Порядок проведения диагностики
Порядок проведения диагностики
Диагностика неисправностей в электронных системах управления автомобиля проводится обычно в такой последовательности.
Шаг 1. Подтверждение факта наличия неисправности
Требуется убедиться, что неисправность реально существует. Если водитель неверно интерпретирует нормальные реакции автомобиля в каких-то обстоятельствах, ему следует это объяснить. Полезным источником информации является сам водитель (владелец) у которого надо уточнить условия возникновения неисправности:
— какова была за бортом температура;
— прогрет ли двигатель;
— проявляется ли неисправность при трогании с места, ускорении или при постоянной скорости движения;
— какие предупреждающие индикаторы на панели приборов при этом включаются;
— какие и когда выполнялись на автомобиле сервисные или ремонтные работы;
— пользовался ли автомобилем кто-либо другой.
Шаг 2. Внешний осмотр и проверка узлов, блоков и систем автомобиля
Проведение осмотра и предварительной проверки при диагностике необходимо. По оценкам экспертов, 10-30% неисправностей на автомобиле выявляются таким путем. До проведения диагностики неисправностей в системе управления двигателем важно устранить очевидные неисправности, такие как:
— утечка топлива, масла, охлаждающей жидкости;
— трещины или не подключенные вакуумные шланги;
— коррозия контактов аккумуляторной батареи;
— нарушение электрических соединений в контактных разъемах;
— необычные звуки, запахи, дым;
— засорение воздушного фильтра и воздуховода (при длительном простое автомобиля грызуны могут делать там гнезда или запасы корма).
Необходимо также провести предварительную проверку всех функциональных устройств. На этом этапе следует определить, что исправно и что неисправно, для чего поочередно включаются и выключаются все подсистемы.
При этом следует обратить внимание на признаки предыдущих ремонтов — всегда есть риск, что при ремонте что-то забыли подключить или неправильно соединили.
Шаг 3. Проверка технического состояния подсистем
Проверка уровня и качества моторного масла.
1. Уровень масла должен быть в пределах нормы.
2. Если масло на щупе вспыхивает или горит, то в масле присутствует бензин и его пары через систему вентиляции картера излишне обогащают топливовоздушную смесь (ТВ-смесь).
3. Если на разогретой поверхности (например, на выпускном коллекторе) масло кипит или пузырится, в нем содержится влага.
4. Разотрите каплю масла в пальцах, убедитесь, что в нем нет
абразивных частиц.
Уровень охлаждающей жидкости и ее качество.
Правильное функционирование системы охлаждения двигателя очень важно для его нормальной работы. При перегреве неизбежно возникают проблемы.
1. Уровень охлаждающей жидкости должен быть в пределах нормы. Проверяется он при холодном двигателе. В рабочем режиме при попытке снять крышку радиатора горячая (температура выше 100 °С) охлаждающая жидкость под давлением выплескивается наружу и может причинить ожоги.
2. Перед зимней эксплуатацией с помощью гидрометра определяются точки кипения и замерзания охлаждающей жидкости, т. е. правильность концентрации антифриза.
3. При работе под давлением неисправная система охлаждения двигателя дает утечку охладителя. В местах протечек обычно видны потеки: серо-белые, ржавые, зеленоватые от антифриза.
4. Если в радиаторе оказываются холодные секции, значит, они засорены.
5. Проверяется работа реле вентилятора, двигателя электровентилятора, натяжение приводного ремня водяного насоса.
Тест с листом бумаги.
Возьмите лист бумаги размером 7,5×2,5 см (например, долларовую купюру, как советуют на автосервисах США) и поднесите к выхлопной трубе автомобиля с прогретым двигателем на холостых оборотах на расстояние примерно 2,5 см. Бумага должна равномерно отталкиваться от трубы потоком выхлопных газов. А можно просто послушать у выхлопной трубы. Не лезть сразу под капот, как это чаще всего бывает, особыми умниками.
Если листок иногда движется обратно к трубе, вероятные причины следующие:
— прогар клапанов в одном или нескольких цилиндрах;
— пропуски воспламенения;
— негерметичность выпускной системы.
Шаг 4. Работа с сервисной документацией. Считывание диагностических кодов
По оценкам производителей, до 30% случаев неисправностей автомобилей обнаруживается и исправляется на основе информации в виде указаний, предположений, диагностических карт в руководствах по техническому обслуживанию и ремонту. Перед использованием документации следует точно знать: модель, год выпуска, тип двигателя и трансмиссии, постоянная или непостоянная это неисправность. Современное диагностическое оборудование уже содержит карты поиска неисправностей, например DIS (диагностическая информационная система, которая входит в состав оборудования BMW GT1, OPS, BMW STD OBD и других).
