Альтернативное руководство к мотор тестеру Мотодок-3

Начнем знакомство с мотор тестером, выпускаемым таганрогской фирмой Quantex Laboratory. Он известен под маркой MotoDoc. На момент написания этого материала актуальной является третья модификация прибора, так называемый MotoDoc III. Рассмотрим состав, методики настройки и работу с мотор тестером. Следует отметить, что данный материал является своего рода альтернативным руководством к прибору.

Общие сведения

Прежде всего, прибор представляет собой классическую схему построения современного мотор тестера: центральный блок с набором измерительных датчиков и кабелей (аппаратная часть) и компьютерная программа (программная часть). Решение с применением компьютера позволяет использовать преимущества большого экрана монитора, интернета и информационных материалов. Прибор можно подключать как к стационарному компьютеру, так и к ноутбуку.

Связь центрального блока с компьютером осуществляется двумя способами:

- кабель связи с компьютером Ethernet;

- беспроводная связь WiFi.

Прибор имеет четыре универсальных канала. Каждый канал снабжен своим собственным АЦП и имеет полосу пропускания 1.5 МГц, частота дискретизации составляет 2.5 МГц при работе всех четырех каналов. Такие параметры мотор тестера – одни из лучших в классе подобных приборов и с большим запасом обеспечивают решение задач, возникающих при диагностике двигателя.

Прибор позволяет измерять электрическое напряжение до ±500 В, ток до ±600 А, высокое напряжение системы зажигания ±25 кВ, давление от ±1 до ±200 Атм. Для обработки сигнала имеется большой набор фильтров, в том числе и медианный фильтр. Широкие возможности настройки синхронизации дают простор для творчества и позволяют проводить множество измерений.

В MotoDoc III реализовано несколько автоматических тестов, в том числе тест неравномерности вращения, известный как альтернативная методика диагностики Андрея Шульгина. Много удобных в использовании инструментов для подробного анализа осциллограмм. Есть возможность создавать набор пользовательских настроек и запоминать его для применения в дальнейшем. Такой набор в программе назван «перспективой».

Прибор гальванически развязан с компьютером и имеет многоуровневую систему защиты от высоковольтных разрядов, замыканий и превышений напряжения. Он не выйдет из строя из-за ошибочных действий пользователя.

Качественные  высоковольтные датчики имеют прочную конструкцию и защищают пользователя от пробоев высоковольтных проводов. Одним словом, мотортестер MotoDoc III создан на основе философии  максимального удобства использования и надежности.

Комплектация прибора и назначение компонентов

Краткие выводы. Мотор-тестер MotoDoc III представляет собой комплекс из центрального блока с набором измерительных кабелей и датчиков и компьютерной программы. Имеет четыре универсальных канала. Связь центрального блока с компьютером осуществляется посредством кабеля Ethernet либо беспроводной связи Wi-Fi. Набор датчиков входящих в комплект мотор тестера позволяет измерить напряжение до ±500 В, высокое напряжение до ±25 кВ, давление до ±200 Атм, ток до ±600 А. Программа содержит набор фильтров и автоматических тестов, обеспечивает удобный анализ осциллограмм и обладает широким выбором средств синхронизации.

Установка программы и настройка сетевого подключения

До начала работы с прибором необходимо установить программу и настроить сетевое подключение. Минимальные системные требования для работы прибора следующие:

- процессор Pentium IV с тактовой частотой 2 ГГц;
- ОЗУ 512 Мбайт;
- Ethernet адаптер 100 BASE-T;
- видео адаптер 1024х768, 256 цветов;
- COM-порт (в случае использования совместно с газоанализатором);
- CD-ROM (для инсталляции программы);
- ОС Windows 2000/XP/Vista/Seven;
- подключение к сети Internet для получения обновлений программного обеспечения.  

