СПОСОБ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО И ПОЭЛЕМЕНТНОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК G01M15/05 G01M15/04 

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано для диагностирования двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известен способ диагностирования двигателей внутреннего сгорания при помощи газоанализатора (Газоанализаторы многокомпонентные «Автотест». Методика проверки М 047.000.00. МП ЗАО НПФ «МЕТА», г.Жигулевск, 2005). Содержание токсичных компонентов в отработавших газах должно находиться в пределах ГОСТ Р 52033-2003. По отклонению значений CO, CH, NO и других компонентов от требований ГОСТ определяют техническое состояние ДВС.

Существенным недостатком способа является большое количество сторонних факторов, влияющих на токсичность выхлопа (неисправность топливной системы, цилиндропоршневой группы, системы зажигания и др.). При таком количестве факторов достаточно трудно разобраться в истинной неисправности. Велика вероятность ложного диагностирования.

Принятый в качестве прототипа способ по патенту №2064171 (кл. G01M 15/00) используют при диагностировании поршневых двигателей и их систем. Способ диагностирования двигателя внутреннего сгорания путем контроля частоты вращения коленчатого вала двигателя при отключении части цилиндров и одновременном воздействии на топливоподачу. Неисправные элементы локализируют созданием равновесия между индикаторной мощностью и мощностью механических потерь при фиксированном положении органов управления подачей топлива и частоте вращения коленчатого вала, соответствующей режиму диагностирования, обеспечивая равновесие подбором комбинации отключения целого числа цилиндров и различной степени отключения одного из цилиндров, после чего на диагностируемый элемент производят тестовое воздействие и по степени нарушения установленного равновесия, которую оценивают по уменьшению частоты вращения, определяют техническое состояние диагностируемого элемента.

Однако контроль только частоты вращения коленчатого вала двигателя не позволяет выявить действительное техническое состояние элементов двигателя, особенно это касается незначительного изменения параметров, что существенно снижает достоверность диагностирования систем ДВС. Отсутствует возможность оценки динамических режимов работы ДВС и проверки технического состояния в процессе движения с разными нагрузками. Способ не обеспечивает диагностирование из салона транспортного средства в процессе его движения. Не позволяет производить коррекцию параметров работы ДВС с целью обеспечения безопасности дорожного движения, норм токсичности и экономичности. Не позволяет оценить ресурс отдельных элементов ДВС.

Известен ряд устройств для диагностирования двигателей внутреннего сгорания.

Достаточно широко используется USB осциллограф Autoscope III, осциллограф Постоловского (Руководство по эксплуатации USB Autoscope III, руководство по работе с программой USB осциллограф) http://www.autoscaners.ru/catalogue/files/689/program_usb_oscilloscope.pdf). Данным осциллографом можно оценить техническое состояние большинства систем и узлов ДВС.

Однако при использовании USB осциллографа выявлены существенные недостатки: значительная трудоемкость диагностирования ДВС, сложность подсоединения к некоторым датчикам и исполнительным механизмам, значительная сложность при анализе диагностической информации.

Известен диагностический комплекс КАД-300 (Руководство «Комплекс диагностики КАД-300» RUS.ГАРО.00400-01 34 01-ЛУ, 2003). Также имеет широкие функциональные возможности при диагностировании узлов и систем ДВС.

Обладает недостатками: велика трудоемкость диагностирования, существенные ошибки при оценке технического состояния датчиков, систем зажигания.

В настоящее время широкое распространение получил отечественный мотор-тестер МТ10КМ (Руководства: Компьютерный комплекс МОТОР-ТЕСТЕР МТ10КМ с программным обеспечением МТ10 и блоком автомобильной диагностики АМД-4АКМ. ООО «НПП «НТС». Самара, 2012. 62 с. и Мотор-Тестер МТ10КМ. ПАСПОРТ. ООО «НПП «НТС». Самара, 2012. 24 с.). Имеет широкие возможности, но мало чем отличается от комплекса КАД-300.

Наиболее близким к заявляемой установке по совокупности существенных признаков является принятое за прототип известное устройство для отключения цилиндров ДВС при диагностировании (Гриценко А.В., Куков С.С., Бакайкин Д.Д. Отключатель электромагнитных форсунок (догружатель двигателя) И.Л. №74-006-10. - Челябинский ЦНТИ. - 2010), содержащее электронное устройство с проводами «+» и «-» для подачи напряжения питания, четырьмя разъемами, которые подсоединяются к штатным электромагнитным форсункам двигателя, с кнопками для полного и частичного отключения электромагнитных форсунок, кнопками «+» и «-» для увеличения и уменьшения числа управляющих импульсов электромагнитной форсунки, основным назначением которого является обеспечение нагрузочных тестовых режимов ДВС за счет полного и частичного отключения электромагнитных форсунок.

