Диагностика двигателя с помощью вакуумметра
Диагностика двигателя с помощью вакуумметра
Одно из средств ранней диагностики, вакуумметр*, сохраняет свою эффективность для выявления технических неисправностей двигателя. Он так же может быть заменен электронным преобразователем давления.
*Вакуумметр – это тот же манометр, измеряющий отрицательное давление внутри какого-то объема, т.е. насколько давление внутри этого объема меньше атмосферного для данной местности в момент измерения, иными словами вакуумметрическое давление. Автор использует термин «вакуум», прекрасно понимая, что никакой это не вакуум, а скорее разрежение. Я буду придерживаться того же. Далее, выделенное курсивом будет означать мою «отсебятину».
Неужели до сих пор находится применение вакуумметрам? Сегодня полно двигателей, которые могут никогда не потребовать регулировки клапанов, которые сами регулируют зажигание, контролируют условия пропусков зажигания и сами корректируют подачу топлива при незначительном падении вакуума (при появлении подсоса воздуха во впускном тракте). Тем не менее, типичная топливная система, контролируемая компьютером, все еще сильно зависит от состояния двигателя и наличия сильных (различимых), надежных вакуумных управляющих сигналов.
Вот почему значения уровня вакуума сегодня важны как никогда. К тому же измерение вакуума с помощью вакуумметра оказывается самым быстрым и самым простым тестом. Не нужно искать специальных переходников для топливного расходомера как, например, для различных тестов по измерению давления топлива. Не нужно выворачивать свечи как при измерении компрессии. Надо просто найти подходящее место для подключения вакуумметра к впускному тракту и подключить его.
Когда мы измеряем давление во впускном тракте, на самом деле мы сравниваем давление внутри впускного тракта с атмосферным давлением снаружи впускного тракта. Разница этих давлений и является причиной поступления воздуха и топлива в камеру сгорания. Мы будем называть меньшее давление внутри впускного коллектора «вакуумом».
Величина созданного в тракте вакуума зависит от оборотов двигателя и положения дроссельной заслонки. Если отключить подачу топлива и зажигание, и затем начать вращать двигатель стартером, то во впускном тракте начнет создаваться вакуум. Чем быстрее вращается двигатель, тем больший вакуум будет создаваться, но до тех пор, пока дроссельная заслонка будет создавать собой препятствие, оставаясь закрытой. Как только заслонка откроется, вакуум будет уменьшаться, но только если скорость вращения будет оставаться постоянной. Перед тем как идти дальше, важно понять эту основную концепцию.
Вероятно, вы уже слышали об использовании вакуумметра для проверки вакуума при запуске. Это полезный тест, т.к. свечи и топливо в процессе не участвуют и, таким образом, мы видим только механическое состояние двигателя. Без топлива и зажигания, понятие вакуума является самым простым для понимания. Оно зависит только от механического состояния двигателя, если мы знаем обороты и положение дроссельной заслонки (ДЗ).
Назовем измерение вакуума при принудительном вращении двигателя стартером при отключенной подаче топлива и зажигании «пусковым тестом», а показания вакуумметра «пусковым вакуумом».
Все усложняется, если мы включаем в процесс подачу топлива и зажигание, т.к.
они напрямую влияют на обороты двигателя. Например, если два одинаковых
двигателя работают при одинаковом положении ДЗ, то обеднение смеси приведет
к более медленному вращению одного из двигателей по сравнению с другим
двигателем, работающем на правильной смеси. Для выравнивания оборотов придется приоткрыть ДЗ первого (медленного) двигателя (уменьшая сопротивление поступающему воздуху), что приведет к снижению вакуума и соответственно показаний вакуумметра.
Таким образом, по вакууму можно достоверно оценить насколько хорошо работает двигатель. Чем выше вакуум при определенных оборотах и открытой заслонке, тем лучше работает двигатель. Понятно, что маленький (низкий по абсолютному значению) вакуум свидетельствует о наличии проблемы, но с чего начать поиск? На самом деле причина низкого вакуума может быть в чем угодно, включая зажигание, подачу топлива или свидетельствовать о механических проблемах.
Ниже мы поговорим об интерпретации показаний вакуумметра при различных тестах и идентификации заболеваний двигателя. Каждый нюанс, который влияет на вакуум, оставляет уникальный след.
Измерение вакуума с помощью вакуумметра
Трудно все запомнить?
