Gépjármű Diagnosztika Szabó József Zoltán Főiskolai adjunktus BMF Mechatronika és Autótechnika Intézet
2. Előadás Gépjárművek hagyományos elektromos alkatrészei és ezek diagnosztikája I. Világítás, akkumulátor, generátor, indítómotor
A gépjármű energia háztartása
Áramfogyasztók csoportosítása Állandóan bekapcsolt : Pl. - gyújtás, üzemanyag sziv., befecskendezők elektromágnesei Hosszabb időre bekapcsolt: Pl. rádió, lámpák, helyzetjelző, tompított, klíma Rövid időre sűrűn bekapcsolt: Pl. irányjelzők, féklámpa, ablakemelő, ventillátor Rövid időre ritkán bekapcsolt: Pl. - ködfényszóró,indítómotor, ablaktörlő, stb.
Energia fogyasztók és átlagos teljesítmény igényük
Az egyenáramú áramkör törvényszerűségei
Egyenáramú áramkör az autóban
Hagyományos gépjárművek legfontosabb villamos berendezései Világító és jelző berendezések Akkumulátor Generátor Indítómotor Gyújtás
Világító és jelző berendezések
A helyzetjelzőre, a várakozást jelzőre, a féklámpára, a hátrameneti lámpára és a rendszám-megvilágító lámpára vonatkozó főbb hatósági előírások 1 Magasra helyezett féklámpa 2 Rendszám-megvilágító lámpa 3 Irányjelző lámpa 4 Helyzetjelző lámpa 5 Féklámpa 6 Hátrameneti lámpa 7 Hátsó helyzetjelző ködlámpa Forrás: Bosch
Fényszórók
Forrás: Bosch a PES H1 tompított fényszóró b Litronic-2 tompított fényszóró
Távolsági és tompított fény előállítása H4-es izzóval és paraboloid fényvetővel 1 Tompított fény izzószála 2 Takaróernyő 3 Távolsági fény izzószála 4 Paraboloid fényvető Forrás: Bosch
A H4-es tompított fényszóró izolux görbéi Forrás: Bosch
Reflexiós, gázkisülőlámpás tompított fényszóró, dinamikus magasságállítással Litronic-4 rendszer Forrás: Bosch 1 Záróüveg 2 D2R fényforrás 3 Gyújtóegység a csatlakozóval 4 Elektronikus irányítóegység 5 Léptetőmotor 6 Tengelymagasság érzékelő 7 Csatlakozás a hálózathoz
Távolsági és tompított fény létrehozása gázkisülőlámpával Bosch Bi-Litronic Reflexion rendszer 1 Tompított fény 2 Távolsági fény Forrás: Bosch
Bi-Litronic Projektion rendszer 1 Tompított fény Forrás: Bosch 2 Távolsági fény
A beállítás lehetőségei, eszközei Fényszóró-beállító készülék felépítése Forrás: Műszaki Könyvkiadó 1 Lencse 2 Mérőernyő 3 Magasságállító 4 Vezetősin 5 Beállító távtartók
A beállító készülék telepítésének szabályai - Követelmények a talajjal szemben 1 A mérőberendezés alatti talaj dőlése max. ± 0,5 mm lehet 2 A gépjármű alatti talaj dőlése max. 1 ezrelék lehet Forrás: AJAKSZ Szakkönyvtár - Hibás telepítés, és következményei Forrás: AJAKSZ Szakkönyvtár Oldalirányban, illetve hosszirányban egyenetlen talaj
A készülék és a gépjármű egymáshoz viszonyított helyzete Forrás: AJAKSZ Szakkönyvtár 1 Jelzőfényvetítő magasságállítása 2 Jelzőfényvetítő billentése 3 Optikai rendszer magasságállítása 4 Forgatás a függőleges tengely körül X Vízszintes eltérés a fényszóró tengelyvonalától max. 3 cm Y Függőleges eltérés a fényszóró tengelyvonalától max. 3 cm Z Mérőlencse távolsága a fényszórótól 30 70 cm között
Tompított fényszórók beállítása Hagyományos eljárás elrendezése (egyszerűen falon) Forrás: Műszaki Könyvkiadó 1 Vetített fénysugár töréspontja 2 Vetítőernyő (falfelület) 3 Középponti jelzések a mérőernyőn B Fényszórók tengelyvonala közötti távolság H Fényszóró tengelyvonalának talajtól mért magassága X A fénysugár esése a vetítőernyő távolságában L A tompított fényszóró előírt vetítési távolsága a talajon mérve
Beállítás készülékkel A mérőernyőn látható kép a tompított fényszóró ellenőrzésekor Az országúti fényszórók beállítása Beállítás a hagyományos eljárással Beállítás készülékkel A mérőernyőn látható kép a távolsági fényszóró ellenőrzésekor
