б) Проверка карбюраторных двигателей с помощью мотор-тестеров

При этом испытании необходимо, чтобы двигатель был прогрет до температуры охлаждающей жидкости не менее 323, уровень масла и охлаждающей жидкости соответствовали норме, заслонка воздушного фильтра находилась в положении "лето".

Подключение мотор-тестера к двигателю производится в соответствии с инструкцией, причем датчики и соединительные провода устанавливаются таким образом, чтобы исключить случайное их падение на вращающиеся детали двигателя.

Ниже рассматривается содержание различных диагностических операций, которые можно выполнять с помощью приборов, входящих в мотор-тестер.

Проверка системы зажигания и электрооборудования двигателя с помощью осциллоскопа предусматривает:

• измерение напряжения, развиваемого катушкой зажигания;
• измерение пробивного напряжения на свечах зажигания;
• определение полярности вторичной обмотки катушки зажигания;
• измерение угла замкнутого состояния контактов прерывателя;
• определение асинхронизма искрообразования;
• определение состояния свечей зажигания;
• определение работоспособности конденсатора;
• оценка состояния изоляции высоковольтных проводов;
• проверка состояния выпрямителя и стартера генератора переменного тока.

Осциллоскоп используется для наблюдения сигналов как в первичной, так и во вторичной цепях системы зажигания. Для наблюдения сигнала в первичной цепи к клеммам распределителя и к зажимам катушки (со стороны распределителя) подсоединяется датчик низкого напряжения. Для наблюдения сигнала во вторичной цепи к катушке подсоединяется датчик высокого напряжения.

О работе системы зажигания вторичный сигнал несет большую информацию. Поэтому экран осциллоскопа, как правило, размечен в киловольтах, чтобы позволить проводить точные измерения вторичных сигналов.

Каждый участок осциллограмм представляет собой отдельную фазу работы системы зажигания. С целью расшифровки и анализа изображения на осциллограмме выделяют: участки зажигания, промежуточный и замыкания контактов.

Участок зажигания (рис. 45,а) состоит из: линии пробивного напряжения (вертикальной линии), определяющей напряжение, необходимое для пробоя разрядного промежутка; линии горения (горизонтальной линии), определяющей напряжение, необходимое для образования искры. Точка А на приведенном изображении представляет собой момент разрыва контактов прерывателя, в результате чего во вторичной обмотке катушки возникает высокое напряжение, которое определяется как вертикальный размер от А до В по изображению.

Рис. 45. Одиночный импульс вторичного а и первичного b напряжения системы зажигания

Промежуточный участок следует непосредственно за участком зажигания и представляет собой ряд постепенно затухающих колебаний, которые исчезают (или почти исчезают) к моменту замыкания контактов. Начиная с точки D, остаточная энергия катушки рассеивается в виде колебаний тока, которые постепенно затухают по мере приближения к точке E. Колебательный процесс - результат взаимодействия катушки и конденсатора при рассеивании этой энергии.

Участок замыкания контактов прерывателя начинается в точке E, когда контакты прерывателя замыкаются. Замыкание контактов характеризуется небольшим падением напряжения, после чего следует ряд слабых, быстро затухающих колебаний. Эти колебания означают рост магнитного поля в катушке, что имеет место, когда контакты прерывателя замкнуты. В точке F контакты размыкаются. На рис. 45,б показаны аналогичные участки в сигнале первичной цели.

На участке зажигания сигнала первичной цепи изображен ряд высокочастотных колебаний, которые имеют вместо в этой цепи во время работы свечи зажигания. Точка А (рис. 45, в) соответствует моменту, в который размыкаются контакты прерывателя.

Вертикальное расстояние от точки А до точки В и последующие затухающие колебания представляют собой первоначальный и последующие заряды и разряды конденсатора и индуцированные колебания напряжения в первичной цепи в период возникновения искры и горения. В связи с тем, что искровой расход перекрывает зазор и расходуется энергия, запасенная в катушке, амплитуда этих колебаний будет уменьшаться до тех пор, пока искровой расход не погаснет, что соответствует точке С.

