Testare Senzori Multimetru [PDF]

Zitiervorschau

Secția: Autovehicule Rutiere

Laborator Elemente de mecatronică Verificare cunoștiințe practice de laborator

S.L.dr.ing. Tutunea Dragos

1

Testare echipamente cu multimetrul 1. Diagnosticarea bujiei incandescente La motoarele Diesel cu injecție directa este necesara atingerea unei temperaturi de aproximativ 250 C pentru aprinderea spontana a amestecului. Sistemul de bujii incandescente sprijină pornirea motorului Diesel la rece (in genere când temperaturile exterioare devin negative ) prin pre-încălzirea aerului din camera de ardere. Comanda bujiilor incandescente este efectuata de calculatorul de injecție (ECU), via releul de comanda. Calculatorul de injecție incorporează un modul de software special pentru comanda bujiilor incandescente. Când un curent este aplicat la nivelul bujiei, majoritatea energiei electrice este convertita in căldura, temperatura la vârful bujiei urmând sa crească brusc pentru a încălzi camera de ardere. Cele mai moderne bujii incandescente, tip GLP2 ating 850 ºC in 4 s. Contrar opiniei multora, bujiile incandescente rămân active si după pornirea motorului, pana la 15 minute, in funcție de strategia adoptata si tipul de motor cu scopul stabilizării funcționarii motorului in faza de funcționare la rece reducând astfel zgomotului de combustie si emisiile poluante. Pe multimetru se selectează valoarea cea mai mică a rezistenței (de obicei 200 ohmi), cordonul roșu (+) al multimetrului se poziționează pe alimentarea bujiei, iar cordonul negru (-) al multimetrului pe carcasă. Trebuie ca valoarea să fie în jur de 0,5-1 ohm la rece. https://www.youtube.com/watch?v=rT0AwGrx0Bk https://www.youtube.com/watch?v=hJDUFbPSCC4

2. Diagnosticarea bujiei la mas Pe scurt, bujia conține doi electrozi, separați de un izolator, între care se formează o scânteie. Electrodul negativ este de fapt corpul bujiei, conectat prin intermediul chiulasei la borna negativă a bateriei (masă), iar electrodul pozitiv este central și conectat la bobina de inducție. Diferența mare de tensiune care este produsă între cei doi electrozi duce la apariția scânteii. Tensiune electrică trebuie să fie suficient de mare pentru a străpunge întrefierul dintre cei doi electrozi. - test de rezistență al electrodului central. Pe multimetru se selectează o valoare a rezistenței de 20 k (20.000 ohmi). Rezistența are trebui să fie între 4000-8000 ohmi sau chiar mai mare 2

în funcție de tipul bujiei. Dacă nu indică o valoare sunt depozite de calamină ori bujia este defectă.

- testul de verificare al electrodului negativ. Se realizează un test de continuitate pentru verificarea continuității electrice între doua puncte. Pe multimetru se selectează continuitate. Lipsa continuității electrice indică un defect al electrodului.

- verificare dacă între electrodul pozitiv și cel negativ este un contact (scurtcircuit). Se poate utiliza un test de continuitate sau un test de rezistență. Pentru testul de rezistență se alege cea mai mare valoare a rezistenței (20M). Dacă avem o valoare mai mare de 1 bujia este defectă.

https://www.youtube.com/watch?v=JWyle41XO_k 3. Diagnosticarea senzorului MAP (mainfold air pressure) La motoarele termice masa aerului admis în motor este utilizată pentru calculul cantității de combustibil ce trebuie injectată. Senzorul măsoară presiunea absolută a aerului din galeria de admisie. Acest senzor mai este cunoscut și sub denumirea de senzor MAP. Utilizarea unui senzor de presiune aer în locul unui debitmetru este determinată de costul mult mai redus al acestui senzor. Senzorul de presiune aer admisie este poziționat după clapeta de accelerație. Elementul sensibil, care măsoară presiunea aerului din admisie, conține un element piezorezistiv. Acesta generează o tensiune electrică proporțională cu presiunea aerului măsurat. Circuitul electronic conține și un sistem de compensare a influenței temperaturii asupra valorii presiunii măsurate. Senzorul poate să fie cu 3 pini (pin 1 – alimentarea senzorului +5V, pin 2 – ieșirea senzorului (semnalul de presiune), pin 3 – masa senzorului) sau cu 4 pini ce conține și un termistor de tipul NTC care-și modifică rezistența electrică în funcție de temperatura aerului din admisie (la creşterea temperaturii rezistenţa electrică scade) (pin 1 – ieșirea senzorului 3

