3. Поверка стендов для диагностирования электрооборудования

Мотор-тестеры предназначены для поэлементного контроля системы электрооборудования и ряда других систем двигателей. С их помощью оценивается общее техническое состояние систем двигателя и локализуются неисправности, признаки которых были обнаружены при проверке тягово-экономических и других эксплуатационных показателей двигателей.

В состав мотор-тестеров в основном входят: осциллоскоп (или указатели числовых значений параметров), тахометр с устройством для отключения зажигания в отдельных цилиндрах, авометр, прибор для измерения угла опережения зажигания со стробоскопом, прибор для измерения угла замкнутого состояния контактов прерывателя, газоанализатор, мгнометр, вакууметр.

На СТО и АТП наиболее широкое распространение получили мотор-тестеры "Elkon S-100/A", "Paltest IT-251", Э-205, К-461, КИ-4897, основные измеряемые параметры и ориентировочные метрологические показатели которых представлены в табл. 3.

Таблица 3

Методы диагностирования, используемые в конструкциях этих мотор-тестеров, как правило, одни и те же; типичным примером являются "Elkon S-100/A" и Paltest IT-251", на примере которых "и описывается далее поверка мотор-тестеров.

Мотор-тестер "Elkon S-100/A" содержит (рис. 13): осциллоскоп, прибор для измерения угла замкнутого состояния контактов и угла опережения зажигания, прибор для измерения частоты вращения и дифференциального измерения мощности цилиндров, газоанализатор, авометр, прибор для измерения вакуума, давления, потерь давления.

Рис. 13. Внешний вид мотор-тестера 'Elkon S-100/A': 1 - осциллоскоп; 2 - прибор для измерения угла замкнутого состояния контактов и угла опережения зажигания; 3 - прибор для измерения частоты вращения; 4 - газоанализатор; 5 - авометр; 6 - стробоскоп; 7 - прибор для измерения вакуума, давления, потерь давления; K₄, K₆, K₁₃ - переключатели режимов работы измерителей; I, II, III - комбинация проводов для измерения напряжения, тока, сопротивления, емкости; K₂ - потенциометр (ручка включения и регулировка момента вспышки); H₁ - провод корпуса; H₂ - провод первичного сигнала; H₃ - индуктивный зонд с трубкой-свечой с проводом зажигания; H₄ - емкостной зонд; V - соединение вакуумметра; E - регулятор

"Paltest IT-251" имеет в своем составе: оциллоскоп (IT-153), измеритель опережения зажигания (IT-180T), измеритель, источников тока (IT-211), измеритель герметичности (IT-230), анализатор отработавших газов (IT-220), определитель помех радиоприему (IT-171).

Поверка мотор-тестеров, как и любого другого средства измерения, включает в себя внешний осмотр, опробование и поверку его отдельных приборов.

При проведении поверки температура воздуха в помещении должна быть равна 20±10°С, влажность воздуха - от 50 до 80%, напряжение питающей электрической сети - 220 В ±10%. В помещении необходимо иметь принудительную вентиляцию для отсоса отработавших газов контрольного автомобиля.

При внешнем осмотре следует убедиться, что соединительные провода не имеют повреждений изоляции приборы и ручки регулировки - механических повреждений, шкалы приборов четко оцифрованы и хорошо видимы.

Опробование мотор-тестера производится с применением контрольного технически исправного автомобиля. В процессе опробования проводятся все операции по измерению выходных параметров автомобиля в технологической последовательности, предусмотреннойч инструкцией по эксплуатации мотор-тестера.

Из приборов, входящих в комплект мотор-тестера, осциллоскоп подлежит проверке работоспособности, а остальные - поверке.

а) Проверка работоспособности осциллоскопа. Для этой цели используется импульсный вольтметр с делителем, например вольтметр ВЧ-2 с делителем Д6-2.

Работоспособность осциллоскопа проверяется при подключении к нему контрольного автомобиля, работающего на режимах частоты вращения 16,7; 33,3; 50 с^-1 ±10%. В процессе проверки последовательно проверяется функционирование режимов работы на положениях переключателя "Первичная цепь" и "Вторичная цепь" (наложенное и растянутое" изображения).

Для оценки правильности показаний осциллоскопа к емкостному датчику при помощи высоковольтного провода через делитель Д6-2 подсоединяется вольтметр ВЧ-2 (или через делитель ДНЕ-6 или ДНЕ-7 подсоединяется вольтметр ВЧ-1Л) и при частоте вращения коленчатого вала двигателя 16,7; 33,3; 50 с^-1 сравниваются напряжение по вольтметру И_в с напряжением по осциллоскопу И_о (высотой плоской части импульса). Разность показаний вольтметра и осциллоскопа, отнесенная к показаниям вольтметра (приведенная погрешность), не должна превышать 20%.

