Нестандартные методы диагностики и измерений при проведении автотехнической экспертизы.

Нестандартные методы, позволяющие без значительных затрат сил и времени определить в процессе диагностики или экспертизы наличие неисправностей в проверяемом узле, зачастую не используются даже опытными специалистами. В основе нестандартных способов заложены знания, опыт, наблюдательность и умение видеть то, на что другие не обращают внимания. При всем этом нестандартные методы не всегда подразумевают использование дорогого оборудования и приборов, бывает достаточно простой хитрости: например можно поднести руку к выхлопной трубе, чтобы определить наличие пропусков воспламенения; при этом нестандартные методы не принесут ощутимой пользы без знаний и умения пользоваться стандартными способами, умением комбинировать разные методы в зависимости от поставленной задачи.

        Начнем с возможности нестандартного применения цифрового мультиметра, или как еще его называют - АВОМетра (Ампер Вольт Ом Метр).

Рассмотрим такой пример: сканер показал неисправность клапана вентиляции топливного бака. Классические действия диагноста: проверка сопротивления клапана, наличия на нем питания и активация клапана со сканера. Но - сопротивление клапана в норме, питание есть, а активация со сканера - не проходит. Возможно, что в цепи проводки имеется обрыв. Можно начать с разборки салона, чтобы добраться до блока управления, по принципиальной схеме найти на разъёме нужный пин и мультиметром прозвонить цепь между ЭБУ и клапаном. Но можно вспомнить, что в большинстве выходных транзисторов встроен защитный диод, который может помочь нам прозвонить проводку от разъёма клапана до блока управления, не добираясь до разъёма самого блока управления.

 Для этого выключаем зажигание, выбираем в мультиметре режим «проверка диодов». Обязательно красный щуп мультиметра подключаем к массе машины, а черный щуп - к одному из выводов разъёма клапана. Если мультиметр показал нам практически нулевое напряжение - скорее всего мы подключились к питающему пину разъёма клапана; если мы видим на дисплее напряжение примерно 550 мВ - проводка до блока управления у нас целая, выходной транзистор исправен. Если  мультиметр не отображает цифровых значений, а показывает знак «превышение» -  с большой вероятностью имеется обрыв в проводке.

Сам транзистор мы «прозвонить» конечно не можем; но обычно в транзистор, работающий в ключевом режиме, часто встраивают защищающий от индуктивных выбросов диод, и при неисправности из строя выходят оба. Диод подключен относительно транзистора с обратной полярностью, поэтому мы для проверки щупы мультиметра подключаем также с обратной полярностью. При правильном подключении щупов через диод пойдет слабый ток, и на индикаторе мультиметра мы увидим величину напряжения его прямого перехода, которое и будет подтверждением исправности проводки.

Мультиметр в режиме «проверка диодов» через встроенный резистор подаёт на свои щупы напряжение, равное примерно 1,5 В, но сам в этом режиме не может отображать напряжение больше 999 мВ - поэтому на индикаторе будет знак «превышение». Если замкнуть щупы между собой - индикатор покажет около 0 мВ, так как мы «закоротили» проверочное напряжение; примерно то же самое происходит, если мы подключаем черный щуп мультиметра на питающий провод разъёма клапана и через маленькое сопротивление других соленоидов фактически замыкаем щупы между собой.

 Пример: один мультиметр включен в режим «проверка диодов», а другой - в режим измерения напряжения и оба подключены к магазину сопротивления (к переменному резистору). Уменьшая сопротивление резистора и тем самым уменьшая напряжение, выдаваемое мультимером, индикатор будет отображать цифровые значения при напряжении ниже 1 В, поэтому мультиметр также можно использовать как источник безопасного  напряжения с индикацией от 0 до 999 мВ для имитации работы некоторых датчиков.

Возьмём другой пример: сканер показал неисправность датчика детонации. В ремонтных мануалах обычно приводится одна проверка - усилие затяжки датчика; но это вовсе не означает, что других неисправностей с этим датчиком не бывает...Как проверить этот датчик мультиметром? Данный датчик имеет очень большое внутреннее сопротивление, которое в режиме "Омметр" не измерить. Некоторые производители встраивают в датчик детонации резистор для его проверки по сопротивлению (примерно 50 - 100 кОм), но как «прозвонить» датчик, в котором нет проверочного резистора? Оказывается это возможно, если вспомнить, что пьезоэлемент в датчике детонации - это тот же конденсатор, у которого можно измерить его емкость мультиметром, имеющим соответствующий режим измерения.