(semnalul de presiune), pin 2 – alimentarea senzorului +5V, pin 3 – ieșirea senzorului (semnalul de temperatură), pin 4 – masa senzorului. Prin modificarea rezistenței se modifică tensiunea electrică (echivalentul temperaturii) citită de calculatorul de injecție.

Senzor de presiune aer admisie cu 3 pini stanga și cu 4 pini dreapta Deoarece informația de presiune aer admisie este utilizată direct la calculul masei de combustibil injectate, un defect al senzorului are impact direct asupra performanțelor motorului. Posibilele simptome în cazul unui defect ale senzorului de presiune aer admisie: - turație de ralanti instabilă - pierdere din puterea motorului - oscilații la accelerarea motorului - aprinderea martorului MIL la bordul automobilului - stocarea unui cod de eroare în calculatorul de injecție Pentru testare se utilizează o pompă (pompa manuala de vacuum și presiune) și o sursă de tensiune continuuă. Se alimentează pin 1 și pin 3 de la sursa de tensiune iar pinul 2 se conectează la multimetru digital (se setează pe curent continuu). https://www.youtube.com/watch?v=B8EVhFc5Yqw https://www.youtube.com/watch?v=o8-Vza70-h4 4. Diagnosticarea senzorului de detonație Motoarele care funcționează cu benzină fără plumb utilizează un senzor pentru detecția detonației. Acest senzor este de fapt un senzor pentru detecția vibrațiilor și funcționează pe principiul piezoelectricității. Senzorul se montează direct pe blocul motor, prin intermediul unui șurub. Senzorul de detonație conține un cristal piezoelectric și o masă seismică. La apariția detonației sunt produse vibrații puternice în cilindru care sunt propagate prin blocul motor și captate de senzor. Vibrațiile se transmit masei seismice care apasă pe elementul piezoelectric și se produce o tensiune electrică. Detonația se elimină prin corectarea avansului la aprindere. Astfel, dacă se detectează detonația pe un anumit cilindru, avansul va fi redus și apoi crescut gradual până la detectarea unei alte detonații. La motoarele supraalimentate (turbo sau cu compresor mecanic) unitatea electronică de control a motorului intervine și asupra sistemului de supraalimentare reducând presiunea aerului comprimat. Pentru testarea senzorului de detonație se selectează valoarea cea mai mică a curentului continuu pe multimetrul digital. Coordoanele multimetrului se poziționează pe cei doi pini ai senzorului. Se acționează extern prin lovirea senzorului cu un obiect cu înregistrarea unei creșteri a tensiunii electrice. 4

Senzor de detonație

https://www.youtube.com/watch?v=C4SEh_pev6E 5. Diagnosticarea alternatorului auto La pornirea motorului bateria de acumulatori alimentează atât consumatorii electrici ai automobilului cât și electromotorul (demarorul). După ce motorul devine autonom, alternatorul preia funcția de furnizor de energie electrică pentru consumatori, încărcând în același timp și bateria de acumulatori. Pentru a preveni supraîncărcarea bateriei de acumulatori, tensiunea generată de alternator trebuie să se mențină tot timpul constantă, indiferent de regimul de funcționare al motorului și de consumul de energie electrică a automobilului. Tensiunea generată de alternator trebuie menținută în jurul valorii de 14.2 V. - testarea diodei alternatorului. Se selectează semnul diodei pe mutimetrul digital. Valoarea trebuie să fie cuprinsă între 500-800 V. Coordoanele se poziționează pe șurub si pe carcasă. Dacă se schimbă între ele nu indică nici o valoare.

