Oszcilloszkóp: azoknak, akiket mélyebben érdekel

Honlapunk által érintett, villamossággal, elektronikával kapcsolatban álló legtöbb téma kapcsán be-becsempésztünk egy-egy oszcilloszkóp ábrát, némi leírással. Ezek viszonylag egyszerűen áttekinthető, szemléletes diagramok.
Az elektronika iránt kevésbé érdeklődő idelátogatót nem szerettük volna terhelni az oszcilloszkóp nyújtotta további lehetőségek boncolgatásával. Záró oldalunkon mégis kicsit mélyebben érintenénk ezt a témát, remélve, hogy néhány olvasónknak pár perces érdekes olvasmányul szolgálhat.


Egy-egy érdekesebb diagnosztikai feladat során gyakran merülnek fel bennünk olyan méréstechnikai igények, amiket a kereskedelemben kapható eszközök nem igazán tudnak kielégíteni, vagy a fejlesztők nem gondoltak bele néhány lehetséges alkalmazási lehetőségbe. Ilyen esetekben gyakran mi magunk állunk neki, hogy megfelelő mérő-, szimuláló-, esetleg adatfeldolgozó eszközöket építsünk.
Előző oldalainkon írtunk már a kipufogógáz nyomásérzékelésén alapuló diagnosztikáról. Fontos, hogy az oszcilloszkópra ne csupán úgy tekintsünk, mint villamos jeleket időben megjelenítő eszközre, lássuk benne azt a lehetőséget is, hogy alkalmas átalakítóval más fizikai jellemző időbeni változását is meg tudjuk jeleníteni. És ilyen fizikai jellemzőből igen sokkal találkozunk egy motorban: nyomás, hőmérséklet, erő, fordulatszám, stb...

Egyik legutóbbi fejlesztési irányvonalunk a járásegyenlőtlenség mérésének egyszerűsítése. (Tulajdonképpen a főtengely-szögsebesség változásának a mértéke a járásegyenlőtlenség.) A számítógép korában ennek a jellemzőnek a mérése néha egyszerűbb, mint gondolnánk.

Adott a fordulat-jeladó jele. Mivel ez egy igen nagy információsűrűségű jel, kézenfekvő lenne az a lehetőség, hogy ennek segítségével szűrjük ki a betegeskedő hengert. Nézzünk rá egy fordulat-jeladóról felvett szkóprészletre:



Láthatjuk, hogy a jel burkológörbéje mennyire szabálytalan, de sosem szabad alábecsülni a mérést befolyásoló külső tényezőket! Ha csak minimálisan excentrikus a jeladó tárcsája, pontosan a képen látható módon változhat az amplitúdó is.

A feladatunk tehát az volt, hogy kizárólag a jelek időbeni sűrűségéből (azaz: a hullámok egyenkénti periódusidejéből) jelenítsük meg, mikor forog gyorsabban, ill. lassabban a főtengely. Ehhez nem kell más, csak a főtengely fordulatszámjele, egy olyan oszcilloszkóp, amely képes numerikus formátumban kiadni a mért értékeket (esetünkben 50ms jelet 7800 db mintavétellel vettünk fel), ill. egy egyszerű táblázatkezelő.

Az alábbi képen több programot láthatunk egyszerre futni. 1-es számmal jelöltük az oszcilloszkóp által felvett fordulatjelet, a 2-es szám a táblázatkezelő programra mutat, ami numerikus formában oszlopba rögzíti a szkóp által felvett adatcsoportot. Ez az adatcsoport átfut egy pár matematikai rendező műveleten, hogy végül a 3-as számú ábrát tudjuk megjeleníteni.



Ezután már csupán a fölösleges elemek szűrése maradt, legvégül megkapjuk a vizsgált motor mikroszekundumos pontosságú járásegyenlőtlenség diagramját:



Ez a példa csak egy a sok olyan lehetőség közül, amik egy - vagy több - sokcsatornás oszcilloszkóp megléte esetén megkönnyíthetik a diagnosztika lefolyását. Persze fontos, hogy a készülékek működésével teljesen tisztában legyünk, és nyitottak legyünk más szemléletű méréstechnikai alkalmazásokra.