К тому же - в технических данных для датчика детонации приводится конкретное значение его емкости, которое должно составлять примерно 900 - 1300 пФ. При измерении емкости датчика от разъёма блока управления надо учитывать, что длинные провода к датчику могут добавлять собственную емкость к емкости датчика.

Также датчик детонации можно проверить простым мультиметром, измеряя его выходное напряжение при постукивании по датчику, но такой метод весьма неточен из-за отличия времени удара по датчку от времени измерения мультиметра. При каждом воздействии мы будем получать разную величину измеренного напряжения, даже ударяя по датчику с одинаковым усилием; плюс иногда датчик детонации устанавливается на блоке цилиндров в труднодоступном месте, и постучать по нему не всегда представляется возможным.

Качественные мультиметры имеют много дополнительных режимов измерения, набор которых в основном определяются назначением мультиметра. Профессиональный мультиметр может зафиксировать и по отдельности отобразить «максимальный уровень» (MAX) и «минимальный уровень» (MIN) измеренного напряжения. Это очень удобная функция, когда уровень напряжения постоянно меняется, а отследить на индикаторе изменение числовых значений весьма непросто. В мультиметрах средней ценовой категории имеется немного «урезанная функция», которая может фиксировать лишь «максимальное напряжение» (MAX HOLD).

Она нам может быть полезна во многих случаях -  например возможно без помощника проверить, подаётся ли напряжение на лампочки стоп-сигналов. Включив на мультиметре данный режим, мы можем отойти, чтобы нажать на педаль тормоза; мультиметр измерит и "запомнит" максимальное напряжение, которое появлялось в измеряемой точке цепи в наше отсутствие.

К сожалению в мультиметрах общего назначения нет функции фиксации «минимального напряжения» (MIN HOLD), которая нам тоже весьма пригодилась бы. Хотя...если подумать, то мы сего-то можем "обмануть" мультиметр и заставить его запомнить минимальное напряжение; для этого всего-то нужно поменять местами щупы при измерении напряжения.

Красный щуп мы подключаем к минусовому проводу, а черный - к плюсовому. Мультиметр будет нам показывать отрицательное напряжение...но мы-то знаем, что это не так. Единственное неудобство - наша функция фиксации минимального напряжения «потеряет» запомненное значение и отобразит 0 В при отсоединении щупов мультиметра, ведь он по прежнему запоминает максимальное напряжение, а 0 В всегда больше любого отрицательного напряжения. Теперь мы можем зафиксировать факт просадки напряжения при проверке целостности проводки, не наблюдая постоянно за индикатором, боясь пропустить нужный момент или измерить и зафиксировать просадку напряжения при запуске двигателя, что весьма актуально при жалобах на плохой пуск. Так как время запуска двигателя может быть соизмеримо секунде, то желательно отключить автопереключение диапазона напряжения в мультиметрах с автоматическим режимом измерения.

Практически все мультиметры позволяют измерять «переменное» и «постоянное» напряжение, но недорогие мультиметры могут некорректно отображать «постоянное» напряжение в режиме «переменного» из-за сильно упрощённой внутренней схемотехники; к тому же они имеют весьма неудобное переключение между «постоянным» и «переменным» режимами.

А зачем нам вообще измерять «переменное» напряжение, если «классического» переменного напряжения в машинах практически нет? Мультиметр в режиме измерения «переменного» напряжения показывает и «пульсирующее» напряжение неизменяющейся полярности, которое в современных машинах присутствует почти повсеместно.

Как без осциллографа определить - какое у нас напряжение: «постоянное», «пульсирующее» или к примеру «ШИМ» сигнал (Широтно Импульсная Модуляция)? Подключив мультиметр, мы можем это узнать по величине напряжения для «переменного» и «постоянного» режимов измерения. Конечно мы точно не определим - какая имеется величина ШИМ сигнала в %; для этого надо подключать осциллограф или мультиметр с функцией измерения частоты и скважности сигнала.

Получается, что мы можем использовать мультиметр как индикатор, отображающий сигнал в абстрактных единицах.

Также мультиметр в «постоянном» и «переменном» режимах может измерять не только напряжение, но и ток. О диагностике по току многие слышали, но используют такие методы в своей работе лищь малая часть диагностов...и в основном из-за высокой стоимости токовых датчиков, не всегда подходящих для подключения к осциллографу. Почему именно к осциллографу? Для создания какого-либо диагностического метода необходимо сначала изучить принципы работы системы; осциллограф как универсальный прибор лучше всего подходит для этих задач. Это уже потом методику можно упростить и использовать для диагностики более дешевые приборы; используя мультиметр как индикатор, достоверность проверок у нас будет ниже, но этого бывает достаточно, чтобы быстро определить наличие неисправности в проверяемом узле.

