Электронные компоненты, жгуты проводов и контакты необходимо поддерживать в хорошем состоянии. Контакты к датчикам должны быть без следов коррозии, проводка - чистой, чтобы обеспечить передачу сигналов к ЭБУ без искажений. Работоспособность системы управления двигателем зависит от состояния механических и гидромеханических элементов. Некоторые нарушения технического состояния двигателей или регулировок в его системах вызывают неисправности, ошибочно принимаемые за неисправности электронной части.
В процессе работы двигателя на элементах его топливной аппаратуры постепенно осаждаются различные загрязнения, находящиеся в топливе. Современные ЭМФ изготавливают с допусками 1 мкм. Они способны проработать до миллиарда циклов. Основной причиной нарушения их работы являются загрязнения в процессе эксплуатации, хотя на пути механических частиц устанавливают топливные фильтры, отсеивающие частицы крупнее 10-20 мкм. Присутствие тяжелых фракций в составе топлива также сопровождается загрязнением топлива. Наиболее интенсивное накопление отложений происходит сразу после остановки двигателя. При остановке двигателя температура корпуса форсунки возрастает за счет нагрева от горячего двигателя, а охлаждающее действие топлива отсутствует. Легкие фракции топлива в рабочей зоне форсунки испаряются, а тяжелые накапливаются в виде лаковых отложений, уменьшающих сечение калибровочного канала. Слой отложений толщиной 5 мкм может изменить пропускную способность этого канала на 25%. Загрязнение распылительных отверстий форсунок ухудшает образование горючей смеси, в регуляторе давления нарушается герметичность его запорного клапана, а в топливном канале образуются отложения.
Общее загрязнение элементов топливной системы приводит к засорению каналов и топливного фильтра форсунки частицами шлама. Для предотвращения этого необходимо извлечь из форсунки ФТО и очистить его. В процессе эксплуатации загрязнения на фильтре и игле форсунки приводят к уменьшению подачи топлива. Управляющим параметром ЭМФ является продолжительность ее открытого состояния, а не давление топлива. Дефекты форсунки связаны с закоксовыванием дозирующих элементов. На седлах и запорных элементах ЭМФ со временем появляются твердые смолистые отложения (рис. 7.1). Засорение топливной ЭМФ сопровождается отложением слоя нагара 5 на штифте иглы 3 и днища 1. В этом случае уплотнительный поясок 4 не обеспечивает герметичности. В результате уменьшается кольцевой зазор 6, что сопровождается уменьшением расхода бензина через ЭМФ. После остановки горячего двигателя из пленки топлива, оставшейся на штифтах и внутренних поверхностях распылителей, испаряются легкие фракции. Остаточная величина давления топлива в топливной рампе после остановки двигателя еще некоторое время сохраняется. Бензин поступает через негерметичный клапан.
Рис. 7.1. Схема образования отложений на ЭМФ: 1 - днище; 2 - корпус; 3 - дозирующая игла; 4 - поясок; 5 - нагар; 6 - кольцевой зазор
Закоксовывание происходит также из-за наличия в топливе смол, отлагающихся на форсунке в виде твердых отложений, перекрывающих распылительные отверстия и нарушающие герметичность игольчатого клапана.
Потеря герметичности ЭМФ ухудшает отсечку впрыскиваемого топлива. Вместо резкого обрыва топливного факела происходит плавное окончание впрыскивания топлива. Последние капли топлива стекают с распылителя и задерживаются на нем.
В этом случае нарушается оптимальная геометрическая форма факела. Отложения на поверхности распылителя ухудшают однородность распыления. Крупные капли топлива не успевают испариться и перемещаются вместе с воздухом в цилиндр двигателя. Это приводит к затрудненному пуску, неустойчивому холостому ходу, провалам при разгоне, повышенному расходу топлива и потере мощности. Важным направлением поддержания технического состояния форсунок является применение специальных очищающих добавок к топливу. Регулярное их применение поддерживает ЭМФ в хорошем состоянии, растворяя отложения и нагар. Герметичность ЭМФ можно проверить, подав в нее воздух под давлением 0,3 МПа и опустив насадку распылителя ЭМФ в керосин.