Установка программы не представляет собой большой сложности. Для ее выполнения необходимо запустить файл setup.exe с прилагаемого диска либо скачав его с сайта производителя quantexlab.com. Процедура аналогична большинству программ для Windows. Потребуется указать каталог для установки программы, принять лицензионное соглашение, выбрать желаемые компоненты. В нашем случае обязателен выбор Мотодок-3, хотя некоторые компоненты (английский языковой пакет, программы Clients и Suport) устанавливаются по умолчанию. Не забудьте отметить и языковой пакет для русского языка.

После установки программы в операционной системе будет произведено сопоставление файлов с расширением *.md3 с программой Motodoc3.exe. Это означает, что если из файлового менеджера (например, Far, Win Explorer, и т.п.) запустить файл с расширением *.md3, то выполнится программа MotodocIII, которая автоматически загрузит для работы данный файл.

Теперь необходимо настроить сетевое подключение. Сделаем это для кабеля Ethernet на примере системы Windows 7. Для этого нужно:

-  войти в панель управления компьютером и выбрать пункт «Центр управления сетями и общим доступом;

- выделить левой кнопкой мыши «Протокол Интернета версии 4 (ТСР/IPv4)» и нажать «Свойства»;

- в полученном окне поставить метку «Использовать следующий IP-адрес» и вбить значения, показанные на рисунке:

- подтвердить нажатием кнопки ОК.

Все, сетевое подключение настроено, можно подключать прибор и приступать к работе.

Центральный блок

Обратим свое внимание на центральный блок. На одном его торце находятся кнопка включения питания «Power», кнопка «Wi-Fi» для активации этого вида связи и разъем для антенны Wi-Fi, разъем для подключения сетевого кабеля, гнездо для установки кронштейна крепления.

Противоположный торец центрального блока содержит шесть разъемов, предназначенных для подключения питания, синхронизации и измерительных кабелей. Все разъемы имеют цветовую маркировку.

Обратите внимание: для вашего удобства и исключения ошибок подключаемые к прибору кабели помечены тем же цветом, что и разъемы.

Разъем, помеченный красным цветом с символом аккумулятора, служит только для подключения питания прибора. Следует отметить, что «крокодилы» питания одинаковые. Дело в том, что прибор имеет встроенные систему определения полярности напряжения и стабилизатор. Это позволяет работать с аккумуляторами напряжением от 7 до 30 В, от скутера до КамАЗа, не задумываясь о полярности подключения.

Разъем, помеченный черным цветом с символом датчика первого цилиндра, предназначен только для подключения датчика первого цилиндра при использовании синхронизации от высоковольтного провода. Никакие другие кабели и датчики к данному разъему не присоединяются.

Оставшиеся четыре разъема служат для подключения измерительных кабелей и датчиков. Все они универсальные, но у каждого из них есть и своеобразная специализация. В частности, первый (зеленый) и второй (фиолетовый) разъемы, помимо измерения напряжений и токов, служат для измерения давления с помощью датчиков ±1Атм, ±16Атм, ±100Атм и ±200Атм. Третий (желтый) и четвертый (голубой) разъемы, опять-таки, помимо токов и напряжений, позволяют снять осциллограмму высокого напряжения в системе зажигания.

Несколько слов следует сказать о самих разъемах.  Это так называемые быстрые разъемы, подключение кабеля производится вслепую. Чтобы подсоединить кабель к прибору, поднесите его конец к разъему, слегка прижмите и поворачивайте против часовой стрелки. Когда кабель «провалится» в разъем, зафиксируйте его, немного повернув по часовой стрелке. Сначала такая процедура может показаться непривычной, но со временем вы сможете присоединять кабели одним движением, наощупь.

Перед началом работы подсоедините кабели синхронизации, связи с компьютером и питания, затем установите прибор под капотом при помощи кронштейна крепления. Подайте питание на прибор нажатием кнопки «Power» и запустите программу на компьютере.