Однако устройству присущи недостатки: значительное время, отводимое на подготовку к диагностированию; не использованы технологии для обработки информации микроконтроллерами, управления с компьютерного устройства при помощи компьютерной программы; невозможность диагностирования из салона транспортного средства; невозможность автоматической реализации группы тестов: невозможность контроля параметров: процента открытия дроссельной заслонки, поправки угла опережения зажигания, положения регулятора добавочного воздуха, расхода топлива, расхода воздуха, коэффициента коррекции топливоподачи, угла опережения зажигания и др.; невозможность использования устройства как штатного блока управления ДВС и управление ДВС при движении на всех возможных режимах; невозможность в автоматическом режиме производить коррекцию параметров работы ДВС с целью обеспечения безопасности дорожного движения, норм токсичности и экономичности; невозможность отслеживания динамики изменения параметров технического состояния ДВС; не позволяет оценить ресурс отдельных элементов.

Целью изобретения является: увеличение достоверности диагностирования ДВС за счет оценки динамических режимов работы ДВС и проверки технического состояния в процессе движения с разными нагрузками; обеспечение диагностирования из салона транспортного средства; возможность коррекции параметров работы ДВС с целью обеспечения безопасности дорожного движения, норм токсичности и экономичности; возможность оценки ресурса отдельных элементов ДВС; сокращение времени, отводимого на подготовку к диагностированию за счет использования технологии для обработки информации микроконтроллерами, управления с компьютерного устройства при помощи компьютерной программы; возможность в автоматическом режиме производить коррекцию параметров работы ДВС; отслеживание динамики изменения параметров технического состояния элементов ДВС.

Эта цель достигается тем, что в предлагаемом способе для комплексного и поэлементного диагностирования двигателей внутреннего сгорания, осуществляемом путем контроля частоты вращения коленчатого вала двигателя при отключении части цилиндров и одновременном воздействии на топливоподачу, неисправные элементы локализируют созданием равновесия между индикаторной мощностью и мощностью механических потерь при фиксированном положении органов управления подачей топлива и частоте вращения коленчатого вала, соответствующей режиму диагностирования, обеспечивая равновесие подбором комбинации отключения целого числа цилиндров и различной степени отключения одного из цилиндров, после чего на диагностируемый элемент производят тестовое воздействие и по степени нарушения установленного равновесия, которую оценивают по уменьшению частоты вращения, определяют техническое состояние диагностируемого элемента, в отличие от прототипа диагностирование осуществляют как в неподвижном состоянии, так и в процессе движения из салона транспортного средства с помощью установки; начинают процесс диагностирования с фиксации кодов ошибок в работе элементов микропроцессорной системы управления, обеспечивающей работу ДВС, путем их запоминания в памяти электронного блока управления установки и считывания из памяти электронного блока управления установки с выведением на компьютерное устройство установки; отслеживают динамику изменения параметров технического состояния ДВС не только контролем частоты вращения коленчатого вала, но и контролем времени реакции на тестовое воздействие, времени выбега, времени разгона, напряжения и тока питания, при создании тестового воздействия путем изменения напряжения, тока питания исполнительных элементов ДВС: электромагнитной форсунки, электробензонасоса, электронного модуля зажигания, электронного блока управления, изменения угла опережения зажигания, количества шагов выдвижения регулятора холостого хода; осуществляя оценку частоты вращения коленчатого вала, контроль времени реакции на тестовое воздействие, контроль времени выбега и времени разгона, напряжения и тока питания в автоматическом режиме при помощи установки для диагностирования ДВС; сравнивая изменения частоты вращения коленчатого вала, время реакции на тестовое воздействие, время выбега и время разгона, напряжение и ток питания с эталонными определяют техническое состояние элементов ДВС.

Для осуществления заявленного способа используется установка для диагностирования ДВС, включающая электронное устройство с проводами, разъемом и кнопками, в отличие от прототипа содержит компьютерное устройство с установленным интерфейсом диагностической программы, исполнительные механизмы, в качестве электронного устройства использован электронный блок управления транспортного средства, соединенный через диагностическую линию с внешним электронным блоком управления; электронный блок управления включает в себя микроконтроллер электронного блока управления, драйверы исполнительных механизмов и закрепленную на электронном блоке управления соединительную колодку; внешний электронный блок управления содержит микроконтроллер внешнего электронного блока управления и установленные на нем индикаторы и разъем для подсоединения сетевого провода локальной сети, соединенной с компьютерным устройством.

Для универсализации установки для диагностирования ДВС при использовании на ряде транспортных средств может применяться переходной соединитель между разъемом электронного блока управления на транспортном средстве и соединительной колодкой электронного блока управления транспортного средства.

