Электронная система управления двигателем

Практически все современные автомобили снабжены электронным блоком управления (ЭБУ). Он автоматически подбирает оптимальные рабочие параметры для двигателя на основании поступающей от датчиков информации. С его помощью можно диагностировать возникшие поломки в различных автомобильных системах, в том числе в системе зажигания. Для диагностики необходимо подключить специальный сканер, который в случае возникновения ошибки покажет вам ее код. Зачастую ошибка в работе системы может возникнуть из-за поломки одного из электронных датчиков, дающих информацию для ЭБУ. Об ошибке вам сообщит электронный сканер.

Пару слов об инжекторных системах

Автомобильный инжектор – это насос (форсунка) или их совокупность, которые нагнетают горючее в камеры сгорания мотора. Помимо насосной составляющей, в любую инжекторную систему входят другие элементы, которые можно разделить на две большие группы:

• Механические узлы инжектора, имеющие в своём составе различные топливопровода, рампу крепления форсунок, ряд датчиков, отслеживающих показатели работы мотора, и тому подобное;
• Электронные узлы, которые состоят из электроцепи и блока управления, контактирующие с ранее отмеченными датчиками и управляющие работой форсунок, а также другими элементами инжектора.

Суть работы инжекторной системы заключается в том, что горючее, поступающее напрямую к форсункам, грамотно дозируется электронным блоком управления и с учётом режима работы мотора в данный момент времени подаётся в его камеры сгорания. Подобный подход не только упрощает контроль над функционированием инжектора и его составляющими, но и позволяет слегка снизить количество потребляемого двигателем топлива. Помимо этого, использование инжекторного типа питания помогает получить максимальный КПД от работы мотора практически на всех его режимах работы, естественно, если сравнивать данный тип с карбюраторным.

Топливоподкачивающий насос

Основной топливоподкачавающий насос обеспечивает бесперебойную подачу топлива из баков к ТНВД при работающем двигателе. Он обычно приводится в действие от коленчатого или распределительного вала двигателя. Может применяться и автономный электродвигатель, питаемый от генератора ТС. Использование электропривода обеспечивает равномерную подачу топлива независимо от частоты вращения коленчатого вала и возможность аварийного отключения всей системы. Существуют различные конструкции топливоподкачивающих насосов. Они могут быть:

• шестеренными
• плунжерными (поршневыми)
• коловратными (пластинчатого типа)

Как правило, применяются плунжерные и коловратное насосы.

Плунжерный топливоподкачивающий насос

Плунжерный топливоподкачивающий насос состоит из корпуса 5, плунжера 7 с пружиной 6, толкателя 10 с роликом 77, пружиной 9 и штоком 8, а также клапанов — впускного 4 и нагнетательного 1 с пружинами. Толкатель с плунжером могут перемещаться вверх-вниз. Перемещение вверх происходит при повороте эксцентрика 72, изготовленного как одно целое с кулачковым валом ТНВД; перемещение вниз обеспечивают пружины 6 и 9.

При сбегании выступа эксцентрика с ролика толкателя плунжер под действием пружины б перемещается вниз, вытесняя топливо, находящееся под ним, в нагнетательную магистраль насоса. В это время нагнетательный клапан закрыт, а впускной под действием разрежения над плунжером открыт, и топливо поступает из впускной магистрали в надплунжерную полость. При движении толкателя и плунжера вверх впускной клапан закрывается под действием давления топлива, а нагнетательный, наоборот, открывается, и топливо из надплунжерной полости поступает в нижнюю камеру под плунжером. Таким образом, нагнетание топлива происходит только при движении плунжера вниз.

Если подачу топлива в цилиндры двигателя уменьшают, в выпускном трубопроводе насоса, а значит, и в полости под плунжером давление возрастает. В этом случае плунжер не может опуститься вниз даже под действием пружины 6, и толкатель со штоком перемещается вхолостую. По мере расходования топлива давление в нагнетательной полости понижается, и плунжер под действием пружины 6 опять начинает перемещаться вниз, обеспечивая подачу топлива.