Alternator auto https://www.youtube.com/watch?v=oUhgyqm0wro - se leagă coordoanele multimetrului la bateria autovehiculului cu selectarea pe multimetru a curentului continuu. Bateria trebuie să aibă următoarele valori ale tensiunii în funcție de încărcarea acesteia (12,6 V = 100 % ; 12,4 V = 75 % ; 12,2 V = 50 % ; 12,0 V = 25 % ; 11,9 V = bateria este descărcată). La pornirea motorului alternatorul trebuie să producă o tensiune mai mare de 14 V pentru încărcarea bateriei. https://www.youtube.com/watch?v=zRxvFcT7qKM

5

6. Diagnosticarea injectorului de combustibil Normele de poluare din ce în ce mai severe au impus utilizarea sistemelor de injecție cu control electronic pe motoarele cu ardere internă. De asemenea, aceste sisteme au permis obținerea de puteri specifice mai mari precum și un consum mai scăzut de combustibil. Injectorul de combustibil este un dispozitiv electromecanic care debitează, pulverizează și direcționează combustibilul în galeria de admisie, în poarta supapei de admisie. Fiind o componentă esențială pentru funcționarea motorului orice defect al injectorului are impact direct asupra combustiei. Din punct de vedere al tipului defectului injectoarele pot avea: - defecte electrice (scurt circuit la masă, scurt circuit la baterie sau circuit deschis) - defecte mecanice (contaminare cu impurități, colmatarea orificiilor de injecție) Pe lângă citirea unui eventual cod de defect OBD 2 se pot face măsurători adiționale cu multimetrul sau osciloscopul pentru a verifica: rezistența electrică și continuitatea solenoidului, curentul electric consumat și tensiunea electrică aplicată de calculatorul de injecție. - test de verificare a rezistenței electrice a injectorului de combustibil. Se selectează rezistența pe multimetrul digital și se măsoară fiecare injector. Valorile rezistenței depind de producător și trebuie să fie între un interval prestabilit. De obicei între 10-18 ohmi.

Injector combustibil https://www.youtube.com/watch?v=BhnaxOIZ6Mc 7. Diagnosticarea senzorului de turație arbore cotit și arbore cu came La motoarele moderne, la care aprinderea și injecția sunt controlate de către calculatorul de injecție sincronizarea nu este automată ci trebuie facută pe baza informațiilor provenite de la senzori. Sincronizarea poziției pistoanelor se poate face în două moduri: - utilizând doar informația de poziție arbore cotit (turația motorului) - utilizând atât informația de poziție arbore cotit cât și cea de poziție arbore (ax) cu came Majoritatea senzorilor funcționează pe principiul efectului Hall. Un element sensibil Hall detectează câmpuri magnetice de intensități relativ reduse (0.1 mT – 10T) și produce tensiuni electrice între 1 ... 10 mV. Senzorii Hall sunt senzori activi, care necesită alimentare cu energie electrică. Astfel, cei mai simpli senzori Hall au cel puțin 3 pini: - tensiune alimentare, UA (intrare). - masă - tensiune Hall, UH (ieșire). Tensiunea de ieșire Hall (UH) este direct proporțională cu intensitatea câmpului magnetic. Deoarece valoare tensiunii este foarte mică, toți senzorii de tip Hall au integrate amplificatoare electronice și circuite de reglare pentru a ridica tensiunea de ieșire a senzorului în jurul valorii de +5V. 6

În domeniul automobilelor sunt utilizați ca senzori de turație motor, senzori de poziție arbore cu came, senzor de turație arbori cutie de viteze și senzori de viteza roată (ABS/ESP). Pentru testarea senzorului Hall se utilizează o sursa de tensiune continuuă pentru aplicarea unei surse de tensiune de 5-12 V. Pe multimetru se selectează curent continuu de 20 V. Pe multimetru se observă o variație a tensiunii la apropierea și îndepărtarea unui obiect metalic.