(1)

Оценка амплитуды напряжения калибровки на примере "Elkon S-100/A" производится по схеме, показанной на рис. 14. При напряжении на выходе разделительного трансформатора (или на выходе В1-4) в пределах 150-170 В изображение синусоиды на экране осциллоскопа должно уложиться между линиями горизонтальной сетки 0-30 кВ. Для оценки погрешности измерения угла замкнутого состояния контактов прерывателя-распределителя зажигания с помощью осциллоскопа ("Paltest IT-153") применяются частотомер 43-33 и генератор Г5-6А. На выходе генератора Г5-6А устанавливаются следующие параметры выходного импульса:

Рис. 14. Схема оценки амплитуды напряжения калибровки осциллоскопа: CS-1 - штекерный разъем; V - вольтметр; Тр - трансформатор; I-II - контакты штекерного разъема

Период следования импульсов по экрану осциллоскопа устанавливается на горизонтальной шкале 0-100%. Задний фронт импульса на экране осциллоскопа должен находиться в пределах 50±5%. Те же операции повторяются при частоте повторения импульсов на выходе генератора 25, 50 и 100 Гц.

б) Поверка приборов для измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя. Перед проведением поверки прибора в технологической последовательности, рекомендуемой инструкцией по эксплуатации мотор-тестера, с использованием контрольного автомобиля проверяется его функционирование на всех диапазонах работы.

При указанной проверке используются генератор импульсов и частотомер, например, генератор Г5-6А и частотомер Ф-551 или Ч3-33. Схема подсоединения генератора и частотомера к мотор-тестеру "Elkon S-100/A" , показана на рис. 15.

Рис. 15. Схема подсоединения генератора Г5-6А и частотомера Ф-551 (Ч3-33) к мотор-тестеру при поверке прибора для измерения частоты вращения: 1 - мотор-тестер; 2 - частотомер; 3 - генератор

Последовательно устанавливают ручками установки частоты и диапазона на выходе генератора такие частоты следования импульсов, чтобы показания частотомера соответствовали указанным в табл. 4, и записывают показания частотомера f.

Таблица 4

Действительная частота вращения п вычисляется по формуле

(2)

где n измеряется в с^-1, f в Гц.

Абсолютная погрешность А вычисляется по формуле

где n₀ и n_n - показания частоты вращения по частотомеру и поверяемому прибору.

Приведенная погрешность δ и вариация В показаний прибора вычисляются в процентах по формулам (3) и (4) и не должны превышать ±3%

(3)

(4)

где n_max - верхний предел диапазона измерений поверяемого прибора; n_n1 и n_n2 - показания прибора при увеличении и уменьшении частоты вращения коленчатого вала двигателя.

При поверке блока измерения частоты вращения мотор-тестера "Pattest IT-251" (блок IT-180T) на выходе импульсного генератора Г5-6А задается частотный сигнал с амплитудой 4,5±1,5 В и отрицательной полярности. В табл. 5 представлены задаваемые последовательно "эталонные" значения частоты следования импульсов F_o и периодов их следования T_o, а также допуски на задаваемые параметры и приведенную погрешность.

Таблица 5

в) Поверка прибора для измерения угла замкнутого состояния контактов прерывателя. При поверке прибора используются импульсный генератор Г5-6А и частотомер 43-33 (или Ф-551 или 43-34 и др.).

Рис. 16. Схема подсоединения приборов при определении погрешности измерения угла замкнутого состояния контактов прерывателя: 1 - мотор-тестер; 2 - генератор Г5-6А; 3 - частотомер Ч3-33

Схема подсоединения приборов .при определении погрешности измерения угла замкнутого состояния контактов прерывателя мотор-тестером "Elkon S-100/A" показана на рис. 16. Для оценки погрешности измерения угла замкнутого состояния контактов:

1. Задается частота следования импульсов с выхода генератора 40 Гц длительностью импульсов τ = 2,5 мс, амплитудой 10-15 В, внутренней нагрузкой 500 Ом и отрицательной полярностью.
2. С помощью частотомера измеряются период следования и длительность импульсов. Для этого переключатель частотомера "Род работы" ставится в положение А-Б. Один выход генератора соединяется с поверяемым прибором, а второй - с выходами частотомера А и В. Переключатель "Запуск _-|^-|_-^-|_-|^- канала А" ставится в положение, соответствующее полярности измеряемого импульса, а переключатель "Запуск _-|^-|_-^-|_-|^- канала Б" - в противоположное положение. Переключатель "Время измерения, метки времени" ставится в положение 100 мс и отсчитывается длительность импульса τ. Затем переключатель запуска канала Б ставится в то же положение, что и канала А, и отсчитывается период следования импульсов T.
3. Исходя из значений τ и T по формуле (5) определяется отношение (φ %) обр.
   