В памяти компьютера ЭБУ (в регистраторе неисправностей) сохраняются как коды постоянных (текущих) неисправностей, так и тех, которые были обнаружены ЭБУ, но в данный мо¬мент не проявляются — это непостоянные (однократные, исторические) коды. Коды и постоянных и непостоянных неисправностей, которые по сути дела являются диагностическими кодами, называются кодами ошибок или кодами неисправностей. Но строго говоря, это не одно и тоже. Если при возникновении какой-либо неисправности (постоянной или непостоянной) в регистратор неисправности записывается строго однозначный код, то такой диагностический код может быть назван «кодом неисправности». Такой код возникает под прямым непосредственным воздействием конкретной неисправности и присущ только ей. Но некоторые неисправности воздействуют на систему самодиагностики не прямо, а опосредованно, через изменения параметров в ЭБУ. Такие неисправности не имеют своего прямого кода для фиксации в регистраторе, но как и любые другие неисправности, вызывают нарушение штатного (стандартного) режима работы контролируемой системы. Как следствие в регистратор неисправностей записывается код сбоя в системе, который и называется «кодом ошибки». Как правило, код ошибки указывает на несколько возможных неисправностей и в разных подсистемах (или устройствах) управления. В современных электронных системах автоматического управления причинно-следственные связи между непостоянными неисправностями и диагностическими кодами не всегда однозначны, и поэтому, коды фиксируемые в ЭБУ на непродолжительное время (на несколько циклов «пуск-останов ДВС») более полно соответствуют кодам ошибок. Однако, следует отметить, что общепринятой (стандартной) терминологии для обозначения типов диагностических кодов пока не разработано.
Шаг 5. Просмотр параметров с помощью сканера
Сканер — это миниатюрный переносной прибор, обычно с дисплеем на жидких кристаллах.
Все автомобили General Motors и Chrysler с 1981 г. позволяют просматривать параметры режима двигателя с помощью сканера, подключенного к диагностическому разъему.
Параметров много, и просматривать их все подряд бессмысленно, сообщения типа «это значение неверно сканер все равно не выдаст. Нужно или следовать какому-то плану, например диагностической карте, или просмотреть наиболее информативные о работе двигателя параметры:
— убедиться, что для холодного двигателя температура охлаждающей жидкости и воздуха во впускном коллекторе одинаковая;
— клапан регулятора оборотов холостого хода должен быть открыт на допустимое число шагов (или %);
— сигнал с датчика кислорода должен опускаться ниже уровня 200 мВ, подниматься выше 700 мВ, фронты непологие, частота не менее 4 Гц.
Шаг 6. Локализация неисправности на уровне подсистемы или цилиндра
Это наиболее трудоемкая часть диагностирования, т. к. необходимо выполнить следующие процедуры:
— разобраться с диагностическими картами и технической документацией;
— применить рекомендованную аппаратуру и методику диагностики;
— просмотреть изменение коэффициентов коррекции подачи топлива, сделанные ЭБУ при разных режимах работы двигателя;
— произвести тест баланса мощности по цилиндрам.
Шаг 7. Ремонт
Ремонт или замена каких-либо деталей и систем производится согласно инструкциям производителя. Если после замены неисправность сохраняется, приходится повторить все процедуры еще раз. В конце концов, должен быть получен детальный ответ на вопрос, почему же произошла эта неисправность.
Шаг 8. Проверка после ремонта и стирание кодов ошибок из памяти ЭБУ
1. В испытательной поездке следует убедиться, что неисправность устранена и не возникли новые из-за ремонта.
2. Согласно процедуре, рекомендованной производителем, стираются коды ошибок в ЭБУ, в противном случае компьютер может ложно учитывать их при управлении двигателем.
3. Настройки в памяти радиоприемника, маршрутного компьютера и т. д. должны быть сохранены или восстановлены.
3. Поиск неисправностей
При поиске неисправностей следует придерживаться следующих принципов.
Принцип 1. Обедненная топливовоздушная смесь (ТВ-смесь) чаще является причиной ухудшения ездовых характеристик, чем богатая.
Обедненная ТВ-смесь:
— горит медленно с высокой температурой;
— может вызывать обратную вспышку;
— обычно возникает при утечке вакуума.
Богатая ТВ-смесь:
— горит быстро и с пониженной температурой;
— увеличивает расход топлива, выхлопные газы становятся черными;
— может привести к закоксованию свечей, ездовые характеристики при этом ухудшаются.