Промежуточный участок, как и в случае изображения сигнала вторичной обмотки, представляет собой ряд постепенно затухающих колебаний, которые исчезают или почти исчезают к моменту начала замыкания контактов прерывателя. Начиная с точки С, энергия, оставшаяся в катушке, будет рассеиваться в виде колебаний тока, которые постепенно затухают по мере приближения к точке D.

Промежуточный участок заканчивается и одновременно начинается участок, в течение которого контакты прерывателя замкнуты; при этом наблюдается небольшое снижение напряжения от точки D к точке E. Участок замыкания представлен горизонтальной линией, которая тянется от точки E до точки F; в течение этого времени контакты остаются замкнутыми.

Амплитуда сигнала, наблюдаемого на экране осциллоскопа при пуске, является величиной вторичного напряжения, развиваемого катушкой зажигания в этот момент. Эта величина определяется в следующей последовательности: горизонтальная развертка изображения, совмещается с нулевой линией разметки экрана, снимается высоковольтный провод с центральной клеммы крышки распределителя и при включенном зажигании прокручивается коленчатый вал двигателя стартером. По высоте сигнала определяется напряжение пуска, которое должно превышать 20 кВ.

Если выходное напряжение катушки зажигания низкое, то имеет место одна или несколько из следующих неисправностей:

• разряжена аккумуляторная батарея;
• неисправны контакты прерывателя;
• неисправно добавочное сопротивление;
• велик зазор между контактами;
• большое сопротивление контактов распределителя;
• неисправна катушка или конденсатор.

При неправильной полярности вторичной обмотки катушки для пробоя искрового промежутка свечей зажигания требуется повышенное на 20-40% напряжение. При обратной полярности изображение на экране осциллоскопа перевернуто относительно горизонтальной оси симметрии по сравнению с нормальным изображением.

Проверка угла замкнутого состояния контактов осуществляется для оценки состояния и правильности регулировки контактов прерывателя. Опуская изображение до тех пор, пока оно не совместится с соответствующей шкалой на экране осциллоскопа, можно измерить время, в течение которого замкнуты контакты прерывателя. При этом можно использовать как изображение вторичного, так и первичного сигналов. Изображение отдельного цикла зажигания размещают таким образом, чтобы начало цикла было совмещено с отсчетной точкой шкалы осциллоскопа. Если показания не соответствуют требованиям, то причинами являются неправильный зазор между контактами прерывателя или износ кулачков распределителя.

Часто наблюдаются колебания угла замкнутого состояния контактов на различных оборотах, что обычно вызывается износом вала или втулки распределителя, или смещением оси вращения распределителя из-за износа или повреждения. Для большинства автомобилей амплитуда колебаний угла замкнутого состояния контактов не должна превышать 5,2-10-2 град.

Пробивное напряжение на свечах зажигания необходимо для пробоя зазора между электродами свечи зажигания (для образования искрового разряда). На его величину может влиять состояние свечей зажигания и вторичной цепи, температура и состав топливной смеси, а также давление сжатия.

Измерение пробивного напряжения осуществляется по осциллограмме вторичного напряжения. При этом линия замыкания контактов совмещается с нулевой лишней. Показания считываются по вертикальной шкале экрана в кВ. Нормальное пробивное напряжение неодинаково для различных двигателей и должно находиться в пределах от 5 до 15 кВ. Отклонения для отдельных цилиндров допускаются не более 3 кВ.

Измерение максимального напряжения, развиваемого катушкой зажигания, осуществляется с помощью развернутой осциллограммы вторичного напряжения при частоте вращения коленчатого вала двигателя 16,7-40 с^-1. При этом при помощи изолированных плоскогубцев или специальных клещей отсоединяется высоковольтный провод от любой свечи зажигания; не допуская пробоя со снятого провода на массу, измеряется высота изображения на экране осциллоскопа. Напряжение должно быть не менее 20 кВ.