Краткие выводы. Перед началом работы нужно установить программу и настроить сетевое подключение для связи с центральным блоком, а также (при отсутствии Wi-Fi) соединить прибор с компьютером при помощи сетевого кабеля. Центральный блок имеет шесть разъемов для подключения кабелей, два из которых служат для подачи питания и импульсов синхронизации, а четыре – универсальные. Первый и второй каналы прибора, помимо основных измерений, позволяют снять осциллограммы давления, третий и четвертый – осциллограммы высокого напряжения в системе DIS.

Интерфейс программы

Рассмотрим основные элементы интерфейса программы MotoDoc III. На экране монитора фактически отображается виртуальная модель многоканального осциллографа с характерными атрибутами: полем осциллограмм, кнопками включения/выключения каналов, выбора типа синхронизации и т.д.

Панель каналов

В верхней части окна программы расположена панель каналов. Она позволяет включать или выключать необходимые каналы, устанавливать предел измерения, запускать и останавливать съем осциллограммы.

Первые четыре кнопки служат для включения и выключения каналов. Это делается путем наведения курсора на кнопку и нажатия на левую клавишу мыши. Обратите внимание на то, что каналы помечены тем же цветом, каким и разъемы на центральном блоке. К каждому каналу программы жестко привязан свой разъем центрального блока. Номер канала обозначен в левом верхнем углу кнопки. Внизу отображается вид и предел изменения. При выборе какого-либо вида измерения (давление, ток, напряжение, высокое напряжение) на кнопке включения канала появляется соответствующий этому измерению рисунок.

Рядом с каждой кнопкой включения расположено выпадающее меню данного канала. В меню выбирается вид и предел измерения, устанавливаются фильтры, инверсия, закрытый/открытый вход (только для первого канала) и выполняются другие операции.

Вид измерения «Напряжение». Позволяет снимать осциллограммы напряжений. Имеет несколько пределов и режим закрытого входа.

Вид измерения «Вторичное напряжение». Предназначен для получения осциллограммы напряжения на высоковольтных проводах с помощью емкостного датчика. В параметрах канала можно выбирать режим отображения сигнала – «Парад», «Растр», «Наложение», «Расширенный парад».

Вид измерения «Давление». Позволяет измерять давление в цилиндре, впускном коллекторе и т.д. Предел измерений должен соответствовать типу применяемого датчика. При значительном уходе нуля датчика необходимо перед измерением воспользоваться опцией "Калибровка компрессометра".

Вид измерения «Ток». Токи до ±10 А измеряются классическим методом, путем подключения щупов в разрыв исследуемой цепи. Так измеряют, например, токи форсунок, бензонасоса или катушки зажигания. Для измерения токов ±60 А применяются токовые клещи ОТС. Если же необходимо измерить ток ±100 А и ±600 А, используются токовые клещи АРРА 32. Чаще всего это ток стартера.

Опция «Инверсия» позволяет инвертировать исходный сигнал, не меняя полярность подключения щупов к диагностируемому элементу.

Опция «Фильтр». Используется для фильтрации сигнала от помех системы зажигания или генератора автомобиля. В дополнительном меню указывается частота среза фильтра. В выборе меню имеется медианный фильтр, который позволяет эффективно подавлять импульсные помехи без искажения сигнала.

Опция «Сетка». В поле осциллограмм появляется измерительная сетка, значительно облегчающая и ускоряющая визуальный контроль осциллограммы.

Опция «Активный канал».  При ее выборе канал становится активным. Более подробно об этом будет рассказано в разделе «Анализ осциллограмм».

Третий и четвертый каналы предназначены помимо прочего для расширенной работы с высоким напряжением, в частности, для работы с системами типа DIS. С такими системами применяется кабель DIS 4 или DIS 8, подключаемый одновременно к третьему (желтому) и четвертому (голубому) каналам прибора. Выпадающее меню этих двух каналов содержит режим «25 кВ Сумма», при котором осциллограммы обоих каналов отображаются как единое целое.