   (5)
   Абсолютная погрешность измерения Δφ определяется по формуле
   
   (6)
   где (φ°) % - показания поверяемого прибора.
4. Последовательно устанавливая на импульсном генераторе длительности импульсов, указанные в табл. 6 (длительности импульсов контролируются частотомером) снимаются показания прибора и вычисляются погрешности, которые не должны превышать 5%.

Таблица 6

Надо иметь в виду, что при скважности 2 и 1,66 генератор Г5-6А должен работать не более 5 мин.

г) Поверка приборов для измерения угла опережения зажигания. Схема подсоединения приборов при оценке погрешности прибора измерения угла опережения зажигания мотор-тестера "Elkon S-100/A" показана на рис. 17. Клемма 4 колодки мотор-тестера соединяется с частотомером через конденсатор. Для доступа к клемме снимается задняя стенка мотор-тестера.

Рис. 17. Схема подсоединения приборов при определении погрешности измерения угла опережения зажигания: 1 - мотор-тестер; 2 - частотомер; 3 - генератор Г5-6А; 4 - колодка мотор-тестера; 5 - стробоскоп; 6 - разъем Cs8; 7 - контакт разъема

Оценка погрешности измерения угла опережения зажигания производится в следующей последовательности.

1. Установить на генераторе Г5-6А частоту следования импульсов F = 20 Гц длительностью τ = 1,0 мс, внутренней нагрузкой R = 500 Ом и амплитудой 25-30 В. Частота генератора контролируется частотомером.
2. На проверяемом приборе поставить переключатель режимов работы K₆ в положение ЧТ и переключатель задержки в положение А (без задержки), включить и прогреть приборы.
3. Ручкой включения и регулировки K₂ момента вспышки лампы стробоскопа добиться свечения последней. Переключатель частотомера "Род работы" поставить в положение А-Б, а переключатель времени измерения в положение 100 мкс. Отсчитать длительность импульса τ, которая должна быть 1 мс.
4. Поставить переключатель задержки K₄ в положение Б (с задержкой). Поворотом ручки задержки Кг последовательно устанавливать по прибору угол опережения зажигания соответственно 10°, 20°, 30°, 40°, 50°, 60° и записывать соответствующие этим значениям, показания частотомера m.
5. Вычислить действительное значение угла опережения зажигания φ_д по формуле:

(7)

При поверке блока измерения угла опережения зажигания мотор-тестера "Paltest IT-251" (блок IT-180T) "выход ^-|_{-|^-" генератора Г5-6А подсоединяется ко входу "запуск" частотомера Ч3-33 и к контакту разъема "Синхр" мотор-тестера.}

Частотомер выводится на соответствующий режим работы, зависящий от диапазона измеряемой частоты; по периоду T_и и частот следования импульсов F. Например, частоте вращения 66,6 с^-1 на диапазоне измерения 0-100 с^-1 соответствуют период следования импульсов T_и = 30 мс и частота F = 33,3 Гц (табл. 7).

Таблица 7

С помощью потенциометра стробоскопа по стрелочному прибору последовательно устанавливаются значения угла опережения зажигания, равные 10°, 20°, 30°, 40°, 50°, 60° и отсчитывают соответствующие им показания цифрового частотомера m.

Здесь период T_и, частота F устанавливаются с точностью ± 1 %.

"Эталонные" значения угла опережения зажигания Ф определяют по формуле

(8)

Приведенная погрешность δ и вариация В измерения угла опережения зажигания не должны превышать ± 3% и определяются по формулам:

(9)

(10)

где φ_max - верхний предел измерения угла по шкале прибора; φ₁ - измеренное значение угла; φ¹ и φ^"- показания поверяемого прибора, соответствующие одному и тому же показанию т при увеличении и уменьшении проверяемого угла.

д) Поверка авометра. Поверка авометра включает в себя поверку омметра, вольтметра, амперметра и работоспособности в режиме испытания конденсатора.

При определении погрешности омметра зажимы последнего подсоединяются к магазину сопротивления с диапазоном 0-100000 Ом класса 0,1-0,5. Могут использоваться магазины сопротивления Р-333, МКОС, КМС-6 и др. Выставляя на магазине сопротивлений последовательно значения R_o, измеряют показания прибора R_x.

Таблица 8

В табл. 8 и 9 представлены диапазоны и контролируемые точки шкал поверяемых приборов соответственно мотор-тестеров "Elkon S-100/A" и "Paltest IT-251".

Таблица 9

Приведенная погрешность омметра δ в процентах вычисляется по формуле (11) и не должна превышать значений ±10%:

(11)

где R_max - верхний предел измерений на выбранном диапазоне.

Для определения погрешности вольтметра используются источник постоянного напряжения УИП-2 и вольтметр класса 0,5 типа М 109 или М 106.

Соответствующие зажимы мотор-тестера подсоединяются к источнику постоянного тока, а образцовый вольтметр - параллельно к клеммам источника.