Использование предлагаемого способа и установки для диагностирования позволяет производить эффективное диагностирование ДВС за счет оценки динамических режимов работы ДВС и проверки технического состояния в процессе движения с разными нагрузками; обеспечение диагностирования из салона транспортного средства; возможность коррекции параметров работы ДВС с целью обеспечения безопасности дорожного движения, норм токсичности и экономичности; возможность оценки ресурса отдельных элементов ДВС; сокращение времени отводимого на подготовку к диагностированию; использование технологии для обработки информации микроконтроллерами, управления с компьютерного устройства при помощи интерфейса диагностической программы; автоматическая реализация группы тестов; контроль параметров: процента открытия дроссельной заслонки, поправки угла опережения зажигания, положения регулятора добавочного воздуха, расхода топлива, расхода воздуха, коэффициента коррекции топливоподачи, угла опережения зажигания и др.; использование установки как штатного блока управления ДВС и управление ДВС при движении на всех возможных режимах; возможность в автоматическом режиме производить коррекцию параметров работы ДВС с целью обеспечения безопасности дорожного движения, норм токсичности и экономичности; отслеживание динамики изменения параметров технического состояния ДВС.

По имеющимся у авторов сведениям, новая совокупность признаков как в способе, так и в установке для диагностирования ДВС, позволяющая увеличить достоверность диагностирования ДВС, не известна из уровня техники, что доказывает соответствие технического решения как критерию «новизна», так и критерию «изобретательский уровень».

На фиг.1 представлена установка для диагностирования ДВС с компьютерным устройством и интерфейсом диагностической программы.

На фиг.2 - структурная схема установки для диагностирования ДВС.

На фиг.3 - установка для диагностирования ДВС, вид со стороны разъема для подсоединения сетевого провода.

На фиг.4 - установка для диагностирования ДВС, подсоединенная переходным соединителем, расположенным между разъемом электронного блока управления на транспортном средстве и соединительной колодкой электронного блока управления транспортного средства.

На фиг.5 - представлен интерфейс диагностической программы.

На фиг.6 - изображение экрана «Баланс».

На фиг.7 - представлена автоматическая реализация теста «Баланс».

На фиг.8 - представлены полученные результаты после полного завершения теста «Баланс».

На фиг.9 - приведен интерфейс диагностической программы с параметрами испытания электробензонасоса (ЭБН) при выключении топливоподачи.

На фиг.10 - приведен интерфейс диагностической программы с параметрами испытания ЭБН при выключении искрообразования.

На фиг.11 - представлена экспериментальная зависимость максимально развиваемой частоты вращения ДВС n, мин^-1 от степени износа ЭБН dz, % (данные при напряжении питания ЭБН U=14 В): ряд 1 - при отключении топливоподачи; ряд 2 - при отключении искрообразования.

На фиг.12 - представлена экспериментальная зависимость максимально развиваемой частоты вращения ДВС n, мин^-1 от напряжения питания ЭБН U, В: ряд 1 - технически исправный ЭБН; ряд 2 - на 40% сниженная производительность ЭБН; ряд 3 - на 50% сниженная производительность ЭБН; ряд 4 - на 70% сниженная производительность ЭБН.

На фиг.13 - представлена реализация теста «Выбег».

Установка для диагностирования ДВС (фиг.1) состоит из электронного устройства с проводами, разъемом и кнопками, содержит компьютерное устройство 1 с установленным интерфейсом диагностической программы 2, исполнительные механизмы 3 (фиг.2), в качестве электронного устройства использован электронный блок управления транспортного средства 4, соединенный через диагностическую линию 5 с внешним электронным блоком управления 6; электронный блок управления транспортного средства 4 включает в себя микроконтроллер электронного блока управления транспортного средства 7, драйверы исполнительных механизмов 8 и закрепленную на электронном блоке управления транспортного средства 4 соединительную колодку 9 (фиг.3); внешний электронный блок управления 6 содержит микроконтроллер внешнего электронного блока управления 10 (фиг.2) и установленные на нем индикаторы 11 (фиг.3) и разъем 12 для подсоединения сетевого провода 13 и локальной сети 14, соединенной с компьютерным устройством 1.

Для универсализации установки для диагностирования ДВС при использовании на ряде транспортных средств может применяться переходной соединитель 15 (фиг.4), установленный между разъемом электронного блока управления 16 на транспортном средстве и соединительной колодкой 9 электронного блока управления транспортного средства 4.

На интерфейсе программы (фиг.5) расположены кнопки 17 полного отключения цилиндров, кнопки 18 частичного отключения цилиндров, кнопка 19 для отключения топлива или зажигания (два возможных положения), кнопка 20 для сброса всех установок, введенных ранее, кнопка 21 для корректировки длительности впрыска топлива форсунки, кнопка 22 для изменения угла опережения зажигания, кнопка 23 для осуществления команд «Подключить» и «Отключить», кнопка 24 для осуществления команд «Баланс», «Выбег» и «Разгон». Снизу интерфейса программы расположен «Статус ЭБУ» 25 «Подключено» - «Отключено».

