Электронный автомобильный стетоскоп
При ремонте различных движущихся механизмов, например, автомобильных двигателей, существенную информацию об их “поведении” может дать рабочий шум в отдельных узлах. Чтобы его точно локализовать, удобно использовать электронный автомобильный стетоскоп.
Необходимый для этого “диагностический” микрофон со специальным жестким корпусом, контактирующий с проверяемой системой, можно изготовить с использованием пьезокерамического излучателя звука, например, от будильника электронных часов.
Путем соответствующей доработки простого пьезокерамического излучателя согласно рис.1, его можно превратить в диагностический микрофон. Излучатель сам по себе мало чувствителен к низким частотам, но при его утяжелении дополнительной массой (свинцовым грузом), амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) такого излучателя расширяется в область НЧ. Подобный детектор способен преобразовывать в электрический сигнал колебания твердых предметов.
Для утяжеления звукоизлучателя обычно достаточно свинцового диска того же диаметра толщиной около 1,5 мм. Поскольку для груза требуется совсем небольшая пластинка свинца, ровная лишь с одной стороны, ее можно получить из куска свинца, постучав по нему молотком. Вырезаем из полученной заготовки круг диаметром, равным покрытой металлом поверхности на керамической пластинке излучателя, и проделываем в нем отверстие над местом пайки соединительного провода. С более гладкой стороны свинцового диска удаляем возможные шероховатости, затем обезжириваем поверхность и приклеиваем ее к металлическому покрытию керамической пластинки (его тоже следует обезжирить) каким-нибудь “мощным” клеем. Клей наносится равномерно, чтобы контакт груза с пьезоизлучателем был надежным. При отсутствии свинца, подойдет латунный или стальной диск соответствующего диаметра толщиной 3. 4 мм.
Изготовленный датчик нужно поместить в подходящий корпус. Закрепить его в нем лучше всего также с помощью клея. Наиболее целесообразен плоский корпус круглой формы, диаметр которого немного превосходит диаметр датчика. Соединительный провод (экранированный) выводится через боковое отверстие или прорезь. Провод необходимо надежно закрепить, поскольку пайка на керамической пластинке может очень легко отстать. Ту сторону корпуса, которая контактирует с “прослушиваемым” объектом, желательно сделать гладкой. Приклеив к ней гайку М2, можно закреплять различные насадки, в частности, “осязающую” палочку.
С точки зрения электроники, действие прибора напоминает емкостной микрофон. Датчик подключается через конденсатор емкостью несколько сотен нанофарад к усилителю звуковых частот с большим входным импедансом. Емкость стандартного излучателя диаметром около 27 мм составляет примерно 15. 16 нФ.
Схема апробированного усилителя приведена на рис.2. Выходной каскад строится на основе “операционника” известного типа LM386, но у него как усиление, так и входной импеданс слишком малы, поэтому они компенсируются транзисторным предусилителем. Напряжение питания предусилителя стабилизируется светодиодом D5. Различные зеленые и красные светодиоды выполняют функцию стабилитрона примерно одинаково, а диоды Зенера (стабилитроны) с напряжением стабилизации 3,3 В по причине их относительно большого динамического сопротивления не оправдали себя на практике.
Рис. 2 стетоскоп электронный автомобильный, схема
Входной каскад на транзисторе Т1 является эмиттерным повторителем, его входной импеданс достаточно большой. Присоединенный к нему усилительный каскад на Т2 при небольшом шуме дает приличное усиление. При избыточном входном сигнале (резкий всплеск шума, удар по датчику) время восстановления схемы составляет несколько секунд. В этом случае диоды D3 и D4 ограничивают сигнал на коллекторе Т2, уменьшая время восстановления. Вполне вероятно, что усиление предусилителя окажется слишком велико. В таком случае его можно снизить путем увеличения сопротивления резистора обратной связи R 6 и уменьшения сопротивления R5. Этой же цели можно достичь путем включения последовательно с конденсатором С5 дополнительного резистора R10 в цепи регулировки усиления микросхемы (между выводами 1 – 8 ), он также способствует понижению шума в схеме.
