Сравнение
В корзине: 0 позиций Диагностика автомобилей ВАЗ оснащенных ЭСУД. Часть II
Каталитический нейтрализатор. Датчик L-зонд
Каталитический нейтрализатор является пассивным устройством, призванным дожигать остатки не сгоревшего топлива в отработавших газах. Для этого в отработавших газах должен присутствовать окислитель, т.е. кислород. Другим словами, эффективная работа нейтрализатора, устанавливаемого на отечественных автомобилях, требует стехиометрического состава смеси, подаваемого в цилиндры двигателя. Это означает, что воздуха и топлива должно быть столько, чтобы при полном их сгорании образовывались вода и углекислый газ. «Такими выхлопными газами можно дышать».
Реакции, проходящие на поверхности датчика, происходят при высоких температурах, не менее 350°С. Поэтому датчик снабжен внутренним нагревателем, который после пуска двигателя ускоряет прогрев датчика. Блок управления имеет встроенную модель прогрева датчика, по ней он и определяет готовность его к работе.
Иногда в системе возникает ошибка, связанная с датчиком кислорода, которая затем пропадает. Есть вероятность, что это вызвано неправильной работой модели. Система считает, что датчик готов к работе, но на самом деле его нужно еще немного прогреть. Ошибка возникает и через некоторое время пропадает. А лампа диагностики продолжает еще несколько часов гореть, смущая водителя. Такая же ситуация может происходить и при неисправности цепей управления внутренним нагревателем датчика или его отказе.
Выход из строя датчика кислорода не сразу заметен. Поэтому необходимо использовать оборудование для диагностики автомобилей ВАЗ. Первые признаки этой неисправности — раскачка оборотов двигателя на режиме холостого хода и повышенный расход топлива (хотя эти проблемы могут быть вызваны и другими причинами). Неправильная работа контура с L-зондом по корректировке топливоподачи приводит к возмущениям в работе регулятора, поддерживающего заданные обороты холостого хода. Дальнейшее ухудшение работы датчика L-зонда приводит к невозможности поддержания системой оборотов холостого хода.
Хуже дело обстоит с работой исправного датчика на российском топливе. Кислородосодержащие добавки (высокие фракции, спирт, эфир) сдвигают стехиометрию состава смеси в сторону обогащения (увеличивается расход топлива).
Пропуски воспламенения в цилиндрах двигателя, связанные с перебоями в зажигании или с плохим качеством топлива, приводят к содержанию в отработавших газах большего количества не сгоревшей смеси (повышенного содержания не сгоревшего кислорода и топлива). L-зонд определяет бедную смесь, и, как следствие, система увеличивает топливоподачу. В этом случае начинаются проблемы с повышенным расходом топлива, перегревается нейтрализатор, что приводит к его оплавлению и выходу из строя.
Различные диагностические адаптеры:
Прибор предназначен для диагностики автомобилей Мерседес, начинающихся моделей с 1988г. Читает и редактирует аналоговые (1988-91/92) и цифровые (1991/92 - 2004) коды ошибок, стирает коды неисправностей, показывает вывод данных в режиме реального времени, адаптация, управление исполнительными механизмами.
Цена: 7900 руб.
Различные диагностические адаптеры:
Прибор предназначен для диагностики автомобилей Мерседес, начинающихся моделей с 1988г. Читает и редактирует аналоговые (1988-91/92) и цифровые (1991/92 - 2004) коды ошибок, стирает коды неисправностей, показывает вывод данных в режиме реального времени, адаптация, управление исполнительными механизмами.
Цена: 7900 руб.
Адаптер предназначен для диагностики ECU автомобилей марки BMW: моделей 30/E31/E32/E34/E36/E38/E39/E46/E53/X5/Z-1/Z-3/Z-8 выпуска с 1988г. по 2004г.
Цена: 6500 руб.
ELM327 USB это последняя версия популярного адаптера для диагностики автомобилей по протоколу OBDII. Осущетвляет диагностику по все протоколам OBDII (включая CAN). Работает при подключении к ПК через USB.
Цена: 3900 руб.
Универсальный KKL адаптер для компьютеров имеющих USB порт, предназначен для диагностики ВАЗ, ГАЗ, AUDI, VW, SEAT, SKODA, OBDII (ISO 9141-1,ISO 9141-2,ISO 14230 EUROPA ASIA AMERICA) OPEL, VOLVO и других автомобилей имеющих поддержку данного протокола.
Цена: 1690 руб.
Программно аппаратный комплекс предназначен для диагностики электронных систем управления европейских автомобилей FORD с 1996 по 2006 г.в.
Цена: 4500 руб.
Автосканер Сканматик 2 ( USB + BlueTooth ) обмен данными при диагностике автомобилей осуществляет как через кабель с USB подключением, так и по беспроводной связи, через Bluetooth, что намного удобнее. Вы можете купить Сканматик 2 в комплектации только с USB подключением, что дешевле и никак не сказывается на функциональности. Список поддерживаемых автомобилей и функции работы с ними одинаковы в обеих моделях.
Цена: 12600 руб.
Однако, содержание кислорода в воздухе зависит от погоды, условий местности (город, деревня), влажность и т.д.
Для компенсации этого в системе управления есть датчик L-зонд. По его показаниям и проводится коррекция топливоподачи. Его показания в данный момент и определяют отличие состава смеси от стехиометрии (бедная или богатая смесь), а система управления автоматически добавляет или уменьшает топливоподачу.
Датчик кислорода установлен в выпускной системе двигателя и служит для определения наличия кислорода в отработавших газах.
На поверхности датчика происходит реакция окисления несгоревшего топлива, эта поверхность служит своего рода катализатором этой реакции. Специальный слой на поверхности датчика способен отдавать или восстанавливать ионы кислорода. Разность концентрации кислорода в атмосферном воздухе и на поверхности датчика и является причиной меняющегося выходного напряжения датчика.
