilor de pulverizare, avans la injectie dereglat, presiune de injectie prea mica etc.). Fumul alb propriu-zis poate aparea si imediat dupa pornirea motorului rece cand datorita regimului termic scazut din motor o parte din combustibil nu reuseste sa vaporizeze complet. Aceasta emisie nu semnaleaza un defect daca ea inceteaza odata cu incalzirea motorului.

Fum albastru

Este format din micropicaturi de combustibil cu diametrul de aproximativ 0,5 microni si se datoreaza unor cauze asemanatoare celor care genereaza fumul alb. Ca si fumul alb, cel albastru poate aparea dupa pornirea motorului rece pentru o scurta perioada de timp, fara ca aceasta sa semnaleze o defectiune a sistemului de alimentare. Fumul albastru poate proveni insa si din cauza patrunderii in camera de ardere a unei cantitati excesive de ulei (segmenti foarte uzati, sparti sau coxati, joc excesiv intre tija supapei si ghidul ei).

Fum negru

Este format din particule de carbon (funingine) cu dimensiuni de aproximativ 1 micron. El semnaleaza griparea in pozitie deschis a acului injectorului, spargerea varfului pulverizatorului, uzuri mari ale orificiilor de pulverizare, dereglari importante ale avansului la injectie, spargerea arcului injectorului. Toate aceste defecte conduc la o pulverizare grosiera a motorinei, picaturile mari nu reusesc sa vaporizeze in timpul avut la dispozitie. Raman astfel micropicaturi care, la temperaturile ridicate din camera de ardere, sufera transformari chimice: moleculele de hidrocarburi cracheaza (se rup), iar hidrogenul paraseste scheletul format de atomii de carbon. In urma acestui proces rezulta grupari de atomi de carbon de dimensiuni Armstrongului Å. Aceste grupari se unesc intre ele generand in final, fulgii de funingine de 1 micron.

Fumul negru poate aparea si in cazul plecarii de pe loc a autovehiculului incarcat cu o sarcina mare. Pedala de acceleratie este apasata energic de sofer in timp ce motorul functioneaza inca la turatii relativ reduse. Doza de combustibil injectata pe ciclu este mare, fiind comandata de pedala de acceleratie apasata profund. In interiorul camerei de ardere viteza aerului este mica, datorita turatiei reduse, astfel incat nu se poate asigura o oxigenare suficienta a jetului de motorina. Drept urmare vor exista zone in camera de ardere cu amestec foarte bogat, unde micropicaturile de combustibil nu vor reusi sa vaporizeze complet si nici nu vor putea parcurge toate etapele procesului de aprindere. In consecinta se formeaza funinginea care va fi emisa pana cand turatia motorului va creste suficient pentru a asigura vaporizarea si arderea complete ale combustibilului.

6.1.2 Analiza cantitativa a emisiei de fum

Pentru a evalua intensitatea fumului emis prin teava de esapament se pot utiliza doua metode:

– masurarea opacitatii unei coloane de gaze de evacuare cu dimensiuni standard;

– masurarea gradului de innegrire a unui filtru de hartie pe care l-a traversat cu viteza controlata un anumit volum de gaze de evacuare.

In activitatea de diagnosticare se utilizeaza de regula aparate a caror functionare se bazeaza pe prima metoda.

Construcția opacimetrului

1 – sondă de prelevare a probei de gaze; 2 – sursă de radiații; 3 – ventilatoare; 4 – aer pentru purjare la calibrarea sistemului; 5 – sertar de distribuție; 6 – încălzitor; 7 – element fotoelectric; 8 – etaj electronic de prelucrare a semnalului și afișare

Datorita fumului (particule + micropicaturi de combustibil) la elementul 7 va junge un flux de lumina , mai mic decat cel emis de sursa 2 – o. Cu cat fumul este mai dens cu atat diferenta dintre cele doua fluxuri este mai mare.

