Технологии ремонта и обслуживания гибридных автомобилей. Школа Сергея Гордеева. Урок девятый
Сегодня продолжим разговор о диагностических инструментах, без которых ремонт гибридных автомобилей крайне затруднителен или практически невозможен. Прошлое занятие закончили знакомством со стендом для диагностики форсунок. Решили следующее: «Их сейчас выпускается огромное количество. Каждый уважающий себя производитель, занимающийся выпуском автомобильного оборудования, представляет на рынке свою модель стенда. Большого отличия между ними нет. Вся разница заключается в надежности оборудования и в величине создаваемого давления. Если у вас небольшой гаражный сервис, то вам достаточно будет недорогого китайского прибора».
Перейдем к следующему инструменту, без которого ремонт гибридных машин просто невозможен. Называется он мегаомметр (ударение на последнем слоге). По поводу названия этого прибора в Интернете идет много споров. Чаще всего в гаражных мастерских и автосервисах его называют мегометр (с ударением на втором слоге). Причем очень часто такое название можно услышать и от настоящих асов автомобильного мастерства.
И действительно, раньше этот прибор назывался мегомметром. Сейчас, после введения ГОСТ 2.105, называть его мегомметром в разговорной речи можно, а вот в документах (заказ-наряде, заключении технической экспертизы и т. д.) называть его следует только «мегаомметром», так как согласно названному ГОСТу «в документах не допускается применение оборотов разговорной речи, техницизмов и произвольных словообразований».
С названием прибора разобрались, теперь поговорим о его назначении и устройстве. Мегаомметр предназначен для измерения больших значений сопротивлений. Многие механики задают мне вопрос: зачем он нужен, когда у меня есть тестер («цешка», «мультик») и т. д., которые измеряют сопротивление до 2 мОм?
Отвечаю. При ремонте гибридных машин очень часто требуется делать замеры объектов с сопротивлением не в единицы мОм, а в десятки или сотни мОм. Сегодня мы с вами на конкретном примере воспользуемся этим инструментом для поиска очень сложной неисправности. А пока разберемся в устройстве прибора.
В отличие от омметра («цешки»), мегаомметр сам генерирует электрический ток. Причем с достаточно высоким напряжением (до 2500 В). В древних приборах для этого использовался встроенный механический генератор. Чтобы прибор создал необходимое для работы напряжение, приходилось крутить ручку динамомашины. Это было не очень удобно, да и точность измерения от этого сильно плавала. Современные такие приборы полностью электронные. В них для работы используются встроенные источники питания (аккумуляторы или батареи).
Есть еще более продвинутые приборы. Они называются гигаомметры. Их предел измерений значительно выше, чем у мегаомметров. У себя в «Гибрид-сервисе» мы используем гигаомметр китайского производства. Это не очень дорогой прибор, но очень функциональный (фото 1). Чем он особенно хорош? В первую очередь тем, что он автоматически проверяет, нет ли короткого замыкания в проверяемом объекте. Он, постепенно повышая напряжение от 250 до 2500 В, не может сам выйти из строя. Выставить надо только максимальный уровень подаваемого напряжения.
Если вы не знаете номинальное рабочее напряжение проверяемой обмотки или изоляции, то воспользуйтесь ремонтным мануалом, где обязательно указано номинальное напряжение обмотки. Если нет мануала, то начинайте проверку всегда с небольшого напряжения, чтобы исключить повреждение изоляции или прибора. При проверке обмоток с напряжением до 500 В не выставляйте прибор на 1000 или 2500 В! Еще при работе с прибором очень важно, какова влажность изоляции, так как существует вероятность повредить исправную, но влажную изоляцию при проверке прибором. Сопротивление изоляции может изменяться от влажности и температуры.
Для определения степени увлажненности изоляции и ее старения применяется коэффициент абсорбции и поляризации. Он рассчитывается довольно просто: измерение сопротивления производится в течение одной минуты. За это время мы дважды записываем показания прибора: через 15 секунд после начала измерений и через 60 секунд после начала измерений. Затем сравниваем их. При сухой изоляции показания будут отличаться примерно в 2 раза. Если же изоляция влажная, то эти показатели будут приблизительно равны.