В богатой смеси топливо окисляется за счет кислорода на поверхности датчика, кислород удаляется с поверхности, напряжение растет. В бедной смеси (избыток воздуха) поверхность восстанавливает кислород — напряжение падает. Изменение выходного напряжения датчика связано с изменением концентрации кислорода на поверхности датчика, вызванного процессами окисления несгоревшего топлива в отработавших газах. Поэтому возможны на первый взгляд непонятные вещи: в богатой смеси датчик показывает бедную смесь или в бедной смеси богатую.
В первом случае поверхность датчика загрязнена сажей, и реакции окисления не происходит. Во втором случае, загрязнен вход жгута проводов датчика, через который обеспечивается сообщение с атмосферным воздухом.
Датчик массового расхода воздуха
Датчик массового расхода воздуха устанавливается на входе воздушного тракта после воздушного фильтра.
В процессе работы электронная схема поддерживает постоянный перегрев нити чувствительного элемента датчика на заданном уровне. Чувствительный элемент датчика (нить) охлаждается потоком воздуха, проходящего через двигатель. Электрическая мощность, требуемая для поддержания заданного превышения температуры, и является параметром для определения массового расхода воздуха, проходящего через датчик.
Выходным сигналом расходомера служит падение напряжения на прецизионном резисторе, включенном в смежное с нагреваемой нитью плечо измерительного моста. Это напряжение электронный блок управления преобразует в часовой расход воздуха (кг/час). Масса рассчитывается с учетом обратных выбросов воздуха. Обратные выбросы (движение воздуха против всасывания) присутствуют на различных режимах работы двигателя и вызваны поступательными движениями поршней двигателя и его конструктивными характеристиками, определяющими аэродинамические свойства впускного тракта.
Из вышесказанного следует, что масса воздуха, проходящего через двигатель, определяется косвенным образом, и непонятно, как учитывается состояние самого воздуха: влажность, содержание кислорода и т.д. А это является существенным фактором для мощностных характеристик топливной смеси.
Показания датчика массового расхода являются для системы основным параметром, определяющим топливоподачу и угол опережения зажигания. Алгоритм расчета массового расхода воздуха через двигатель определяется блоком управления синхронно с вращением коленчатого вала (кг/час). Блок рассчитывает цикловое наполнение цилиндра воздухом в соответствии с оборотами двигателя (мг/такт). После этого рассчитывается порция топлива (цикловая подача топлива, мг/такт), которая должна попасть в цилиндр через форсунку к моменту закрытия впускного клапана. Все коррекции циклового наполнения и цикловой подачи по температуре двигателя, динамике дроссельной заслонки, частоте вращения коленчатого вала выполняются программным обеспечением блока управления в соответствии с внутренними настройками для конкретной комплектации системы управления.
Время открытия форсунки (мс) определяется в соответствии с заданными параметрами форсунки, корректировкой по напряжению бортовой сети и заданной системой впрыска топлива: одновременный, попарно-параллельный, фазированный.
Эта сложная взаимосвязь расчетных и заданных параметров предполагает наличие в составе системы управления элементов (в частности датчика массового расхода), строго определенных комплектацией этой системы.
Уход характеристик датчика массового расхода воздуха, подсосы воздуха во впускной тракт после датчика, нестабильность питающего напряжения датчика и т.д. существенно сказываются на работе двигателя. Проблемы, связанные со стабильностью работы на стационарных режимах, динамическими свойствами автомобиля, экономичностью работы могут определяться неправильными показаниями датчика массового расхода.
Неполадки в цепи датчика или полный его отказ определяются системой самодиагностики, и соответствующий код неисправности заносится в память. Это самая простая неисправность, и она может быть легко исправлена. Другое дело, когда нет неисправностей в памяти блока управления, а двигатель после запуска глохнет. Снимите разъем с датчика массового расхода, если двигатель после запуска работает на повышенных оборотах (резервный режим работы), замените датчик. Еще хуже, когда автомобиль имеет большой расход топлива, а все проверки ничего не дают. Попробуйте поменять датчик, это помогает, только следите, что бы датчик имел тип, соответствующий вашей системе управления.
Попадание масла на чувствительный элемент датчика приводит к нарушению в его показаниях. Масло может попадать через систему рециркуляции картерных газов, если уровень масла в двигателе превышает максимум. В этом случае промывка чувствительного элемента спиртом поможет восстановить работоспособность датчика.
Датчик положения распределительного вала
Датчик распределительного вала выдает один импульс на цикл работы двигателя — два оборота коленчатого вала (четыре такта), и позволяет блоку управления определить ВМТ такта сжатия первого цилиндра для синхронизации управления элементами системы с рабочим процессом двигателя.
Датчик представляет собой полупроводниковый прибор, принцип действия которого основан на эффекте Холла. Датчик запитывается бортовым напряжением и подключается в систему управления через трехконтактный соединитель.
Благодаря датчику распределительного вала подача топлива каждой форсункой осуществляется один раз за два оборота коленчатого вала, что сказывается на точности дозирования и качестве смесеобразования. Это фазированный впрыск топлива.
Неисправности в цепях датчика или его выход из строя легко определяются системой самодиагностики блока управления. В этом случае управляющая программа переходит на реализацию попарно параллельного впрыска топлива, что сказывается на ездовых качествах автомобиля и его экономичности.
Форсунка
Форсунка — устройство, позволяющее дозировать подачу топлива в двигатель. По сути дела это игольчатый клапан, открытием которого управляет электронный блок. Через главное реле система управления подает питание бортовой сети на один вывод форсунки, блок управления замыкает второй вывод на землю на рассчитанный интервал времени. Этот интервал и определяет время открытия форсунки. Считается, что между входом форсунки (топливная рампа) и выходом (впускной коллектор двигателя) поддерживается постоянный перепад давление. Поэтому за одно и то же время открытия форсунки в коллектор подается одинаковая масса топлива. Так ли это?
Постоянное давление между входом и выходом форсунки обеспечивается системой топливоподачи, включающей в себя элементы: бензонасос, топливный фильтр, топливную рампу и трубки прямого и обратного трубопровода. Насос способен создать избыточное давление в системе до 6 кг/см2.
