Диагностика инжекторного мотора и все вокруг нее

Хочу изложить в этой теме основы диагностики классического инжекторного мотора. В принципе инет полон всяких статей. Попытаюсь изложить доходчиво.

ЧАСТЬ 1. Методы диагностики.
В целом можно разделить методы диагностики на три группы.
1. По выходным параметрам эксплуатационных свойств. (Сила тяги, расход топлива, токсичность, дымность, шум и т.д.)
Методы базируются на имитации скоростных и нагрузочных режимов работы автомобиля, определении при заданных условиях выходных параметров и сравнении их количественных значений с эталонными.
2. По статичным и геометрическим параметрам. (Сопротивеление, выходное напряжение, зазоры, углы, свободный ход и т.д.)
Данные методы заключаются на проверки узлов и агрегатов по известным параметрам и сравнении их с эталонными.
3. По параметрам соопуствующих процессов. (Герметичность рабочих объемов, колебательные процессы)
Методы диагностирования по герметичности рабочих объемов. Применительно к мотору - это замер компрессии цилиндро-поршневой группы. Проверка герметичности впускных и выпускных трактов.
Методы диагностики по параметрам колебательных процессов: методы, оценивающие колебания напряжения в электрических цепях (на этой основе созданы мотор-тестеры); по параметрам виброакустических сигналов, получаемых при работе зубчатых зацеплений, клапанных механизмов, подшипников и т.д.)

Важнейшим этапом процесса диагностирования является постановка диагноза. В зависимости от задачи диагностирования и сложности объекта диагноз может различаться по глубине. Для общей оценки работоспособности агрегата, системы, автомобиля в целом используются выходные параметры, на основании которых ставится общий диагноз типа «да», «нет» («годен», «не годен»). Для определения потребности в ремонтно-регулировочной операции требуется более глубокий диагноз, основанный на локализации конкретной неисправности. Постановка диагноза в случае, когда приходится пользоваться одним диагностическим параметром, не вызывает особых методических трудностей. Она практически сводится к сравнению измеренной величины диагностического параметра с нормативом.
Постановка диагноза, когда производится поиск неисправности у сложного механизма, системы и используются несколько диагностических параметров, значительно сложнее. Для решения задачи постановки диагноза в этом случае необходимо на основе данных о надежности объекта выявить связи между его наиболее вероятными неисправностями и используемыми диагностическими параметрами. Для данной цели в практике диагностирования применяют диагностические матрицы. Теории хватит, переходим к практике

Современные моторы оснащенные микропроцессорными контроллерами, практически, сами занимаются собственной диагностикой. В их программном обеспечении заложены уже диагностические матрицы, и на их основании контроллер двигателя уведомляет водителя о проблемах зажиганием ламы "Неисправность двигателя" и установкой диагностической ошибки которую мы можем расшифровать.
Однако не все неисправности перекрываются программным обеспечением контроллера, да и не все можно диагностировать автоматическим путем. И именно этому я постараюсь посвятить эту статью.

ЧАСТЬ 2. Группы неисправностей.
Как говорили древние механики, неисправности в моторе может быть две: "Нечему гореть или нечем поджечь".
В принципе ничего с тех пор не изменилось. Однако сложность устройства современных моторов расширяет эти две причины до существенно более широких границ. Простой специалист по современным двигателям это уже не просто механик, это уже и электрик и химик и гидравлик, но прежде всего он должен быть физиком. Но именно неизменная сущность ДВС позволяет начинать с самого простого. И так априоре можно выделить несколько групп неисправностей.
1. Неисправности системы питания. К этой группе неисправностей относятся все неисправности измерительных и исполнительных узлов двигателя отвечающих за смесеобразование.
2. Неисправности системы зажигания. К этой группе относятся неисправности исполнительных узлов искрообразования.
3. Неисправности системы выхлопа. К этой группе относятся неисправности системы снижения токсичности выхлопа, системы вентиляции картера
4. Неисправности системы смазки
5. Неисправности системы охлаждения