Принцип 2. Сначала всегда проверяется выходной сигнал контролируемого устройства. Если выходной сигнал контролируемого устройства (например, катушки зажигания) нормальный, то питание, «земля» и само контролируемое устройство исправны. Если выходной сигнал не соответствует норме, то входной сигнал, питание, «земля» или само контролируемое устройстве могут быть неисправны. Естественно, не следует менять контролируемое устройство, не убедившись в исправности питания.
Принцип 3. В первую очередь проверяются подсистемы, характеристики которых должны ухудшаться по мере эксплуатации. До проведения дорогостоящих диагностических работ следует убедиться в исправности или заменить подсистемы с ограниченным сроком службы. К таковым относятся: топливный воздушный фильтры, свечи, бегунок и крышка распределителя, высоковольтные провода и т. п.
Принцип 4. Проверяются разъемы и соединители, их контакты не должны быть погнуты или окислены.
Принцип 5. Измеряется напряжение питания на контактах контролируемого устройства. На выводе, подключенном к «земле», напряжение не должно превышать 0,2 В.
Принцип 6. В двигатель должно подаваться чистое топливо в достаточном количестве. Засоренные фильтры, согнутые шланги способны вызывать ухудшение ездовых характеристик, часто непостоянное. Измерением только давления топлива в системе не обойтись, следует убедиться еще в его нормальном расходе через форсунки.
Диагностирование электронных систем управления автомобилем
Назначение всех диагностических систем — унифицированное определение неисправностей в различных узлах и агрегатах автомобиля для принятия решения о последующем ремонте. Дo 1994 г. в мировой автомобильной промышленности применялись различные системы, стандарты и протоколы для диагностики OBD-I (On Board Diagnostic). Коды диагностики OBD-I были двузначными (их также называют короткими — в отличие от длинных пятизначных кодов расширенной диагностики более поздних систем). Считывание кодов неисправностей систем OBD-I осуществлялось с помощью контрольной лампы, например Сheck Engine («Проверьте двигатель»). Процедура считывания кодов систем OBD-I напоминала азбуку Морзе: короткие импульсы (длительностью 0,2…0,3 с) обозначают единицы, а длинные (1,2…2,0 с) — десятки (рис. 1). После визуального считывания импульсов их значение может быть расшифровано с использованием специальных таблиц.
Рис. 1. Пример высвечивания кода неисправности систем OBD-I: 1…3 — число импульсов
Это наиболее простой вид бортового диагностирования, которое заключается в условном присвоении ряду неисправностей электронной системы управления цифровых кодов, которые при проявлении соответствующих им неисправностей заносятся в память ЭБУ системой.
В середине 1990-х гг. начали появляться так называемые расширенные системы, которые долгое время сосуществовали с прежними, но с 1996 г. по требованию Агентства по защите окружающей среды США (US Environmental Protection Agency, US EPA) и благодаря усилиям Ассоциации инженеров автомобилестроения (Society of Automotive Engineers, SAE) повсеместно были внедрены единые стандарты самодиагностики, протоколов обмена данными, унифицированы требования к диагностическим средствам и структуре кодов. Таким образом, начиная с этого времени все автомобили и грузовики малой грузоподъемности, произведенные для продажи в США, оборудуются единой системой самодиагностики в соответствии со стандартом OBD-II, а с 2000 г. и в Европе (стандарт EOBD) все новые автомобили диагностируются только по этому стандарту.
В системах семейства OBD-I было предусмотрено определение неисправностей ограниченного спектра (двигателя, подушек безопасности, тормозной системы ABS и автоматической коробки передач), в OBD-II перечень диагностируемых узлов расширен (быстрые коды). Кроме того, значительно увеличилось количество диагностических кодов (более 3000).
Требования стандарта OBD-II:
Для предупреждения водителя о неисправности электронной системы управления на панели приборного щитка загорается лампочка или надпись Check Engine.
По требованиям нормативных документов по безопасности движения некоторых стран, автомобиль, имеющий активные коды неисправности определенных электронных систем управления, не допускается к эксплуатации.
При запуске двигателя и отсутствии в нем неисправностей надпись Check Engine (лампочка) должна погаснуть после запуска двигателя. В более современных автомобилях (например, Ford Kuga) при включении зажигания загораются сигнализаторы и индикаторы (рис. 2).
Если при включении зажигания сигнализатор (индикатор) не загорается или загорается во время движения автомобиля, то это указывает на неисправность соответствующей системы.