Регулятор давления срезает это давление и поддерживает его в топливной рампе на уровне 3 кг/см2. Избыток топлива возвращается в топливный бак по обратному трубопроводу. Поскольку при работающем двигателе на выходе форсунки создается разряжение, величина которого зависит от положения дроссельной заслонки, оборотов двигателя, температуры двигателя и воздуха и т.д., то для поддержания постоянного перепада между входом и выходом форсунки требуется компенсация этого разряжения. Для этого регулятор давления на топливной рампе соединен отводной трубкой с впускным коллектором двигателя.
Этот, казалось бы, несложный механизм создания правильной дозировки топлива требует исправности всех элементов системы топливоподачи. Измерение давления топлива в рампе с помощью МТ2 позволяет сделать вывод о работе этой системы и ее элементов.
Основные проверки исправности топливного насоса и регулятора топлива:
- Снимите отводную трубку с регулятора давления и убедитесь, что давление в рампе составляет 3 кг/см2 при работающем насосе и неработающем двигателе.
- Пережмите обратный трубопровод и убедитесь, что давления поднимается до 6 кг/см2.
- После выключения насоса давление не должно сбрасываться в системе и остается на уровне 2,5 — 3 кг/см2.
- На работающем двигателе при снятой отводной трубке манометр должен показывать 3 кг/см
Датчик скорости автомобиля
Датчик скорости автомобиля устанавливается на коробке передач и выдает частотный сигнал — постоянное число импульсов на один оборот колеса. Показания скорости автомобиля могут измениться, если на автомобиле были установлены колеса другого диаметра.
Датчик скорости выполняет не только информационную роль (показания спидометра). В зависимости от скорости автомобиля блок управления изменяет режимные параметры. В частности, заданные обороты холостого хода выше на движущемся автомобиле. Режимы, связанные с отсечкой топлива при закрытии дроссельной заслонки на движущемся автомобиле и плавность перехода на холостой ход зависят как от оборотов двигателя, так и от скорости движения.
Неисправность в цепи датчика скорости или выход его из строя могут влиять на снижение оборотов холостого хода при движении автомобиля, приводящих к заглоханию двигателя при резком сбросе нагрузки (выключению передачи), а также к потере динамики разгона при открытии дроссельной заслонки (нажатии педали «газа»).
Система гашения детонации в автомобиле позволяет гибко корректировать угол опережения зажигания в двигателе, работа которого по каким-то причинам отличается от нормальной. К таким причинам относится и плохое топливо и регулировка клапанов, сбои в системе охлаждения и т.д.
Датчик детонации является «ухом» системы, которое выделяет уровень шумов двигателя на определенных частотах. Не вдаваясь в сложную систему обработки сигнала с датчика, можно сказать, что алгоритм гашения детонации является адаптивным (самонастраивающимся) под работу конкретного двигателя. Определение шумности двигателя на определенных (бездетонационных) режимах его работы, определение задержек в углах опережения зажигания по гибкой схеме позволяют системе держать уровень мощности двигателя на характеристиках, заложенных в программное обеспечение блока управления.
Система гашения детонации защищает двигатель от возникающих неисправностей. Она не должна работать на исправном двигателе при хорошем топливе. Неисправность датчика или выход за граничные пределы работы системы гашения детонации определяются в системе самодиагностики блока управления. Нужно принять меры по устранению неисправности в работе этой системы. Хорошо отрегулированный двигатель с качественным топливом не должен вызывать повышенный уровень шумов, приводящий к отклонению УОЗ от режимных значений.
В случае неисправности датчика, система уходит на резервные таблицы по углу опережения зажигания, что сказывается на ездовых качествах автомобиля.
Основной причиной появления детонации в двигателе является повышенная температура в цилиндрах двигателя. Повышение температуры является следствием многих факторов: неисправность самого двигателя, обеднение топливно-воздушной смеси, поступающей в двигатель, плохое качество топлива, неис- правности системы охлаждения и т.д. Система гашения детонации позволяет в широких диапазонах регулировать угол опережения зажигания так, что характерного «стука клапанов» не будет слышно (или характерный стук будет появляться на короткое время). Автомобиль можно эксплуатировать на топливе с пониженным октановым числом при приемлемых ездовых качествах. Появление кода неисправности, связанного с повышенным уровнем шумов в двигателе, нельзя игнорировать, необходимо сделать проверки всех подсистем двигателя. Срабатывание системы гашения детонации приводит к потере мощности двигателя, повышенному расходу топливу и требует необходимых проверок в работе двигателя и его подсистем.
Датчик положения коленчатого вала
Датчик положения коленчатого вала индукционного типа устанавливается рядом со специальным диском, жестко укрепленным на коленчатом вале. Вместе с ним датчик обеспечивает угловую синхронизацию работы блока управления. Пропуск двух зубьев из 60 на спец-диске позволяет системе определить ВМТ 1-ого или 4-ого цилиндра. Зазор между датчиком и вершиной зуба спец-диска находится в пределах 0,8-1,0 мм. Сопротивление обмотки датчика 880-900 Ом. Для снижения уровня помех провод с датчика коленчатого вала защищен экраном.
После включения зажигания управляющая программа блока ожидает прихода импульсов синхронизации с датчика положения коленчатого вала. Блок выдает импульсы для открытия топливных форсунок и импульсы для модуля зажигания только после синхронизации своей работы с процессом вращения коленчатого вала. Синхронизация означает, что управляющая программа правильно определяет все 58 зубьев с датчика и видит пропуск двух зубьев в расчетном временном диапазоне. Запуск двигателя и его стабильная работа определяется четкой синхронизацией импульсов с датчика положения коленчатого вала и импульсов, управляющих открытием форсунок и модулем зажигания. Блок управления определяет сбои в системе синхронизации и пытается пересинхронизировать процесс управления. Нарушение синхронизации приводят к сбоям в топливоподаче и системе зажигания как минимум на двух тактах работы двигателя.