A megfelelően beállított fényszórók Forrás: Bosch Forrás: Bosch 1 A fényszóró tengelyének döféspontja a mérőernyőn 2 A mérőernyő
A megfelelően beállított fényszórók a Tompított fény b Távolsági fény Forrás: Bosch
Indító akkumulátorok
Akkumulátor
Akkumulátor felépítése
2.3. Áramerősségek A terhelőáram hatása a tényleges tárolóképességre
A tiltott terület értelmezése az akkumulátort tilos 14,4 V-nál magasabb feszültséggel tölteni
A különböző szabványok szerinti hidegindító áramok értelmezése Forrás: Perion
A hőmérséklet hatása a tényleges tárolóképességre
Gondozásmentes síklemezes Bosch akkumulátorok szerkezete, működése és jellemzői 1 Sarokzászlós sugaras lemezrács 2 Közfal-áthegesztéses cellaösszekötés 3 Polietilén tasakszeparátor 4 A lemezköteg letámaszkodik a cellák aljára 5 Visszagyulladás-gátlós záródugó Forrás: Bosch
Számítógéppel optimalizált különböző kialakítású lemezrácsok Forrás: Perion
Állapotjelző felépítése és működése 1 Rögzítődugó 2 Fényáteresztő műanyag 3 Fekete műanyag kalitka 4 Zöld golyó
Felitatott elektrolitú csavartlemezes akkumulátorok 1 Akkumulátorház 2 Fedél 1 Kerámia visszaégésgátló 2 Akkumulátor fedél 3 Gumi nyomáshatároló szelep 3 Felcsévélt lemezköteg 4 Pozitív lemez 5 Negatív lemez 6 Elektrolittal átitatott többrétegű üvegszövet 7 Cellaösszekötő hidak 8 Biztonsági szelep 9 Kivezetés (főpólus) 10 Durva szövésű üvegszövet összefogó Forrás: Optima University 11 Rögzítőperem
Töltési jelleggörbék a, A töltőáram alakulása 14,4 V-os U jellegű töltés esetén, ha a telep teljesen feltöltött b, a, A töltőáram alakulása 14,4 V-os U jellegű töltés esetén, ha a telep teljesen töltetlen Forrás: Optima University
Akkumulátorok diagnosztikai vizsgálatai Savsűrűség Hidegindító áram Startkapacitás Viselkedés a gépjárműben (együttműködés a generátorral és a villamos hálózattal)
Akkumulátor állapotának, töltöttségének vizsgálata Elektrolit sűrűségének mérése Forrás: Műszaki Könyvkiadó Merülőtestes sűrűségmérő 1 Gumilabda 2 Üvegből készült ház 3 Merülőtest mérőbeosztással 4 Csatlakozó gumicső a felszíváshoz 5 Leolvasás vonala (a felületi feszültség figyelembe vételével)
Abbe-féle refraktométer Forrás: Műszaki Könyvkiadó Optikai, fénytörés elvén működő sűrűségmérő a) A műszer nézeti képe 1 Okulár (szemlencse) 2 Műanyag záróprizma 3 Mérőablak 4, 5 Hűtőfolyadék, elektrolit mintavevő b) Mérőablak 1 Jó 2 Megfelelő 3 Tölteni 4 Elektrolit sűrűsége 5 Hűtővíz fagyáspontja Az elektrolit sűrűsége, az akkumulátor töltöttsége és a nyugalmi cellafeszültség közötti kapcsolat Forrás: Műszaki Könyvkiadó
Ólomakkumulátorok vizsgálatai A motorindítási feladatra készült ólomakkumulátorok kapacitásának, indítóképességének gyártót kötelező típusvizsgálati előírásait szabványok rögzítik, melyek általában 18 C akkumulátor kiinduló hőmérsékletre vonatkoznak. A hazai előírás szerint az indítóképességet az akkumuláor névleges Ah kapacitásérték háromszorosának megfelelő terhelőáram, mellett kell mérni. A vizsgálat során a terhelőáramot közel állandó értéken tartva, o kisütést a névleges feszültség feléig kell folytatni. Az akkumulátor startkapacitás értéke akkor megfelelő, ha a kisütés ideje nagyobb három percnél. A DIN 72311 szerint 18 C hőmérsékleten kell terhelni az akkumulátort az ún. hideg vizsgálati áramerősséggel, melyet az akkumulátorokon feltüntetnek. l rtéke hozzávetőlegesen az Ah kapacitás négyszerese. A terhelés első 30 másodpercében a kapocsfeszültség nem lehet 8,4 V-nál kisebb, és 180 másodperc után pedig 6,0 V értékű lehet minimálisan