Осциллоскоп используется также для проверки диодов выпрямителя генератора переменного тока и его статора.

Проверка распределителя зажигания с помощью измерителя угла замкнутого состояния контактов осуществляется сначала при минимально устойчивой частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу. Затем частота вращения вала увеличивается до 25-33 с^-1 и медленно уменьшается до первоначальных (в обоих случаях записываются показания прибора). Для большинства автомобилей изменение угла замкнутого состояния контактов не должно превышать 5,2*10^-2 рад.

Тахометр применяется для определения частоты вращения коленчатого вала двигателя во время снятия различных характеристик, например при регулировке карбюратора, испытаниях системы принудительной вентиляции картера, регулировке момента зажигания и т. д.

При проверке принудительной вентиляции двигателя шланг системы принудительной вентиляции отсоединяется от впускного трубопровода. При этом частота вращения коленчатого вала двигателя должна снизиться на 1 с^-1 или более. В этом случае система принудительной вентиляции работает нормально. Если скорость вращения не изменяется, значит каналы системы засорены.

При проверке эффективности работы цилиндров определяется, одинаково ли работают все цилиндры двигателя, и неисправные цилиндры выделяются. Для этого устанавливается частота вращения приблизительно 16,7-20 с^-1. Отключаются поочередно цилиндры, снимая и закорачивая на массу высоковольтные провода, идущие к свечам зажигания. Если изменение частоты одинаково для всех цилиндров, то каждый цилиндр двигателя развивает одинаковую мощность.

Для проверки правильности установки начального угла опережения зажигания свет стробоскопической лампы направляется на вращающуюся деталь вала двигателя, на которой нанесена метка опережения зажигания; это могут быть шкив или маховик коленчатого вала. Поворотом корпуса распределителя подвижная метка совмещается с неподвижной (штифтом или риской). Если на шкиве или маховике нанесена метка верхней мертвой точки, то она совмещается с меткой опережения зажигания на корпусе двигателя, как, например, на автомобиле "Жигули". Для измерения угла опережения зажигания используют только метку верхней мертвой точки. При этом совмещение меток осуществляется с помощью специального регулятора на приборе.

Работоспособность центробежного и вакуумного автоматов опережения зажигания проверяют при частоте вращения коленчатого вала до 40-50 с^-1, при которой измеряют угол опережения зажигания. Полученные результаты сравнивают с данными технической характеристики на распределитель. При этом следует иметь в виду, что в технической характеристике приводится опережение зажигания по углу поворота вала распределителя, а прибор измеряет опережение по углу поворота коленчатого вала. Поэтому для сравнения этих величин следует показания прибора разделить на 2. Полученная величина есть суммарный угол опережения зажигания. Он складывается из начального угла опережения зажигания и углов опережения, создаваемых центробежным и вакуумным регуляторами.

Для проверки каждого автомата опережения зажигания в отдельности необходимо отсоединить вакуумную трубку и измерить угол опережения, создаваемый одним центробежным регулятором. Угол опережения, создаваемый вакуумным регулятором, определится как разность между суммарным углом и углом при отсоединенной вакуумной трубке. Угол опережения зажигания, создаваемый центробежным регулятором, определяется как разность между углом опережения, измеренным при отсоединенной вакуумной трубке, и начальным углом опережения.

Для того чтобы получить точные данные по содержанию в отработавших газах компонентов НС и СО, необходимо предварительно проверить герметичность выпускной системы автомобиля до его испытания, так как при наличии утечек результаты измерений будут неверными. Систему выпуска можно проверить, перекрыв выхлопную трубу и внимательно прислушиваясь к шуму потока отработавших газов. Если система герметична, то она оказывает влияние на работу двигателя на холостом ходу, а иногда может вызвать его остановку. Если утечки отсутствуют, пробоотборник газоанализатора вставляют в выхлопную трубу. При этом важно помещать пробоотборник в выхлопной трубе на расстоянии, для которого указаны нормативные значения содержания СО и НС, поскольку состав отработавших газов по мере их движения в выхлопной трубе меняется. В противном случае результаты измерений не будут соответствовать действительности. Желательно выдерживать глубину установки пробоотборника не менее 300 мм. Если автомобиль имеет две выхлопные трубы (некоторые модели автомобилей "Запорожец"), тогда устанавливают, соблюдая требуемую герметичность, специальный V-образный насадок, соединив таким образом обе трубы. Пробоотборник помещают в этом случае в насадке.