Сам датчик положения коленчатого вала является достаточно надежным устройством, но некачественно изготовленный спец-диск может проворачиваться по внутреннему соединению. В этом случае двигатель невозможно завести — происходит потеря синхронизации или смещение метки ВМТ (пропуск двух зубьев) относительно ее фактического положения. Визуальный осмотр позволяет определить это достаточно быстро. Установка метки ВМТ 1-ого цилиндра на двигателе соответствует установке места пропусков двух зубьев спец-диска на 114 гр.п.к.в. по ходу вращения коленчатого вала от места положения датчика (19 зубьев от датчика до пропущенных зубьев).
Отсутствие синхронизации легко определяется. Тестер не отображает изменение оборотов вращения коленчатого вала при прокрутке двигателя стартером, в этом случае не подается зажигание, и не работают топливные форсунки, а также не включается бензонасос.
Неисправность в датчике положения коленчатого вала приводит к непонятным подергиваниям автомобиля на разных режимах, к провалам в работе двигателя. Эти неисправности могут возникать и по другим причинам: не завернута свеча зажигания, неисправный модуль зажигания, недостаточное давление топлива в системе и др. Попробуйте заменить датчик коленчатого вала, если вы проверили все узлы, а перечисленные выше неисправности имеют место.
Масло, подтекающее из-под сальников коленчатого вала, может попадать в систему датчик — спецдиск и приводить к загрязнению датчика и сбоям в системе синхронизации.
Поскольку далее будет идти речь о диагностике и ремонте ЭСУД, нужно сначала поговорить о неисправностях или сбоях в работе этих систем. Классифицировать неисправности можно следующим образом:
Простые и сложные
Простые неисправности — это те, которые могут быть определены быстро (из описания работы двигателя и системы). Простая неисправность может быть быстро определена, но устранение такой неисправности может потребовать гораздо большего времени, чем предполагается.
Сложные неисправности — это те, которые могут быть вызваны отказом различных узлов системы или двигателя и требуют различных проверок для их выявления. Сложную неисправность порой труднее выявить, чем устранить.
По мере роста опыта специалиста, занимающегося ремонтом, простые неисправности формируются в законченный список, и их устранение является делом времени. Сложные неисправности требуют болеедлительного времени, зачастую связанного с заменой или обслуживанием узлов системы и последующими испытаниями.
Диагностируемые и неопределенные
Диагностируемые неисправности определяются системой самодиагностики блока управления и сопровождаются появлением кода ошибки, который можно считать с помощью диагностического сканера. Такие ошибки, как правило, относятся к простым неисправностям, потому что имеют четкий алгоритм их выявления и последующего ремонта. Эти алгоритмы приведены в книгах по руководству и обслуживанию ЭСУД.
Однако не всегда появление кода ошибки однозначно определяет причину сбоя в работе двигателяили автомобиля. В любом случае исправление диагностируемых ошибок в системе должно быть выполнено в обязательном порядке.
Неопределенные неисправности не отображаются системой самодиагностики блока управления, об их возникновении можно судить только по поведению двигателя или автомобиля.
Связанные с работой ЭСУД и не имеющие к ней отношения, но приводящие к сбоям в ее работе Неисправности, связанные с работой ЭСУД, появляются при выходе из строя узлов, диагностика которых не проводится блоком управления: модуль зажигания, регулятор давления топлива, воздушный и топливный фильтры, диск синхронизации, и т.д.
К неисправностям, которые приводят к сбоям в работе исправной ЭСУД, относятся неполадки и выходы из строя узлов самого двигателя или автомобиля: регулировка клапанов, потеря компрессии, неисправность стабилизатора напряжения генератора, работа помпы системы охлаждения и т.д. А также отсутствие бензина в баке или его плохое качество, выход из строя системы сигнализации, плохое крепление защиты картера и т.п.
Общие замечания:
- Проще всего определить неисправность, связанную с выходом из строя (поломкой) какого-либо элемента ЭСУД. Гораздо труднее понять, что датчик или элемент системы не удовлетворяет техническим требованиям, и его работа приводит к сбоям в функционировании системы.
- Как правило, сложная неисправность, связанная с неправильной работой системы, имеет свои специфичные проявления на разных режимах работы двигателя и автомобиля. Выяснение этих проявлений в комплексе позволяет быстрее выявить эту неисправность.
- При появлении сложной неисправности требуется провести следующие обязательные проверки. Состояние двигателя — компрессия, регулировка клапанов. Замер давления в топливной системе — работа регулятора давления. Внешний визуальный осмотр на предмет правильного крепления разъемов, соединительных трубок, наличия явных подсосов в системе подачи воздуха. Исправность работы механических узлов — функционирование дроссельной заслонки, натяжение и установка ремней ГРМ и т.д.
- К сожалению, качество и соответствие требованиям ТУ производимых в России элементов системы определяет основной процент сбоев в работе двигателя и системы, поэтому иногда ремонт неисправных узлов способом замены может не достичь результата.
- Микропроцессорная система управления может гибко реагировать на отклонения в работе двигателя, связанные с возникшими неисправностями. Системные и режимные параметры работы блока управления, которые могут быть отображены на экране диагностического оборудования, позволяют определить правильный путь к разрешению проблемы.
Подсистема самодиагностики блока управления
Электронный блок является компьютером, встроенным в систему управления двигателем. Аппаратное исполнение и управляющая программное обеспечение определяют его надежность и качество работыЭСУД в целом.
Одной из важнейших функций блока управления является диагностика работы всех элементов системы управления. Для этого аппаратная часть блока содержит специальные драйверы, позволяющие на аппаратном уровне не только определять ошибки в цепях управления и сообщать о них управляющей программе, но и обеспечивать защиту внутренних элементов и цепей блока управления.
Однако главная роль в подсистеме самодиагностики отводится управляющей программе, позволяющей контролировать параметры работы системы.
Программные модули диагностики определяют выход значений параметров за пределы требуемых диапазонов и устанавливают признаки ошибок в памяти контроллера. Ошибки могут определяться с помощью простых сравнений измеренных величин с границами заданных диапазонов или рассчитываться на основе более сложных процедур, реализующих рабочие модели подсистем двигателя и автомобиля. В случае постоянных ошибок управляющая программа способна переходить к управлению двигателем по резервным алгоритмам. Эти алгоритмы обеспечивают с одной стороны, защиту двигателя и его подсистем, с другой стороны, гарантируют работу двигателя и движение автомобиля до станции техобслуживания.
