Известно, что мощность и экономичность многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания зависят от эффективности работы каждого из его цилиндров. Неисправности в одном из цилиндров часто бывают внешне незаметны, поскольку ДВС чаще всего эксплуатируется на неполных нагрузках, и небольшое снижение мощности и экономичности не сразу удается заметить.

К "незаметным" неисправностям относятся снижение компрессии в одном из цилиндров, ухудшение искрообразования из-за неисправности свечи зажигания или высоковольтной цепи, увеличение зазоров в узле привода клапанов, неравномерное распределение бензиновоздушной смеси по цилиндрам. И если к незначительному снижению мощности двигателя многие автолюбители относятся довольно безразлично, то с ухудшением экономичности мириться сейчас никто не хочет. Своевременное обнаружение неисправности позволяет поддерживать двигатель в хорошем техническом состоянии, поэтому желательно периодически (например, раз на 10 тыс. км пробега) проверять эффективность работы каждого из цилиндров двигателя. Сделать это можно с помощью электронного измерителя мощности (рис. 1.9, 1.10).

На рисунке 1 приведена функциональная схема малогабаритного прибора, позволяющего измерять относительную мощность цилиндров четырехцилиндрового карбюраторного двигателя без нарушения штатной электропроводки автомобиля.

Устройство снабжено также тахометром с двумя пределами измерений: - до 2500 об/мин и до 1000 об/мин, предназначенным для подбора оборотов холостого хода, регулировки карбюратора и проверки зависимости угла опережения зажигания от частоты вращения коленвала (с дополнительным использованием серийного стробоскопа).

Рис. 1 Функциональная схема прибора:

1 - первый согласователь уровня; 2 - одновибратор; 3 - второй согласователь уровня; 4 - тахометр;

5 - счётчик; 6 - дешифратор;

7 - транзисторный ключ.

Относительная мощность, отдаваемая отдельными цилиндрами двигателя внутоеннего сгорания, является обобщенной характеристикой технического состояния проверяемого цилиндра. Поэтому о его работе можно судить по падению частоты вращения коленвала при отключении данного цилиндра. Причем отношение величины падения частоты вращения к частоте вращения коленвала при работе на всех цилиндрах и является характеристикой мощности, отдаваемой проверяемым цилиндром.

После подсоединения прибора к электросети автомобиля и запуска двигателя импульсы с первичной обмотки катушки зажигания через согласователь уровня поступают на одновибратор, который формирует бездребезговый ("чистый") сигнал, поступающий па счетный вход счетчика и на тахометр. Импульсный сигнал с датчика калибровки прибора поступает ла вхид R счетчика, обеспечивая его однозначное состояние соответственно импульсу на свече одного из четырех цилиндров двигателя. Дешифратор определяет состояние счетчика, причем на его выходах сигналы появляются синхронно с высоковольтными импульсами, поступающими на свечи соответствуют*! ч иилиидров.

При замыкании одного из переключателей "Выбор цилиндров" отрицательный перепад напряжения, соответствующий замыканию контактных пластин прерывателя, поступает с дешифратора на транзисторный ключ. Он открывается и подключает анод стабилитрона к общему проводу на весь период формирования искры. Поэтому ЭДС самоиндукции катушки зажигания не превысит напряжения стабилизации стабилитрона для тех импульсов, которые поступают на свечу выбранного цилиндра. Таким образом ограничив ЭДС самоиндукции до 18    24 вольт, устраняют

искрообразование » свече выбранного цилиндра, и он выключается из работы.

Принципиальная схема прибора представлена на рисунке 2. Согласователь уровня выполнен на стабилитронном ограничителе напряжения Rl, С8, VD8 и эмиттер ном повторителе на VT4. Конденсатор С8 обеспечивает интегрирование коротких импульсов. Величины RI и R11 выбраны такими, чтобы обеспечить надежное согласование уровня сигналов микросхем с амплитудой высоковольтных (300 -г- 400 В) и низковольтных (18    24    В)    импульсов,    наводимых    на    первичной обмотке катушки

зажигания. Олновибратор выполнен на элементах 2И-НЕ DD2.1 -4- DD2.3, транзисторе VT5, диоле VD3. конденсаторе С14 и резисторах R13, R16. R18. Устройство устраняет влияние дребезга контактов как при замыкании, так и при размыкании контактных пластин прерывателя.