https://www.youtube.com/watch?v=9DirjbUJKXE https://www.youtube.com/watch?v=RvuzZJqQDf4 8. Diagnosticarea senzorului de oxigen (Sonda Lambda) Sonda Lambda este un senzor amplasat pe tubulatura de evacuare si conectat la ECU, care in esența consta intr-un conductor de curent electric a cărui intensitate variază in funcție de cantitatea de oxigen care traversează sonda. In interiorul acesteia exista un material ceramic poros, din dioxid de zirconiu (ZrO2). Intensitatea curentului prin placa de zirconiu variază in funcție de numărul de molecule de oxigen care traversează materialul ceramic. Deoarece sonda funcționează optim doar la temperaturi mari, „la rece”, pana când gazele de eșapament ating temperaturi de 4-500 grade C, sonda este încălzită de o rezistenta din interiorul ei, după care căldura ii va fi furnizata chiar de temperatura gazelor de eșapament. Autoturismele cu motorizări euro 3 si 4 au chiar 2 sonde, una amplasata înaintea catalizatorului pentru optimizarea amestecului aer/combustibil, si una după catalizator, pentru verificarea eficientei acestuia. Când raportul aer carburant este sărac, concentrația de oxigen in gazele de eșapament este bogata – sonda indicând calculatorului motor acest lucru printr-o tensiune slaba [< 0.45 V ] si invers - când raportul aer carburant este mai bogat decât raportul stoichiometric, concentrația de oxigen din gazele de evacuare devine slaba – sonda indicând calculatorului motor acest lucru printr-o tensiune crescuta [> 0.45 V ]. - test de verificare a rezistenței de încălzire. Firele rezistenței sunt de aceeași culoare (alb/negru) si sunt alimentate la 12 V și masă. Se selectează rezistența pe multimetru digital și se măsoară firele de aceiași culoare. Înregistrarea unei valori indică buna funcționare a rezistenței de încălzire iar absența un defect.

https://www.youtube.com/watch?v=E3KSTjVIRRU 7

- test de verificare a semnalului transmis de sonda lambda către ECU. Practic pentru măsurătoare se utilizează o lampă cu gaz se pune cordonul roșu (+) al multimetrului pe firul negrul al senzorului iar cordonul negrul (-) al multimetrului pe carcasa senzorului, cu selectarea tensiunii de curent continuu pe multimetru. Se selectează valoarea cea mai mică a curentului contiunuu pe multimetru digital. https://www.youtube.com/watch?v=YL6xkOZxHZ0 https://www.youtube.com/watch?v=QM2jO0_Cah0 9. Diagnosticarea releelor auto Releu este o piesa folosita pentru automatizarea unui circuit. Releu este compus din 2 parti: o parte fixa (bobina releului) si o parte mobila (circuitul de inchidere sau deschidere). Majoritatea releelor sunt cu 4 pini. Pe relee avem urmatoarele simboluri - pinul 85 este pinul de + al bobinei - pinul 86 este pinul de – al bobinei - 30 plus - 87 normal deschis - 87a, normal închis Mai exact: - pinii 85 si 86 alimenteza bobina - între pinii 87 si 30 este un contact normal deschis, care se inchide atunci cand bobina este alimentata cu + 12V si -12V - între pinii 87a si 30 este un contact normal inchis (continuitate) care la alimentarea bobinei se intrerupe. Sunt mai multe tipuri de relee

Cele mai folosite relee

Releu mai putin folosit (Unde 1,2 bobina: 3 plus; 4 normal închis; 5 normal deschis) - test de verificare al bobinei releului. Se alimentează de la baterie pinii 85 și 86 cu 12 V (trebuie să se audă un clic). Cu releul alimentat se selectează rezistența pe multimetru digital și se pun coordoanele pe pini rămași liberi unde ar trebuii să avem o rezistență cât mai aproape de 0. - se selectează rezistența pe multimetru digital și se pun coordoanele pe pini 85 și 86 unde trebuie să avem o rezistență. 8