Развитие ЭСУД в большей степени определено совершенствованием именно системы самодиагностики управляющей программы, позволяющей гарантировать выполнение объявленных производителем автомобилей критериев токсичности, экономичности, комфортности и т.д. в работе двигателя.
Резервные режимы работы ЭСУД
В управляющей программе электронного блока присутствует подсистема самодиагностики, позволяющая выявлять неисправности в работе цепей управления элементов ЭСУД и определять аварийные отклонения режимных параметров при работе двигателя. Реакция управляющей программы на возникновение таких неисправностей может вызывать переход на резервные режимы работы системы управления. Резерв- ные режимы работы призваны сохранить работоспособность двигателя и возможность движения автомобиля при отказах элементов ЭСУД:
- Резервный режим работы при неисправном датчике температуры охлаждающей жидкости предполагает включение в системе вентилятора, установку начальной температуры при запуске двигателя 0°С, а также автоматическое увеличение температуры двигателя до 85°С по времени работы двигателя после запуска.
- Резервный режим работы при неисправности датчика положения дросселя определяет повышенные обороты холостого хода. В этом случае система отказывается от регулирования оборотов холостого хода, шаговый мотор устанавливается в постоянное положение 120 шагов. Топливоподача рассчитывается по показаниям датчика массового расхода воздуха с параметром обогащенного состава топливной смеси.
- Резервный режим работы при неисправности датчика массового расхода воздуха ведет себя точно также, как и при отказе датчика положения дросселя. Шаговый мотор устанавливается в положение 120 шагов. Показания датчика массового расхода воздуха заменяются значениями из аварийной таблицы (на основе показаний датчика положения дросселя и рассчитанных оборотов двигателя). Топливоподача рассчитывается по этим значениям с параметром обогащенного состава топливной смеси.
- Резервный режим при отказе датчика детонации заключается в изменении режимных углов опережения зажигания. Система использует аварийную таблицу (пониженных) углов опережения зажигания.
- При выходе из строя датчиков массового расхода и датчика положения дросселя двигатель способен заводиться и работать, но передвигаться на таком автомобиле очень нелегко.
В ближайшее время планируется встроить в программное обеспечение блока управления модуль диагностики пропусков воспламенения в цилиндрах двигателя. При недопустимом проценте пропусков воспламенения в цилиндре двигателя этот цилиндр будет выведен из работы, управляющая программа запретит подачу топлива в него путем блокировки соответствующей форсунки.
Переход на резервный режим работы системы всегда сопровождается включенной лампой «Проверь двигатель» и ухудшением ездовых качеств автомобиля.
Имеющиеся на рынке диагностические средства для обслуживания ЭСУД можно разделить на три категории:
- Сканеры кодов диагностики,
- Тестеры -сканеры,
- Мотор-тестеры.
Сканеры кодов диагностики позволяют считывать, распознавать и стирать коды неисправностей, определенные системой самодиагностики блока управления. Тестеры-сканеры могут обеспечить визуализацию системных параметров электронного блока, определяющих работу двигателя, вплоть до системных переменных, позволяющих судить о работе алгоритма управляющей программы.
Мотор-тестеры (в нашем понимании) позволяют обеспечить сбор и отображение параметров работы двигателя и автомобиля независимо от блока управления и обеспечить контроль выходных параметров исполнительных устройств, не контролируемых электроникой ЭСУД.
Совершенно понятно, что цены на приборы разных категорий отличаются на порядок и зависят от качества, полноты и сервисной поддержки производителя.
Парадокс диагностики ЭСУД заключается в следующем: простую неисправность очень сложно определить без простейшего диагностического сканера, сложная неисправность не диагностируется никакими имеющимися на рынке приборами и может определяться лишь на основе знаний работы элементов системы и алгоритма управляющей программы блока управления.
Ниже мы попытаемся дать разъяснения по алгоритмам работы электронного блока управления, по специфике работы исполнительных устройств и датчиков ЭСУД, по параметрам системы управления, которые можно отобразить с помощью диагностического сканера, основным неисправностям и признакам их проявления на различных режимах работы двигателя.
Все дальнейшие рассуждения основываются на знаниях работы ЭСУД и управляющей программы блока управления и являются интеграцией опыта работы в области диагностики электронных систем управления двигателем.
В руководстве по техническому обслуживанию автомобилей, оснащенных электронными системами управления, описана процедура нахождения неисправностей при невозможности запуска двигателя. Порядок нахождения неисправностей прост и понятен. Если двигатель не заводится при температурах выше 10 градусов, эта методика быстро помогает определить неисправность в условиях сервиса при наличии диагностических приборов. Другое дело, когда вы находитесь в дороге, и ваш двигатель заглох и отказывается работать, или запускается и сразу глохнет. Еще хуже, когда ваш автомобиль находится на стоянке и температура на улице ниже -10 градусов. В этих случаях нет возможности выполнить описанные процедуры полностью и быстро устранить неисправность, тем более что двигатель только что запускался, и видимых проблем с системой управления не было.
Мы попытаемся дать некоторые советы, которые могут решить возникающие проблемы или определить фатальные неисправности, решение которых возможно только в условиях сервиса.
Мнение о том, что не следует нажимать педаль дроссельной заслонки при запуске двигателя, ошибочно
- Если шаговый мотор отказал или цепи его управления неисправны, может сложиться ситуация, когда вместо открытия байпасного канала шаговый мотор его закроет. Автомобиль в этом случае легко заглохнет при движении накатом или выключении передачи. После этого будет невозможно запустить двигатель без открытия дроссельной заслонки. Включите стартер, и чуть нажмите педаль дроссельной заслонки, в этом случае двигатель заведется. Поддерживайте обороты двигателя педалью дроссельной заслонки, иначе он снова заглохнет. В таком режиме можно добраться до сервиса технического обслуживания или места назначения, а потом разобраться в чем дело — в самом шаговом моторе или цепях его управления.
