Zastosowanie komputera w badaniach diagnostycznych pojazdów samochodowych.

1. Wstęp.

    Dynamiczny rozwój informatyki i elektroniki w coraz szerszym zakresie zmienia oblicze sektora usług          motoryzacyjnych. Wykorzystanie nowych technologii w warsztatach i stacjach diagnostycznych pozwala na podniesienie jakości oferowanych usług, zwiększenie wydajności pracy, znaczne obniżenie kosztów prowadzenia przedsiębiorstwa. Elektroniczne urządzenia pomiarowe i komputery stały się niezbędnymi narzędziami analizy, regulacji i naprawy nowoczesnych konstrukcji samochodowych.

2. Diagnostyka i naprawa samochodów.

    Diagnostyka i naprawa współczesnych konstrukcji samochodowych w znacznej mierze opiera się na stosowaniu precyzyjnych urządzeń pomiarowych. Coraz częściej też do analizy zbieranych za ich pomocą danych wykorzystywane są programy komputerowe. Odpowiednio wyposażony, nowoczesny zestaw diagnostyczny składa się z czujników podłączonych do komputera i zainstalowanej w nim specjalnej aplikacji, która zbiera dane, analizuje i porównuje je z posiadaną bazą parametrów wzorcowych oraz wyświetla lub drukuje protokół pomiarowy. Tego typu urządzenia diagnostyczne stosowane są już powszechnie do regulacji geometrii i wyważania kół pojazdu oraz analizy układu spalania. Programy komputerowe wykorzystywane są także we wspomaganiu skomplikowanych napraw i procesów technologicznych. Na przykład podczas powypadkowej naprawy nadwozia samochodu konieczne jest dokładne odtworzenie pierwotnego kształtu karoserii i płyty podłogowej. Proces ten wymaga znacznej liczby pomiarów i zestawienia ich z dokumentacją techniczną producenta samochodu. Na tej podstawie specjalizowany program umożliwia szybkie przygotowanie zestawienia kierunków i wartości sił niezbędnych do przywrócenia właściwego kształtu pojazdu. Przykładem wykorzystania komputerów do nadzorowania złożonych procesów technologicznych w przemyśle mogą być automatyczne komory lakiernicze. W tym przypadku rolę operatora komory przejmuje specjalizowany program, który uwzględniając sygnały płynące z rozmaitych czujników temperatury i składu powietrza, kieruje odpowiednie impulsy sterujące do urządzeń wykonawczych.

3.Komputer zamiast klucza.

   Nie tylko szybkość i łatwość dokonywania naprawy lub diagnozy aut powoduje, że nowoczesnym warsztacie nie może zabraknąć komputera. Olbrzymi wzrost udziału elementów elektronicznych w konstrukcjach współczesnych samochodów sprawia, że naprawa nowoczesnego pojazdu staje się niemal niemożliwa bez zastosowania nowoczesnych technologii informatycznych. Obecnie większość pojazdów wykorzystuje do sterowania układem zapłonowym lub systemami bezpieczeństwa elementy mikroprocesorowe. Mikroprocesory sterują nie tylko pracą większości podzespołów, ale rejestrują także wszelkie dane związane z ich zachowaniem i usterkami. Diagnostyka polega wówczas na podłączeniu aparatury komputerowej do takiego układu i odczytaniu zgromadzonych w nim danych, a sama naprawa - coraz częściej - na jego drobnym przeprogramowaniu, nie zaś na mechanicznej regulacji.

4. Elektroniczne katalogi części i danych regulacyjnych.

    Każdy mechanik samochodowy, dokonując przeglądu lub naprawy samochodu, korzysta z udostępnionych przez producenta pojazdu danych fabrycznych, parametrów eksploatacyjnych i regulacyjnych. Dynamiczny rozwój przemysłu motoryzacyjnego oraz związana z nim duża liczba modeli i zmian konstrukcyjnych w kolejnych seriach pojazdów, spowodowały konieczność gromadzenia olbrzymiej ilości informacji technicznych. Obecnie większość katalogów zawierających dane techniczne dystrybuowana jest w postaci cyfrowej i przesyłana do zakładów na CD-ROM-ach. Zawierają one zazwyczaj bazy danych, wyposażone w mechanizmy ułatwiające wyszukiwanie potrzebnych informacji według określonych przez użytkownika kryteriów. W podobny sposób rozpowszechniane są także katalogi części zamiennych. W tym przypadku na nośniku można znaleźć również wyspecjalizowany program, pozwalający na wyświetlenie na ekranie komputera schematycznego rysunku poszczególnych podzespołów, sporządzenie kalkulacji dla klienta i wydrukowanie gotowego zamówienia. W przypadku warsztatów należących do sieci serwisowej poszczególnych producentów możliwe jest również sprawdzenie dostępności podzespołu i wysłanie zamówienia poprzez wewnętrzną sieć informatyczną lub Internet.