В исходном состоянии, когда прерыватель разомкнут, на вход первого согла-сователя уровня поступает сигнал величиной около 12 В, и на резисторе R11 будет потенциал логической 1 Поскольку сопротивление R18 меньше 1,6 кОм, на выходе элемента DD2.1 установится уровень логического 0, конденсатор С14 будет разряжен. В момент замыкания прерывателя на эмиттере транзистора VT4 установится потенциал логического 0, конденсатор 014 начнет заряжаться, но одновременно открывается транзистор VT5, который препятствует зарядке С14, и на резисторе R18 устанавливается уровень логической 1 В момент размыкания контакта прерывателя транзистор VT5 закрывается, разрешается зарядка конденсатора С14. Время задержки выбирается больше, чем период переходного процесса, составляющий около 3 -ь 5 мс. Потенциал на резисторе R18 падает до значения порога переключения элемента DD2.1, появление уровня логической 3 на выходе которого приводит к срабатыванию элемента DD2.2, и конденсатор С14 разряжается Диод VD10 предохраняет вход DD2.1 от импульса отинательного напряжения, возникающего при перезарядке С14. Одно-виирагор переходит в исходное состояние и готов к формированию следующего импульса. Второй согласователь 'ровня собран также по схеме стабилитронного ограничителе напряжения на элементах R3, R6, С‘4, VD4, С9. VD9.

Счетчик выполнен на двух D-триггерах, а дешифратор на четырех элементах 2И-НЕ с открытым коллектором, допускающим на нем повышенное напряжение. На транзисторах VT1, VT3 собран транзисторный ключ. Максимально возможное напряжение коллектора VT1 ограничивается цепочкой стабилитронов VD3, VD4, а скорость нарастания напряжения - конденсатором С1.

Питается прибор от стабилизатора напряжения, выполненного на транзисторе VT2 и стабилитроне VD5.

Диод VD1 защищает устройство при подсоединении аккумулятора в обратной полярности.

Светодиод HL1 показывает наличие питающего напряжения.

Дроссель L1 совместно с конденсаторами С2 и СЗ образует фильтр в цепи питания.

Тахометр собран на интегральном одновибраторе.

Настройка

Регулировку и настройку прибора начинают с проверки правильности монтажа. Затем, подключив источник питания к выводам " и "+", проверяют стабилизатор напряжения. Напряжение на эмиттере VT2 должно быть в пределах 5 ± 0,25 В.

Настройку тахометра выполняют по верхним пределам измерений. На вход первого согласователя уровня подают, относительно общего провода, импульсный сигнал частотой 83,3 Гц и амплитудой не менее 12 В от внешнего генератора при положении переключателя "2500 об/мин", и с помощью подстроечного резистора R12 устанавливают стрелку прибора на последнее деление шкалы. Затем переключают предел измерения на 1000 об/мин, подают частоту 33,3 Гц и повторяют настройку с помощью резистора R15. При настройке тахометра можно также использовать частоту сети 50 Гц, подавая сигнал через разделительный трансформатор и диод на вход первого согласователя уровня, что соответствует 1500 об/мин. Тогда второй диапазон настраивают не на 1000 об/мин, а на 1500 об/мин (конечное значение шкалы), переградуировав затем шкалу микроамперметра.

Работа с прибором

Работают с прибором следующим образом. Предварительно прогрев до рабочей температуры и заглушив двигатель, подключают с помощью зажимов “крокодил” провода:    " и "+" - к цепям электропитания автомобиля, "ПР" - к прерывателю, а

"Калибр" - через датчик к высоковольтному проводу первого цилиндра. Тахометр устанавливают на предел "2500 об/мин". Затем проверяют правильность выбора цилиндров кнопочным переключателем SA2 -г SA5. Для этого отсоединяют от свечи второго цилиндра высоковольтный провод, запускают мотор и нажатием клавиши "2" (SA5) отключают второй цилиндр - режим работы двигателя не должен измениться. В противном случае последовательным нажатием кнопок SA2 SА5 находят положение второго цилиндра, а затем аналогичные операции выполняют с третьим и четвертым цилиндрами. (На схеме оцифровка переключателя показана для двигателя автомобиля ВАЗ с порядком работы цилиндров 1-3-4-2).