- Запуск холодного двигателя сопровождается редкими чередующими вспышками, двигатель не хочет заводиться. Режим продувки двигателя — полностью открытая дроссельная заслонка и прокрутка стартером (в этом случае топливо через форсунки не подается) — не помогает. Если его выполнять сразу после неудачного пуска, следующий пуск приводит к тому же результату. В этом случае 80% неудачи заключается в плохом состоянии свечей. Попробуйте чередовать режим продувки двигателя с режимом запуска. Откройте дроссельную заслонку полностью при прокрутке стартером, после учащения вспышек прикройте заслонку, попробуйте покачать резко педаль дроссельной заслонки, учащение вспышек поддерживайте стартером до тех пор, пока двигатель не запустится. Этот прием позволяет создать при пуске двигателя разные условия по наполнению двигателя богатой и бедной воздушной смесью. В условиях плохого зажигания это помогает.
Процедура нахождения неисправностей в этом случае позволяет проверить почти все электрические связи и узлы системы управления. Если автомобиль недавно заводился и система стартер — аккумулятор в порядке, то быстрый поиск неисправности включает в себя следующие этапы:
- Проверка подачи питания на систему электронного управления. В этом легко убедиться, если подключить тестер. Связь с блоком управления должна иметь место. Датчик температуры должен правильно отражать тепловое состояние двигателя. После поворота ключа зажигания должен быть характерный щелчок срабатывания главного реле и реле бензонасоса. После 3-5 секундного таймаута выключение бензонасоса должно сопровождаться характерным щелчком. После выключения замка зажигания через некоторое время щелчок отключения главного реле сигнализирует об отключении системы управления. Если все эти признаки имеют место, можно считать, что питание на систему. Если все эти признаки имеют место, можно считать, что питание на систему управления двигателя подается, и система правильно отрабатывает подготовку к запуску двигателя.
- Проверка работы бензонасоса.После поворота ключа зажигания включается главное реле ЭСУД и реле бензонасоса. Характерный звук работающего насоса может служить первым признаком его работы. Если насоса не слышно (мешают посторонние звуки, насос тихо работает и т.п.), откройте заднее сидение и доберитесь до лючка бензобака — в этом месте гаранти ровано слышно работающий насос. Конечно, работу насоса легче всего проверить по результату его работы — померить давление топлива в топливной рампе, например, при помощи манометра МТА-2, но манометра под рукой может не оказаться. Снимите колпачок со штуцера на топливной рампе для подключения манометра. Нажмите на запорный клапан. Наличие топлива в рампе под давлением подтверждается характерным выбросом топлива при работающем насосе. При выключенном насосе давление быстро падает, и топливо перестает вытекать из-под клапана. Сбросьте давление в рампе, снова поверните ключ замка зажигания. Насос включится, если зажигание было выключено секунд на 10. Повторите процедуру с клапаном. При наличии топлива в баке и работающем насосе в рампе должно появиться давление. Если давления топлива в рампе нет, нужно разбираться с функционированием насоса и регулятора давления, установленного на топливной рампе. Неисправности топливных трубопроводов (перегиб шлангов и трубок), засоренность топливного фильтра, утечка топлива могут иметь место, но вероятность этих дефектов мала. Тем более, что эти неисправности или определяются визуальным осмотром, или проявляются постепенно, давая о себе знать заранее ухудшающимися ездовыми качествами, повышенным расходом топлива, запахом топлива и т.д. Работа регулятора давления проверяется пережимом обратного трубопровода. При исправной работе насоса давление топлива в системе должно вырасти до 6 кг/см2 . В этом случае нарастание давления свидетельствует о неисправности регулятора. Звук включенного насоса не всегда гарантирует его работоспособность, так же как и наличие напряжения бортовой сети на входных клеммах к насосу не гарантирует исправность электрических цепей. Плохое заземление, плохой контакт в клеммном соединении предохранителя, главного реле или разъеме, неисправность реле бензонасоса или предохранителя могут не позволить работать исправному насосу. Работающий насос потребляет ток до 7А, электрические цепи должны обеспечить протекание такого тока. Сопротивление исправных обмоток катушек двигателя насоса составляет 1,2 Ом.
- Проверка наличия синхронизации при попытке вращения двигателя стартером. При прокрутке стартером, система управления определяет вращение двигателя по импульсам с датчика коленчатого вала. В этот момент подается первая доза топлива (асинхронная подача топлива). Масса топлива зависит от теплового состояния двигателя (показания датчика температуры).
Далее система синхронизирует свою работу с работой двигателя. Для этого на спец-диске, установленным на коленчатом валу, определены два пропущенных зуба (пропуск двух импульсов). Система по ним определяет ВМТ (НМТ) 1-ого цилиндра двигателя. Устойчивая работа датчика коленчатого вала и исправность спец-диска позволяют системе рассчитывать параметры топливоподачи и зажигания для запуска и работы двигателя. Гарантией синхронной работы системы управления при прокрутке стартером может служить наличие искрового зажигания на высоковольтном пробнике или исправной свече, а также наличие топлива в цилиндрах двигателя. Если двигатель не запускается, снятая с цилиндра свеча должна быть в бензине. При неправильной установке ремней газораспределения или провернувшимся по внутреннему соединению спец-диске работа система может работать синхронно, а двигатель не запускаться, что является следствием неправильной синхронизации.