Следующие два канала, 5 и 6, не имеют разъемов на центральном блоке и представляют собой виртуальные каналы, осциллограмма которых формируется самой программой. Канал 5  «Частота вращения» позволяет отследить изменение частоты вращения двигателя во времени. Он работает только при выборе синхронизации типа «самописец». Для измерения частоты вращения необходимо установить датчик первого цилиндра на высоковольтный провод и в выпадающем меню указать тип системы зажигания.

Канал 6 «Эталон» дает возможность загрузить эталонную осциллограмму из папки Client, в которой содержатся сохраненные в процессе работы осциллограммы. Сравнение эталонной и реально полученной осциллограмм позволяет делать диагностические заключения.

Кнопка «Пуск». Запуск и остановка съема осциллограммы. Вместо нее для удобства можно пользоваться клавишей «пробел».

Помимо перечисленных кнопок, на панели каналов находятся кнопки с интуитивно понятными функциями, присутствующими в большинстве программ для Windows.
Это кнопки «Открыть» и «Сохранить». Служат для загрузки или сохранения полученной осциллограммы в папку Client. При операции сохранения программа запросит номера необходимых кадров, которые можно ввести вручную, а можно выбрать все кадры либо текущий кадр. Вы можете также сделать и сохранить в файл необходимые комментарии.

Кнопка «Открыть» позволяет, соответственно, загрузить ранее сохраненную осциллограмму.

Кнопка «Опции» открывает окно дополнительных возможностей программы, содержащее несколько закладок:

В закладке "Система" отображается версия программного обеспечения,  устанавливаются языковые настройки. При нажатии на кнопку "Лицензия" появляется Лицензионное соглашение о пользовании ПО прибора. Кнопка «Тест связи» служит для проверки связи компьютера с центральным блоком.

Эта закладка позволяет создавать новые режимы синхронизации и менять их настройки. Созданной настройкой можно в дальнейшем воспользоваться при работе. Более подробно работа с настройками синхронизации будет рассмотрена позже.

Если вы используете в работе какой-либо преобразователь физического параметра в напряжение, вы можете настроить мотор тестер на работу с этим преобразователем. На скриншоте для примера приведена настройка пределов для измерителя массы 25 кг с выходным сигналом не более 1 В. После создания настройки она появляется в выпадающем меню каналов.

Закладка «Цвет» предназначена для настройки цветов отображения элементов интерфейса по желанию пользователя. Вы можете выбрать цвет отображения каналов, цилиндров (при установленной галочке «включить»), линеек, синхроимпульсов и т.д. Щелкнув по цветному прямоугольнику интересующего элемента, вы откроете окно выбора цвета.

В закладке "Настройка тестов" можно вручную задать параметры тестов. "Газоанализ" - настройки для замера состава ОГ.  Здесь задается время измерения состава ОГ и допуск по оборотам, при которых производится измерение.

"Время задержки" - это время, необходимое для доставки пробы газа до измерительной камеры газоанализатора. Зависит от мощности насоса газоанализатора и длины измерительного шланга.

Следующая кнопка панели каналов вызывает окно с пользовательскими настройками, называемыми перспективой. Что такое перспектива? Это набор параметров мотортестера, которыми вам приходится пользоваться чаще всего, и для удобства его можно сохранить. Для создания перспективы сначала задайте параметры мотортестера: включите необходимые каналы, установите вид и предел измерения, требуемый фильтр, линейки, выберите тип синхронизации. Одним словом, настройте мотортестер на какое-либо измерение, например, на измерение давления в цилиндре. Затем нажмите кнопку «Перспектива». Возникнет показанное на рисунке окно. Щелкнув правой кнопкой мыши в поле окна, выберите необходимое действие: сохранить перспективу (можно использовать клавишу Insert), создать папку, удалить (клавиша Delete) и т.д. С созданными папками и перспективами можно работать аналогично файловому менеджеру: добавлять перспективы в папки, переименовывать и удалять их. В дальнейшем отпадает необходимость настраивать программу при каждом новом измерении: достаточно выбрать необходимую перспективу, и настройка произойдет автоматически.