Работа неисправных ЭМФ сопровождается затрудненным пуском, неустойчивым режимом холостого хода, провалами при разгоне, повышенным расходом топлива и потерей мощности. Неразборные неисправные ЭМФ подлежат замене.
Гораздо реже встречается загрязнение входных фильтров ЭМФ. Они относительно небольших размеров и призваны лишь гарантировать чистоту топлива, отсекая мелкие включения, проникшие через магистральный фильтр тонкой очистки топлива. В процессе эксплуатации важным является поддержание необходимого состояния ФТО топлива.
Неудовлетворительная работа двигателя может быть следствием неисправностей элементов системы зажигания. Поэтому до очистки ЭМФ необходимо всегда проводить комплексную диагностику двигателя и его систем.
Большие неприятности связаны с нарушением параметров дроссельного патрубка. Часто выходят из строя датчики положения КВ, дроссельной заслонки, РХХ и модуль зажигания. Каждый датчик располагает резервными возможностями. При выходе из строя одного из датчиков информация в ЭБУ поступает от других. Если поврежден ДМРВ, то его заменят датчики частоты вращения КВ и ДПДЗ. По их данным система определяет расход воздуха.
Основным датчиком системы управления является ДПКВ. Неисправности датчика, электрической его цепи и повреждение зубцов диска синхронизации не позволяют эксплуатировать двигатель. Помехи в цепи датчика КВ двигателя фиксируются системой самодиагностики в памяти ОЗУ как неисправность. Для обеспечения работы двигателя необходима правильная ориентация КВ и распределительного вала двигателя. Если КВ двигателя установлен в положение, соответствующее ВМТ поршня первого цилиндра, то напротив середины сердечника ДПКВ должен находиться 20-й зуб диска синхронизации. Датчики ДПКВ и ДПРВ обеспечивают оптимальное фазное впрыскивание топлива. Правильное соотношение положений КВ и РВ нарушается в процессе эксплуатации из-за вытяжки цепей привода РВ.
ЭБУ отслеживает неисправности ДПРВ и его цепи. В случае необходимости ЭБУ реализует резервный режим работы двигателя, получивший название попарно-параллельного впрыскивания топлива. В этом случае пары форсунок (первого и четвертого, второго и третьего цилиндров) включаются попеременно через 360° поворота КВ. Возникновение неисправности в электрической цепи ДМРВ (обрыв, короткое замыкание) сопровождается соответствующим кодом неисправности в ЭБУ. Управление двигателем в этом случае переходит на резервный режим (режим частичных нагрузок). Такой режим позволяет эксплуатировать автомобиль с небольшими нагрузками до проведения его ремонта. В этом случае значение циклового расхода воздуха определяется в соответствии с частотой вращения КВ и положением дроссельной заслонки. Если неисправность обнаружена в цепи датчика положения дроссельной заслонки, то устанавливается определенный часовой расход воздуха, позволяющей автомобилю доехать до ближайшей станции технического обслуживания.
Механические повреждения соединений, крепления тяг приводят к неправильной идентификации ЭБУ сигнала датчика, сопровождающейся нарушением эксплуатационных качеств автомобиля. Диагностирование следует начинать с проверки технического состояния механических соединений и систем двигателя.
Неисправность в цепи ДТОЖ затрудняет пуск двигателя. Неисправность датчика температуры впускного трубопровода нарушает коррекцию основных параметров управления двигателем.
Закоксовывание жиклера в дроссельном патрубке шлангов может вызвать увеличение количества шагов РХХ больше нормального, утечку масла, попадание масла в воздушный фильтр и загрязнение двигателя смолистыми отложениями.
Причины преждевременного выхода из строя датчика кислорода связаны с применением этилированного бензина или несоответствующей марки топлива, использованием при установке датчика герметиков, вулканизирующихся при комнатной температуре или содержащих в своем составе силикон, перегревом датчика из-за неправильно установленного угла опережения зажигания, переобогащения горючей смеси, перебоев в зажигании. Датчик выводится из строя также многократными (неудачными) попытками запуска двигателя через небольшие промежутки времени. Это приводит к накоплению несгоревшего топлива в выпускном трубопроводе.