Система питания.
Управление топливной системой осуществляется электронным блоком управления двигателем ЭБУД или ЕСМ (Engine Control Module). ЭБУД изменяет режимы работы двигателя в зависимости от изменяющихся эксплуатационных режимов на основании сигналов от различных переключателей и датчиков.
ИЗМЕРИТЕЛИ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ
Датчик измерителя расхода воздуха - ДМРВ или MAF (Mass Airflow Sensor)
Измеритель расхода воздуха обеспечивает самый прямой метод измерить нагрузку двигателя, так как он измеряет количество воздуха, поступающего в двигатель. Принцип работы этого датчика может различаться на разных конструкциях двигателей. Но смысл его один - оценить количество проходящего воздуха в двигатель. На большинстве современных машин устанавливается датчик системы БОШ, выполненный совместно с датчиком температуры. Современный датчик представляет собой нагревательный элемент (на ранних моделях - нить, на более поздних - пластина), температура которого поддерживается постоянной, чем выше скорость потока воздуха, тем сильней охлаждается нагревательный элемент, тем больше ток компенсации. Математическим преобразованием величина тока компенсации переводится в объем прошедшего воздуха. На более ранних машинах в качестве такого датчика устанавливались лопаточные измерители (переменное сопротивление), и измерители отрицательнго давления, создаваемого потоком проходящего воздуха.

Датчик температуры охлаждающей жидкости
Датчик температуры охлаждающей жидкости измеряет температуру ОЖ. На основании сигнала ЭБУД вычисляет ширину импульса, подаваемого на форсунки, в результате чего изменяется количество топлива подаваемого в цилиндры двигателя. Кроме того ЭБУД на основании сигнала датчика температуры ОЖ может менять и угол опережения зажигания. На холодном двигателе в цилиндры подается более богатая смесь, для обеспечения стабильности оборотов. Конструктивно датчик представляет собой высокоомное сопротивление

Датчик положения дроссельной заслонки ДПДЗ - TP (Throttle Position)
Датчик установлен на дроссельной заслонке жестко соединен с валом дроссельной заслонки. В зависимости от положения дроссельной заслонки изменяется сопротивление датчика. Для питания датчика с ЭБУД на него подается напряжение 5 В. Выходное напряжение датчика изменяется от 0,25 В при минимальном открытии дроссельной заслонки до 4,7 В при полном открытии дроссельной заслонки. В современных моторах можно встретить конструкцию так называемого "электронного газа", особенно часто на V образных моторах, и моторах большого объема, где непосредственный привод от педали газа затруднен конструктивно или не отвечает требованиям по легкости управления. В этом случае, датчик положения дроссельной заслонки спарен с исполнительным механизмом дросселя (моторизованный сервопривод заслонки), который работает в паре с датчиками положения педали акселератора: датчики на педали передают положение в ЭБУД, а тот в свою очередь сигнал на сервопривод, а уже с ДПДЗ в ЭСУД передается сигнал о положении заслонки.

Датчик положения коленчатого вала ДПКВ - CKP (Crankshaft Position Sensor)
На основании выходного сигнала этого датчика ЭСУД определяет угол опережения зажигания и цилиндр, в который необходимо подать топливо. При отсутствии выходных сигналов датчика двигатель не запустится. Как правило, принцип работы датчика основан на эффекте Холла, т.е. это катушка с сердечником.

Датчик положения распределительного вала ДПРВ - CMP (Camshaft Position Sensor)
Датчик положения распределительного вала вырабатывает импульсы, на основании которых ЭБУД идентифицирует первый цилиндр и время открытия форсунки. Принцип работы датчика аналогичен с ДПКВ. На распредвале имеется штифт, который по сути является отметчиком положения вала. ДПРВ на более ранних машинах может отсутствовать. Появление его произошло в результате разработки фазированного впрыска топлива для большей экономии топлива.

Датчик детонации
Датчик детонации реагирует на высокочастотные колебания блока цилиндров и преобразовывает их в электрические сигналы, величина которых увеличивается при увеличении детонации. На основании этих сигналов блок ЭБУД смещает момент зажигания в сторону запаздывания, в результате чего детонация устраняется. Для более корректно работы данного датчика, может присутствовать так называемый датчик плохой дороги или датчик грубой езды, устанавливаемы на корпусе стойки или в другом месте. Назначение этого датчика - свести ложные срабатывания датчика детонации при плохой дороге и потери в мощности из-за этого. При одновременном приходе сигнала в ЭБУД с обоих датчиков коррекция зажигания не происходит.