Теперь давайте применим эти знания на практике. У нас очень кстати недавно в сервис пришел в ремонт автомобиль Lexus RX400H 2008 года выпуска. История его такова. Прибыл он на эвакуаторе из Башкирии. Неисправность, со слов хозяина, проявляется так: во время движения на приборной панели загораются контрольные лампы неисправности гибридной системы, и автомобиль глохнет.
После скидывания минусовой клеммы вспомогательного аккумулятора автомобиль заводится и какое-то время ездит, потом все повторяется. Причем если раньше это было раз в месяц, то теперь практически ежедневно. Владелец обратился в один из дилерских центров Lexus, где ему сделали диагностику и приговорили к замене инвертор. Стоимость работ в заказ-наряде превысила 340 тыс. руб. У владельца машины закрались сомнения в правильности диагноза, поставленного официалами. И он решил привезти автомобиль к нам.
С чего начинаем работу? Правильно! Сначала подключаем сканер и, переведя автомобиль в сервисный режим, считываем все ошибки и все текущие показания со всех систем. Ошибок много, как по двигателю, так и по АБС и по гибридной системе. Но в данный момент нас интересует только одна: Р0АА6. Эта ошибка расшифровывается как неисправность изоляции высоковольтной системы. Но где искать утечку тока в высоковольтной системе этого автомобиля?
В Лексус-центре посчитали, что проблема находится в инверторе автомобиля, и приговорили его (инвертор) на замену. Но, как мы писали выше, инвертор – это совсем не дешевая деталь автомобиля и нам, прежде чем приобретать такой новый агрегат, следует обязательно убедиться, что виноват именно он. Начнем с того, что считаем сканером подкод неисправности, который поможет нам хоть немного локализовать поиск этой неисправности. Сканер показал, что подкод имеет номер 526.
Обратимся к дилерскому мануалу. Он (мануал) по этому поводу «говорит» нам, что неисправность (нарушение изоляции высоковольтной системы) находится в следующих возможных местах: гибридная трансмиссия; инвертор в сборе; жгут проводов рамы № 3; жгут проводов двигателя № 4; реле «HV» в сборе; жгут проводов кондиционера; компрессор кондиционера; задний электродвигатель (MGR); ответная часть сервисной перемычки; высоковольтная батарея; провода № 1 и № 2 высоковольтной батареи; инвертор усилителя рулевого управления; блок управления высоковольтной батареи. То есть мы видим 13 различных мест, где может быть нарушена изоляция и высокое напряжение уходит на корпус.
Далее идет описание процесса поиска этой неисправности более чем на 80 листах. Если мы будем следовать мануалу, то неисправность в лучшем случае мы найдем через месяц упорной работы. Диагносты официального дилерского центра решили, видимо, особо с этим не заморачиваться и сделали вывод, что неисправен инвертор. Почему именно инвертор? Об этом остается только догадываться…
Мы же, чтобы не распыляться на проверку всех компонентов, что делаем? Правильно! Смотрим по сканеру «замороженные параметры», т. е. те параметры, которые считывались блоком управления гибридной системы во время появления ошибки! И что мы там видим? А то, что температура MG1 в это время была около 186°! О чем это говорит? О том, что либо неисправен температурный датчик мотор-генератора, что бывает крайне редко, либо в обмотке мотор-генератора имеется короткое замыкание, которое и вызывает перегрев агрегата.
Как это проверить? Вот тут нам и понадобится наш гигаомметр! При этом практически никаких трудозатрат не требуется. То есть не надо снимать ни инвертор, ни коробку. Достаточно снять дворники, жабо и крышку инвертора. Далее мы откручиваем от инвертора силовые провода MG1 и MG2 и начинаем проверку. И хотя у нас нет ошибки по MG2, первой прозваниваем обмотку тягового мотор-генератора.
Она работает при больших токах и нагрузках и гораздо чаще выходит из строя. Устанавливаем на приборе диапазон проверки в 250 В (в левом нижнем углу прибора это видно на фото). Начинаем замеры. Через минуту имеем такие показатели (фото 2). Как видим, при подаче напряжения на фазу «W» в 260 В мы имеем сопротивление изоляции обмотки на корпусе более 260 мОм! Это не просто хорошо, а отлично! (Совпадение цифр 260 В и 260 мОм в данном случае простая случайность.) Проверка фаз «V» и «W» дает точно такие же результаты (фото 3).