Отключение свечей зажигания может быть причиной выхода из строя нейтрализатора. Попадание на керамический наконечник датчика любых эксплуатационных жидкостей, растворителей и моющих средств, обрыв, плохой контакт или замыкание на «массу» выходной цепи датчика, а также негерметичность выпускной системы сопровождаются нарушением в работе нейтрализатора.
Форсунки фирмы GM особенно боятся длительного простоя автомобиля (шесть и более месяцев). Металлические части форсунки начинают окисляться при контактировании с некачественным бензином и она отказывает. Чистка форсунок дает эффект при пробеге около 40 тыс. км. При поиске причин неисправности всегда следует обращать внимание на состояние электрических разъемов. Их необходимо периодически чистить от пыли и грязи.
Алгоритм поиска неисправностей включает следующие операции: визуальный осмотр и проверка простейших соединений; сканирование ЭБУ (чтение кодов неисправностей); осмотр ЭБУ или его замена (при необходимости и по возможности); проверка функций обеспечения работы ЭБУ; проверка функций исполнения ЭБУ. Важно установить внешние проявления неисправности. Разрыв цепи управления реле бензонасоса представляет собой наиболее распространенный способ его блокировки в противоугонных цепях. Схема образования отложений в системе топливоподачи приведена на рис. 7.2.
Рис. 7.2. Схема образования отложений в системе топливоподачи: а - система холостого хода с регулированием количества воздуха дроссельной заслонкой; б - система холостого хода с обводным каналом; 1 - корпус; 2 - дроссельная заслонка; 3 - регулятор холостого хода; 4 - обводной канал; 5 -отложения
Основные признаки загрязнения форсунок - затрудненный пуск двигателя, неустойчивая работа двигателя на холостом ходу и переходных режимах, провалы при резком нажатии на педаль газа, ухудшение динамики разгона двигателя и потеря мощности, увеличение расхода топлива, повышение токсичности отработавших газов, появление детонации при разгоне из-за обеднения смеси и повышения температуры в камере сгорания, пропуски воспламенения, хлопки в выпускной системе, быстрый выход из строя кислородного датчика (Х-зонда) и каталитического нейтрализатора. У грязной форсунки уменьшается производительность и возможно даже полное прекращение топливоподачи. Загрязнение форсунок становится особенно заметным с наступлением холодов, когда испаряемость топлива ухудшается: появляются проблемы с пуском холодного двигателя.
В настоящее время получили распространение очистка форсунок без демонтажа с двигателя и очистка форсунок на ультразвуковом стенде с их демонтажом. Эффективность промывки на ультразвуковой установке выше, чем у предыдущего способа очистки, но кроме форсунок другие элементы топливной системы при этом не очищаются, например, топливная рампа, регулятор давления с запорным клапаном, впускные клапана, дозатор-распределитель (в электромеханических системах впрыска).
В последнее время в силу использования дешевого оборудования широкое распространение получили простые одноконтурные установки, представляющие собой мерный бачок с сольвентом, который размещается под капотом автомобиля или располагается рядом на передвижной стойке. Принцип ее работы следующий (рис. 7.3): ЭБН 3 забирает жидкость из мерной емкости и подает на вход топливной рампы 5 и далее в форсунки 7 двигателя. Избытки жидкости по трубопроводу 4 через клапан 2 возвращаются в мерную емкость. Специальная жидкость (сольвент), которая одновременно является очистителем и топливом, подается из емкости установки под давлением, создающимся воздушным компрессором, соединенным с емкостью для сольвента.
Рис. 7.3. Принципиальная схема установки для промывки системы питания: 1 - мерный бачок; 2 - клапан; 3 - ЭБН; 4 - магистраль возврата топлива; 5 - топливная рампа; 6 - регулятор холостого хода; 7 - ЭМФ
Существенный недостаток связан с тем, что сольвент не проходит через регулятор давления, не очищается его запорный клапан и неэффективно промывается топливная рампа. Кроме того, невозможно оценить результаты промывки при помощи диагностики, она отсутствует на установках такого класса. Возможно также применение дешевых неэффективных сольвентов сомнительного качества с низкими моющими свойствами. Делается это для того, чтобы минимизировать расходы на очистку и заработать больше денег. В ряде случаев на СТОА недобросовестные механики делают промывку обычным бензином, выдавая его за фирменный сольвент.