5. Komputerowe programy diagnostyczne.

    Elektroniczne nośniki informacji umożliwiają szybki i łatwy dostęp do fabrycznych danych naprawczych lub regulacyjnych oraz praktyczne korzystanie z komputerowego oprogramowania, dzięki któremu standardowy sprzęt typu PC przekształca się w uniwersalny i bardzo poręczny przyrząd diagnostyczny. Przykładem takiego systemu jest program ESI[tronic] firmy Bosch.

    Program ten stanowi bogaty zbiór informacji technicznych i fabrycznych oraz informacji diagnostyczno-naprawczych. Najnowsza wersja tego produktu obejmuje zestaw płyt CD poświęconych poszczególnym działom tematycznym, więc dzięki budowie modułowej nie musi być nabywana w całości, a tylko w zakresie odpowiadającym profilowi działalności danego warsztatu. Program jest zabezpieczony przed nielegalnym kopiowaniem. Daje się natychmiast zainstalować na komputerze o niewygórowanych parametrach: RAM - 32 MB, HD - 4 GB, CD - 8x. Zawartość płyt CD: CD-A - zawiera listę części samochodowych i program prawidłowej identyfikacji pojazdów. Zgromadzone tu dane dotyczą ponad 40 000 pojazdów osobowych i ciężarowych, 5 000 motocykli, 8 000 traktorów i pojazdów specjalnych. CD-B - to zbiór danych na temat standartowych czasów napraw, montażu i demontażu poszczególnych zespołów i podzespołów, który pozwala na szybkie i precyzyjne kosztorysowanie napraw. Do dyspozycji jest tutaj około dwóch milionów norm czasowych dla 6500 modeli samochodów. CD-C - zawiera dane na temat diagnostyki oraz naprawy systemów sterowania silników ZI i ZS, a także układów ABS, ASR, ESP, klimatyzacji, poduszek powietrznych itp. Dane zgromadzone są w dwóch rozdziałach: - SIS - instrukcja poszukiwania usterek - odczytywanie pamięci błędów w sterownikach. Ze względu na obszerność informacji opracowano kilka wariantów tej płyty, np. płyta CD-C1 dotyczy technologii napraw pojazdów z silnikami ZI, CD-C2 technologii napraw pojazdów z silnikami ZS itd. Płyty zawierają schematy elektryczne i ilustracje informujące o rozmieszczeniu podzespołów w pojeździe. Kody błędów podawane są z krótkimi opisami, instrukcja SIS prowadzi krok po kroku do usunięcia usterki i wykasowania błędów z pamięci sterownika. CD-D - dostarcza wszelkich informacji potrzebnych warsztatom naprawiającym pompy wtryskowe firmy Bosch. Katalog (aktualizowany 4 razy w roku) zawiera około 11 milionów pojedynczych pozycji. Wszystkie modele pomp prezentowane są dodatkowo przy pomocy dających się powiększać rysunków złożeniowych, co pozwala precyzyjnie ustalać usytuowanie poszczególnych części w kompletnych zespołach. CD-E - to katalog zespołów elektrycznych Bosch i ich części składowych wraz z rysunkami złożeniowymi, których fragmenty można oglądać w powiększeniu. Zbiór liczy 12 000 zespołów i 300 000 pojedynczych części (aktualizacja 4 razy w roku). CD-M - jest płytą przeznaczoną dla mechaników samochodowych. Zawiera informacje dotyczące częstotliwości i zakresu serwisowych przeglądów oraz harmonogramy obsługi pojazdu Można tutaj znaleźć wzorcowe charakterystyki geometrii zawieszeń, specyfikację opon, a także instrukcje montażu i demontażu pasków zębatych w mechanizmach rozrządu CD-P - zawiera przystępnie opracowane schematy instalacji elektrycznych stosowanych we Wszystkich popularnych pojazdach produkowanych od 1992 roku (100 000 schematów dla 60 marek i 520 modeli). Prezentowane są tu także połączenia elektryczne systemów klimatyzacyjnych i innych nowoczesnych układów zwiększających komfort podróżowania (elektryczne podgrzewanie foteli, specjalne oświetlenie itp.). CD-W - przeznaczona jest dla specjalistycznych zakładów prowadzących diagnostykę i regulację pomp wtryskowych na stanowiskach kontrolnych produkowanych przez firmę Bosch. Zawiera (w zbiorze chronionym kodem) kompletną procedurę badań od prezentacji fabrycznych danych regulacyjnych i kontrolnych do wydruku końcowego protokołu dla około 8000 modeli pomp szeregowych i 14 000 modeli pomp rozdzielaczowych. Załącznikiem do programu jest katalog narzędzi i przyrządów warsztatowych Bosch przeznaczonych do naprawy rozruszników, alternatorów, układów hamulcowych, systemów wtryskowych (ZI i ZS) i układów zapłonowych.