Диагностировать ток  методом размыкания цепи с помощью мультиметра хоть и можно, но очень неудобно. Для того, чтобы подключиться и измерить ток - необходимо разъединить цепь штатной проводки  (разрезать провод), а такие действия могут быть оправданными только в исключительных случаях и с обязательным последующим качественным соединением и изоляцией разрезанного места, в противном случае после нашей диагностики мы оставим будущие неисправности, которые не так легко будет найти.

Единственное место, куда проще всего подключиться для измерения тока - гнездо штатного предохранителя. Для этого берём сгоревший предохранитель и припаиваем к его ножкам провода соответствующего сечения, и эти провода подключаем к мультиметру для измерения тока. В данную схему желательно ещё встроить «страховочный предохранитель», если мы не хотим, чтобы сгорел предохранитель в мультиметре в случае превышения тока или короткого замыкания.

Теперь можно легко измерить например ток бензонасоса. Вы спросите: А что нам это даст? Давление топлива таким способом достоверно не определить, так как разные бензонасосы имеют разное потребление тока. Относительное давление или забитость топливного фильтра мы определим с очень низкой точностью, но мы и не собираемся этого делать, хотя эти не столь точные данные тоже будут полезны при поиске неисправностей. Мы будем сравнивать разницу между измерением «постоянного» тока и «переменного».

Не следует забывать, что в составе бензонасоса имеется коллекторный двигатель, у него есть щётки, которые истираются и теряют со временем контакт с якорем. Мы, не зная об износе щеток, часто приписываем возникающие неисправности  износу механики насоса, хотя принципиальной разницы в этом нет и неисправный бензонасос все равно нужно менять.

Вы спросите - а откуда у нас возьмётся «переменный» ток, если бензонасос питается постоянным напряжением? Дело в том, что при износе щеток их контакт с ламелями ротора будет неравномерный при вращении. За каждый оборот ротора контакт с щетками будет пропадать и снова появляться, ток бензонасоса станет «пульсирующим» при постоянном напряжении. И чем больше будет "неконтактов" - тем больше будет величина «пульсирующего» тока, а величина «постоянного» тока будет уменьшаться. Бензонасос создаёт давление топлива, и на это тратится определенная мощность, в месте отсутствия контакта вращение ротор будет замедляться, а в месте появления - ускоряться. Это будет создавать увеличенную токовую нагрузку на ламели, имеющие контакт с щетками; зона неконтакта будет увеличиваться, снижая производительность и давление бензонасоса. Если при выключении двигателя ротор бензонасоса остановится в месте отсутствия контакта -насос не включится и двигатель уже не заведётся. В таких случаях иногда помогает постукивание по топливному баку, чтобы от вибрации появился достаточный для начала вращения бензонасоса контакт щеток с ламелями якоря.

Многие могут вспомнить случаи из практики, когда машину привезли на эвакуаторе, но она нормально заводится и прилично работает. Конечно не всегда такие дефекты связаны с щетками бензонасоса, но ведь это несложно проверить! Не надо ничего разбирать - просто подключаем щупы мультиметра вместо предохранителя бензонасоса и заводим двигатель.

Измеряем «постоянный» ток, а затем - его «переменную» составляющую. Если «переменное» значение тока будет примерно 10% от постоянного значения, то щетки бензонасоса вполне исправны. Если «переменный» ток будет составлять примерно 50% от «постоянного» тока или иметь такое же значение - этот бензонасос надо менять.

По току можно определить и механические неисправности: это нарушение механического соединения насоса с электродвигателем.

Забитость приемной сетки и «завоздушивание» бензонасоса.

Не все производители ставят отдельный предохранитель на бензонасос. Таким методом можно проверять исправность не только бензонасоса, но и любого коллекторного двигателя, например вентилятора радиатора системы охлаждения или отопителя. По опыту - щетки коллектора могут работать нормально, а через некоторое время - работать плохо.

Но ток их потребления зачастую превышает максимальный предел измерения мультиметра. Тогда на помощь приходят (хоть и дорогие, но очень полезные в работе!) бесконтактные токовые клещи, способные измерять постоянный ток в больших пределах. Например АРРА-32 или подобные им, измеряющие ток бесконтактно с помощью линейных датчиков Холла.