Существенный недостаток связан с тем, что сольвент не проходит через регулятор давления, не очищается его запорный клапан и неэффективно промывается топливная рампа. Кроме того, невозможно оценить результаты промывки при помощи диагностики, она отсутствует на установках такого класса. Возможно также применение дешевых неэффективных сольвентов сомнительного качества с низкими моющими свойствами. Делается это для того, чтобы минимизировать расходы на очистку и заработать больше денег. В ряде случаев на СТОА недобросовестные механики делают промывку обычным бензином, выдавая его за фирменный сольвент.
Промывка форсунок. Рабочим элементом современных систем впрыска топлива являются форсунки с электромагнитным клапаном. При работе двигателя на топливе даже хорошего качества система подачи топлива (в том числе и форсунки) постепенно загрязняются. Содержащиеся в бензине «посторонние» химические элементы и их соединения - сера, бензол, олеин и т.д., при давлении впрыскивания от 2,5 до 6 бар и рабочей температуре двигателя 80-100°C превращаются в лаковые, трудно растворимые и плохо смываемые смолистые отложения.
Неисправности форсунок. ЭМФ имеет четыре типа неисправностей, при которых работоспособность еще сохраняется.
1. Закоксовывание выходных отверстий, приводящее к повышенному расходу, плохому пуску, ухудшению динамики автомобиля. Диагностируется только потерей динамики и некоторым повышением расхода топлива. В остальном двигатель ведет себя нормально. Холостой ход устойчивый и двигатель заводится при положительной температуре нормально, при отрицательной температуре - пуск затруднен.
2. Негерметичное закрытие клапана форсунки приводит к повышенному расходу топлива, плохому пуску двигателя, троению или детонации на режиме XX. Диагностируется путем замера СО. На нормально работающем автомобиле CO не должно превышать 0,3%. Одна негерметичная форсунка дает увеличение CO на 1,0-1,5%.
3. Зависание клапана. Приводит к такому явлению как троение двигателя. Диагностика заключается в отключении с последующим подключением электрического разъема форсунки на работающем двигателе. Этот процесс сопровождается временным падением частоты вращения КВ на XX, если была отключена нормально работающая форсунка, и полным отсутствием реакции двигателя, если была отключена одна неработающая.
4. Нестабильное зависание клапана. Приводит к нестабильности XX, вплоть до полной остановки двигателя. Нестабильное зависание клапана форсунки особенно заметно на XX. Данное явление сопровождается резким падением холостых оборотов с последующим повышением до 1000-1400 мин⁻¹ или полной остановкой двигателя.
Способы промывки инжекторов. Существует несколько способов чистки инжекторов.
Профилактический - заливка в бензобак чистящей присадки. Флакон такой жидкости емкостью около 300 мл рассчитан на 60-80 л топлива. При движении автомобиля смолянистые отложения растворяются и оседают на топливном фильтре или сгорают в цилиндрах двигателя. Периодичность такой чистки составляет 3-4 тыс. км. Она хороша для поддержания чистоты инжекторов и топливной системы нового автомобиля. Если система уже загрязнена, то это может привести к плачевному результату. Вся грязь попадет в форсунки и может их окончательно засорить. Кроме того, высока вероятность засорения топливного насоса и повышенный его износ.
Ремонтный - форсунки уже достались с загрязнением от предыдущего владельца автомобиля или по другой причине. Форсунки чистить можно, не снимая их с двигателя. Для этого применяют специальные установки с промывочной жидкостью. С помощью переходников установку подключают к инжекторной рампе двигателя, а топливную систему автомобиля отключают. Запущенный двигатель 30-40 мин. работает в обычном режиме на промывочной жидкости, которая подается под давлением 0,3-0,8 МПа (давление устанавливается в соответствии с техническими требованиями для данного автомобиля). Свойства чистящей жидкости таковы, что раскисшие отложения проходят сквозь форсунки и сгорают в цилиндрах двигателя. Качество промывки определяется по восстановлению устойчивой работы двигателя на холостых оборотах, снижению уровня CO и CmHn. В большинстве случаев этот метод чистки позволяет восстановить нормальную работу инжекторов.