Következő példánkban hasonló cél vezet bennünket, de eltérő megoldást alkalmazunk. A feladat az, hogy a motor remegés mértékét mérni, megjeleníteni tudjuk.

A Ford Focus esetleírásakor még ezt írtuk:

"Legnagyobb baj, hogy szervizkörülmények között a motorremegés, rázkódás mértéke egzakt módon - ismereteink szerint - nem mérhető."

Ezen a helyzeten kívántunk változtatni: olyan megoldás kell, ami megfizethető elemekből építkezik (jobb esetben már rendelkezésre is áll), egzakt, pontos, rögzíthető, bármikor megismételhető.

Azt tudnunk kell: rezgésmentes működésű dugattyús motor nincs. A rezgés, rázkódás mértéke viszont nagyon eltérő lehet két motor között. A motor hengerszámának van kiemelt jelentősége, 6-nál kevesebb henger esetén gyakori a kiegyenlítő tengelyek alkalmazása. A motor rugalmas ágyazása, a motorfelfüggesztés is lényeges.
A rugalmas ágyazású gépjárműmotorokban a rendszer saját frekvenciája a motor alapjárati fordulatszáma alatt van. Hibátlanul üzemelő motor esetén a legnagyobb rezgés a legalacsonyabb (alapjárati) fordulatszám környékén jelentkezik. A rezgés alapvetően a főtengely körüli billegésből és a dugattyú mozgásának megfelelő irányú rázásból adódik.
(Soros motor esetén ez általában közel függőleges.)

Hogy két, egymástól merőben eltérő építésű motor rázkódása teljesen eltérő lehet, ez könnyen belátható.
A probléma rendszerint akkor kerül előtérbe, amikor két, teljesen azonos építésű és állapotú motort összehasonlítva az egyik jóval nagyobb rázkódást produkál.

Mivel a mechanikai rezgések tulajdonképpen ismétlődő pozitív-, ill. negatív irányú gyorsulásokként értelmezhetőek, egy gyorsulásmérő szenzort fogunk igénybe venni a feladat megoldására. Ezeknek az eszközöknek széles felhasználási körük van, és az internetes katalógusokban biztosan találunk olyat, ami megfelelő érzékenységű és pontosságú. Jelen esetben egy "két tengelyű" szenzor jelét jelenítjük meg. (A gyorsulásérzékelő ebben az esetben a motoron helyezkedik el. Mivel érzékenysége 0,001g, a legkisebb remegés is megjeleníthető. A mintavétel 10ms-os, ami ugyancsak bőven megfelel az elvárásainknak.) Az alábbi képen azt az esetet láthatjuk, amikor egy viszonylag simán járó, mechanikusan és motorvezérlés szempontjából is hibátlan, kiegyenlítő tengely/ek nélküli négyhengeres Otto motor rezgését vettük fel.



A következő ábrát pedig akkor rögzítettük, amikor ugyanennek a motornak egy hengerében nem volt égés, megszüntettük a befecskendezést. Nagyon világosan kivehető a különbség.



Amit ismételten meg kell jegyezzünk, az az, hogy - amint a felső, hibátlan állapotot tükröző ábra is mutatja - remegés nélkül járó belső égésű motor nincs. Még ha a rezgéseket a kocsiszekrényben ülve nem is érezzük feltétlenül, az alkalmas műszerrel kimutatható, és rögzíthető.





BmS Motordiagnosztika - Befecskendezős Motorok Szervize
www.injektor.hu
2030 Érd, Rózsa u. 5.
Tel.: 06-30-598-8006
NYITVATARTÁS:
Hétfőtől péntekig: 8-16 óráig.
ÜGYFÉLFOGADÁS KIZÁRÓLAG ELŐZETES IDŐPONTEGYEZTETÉS ALAPJÁN!

_ _ _ _ _