И последний элемент панели каналов – это «Список эталонов». Представляет собой выпадающий список, который содержит последовательность работы цилиндров различных двигателей. Перед началом работы нужно выбрать из списка последовательность диагностируемого двигателя, чаще всего 1-3-4-2. Это необходимо для корректного отображения номеров цилиндров при работе с осциллограммами высокого напряжения, а также для выполнения автоматических тестов. Наиболее распространенные последовательности работы цилиндров в списке выделены жирным шрифтом.

Краткие выводы. Панель каналов – главная панель программы, работа начинается именно с нее. Основная функция панели – включение и выключение каналов, установка вида и предела измерения, последовательности работы цилиндров, а также загрузка и сохранение осциллограмм. Менее часто используются такие функции панели, как настройка программы и работа с перспективами.

Панель режимов

Следующая панель, которую мы рассмотрим, - это панель режимов, расположенная справа от поля осциллограмм. Эта панель предназначена для выбора режима работы прибора, а также для активации дополнительных функций и автоматических тестов. Она имеет несколько закладок. При щелчке левой кнопкой мыши по закладке запускается тот или иной режим либо тест.

Прежде всего, обратим внимание на закладку «Общее», которая находится в панели на первом месте и открывается по умолчанию. Назначение элементов закладки и краткие комментарии к ним изображены на рисунке. Все элементы можно выделить в три группы:

- «Экран». Отображение номеров кадров осциллограммы и очистка кадров;

- «Захват кадров». Управление записью кадров в ОЗУ компьютера;

- «Синхронизация». Выбор типа синхронизации и управление параметрами синхронизации по каналу.

Первые два пункта не вызывают сложностей. Но режимы синхронизации, ее настройка и использование требуют отдельного обстоятельного разговора.

Прибор обладает широкими возможностями в плане использования и настройки синхронизации. Прежде всего, необходимо назвать все типы синхронизации, заложенные в программу.

Внутренняя синхронизация. Важный момент: при выборе этого типа никакие синхроимпульсы в прибор не поступают. Программа заполняет кадр получаемой информацией; после заполнения текущего кадра выполняется переход на следующий кадр таким образом, что потери информации при этом не происходит. Вследствие того, что никакой привязки к работе двигателя нет, при выборе этого типа синхронизации невозможно вычисление частоты вращения двигателя и измерение в градусах поворота коленчатого вала. Параметры внутренней синхронизации в программе заданы жестко и не могут быть изменены пользователем.
Регистратор. Тип синхронизации, очень похожий на первый. Также не требует никаких внешних синхронизирующих импульсов. При сохранении кадров происходит упаковка информации, поэтому возможна долговременная запись сигнала. Этот тип синхронизации очень удобен при поиске спорадических дефектов: к интересующим цепям подключаются измерительные щупы мотортестера, запускается регистратор и производится съем осциллограмм до момента проявления дефекта. После чего съем останавливается и по полученным осциллограммам делается заключение.
Два этих типа синхронизации для простоты понимания можно сравнить с магнитофоном: сначала производится запись как на магнитную ленту, а затем просмотр записанного материала.