Токовыми клещами работать намного удобнее, но необходимо знать некоторые особенности их применения: перед измерением тока надо выставить на цифровом индикаторе "ноль" вращением корректировочного резистора или нажатием соответствующей кнопки, если клещи оборудованы системой автоматической установки нуля. Дело в том, что нас всегда окружают электромагнитные поля, которые влияют на чувствительные датчики Холла в токовых клещах. Если выставить "ноль", а затем всего лишь повернуть токовые клещи в сторону - показания индикатора у нас сразу изменятся, поэтому нужно сначала приставить токовые клещи к измеряемому проводу, не заводя измеряемый провод внутрь губок.

Выставить "ноль", а затем, разжав губки, ввести проверяемый провод и считать показания. При этом надо стараться как можно меньше изменять положение токовых клещей, тогда мы получим наиболее точные результаты.

Важным параметром токовых клещей, которые рассчитаны на подключение к мультиметру и не имеют своего цифрового индикатора, является соотношение проходящего тока к выходному напряжению. Эти соотношения стандартные и могут составлять 1 мВ выходного напряжения на 1 Ампер проходящего тока (1 мВ/А). Более чувствительный диапазон в 10 мВ выходного напряжения на 1 А проходящего тока (10 мВ/А). Самые чувствительные датчики, дают 100 мВ на 1 ампер проходящего тока (100 мВ/А). Есть ещё  один параметр, который может ввести в заблуждение при выборе токовых клещей - диапазон измеряемого тока. Одни токовые клещи имеют диапазон измерения от 0 до 40А, а другие токовые клещи - от 0 до 100А. Можно решить, что клещи на 40 А будут лучше и дадут нам более точные значения, чем на 100 А. Ничего подобного - чувствительность обеих датчиков одинаковая (10 мВ/А). А вот максимальное выходное напряжение у клещей на 40А составит от 0 до 400 мВ, а у клещей на 100А - от 0 до 1000 мВ. Для подключения этих датчиков к мультиметру предел выходного напряжения не имеет принципиального значения, а вот для подключения к осциллографу клещи на 100А будут предпочтительнее. Мультиметр, преобразовывая напряжение в цифровую форму, автоматически компенсирует имеющиеся помехи в сигнале и поэтому его максимальная чувствительность обычно выше, чем у осциллографа. Осциллограф, графически отображая напряжение, не компенсирует помехи в сигнале, и поэтому имеет ограничения по чувствительности, хотя при использовании в осциллографе специального дифференциального входа или его программного аналога можно компенсировать помехи, но данную функцию мало кто применяет.

Оригинальным решением стала разработка токового датчика CTi специально для осциллографа. CTi имеет два диапазона чувствительности: 100 мВ/А  (отображает ток от -20 до +50А) и 500 мВ/А (отображает ток от -4 до +10А). Данный датчик получает питание 12 В от АКБ машины и способен давать выходное напряжение сигнала примерно от 0 до 9 В. Главное отличие CTi от стандартных датчиков в том, что его выходное напряжение нулевого тока составляет не 0 вольт как обычно, а около 2,5 вольт, поэтому при измерении отрицательной полярности тока в - 20 А на выходе датчика будет 0,5 В. При измерении положительной полярности тока в 50 А на выходе датчика будет 7,5 В. Для второго, более чувствительного диапазона в 500 мВ/А (-4А…+10А) выходное напряжение датчика будет таким же от 0,5 до 7,5 В. Хотя данная чувствительность является несколько нестандартной, но в осциллографе имеется автоматическая функция пересчета напряжения датчика в амперы; также можно легко поднять чувствительность датчика до 1000 мВ/А, всего лишь изменив способ прокладки проводов к датчику.

Токовый датчик CTi предназначен для визуального отображения формы токового сигнала на экране осциллографа и не предназначен для подключения к мультиметру, поэтому датчик CTi не имеет функции подстройки напряжения нулевого тока.

Это только первые наброски на бумагу методов нестандартной диагностики при проведении диагностики и автотехнических экспертиз. Если у Вас хватило сил дочитать статью и тем более разобраться в вышеописанных методах - Вы наверняка сможете реализовать эти возможности на практике.

Следующая часть статьи из данной серии раскроет еще более изощренные методы борьбы с неисправностями на автомобильном транспорте. Удачи…

Специалист                    Андрей Бежанов (ник на форуме andreika).