Датчик температуры поступающего в двигатель воздуха
Датчик температуры поступающего в двигатель воздуха представляет собой термистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. ЭБУД учитывает сигнал датчика и корректирует ширину импульса, подаваемого на форсунки, в результате чего изменяется количество топлива подаваемого в цилиндры двигателя, а также изменяет угол опережения зажигания.

Датчик кислорода
На основании этих данных ЭБУД изменяет время открытия форсунок и соотношение топлива в топливовоздушной смеси. Для того, чтобы происходило полное сгорание горючей смеси и в отработавших газах отсутствовали вредные вещества на 14,7 весовых частей воздуха должна приходиться 1 часть топлива. Датчиков кислорода на машине может быть несколько.

ИСПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ
Топливная магистраль.
Различают две разновидности топливной магистрали инжекторных автомобилей.
1. С обратным трубопроводм
Системы с "обраткой" характеризуются наличием двух трубопроводов от бензобака под капот автомобиля. Через обратный трубопровод в бак сливаются излишки топлива, который образуются в результате работы регулятора давления топлива. В системах с обратным трубопроводом регулятор давления топлива управляется ваккумом, который создается во впускном коллекторе. Задача регулятора - поддерживать постоянное давление в топливной рампе . Топливная рампа является переходным устройством на топливные форсунки , которые в свою очередь являются прецизионными дозаторами топлива управляемыми ЭБУД. По сути из-за постоянства давления топлива в рампе, дозирование топлива происходит за счет варьирования длительности импульса тока, открывающего форсунки для впрыска. Форсунки управляются напряжением 12В.
2. Без обратного трубопровода
В системах без обратного топливовода, неуправляемый регулятор давления, настроенный на поддержания заданного значения (как правило это 3,2-3,5 кг/см2, для MPI 3,6-3,8 кг/см2) распологается в баке, смонтирован в корпусе бензонасоса. В остальном же системы практически идентичны.
Топливный насос.
Топливный насос, представляет помпу постоянного давления, находящуюся в баке. Рабочее давление развиваемое насосами порядка 6-6.5 кг/см2. Приемный патрубок топливного насоса защищен пластмассовой сеткой, формы сетки различны для разных машин. Назначение сетки задерживать крупный мусор из топлива. Для тонкой очистки используется топливный фильтр, который может распологаться так же в корпусе бензонасоса, на других моделях, он крепится отдельно.

Система зажигания
В современных двигателях можно выделить две системы зажигания.
1. Системы зажигания с распределителем зажигания.
Систем зажигания с распределителем зажигания существует несколько, но суть их сводится к выработке сигнала искрообразования с помощью устройства - Распределителя. Распределитель может быть механическим, электрическим и фотоэлектрическим. В зависимости от конструкции различается механизм получения сигнала к выработке катушкой зажигания высокого напряжения подаваемого в свечу зажигания соотвествующего цилиндра. Распределители зажигания бывают со встроенным устройством опережения угла зажигания, центробежным или вакуумным. Однако при наличии ДПКВ и ДПРВ, механические устройства зажигания как правило отсутствуют, эти функции выполняет ЭБУД.

2. Системы зажигания без распределителя зажигания.
Основные компоненты системы зажигания: ДПКВ, ДПРВ (может отсутствовать), катушка зажигания (может быть не одна), свеча зажигания.
ЭБУД подает сигнал соответствующей катушке зажигания, которая вырабатывает ток высокого напряжения и передает этот ток свече зажигания. ЭБУД изменяет установку угла опережения зажигания согласно частоте вращения двигателя, количеству поступившего воздуха, температуре охлаждающей жидкости и другим условиям.

Как видно, и в системе питания и в системе зажигания в современном двигателе могут участвовать одни и теже устройства.

ЧАСТЬ 3. Едет - не едет....
Что же делать когда двигатель не заводится? Что может быть этому причиной в современном инжекторном моторе?
В этой части постараюсь описать, что делать и куда смотреть. Данная тема предназначена для тех, кто дружит с руками и хоть немного знаком с конструкцией ДВС.
Всю диагностику поделим на три части:
Проверка системы зажигания.
Проверка системы питания.
Проверка состояния механики мотора.