Если Вы не обладаете фотографической памятью, запомнить все возможные комбинации показаний вакуумметра и причины их вызвавшие практически невозможно. Для упрощения, мы свели все испытания с помощью вакуумметра к их простым основам. Два следующих простых теста определят наличие хорошего вакуума до того как приступить к следующим проверкам.
1. Пусковой вакуум
2. Показания вакуумметра на прогретом, работающем на холостом ходу двигателе, при частично открытой дроссельной заслонке, без нагрузки на 2000 и 3000 об/мин и во время снижения оборотов с максимума при резком закрытии заслонки.
Во-первых, проверьте пусковой вакуум (обычно проводят на двигателе с отключенными подачей топлива и зажиганием). Подсоедините вакуумметр к источнику вакуума во впускном коллекторе. Убедитесь, что заслонка закрыта и двигатель вращается стартером с нормальной скоростью. Пусковой вакуум должен находиться в пределах по меньшей мере от 0.1 до 0.2 кгс/см2 (3-6 inch Hg).
Во-вторых, проверьте вакуум на прогретом двигателе на холостом ходу, при частично открытой ДЗ и при сбросе газа.
Сначала измерьте вакуум во впускном коллекторе на холостом ходу. Показания вакуумметра должны быть стабильными и находиться в пределах 0.6-0.7 кгс/см2 (17-21 inch Hg).
Теперь увеличьте обороты до примерно 2000 об/мин. Удерживайте их постоянными и наблюдайте за показаниями. После начального уменьшения показаний при открытии дроссельной заслонки они должны вернуться к уровню вакуума ХХ, зафиксированному на предыдущем тесте, или близкому к нему. Некоторые EGR клапана срабатывают без нагрузки. Если вы увидите небольшое снижение вакуума во время теста с неизменным положением дроссельной заслонки, отключите EGR и проведите замеры снова.
Проведите измерения на 3000 об/мин, вы должны получить аналогичный результат.
Позвольте заслонке резко закрыться от ранее резко открытого положения. Показания вакуумметра должны резко увеличиться до более высоких значений, чем получены на холостом ходу, и составить 0.67-0.85 кгс/см2 (20-25 inch Hg), затем медленно опуститься по мере снижения оборотов двигателя. Стрелка вакуумметра должна вернуться на прежнее место, соответствующее показаниям при холостом ходе, полученным в начале этого теста, и оставаться в этом положении.
Если двигатель прошел эти тесты, то все говорит о том, что с механической точки зрения он в порядке — по-крайней мере достаточно исправный, чтобы прокачивать воздух на ХХ, частично открытой ДЗ и сбросе оборотов.
Стабильные показания вакуумметра в диапазоне 0.6-0.7 кгс/см2 (17-21 inch Hg) на холостом ходу — это есть гуд. Показания вакуумметра должны стабилизироваться на этом уровне или более высоком при удержании заслонки в частично открытом положении. Двигатель не смог бы этого сделать, если бы имел одну или две сломанные пружины. И синхронизация клапанов/поршней должна быть правильной, иначе двигатель не смог бы поддерживать прокачку на более высоких оборотах. И наконец, внутренние детали двигателя (клапана и поршневые кольца) должны обеспечивать достаточно хорошую герметичность, чтобы поднять вакуум при сбросе оборотов.
Если вы получили «правильные» показания вакуумметра, а двигатель не работает хорошо, поищите неисправность еще где-либо, например, проверьте давление топлива, вторичное искрообразование и содержание выхлопных газов. Если получены «неправильные» показания, вот Ваши варианты:
Если пусковой вакуум низкий, или ноль, поищите основную проблему, например, заклинивание распредвала или большой подсос воздуха.
Если вакуум холостого хода низкий, но стабильный, проверьте сначала ГРМ.
Объяснения показаниям вакуумметра, которые окажутся внутри указанных пределов, найдете в начале этой статьи, что поможет Вам идентифицировать результаты.
Самое главное преимущество вакуумметра — это его способность выявить проблемы, связанные с низким вакуумом. Другие тесты, такие как баланс мощности, four gas, вторичное зажигание и проверка давления топлива, также помогут Вам локализовать неисправности.
Вакуумметр – использование данного прибора для диагностика двигателей автомобилей
Вакуумметр является достаточно эффективным средством ранней диагностики двигателя автомобиля. Хотя в настоящее время популярна компьютерная диагностика, вакуумметром по-прежнему можно диагностировать неполадки в работе двигателя, хотя это требует определённых навыков в данной сфере.
Когда применяется диагностика с использованием вакуумметра?