Исходя из практики, можно рекомендовать следующий порядок контроля и регулировки двигателя с помощью газоанализатора: проверить содержание СО и НС на холостом ходу. Если содержание СО выше допустимого значения, горючую смесь необходимо отрегулировать на минимальное содержание СО при устойчивых оборотах коленчатого вала на холостом ходу.

Необходимо иметь в виду, что время срабатывания, т. е. инерционность современных газоанализаторов колеблется в широких пределах - от 10 до 30 с. Поэтому для получения достоверных данных считывание показаний с прибора производится после стабилизации его стрелки и не ранее чем через 30 с.

Проверка содержания СО при быстром открытии дроссельных заслонок производится в следующей последовательности:

• при нормальной частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу, наблюдая за содержанием окиси углерода по прибору, быстро открывают дроссельную заслонку;
• двигатель должен увеличить частоту вращения без перебоев, а газоанализатор показать увеличение процентного содержания окиси углерода.

При проверке содержания окиси углерода на средней частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу двигателя плавно увеличивается частота вращения вала до 40-50 с^-1 и оценивается устойчивость работы двигателя.

Если при какой-либо частоте вращения коленчатого вала работа двигателя будет неустойчивой, следует проверить содержание СО и НС на этом режиме. Если содержание СО ниже, а НС выше нормы, то причина неустойчивой работы в чрезмерном обеднении горючей смеси. Если содержание СО в норме, а НС выше, то причина заключается в нарушении искрообразования. Увеличенное содержание СО в отработавших газах на этом режиме может быть вызвано в основном повышенным уровнем топлива в поплавковой камере, загрязнением воздухоочистителя, неполным открытием воздушной заслонки, повышенной производительностью главной дозирующей системы или слишком ранним открытием клапана экономайзера. Общим правилом для оценки правильности работы системы является снижение содержания СО и НС при увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя.

С помощью манометра и мерной емкости, входящих в состав ряда мотор-тестеров, можно проверить техническое состояние топливного насоса, клапана подачи топлива, герметичность трубопроводов. Для проверки необходимо включить манометр в линию между топливным насосом и карбюратором, пустить двигатель и измерить давление, развиваемое топливным насосом при минимальной частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу двигателя, остановить двигатель и наблюдать за показаниями манометра. Если давление в системе быстро падает, то герметичность системы питания нарушена. Чтобы выяснить причину этого, необходимо снова пустить двигатель и, дав поработать некоторое время на минимальной частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу, зажать шланг, ведущий от топливного насоса к манометру, и остановить двигатель, наблюдая за показаниями манометра. Если давление продолжает падать, то неисправен игольчатый клапан подачи топлива, если оно постоянно, то неисправен нагнетательный клапан насоса; эту проверку нельзя применять для автомобилей, имеющих трубопровод перепуска топлива, например "Волга" ГАЗ-24.

Проверка производительности бензонасоса выполняется с помощью мерной емкости и секундомера. Для этого трубопровод, ведущий от насоса к карбюратору, отсоединяется со стороны карбюратора и перекрывается; трубопровод от насоса подводится к мерной емкости и пускается двигатель, который работает за счет топлива, имеющегося в поплавковой камере. При этом частота вращения коленчатого вала двигателя должна соответствовать нормативной, для которой указана производительность топливого насоса. При этом необходимо следить, чтобы топливо поступало без пузырьков воздуха. Наличие в топливе пузырьков нерастворенного воздуха свидетельствует о плохой герметичности всасывающей линии, поэтому результаты измерения нельзя считать достоверными.