Dupa incalzirea motorului se procedeaza la o accelerare in gol brusca pana la turatia maxima asigurata de regulator. Opacimetrele pot consemna valoare maxima a intensitatii fumului si uneori curba de evolutie in timp a acesteia.

k – coeficient de absorbtie [m-1]

Valori limita pt coeficientul de absorbtie:

k ≤ 2,5 m-1 pentru MAC cu aspiratie naturala

k ≤ 3 m-1 pentru MAC supraalimentat

6.2 Diagnosticarea echipamentului de injectie al MAC prin analiza variatiei presiunii din conducta de inalta presiune

În momentul premergător începerii procesului de deschidere a supapei de refulare a pompei de injecție, în conductă se înregistrează o presiune remanentă, prem, care împiedică pătrunderea aerului în conductă și care favorizează o creștere rapidă a presiunii încă de la începutul procesului de pompare. Valoarea presiunii remanente este caracteristică fiecărui echipament de injecție și reflecta etansarea conductei și a racordurilor sale.

Ca urmare a acțiunii de comprimare a combustibilului în elementul de injecție al pompei, la un moment dat supapa de refulare începe să se ridice de pe sediul său. Această deplasare a supapei conduce la comprimarea combustibilului din conductă datorită acțiunii gulerului de descărcare al supapei (punctul 1 de pe diagramă). Viteza de creștere a presiunii de la punctul 1 la punctul 2, reflectată de unghiul 1, este influențată de următorii factori: profilul camei pompei de injecție în zona corespunzătoare, uzura elementului de injecție, mobilitatea supapei de refulare, caracteristica elastică a arcului supapei de refulare.

Momentul în care gulerul supapei de refulare eliberează orificiul supapei, punctul 2 pe diagramă, reprezintă momentul de deschidere a acesteia, când are loc un transfer de substanta din cilindrul elementului de injectie catre conducta. Drept urmare in cilindrul elementului de injectie are loc o foarte scurta scadere a presiunii din care cauza arcul supapei tinde sa reaseze supapa pe scaun. Se produce o usoara scadere a presiunii din conducta în zona imediat următoare punctului 2, ca urmare a deplasarii gulerului supapei. Pistonul plonjor isi continua cursa de comprimare si reia energic livrarea de combustibil catre conducta, procudând creșterea rapidă a presiunii.

În continuare, presiunea din conductă crește ca urmare a acțiunii pistonului elementului de injecție aflat în cursa de refulare. Viteza de creștere a presiunii după acest moment, apreciată prin unghiul 2, depinde de profilul camei pompei de injecție în zona respectivă, precum și de uzurile pistonului și cilindrului elementului de injecție.

Atunci când este atinsă presiunea de deschidere a injectorului, acul acestuia începe să se ridice de pe sediu realizându-se astfel începerea procesului de injecție – punctul 3 de pe diagramă. Ca urmare a apariției acestui debit de combustibil, presiunea la intrarea în injector va scădea pentru o scurtă perioadă, după care acțiunea exercitată de pistonul elementului de injecție asupra combustibilului va compensa efectul pierderilor de combustibil, iar presiunea la intrare în injector va crește din nou. Pe durata procesului de injecție, variațiile de presiune la intrarea în injector vor fi influențate de fenomenele de propagare prin conductă a undelor de presiune între pompa de injecție și injector. Din această cauză evoluția presiunii poate înregistra în această zonă anumite oscilații.

Valoarea maximă a presiunii, pmax, este definită de profilul camei pompei de injecție, de nivelul de etanșare a elementului de injecție și a conductei de înaltă presiune precum și de modul în care se realizează deplasările acului injectorului și supapei de refulare a elementului de injecție.

Odată cu încheierea cursei active a pistonului elementului de injecție, presiunea la intrarea în injector va înregistra o scădere rapidă până la valoarea corespunzătoare închiderii injectorului, punctul 4 pe diagramă. Închiderea acului injectorului este urmată de o mică creștere a presiunii datorată efectului inerțial al masei de combustibil aflat în conducta de înaltă presiune.

Inchiderea supapei de descărcare a elementului de injecție se realizeaza pentru inceput prin intermediul gulerului ei care intră în ghidajul supapei ceea ce are un efect de destindere a lichidului din conducta (volumul gulerului mareste volumul din interiorul conductei). Din acest motiv presiunea din conducta isi va relua scaderea rapida. Viteza cu care se realizează acest proces, proporțională cu mărimea unghiului 3, va depinde de modul de funcționare a supapei, de nivelul de uzură a camei elementului de injecție, de starea conductei de înaltă presiune, de viteza de închidere a acului injectorului precum și de nivelul de etanșare al injectorului.