Плунжерный топливоподкачивающий насос обычно совмещен с насосом 2 ручной подкачки топлива. Данный насос устанавливается на входе в основной топливоподкачивающий насос и приводится в действие вручную за счет перемещения поршня 3 со штоком. При движении поршня вверх под ним образуется разрежение, открывается впускной клапан, и топливо заполняет подплунжерное пространство. При перемещении поршня вниз впускной клапан закрывается, а нагнетательный открывается, позволяя топливу пройти далее по топливной магистрали.

Коловратный топливоподкачивающий насос

В мощных быстроходных дизелях применяются в основном коловратные топливоподкачивающие насосы. Ротор 7 насоса приводится во вращение от коленчатого вала двигателя. В роторе имеются прорези, в которые вставлены пластины 6. Одним (наружным) концом пластины скользят по внутренней поверхности направляющего стакана 8, а другим (внутренним) — по окружности плавающего пальца 5, расположенного эксцентрически относительно оси ротора. При этом они то выдвигаются из ротора, то вдвигаются в него. Ротор и пластины делят внутреннюю полость направляющего стакана на камеры А, Б и В, объемы которых при вращении ротора непрерывно меняются. Объем камеры А увеличивается, поэтому в ней создается разрежение, под действием которого топливо засасывается из впускной магистрали. Объем камеры В уменьшается, давление в ней повышается, и топливо вытесняется в нагнетательную полость насоса. Топливо, находящееся в камере Б, переходит от входного отверстия стакана к выходному. При повышении давления в нагнетательной полости до определенного уровня открывается редукционный клапан 2, преодолевая усилие пружины 7, и излишек топлива перепускается обратно во впускную полость насоса. Поэтому в нагнетательной полости и выпускном трубопроводе поддерживается постоянное давление. Перед пуском, когда двигатель и, следовательно, основной топливоподкачивающий насос не работают, топливо через него может прокачиваться предпусковым топливоподкачивающим насосом. В этом случае открывается перепускной клапан 3, преодолевая усилие пружины 4. В закрытом положении тарелка этого клапана перекрывает отверстия в тарелке редукционного клапана.

Диагностика и ремонт инжекторных двигателей – кратко о самом устройстве

Но вначале остановимся на том, что собой представляет инжекторный двигатель. Чем он отличается от карбюраторного? Основное отличие заключается в системе подачи воздушно-топливной смеси. В прежних двигателях топливная смесь засасывалась непосредственно через карбюратор, где осуществлялось дозирование составляющих, и далее происходило смешивание бензина с воздухом. При этом из-за несовершенства конструкции двигатель терял до 10 % мощности.

В инжекторном (или впрысковом) двигателе топливо поступает в камеру сгорания путем принудительного впрыска под высоким давлением через форсунки. Дозирование и контроль количества поступающего горючего осуществляет электроника. В результате уменьшается уровень вредных выбросов в окружающую среду, а также существенно увеличивается мощность двигателя, улучшаются его эксплуатационные характеристики, и снижается расход топлива.

Достоинства инжекторных систем:

• точная дозировка подачи горючего;
• за счет оптимизации состава воздушно-топливной смеси существенно меньше становится уровень токсичности выхлопных газов;
• улучшаются динамические характеристики автомобиля, инжекторная система корректирует подачу топлива в зависимости от нагрузки;
• применение впрысковой системы ведет к увеличению мощности двигателя более чем на 7 %.

Признаки необходимости проведения диагностики

О том, что в ближайшее время потребуется ремонт топливной аппаратуры дизельных двигателей может сигнализировать затруднительный запуск мотора. Причинами, вызывающими нестабильное включение движков являются:

• системы впрыска топлива не обеспечивает достаточное распыление горючего;
• чрезмерный износ нагнетательных элементов не способных обеспечить требуемое давление;
• момент впрыска имеет неправильный угол опережения, требуется его настройка;
• воздух в топливной системе создает нехватку дизеля перед ТНВД;
• впрыскивание горючего слишком малой дозой, то есть необходима регулировка;
• Несезонность топлива, залитого в бак.