Загрязненные форсунки придется снимать с машины и промывать отдельно. Промывка форсунок на машине удобна, если снятие форсунок с двигателя затруднено и связано со снятием части навесного оборудования двигателя. После промывки форсунок на двигателе часть промывочной жидкости остается в топливопроводе автомобиля, а некоторая часть может попасть в масляную систему, поэтому после промывки необходимо проехать 20 км в нагруженном режиме работы двигателя, а затем заменить масло и масляный фильтр.
Если подвергать промывке таким способом инжекторы старых автомобилей, то вместе с грязью из форсунок удаляется нагар с кольцев поршней и со стенок цилиндра, а в некоторых случаях компрессия двигателя может заметно уменьшиться и автомобиль перестанет заводиться. Стоимость промывки при таком способе увеличивается из-за работ, связанных с заменой масла. Лучшие результаты дает промывка инжекторов со снятием с двигателя на специальных стендах, где сравниваются производительность, форма и качество факела распыленной струи форсунки до и после испытаний.
Индивидуальная промывка на специализированных установках дает максимальный эффект, который превосходит «народные методы» - отмачивание в керосине, солярке, ацетоне.
Существуют установки, чистящие снятые форсунки в ультразвуковой ванне: они эффективны лишь в том случае, когда диаметр канала форсунки соизмерим с длиной ультразвуковой волны, вырабатываемой стендом. Если длина волны больше диаметра, то происходит дифракция (огибание) волн препятствия и чистка не происходит.
На стенде КЕ-1 система имитирует работу двигателя автомобиля, но есть возможность изменять частоту работы клапана, при этом жидкость смешивается с подаваемым воздухом, возникает так называемая гидрокавитация, но в этом случае она способствует эффективному разрушению грязевых и смоляных отложений. В результате происходит эффективная промывка канала инжектора и его сетчатого фильтра. Момент возникновения гидрокавитации определяется визуально (выходящая струя не дает образования капель, а является мелкодисперсной и может окрашиваться грязью в коричневый цвет) и на слух - форсунка издает «всхлипывающие» звуки. Стенд позволяет произвести и диагностику форсунки по механическим и электрическим параметрам и определить дальнейшую возможность ее использования. Производительность форсунок оценивается до и после промывки. При промывке снятой форсунки возможна замена сетчатого фильтра форсунки и уплотнительных колец.
На приборной панели автомобилей, оборудованных данной системой впрыскивания топлива, установлена лампа «Check Engine», которая сигнализирует о наличии кодов ошибок самодиагностики в памяти ЭБУ. При включении зажигания эта лампа сигнализирует о своей исправности. После запуска двигателя, если отсутствуют ошибки в работе системы, лампа должна погаснуть. Если лампа «Check Engine» продолжает гореть, то это означает наличие в системе управления двигателя неисправностей. Если эта лампа после запуска двигателя гаснет, но примерно через 40 с загорается снова, то неисправности в системе отсутствуют, а в памяти ЭБУ хранятся коды ошибок, которые функция самодиагностики зафиксировала ранее.
В отличие от первых систем впрыска топлива в данной системе индикация кодов ошибок лампой «Check Engine» не предусмотрена. Считывание и индикация кодов неисправностей возможны только с помощью специального диагностического оборудования, которое подключается к диагностическому разъему. Диагностический разъем может включать в себя до 12 контактов, но используются не все из них. Диагностические приборы могут иметь разъем для подключения, который предназначен для подключения к разъему иммобилизатора. В этом случае установка перемычки не требуется, если это особо не оговорено в инструкции по эксплуатации применяемого диагностического прибора. Стирание кодов ошибок в ОЗУ ЭБУ производится с помощью диагностического оборудования. Кроме того, при отключении питания ЭБУ коды ошибок также будут утрачены. Для этого необходимо при выключенном зажигании отключить плюсовую клемму аккумулятора на 10-15 с. Соответственно повторную диагностику нужно проводить не менее чем через 10-20 мин. эксплуатации автомобиля (лучше на разных нагрузках) после последнего отключения аккумулятора.