Повторитель Т3 согласует большое выходное сопротивление каскада на Т2 и сравнительно малое входное сопротивление оконечного каскада. Диод D 8 защищает схему от переполюсовки (при неправильном подключении питания). При использовании схемы с наушниками целесообразно дополнить схему диодами D9, D10. Они ограничивают возможный треск и грохот в наушниках до терпимых пределов. Если шум предусилителя все же велик и мешает измерениям, то встраиваем фильтр нижних частот R12-C11.
 |
 |
Устройство размещается на печатной плате сравнительно небольших размеров (рис.З). Расположение деталей на ней приведено на рис.4. При
наладке схемы контролируют напряжение на коллекторе Т2. Оно должно быть в пределах 1. 1.2 В, но если у Т2 чрезмерно большой коэффициент усиления (600. 800), он может войти в насыщение. Этого можно избежать путем уменьшения R5, или, если это возможно (есть соответствующие резисторы), увеличения R4. Поскольку напряжение питания предусилителя мало и стабилизировано, схема работоспособна в диапазоне питающего напряжения 4 . 12 В.
Электрическую схему проще всего встроить в корпус карманного радиоприемника с использованием его громкоговорителя, контактов батарейки и регулятора громкости с встроенным выключателем питания. Светодиод монтируется на передней панели и присоединяется двумя проводами к плате. В качестве входного разъема для подключения датчика подходит патрон “Jack”и обычная микрофонная розетка. “Холодные” концы входной розетки и потенциометра запаиваются к указанным на рис.4 местам платы, но не к точке подключения питания, поскольку при этом может образоваться паразитный контур заземления, и возникнет дополнительный шум. Если на предусилитель “пролазит” фон, вызванный источником питания, то стабилизатор R9-D5 целесообразно заменить генератором тока, приведенным на рис.5а. Расположение элементов генератора на печатной плате указано на рис.5б.
В принципе, при использовании “полуфабрикатов" от карманного приемника, можно попытаться задействовать и его оконечный усилитель, дополнив схему только предусилителем, подключив его выход к регулятору громкости.
Работа двигателя и других механизмов автомобиля сопровождается разнообразными звуками, которые опытному слуху могут многое рассказать о состоянии агрегата и его неисправностях. Для диагностики автомобиля на слух используется специальный инструмент — стетоскоп, о котором подробно рассказано в статье.
Назначение стетоскопа
Работа любого механического устройства или механизма сопровождается различными звуками, возникающими при трении и контакте деталей друг с другом, а также вследствие тепловых, химических, газодинамических и иных процессов. Это в полной мере относится и к автомобилю — его двигатель, подвеска, ходовая часть даже кузов и многие другие детали всегда издают разнообразные звуки, складывающиеся в шум. Однако звук работы двигателя, коробки передач или подвески может нести полезную информацию о состоянии этих агрегатов, говорить о возникновении каких-либо проблем и неисправностей. Главное здесь — суметь распознать нужный звук и идентифицировать его.
Опытные мастера и водители могут определить неисправность по звуку без каких-либо приборов — любой мало-мальски опытный автомеханик легко различит стук клапанов, поршневых пальцев или поршней в цилиндрах двигателя, звук детонации и подсоса (утечки) газов, звук изношенных или поломанных шестерен в коробке передач и т.д. Однако такая диагностика не дает стопроцентного результата и требует более точного выявления источника звука.
Стетоскоп механический JTC
Стетоскоп механика автомобильный АВТОДЕЛО
Стетоскоп механический JTC
Стетоскоп механический ROCKFORCE
Эту задачу решает специальный прибор для прослушивания механических устройств — стетоскоп (или фонендоскоп). Стетоскоп — простейший акустический прибор для прослушивания шумов внутри механизмов или, если говорить о медицине, для выслушивания шумов внутренних органов. Стетоскоп позволяет решить две задачи:
- Уловить звуки различной интенсивности, в том числе и заглушаемые другими шумами механизма. Проще говоря, стетоскоп усиливает звук, обеспечивая его уверенную идентификацию;
- Локализовать источник звука в объеме механизма;
- По издаваемым звукам, их интенсивности и характеру сравнить работу одинаковых частей механизма (например — клапанов, толкателей, поршней, шатунов и т.д.).
Следует особо отметить, что стетоскоп одинаково хорошо может улавливать звуки различного происхождения:
- Контакт (удары) деталей друг о друга;
- Трение деталей;
- Шум, издаваемый при сгорании топливно-воздушной смеси;
- Шум, издаваемый струей воздуха или газов;
- Шум, издаваемы течением жидкости внутри каналов.
С помощью стетоскопа можно произвести быструю и довольно точную диагностику двигателя или других агрегатов автомобиля, не прибегая к сложному оборудованию. При этом прибор имеет крайне простое устройство и принцип.