То есть обмотки MG2 в полной исправности. Переходим к проверке обмоток MG1. Именно в нем мы видели на сканере повышенную температуру. Разъемы силовых проводов находятся чуть глубже, поэтому их не так хорошо видно на фото. Проверяем обмотку фазы «W» и… (фото 4). Как видите, при установленном диапазоне проверки в 250 В прибор поднял проверочное напряжение только до 64 В!
Этого оказалось вполне достаточно, чтобы увидеть, что изоляция пробита! Прибор зафиксировал сопротивление обмотки всего 0,02 мОм. Это практически короткое замыкание. И если бы в приборе не было функции автоматического увеличения проверочного напряжения, то мы бы сожгли его. Но умный гигаомметр, увидев, что сопротивления изоляции практически нет, прекратил подачу и увеличение напряжения.
Все! Мы с вами нашли неисправность в этом автомобиле! И кроется она совсем не в инверторе, а в коробке. Проверяем две оставшиеся фазы, и видим, что они так же коротят на корпус. Все те же 0,02 мОм, но напряжение в этом случае было подано на 2 В больше (фото 5). Дальше уже, как говорится «дело техники», вернее слесарей. Снимаем коробку и извлекаем из нее обмотку MG1 (фото 6).
Никаких видимых повреждений на ней не видно. При сгорании обмотки в тяговом мотор-генераторе обычно сразу видны обуглившиеся сектора обмотки. Но не зря на фото на мотор-генератор мы положили круглую металлическую пластину! Она здесь лишняя. В исправном мотор-генераторе эта пластина приклеена к ротору. А тут она снялась отдельно. И на внутренней части ее хорошо видно, что она немало об этот ротор потерлась, после того как отклеилась от него (фото 7).
Но не это самое страшное. Своей наружной частью эта пластина повредила обмотки статора. Посмотрите внимательно на фото 8. Ничего не замечаете? Давайте рассмотрим пристальнее, т. е. увеличим объект (фото 9). Вот тут уже хорошо видны места, где пластина задевала обмотку статора. Еще один снимок (фото 10). Давайте для наглядности прозвоним гигаомметром эту же обмотку в снятом виде на столе (фото 11). На приборе видим 0,03 мОм. Но что еще интересного в этом случае нам удалось увидеть? Посмотрите на следующий кадр. На нем видно, как замыкает (искрит) обмотка MG(мотор/генератора) (фото 12).
Вот мы и нашли неисправность в натуральном, так сказать, виде.Устранение ее никаких проблем не вызывает: просто меняется обмотка статора. В нашем же случае – еще и ротор. Но на саму неисправность мы должны смотреть немного шире, чем обычные граждане – не ремонтники. То есть мы не просто обязаны найти неисправность и устранить ее, а еще и установить ПРИЧИНУ ПОЯВЛЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТИ!
А она в данном случае банальна: отклеилась пластина ротора… Но почему она отклеилась? Ответ увидите на следующем снимке (фото 13). В этой полуторалитровой бутылке находится то, что мы слили из коробки… Назвать эту бурду даже «нигролом» (как любят называть старое грязное масло диагносты) язык не поворачивается. Это намного хуже. И обратите внимание на объем так называемого «масла». Вместо 4 литров из коробки удалось нацедить едва ли литра полтора.
Перегрев коробки из-за недостаточного количества масла и из-за его состояния является основной причиной выхода из строя ответственного агрегата автомобиля! В дилерском центре (а хозяин покупал автомобиль в дилерском центре и обслуживал его только там же) ему объяснили, что масло в коробку заливается на заводе один раз на весь срок эксплуатации автомобиля и замене не подлежит (?!). Но, увы, на Земле не бывает ничего вечного, включая волшебное масло. За 180 тыс. км пробега даже самая надежная планетарная коробка Lexys выходит из строя. Но сейчас не об этом…
Сегодня мы на конкретном примере (на автомобиле) рассмотрели, как с помощью мегаомметра можно без особых усилий найти, а затем устранить такую сложную неисправность на гибридных автомобилях, как утечка токов.
На следующем уроке рассмотрим такой интересный прибор, как нагрузочный аппарат для проверки высоковольтной батареи. Без него ремонтировать и диагностировать высоковольтную батарею на гибридах просто невозможно!
