Czy oscyloskop jest przydatnym i potrzebnym narzędziem we współczesnym serwisie samochodowym? Na tak postawione pytanie większość mechaników mających jakieś doświadczenie w diagnozowaniu samochodów odpowiada twierdząco. Natomiast na kolejne pytanie: czy posiadają oscyloskop i używają go – zdecydowana większość odpowiada niestety przecząco. W większości przypadków problemem jest wiedza, a raczej jej brak.

Czym w takim razie jest oscyloskop i do czego służy? Oscyloskop jest narzędziem służącym do pomiarów wielkości elektrycznych, takich jak napięcie, natężenie prądu, częstotliwość oraz innych wielkości elektrycznych i nieelektrycznych dających się przetworzyć na napięcie. Jego główna zaleta to możliwość pomiarów szybkozmiennych i obrazowanie ich w formie graficznej.

Główny problem w posługiwaniu się oscyloskopem polega na tym, że nie wystarczy podłączyć się tak jak testerem do złącza diagnostycznego i odczytać informacje (kody błędów czy parametry pracy). Potrzebujemy podłączyć się bezpośrednio pod sprawdzany komponent (czujnik lub element wykonawczy). Aby tego dokonać musimy wiedzieć, gdzie się znajduje dany komponent, jak wygląda jego złącze i na których pinach jest sygnał. Kolejny problem to konieczność konfiguracji oscyloskopu – musimy dobrać skalę osi amplitudy i osi podstawy czasu, czyli musimy wiedzieć, jaki sygnał będziemy mierzyć.

Na koniec pozostaje nam interpretacja otrzymanego wyniku – musimy umieć określić, czy zmierzony przez nas sygnał jest prawidłowy czy nie. Na szczęście niektórzy producenci sprzętu diagnostycznego dostrzegli te problemy i obecnie mechanik może zakupić oscyloskop diagnostyczny wyposażony w bazę procedur pomiarowych dla konkretnych podzespołów (skonfigurowany oscyloskop, czy gotowe sygnały wzorcowe). Wystarczy by mechanik dysponujący takim urządzeniem wiedział, jaki komponent chce sprawdzić, a resztę potrzebnych informacji może znaleźć w urządzeniu – dzięki temu zdecydowanie rozszerzył się krąg użytkowników oscyloskopów.

Oscyloskop w warsztacie

Posłużę się przykładem z praktyki warsztatowej, pokazującym przydatność oscyloskopu w serwisie samochodowym. Na diagnozę i do naprawy przyjechał samochód z nierówno pracującym silnikiem – podejrzenie to uszkodzony wtryskiwacz i praca na 3 cylindrach. Po podłączeniu testera diagnostycznego odczytano kod błędu, dotyczący nieprawidłowej pracy wtryskiwacza, a więc sprawa wydała się prosta i oczywista – wtryskiwacz do wymiany. Po podłączeniu oscyloskopu okazało się, że wtryskiwacz nie dostawał właściwego napięcia sterującego, a więc nie miał szans działać.

Posiadając cęgi prądowe, możemy również oszacować stan mechaniczny wtryskiwaczy – jeśli wtryskiwacz będzie się przycinał, to będzie stawiał większy opór, a co za tym idzie będzie pobierał większy prąd. Na ilustracjach 1 i 2 przedstawione zostały prawidłowe prawidłowe przebiegi napięcia sterującego i poboru prądu przez wtryskiwacz elektromechaniczny oraz piezoelektryczny.

Warto przy tym zauważyć, że podłączenie oscyloskopu pod wtryskiwacz zajmuje koło dwóch minut, natomiast wykręcenie wtryskiwacza (pod warunkiem, że się uda bez jego uszkodzenia) i zawiezienie go do sprawdzenia na stole probierczym trwa o wiele dłużej, nie mówiąc już o kosztach.

Tak więc oscyloskop jest to niezastąpione narzędzie służące do weryfikacji informacji uzyskanych za pomocą testera diagnostycznego. Dzięki niemu możemy sprawdzić nie tylko prawidłowość pracy danego podzespołu (czujnika, czy elementu wykonawczego), ale również zweryfikować wiązkę elektryczną.

Wypadanie zapłonu

Dość częstym problemem, z którym spotykają się warsztaty, jest wypadanie zapłonu. Sterownik monitoruje pojawienie się zapłonu w cylindrze jedynie na podstawie chwilowego wzrostu prędkości obrotowej wału korbowego. Warto więc mieć możliwość sprawdzenia, czy faktycznie nastąpił zapłon na danym cylindrze i czy prawidłowo działa czujnik prędkości wału korbowego. Poniżej przykład wykorzystania oscyloskopu do sprawdzenia poprawności działania układu zapłonowego.
Standardowe ustawienia oscyloskopu do pomiaru napięcia wychodzącego z cewki zapłonowej na świecę to oś amplitudy: 20 kV, natomiast oś podstawy czasu to 10 ms. Na wykresie na ilustracji 3 widać prawidłowy przebieg napięcia:

• pierwszy etap to spadek napięcia – jest to czas ładowania cewki,
• na skutek wyłączenia cewki mamy gwałtowny wzrost napięcia w uzwojeniu wtórnym – pik napięcia zapłonu,
• następuje przeskok iskry i zapłon – czas trwania zapłonu,
• na koniec jest oscylacja napięcia – spadek energii niewykorzystanej na zapłon.

Oprócz sprawdzenia cewki zapłonowej warto również sprawdzić prawidłowość wskazań czujnika prędkości wału korbowego. W nowszych samochodach jest to zazwyczaj czujnik Halla, który jest elementem aktywnym, co oznacza, że wymagane jest do niego zasilanie i masa. Czujnik ten generuje cyfrowy sygnał napięciowy w zakresie 0–5 V, napięcie pozostaje stałe, niezależnie od prędkości obrotowej, a zmienia się jedynie częstotliwość sygnału. Na ilustracji 5 przedstawiony został schemat działania czujnika Halla.

Działanie tego czujnika również można sprawdzić za pomocą oscyloskopu. Ilustracja 9. przedstawia prawidłowy przebieg sygnału z czujnika prędkości wału korbowego w zestawieniu z sygnałem z czujnika prędkości obrotowej wałka rozrządu.