După descărcarea conductei, de-a lungul ei are loc deplasarea unor unde de presiune între injector și pompa de injecție generate de închiderea injectorului și a supapei de refulare. Apar astfel serii de oscilații care se atenuează în intervalul dintre două injecții consecutive.

Undele de presiune reflectate in lungul conductei vor genera o crestere a presiunii la intrarea in injector – zona 5. Este important ca presiunea din aceasta unda sa nu depaseasca presiunea de deschidere a injectorului. Daca accest lucru are loc se va produce o injectie tarzie, la presiuni mici, generatoare de picaturi grosiere care nu vor avea timp sa vaporizeze complet si care vor genera funingine.

Presiunile pdinj si pîinj pot evidentia starea arcului injectorului precum si eventuale gripari ale acului sau in ghid. Presiunea de deschidere a supapei de refulare a elementului de injecție, pdsup, reflecta starea arcului supapei, gripari ale acesteia si nivelul de etanșare al intregului sistem. Pentru o anumita turatie, durata injectiei inj este proportionala cu doza de combustibil injectata pe ciclu. De obicei, se compara diagramele obtinute cu diagramele etalon furnizate de constructorul echipamentului de diagnosticare.

6.3 Diagnosticarea injectoarelor cu comanda hidraulica pentru MAC

O prima verificare consta in auscultarea injectoarelor cu motorul functionand la turatia de mers incet in gol. Pentru verificari mai amanuntite se utilizeaza un dispozitiv special cu pompa actionata manual.

Fig.6.3. Dispozitiv pentru diagnosticarea injectoarelor:

1. Injectorul verificat; 2. Sistem de prindere si sustinere al injectorului; 3. Incinta transparenta de pulverizare; 4,5. Inele circulare din sarma cu diametrele fi1 si fi2 asezate la dinstantele l1 si l2 fata de varful pulverizatorului; 6. Rzervor de combustibil; 7. Cilindrul pompei; 8. Piston plonjor; 9. Maneta pentru actionarea lui 8; 10,10',10". Conducte de inalta presiune; 11. Manometru de inalta presiune; SA – supapa de admisie; SR – supapa de refulare; R1, R2 – robinete.

Verificari:

Presiunea de deschidere a injecorului – se actioneaza energic si rapid maneta 9 pana cand se produce prima pulverizare, apoi se actioneaza incet maneta cautandu-se sa se surprinda presiunea la manometrul 11 la care se deschide injectorul.

Geometria jetului – cu robinetul R2 inchis se actioneaza de doua-trei ori pe secunda maneta 9 urmarindu-se incadrarea jetului in inelele 4 si 5.

Etanseitatea injectorului – daca este necesar se deregleaza presiunea de deschidere a injectorului astfel incat acesta sa nu se deschida la 250 bar. Dupa atingerea acestei presiuni se inchide robinetul R1. Presiunea la manomentrul 11 trebuie sa scada de la 200 la 150 bar in minim 10 secunde.

Etanseitatea pulverizatorului – se aduce presiunea la o valoare cu 20 bar mai mica decat presiunea de deschidere, apoi se inchide R1. Timp de minim 10 secunde la varful pulverizatorului nu trebuie sa se formeze nici o picatura. Se admite cel mult un menisc cu grosimea de maxim 1 mm.

Zgomotul la deschidere (de "rupere") – avand presiunea de deschidere reglata corect se inchide R2 si se actioneaza energic de doua-trei sau chiar patru ori pe secunda maneta 9. La deschiderea injectorului se va produce un zgomot specific, cel mai adesea acest zgomot se aseamana cu cel produs la ruperea unui material textil, de unde si numele zgomot de "rupere". Aspectul zgomotului este descris de catre constructorul injectorului. In unele cazuri poate fi asemanator unui pocnet sau unui fâșâit intens. Acest zgomot, indiferent de aspectul sau, arata corecta culisare a acului in ghid si corecta functionare a arcului injectorului. El se produce ca urmare a vibratiilor pe care le inregistreaza acul atunci cand presiunea evolueaza in forma unui semnal de tip treapta.