Вакуумметр применяется для диагностики двигателя внутреннего сгорания на предмет его неисправностей. Кроме двигателя, с помощью вакуумметра можно проверить работу клапана, предназначенного для снижения токсичности отработанных газов двигателя. На то, что двигатель начал работать не корректно может косвенно указывать резкое повышение расхода масла или топлива. Кроме того, часто ощущается, что динамика разгона автомобиля значительно уменьшилась, что определённо вызывает логичные вопросы.
Вакуумная диагностика двигателя является быстрым, надёжным и главное недорогим способом провести обследование состояния двигателя и эффективности работы его систем. Если разбираться в данных, которые будет показывать манометр при диагностике, можно получить сведения о следующих системах:
Главное знать, как правильно считывать и интерпретировать показания вакуумметра, которые будут получены в результате проведённой диагностики. Ошибочный анализ результатов приведёт не только к огромному количеству впустую затраченного времени на ремонт двигателя. Это может привести к существенным денежным тратам на те запасные части, которые можно было бы и не менять. Чтобы избежать такой неприятной ситуации, неопытным водителям рекомендуется дублировать метод вакуумной диагностики другими методами анализа.
При анализе показаний вакуумметра нужно учитывать не только абсолютные показания прибора, но и темп, с которым движется стрелка. Темп стрелки называется динамикой показаний вакуумметра. Большинство моделей манометров, которые используются для вакуумной диагностики двигателей, имеют специальную шкалу, которая разделена значениями, измеряемыми в миллиметрах ртутного столба. Чем меньше давление в системе, тем выше значение будет у прибора. При этом нужно помнить, что на возвышенностях вакуумметр показывает немного другие данные. Например, если высота достигает 300 метров над уровнем моря, то прибор увеличивает свои показания на 25 единиц.
Диагностика двигателя вакуумметром, как это происходит?
Для того чтобы провести эффективную диагностику двигателя с помощью вакуумметра, нужно правильно подготовиться к данной процедуре:
После проведения ряда подготовительных процедур, можно подключать вакуумметр к работающему двигателю. Если двигатель в порядке, это должно сразу отразиться на показаниях прибора. При исправности вакуумметра, его стрелка будет находиться на отметке между 450 и 550 миллиметров ртутного столба, причём данный показатель не должен колебаться. Вот по каким показаниям манометра можно определить, что с двигателем не всё в порядке:
На оснований вакуумной диагностики можно принимать решение, как поступить далее. Можно попробовать самостоятельно отремонтировать автомобиль, можно обратиться на станцию технического обслуживания, для подтверждения предварительного диагноза.
Расшифровка показаний вакуумметра при диагностике двигателя
Если ремонт двигателя автомобиля планируется делать самостоятельно, то нужно знать следующие нюансы:
Пользоваться вакуумметром для диагностики двигателя автомобиля достаточно простап. Главное при этом запомнить, что означают показания приборов и соблюдать при работе технику безопасности.
Стрелочные вакуумметры (вакуумные тестеры)
Фильтр
Вакууметр JONNESWAY AR020019
универсальный прибор для измерения давления топливной магистрали
Вакууметр WIEDERKRAFT WDK-69201
для диагностики систем автомобиля
Тестер СТАНКОИМПОРТ KA-4422K
Тестер AIST 19205000-M
вакуумного и топливного насосов
Тестер AIST 19205100
вакуумного и топливного насосов
Тестер AIST 19210910
вакуумного и топливного насосов профессиональный в пласт. кейсе
Тестер AIST 19210920
вакуумного и топливного насосов профессиональный в пласт. кейсе с окном
Тестер AIST 19210900
вакуумных систем в наборе в пласт.кейсе
Тестер AIST 19210901
вакуумных систем в наборе в пласт.кейсе
Тестер AIST 19210902
вакуумных систем/систем под давлением в наборе в пласт.кейсе
вакуумного и топливного насосов профессиональный в кейсе
Тестер СТАНКОИМПОРТ KA-6690
Измеритель вакуума ТОП АВТО 15111 ВакуумМер
разряж. впуск. коллектора
Измеритель вакуума ТОП АВТО 15117 ВакуумМер
разряж. впуск. коллектора, пластиковый кейс
Измеритель вакуума ТОП АВТО 15121 ВакуумМер Плюс
Вакуума, разр/вп/колл, давл/бенз/нас
Измеритель вакуума ТОП АВТО 15127 ВакуумМер Плюс
Вакуума, разр/вп/колл, давл/бенз/нас, пластиковый кейс
Набор ТОП АВТО И-2401
для измерения вакуума и давления топливных насосов
Вакууметр ДЕЛО ТЕХНИКИ 833107
Вакуумметр Дело Техники 833107 7 предметов
Тестер MHRTOOLS MHR-1015B
вакуумного и топливного насоса
Тестер AE&T TA-G1015
вакуумного и топливного насоса
Вакууметр МЕГЕОН 98030L
для вакуумного насоса
Вакууметр AE&T TA-G1002
Вакууметр AE&T TA-G1020
тестер вакуумный (1 стакан)
Бесплатно по России
Возникли проблемы с подключением к серверу.