Ухудшение динамических характеристик свидетельствует о том, что топливная система дизельного двигателя требует внимания автовладельца. Причинами, почему дизельный двигатель, потерял мощность могут быть:

• неправильная регулировка насоса;
• износ распылителей;
• завоздушена топливная система;
• снижение производительности подкачивающего насоса.

Также симптомами того, что необходима диагностика топливной системы дизельного двигателя, являются:

• черный выхлоп, возникающий, когда подача топлива происходит с опозданием, либо свидетельствующий о неоптимальном смесеобразовании;
• жесткая работа мотора, возникающая при разном дозировании топлива в цилиндры;
• серый дым из выхлопной трубы, говорящий, что в дизельном двигателе неверное время опережения впрыска;
• высокая температура двигателя, возникающая из-за плохого распыления горючего форсунками;
• посторонний шум при работе, возникающий из-за попадания воздуха в топливную систему;
• нестабильные обороты холостого хода;
• внезапная остановка мотора как под нагрузкой, так и в холостую;
• при отключении двигателя он продолжает работать, так как топливо просачивается через электромагнитный клапан;
• визуальное обнаружении течи солярки.

Катушка зажигания

Частой причиной проблем в системе становится катушка зажигания (далее КЗ). Ее задача — образование высоковольтного разряда на свече зажигания. Конструктивно катушки бывают разными. На старых машинах использовались катушки с одной обмоткой, на более современных — сдвоенные или монолитные модули, содержащие высоковольтные провода и наконечники. В настоящее время чаще всего устанавливают катушки для каждого цилиндра. Они монтируются непосредственно на свечи, их конструкция не предусматривает использование высоковольтных проводов и наконечников.

Катушка зажигания

На старых автомобилях, где КЗ устанавливалась в единственном экземпляре, ее выход из строя (обрыв обмотки или короткое замыкание в ней) автоматически приводил к тому, что машина попросту не заводилась. На современных автомобилях в случае возникновения проблем на одной из катушек двигатель начинает “троить”.

Выполнить диагностику катушки зажигания можно различными методами:

• визуальным осмотром;
• с использованием омметра;
• при помощи мотор-тестера (осциллографа).

При визуальном осмотре необходимо внимательно осмотреть токоизоляционные части. На них не должно быть следов нагара, а также трещин. Если в процессе осмотра вы выявили подобные дефекты — это значит, что катушка однозначно подлежит замене.

Диагностика неисправностей зажигания подразумевает замер сопротивления изоляции на первичной и вторичной обмотках катушки зажигания. Измерить его можно с помощью омметра (мультиметра, работающего в режиме замера сопротивления), произведя измерения на выводах обмоток.

Каждая катушка зажигания имеет свое значение сопротивления. Более точные сведения вы найдете в технической документации к ней.

Подробная информация о проверке представлена в статье о том, как проверить катушку зажигания. А наиболее точный и совершенный метод диагностики катушки зажигания и всей системы проводится при помощи мотор-тестера (осциллографа).

Состав топливной системы дизельного двигателя

Система питания дизеля состоит из двух контуров: низкого и высокого давления. Состав контура низкого давления:

• Бензобак с расположенным в нем подкачивающим насосом. Последний применяется при значительной протяженности топливопроводов.
• Фильтр-сепаратор, предназначенный для отделения крупных частиц грязи.
• Топливный фильтр тонкой очистки.
• Маршевый подогреватель солярки, который устанавливается по соседству с фильтрующими устройствами.
• Предпусковой подогреватель топлива, включаемый от кнопки перед запуском двигателя.
• Первая (низконапорная) ступень топливного насоса высокого давления (ТНВД).
• Низконапорные топливопроводы.