6. Wykorzystanie linii diagnostycznej badaniu zespołów podwozia.

    Urządzenia przeznaczone do badań mechanizmów podwozia mogą być stosowane indywidualnie lub wchodzić w skład zintegrowanych linii diagnostycznych, tworzących zwarte ciągi funkcjonalne i połączonych wspólnym komputerowym systemem informatyczno sterującym. Główne elementów systemów występujące w liniach diagnostycznych w postaci odrębnych modułów odpowiadają podstawowym funkcjom pomiarowo-kontrolnym, dotyczącym konkretnych zespołów podwozi. Do zakresu tych badań należą obecnie m. in. kontrole:

  • skuteczności hamulców,
  • amortyzatorów,
  • stanu połączeń elementów zawieszeń
  • ustawienia kół i osi.

    Komputerowe systemy informatyczne przystosowane do współpracy ze stanowiskami kontroli podwozia i liniami diagnostycznymi mogą korzystać z własnych specjalnych jednostek mikroprocesorowych lub zewnętrznych komputerów klasy PC. Realizują one zwykle następujące funkcje:

  • w przystępnej formie dialogowej instruują użytkownika na temat sposobu i warunków przeprowadzania poszczególnych testów
  • programują przebieg testów w rozmaitych kategoriach i wariantach badań
  • - umożliwiają zdalne sterowanie urządzeń kontrolno-pomiarowych przy pomocy klawiatury, myszy lub ręcznych pilotów
  • zapewniają odczyt wyników na ekranie monitora i ich wydruk w formie protokołów, a także elektroniczną archiwizację dowolnych danych i ich przetwarzanie (np. w celu porównania rzeczywistych wartości mierzonych z wzorcowymi, odpowiednimi dla danego modelu pojazdu);
  • pozwalają na podłączanie do zintegrowanego systemu różnych stanowisk dodatkowych (analizy spalin, testów silnikowych).

    Procedura badań mechanizmów podwozia zależy w szczegółach od konstrukcyjnego rozwiązania linii diagnostycznej i warunków poszczególnych testów opisanych w fabrycznej instrukcji obsługi urządzenia lub w komputerowym programie instruktażowym, a także od konkretnego celu dokonywania badań (dopuszczenie pojazdu do ruchu drogowego, zdiagnozowanie usterki przed naprawą, kontrola i regulacja zespołów naprawionych itp.)

    Pierwszym krokiem jest identyfikacja pojazdu. Jeśli pojazd zgłoszony do badań był już wcześniej kontrolowany, obsługiwany lub naprawiany danym zakładzie, wystarczy otworzyć jego komputerową kartę w kartotece, by uzyskać dostęp do wszystkich potrzebnych informacji wstępnych. W przypadku pierwszej wizyty pojazdu w zakładzie kartę taką należy dopiero założyć, wypełniając przy pomocy klawiatury rubryki gotowym formularzu. Źródłem danych potrzebnych do tego celu jest dowód rejestracyjny pojazdu i przechowywany w pamięci komputera fabryczny zestaw informacji, dodatkowych i wzorcowych danych pomiarowych charakterystycznych dla tego modelu.

    Stosownie do cech zgłoszonego pojazdu i zamawianego przez klienta zakresu badań wybiera się odpowiednią linię diagnostyczną lub rodzaj jej wymiennego oprzyrządowania (np. ilość, wielkość i rozstaw pojedynczych rolkowych testerów hamulcowych, określony rodzaj analizatora spalin, testera sterowników elektronicznych itp.). Gdy linia diagnostyczna jest już gotowa, na ekranie jej monitora wyświetla się plansza identyfikująca pojazd i diagnostę oraz polecenie "Wjechać powoli na linię". Po zakończeniu badań klient otrzymuje barwny wydruk protokołu obejmującego wszystkie wyniki przeprowadzonych pomiarów. Taki sam zestaw zostaje wprowadzony do komputerowej kartoteki pojazdu.

    a) szybka kontrola geometrii - test uślizgu bocznego.