Теперь можно приступить к измерениям. Запускают двигатель, дают ему поработать около минуты и при помощи ручного привода газа (тяги пускового устройства) выводят на режим 1000 об/мин. Переключают тахометр на диапазон" 1000 об/мин" (что соответствует условным 100 % мощности) и еще раз регулируют число оборотов. Замыканием контактов SA2 -н SA5 поочередно выключают каждый из четырех цилиндров и, считывая показания тахометра (по микроамперметру), получают характеристику относительной мощности в процентах, отдаваемой каждым из

Рис. 2. Принципиальная схема измерителя мощности ДВС.

проверяемых цилиндров. Каждое последующее отключение цилиндра выполняют после включения в работу всех четырех цилиндров и выхода двигателя на исходный режим работы (1000 об/мин). Для достоверности измерения проводят два-три раза. Если относительные мощности, отдаваемые каждым из цилиндров, приблизительно одинаковы, износ двигателя считается равномерным, локальные дефекты отсутствуют. Когда обнаружен цилиндр с малой относительной мощностью, уточняют причину неисправности. Ею может быть дефектная свеча (работоспособность которой, возможно, окончательно еще не утрачена), пробой высоковольтного провода (включая изолирующие резиновые колпачки), дефект крышки распределителя в зоне контакта с проводом данного цилиндра, падение компрессии. С транзисторной системой зажигания провода "ПР" подключают к коммутируемому выводу первичной обмотки катушки зажигания. В режиме тахометра провод "ПР" можно подсоединить к контактам прерывателя.

Детали

В приборе применены микросхемы серии К155. Допускается использование МС других серий, например К131, К158, К531, К555, К133, однако, возможно, потребуется изменить номиналы резисторов R11, R13.

Транзисторы: VT1 должен выдерживать обратное напряжение Uk6o не менее 400 В и коммутировать токи не менее 4 А, поэтому могут быть использованы серии КТ828, КТ812, КТ809; VT2, VT3 средней мощности типов КТ814, КТ816, КТ626 и КТ815, КТ817, КТ608 соответственно; VT4 - любой маломощный кремниевый с Ь21э => 50, например КТ315, КТ301, КТ306, КТ312, КТ3102; VT5 - КТ361, КТ3107, КТ326. Все перечисленные транзисторы - с любым буквенным индексом.

Стабилитроны: VD8, VD9 должны иметь напряжение стабилизации в пределах 2,4 В -т- 4,5 В; VD2 - от 15 В до 30 В, поэтому здесь подойдут марки Д815Ж, Д816А, Д816Б; VD3 и VD4 ограничивают напряжение на коллекторе транзистора VT1 на уровне 300 380 В.

Диоды VD7, VD10 маломощные кремниевые КД503, КД509, КД510, КД521 или КД522 с любым буквенным индексом.

Конденсаторы: С1 должен быть рассчитан на напряжение не ниже 400 В; С2 -любой оксидный на напряжение значением не менее 16 В и ёмкостью не ниже указанной на схеме; СЗ, С4, С8, С10 С13 - KJIC, К10~6в, МБМ и др.; С14 - типа К53-19, К53-16 или КМ-6 близкого номинала; С5, С6 выбираются с наименьшим ТКЕ, например К73-11, К73-17.

Микроамперметр типа М906 со шкалой 0 ^ 100 мкА.

Дроссель намотан на кольце К10x6x3 из феррита 2000НМ и содержит 50 витков провода ПЭВ-2 0,2.

Конструкция

Чтобы лучше защитить прибор от помех, корпус выполняется из металла, например из алюминиевого сплава, и соединяется с общим проводом. В качестве датчика использован зажим типа "крокодил", губки которого сформованы под наружный диаметр высоковольтного провода, идущего к свече зажигания. Зажим крепится на высоковольтном проводе первого цилиндра. Датчиком может также служить любой изолированный многожильный провод, обвитый 5 н- 7 раз вокруг высоковольтного провода первого цилиндра.

Прибор смонтирован на печатной плате (чертёж платы можно посмотреть в журнале "Моделист-конструкрор" № 1 за 1988год), изготовленной из фольгориванного стеклотекстолита толщиной 1,5 -н 2 мм. Её фиксируют через резьбовые стойки винтами крепления микроамперметра к корпусу.