Контур высокого давления включает в себя:

• Вторую (высоконапорную) ступень насоса, снабженную электромагнитным клапаном отключения подачи топлива, служащим для остановки двигателя.
• Гидравлический аккумулятор высокого давления, выполненный в виде топливной рампы, включающей в себя регулятор давления и клапан дозирования топлива (система Common Rail).
• Форсунки для впрыска топлива в цилиндры.
• Топливопроводы высокого давления.
• Электрические свечи накаливания с блоком управления, задающим время их включения.
• Электронный блок управления двигателем (ЭБУ).

Важность проведения своевременного технического обслуживания

Схема топливной системы двигателя состоит из нескольких самостоятельных узлов, объединенных топливопроводами. Выход любого элемента из строя ведет к повышенному износу всех остальных частей топливоподачи, поэтому затягивание с определением виновника неправильной подачи горючего вызывает дополнительные повреждения, что ведет к увеличению стоимости ремонта и необходимости заменять большее количество деталей.

Топливоподкачивающий насос

Топливный насос высокого давления

В результате низкого давления горючего в топливной рампе форсунки не будут нормально дозировать и распылять дизтопливо. Двигатель отклонится от оптимального режима работы. Электронный блок управления будет пытаться скорректировать ситуацию и выдаст сигнал об ошибке.

Форсунка

Как проверить сломанный инжектор

Проверка катушки инжектора является одним из тестов, который вы можете сделать, чтобы проверить неработающую форсунку. Чтобы сделать этот тест, вам понадобится значение сопротивления для катушки внутри инжектора и мультиметр. Вы можете узнать значение сопротивления инжектора в руководстве вашего автомобиля.

В случае, если вы не можете найти значение сопротивления инжектора вашего автомобиля, вы можете купить послепродажное руководство по ремонту в местном магазине автозапчастей или в интернете. И если вы не знаете, как пользоваться мультиметром, есть видео инструкция, Вам потребуются базовые знания по работе с этим прибором.

Основные методы диагностики

Диагностика топливной системы легковых и грузовых автомобилей, оборудованных дизельными двигателями проводится тремя основными способами:

• все оборудование подлежит визуально-акустическому осмотру;
• измерение параметров при помощи проборов и стендов;
• электронная диагностика с применением считывающего сканера и персонального компьютера.

Стенд для проведения диагностики

Каждый из методов дополняет друг друга, помогая выявить поломки различного типа. Так, при визуальном осмотре обнаруживаются наиболее грубые неисправности, например, механические повреждения. Акустической диагностикой можно обнаружить посторонние звуки, возникающие в дизельных моторах. Компьютерная и стендовая проверки позволяют обнаружить поломки в электронике. Некоторые производители, например, кубота и делфи имеют собственные считывающие сканеры и программное обеспечение для поиска неисправностей.

Проверка герметичности питания дизелей.

Негерметичность топливопроводов и соединений системы приводит к утечке топлива (на участках, находящихся под давлением) или подсосу воздуха в систему (на участках, где создается разрежение). Утечку топлива обнаруживают осмотром топливопроводов и приборов, а наличие в системе воздуха — по мутному цвету или присутствию пузырьков воздуха в струе топлива, вытекающей во время работы двигателя из под ослабленной пробки отверстия в крышке фильтра тонкой очистки или из под ослабленной пробки в топливном канале насоса высокого давления. При наличии прозрачных топливопроводов попадание в систему воздуха может быть обнаружено их осмотром.

Неисправность устраняют подтягиванием соединений после предварительного удаления воздуха из системы.

Удаление воздуха из топливной системы.

Во время работы двигателя слегка вывертывают пробку в крышке фильтра тонкой очистки топлива. Когда в струе вытекающего из-под пробки топлива не будет пузырьков воздуха, и топливо станет прозрачным, пробку фильтра плотно завертывают. Такую же операцию поочередно проделывают сначала с пробкой у переднего конца топливного канала ТНВД, затем с такой же пробкой у заднего конца этого канала.

Удалять воздух из системы можно также при неработающем двигателе, создавая давление в топливопроводах насосом ручной подкачки или пользуясь специальным прибором.

6.3. Контрольные вопросы:

— проверка системы питания дизелей на герметичность;

— удаление воздуха из топливной системы дизелей.