В свободном поле интерфейса программы расположены параметры 26:

Обороты - частота вращения коленчатого вала двигателя, мин^-1

Температура - температура охлаждающей жидкости, °C

Дроссель - процент открытия дроссельной заслонки, %

Поправка УОЗ - поправка угла опережения зажигания, град

Положение РДВ - положение регулятора добавочного воздуха, шагов

Расход топлива - л/ч

Расход воздуха - кг/ч

Коррекция топливоподачи

УОЗ - угол опережения зажигания, град.

В верхнем правом углу интерфейса программы представлены коды ошибок 27 (в случае, если есть ошибка, появляется ее описание).

В правом нижнем углу интерфейса программы расположены кнопки 28, 29, 30, 31: кнопка 28 для уменьшения или увеличения напряжения питания электробензонасоса; кнопка 29 для уменьшения или увеличения напряжения питания электронного блока управления; кнопка 30 для уменьшения или увеличения напряжения питания электромагнитных форсунок (одновременно всех); кнопка 31 для уменьшения или увеличения напряжения питания модуля системы зажигания.

Способ осуществляют следующим образом.

Устанавливают диагностическую программу на компьютерное устройство 1. При первом запуске программы настраивают связь с диагностической установкой. Диагностическая установка работает с компьютерным устройством 1 по сетевому протоколу TCP/IP, поэтому для его работы необходимо правильно настроить параметры этого протокола. Если компьютерное устройство уже подключено к локальной сети, то смотрят его IP-адрес и маску подсети, чтобы правильно установить IP-адрес.

Вводят IP-адрес: 192.168.0.2

Маска подсети: 255.255.255.0

Основной шлюз: 192.168.0.10

Предпочитаемый DNS-сервер: 192.168.0.10

IP-адрес компьютерного устройства считается установленным.

Устанавливают диагностируемое транспортное средство на пост диагностирования. Отключают зажигание. Отсоединяют разъем электронного блока управления 16 (фиг.4) на транспортном средстве. Подсоединяют разъем электронного блока управления 16 на транспортном средстве к переходному соединителю 15. В свою очередь, подсоединяют переходной соединитель 15 к соединительной колодке 9 электронного блока управления транспортного средства 4. Подсоединяют к разъему для подсоединения сетевого провода 12 сетевой провод 13 и локальную сеть 14. Второй конец сетевого провода 13 подсоединяют к сетевому входу компьютерного устройства 1. Диагностическая установка готова к проведению диагностирования.

Затем устанавливают связь с диагностической установкой. Перед началом работы убеждаются, что питание диагностической установки включено.

Включают зажигание. Не запуская двигатель, проверяют, светятся ли индикаторы 11 - желтый и зеленый в месте подсоединения сетевого провода 13 к разъему для подсоединения сетевого провода 12 установки (фиг.3).

Двойным щелчком мыши по иконке запуска диагностической программы, расположенной на рабочем столе компьютерного устройства, запускают интерфейс диагностической программы (фиг.5).

Снизу интерфейса диагностической программы (фиг.5) можно видеть «статус ЭБУ» 25. Для подключения связи диагностической установки с компьютерным устройством 1 в верхней части интерфейса нажимают на кнопку «Связь с ЭБУ» 23. В результате появится две команды: «Подключить» и «Отключить». Выбирают команду «Подключить».

После подключения появляются контролируемые параметры 26 работы ДВС. Также в нижнем углу интерфейса, напротив «Статуса ЭБУ» 25, высветится режим работы прибора - «Подключено». В верхнем правом углу интерфейса программы появятся коды ошибок 27, если они имеются. На кнопках 28, 29, 30, 31 появится напряжение питания соответствующих элементов ДВС.

Запускают двигатель и прогревают его до режима, при котором частота вращения коленчатого вала ДВС составит 800-880 мин^-1 (частота вращения холостого хода). После чего начинают процесс диагностирования.

Начинают процесс диагностирования с фиксации кодов ошибок 27 в работе элементов микропроцессорной системы управления обеспечивающей работу ДВС, путем их запоминания в памяти электронного блока управления транспортного средства 4 и считывания из памяти электронного блока управления транспортного средства 4 с выведением на монитор компьютерного устройства 1. Установка для диагностирования позволяет вести накопление изменений диагностических параметров во времени с возможностью построения графиков изменения параметров.