Сигнализатор сообщений (см. рис. 2) предупреждает о появлении разных неисправностей, при этом цвет контрольной лампы в зависимости от значимости неисправности может быть желтым или красным. Конкретизация неисправности осуществляется на информационном дисплее (табл. 1).
Считывание полной информации с ЭБУ осуществляется через диагностический разъем с помощью специального устройства — сканера, фактически заменяющего центральный блок управления.
Рис. 2. Пример сигнализаторов и индикаторов приборного щитка автомобиля (расположение произвольное): 1—сигнализатор сообщений; 2 — сигнализатор неисправности антиблокировочной системы (ABS); 3 — индикатор усилителя рулевого управления; 4 — контрольная лампа избыточного скопления сажи; 5 — сигнализатор низкого уровня топлива; 6 — сигнализатор падения давления моторного масла; 7 — сигнализатор неисправности систем двигателя; 8 — индикатор системы динамической стабилизации
Контролируемые параметры и коды неисправностей считываются непосредственно с ЭБУ, при этом коды не только считываются, но и расшифровываются.
Таблица 1. Примеры сообщений информационного дисплея
| Сообщение | Цвет контрольной лампы | Система |
| Низкий уровень тормозной жидкости | Красный | Тормозная система |
| Неисправность двигателя | Красный | Система двигателя |
| Низкий уровень жидкости омывателя | Желтый | Стеклоомыватель |
Диагностический разъем (рис. 3) размещается в пассажирском салоне (обычно под приборной панелью) и обеспечивает доступ к системным данным. К такому разъему может быть подключен любой сканер.
Рис. 3. Схема стандартного 16-контактного диагностического разъема
Сканером, или сканирующим прибором, называют компьютерные тестеры, служащие для диагностирования различных электронных систем управления посредством считывания цифровой информации с диагностического разъема автомобиля (рис. 4). Обычно сканер подключается к компьютеру через последовательный порт для передачи данных.
Рис. 4. Программируемый сканер с персональным компьютером
Полнота диагностической информации, получаемой с помощью сканера, зависит, в первую очередь, от разработчика системы управления и во вторую — от производителя сканера. Сканеры различаются своими функциональными возможностями и спектром тестируемых автомобилей.
Сканер проверяет входные и выходные параметры электрических цепей и информирует оператора об их величине. Таким образом, он только фиксирует наличие или отсутствие неисправностей в каком-либо узле, но не позволяет определять их причины, которых может быть много для одних и тех же значений контролируемых параметров.
С программной точки зрения особенности тестируемого автомобиля в сканере учитываются при помощи дооснащения базового устройства соответствующим программным продуктом, отражающим специфику управляющей электроники автомобиля данной марки. Дополнительная программа может поставляться в виде перепрограммируемой карты внешней памяти (PCMCIA-карта), которая вставляется в сканер, что позволяет обновлять версии программы с помощью персонального компьютера, в том числе через Интернет. Обновление программного обеспечения актуально потому, что ни один производитель сканеров не выпускает на рынок программный продукт «на все времена», так как это просто невозможно. Универсальность сканера определяется глубиной охвата, тем, насколько полон список электронных систем, которые сканер может тестировать на автомобиле данной марки.
Специфика автомобилей разных производителей заключается в использовании не только разных протоколов обмена, но и диагностических разъемов различной конфигурации. Для учета этой особенности универсальные сканеры снабжаются комплектом кабелей-адаптеров для подключения к системе бортовой диагностики. Стремясь придать сканерам большую универсальность, отдельные разработчики снабжают свои сканеры дополнительными функциями: некоторые модели приборов имеют встроенный мультиметр, двухили четырехканальный осциллограф, блок проверки шин CAN и др.
Рассмотрим основные возможности сканеров.
1. Диагностирование блоков управления:
Рис. 5. Окно ошибок
Рис. 6. Окно фактических значений проверяемых параметров
Рис. 7. Окно тестирования исполнительных элементов системы управления двигателем
Рис. 8. Окно проверки параметров в режиме графопостроения
Рис. 9. Окно корректирования вида обслуживания
Рис. 10. Расположение диагностического разъема (VW Passat 2001–02/2005): 1 — диагностический разъем
2. Использование программного обеспечения:
3. Использование мультиметра.
5. Использование осциллографа для регистрации значений, полученных при тестировании.
Наиболее функционально совершенным дилерским сканерам часто присуща и такая функция, как репрограмминг (чип-тюнинг), заключающаяся в способности сканера вносить изменения или дополнения в программу блока управления системой автомобиля.