- Проверка системы зажигания. Острой проблемой эксплуатации машин, оснащенных ЭСУД, являются свечи зажигания. Тяжело приходится, когда становится холодно. Запуск холодного двигателя при условии исправной системы и качественных свечей не вызывает никаких проблем. Свечи неподтвержденного качества, которые стоят 10 долла- ров за комплект, производятся непонятно где. Первый запуск на таких свечах приводит в восторг пользователя. После двух — трех дней эксплуатации в режиме разогрев — охлаждение на этих свечах и в теплую погоду могут возникать проблемы: двигатель троит, холодный запуск невозможен и т.д. Изолятор свечи требует соблюдения специальной технологии при изготовлении. Микротрещины, появляющиеся в нем после непродолжительной эксплуатации, выводят свечи из строя. Управляющая программа не рассчитывает подачу топлива на пуске по показаниям массового расхода воздуха, а определяет ее в зависимости от температуры охлаждающей жидкости по таблицам, зашитым в памяти блока управления. Моменты, связанные с обеднением смеси в течение долгого пуска, не доведены программистами до логического конца. Так что при плохих свечах или неисправном модуле зажигания, вторая попытка запуска двигателя менее продуктивна, чем первая. Залитые топливом свечи не позволяют обеспечить воспламенение топливной смеси в цилиндре. Продувка (открытие дроссельной заслонки на 100% и прокрутка стартером) не помогает. Модуль зажигания российского производства может иметь эффект замерзания. И пока он не прогреется после длительной работы мотора, модуль вносит свои «поправки» в работу двигателя — пропуски зажигания. А в мороз может и вовсе блокировать запуск двигателя. В продаже имеются специальные пробники проверки высоковольтной части зажигания.
- Проверка работы форсунок. Качество форсунок, устанавливаемых на автомобилях ВАЗ, гарантируется фирмами изготовителями GM, BOSCH, SIEMENS. «Левых» форсунок, к счастью, нет. Расходные характеристики могут изменяться после длительной эксплуатации. «Грязное топливо» приводит к засорению форсунки. При этом расходные характеристики форсунки могут как уменьшиться, так и увеличиться (форсунка подтекает).Баланс форсунок может быть сделан специальным тестером ДСТ-6Т, методика такого теста позволяет оценить допуск расходной характеристики форсунки. Очистка форсунок через топливный бак специальными добавками может иметь печальные последствия. Если такие очистки и делать, то делать их нужно постоянно, хотя и это порой не дает очевидного эффекта. Гораздо эффективнее потратить деньги на очистку форсунок с помощью спе- циального оборудования. Снятие форсунки не такая уж и сложная процедура, как кажется. Срабатывание клапана форсунки можно определить на слух. Вероятность отказа сразу четырех форсунок очень мала, в этом случае, нужно проверять электрические цепи управления.
Плохой пуск двигателя.
- Шаговый двигатель.
- Подсос воздуха.
Неисправность датчика массового расхода.
- Датчик температуры неисправен.
Неисправен узел дроссельной заслонки.
Неисправно зажигание.
Неисправен регулятор топлива.
Режим холостого хода определяется системой управления двигателем при наличии следующих условий:
- Закрыта дроссельная заслонка,
- Обороты двигателя меньше заданного уровня. Этот уровень составляет плюс 25% к заданной частоте оборотов холостого хода. Заданная частота вращения коленчатого вала в режиме холостого хода определяется автоматически в зависимости от теплового состояния двигателя и скорости движения автомобиля.
Система выставляет специальный признак наличия холостого хода, этот признак отображается тестером.
К сожалению, в системе нет сигнала включения КПП, поэтому реально в этом режиме автомобиль может двигаться, если включена КПП, или двигаться по инерции, при выключенной КПП. На сухом асфальте движение с включенной КПП и закрытым положением дроссельной заслонки может служить некоторым тестом работы двигателя и ее системы управления. Движение в режиме холостого хода в небольшую горку на первой, второй и даже третьей передаче должно происходить плавно, без рывков, и не требовать нажатия на педаль дроссельной заслонки. Движение автомобиля накатом на четвертой передаче при скорости ниже 50 км/час должно осуществляться без подергиваний. Неисправности в системах зажигания и топливоподачи в этих режимах проявляются ощутимыми толчками при движении автомобиля.
Нас интересует режим холостого хода на остановившемся автомобиле, поскольку это основное состояния для диагностики и проверки системы управления — можно открыть капот, и «любоваться» работой системы управления. Практически совсем нет станций технического обслуживания, где для проверки системы управления и двигателя можно создать ездовые режимы, поставив автомобиль на барабаны.
После проверки системы управления на станциях технического обслуживания, с подключением красивых приборов, часто можно слышать — «у Вас все в порядке по параметрам работы системы». Но проблемы с расходом топлива, динамикой разгона, наличию рывков и провалов остаются. Что же можно проверить в системе управления на режиме холостого хода?
Первое — топливоподача. Легко убедиться в правильности работы насоса регулятора давления, цепей управления форсунками. Можно сделать баланс форсунок специальным тестером и замерить допустимость их расходных характеристик. К дальнейшему поиску проблем с работой двигателя лучше приступать, когда есть уверенность в правильной работе системы топливоподачи.
Второе — система подачи питания на элементы ЭСУД. Проверить напряжения бортовой сети, напряжение питания датчиков, срабатывание всех исполнительных элементов, проверить выходные напряжения с датчиков. Для этого удобно иметь специальные приборы: разветвитель сигналов с блока управления, имитаторы датчиков, тестер форсунок и шагового мотора (ДСТ-6Т).
Третье — проверка работы системы зажигания. Опыт показывает, что все проблемы лежат в высоковольтной части этой системы: модуль зажигания, высоковольтные провода, свечи. Эта проверка должна проводиться при помощи специального высоковольтного пробника.
Четвертое — установка коэффициента коррекции СО, если машина не оборудована системой подавления токсичности: L-зонд, нейтрализатор, адсорбер.
Функционально, коэффициент коррекции СО нужно выставлять по показаниям газоанализатора. Для устойчивой работы двигателя на режиме холостого хода можно обойтись и без газоанализатора.
Коэффициент коррекции СО является мультипликативной составляющей времени открытия форсунки (множитель). Уменьшая или увеличивая его значение можно снизить расход топлива через форсунку в режимной области работы двигателя: малые наполнения, обороты близкие к оборотам холостого хода 800-1000 об/мин.
В городском цикле движения правильная топливоподача в этом режиме позволяет снижать расход топлива на 0,8 л /100 км.