Fig.2.1. Curbele de variație p,s= f(t)

Culisarea acului – se demonteaza pulverizatorul, se introduce acul in motorina, apoi cu o treime din lungime in pulverizatorul inclinat la 45 de grade. Acul trebuie sa patrunda complet in pulverizator intr-o miscare uniforma, fara intreruperi.

4.4..Sistemul de diagnosticare la bordul autovehiculului

Cele mai bune rezultate în depistarea defecțiunilor imediat după apariția lor o constituie supravegherea permanentă a funcționării sistemelor autovehiculului, ceea ce presupune dezvoltarea unor tehnice și echipamente de diagnosticare la bord. Evoluția acestora a fost și este strâns legată de evoluția construcției automobilului. Astfel, apariția sistemelor comandate de microprocesoare a permis o lărgire considerabilă a numărului de obiective urmărite și a numărului de parametri înregistrați și analizați.

Sistemele motorului monitorizate electronic (aprindere, alimentare, distribuție, răcire), transmisiile automate și automatizate cu supraveghere și comandă electronică, sistemele moto-propulsoare capabile să evite patinarea roților în regim de tracțiune, sistemele de frânare cu evitarea blocării roților, sistemele de direcție și suspensiile asistate de microprocesoare sunt prevăzute cu propriile sisteme de supraveghere și control necesare funcționării algoritmilor de autoreglare, dar care pot fi utilizate și pentru a semnaliza apariția vreunei defecțiuni, chiar în faza sa incipientă. Informațiile captate de lanțurile de măsură respective sunt prelucrate și stocate în memoria calculatorului de bord care, în cazul depășirii valorilor normale ale parametrilor măsurați, avertizează conducătorul automobilului asupra defecțiunii.

Verificările pot fi executate și la cererea expresă a șoferului sau a tehnicianului de întreținere, ori de câte ori se dorește.

Controlul cel mai amplu și detaliat al tuturor sistemelor și subsistemelor automobilului rămâne în continuare a fi realizat în cadrul stațiilor de mentenanță preventivă a automobilelor, unde se poate utiliza o gamă mult mai largă și mai complexă de sisteme de măsuri și verificări decât o pot permite condițiile de la bord.

Sistemele de control și reglare asistate de microprocesor la bordul automobilului oferă posibilitatea efectuării unor operațiuni de diagnosticare în perioadele intermitente în care microprocesorul nu este complet ocupat cu rezolvarea calculelor necesare funcționării propriu-zise a sistemului respectiv.

Schema de principiu a acestei activități este prezentată în figura de mai jos.

Dispozitivul de comandă se verifică singur, de exemplu prin memoria care are un model de test înmagazinat și care se citește periodic. La memoriile de program se face o comparație prin intermediul sumei de control care verifică datele și programale; concomitent se verifică și bus-ul de date și de adrese. La senzori se verifică dacă semnalele se încadrează în limitele normale ale valorilor lor și se pun în evidență scurtcircuitele și întreruperile. Verificarea elementelor de acționare se poate face prin intermediul valorii maxime a curentului în timpul comenzii.

Schema de principiu a diagnosticării la bordul autovehiculului

Atunci când este detectată o defecțiune, informația este stocată în memorie sub forma unui număr corespunzător codului de defecțiuni conceput de constructor. În același timp, la tabloul de bord este activat un avertizor optic sau sonor și este afișată defecțiunea produsă. Funcțiunile de diagnosticare la bord pot fi activate și manual prin comanda transmisă controlerului de a intra în modul de diagnosticare. Atunci când se produce o defecțiune trebuie urmărită o anumită procedură pentru a o localiza, procedură prezentată de regulă sub forma unei organigrame în cartea de diagnosticare a automobilului.

Cu titlu de exemplu, se consideră că sistemul de diagnosticare semnalizează o defecțiune cu cod 12 care arată că senzorul de oxigen al sistemului de injecție de benzină își menține permanent tensiunea de 0,5V, caracteristică situației în care senzorul nu a ajuns la regimul termic normal și deci, nu este încă pregătit să lucreze. Cauzele posibile sunt: senzorul de oxigen nu funcționează corect; conductori sau conexiuni defecte; unitatea de control nu procesează semnalul provenit de la sondă. Sunt deci necesare investigații ulterioare pentru identificarea defecțiunii.