Внешняя синхронизация. Под этим термином применительно к прибору MotoDoc III понимается синхронизация от высоковольтного импульса первого цилиндра. Ее параметры, как и внутренней синхронизации, заданы жестко и пользователь не может их изменить. Синхронизирующие импульсы поступают с датчика первого цилиндра, установленного на требуемый высоковольтный провод. Здесь важно понимать, что датчик первого цилиндра можно подключать не только к первому, но и к любому другому цилиндру в зависимости от решаемой задачи. Но при работе, например, с системой зажигания его необходимо устанавливать на провод именно первого цилиндра для корректного отображения осциллограмм и результатов тестов. Как разновидность режима внешней синхронизации можно назвать синхронизацию в системах зажигания DIS. Отличие системы типа DIS от классической системы с механическим распределителем заключается в наличии двух высоковольтных импульсов: так называемые рабочая искра и холостая искра. Чтобы синхронизация происходила корректно, необходимо указать программе о работе именно с системой DIS. Это делается путем установки пропуска одного импульса в настройке синхронизации от датчика первого цилиндра.
Синхронизация по каналу. Этот тип предполагает использование в качестве опорного сигнала любых импульсов, подаваемых на вход универсальных каналов. Примером подобных импульсов могут служить прямоугольные импульсы датчика положения распределительного вала, напряжение на форсунках и вообще любой циклический сигнал, связанный с вращением двигателя.
ДПКВ. Мотортестер MotoDoc III имеет замечательную возможность синхронизироваться с работой мотора, основываясь на сигнале датчика положения коленчатого вала аналогично тому, как это делает ЭБУ двигателя. Для запуска такого типа синхронизации нужно подключить щуп универсального канала к разъему ДПКВ, указать в настройках синхронизации номер канала и формулу задающего диска (чаще всего 60-2). Обязательно включить канал, выбрать тип синхронизации по ДПКВ, запустить съем. В поле осциллограмм появится «картинка» напряжения с датчика, а прибор начнет отсчет кадров. Синхронизация осуществилась, можно выполнять любые измерения.
ВМТ. Разработчиками прибора предоставлена уникальная возможность осуществлять синхронизацию по верхней мертвой точке такта сжатия с использованием датчика давления в цилиндре. Для ее использования нужно установить датчик вместо вывернутой свечи и выбрать тип синхронизации по ВМТ. Программа автоматически вычислит максимум давления и осуществит привязку к нему.
Рассмотрим более подробно настройку режимов синхронизации. Она осуществляется, как уже упоминалось ранее, после нажатия на панели каналов кнопки «Опции» и выбора в открывшемся окне закладки «Режим синхронизации». Эта закладка дает возможность создать настройки режимов синхронизации по усмотрению пользователя. Созданной настройкой можно в дальнейшем воспользоваться при съеме осциллограмм.

Работа с мотортестером MotoDoc III

Для простоты понимания диагностику с помощью мотортестетом MotoDoc III можно разделить на четыре этапа:

1. Выбор необходимых измерительных датчиков и кабелей, подключение их к центральному блоку прибора и к двигателю.
2. Включение соответствующих каналов в программе.
3. Выбор и настройка желаемого типа синхронизации.
4. Запуск измерения и получение осциллограммы исследуемого сигнала.
5. Анализ осциллограммы с применением измерительных инструментов программы.

В дальнейшем каждый из перечисленных пунктов будет рассмотрен подробно.

Подключение измерительных датчиков и кабелей

Чтобы не возникало путаницы в дальнейшем, сразу внесем некоторую ясность. Датчики системы управления двигателем (ДПДЗ, ДМРВ, ДТОЖ и т.д.) будем называть термином «датчик двигателя», а датчики мотортестера (высокого напряжения, давления) – термином «измерительный датчик». Такой подход позволит разделить датчики двигателя и мотортестера и избежать непонимания.

Итак, первый этап любого измерения – подключение кабелей и измерительных датчиков к элементам двигателя. Самое важное измерение, которое приходится делать чаще всего, это измерение высокого напряжения. Напомним, что в настоящее время все системы зажигания можно объединить в четыре группы:

- классическая с механическим распределением энергии;

- система IIA, сходная по конструкции с классической, но без центрального провода;

- система DIS;

- система СОР.

Продолжение следует...

Автор: Пахомов Алексей.

WwW.Motor-Tester.ru