Далее изменяют напряжение питания электронного блока управления кнопкой 29 (фиг.5) до величины 8 В (возможны любые другие значения). Практически мгновенно должен появиться код неисправности - пониженное напряжение питания электронного блока управления. При этом оценивают динамику изменения параметров технического состояния ДВС: время стабилизации частоты вращения ДВС должно быть минимальным, частота вращения ДВС при этом не должна снижаться. Параллельно оценивают напряжение и ток питания в автоматическом режиме при помощи диагностического устройства на других электронных элементах.

Производят общую проверку цилиндров на холостом ходу. Проводят испытания цилиндрового баланса в автоматическом режиме. Для чего мышкой нажимают на кнопку «Испытания» 24 и выбирают команду «Баланс» (фиг.5). После нажатия на команду «Баланс» появляется экран с наименованием «Баланс» (фиг.6) с кнопками 32 «Старт» и 33 «Закрыть».

Нажимают кнопку 32 «Старт». Тест «Баланс» при этом проводится автоматически (фиг.7). В момент проведения теста «Баланс» нельзя нажимать на педаль газа, иначе результат проверки будет недостоверен.

После полного завершения теста «Баланс» появляются результаты степени участия цилиндров в работе двигателя (фиг.8). Из представленных данных видно: 1 цилиндр - 74,07%, 2 цилиндр - 100,00%, 3 цилиндр - 100,00%, 4 цилиндр - 74,07%. Наихудшие результаты между отдельными цилиндрами не должны превышать 25%. Как видно из проведенного теста на данном двигателе - 1 и 4 цилиндры показали отклонение в 26%. Данный результат превышает минимально допустимое отклонение. Можно сделать вывод: 1 и 4 цилиндры неисправны. Тест «Баланс» в автоматическом режиме можно провести при любой возможной частоте вращения коленчатого вала ДВС.

Производят тест на определение оптимального значения угла опережения зажигания, для чего кнопкой 22 (фиг.5) начинают изменять значения угла опережения зажигания в сторону раннего и позднего зажигания. Данные изменения должны сопровождаться уменьшением частоты вращения коленчатого вала ДВС. Оптимум должен быть при нулевой установке угла опережения зажигания (УОЗ). Увеличение частоты вращения коленчатого вала ДВС при изменении УОЗ говорит о неисправности системы газораспределительного механизма ДВС, системы детонации.

Далее производят общую оценку технического состояния электромагнитных форсунок, для чего реализуют следующий тест. Кнопкой 30 (фиг.5) изменяют напряжение питания, подаваемое на электромагнитные форсунки до 8 В (возможны любые промежуточные значения). В автоматическом режиме отслеживают динамику изменения параметров технического состояния ДВС: время реакции ДВС на тест и изменение частоты вращения коленчатого вала ДВС. Если время реакции ДВС на тест путем увеличения длительности впрыска составляет около 1 секунды и если частота вращения коленчатого вала ДВС при этом не изменится более чем на 10%, то электромагнитные форсунки и цепи ЭБУ исправны. После теста восстанавливают первоначальное напряжение питания электромагнитных форсунок.

Для оценки неравномерности пропускной способности форсунок нагружают регламентированной нагрузкой неработоспособный (тестируемый) цилиндр. Регламентированная нагрузка обеспечивается полным отключением части цилиндров двигателя (например, для 4-цилиндрового двигателя отключить 3 цилиндра, кроме тестируемого). Необходимая частота вращения коленчатого вала ДВС 3600 мин^-1 обеспечивается степенью открытия дроссельной заслонки.

Выключают из работы тестируемый цилиндр и вместо него включают в работу один из работоспособных цилиндров. Если частота вращения коленчатого вала ДВС при заданной нагрузке у работоспособного цилиндра превысила 200 мин^-1, то неработоспособность тестируемого цилиндра связана с неравномерностью пропускной способности форсунок этих цилиндров.

Затем переходят к оценке качества изоляции элементов системы зажигания. Сначала изменяют напряжение питания, подаваемое на электронный модуль системы зажигания до 10, 8 В. В автоматическом режиме отслеживают время реакции ДВС на реализуемый тест. При исправности электронного модуля системы зажигания ДВС должен устойчиво работать, если при проведении теста наблюдается неустойчивая работа, то это говорит о неисправности элементов системы зажигания, в частности - электронного модуля системы зажигания. После теста необходимо вернуть напряжение питания электронного модуля системы зажигания до первоначального. Продолжают тестирование. Далее отключают три цилиндра, кроме тестируемого, для 4-цилиндрового двигателя, открывают при этом дроссельную заслонку на угол, соответствующий минимально устойчивой частоте вращения коленчатого вала двигателя. Резко полностью открывают дроссельную заслонку, если при этом ДВС начинает повышать частоту вращения коленчатого вала, то качество изоляции удовлетворительное, если же ДВС останавливается, то нарушена изоляция элементов системы зажигания, обеспечивающих работу тестируемых цилиндров. Неисправный элемент находят методом последовательной замены или перестановки подозреваемых элементов системы зажигания на заведомо исправные.

