Слушаем двигатель

За многие годы проведения курсов по подготовке диагностов, у специалистов нашей компании накопилось достаточно много любопытных фактов и наблюдений. Одним из таких наблюдений хотелось бы поделиться. Речь идет о первичной оценке качества работы двигателя автомобиля, только что прибывшего на участок диагностики. Это особенно актуально в тех случаях, когда владелец автомобиля предъявляет претензии к качеству работы двигателя на режиме холостого хода.

Многие слушатели наших курсов (в большинстве своем начинающие специалисты) следуют неверному алгоритму работы при первом знакомстве с автомобилем. В качестве объекта своего внимания, они, казалось бы, вполне резонно, выбирают сам двигатель, наблюдая за его работой, так сказать в непосредственной среде обитания, т.е. в моторном отсеке. При этом они довольно быстро пытаются сделать те или иные выводы, ориентируясь в первую очередь на такие субъективные признаки, как равномерность работы двигателя, его вибрации, акустическое сопровождение и т.п. При таком подходе достаточно часто бывает сложно или невозможно разграничить артефакты, связанные с нарушением процессов сгорания или газообмена от неисправностей, вызванных, например, повреждением или неправильным креплением опор силового агрегата или вспомогательных механизмов.

Собственно, в этом смысле, начинающих диагностов можно вполне поставить на один уровень с владельцами автомобилей, часто путающихся в симптомах, причинах и следствиях, но весьма убежденных в правильности собственного “диагноза”. Напротив, контакты с профессионалами, лишний раз подтверждают правильность и жизненность хрестоматийных рекомендаций, изложенных во многих пособиях по подготовке диагностов. Опытный моторист почти всегда анализирует работу двигателя, находясь... да, да сзади автомобиля, а точнее, в непосредственной близости от выхлопной трубы. Речь сейчас идет не об измерении концентрации различных компонентов выхлопных газов это тема отдельного разговора. Нас интересует анализ равномерности пульсаций давления отработанных газов на срезе выхлопной трубы. Опытные специалисты осуществляют данный анализ с помощью двух (а точнее трех) нехитрых инструментов — собственных ушей и ладони. Неравномерность пульсаций давления выхлопа достаточно отчетливо ощущается упомянутыми природными сенсорами подготовленного человека и совершенно однозначно указывают на наличие проблем сгорания топливно-воздушной смеси, по крайней мере, в одном из цилиндров двигателя. Однако даже профессионалы нередко ошибаются в правильности сделанного диагноза, особенно в тех случаях, когда двигатель имеет большое число цилиндров и систему выпуска сложной конструкции.

На дворе ХХI век. Было бы глупо ставить под сомнение важность субъективных ощущений профессионалов, но технический прогресс также невозможно остановить. Один из основополагающих принципов прогресса — сделать доступным для всех то, что раньше было доступно лишь меньшинству. Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать (или пощупать?) — так решили специалисты американской компании SenX Tecnology и разработали специальный прибор, который назвали FirstLook Sensor. В переводе с английского first look означает “первый взгляд”, что достаточно точно и емко описывает основное назначение прибора: одним взглядом оценить качество работы двигателя. Именно взглядом, поскольку основу прибора составляет пьезоэлектрический датчик, преобразующий изменения давления или разрежения в электрический сигнал, выводимый на дисплей осциллографа или мотор-тестера.

Анализ отображаемой на дисплее осциллограммы, в отличие от сложных субъективных тактильных и акустических ощущений, вряд ли может вызвать затруднения даже у начинающих диагностов, если вспомнить, что двигатель внутреннего сгорания является устройством, За период времени, равный двум оборотам коленчатого вала, в каждом из отдельных цилиндров последовательно происходят такты впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска. Эта многим хорошо известная информация является ключом к пониманию предлагаемой методики исследования двигателя. Периодичность процессов впуска-выпуска в цилиндрах двигателя имеет следствием то, что поток воздуха, поступающего в двигатель, так же, как и истекающих из него выхлопных газов, “пульсирует” во времени. Пульсации потока приводят к колебаниям давления во впускном коллекторе и системе выпуска отработавших газов.