Проверка системы зажигания.
Хочется или нет, но это надо сделать дабы исключить. Внимание: рекомендуется отключать форсунки во избежание порчи катализатора.
Примерный порядок действий:
1. Убедитесь что зажигание выключено.
2. Снимите с свечи зажигания один высоковольтный провод.
3. Подсоедините тестер искры зажигания, в качестве которого может выступать запасная свеча, к высоковольтному проводу.
4. Держите тестер искры на расстоянии 5мм от массы, если вместо тестера используется свеча, то положите ее на неокрашенную металлическую часть двигателя .
5. Немного прокрутите двигатель.
6. Проверьте на прохождение сильной голубой искры.
7. Повторите проверку для остальных высоковольтных проводов.
Различные модели моторов могут иметь разное количество катушек зажигания. Одна катушка может обслуживать все цилиндры или одна на два, одна на один. Иногда катушка зажигания выполнена заодно с контактным колпаком свечи.
Если на искра отсутствует одном или более цилиндрах, дальнейшая диагностика разветвляется.

Катушка зажигания одна на все цилиндры, искры нет на одном цилиндре. (Как правило распределительные системы зажигания)
Причиной может быть провод идущий от катушки к свече. Меняем провод на заведомо рабочий, например с другого цилиндра, и выполняем проверку описанную выше.
Если искра появилась значит неисправен высоковольтный провод.
Если искра не появилась, то это повод разбирать распределитель.

Катушка зажигания одна на все цилиндры, искры нет ни на одном цилиндре. (Как правило распределительные системы зажигания)
Причиной может быть сама катушка зажигания, необходимо проверить наличие питания 12В на самой катушке. Если питание присутствует, значит неисправна она.
В контактных системах распределения зажигания причиной может быть так же износ центрального электрода, окисл и грязь на контактной группе, трещины и грязь на крышке распределительного механизма, по пыли и трещинам искра уходит от контактов на землю. Как правило лечится заменой бегунка (рапределителя) и крышки.
В бесконтактных системах распределения причиной отсутствия искры может быть так же грязь, но не редко выходит их строя оптопара просматривающая диск распределителя. Есть механизмы где в качестве сенсора выступает магнитная пара работающая на эффекте Холла. Они более чувствительны к грязи, особенно с примесями стружки.

Для всех систем зажигания легко проверить целостность высоковольтных проводов, в темное время, необходимо открыть капот и на заведенном двигателе убедиться в отсутствие искрения в областях прохождения проводов. Кроме того слабая искра, желтого или красного цвета, говорит о старости проводов, увеличении его сопротивления.

Проверка свечей. Как правило проверка свечей должна проводиться на специальном стенде, который представляет собой камеру с окном, в которую нагнетается давление, аналогичное при работе цилиндра и смотрятся пропуски икры, ее форма и место ее образования, если искра отличается от искры на новой свече, или происходят пропуски, или искрообразование происходит в области изолятора, это говорит о неисправности свечи зажигания. С виду рабочая свеча может быть не рабочей в цилиндре.

Во многих нынешних ЭБУД есть диагностика пропусков зажигания, указывающих не неисправность катушки зажигания.

Дополнительные причины неисправности системы зажигания
Отсутствие искры в инжекторном моторе может быть связано с неисправностью ДПКВ. Однако как правило, этот датчик очень надежен, и неисправность кроется либо в проводке и контактных группах. Диагностика датчика осуществляется простым прозвоном тестером (сопротивелние - 1-5 кОм) так это просто тонкопроводная катушка с магнитным сердечником. Сигнал с ДПКВ можно посмотреть с помощью диагностического тестера, или если такого нет, то воспользоваться осциллографом. Сигнал представляет собой прямоугольный импульс по отметичкам на шкиве коленчатого вала. Аналогично диагностируется ДПРВ, т.к. работает он по тому же принципу, реагируя на вращения распределительного вала. Соотвественно если сигналы присутствуют, правильной формы, и доходят до ЭБУД, значит причиной являются не они.


Проверка системы питания
Вторая по частоте неисправность.....

[кузька]

да, потому что частенько возникают вопросы тут а как, а что
а так под рукой будет небольшой ликбез, полезный к тому же и для самообразования

[kniper]

да, в последствии можно будет ее дополнить примерами из практики

Ну тогда начнем... я буду в первый пост писать и общими усилиями соберем одну статью тогда.