Для выявления подсосов воздуха за дроссельное пространство системы питания выключают из работы три цилиндра, кроме тестируемого (работоспособного), и устанавливают частоту вращения коленчатого вала ДВС 1600 мин^-1 (положением дроссельной заслонки).

Обогащают топливно-воздушную смесь кнопкой «ТВС» 21 (фиг.5), устанавливают значение ТВС 0,15 до достижения частоты вращения коленчатого вала ДВС 1400 мин^-1.

Выключают из работы первый цилиндр, одновременно включают второй цилиндр. Записывают значение снижения частоты вращения коленчатого вала ДВС при этом. Если падение частоты вращения коленчатого вала ДВС у второго цилиндра оказалось меньше, чем у первого, то имеет место подсос воздуха во впускной коллектор первого цилиндра.

Для проверки форсунок на герметичность выключают три цилиндра, кроме одного тестируемого (работоспособного), устанавливают частоту вращения коленчатого вала ДВС 1600 мин^-1 (положением дроссельной заслонки).

Обедняют топливно-воздушную смесь кнопкой «ТВС» 21 (фиг.5). Устанавливают значение ТВС -0,10, до достижения частоты вращения коленчатого вала ДВС 1400 мин^-1.

Выключают из работы первый цилиндр (работоспособный) и включают в работу второй цилиндр, у форсунки которого предполагается нарушение герметичности. Для этого необходимо соответствующую ему кнопку 17 (фиг.5) перевести в положение «вкл», кнопка с номером отключенного цилиндра загорится красным цветом. Записывают снижение частоты вращения коленчатого вала ДВС. Если падение частоты вращения коленчатого вала ДВС у первого (работоспособного) цилиндра оказалось больше, чем у второго, то у форсунки второго цилиндра нарушена герметичность.

Для проверки работоспособности датчика кислорода выключают три цилиндра, кроме одного, устанавливают частоту вращения коленчатого вала ДВС 1600 мин^-1. Обогащают топливно-воздушную смесь кнопкой 21 «ТВС» до максимально возможной частоты вращения коленчатого вала ДВС. Если прирост частоты вращения коленчатого вала ДВС составит 150-200 мин^-1, то датчик кислорода исправен. Отсутствие прироста частоты вращения коленчатого вала ДВС говорит о неисправности датчика.

Проверка работоспособности системы впрыска на режиме холостого хода и контроль технического состояния регулятора холостого хода осуществляют следующим тестом. На режиме холостого хода отключают половину цилиндров ДВС. В автоматическом режиме отслеживают динамику изменения параметров технического состояния ДВС: время реакции регулятора холостого хода на тест и изменение частоты вращения коленчатого вала ДВС. Если время реакции регулятора холостого хода на тест путем увеличения добавочного воздуха составляет около 1 секунды и если частота вращения коленчатого вала ДВС при этом не изменится более чем на 10%, то система холостого хода ДВС исправна. В случае неисправности регулятора холостого хода и системы впрыска наблюдается повышенная частота вращения коленчатого вала ДВС или регулятор холостого хода не обеспечивает дополнительной подачи воздуха, после чего ДВС глохнет. На мониторе компьютерного устройства при проведении теста наблюдают за положением регулятора добавочного воздуха (РДВ).

Следующий тест проводят для выявления неисправностей, ограничивающих максимальную мощность ДВС. Перед проведением этого теста предварительно определяют опытным путем в процессе испытания исправного (эталонного) ДВС регламентированную нагрузку (К^рег2), при которой его коленчатый вал при полном открытии дроссельной заслонки, вращается с частотой вращения коленчатого вала ДВС, равной 0,8 номинальной частоты вращения коленчатого вала ДВС, установленной для него заводом изготовителем. При проведении теста последовательно отключают цилиндры двигателя (полностью и частично), кроме тестируемого цилиндра, и одновременно увеличивают степень открытия дроссельной заслонки. Выходят на режим регламентированной нагрузки с полностью открытой дроссельной заслонкой. Если ДВС развивает установленную для этого теста частоту вращения коленчатого вала, то ДВС находится в технически исправном состоянии.

Для оценки пропускной способности воздушного фильтра выключают три цилиндра, оставив один рабочий. Увеличивают частоту вращения коленчатого вала до максимально возможной на одном цилиндре. Затем снимают воздушный фильтр и проделывают те же манипуляции. Разница в частоте вращения коленчатого вала ДВС, полученная при сравнении результатов тестирования цилиндра без фильтра и с воздушным фильтром, не должна превышать 200 мин^-1. Превышение 200 мин^-1 говорит о повышенном сопротивлении воздушного фильтра.