Проверьте соединение с интернетом и повторите запрос или обновите страницу
Работаем по всей России
Работаем по всему Казахстану
Работаем по всей Беларуси
Найдите свой город:
При смене города произошла ошибка.
Магазины «220 Вольт» находятся в 150 городах по всей России.
Датчики вакуума и особенности их применения
Существуют технологические процессы, которые проходят в вакууме. Именно состояние разреженного пространства — главное условие всей технологической цепочки. Для контроля за окружающей средой и нужен вакуумный датчик. Но типы процессов могут различаться и, соответственно, для каждого из них нужен свой датчик. Поскольку универсального прибора не существует, мы разберем, какие вообще существуют датчики и для каких целей.
Разновидности вакуумных датчиков
Собственно конструктивно — это манометр, который точно показывает давление разреженных газов.
Так как газы бывают разные, то и вакуумметры существуют разных типов. Они могут определять как полное давление в вакуумной среде, так разность по сравнению с атмосферным давлением.
Самые распространенные датчики, которые способны делать замеры абсолютного давления:
Термопарные
Такие датчики измеряют теплопроводность окружающей среды нитью накала.
Стоит измениться окружающему давлению — изменится теплопроводность газовоздушной среды, в которой находится нить накала.
Соответственно меняется и температура нити накаливания. Ее температуру снимает термопара.
Конструктивно в датчике применяется нагревательный элемент и термопара.
Если взять за основу тезис о том, что при постоянстве тока, проходящего через нагревательный элемент, его температура находится в прямой зависимости от теплопроводности окружающей среды, то можно измерять давление в вакуумной камере.
Теперь если понижать давление это вызовет уменьшение и теплопроводности газа. Это в свою очередь, вызывает повышение температуры нагревательного элемента и тянет за собой электродвижущую силу термопары.
Зная значение зависимости термоэлектродвижущей силы от давления газа можно точно определять давление в вакуумных системах.
Датчики ионизационные
За основу работы ионизационных манометров взята зависимость скорости ионизации газов от давления.
Такие датчики, как правило, двухконтурные:
По тому току, который возникает при таком процессе, судят о наличии давления. Скорость образования ионов находится в прямой зависимости от давления и эффективности ионизации.
Это основной принцип работы ионизационных вакуумметров.
Разные модели применяют разные методики разгона молекул частиц ионов. Это — вакуумный детектор Байард-Альперта и вакуумный датчик с холодным катодом.
Вакуумный датчик с холодным катодом
Магнито-разрядный прибор, создающий очень сильное магнитное поле. Специальное расположение магнитов создает спиральное перемещение ионов. Такая модель сохраняет заряженные частицы и, тем самым, повышая ионизационную способность.
За счет этого показания прибора немного расплывчаты, но срок службы практически неограничен, так как в этом механизме нет трущихся деталей и, при работе, он не нагревается.
Прибор Байард-Альперта
Тоже ионизационный датчик с нитью накала и термоэлектрической эмиссией, создающей, в свою очередь, множество электронов, ионизирующих мельчайшие частицы газов.
При работе устройства создается ток, с силой соразмерной уровню вакуума. Датчик считывает эту силу и переводит ее в определенные показатели давления.
Так как в такой системе нет сильных магнитов, это дает возможность применения таких датчиков в таких специфических устройствах, которые требовательны к присутствию магнитных полей.
Преимущества именно таких приборов заключаются в:
Тензорезисторный
Собственно говоря, этот вакуумный датчик своего рода резистор, с проводником, наклеенным на специальную подложку, которая может деформироваться от внешнего воздействия. Так как два элемента связаны вместе, то при изменении параметра подложки изменятся длина проводника и соответственно, и поперечное сечение. При изменении этих физических параметров также меняется и сопротивление резистора. Остается измерить сопротивление тензорезистора. По характеру изменения сопротивления определяется приложенное на подложку давление.