Типы и устройство стетоскопов
В настоящее время существует две больших группы стетоскопов:
Наиболее просто устроены механические стетоскопы, которые фактически являются лишь усовершенствованными медицинскими стетоскопами. Основу прибора составляет герметичная акустическая (звукоулавливающая) камера, в которой имеется эластичная мембрана. Правда, в автомобильном стетоскопе мембрана расположена внутри камеры, а доступ звука к ней осуществляется через небольшое отверстие в передней стенке. Камера соединена с двумя трубками, которые заканчиваются каплевидными наконечниками для вставки в ушные каналы.
Принцип работы прибора основан на передачи звука от мембраны камеры непосредственно в ушной канал и к барабанным перепонкам. Это достигается за счет герметичности системы из камеры и трубок при вставке их в слуховой канал — колебания мембраны заставляют колебаться воздух в камере, эти колебания беспрепятственно проходят по трубкам и достигают барабанной перепонки. А так как звук идет по трубкам, то он не рассеивается и не теряет энергию по пути от источника звука до уха — это создает эффект усиления.
Главное отличие автомобильного стетоскопа от медицинского — в рабочем органе. Автомобильный стетоскоп может комплектоваться двумя типами рабочего органа:
- Рупор большого относительного удлинения;
- Металлический щуп (зонд).
С помощью рупора удобно прослушивать доступные поверхности агрегатов, его можно переставлять с места на место и выслушивать шумы. А с помощью тонкого щупа удобно прослушивать труднодоступные узлы и агрегаты, либо конкретные детали (например, подшипники). Как известно, скорость звука в металлах гораздо выше, чем в газах (воздухе), так что с помощью металлического щупа можно уверенно и очень точно выслушивать шумы различных механизмов.
Конструкция стетоскопов предусматривает легкую замену рупора и щупа, поэтому многие стетоскопы имеют в комплекте сразу несколько щупов различной длины и рупор.
Электронные стетоскопы имеют более сложное устройство — в них обязательно предусмотрено звукоулавливающее устройство (обычно на основе пьезоэлектрического элемента), усилительный блок и наушники. В усилительном блоке расположен усилитель, а также блок регулировок, с помощью которого можно изменять интенсивность звука. В современных электронных стетоскопах может быть очень широкий функционал — многоканальность (прослушивание механизмов сразу в нескольких точках), автоматическая обработка сигнала и другие.
Электронный стетоскоп — это профессиональный, а потому и более дорогой диагностический прибор, поэтому в среде любителей он не нашел широкого распространения. А механический стетоскоп — это очень простое и доступное решение, которое при правильном подходе может помочь даже непрофессионалу.
Приемы работы с автомобильным стетоскопом
Сразу следует оговориться, что принципы, заложенные в работе со стетоскопом, крайне просты, однако для эффективной диагностики следует иметь определенный опыт и навык. Рядовой автовладелец вряд ли сразу же определит источник и причину того или иного звука — это доступно только профессионалам. Однако есть ряд звуков и признаков, по которым можно определить типичные неисправности и проблемы в агрегатах автомобиля. Здесь мы поговорим именно о них, сделав основной упор на двигатель.
В первую очередь, необходимо уметь определять частоту звука, а если говорить точнее — частоту его основной гармоники. Обычно звуки делятся на две категории:
- Звонкие — это признак быстрых ударов деталей из твердых металлов, причем обычно не покрытых маслом. Такие звуки возникают при увеличенных зазорах клапанов, а нередко они свидетельствуют и о поломке деталей;
- Глухие — это обширная группа звуков, которые вызываются ударами деталей из мягких металлов, а также деталей, покрытых слоем смазки. Такие звуки возникают при износе втулок шатунов, вкладышей коленчатого и распределительного валов и т.д. Глухой металлический звук возникает и при детонации.
При этом звуки от разных деталей двигателя обладают характерными признаками. Тикающие ритмичные звуки издают детали привода клапанов, брякающие — цепи привода ГРМ, глухие звуки издает коленвал, а чуть менее приглушенные звуки исходят от распределительных валов. Ну, а если слышатся резкие звуки, то причина может быть в сломанной детали.
Очень важной характеристикой звука двигателя является его ритмичность. Ритмичные звуки, которые возникают в такт работы двигателя, издаются всеми вращающимися и движущимися частями. Неритмичные, неожиданно возникающие и пропадающие звуки всегда свидетельствуют о неисправностях вплоть до разрушения деталей.