Далее проводят тест для определения повышенного сопротивления выпускной системы. Для этого отключают из работы три цилиндра и один оставшийся разгоняют до максимально возможной частоты вращения коленчатого вала ДВС. После чего проводят то же самое, но при отсоединении приемной трубы от выпускного коллектора двигателя. Если при проведении теста была получена большая частота вращения коленчатого вала, то тракт выпускной системы имеет повышенное сопротивление. На современных автомобилях часто увеличивается сопротивление выпускной системы по причине оплавления сот катализатора (нейтрализатора) отработавших газов.

Тест на определение работоспособности электробензонасоса. Для испытания электробензонасоса (на определение пониженной подачи топлива) выключают топливоподачу полностью во все цилиндры, кроме одного (на фиг.9 - второго цилиндра), и максимально нажимают и удерживают педаль газа. Записывают частоту вращения коленчатого вала ДВС при этом. Для данного ДВС на фиг.9 частота вращения коленчатого вала ДВС составила 3320 мин^-1.

Далее выключают искрообразование полностью во все цилиндры, кроме одного (на фиг.10 - второго цилиндра), и максимально нажимают и удерживают педаль газа. Записывают частоту вращения коленчатого вала ДВС. Для данного ДВС на фиг.10 частота вращения коленчатого вала ДВС составила 3920 мин^-1.

Для исправного ДВС значение частоты вращения коленчатого вала ДВС при выключении подачи топлива (фиг.9) всегда меньше, чем для случая выключения искрообразования (фиг.10). Объясняется это тем, что во втором случае топливо поступает во впускной коллектор от четырех работающих форсунок и его хватает в избытке для роста частоты вращения коленчатого вала ДВС. При выключении топливоподачи топлива соответственно меньше и рост частоты вращения коленчатого вала ДВС не наблюдается (фиг.9).

Однако с понижением подачи электробензонасоса (износ электробензонасоса) наблюдается обратная ситуация. При отключении топливоподачи ДВС развивает большую частоту вращения коленчатого вала ДВС, т.к. работает только одна форсунка. При отключении искрообразования все четыре форсунки обеспечивают подачу топлива и быстро опустошают топливную рампу, что приводит к снижению частоты вращения коленчатого вала ДВС относительно отключения топливоподачи (фиг.10).

Описанный выше тест для ЭБН проводят при различных значениях напряжения питания электробензонасоса. Для этого кнопкой 28 изменяют напряжение питания ЭБН в пределах 4-14 В (фиг.5). Динамика снижения частоты вращения коленчатого вала ДВС в зависимости от напряжения питания электробензонасоса также характеризует степень износа электробензонасоса (зависимости представлены на фиг.11, 12).

Испытания для определения повышенного сопротивления бензофильтра и магистралей топливоподачи

Для этого изменяют напряжение питания электробензонасоса (кнопкой 27) в пределах 4-14 В и наблюдают за изменением тока питания электробензонасоса при проведении теста. Превышение величины тока более 6 А при изменении напряжения питания говорит о повышенном сопротивлении бензофильтра или магистралей топливоподачи.

Испытания на время выбега

Данное испытание производят в динамическом режиме. При проведении данного теста оставляют в работе все цилиндры. Устанавливают «Нижний порог» частоты вращения коленчатого вала ДВС на уровне 1000 мин^-1 и «Верхний порог» на уровне 3500 мин^-1 либо любые другие значения частоты вращения коленчатого вала ДВС внутри диапазона.

Далее нажимают кнопку «Старт». Появляется надпись «Поднимите обороты двигателя выше верхнего порога». Нажимают до упора на педаль газа. При достижении значения частоты вращения коленчатого вала ДВС «Верхнего порога» оно загорается красным цветом и появляется надпись «Отпустите педаль газа».

После того, как отпускается педаль газа, программа в автоматическом режиме подсчитывает время выбега и результат появляется на экране (фиг.13). Данное испытание может проводиться во время движения автомобиля на любом скоростном режиме на разных передачах коробки передач и при различных нагрузках.

Испытания на время разгона проводится аналогично испытаниям на время выбега. Данное испытание производят в динамическом режиме. Устанавливают «Нижний порог» частоты вращения коленчатого вала ДВС и «Верхний порог» либо любые другие значения частоты вращения коленчатого вала ДВС внутри диапазона. Нажимают до упора на педаль газа. При достижении значения частоты вращения коленчатого вала ДВС «Верхнего порога» программа в автоматическом режиме подсчитывает время разгона и результат появляется на экране. Данное испытание может проводиться во время движения автомобиля на любом скоростном режиме на разных передачах коробки передач и при различных нагрузках.