Таблица 10

Постепенно увеличивая напряжение источника питания на поверяемом приборе последовательно в возрастающем порядке задают значения напряжения U_x, указанные в табл. 10 для "Elkon S-100/A", табл. 11 для "Paltest IT-251" и отсчитываются соответствующие им показания образцового вольтметра U_ox. Затем уменьшая напряжения источника питания на поверяемом приборе выставляются те же значения напряжения в убывающем порядке и снова отсчитываются соответствующие им показания образцового вольтметра U_oy.

Таблица 11

Приведенная погрешность δ и вариации В показаний прибора не должны превышать ±3% и вычисляются по формулам:

(12)

(13)

где U_max - верхний предел диапазона измерения напряжения.

Для поверки амперметра используются регулируемый источник постоянного тока с реостатом, шунт и образцовый амперметр класса 1. Например, могут применяться шунт типа 75 РИ на 75 А и амперметр типа М-45.

В качестве регулируемого источника тока может быть использован генератор или аккумулятор контрольного автомобиля.

При помощи реостата устанавливаются по шкале поверяемого прибора сила тока I_x, равная 10, 20, 40 А (для "Pattest IT-251" и 60 А) и записываются соответствующие им показания образцового прибора Io_.

Приведенная погрешность δ и вариация показаний В амперметра не должна превышать ±5% и вычисляется по формулам:

(14)

(15)

где I_max - верхний предел диапазона измерения силы тока.

Проверка работоспособности авометра в режиме испытания конденсатора производится с использованием контрольного автомобиля и электростатического вольтметра на 600 В, например, типа С 95. Проверка работоспособности с использованием "Elkon S-100/A" производится в два этапа:

• освобожденный конец конденсатора системы зажигания контрольного автомобиля присоединяется к белому измерительному проводу I (см. рис. 14), а черный измерительный провод II к корпусу автомобиля. Через 5-10 с после установки переключателя K₁₃ в положение С прибор должен дать показания, затем при положении переключателя K₁₃ и в положение R_τ конденсатор следует разрядить;
• к проводам I и II подключается электростатический вольтметр. В положении С прибор должен дать показания не менее 400 В.

е) Поверка прибора измерения вакуума, давления и потерь давления.

Поверка блока измерения давления производится с помощью образцового манометра кл. 0,4 с диапазоном измерения 0-0,245 МПа для "Elkon S-100/A" (рис. 18) и 0-1,176 МПа для "Pattest IT-251". Образцовый манометр подсоединяется параллельно к поверяемому.

Рис. 18. Схема подсоединения образцовых манометра и вакуумметра к мотор-тестеру 'Elkon S-100/A'

С помощью встроенного в мотор-тестер редуктора задаются по поверяемому манометру последовательно значения давления P_x = 0,049; 0,098; 0,147; 0,196; 0 245 МПа для "Elkon S-100/A" и P_x = 0,098; 0,196; 0,294; 0,392; 0,490; 0,588 МПа для "Pattest IT-251" и одновременно отсчитываются показания давления P_o по манометру; причем измерения проводятся при повышении и снижении давления.

Приведенная погрешность δ и вариация В показаний поверяемого манометра определяются в процентах по формулам:

(16)

(17)

где P_max - верхний предел измерения давления; P_o1 и P_o2 - показания

образцового манометра при повышении и понижении давления при одинаковых показаниях поверяемого манометра.

Погрешность и вариация не должны превышать ±5%.

Поверка прибора измерения разрежения производится образцовым вакуумметром кл. 0,4 с диапазоном измерения 0-0,98 МПа и с применением вакуумного насоса ручного действия, входящего в комплект мотор-тестера.

Образцовый вакуумметр через тройник V, находящийся на панели блока, подсоединяется к шлангу прибора для измерения вакуума.

С помощью вакуумного насоса по поверяемому манометру создается разрежение P_x = 133, 266, 399, 532 мПа и одновременно отсчитываются соответствующие им показания образцового прибора.

Приведенная погрешность δ и вариация В показаний вакуумметра в процентах вычисляются по формулам, аналогичным (16) и (17).

Погрешность и вариация показаний не должны превышать ±5%.

Определение погрешности измерения герметичности цилиндров мотор-тестером "Elkon S-100/A" производится в следующей технологической последовательности: повернуть регулятор Е мотор-тестера против часовой стрелки до упора; внутренним редуктором установить стрелку манометра против отметки 0%; к соединительной трубке Q подсоединить поверочную форсунку, входящую в комплект специальных принадлежностей мотор-тестера; повернуть регулятор E по часовой стрелке до упора. После этого стрелка манометра должна установиться против отметки, соответствующей паспортным значениям форсунки.

Относительная погрешность показаний манометра не должна по абсолютной величине превышать ±5%.