Отчет.

Лабораторная работа №10.

1. Тема: ТО и ТР системы питания дизельных двигателей.

2.Цель: Изучить технологический процесс поверки и регулировки форсунок при помощи прибора, а также технологический процесс выполнения работ по ТО системы питания дизельных двигателей.

3. Задачи: Получить навыки по ТО и ТР системы питания дизелей.

4. Студент должен знать:

Характерные неисправности форсунок дизельных двигателей, их причины. признаки и способы устранения.

Должен уметь:

Проверять форсунки на исправность на двигателе и на стенде КП-1609А; регулировать форсунки на давление впрыска и распыление топлива.

5. Методические указания для студентов при подготовке к занятию.

5.1 Литература«Техническое обслуживание и ремонт автомобилей» Епифанов.»Автомобили» Богатырев «Устройство и эксплуатация транспортных средств» Роговцев и д.р.

5.2 Вопросы для повторения:

— неисправности, способы их устранения и объем работ по ТО системы питания дизельных двигателей;

— диагностирование системы питания дизелей с помощью приборов.

6. Контроль и коррекция знаний (умений) студентов.

6.1.Провести инструктаж по технике безопасности при выполнении лабора-торной работы.

6.2.Методические указания по выполнению работы.

6.2.1. Инструменты, оборудование и приборы:

— прибор КП-1609А для регулировки и проверки форсунок.

— набор гаечных ключей;

— набор отверток.

6.2.2. Проверка и регулировка форсунки на давление впрыска и качество распыления топлива.

Производятся на стенде КП-1609А.

Регулировка форсунки на давление впрыска(давление подъема иглы) производится регулировочным винтом при снятом колпачке и отвернутой контргайке. При ввертывании винта давление момента открытия иглы повышается, при вывертывании — понижается. Каждая форсунка должна быть отрегулирована на давление впрыска 15 МПа(18 МПа).

При регулировке давления впрыска и проверке форсунки на качество распыления топлива ее закрепляют гайкой 3 в корпусе 6 стенда. Топливо к форсунке подается из бачка 4. Краном 7 включается манометр 5,

а рычагом 8 повышают давление, наблюдая за показаниями манометра и началом впрыска топлива из распылителя форсунки 2 в сборник 1 топлива.

При исправной и отрегулированной форсунке топливо впрыскивается из всех отверстий распылителя в атмосферу в виде тумана и равномерно распределяется во все стороны. В это время возникает глухой треск. Начало и конец впрыска топлива из каждого отверстия должны быть одновременными без подтекания топлива.

Диагностические работы по системе зажигания

Предназначение системы зажигания – воспламенение рабочей смеси в цилиндрах двигателя в заданные моменты времени. Из этого следует, что основная сфера ее применения – карбюраторные и инжекторные ДВС. В состав системы зажигания по направлению движения энергии входят:

• аккумуляторная батарея и генератор;
• замок и ключ зажигания;
• катушка зажигания;
• конденсатор;
• прерыватель и распределитель (классическая компоновка);
• электронный блок (компоновка CDI);
• низковольтные и высоковольтные провода;
• свечи зажигания.

Все неисправности системы зажигания можно условно разделить на три группы: искра отсутствует вовсе, искра отсутствует в некоторых цилиндрах или искра присутствует, но не в требуемый момент времени. Это неизбежно отражается на характере работы ДВС. В первом случае все просто – если нет искры, нет воспламенения смеси. Во втором наблюдается так называемое «троение» двигателя, при котором существенно падает мощность и стабильность работы, наблюдаются сильные вибрации. Третий случай привод к чересчур раннему или позднему зажиганию, что означает снижение эксплуатационных характеристик автомобиля и ускоренный износ кривошипно-шатунного механизма.