[kniper]

Ну тогда начнем... я буду в первый пост писать и общими усилиями соберем одну статью тогда.

Володь, можешь и дальше писать, перенесем

Vladimirgs
Хорошо бы это изложить в виде диагностических таблиц, типа: неисправность - диагностическая ошибки или возможные причины - пути исправления

[kniper]

Хорошо бы это изложить в виде диагностических таблиц, типа: неисправность - диагностическая ошибки или возможные причины - пути исправления

Пусть начнет, по ходу подкорректируем

Vladimirgs
Хорошо бы это изложить в виде диагностических таблиц, типа: неисправность - диагностическая ошибки или возможные причины - пути исправления

Такие карты у меня есть для кодов ошибок. Но для разных машин они разные... направление одно - а значения кое в чем разные.

[kniper]

Такие карты у меня есть для кодов ошибок. Но для разных машин они разные... направление одно - а значения кое в чем разные.

Я б для Кларусов с удовольствием посмотрел, а то у нас в ФАКе обрывками какими-то

Насчет того, что при отсутствии сигнала с ДПКВ мотор работать не будет - я бы так уверенно не говорил. В большинстве случаев, если есть ДПРВ, двигатель заводится и работает по обходной программе блока управления. Доехать до места ремонта можно, как правило. То же самое при обрыве ДПРВ и работающем ДПКВ. Проверено на КИА РИО II. Вот если оба дохнут - мотор молчит.

[kniper]

Насчет того, что при отсутствии сигнала с ДПКВ мотор работать не будет - я бы так уверенно не говорил. В большинстве случаев, если есть ДПРВ, двигатель заводится и работает по обходной программе блока управления. Доехать до места ремонта можно, как правило. То же самое при обрыве ДПРВ и работающем ДПКВ. Проверено на КИА РИО II. Вот если оба дохнут - мотор молчит.

Это понятно, не поспоришь

Насчет того, что при отсутствии сигнала с ДПКВ мотор работать не будет - я бы так уверенно не говорил. В большинстве случаев, если есть ДПРВ, двигатель заводится и работает по обходной программе блока управления. Доехать до места ремонта можно, как правило. То же самое при обрыве ДПРВ и работающем ДПКВ. Проверено на КИА РИО II. Вот если оба дохнут - мотор молчит.

На самом деле наоборот. Без ДПКВ никак, а вот без ДПРВ возможно - у вас перепуталось.
Если отключить ДПРВ - то ЭБУД из фазораспределенного впрыска переходит в режим попарно-параллельного впрыска.
В этом случае каждая форсунка срабатывает в два раза чаще (один раз за каждый оборот коленвала) - определить это на слух не пытайтесь. Выхлоп теряет былую чистоту, но поймать увеличение токсичности удается только замерами по ездовому циклу. Понять, что мотор нездоров, можно по возросшему расходу топлива. К другим неприятным для двигателя последствиям отказ датчика фазы не приведет.

Но эти описания еще впереди....

Именно так - без ДПКВ мотор работает, но не в штатном режиме, достаточно неуверенно: похоже, что опережение зажигания не регулируется, а момент зажигания эмулируется по сигналу с распредвала и через 180 град соответственно. Раскручивается мотор неохотно, на педаль отзывается с задержкой, но работает. Проверено на моей KIA RIO II. Сам удивлялся, когда пытался секретку только на ДПКВ ставить.

Именно так - без ДПКВ мотор работает

Чудеса у тебя получаются. Что самое интересное, Рио и без ДПРВ не заводится, вернее если сегмент на распредвалу открутится. По всем законам двигатель без ДПКВ заводиться не должен, но..... машина-машине рознь. При случае надо проверить.

Именно так - без ДПКВ мотор работает

Чудеса у тебя получаются.

Мне тоже так сначала показалось

Для определенности порылся в инете:

http://wwwboards.auto.ru/stealings/146457.html

http://forum.ugona.net/topic26349.html - самый первый пост

http://www.oktja.ru/forum/index.php?s=c ... ntry146987 - пост №2

Кроме того, встречался пост о том, что даже Патриот у кого-то работал без ДПКВ