     Uślizg boczny jest to odchylenie linii swobodnego toczenia się koła od wypadkowej toru ruchu całego pojazdu, mierzone w m/km. Wartość uślizgu przekraczająca dopuszczalne normy świadczy o nieprawidłowej zbieżności kół danej osi. Oznacza to konieczność przeprowadzenia dokładnych pomiarów specjalnym oprzyrządowaniem do sprawdzania geometrii kół, następnie dokonania niezbędnych regulacji i napraw. 

    b) test amortyzatorów.

     W celu wykonania badania trwającego zaledwie 60 sekund najeżdża się kołami przedniej osi na środki płyt i włącz odpowiednią funkcję kontrolną na ekranie monitora. Program najpierw mierzy statyczne obciążenia poszczególnych kół, a potem wprawia płyty w drgania symulujące różne prędkości jazdy po nawierzchniach o różnej gładkości. Zależnie od stanu zawieszeń, a szczególnie amortyzatorów, koła w mniejszym lub większym stopniu tracą kontakt z podłożem, podskakując na symulowanych wybojach. Porównanie wartości średniej nacisków z naciskiem statycznym pozwala obliczyć w procentach dynamiczną przyczepność oddzielnie dla każdego koła. Wyniki są natychmiast wyświetlane na ekranie monitora w formie kolorowej planszy graficznej oraz zapisane w pamięci komputera.

    c) kontrola hamulców.

    Najczęściej stosowane są dwa symetryczne układy rolek napędzających ciernie koła jednej osi. W pierwszej fazie odbywa się pomiar oporów toczenia. Na monitorze pojawia się wartość oporów poszczególnych kół mierzona w niutonach, z równoczesnym wskazaniem wielkości odchyleń od stanów dopuszczalnych. W fazie drugiej komputer poleca hamować z siłą powyżej 300N, co pozwala na pomiar owalizacji tarcz lub bębnów hamulcowych. Na monitorze pojawiają się cyfrowe i graficzne wyniki tego pomiaru. W ostatniej fazie testu następuje oddzielnie dla każdego koła pomiar maksymalnej siły hamowania. Jego wyniki są również komunikowane na ekranie wraz z podaniem wielkości odchyłek. Na zakończenie badań komputer wyświetla zbiorczą ocenę stanu układu hamulcowego na osobnych planszach dla hamulca roboczego i postojowego, zawierających wszystkie ujawnione wcześniej wyniki. Komputer jest w stanie opracować oddzielnie dla koła wykresy siły hamowania w funkcji czasu, co pozwala przeanalizować nie tylko ostatecznie uzyskane siły, lecz także istotną dla bezpieczeństwa jazdy płynność procesu hamowania.

   7. Pokładowy system diagnostyczny OBD. On-Board Diagnostic to pokładowy system diagnostyczny, służący do samodiagnozy, wprowadzony dzięki nowoczesnym sterownikom w pojeździe. Informuje on w sposób przejrzysty kierowcę o niesprawności układu oczyszczania spalin lub układu zasilania paliwem.

    Realizowane jest to za pomocą kontrolki umieszczonej zestawie wskaźników pojazdu. W przypadku określonych sygnałów kierowca zobowiązany jest do naprawy pojazdu w serwisie posiadającym właściwe wyposażenie diagnostyczne, umożliwiające lokalizację usterki i jej usunięcie. Kontrolka ma trzy stany pracy: - kontrolka wygaszona - system sprawny - kontrolka świecąca stałym światłem - uszkodzenie emisyjne - kontrolka migająca - uszkodzenie (awaria) systemu. Nowoczesne silniki mają układy i elementy systemu wtryskowo - zapłonowego, które są diagnozowane przez system OBD II. Należą do nich:

  • katalizator - sprawdzenie pod względem funkcjonowania,
  • sonda lambda - ocena pod względem zużycia,
  • sonda lambda - sprawdzanie sygnałów napięciowych,
  • układ odpowietrzania zbiornika paliwa,
  • nieszczelności układu wydechowego,
  • system zasilania paliwem,
  • przerwy w spalaniu (wypadanie zapłonów),
  • sterownik silnika,
  • wszystkie czujniki i elementy wykonawcze, współpracujące ze sterownikiem.                 powrót