Проверка исправности системы зажигания проводится в направлении, обратном направлению движения энергии. Сначала контролируется техническое состояние свечей и их колпачков. Высоковольтные и низковольтные провода прозваниваются при помощи мультиметра. После этого определяется момент зажигания, на основе чего делается вывод о необходимости регулировки, ремонта или замены распределительных устройств. Состояние катушки можно проверить, измерив ее индуктивность и сопротивление, а для АКБ и генератора решающими показателями станут напряжение и сила тока.

Диагностика давления и форсунок

Схема работы форсунок

Итак, ТС современного авто нуждается в периодической грамотной проверке. Так как именно давление является, чуть ли не главным звеном в системе, с его проверки и следует начинать.

1. Подготавливается манометр со шлангом, который вдевается в штуцер топливной рампы.
2. Затем снимаются показатели при включённом топливном насосе. Показатель должен варьироваться, как и говорилось, в пределах 2,8-3,2 атм.
3. После этого замеры производятся в режиме ХХ. Давление обязано снижаться, но не сильно, всего на 0,6-0,8 атм.
4. Теперь в режиме ХХ надо повысить обороты двигателя и проверить. Давление должно подскочить до начального уровня.

Не меньше работы в ТС современного автомобиля выполняют форсунки. Их проверка проводится непосредственно после диагностики давления.

1. Нужно сформировать требуемое рабочее давление, запустив двигатель и отключив его через некоторое время.
2. Затем с помощью спецоборудования подать серию проверочных импульсов на форсунку цилиндра 1. Одновременно нужно измерять давление.
3. Подать импульсы на каждую форсунку, давление обязательно замерять.

Статья в тему: Ресурс двигателя Ниссан Кашкай 1.2, 1.6, 2.0

Перепады давления неизбежны, но они не должны отличаться для каждого из цилиндров. Если на одной из форсунок давление понижено или повышено, то будет изменяться объём впрыскиваемой жидкости. Соответственно, изменится состав ТВС. Такую форсунку необходимо снять и починить, или заменить.

Форсунки ТС имеют свойство выходить из строя по разным причинам:

• могут заклинивать и плохо открываться, из-за чего ТВС становится обеднённой;
• могут заклинивать и плохо закрываться, из-за чего ТВС становится обогащённой;
• могут работать нестабильно.

Когда нет кода ошибки

Проблемы без кода — это те, которые ненавидят все, особенно, когда симптомы появляются периодически. В таких ситуациях вы должны посмотреть на симптом (ы) и сделать некоторые обоснованные предположения о том, на что следует посмотреть в первую очередь.

Как и раньше, подход к решению проблемы, не связанной с кодом, будет зависеть от того, что имеется в вашем диагностическом арсенале.

Если у вас есть анализатор выбросов, вы можете сначала посмотреть на выхлопные газы. Если у вас есть мультиметр или осциллограф, вы можете проверить датчик, инжектор, зажигание или даже форму сигнала топливного насоса.

Поскольку большинство технических специалистов сегодня владеют каким-либо типом сканирующего инструмента, проверка системных данных — это то же самое место, с которого можно начинать, даже когда нет кода ошибки.

Одна из первых вещей, которую вы должны проверить — это состояние цикла. Топливная система не может подавать правильную топливную смесь, если контур разомкнут.

Если двигатель не может войти в замкнутый контур после того, как он прогрелся или работал, он может иметь неисправный датчик охлаждающей жидкости или открытый термостат.

Следующим логическим шагом было бы посмотреть на выходной сигнал датчика охлаждающей жидкости, чтобы увидеть, нормально ли он работает или его сопротивление изменяется по мере прогрева двигателя. Отсутствие изменений в сопротивлении или показания, выходящие за пределы диапазона, покажут вам, что датчик охлаждающей жидкости неисправен.

Для проверки термостата вы можете использовать инфракрасный термометр для измерения температуры охлаждающей жидкости на выходе термостата после прогрева двигателя. Если показания температуры низкие, возможно, термостат открыт, отсутствует или имеет неправильную номинальную температуру двигателя.

Если система входит в замкнутый контур, посмотрите на входы TPS и MAP, чтобы убедиться, что они меняются при изменении положения дроссельной заслонки.