https://www.youtube.com/watch?v=CsXJ7-yf2tg https://www.youtube.com/watch?v=clSSwXeezDo 10. Diagnosticarea senzorului de presiune ulei Circuitul de ulei este prevăzut cu un manocontact (presostat) de ulei. Acesta este de fapt un senzor care indică o presiune insuficientă de ulei. În cazul în care presiune uleiului scade sub o limită minimă manocontactul va aprinde în bordul automobilului martorul de presiune scăzută ulei. Pentru verificare presiunea se masoara cu motorul cald. Valoarea minima a presiunii trebuie sa fie: - 1 bar la ralanti; - 3 bar la 4000 rot / min. Pentru verificare se alimentează senzorul cu 12 V de la baterie și se aprinde becul. Se conectează senzorul la o sursă de presiune și becul trebuie să se stingă dacă senzorul funcționează.

https://www.youtube.com/watch?v=c2igtCvCNwA https://www.youtube.com/watch?v=Y9mhqDssf3A 11. Diagnosticarea siguranțelor auto - se selectează pe multimetrul digital la valoarea minimă a rezistenței. Se poziționează coordoanele multimetrului pe capetele siguranței auto. Siguranța care funcționează trebuie să indice o valoare în ohmi, iar care nu funcționează valoarea de 1 (infinit). https://www.youtube.com/watch?v=w44aQ7dc_Lk - se selectează pe multimetrul digital continuitatea. Se poziționează coordoanele multimetrului pe capetele siguranței auto. Dacă multimetrul emite un semnal sonor siguranța este bună, circuitul nu este întrerupt. https://www.youtube.com/watch?v=3D9KtyKHRAY

Siguranta auto 9

Noțiuni introductive electronică Curentul Un circuit electric este format atunci când este construit un drum prin care electronii se pot deplasa continuu. Această mişcare continuă de electroni prin firele unui circuit poartă numele curent, şi adeseori este denumită „curgere”, la fel precum curgerea lichidului dintr-o ţeavă. Tensiunea Forţa ce menţine „curgerea” electronilor prin circuit poartă numele de tensiune. Tensiunea este o mărime specifică a energiei potenţiale ce este tot timpul relativă între două puncte. Atunci când vorbim despre o anumită cantitate de tensiune prezentă într-un circuit, ne referim la cantitate de energie potenţială existentă pentru deplasarea electronilor dintr-un punct al circuitului într-altul. Fără a face referinţa la două puncte distincte, termenul de „tensiune” nu are sens. Rezistenţa electrică Electronii liberi tind să se deplaseze prin conductori cu o anumită rezistenţă sau opoziţie la mişcare din partea acestora. Această opoziţie poartă numele de rezistenţă. Cantitatea de curent disponibilă într-un circuit depinde de cantitatea de tensiune disponibilă pentru a împinge electronii, dar şi de cantitatea de rezistenţă prezentă în circuit. Ca şi în cazul tensiunii, rezistenţa este o cantitate ce se măsoară între două puncte distincte. Din acest motiv, se folosesc termenii de „între” sau „la bornele” când vorbim de tensiunea sau rezistenţă dintre două puncte ale unui circuit.

Legea lui Ohm Principala descoperire a lui Ohm a fost că, cantitatea de curent printr-un conductor metalic într-un circuit este direct proporţională cu tensiunea aplicată asupra sa, oricare ar fi temperatura, lucru exprimat printr-o ecuaţie simplă ce descrie relaţia dintre tensiune, curent şi rezistenţă. Această relaţie fundamentală este cunoscută sub numele de legea lui Ohm: E=IR

(1)

În această expresie algebrică, tensiunea (E) este egală cu produsul dintre curent (I) şi rezistenţa (R). Exemple de calcul În circuitul alăturat, există doar o singură sursă de tensiune (bateria), şi doar o singură rezistenţă (becul, neglijând rezistenţa datorată conductorilor). În această situaţie legea lui Ohm se poate aplica foarte uşor. În cazul în care cunoaştem două din cele trei variabile 10

(tensiune, curent şi rezistenţă) din acest circuit, putem folosi legea lui Ohm pentru determinarea celei de a treia.

Un alt exemplu

11