С помощью вакуумметра проверяется правильность некоторых регулировок систем двигателя - системы питания, зазоров в механизме привода клапанов, герметичности впускного трубопровода, общее техническое состояние цилиндро-поршневой группы. По величине разрежения при пуске двигателя оценивается состояние уплотнений впускного трубопровода и направляющих втулок впускных клапанов.

Величина разрежения при пуске двигателя оценивается при прогретом двигателе, отсоединенном от крышки распределителя, высоковольтном проводе и вывинченном ограничительном винте дроссельной заслонки (винт "количества") так, чтобы она могла плотно закрыться.

Шланг вакуумметра подсоединяют к впускному трубопроводу двигателя. Если двигатель оборудован закрытой системой вентиляции картера, то при проверке пускового разрежения следует заглушить вентиляционную трубку. При описанном положении стартером прокручивают вал двигателя и наблюдают в течение 5 с характер изменения частоты вращения и уровня разрежения. Двигатель в хорошем техническом состоянии имеет постоянную частоту вращения коленчатого вала и стабильное разрежение, которое может слегка пульсировать.

Проверку загрязненности принудительной системы вентиляции картера двигателя производят следующим образом. Проверяют разрежение при пуске двигателя, перекрыв шланг отсоса картерных газов. Затем открывают шланг и вновь снимают показание вакуумметра.

Если система в хорошем состоянии, то показания прибора должны уменьшаться приблизительно в 2 раза. Если двигатель работает ровно, а показания вакуумметра постоянны, двигатель, система зажигания и карбюратор работают нормально. Если разрежение ниже обычного, но постоянно, это свидетельствует о позднем зажигании, плохой регулировке зазоров клапанов, повышенном трении в двигателе (применено вязкое масло).

Ненормальные колебания разрежения говорят о неправильном составе горючей смеси в карбюраторе, перебоях в искрообразовании, плохой регулировке клапанов.

Удовлетворительные характеристики двигателя в значительной степени зависят от состояния цилиндро-поршневой группы и механизма газораспределения. Во многих случаях неудовлетворительная работа двигателя вызвана повышенными утечками в камере сгорания. Опыт и исследования показали, что проверка одной компрессии для точной оценки герметичности камер сгорания недостаточна. Поэтому применяют специальное устройство для проверки герметичности, позволяющее точно определить состояние двигателя и выявить неплотность выхлопных и всасывающих клапанов, повреждения прокладки головки блока или другую причину потери компрессии. Прежде чем проверить герметичность цилиндров двигателя, необходимо: прогреть его до рабочей температуры; остановить двигатель и вывернуть свечи зажигания приблизительно на один оборот, чтобы снять с них налет сажи; пустить двигатель и установить приблизительно 15-17 с^-1, чтобы рассеять упавшую сажу; Постановить двигатель, снять свечи зажигания и прокладки и обдуть гнезда свечей сжатым воздухом; снять воздухоочиститель и установить дроссельную заслонку в вертикальное положение; снять крышку маслозаливной горловины; снять крышку радиатора; если уровень охлаждающей жидкости низок, то долить жидкость до требуемого уровня.

Для проверки двигателя следует: установить поршень первого цилиндра в верхнюю мертвую точку и ввернуть в свечное отверстие шланг для подвода сжатого воздуха; подать сжатый воздух в цилиндр и запивать показания прибора; отсоединить шланг для подачи воздуха от 1-го цилиндра и плавно повернуть вал двигателя на 3,142 рад; подключить шланг в следующий по порядку зажигания цилиндр (поршень этого цилиндра должен находиться в верхней мертвой точке) и измерить утечку сжатого воздуха в этом цилиндре.

Аналогичные операции проделываются для остальных цилиндров. Если показания прибора находятся на одном уровне и менее 20%, то герметичность цилиндров удовлетворительная.