Этот вывод так- же не претендует на абсолютную новизну, но совершенно очевидно, что характер пульсаций давления или разрежения может нести в себе богатую информацию о работе мотора. Инструкция, прилагаемая к прибору, все раскладывает по полочкам и содержит необходимые сведения о протекании процессов в двигателе, их влиянии на форму выходного сигнала, специфике подключения и использования прибора и т.п. Однако вряд ли уместно заниматься цитированием инструкции, попробуем проиллюстрировать принцип работы датчика с помощью примеров, полученных нами в результате диагностирования реальных автомобилей. представлена осциллограмма, полученная при установке зонда датчика FirstLook в выхлопной трубе абсолютно исправного 4-цилиндрового двигателя. Отчетливо видно четыре полных колебания, соответствующие четырем тактам работы всех четырех цилиндров. Как видим, все цилиндры работают нормально, что подтверждает примерное равенство формы и амплитуды колебаний напряжения. Напомним, что на самом деле эти колебания являются точным отображением колебаний (т.е. пульсаций) давления на срезе выхлопной трубы. А как будет выглядеть осциллограмма, если в работе двигателя возникнут какие-либо отклонения? Если по какой-либо причине в цилиндр поступает смесь не оптимального состава (например, в результате снижения производительности форсунки) или нарушено ее сгорание (в частности, вследствие недостаточной энергии искрового разряда), давление отработанных газов будет отличаться от нормального. Обнаруженная аритмия давления подскажет, что не все цилиндры двигателя работают слаженно. Именно такой случай отражает осциллограмма, представленная . Как видно из рисунка, третье от начала развертки колебание немного, но все же достаточно отчетливо отличается от других. Во-первых, у него меньше амплитуда, во-вторых, присутствуют колебания с более высокой частотой.


Предлагаем вашему вниманию мультимарочные сканеры:

Bars 4 (Барс 4) диагностический сканер
Универсальный автомобильный диагностический сканер Bars 4 (Барс 4) предназначен для диагностики электронных систем автомобилей различных марок , представляющих американский, европейский и азиатский рынки.  Данный канер ришел на смену сканеру Bars 3 Professional. 
Цена: 58900 руб.
Bosch KTS 530 мультимарочный
Автомобильный системный сканер BOSCH KTS 530 / KTS 540 совместно с ноутбуком(или стационарным ПК) представляет универсальный комплекс для диагностики электронных систем легковых автомобилей и коммерческой техники.
Цена: 108000 руб.
Launch X-431 IV профессиональный мультимарочный сканер 
Автомобильный сканер Launch X 431 с открытой диагностической платформой, встроенным мини-принтером, адаптерами и программным обеспечением для диагностики Европейских, Азиатских и Американских автомобилей, оборудованных электронными системами управления.
Цена: 49000 руб.

Причиной этого является неполное сгорание смеси в данном цилиндре, т.е. цилиндр работает с пониженной эффективностью. Заметим, что двигатель при этом, по крайней мере, по субъективным ощущениям работает вполне нормально, а показания газоанализатора находятся в допустимых пределах, поскольку на автомобиле установлен катализатор. Еще более отчетливой разница в форме и амплитуде колебаний будет в случае, если воспламенения вообще не происходит (т.е. наблюдаются пропуски воспламенения в каком-либо цилиндре). Именно такой случай отражает осциллограмма, приведенная на рис. 3.
Как уже указывалось выше, показанные примеры пульсаций давления обусловлены протеканиями процессов сгорания и газообмена. Если исключить попадание топлива в цилиндры, или его воспламенение (можно то и другое), то на срезе выхлопной трубы мы получим пульсации, отображающие работу цилиндров по всасыванию, сжатию и выпуску ... воздуха. Таким образом, мы можем “решительно отмежеваться” от процессов смесеобразования и сгорания и оценить работу исключительно механики двигателя, причем очень просто, опять-таки буквально одним взглядом.




Тест осуществляется на режиме прокрутки стартером, подача топлива или система зажигания предварительно должны быть отключены. Если обнаружена существенная разница между фрагментами (колебаниями) осциллограммы, можно смело приниматься за проведение более детальных тестов (измерение компрессии, не герметичности надпоршневого пространства и т.п.).


Если пульсации напряжения на выходе датчика равномерны — механика двигателя в порядке. При тестировании многоцилиндровых двигателей такой подход может сэкономить немало времени. Приведенные выше примеры применения прибора FirstLook для экспресс-диагностики работы двигателя — это только часть его возможностей. Так, например, его можно использовать также и для измерения пульсаций разрежения во впускном коллекторе. Этот тест особенно информативен на режиме прокрутки стартером. И, конечно, очень важным является тот факт, что датчик позволяет не только обнаружить отклонения в работе какого-либо цилиндра, но и идентифицировать (т.е. найти) этот цилиндр. Конечно, такого рода тестирование уже не относится к разряду диагностики с “первого взгляда”.
Сергей Газетин