Сравнивая изменения частоты вращения коленчатого вала, время реакции на тестовое воздействие, время выбега и время разгона, напряжение и ток питания с эталонными, определяют техническое состояние элементов и систем ДВС.

Таким образом, обеспечивается диагностирование элементов и систем ДВС.

Технический результат заключается в повышении достоверности процесса диагностирования ряда систем и элементов ДВС и реализации как комплексного, так и поэлементного диагностирования ДВС.

Изобретение может быть использовано для диагностирования двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Способ осуществляется путем контроля частоты вращения коленчатого вала двигателя при отключении части цилиндров и одновременном воздействии на топливоподачу. Неисправные элементы локализируют созданием равновесия между индикаторной мощностью и мощностью механических потерь при фиксированном положении органов управления подачей топлива и частоте вращения коленчатого вала, соответствующей режиму диагностирования. Отслеживают динамику изменения параметров технического состояния ДВС не только контролем частоты вращения коленчатого вала, но и контролем времени реакции на тестовое воздействие, времени выбега, времени разгона, напряжения и тока питания, при создании тестового воздействия путем изменения напряжения, тока питания исполнительных элементов ДВС, форсунки, электробензонасоса, модуля зажигания, блока управления; осуществляя оценку частоты вращения коленчатого вала, контроль времени реакции на тестовое воздействие, контроль времени выбега и времени разгона, напряжения и тока питания в автоматическом режиме. Для диагностирования используют установку, компьютерное устройство (КУ) которой содержит интерфейс диагностической программы. КУ включает в себя микроконтроллер, драйверы исполнительных механизмов и диагностические разъемы. Технический результат заключается в повышении достоверности процесса диагностирования ряда систем и элементов ДВС и реализации как комплексного, так и поэлементного диагностирования ДВС. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Способ комплексного и поэлементного диагностирования двигателей внутреннего сгорания (ДВС), осуществляемый путем контроля частоты вращения коленчатого вала двигателя при отключении части цилиндров и одновременном воздействии на топливоподачу, неисправные элементы локализируют созданием равновесия между индикаторной мощностью и мощностью механических потерь при фиксированном положении органов управления подачей топлива и частоте вращения коленчатого вала, соответствующей режиму диагностирования, обеспечивая равновесие подбором комбинации отключения целого числа цилиндров и различной степени отключения одного из цилиндров, после чего на диагностируемый элемент производят тестовое воздействие и по степени нарушения установленного равновесия, которую оценивают по уменьшению частоты вращения, определяют техническое состояние диагностируемого элемента, отличающийся тем, что диагностирование осуществляют как в неподвижном состоянии, так и в процессе движения из салона транспортного средства с помощью установки; начинают процесс диагностирования с фиксации кодов ошибок в работе элементов микропроцессорной системы управления, обеспечивающей работу ДВС, путем их запоминания в памяти электронного блока управления установки и считывания из памяти электронного блока управления установки с выведением на компьютерное устройство установки; отслеживают динамику изменения параметров технического состояния ДВС не только контролем частоты вращения коленчатого вала, но и контролем времени реакции на тестовое воздействие, времени выбега, времени разгона, напряжения и тока питания, при создании тестового воздействия путем изменения напряжения, тока питания исполнительных элементов ДВС: электромагнитной форсунки, электробензонасоса, электронного модуля зажигания, электронного блока управления, изменения угла опережения зажигания, количества шагов выдвижения регулятора холостого хода; осуществляя оценку частоты вращения коленчатого вала, контроль времени реакции на тестовое воздействие, контроль времени выбега и времени разгона, напряжения и тока питания в автоматическом режиме при помощи установки для диагностирования ДВС; сравнивая изменения частоты вращения коленчатого вала, время реакции на тестовое воздействие, время выбега и время разгона, напряжение и ток питания с эталонными определяют техническое состояние элементов ДВС.

2. Установка для диагностирования ДВС, включающая электронное устройство с проводами, разъемом и кнопками, отличающаяся тем, что содержит компьютерное устройство с установленным интерфейсом диагностической программы, исполнительные механизмы, в качестве электронного устройства использован электронный блок управления транспортного средства, соединенный через диагностическую линию с внешним электронным блоком управления; электронный блок управления включает в себя микроконтроллер электронного блока управления, драйверы исполнительных механизмов и закрепленную на электронном блоке управления соединительную колодку; внешний электронный блок управления содержит микроконтроллер внешнего электронного блока управления и установленные на нем индикаторы и разъем для подсоединения сетевого провода локальной сети, соединенной с компьютерным устройством.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что для универсализации установки для диагностирования ДВС при использовании на ряде транспортных средств может применяться переходной соединитель между разъемом электронного блока управления на транспортном средстве и соединительной колодкой электронного блока управления транспортного средства.