Как правило, в реальных датчиках тензорезистор приклеен к пружинной диафрагме. Когда на диафрагму действует внешнее давление — она деформируется вместе с тензорезистором.
Такие вакуумметры по праву могут являться одними из самых точнейших. Используются исключительно для замеров в вакуумных системах, где давление составляет от 1 до 2000 мбар.
Датчик измерения вакуума такого типа можно применять в различных газах, так как в них не содержится нагревательных элементов.
Пример вакуумметра с тензорезистором — датчик дифференциального давления Foxboro IDP10.
Конвекционные детекторы
Одна из разновидностей теплового детектора — конвекционный вакуумметр. Его работа основана на эффекте прямой подчинённости теплопередачи газов от давления.
В нем используется нить накала. Она обмотана вокруг всего прибора. С ее помощью датчик может перевести тепловую энергию в напряжение.
Как только увеличивается степень вакуума, снижается коэффициент теплопередачи. Как только увеличивается температура нити, соответственно, увеличивается и ее сопротивление. Теперь, понимая эту взаимосвязь, если измерять сопротивление нити можно рассчитать степень вакуума.
Такой вакуумный датчик дает возможность быстрому считыванию показателей со шкалы приборов.
Мембранно-емкостные
Принцип работы мембранно-емкостного детектора предельно простой. Самый главный элемент в этом устройстве — плоская мембрана, разделяющая камеру из нержавеющей стали на измерительную часть и опорную. Одна половина откачена и изолирована, в другой находится вакуумная камера
Мембрана регистрирует амплитуду изгиба на входящий в измерительную камеру газ, прогибаясь в сторону меньшего давления.
Теперь осталось только снять с электронной схемы датчика электрический сигнал разбаланса между двумя камерами.
Такие датчики дают возможность точного замера давления с нижним пределом до 10–5 мбар. Работа этих детекторов не зависит от типа измеряемого газа.
Где применяются
Вакуумный датчик находит применение во многих сферах:
То есть во всех тех сферах, где требуется контроль за степенью разрежения.
Вакуумные датчики активно применяются в разнообразных производственных процессах, например таких как:
А также в нефтяной, пищевой и химической промышленности.
Производители вакуумметров
Производством вакуумметров занимаются многие производители и у нас в России и за рубежом. Некоторые компании освоили полный цикл производства. У других это производство существует в качестве дополнительного.
Итак, давайте познакомимся с ключевыми игроками на этом рынке.
Meta-Chrom (Мета-Хром)
Отечественное предприятие, которое, кроме производства разнообразного измерительного оборудования и инструментов для хроматографии, также нацелено на выпуск вспомогательной оснастки для вакуумных установок. Компания Meta-Chrom известна в России с 1995 года и с тех пор находится в активном развитии в вакуумной отрасли.
Ионизационные и термопарные детекторы этого предприятия получают постоянные положительные отзывы, которые можно найти на сайте этой компании.
MKS Instruments, Inc
Американские предприниматели этой компании начали свой бизнес еще в 1963 году. Но производством высокоточного измерительного оборудования для вакуумных систем начала заниматься с 1999 года. В линейке ее продукции есть вакуумметры почти для всех отраслей промышленности. Именно такая универсальность позволила придать популярность MKS Instruments, Inc по всему миру.
ULVAC Technologies, Inc
Американская компания ULVAC Technologies, Inc основанна в 1992 году и нацелена на выпуск вакуумной техники и вспомогательный измерительных приборов.
В нашей стране хорошо известны вакуумные датчики цифрового типа от этого производителя.
Тираконт
Еще один производитель вакуумного оснащения из Германии — компания «Тираконт». Она специализируется на выпуске ионных вакуумметров и датчиков к ним. Также компания специализируется на:
Вся номенклатура выпускаемой продукции известна своим немецким качеством и находит спрос во многих странах мира.
Вот далеко неполный перечень продукции известного российского производителя НПО «ЮМАС». Вся продукция высокого качества, а надежность подтверждается сертификатами в соответствии с требованиями ГОСТ.
Ebro Electronic
Бренд «Ebro Electronic» известен своими измерительными приборами термометратрами, манометрами, регистраторами двления. В линейке продукции этой компании есть цифровые вакуумметры.
Так как компания имеет узкую специализацию, выпускаемая продукция находит свое применение для высокоточных измерений в научно-исследовательских лабораториях.
Заключение
Из всего обзора вакуумных датчиков становится хорошо видно, что эти устройства в реальности выполняют большую работу и имеют огромное значение для многих отраслей отечественной промышленности.