Информация о любой ошибке сохраняется в памяти и может быть извлечена оттуда с помощью сканера. При получении сигнала об ошибке диагностическая система обязана ответить унифицировано: классифицировать неисправность по номеру (коду ошибки); предпринять корректирующие действия, предусмотренные управляющей программой на этот случай.
Рис. 11. Окно сравнения фактических параметров с нормативными
Рис. 12. Окно с технологией замены ремня газораспределительного механизма
Возможности сканеров конкретного автомобиля определяются диагностическими функциями блока его управления, однако, как правило, все сканеры считывают и стирают коды неисправностей, выводят цифровые параметры в реальном масштабе времени, могут имитировать работу датчиков и исполнительных механизмов. Сканер подключается через специальный разъем на автомобиле к конкретному блоку управления или электронной системе в целом. Одной из функций, реализуемых сканерами, является проверка сигнала датчика на рациональность, т.е. на соответствие требуемым (штатным) сигналам.
Датчик может быть неисправным и посылать в блок управления неверную информацию. В случае если проверка сигнала датчика на рациональность в программе блока управления не предусмотрена, управляющие алгоритмы в них реализуются с использованием неверной информации датчика. При этом будут неправильно рассчитаны важные выходные параметры (например, угол опережения зажигания и длительность импульса открытия форсунок), что приведет к ухудшению ездовых характеристик автомобиля, двигатель может глохнуть после запуска и т.д. Однако пока в количественном выражении неверный сигнал с датчика будет в пределах нормы, никакие коды ошибок в память ЭБУ не запишутся и неисправность никак не обозначится.
Для обнаружения неисправности реализуется функция отключения «подозрительного» датчика. Тогда электронный блок запишет в память код ошибки и изменит сигнал с датчика на расчетное (резервное) значение. Например, при отключении датчика массового расхода воздуха его сигнал заменяется резервным сигналом, рассчитанным по положению дроссельной заслонки и частоте вращения коленчатого вала двигателя. Если после отключения «подозрительного» датчика работа двигателя улучшится, то это означает, что датчик неисправен.
В современных блоках управления по мере совершенствования программного обеспечения появляется возможность выявлять подобные неисправности. Это так называемая проверка на рациональность и правильное функционирование, которая реализуется в бортовых диагностических системах второго поколения (OBD-II), заключается в том, что текущие значения сигналов со всех датчиков постоянно проверяются на взаимооднозначное соответствие штатным сигналам для данного режима работы двигателя. Штатные значения сигналов хранятся в постоянной памяти микропроцессора электронного блока.
После технического обслуживания или ремонта все коды следует удалить из памяти блока управления, иначе блок будет ошибочно учитывать их при последующем управлении системами автомобиля. Применяют три метода удаления (стирания) кодов неисправностей:
Для удобства работы со сканерами их изготовители предусматривают беспроводную радиосвязь сканера с компьютером, что особенно важно при диагностировании крупногабаритных транспортных средств — грузовых автомобилей и автобусов. Для упрощения операций диагностирования может предлагаться специальный мобильный телефон с наушниками и микрофоном, которые подсоединены к системе связи с оператором производителя сканера. Оператор может войти в связь на расстоянии со сканером на СТО, оказывая необходимую поддержку для решения устранения неисправности. Кроме этого, может использоваться и телевизионная связь, что позволяет оператору производителя сканера наблюдать за показаниями сканера на расстоянии и дать рекомендации работнику СТО по устранению неисправности.
Фирма ТЕХА разработала специальное компактное устройство OBD Log (рис. 13) для анализа параметров и регистрации ошибок в реальном масштабе времени для систем управления двигателями автомобилей. Устройство вставляется в стандартный диагностический разъем и служит для сохранения всех данных, которые снимаются в течение нескольких дней при эксплуатации автомобиля.
Рис. 13. Внешний вид диагностического устройства OBD Log фирмы TEXA
После считывания сохраненных данных можно проанализировать все отклонения в работе двигателя и его систем, которые не могут быть зафиксированы при проверке автомобиля в статическом состоянии. Во время движения автомобиля определяются: потери мощности при определенных режимах, провалы, неравномерная работа двигателя или кратковременные нарушения в работе датчиков. После каждой поездки горящая зеленая лампочка указывает, что никаких ошибок не было обнаружено, в то время как светящаяся красная лампочка показывает, что ошибка была записана и ее расшифровка доступна для просмотра.
Сохраненные данные могут быть загружены в любой компьютер, а специальное программное обеспечение позволяет просмотреть отчет, разделенный на поездки, что позволяет точно установить момент времени возникновения отклонений в работе двигателя.