Наконец, огромнейшее значение имеет локализация звука. Звонкие ритмичные звуки в верхней части двигателя (в головке) — это клапаны и привод клапанов. Глухие звуки в нижней части — коленчатый вал. Приглушенные или металлические звуки в блоке — это поршневая группа, пальцы или шатуны. Собственно, именно по локализации и определяется причина звука и возможные проблемы двигателя.
Таким образом, прослушивая стетоскопом двигатель в разных частях и анализируя звуки, можно произвести диагностику двигателя. В практике рядового автовладельца чаще возникают ситуации, при которых стук возникает вследствие недостатка масла (а значит, есть утечка, забиты каналы или фильтр, либо плохо работает масляный насос), увеличенного зазора в клапанах или из-за чрезмерного износа трущихся деталей.
Помимо звуков контактирующих деталей стетоскопом можно диагностировать подсос воздуха в соединениях деталей, который, в отличие от утечек газов, практически незаметен. Для этого рупором стетоскопа необходимо исследовать соединения деталей, вызывающих подозрения. Довольно легко по характерному шипению диагностируется подсос воздуха между карбюратором и впускным коллектором, в дроссельном узле, в уплотнителях топливных форсунок, в различных воздуховодах и в других узлах.
При определенной практике и должном умении, стетоскоп станет верным и надежным диагностическим прибором, посредством которого можно определить самый широкий круг неисправностей автомобиля.
Теплое время года, особенно весна и лето — это сезон велосипедов, прогулок на природе и семейного отдыха. В интернет-магазине AvtoALL.RU вы найдете всё, чтобы сделать свой отдых приятным и полезным.
Майские праздники — это первые по-настоящему теплые выходные, которые можно с пользой провести на природе в кругу семьи и близких друзей! Сделать досуг на свежем воздухе максимально комфортным поможет ассортимент продукции интернет-магазина AvtoALL.
Трудно найти ребенка, которому не нравились бы активные игры на улице, и каждый ребенок с самого мечтает об одной вещи — велосипеде. Выбор детских велосипедов — ответственная задача, от решения которой зависит радость и здоровье ребенка. Типы, особенности и выбор детского велосипеда — тема этой статьи.
Теплое время года, особенно весна и лето — это сезон велосипедов, прогулок на природе и семейного отдыха. Но велосипед будет комфортным и принесет удовольствие только в том случае, если он подобран правильно. О выборе и особенностях покупки велосипеда для взрослых (мужчин и женщин) читайте в статье.
Шведский инструмент Husqvarna известен во всем мире, он является символом настоящего качества и надежности. Среди прочего под этим брендом выпускаются и бензопилы — все о пилах Husqvarna, их актуальном модельном ряду, особенностях и характеристиках, а также о вопросе выбора читайте в данной статье.
Отопители и предпусковые подогреватели немецкой компании Eberspächer — известные во всем мире устройства, повышающие комфорт и безопасность зимней эксплуатации техники. О продукции данного бренда, ее типах и основных характеристиках, а также о подборе отопителей и подогревателей — читайте в статье.
Многие взрослые не любят зиму, считая ее холодным, депрессивным временем года. Однако дети совсем другого мнения. Для них зима — это возможность поваляться в снегу, покататься на горках, т.е. весело провести время. И одним из лучших помощников для детей в их нескучном времяпровождении — это, например, всевозможные санки. Ассортимент рынка детских санок очень обширен. Рассмотрим некоторые виды из них.
Неисправность двигателя можно определить по характеру стука или шума. Для прослушивания приставляют слуховой наконечник стетоскопа к различным точкам двигателя.
Сильный глухой стук низкого тона в нижней части блока указывает на увеличенный зазор в коренном подшипнике (более 0,12-0,15 мм) и выявляется при резком изменении числа оборотов коленчатого вала. Стук шатунного подшипника обычно меньше по силе и прослушивается в зоне, соответствующей верхнему и нижнему положениям поршневого пальца. Появление стука в шатунных подшипниках также указывает на недопустимое увеличение зазора между ними и шейками вала.
Резкий металлический стук поршневого пальца, исчезающий при выключении зажигания для данного цилиндра, указывает на повышенный зазор между пальцем и втулкой головки шатуна или отверстием в поршне.
Более слабый стук свидетельствует о большом износе поршня и цилиндра. Этот стук слышен в момент перехода поршня через мертвую точку.