Холостой ход двигателя является устойчивым режимом. Устойчивость определяется рабочим процессом двигателя. Превышение оборотов выше заданных, снижает наполнение в цилиндры двигателя, как следствие мощность падает, падают обороты, наполнение в цилиндры двигателя увеличивается, как следст- вие увеличивается мощность, обороты возрастают и т.д. При правильно рассчитанных параметрах управления топливоподачи, угла опережения зажигания, установкой шагового двигателя легко добиться поддержания заданных оборотов холостого хода. При этом одна и та же точка стационарности по оборотам холостого хода может быть достигнута разным соотношением параметров: расход воздуха, время открытия форсунки, угол опережения зажигания (зависит от состояния двигателя и работы элементов системы управления).
В системе управления нет возможности изменить заданные обороты холостого хода (жестко заданный программой график, зависящий от температуры охлаждающей жидкости), невозможно переопределить положение шагового мотора и угла опережения зажигания, поскольку эти параметры изменяются автоматически в системе управления. Используя тестер в режиме управления исполнительными механизмами, можно изменить положение шагового мотора или обороты холостого хода. Эти изменения не запоминается в памяти контроллера, поэтому действует только на момент работы тестера в режиме «КОНТРОЛЬ ИМ».
В руках пользователя единственным параметром, регулирующим работу двигателя на ХХ, остается коэффициент коррекции СО. В автомобилях с регулированием подачи по L-зонду и этой возможности нет.
Увеличение коэффициента коррекции СО (обогащение смеси) приводит к снижению расхода воздуха в двигатель — среднее положение шагового мотора уменьшается. Уменьшение коэффициента коррекции СО приводит к увеличению расхода воздуха.
По работе системы зажигания (автоматическая установка УОЗ на холостом ходу) можно судить о стабильности работы системы и двигателя в целом. Если УОЗ имеет частые отклонения от своего среднего положения более 4 гр.п.к.в., то это говорит о нестабильности рабочего процесса в цилиндрах двигателя.
Как правило, нужно выставить коэффициент СО таким, чтобы, с одной стороны, время открытия форсунки было минимальным, а с другой, добиться стабильности параметра угла опережения зажигания.
В системах с регулированием топливоподачи с контуром обратной связи по L-зонду остается только наблюдать за стабильностью угла опережения зажигания. А по соотношению расхода воздуха и времени открытия форсунки оценивать стабильность работы обратной связи по L-зонду. Просмотр ячеек таблицы коррекции топливоподачи по L-зонду в области холостого хода помогает определить, какое изменение в состав смеси вносит эта коррекция.
Пятое — пропуски воспламенения в цилиндрах двигателя, которые приводят к нестабильности оборотов холостого хода, как правило, связаны с неисправностями в системе зажигания или работой системы топливоподачи.
Разделить две этих составляющие очень непросто, поскольку они связаны. Топливоподача определяется расчетом, в основе которого лежат показания датчика расхода воздуха, а сам расход определяется наполнением цилиндров воздухом, зависящим от оборотов, регулировка которых осуществляется углом опережения зажигания и зависит от состава смеси, т.е топливоподачи. Круг замкнулся.
Поэтому надо обязательно проверить состояние канала подачи воздуха. Датчик массового расхода должен иметь стабильное входное напряжение 5В, а выход его при неработающем двигателе и включенном зажигании должен держать напряжение 1В.
Шестое — минимальный подсос воздуха в канале от датчика массового расхода к впускному коллектору изменит показания массового расхода воздуха (уменьшит показания), т.е. обеднит топливоподачу, что приведет к изменениям в работе двигателя. В системах с регулированием по L-зонду такое обеднение будет скомпенсировано, но провалы при разгоне и торможении останутся, так как многие параметры управления (в частности угол опережения зажигания) и коррекции этих параметров рассчитываются, исходя из показаний того же расходомера воздуха.
Седьмое — неисправность самого датчика L-зонда является явной причиной раскачки оборотов холостого хода, поскольку нарушается сбалансированность работы контура поддержания оборотов и контура поддержания стехиометрического состава смеси. Раскачка оборотов на режиме холостого хода не всегда определяется показаниями встроенного в панель приборов тахометра. Его показания на малых оборотах часто ошибочны, убедитесь в стабильности оборотов холостого хода по диагностическим приборам.
Восьмое — самым больным местом в работе системы управления двигателем является зажигание, вернее его высоковольтная часть, которая как бы не имеет отношения к электронике, и включает в себя модуль зажигания, высоковольтные провода и свечи зажигания. Нарушения в этой системе и определяют большую часть проблем в работе двигателя. Подход к проверке этой части не отличается от проверки системы зажигания карбюраторных двигателей. Состояние свечей, снятых с двигателя, помогает определить неработающие или плохо работающие цилиндры. Если плохо работают два цилиндра 1-4 или 3-2, то по- хоже, что неисправность кроется в модуле зажигания (в работе какой-то его пары катушек). Удобнее пользоваться специальными приборами или стендами для проверки свечей, высоковольтных проводов.
Девятое — работа системы синхронизация двигателя. Редкие сбои в синхронизации невозможно определить ни одним прибором. Только Мотор-Тестер с аппаратным подключением к датчику положения коленчатого вала может помочь выявить эти сбои.
Нарушение синхронизации в такте работе двигателя, отключает и подачу топлива и зажигания, расчет наполнения в цилиндрах невозможен. Здесь нет четких советов по определению, что же неисправно: блок управления, датчик положения коленчатого вала, проводка.
Система самодиагностики блока управления может определить сбои в синхронизации, но только тогда, когда двигатель уже не может работать. Единственно, что можно сказать, провалы и перебои в работе двигателя с плохой синхронизацией появляются на всех режимах. Эти перебои незначительны, но ездовые качества автомобиля резко снижаются, при этом невозможно выделить конкретно неработающий цилиндр. Чаще всего помогает замена датчика коленчатого вала. Неисправность в блоке управления маловероятна. Другие неисправности в системе синхронизации, как правило, ведут к полной невозможности запустить двигатель.
А.М. Банов