Terhelt kapocsfeszültség mérése Forrás: Műszaki Könyvkiadó Akkumulátorvizsgáló készülék a terhelt kapocsfeszültség méréséhez 1 Szénoszlop ellenállás 2 Feszültségosztó 3 Sönt 4 Főkapcsoló és időrelé 5 Akkumulátor 6 Feszültségmérő 7 Feszültségmérő-műszer mérővezetékei 8 Terhelővezetékek 9 Árammérő műszer Terheléses vizsgálat értékei C20 az akkumulátor 20 órás kisütéshez tartozó töltéstároló képessége Forrás: Műszaki Könyvkiadó
Váltakozó áramú gépjármű-generátorok
Körmös pólusú váltakozó áramú generátor
Körmös pólusú generátor 1 Csúszógyűrű-oldali pajzs 2 Egyenirányító 3 Teljesítmény dióda 4 Gerjesztő dióda 5 Szabályzó, kefetartó és szénkefe 6 Állórészvasmag 7 Forgórész 8 Ventilátor 9 Ékszíjtárcsa 10 Meghajtóoldali pajzs
A körmös pólusú generátor mágneses köre
Kiálló pólusú generátor 1 Csúszógyűrű-oldali pajzs 2 Szénkefe 3 Gerjesztőtekercs 4 Generátorház 5 Állórésztekercs 6 Meghajtóoldali pajzs 7 Csapágytömítő gyűrű 8 Ékszíjtárcsa 9 Zsírzószelence 10 Ventilátor 11 Zsírzócső 12 Állórészvasmag 13 Kiálló pólus 14 Csúszógyűrű burkolat 15 Csúszógyűrű 16 Teljesítmény dióda 17 Hűtőtest 18 Zavarszűrő kondenzátor 19 Dugaszoló aljzat
A kiálló pólusú generátor mágneses köre
Generátorok jelleggörbéi és jellemző adatai A N1 típusú Bosch generátor I = f(n) és P = f(n) jelleggörbéje és jellemzői n 0 minimális fordulatszám (ennél a fordulatszámnál éri el a generátor névleges feszültségét) n L a motor alapjárati fordulatszám-tartományához tartozó generátor fordulatszám-tartomány n 2/3 ennél a fordulatszámnál éri el a generátor a névleges árama kétharmadát n N névleges áramhoz tartozó fordulatszám n max maximális fordulatszám (mechanikai határadat) I L n L -hez tartozó áram 2/3 I N - a névleges áram kétharmada I N a generátor, névleges árama I max n max -hoz tartozó árama Forrás: Bosch
Bosch járműgenerátorok adatmegadása Forrás: Bosch
Generátorok diagnosztikai vizsgálatai Töltő feszültség Töltő áramerősség Diódák műszaki állapota, működése Viselkedés a gépjárműben (együttműködés a generátorral és a villamos hálózattal)
Indító motorok
Belsőégésű motorok indítási feltételei, beindulási fordulat-szám, indítási határhőmérséklet, indítási nyomatékszükséglet és a motorindítás folyamata Beindulási fordulatszámok: Forrás: Bosch
Indítási határhőmérséklet a Adott feltételek mellett, az indítómotorral létrehozható fordulatszám, a hőmérséklet függvényében b Beindulási fordulatszám a hőmérséklet függvényében Forrás: Bosch
Indítási nyomatékszükséglet M S Adott feltételek mellett az indítómotor nyomatéka M M A motor átforgatásához szükséges átlagnyomaték Forrás: Bosch
A motorindítás folyamata 1 A motor átlagnyomatéka elméletben 2 Az indítómotor forgatónyomatéka 3 A motor elméleti átlagnyomatéka és az indítómotor nyomatéka együtt 4 A valós össz-forgatónyomaték a szabálytalan égés következtében A Szabálytalan égés B A motor szabályos működése C Az indítózás vége, a motor önálló működése Forrás: Bosch
Állandó mágneses indítómotorok belső kapcsolása 1 Behúzó- és kapcsolómágnes H Tartótekercs E Behúzótekercs 2 Állandó mágnes 3 Forgórész Forrás: Bosch
Állandó mágneses indítómotorok Felépítése és működése 1 Meghajtó fogaskerék 2 Fogaskoszorú 3 Görgős szabadonfutó 4 Kapcsolókar 5 Állandó mágnes 6 Forgórész 7 Kommutátor és a bronzkefe 8 Behúzó- és kapcsolómágnes 9 Indítógomb (gyújtáskapcsoló) 10 Akkumulátor Forrás: Bosch