În acest scop se măsoară tensiunea de ieșire din senzorul de oxigen. Dacă ea este mai mică decât 0,37 V sau mai mare 0,57 V, trebuie să fie verificate cablurile. Dacă tensiunea se încadrează între cele două valori, trebuie să se verifice dacă defectul se situează la nivelul senzorului de oxigen sau la unitatea de comandă. Pentru aceasta se cuplează conductori ce vin de la sondă la intrarea în dispozitivul de comandă, simulându-se un scurtcircuit al senzorului și se măsoară din nou tensiunea. Dacă ea este mai mică de 0,05V, defecțiunea se situează la nivelul senzorului, iar în caz contrar dispozitivul de control este defect și trebuie înlocuit.

Schema logică de diagnosticare a defecțiunilor este prezentată în figura următoare.

Schema de diagnosticare a senzorului de oxigen

Subsistemele de control electronic, care echipează în număr tot mai mare automobilele moderne, operau inițial cu precădere în mod independent. Având însă în vedere că toate aceste subsisteme sunt cuplate prin intermediul automobilului însuși, activitățile dintr-un sistem de control oarecare pot genera interferențe nedorite în celelalte subsisteme. Pentru a evita astfel de situații trebuie introdus suplimentar un element de optimizare a controlului care să opereze împreună cu subsitemele existente. Se ajunge astfel la un sitem cuprinzând mai multe microcomputere distribuite în diferite zone ale structurii automobilului.

Există tipuri de legături de comunicație care permit nu numai comunicarea între sistemele electronice de control, dar susțin și prelucrarea informațiilor în paralel de către controlerii distribuiți în structura automobilului. Ele oferă mecanismele de bază pentru sincronizarea proceselor și manipularea corectă a datelor. Pentru fiecare mesaj este creat un obiect de comunicare care cuprinde următoarele:

– identificatorul, precizând numele și ruta mesajului;

– segmentul de control, conținând toate informațiile de control;

– segmentul de date, numărând de la 0 la 8 bytes.

În figura de mai jos este prezentată amplasarea unei astfel de rețele în structura unui autoturism.

Amplasarea rețelei de control electronic al sistemelor unui autoturism

IEB – Injecție electronică de benzină; CPM – Controlul puterii motorului; CED – Controlul electronic al direcției; CSV – Controlul schimbătorului de viteze; BD – Bloc de diagnosticare; CAN – Magistrala rețelei de control; ABS/ASR – Sistem de frânare cu antiblocare / Sistem de reglare antipatinare

Componentelor care asigură funcționarea după criterii de optimizare a sistemelor automobilului, li se alătură elementul de control al diagnosticării. Pentru a vedea cum funcționează o astfel de rețea, se consideră cazul mai simplu al grupului moto-propulsor prevăzut cu trei subsiteme electronice separate:

– pentru controlul motorului;

– pentru controlul transmisiei;

– pentru controlul operațiunilor de diagnosticare.

Aceste subsisteme comunică între ele prin intermediul magistralei CAN-bus care primește:

– informații privind regimul de deplasare al automobilului și rapoartele de transmitere utilizate, presiuni în sistemele de acționare, turație, temperaturi etc. (de la controlul transmisiei);

– informații privind sarcina și turația motorului, temperaturi, presiuni, debite, intensități ale curenților și tensiuni electrice etc. (de la controlul motorului);

– semnale standard de testare (de la contorulul diagnosticării).

Schema de control al grupului moto-propulsor

Fiecare subsistem de control își culege informațiile de care are nevoie din magistrala comună, conform unui protocol de priorități la momentele disponibile și le prelucrează oferind rezultatele, tot prin intermediu CAN, celorlalte subsisteme de control ce ar putea fi interesate.

Avantajul principal al unui astfel de sistem de control descentralizat constă într-o diponibilitate superioară a întregului sistem în cazul apariției unor defecte. De exemplu, în cazul defectării calculatorului care controlează transmisia, aceasta va fi cuplată automat în treapta superioară. Automobiulul rămâne operațional, deși cu o funcționalitate degradată. Contrar situației unui sistem centralizat, controlul motorului nu va fi cu nimic afectat.