Soros gerjesztésű, belsőáttételes, kapcsolókaros indítómotor szerkezeti felépítése és működés 1 Meghajtó fogaskerék 2 Fogaskoszorú 3 Görgős szabadonfutó 4 Kapcsolókar 5 Bolygómű 6 Pólusvas 7 Gerjesztőtekercs 8 Forgórész 9 Kommutátor és a bronzkefe 10 Behúzó- és kapcsolómágnes 11 Indítógomb (gyújtáskapcsoló) 12 Akkumulátor Forrás: Bosch
Állandó mágneses, belső áttételes indítómotor 1 Meghajtó fogaskerék 2 Fogaskoszorú 3 Görgős szabadonfutó 4 Kapcsolókar 5 Bolygómű 7 Forgórész 8 Kommutátor és a bronzkefe 9 Behúzó- és kapcsolómágnes 10 Indítógomb (gyújtáskapcsoló) 11 Akkumulátor Forrás: Bosch
Indítómotorok jellemző adatai Forrás: Bosch
Indítómotor vizsgálata, meghibásodásai, javítása Beépített indítómotor vizsgálata Forrás: Műszaki Könyvkiadó 1 Indítómotor 2 Akkumulátor 3 Test (karosszéria) 4 Testkábel 5 Áramtalanító főkapcsoló 6 Árammérő (sönt vagy árammérő fogó) az indítókábelnél 7 Feszültségmérés az akkun 8 Feszültségmérés az indítókábelen 9 Feszültségmérés a testkábelen
Forgórész hibái, ellenőrzése és javítása Forrás: Műszaki Könyvkiadó Forrás: Műszaki Könyvkiadó 1 Kommutátor 2 Forgórésztekercs 3 Vasmag 4 A fogaskerék ütköztető tárcsája 5 Ütközőrugó 6 Kapcsolótárcsa 7 A fogaskerék ütközőgyűrűje 8 A forgórész tengelyének támasztógyűrűje 9 Alátét a forgórész tengelyirányú mozgásának beállítására A kommutátor ütésének mérése
Állórész hibái, ellenőrzése és javítása Forrás: Műszaki Könyvkiadó a) Kefetartó szigetelésvizsgálata b) Bronzkefe szakadásvizsgálata Forrás: Műszaki Könyvkiadó Zsugorbronz csapágypersely behúzása a csapágyfuratba
A javított indítómotor próbapadi vizsgálata Forrás: Műszaki Könyvkiadó Indítómotor felszerelése a próbapadra a) Szorítókengyellel b) Csavarkötéssel
Indítómotorok jelleggörbéje Forrás: Bosch
Az indítórendszer komplex diagnosztikai vizsgálata A gépjárműmotor indítórendszere annak működtetése közben több jellemző együttes mérésével vizsgálandó. Akadályozzuk meg a motor beindulását. Otto-motornál például a tápszivattyú relé eltávolításával, központi ún. karosszéria elektronikával szerelt gépjárműnél a vonatkozó biztosíték eltávolításával (semmi esetre se a szüntessük meg a gyújtást!); EDC dízelmotornál a gyártó előírása szei int járjunk el. Mérendő paraméterek (melyeket diagnosztikai padok az áramellátó- és indítórendszer vizsgálati menüpontban felkínálnak): I. az akkumulátor kapocsfeszültsége, 2. az indítómotor áramfelvétele, 3. az indítási fordulatszám, 4. feszültségesés az akkumulátor pozitív pólusa és a motortest között, 5. feszültségesés a motortest és az akkumulátor negatív pólusa között, 6. feszültség a gyújtótekercs(ek) 15-ös pontján.
Az idítórendszer komplex vizsgálata Az indítómotor áramfelvételét egyrészről a belső égésű motor forgatási ellenállása határozza meg. A forgatási ellenállásra befolyással van a motor mechanikai ellenállása, a motorhőmérséklet (kenőanyag és hűtőközeg), a fojtószelephelyzet, (esetleg a gyújtógyertyák vagy porlasztók ki- vagy beszerelt helyzete), a motor tényleges kompresszió-végnyomása stb. Az áramfelvételt másrészről az indítómotor műszaki állapota befolyásolja, tehát az akkumulátor terhelése igen sok tényező együttes alakulásától függ. Az akkumulátor kapocsfeszültségéflek 20+5 C hőmérsékleten, 10 másodpercig ndítómotor működtetés után nem szabad 12 V-os rendszerben 9,5 V alá esnie. Kifogástalan állapotban 4 7 másodperc indítózás után állandósul a kapocsfeszültség 10,2 V érték felett, ekkor a vizsgálat befejezhető. Az áramfelvétel személygépkocsi 2 liter lökettérfogatú Ottomotorjánál 90 130 A, a fordulatszám 280 350 min 1 között várható.