Диагностирование двигателей внутреннего сгорания и других систем автомобиля

1. Принцип работы систем управления

Компьютер (ECU). В памяти компьютера находятся собственно программа управления и набор так называемых «карт» (maps), в которых отражена необходимая для работы программы информация. При этом сама программа более-менее стандартна для любого двигателя, а вот карты, используемые ею, уникальны для каждой модели и каждой модификации двигателя.

Можно представить себе простейшую программу, которая работает с двумя картами, одна из которых представляет собой трехмерную таблицу, в которой по горизонтали (вдоль оси X) заданы значения массы поступающего воздуха, по вертикали (вдоль оси Y) — значения оборотов двигателя, а вдоль оси Z — значения углов открытия дроссельной заслонки.

На пересечении всех трех колонок и столбцов таблицы проставлены значения количества топлива, которое необходимо впрыснуть при данных условиях работы двигателя. Во второй карте, двумерной, заданы соответствия между количеством топлива и временем открытия форсунок, в результате из этой карты программа может узнать — длительность электрического импульса, который должен быть подан на форсунки.

В процессе работы программа каждые несколько миллисекунд опрашивает датчики, сравнивает полученные значения с заданными в первой карте, выбирает из соответствующей ячейки содержащееся там значение количества топлива, потом переходит ко второй карте и выбирает исходя из этого значения требуемое время открытия форсунок. Далее следует импульс на форсунки — цикл завершен.

Описанный процесс отличается от реального тем, что на самом деле таких карт больше и в них отражены взаимные зависимости гораздо большего числа параметров, чем было перечислено, в том числе нагрузка на двигатель, температура двигателя, температура воздуха и даже высота над уровнем моря. Но цель работы программы управления та же — конечным результатом сбора и обработки данных от датчиков должна быть длительность электрического импульса на форсунку.

Таким образом, вся сложность заключается не в написании собственно программы, которая сверяется последовательно с несколькими картами и в результате «добирается» до некоторого значения, а в самих картах, которые должны быть очень точными и подобраны под конкретную модификацию двигателя.

Кроме этого, ECU системы TCCS управляет также и углом опережения зажигания, зависимость которого от различных текущих параметров работы двигателя также задается соответствующими картами. Обратная связь в системе TCCS, как и в любой другой системе впрыска, обеспечивается лямбда-зондом (датчиком кислорода). Необходимость ее обусловлена тем, что как бы ни были хороши и точны карты, находящиеся в памяти ECU, каждый экземпляр двигателя все равно в той или иной мере отличается от остальных и требует индивидуальной подстройки топливной системы.

В процессе эксплуатации двигателя также происходят изменения, связанные с его старением и износом, и которые тоже было бы неплохо компенсировать. Кроме этого, сами карты могут быть изначально составлены не оптимально для некоторых сочетаний внешних условий и режимов работы двигателя и, таким образом, требовать корректировки. Именно эти задачи и позволяет решить наличие обратной связи.

Но главная цель при решении всех этих задач — это достижение наиболее полного сгорания горючей смеси в цилиндрах двигателя для получения наилучших характеристик его токсичности. Известно, что оптимальным для полного сгорания топлива является соотношение воздух/топливо равное 14.7:1.

Это отношение называют «стехиометрическим» или, иначе, «коэффициент лямбда» (именно отсюда и пошло название «лямбдазонд»). Выглядит обратная связь так. После того, как компьютер определил необходимое количество топлива, которое нужно впрыснуть в текущий момент работы двигателя исходя из текущих условий и режима его работы, топливо сгорает и выхлопные газы поступают в выпускную систему.

В этот момент с датчика кислорода считывается информация о содержании кислорода в выхлопных газах, на основании чего можно сделать вывод, а так ли все прошло, как было рассчитано, и не требуется ли коррекция состава горючей смеси. Образно говоря, компьютер постоянно проверяет свои расчеты по конечному результату, информацию о котором он получает от датчика кислорода, и, если это требуется, выполняет окончательную точную подстройку состава горючей смеси.

Но так происходит не всегда — в некоторых режимах работы двигателя компьютер игнорирует информацию от датчика кислорода и руководствуется только своими собственными расчетами. Когда это происходит.

Режимы управления.

Компьютер любой системы управления впрыском с обратной связью, в том числе и TCCS, в процессе работы может находиться в одном из двух режимов управления — либо в режиме замкнутого контура (closed loop), когда он использует информацию датчика кислорода в целях точной корректировки, либо в режиме разомкнутого контура (open loop), когда он игнорирует эту информацию. Рассмотрим основные режимы работы двигателя и режимы управления.

Запуск двигателя.

В момент запуска требуется, в зависимости от температуры как самого двигателя, так и окружающего воздуха, обогащенная горючая смесь. Это характерно для всех бензиновых двигателей внутреннего сгорания, как карбюраторных, так и двигателей с впрыском. Соотношение воздух/топливо в этом режиме варьируется в среднем от 2:1 до 12:1.

В этом режиме компьютер системы TCCS работает в режиме разомкнутого контура.

Прогрев двигателя до рабочей температуры.

После запуска двигателя компьютер системы TCCS постоянно проверяет текущую температуру двигателя и в зависимости от этого параметра производит расчет состава горючей смеси, а также устанавливает требуемую величину прогревных оборотов посредством воздушного клапана ISC (Idle Speed Control).

В процессе прогрева двигателя с ростом температуры соотношение воздух/топливо изменяется компьютером в сторону обеднения, а прогревные обороты также уменьшаются. В это же время происходит разогрев датчика кислорода в выпускном коллекторе до рабочей температуры. Компьютер при этом работает в режиме разомкнутого контура.

Холостой ход.

По достижении заданной температуры двигателя и при условии достаточного для работы разогрева датчика кислорода (датчик кислорода начинает выдавать правильные показания только при температуре от 300C и выше) компьютер переключается в режим замкнутого контура и начинает использовать показания датчика кислорода для поддержания стехиометрического состава горючей смеси (14.7:1), обеспечивающего наименьший уровень содержания токсичных веществ в выхлопных газах.

Резкое ускорение.

Как только Вы нажимаете педаль газа «в пол» и полностью открываете дроссельную заслонку — компьютер безоговорочно переходит в режим разомкнутого контура. Под нагрузкой (а компьютер всегда в состоянии определить, велика ли нагрузка на двигатель) компьютер может переключиться в режим разомкнутого контура несколько раньше — уже при открытии дроссельной заслонки на 68 или более процентов от ее хода.

При этом он будет поддерживать состав горючей смеси в пределах от 11.9:1 до 12:1 для получения большей мощности. Принудительный холостой ход (торможение двигателем). Компьютер также переходит в режим разомкнутого контура в случаях, когда текущие обороты двигателя превышают величину оборотов холостого хода, а дроссельная заслонка полностью закрыта — например, когда Вы движетесь под уклон, убрав ногу с педали газа и не выключив передачу. При этом компьютер обеспечивает обедненный состав горючей смеси. В этом режиме автомобиль замедляется, двигаясь по инерции.

С целью экономии топлива в определенном диапазоне оборотов двигателя топливоподача может полностью прекращаться; Таким образом, мы видим, что большую часть времени компьютер TCCS находится в режиме замкнутого контура, который обеспечивает оптимальный состав горючей смеси. Более того, находясь в этом режиме, компьютер «самообучается», корректируя и модифицируя карты, используемые в режиме разомкнутого контура, адаптируя их к текущим условиям эксплуатации и состоянию двигателя.

Т.е., если, скажем, компьютер замечает, что в режиме замкнутого контура для достижения оптимального сгорания ему приходится все время обогащать топливо — воздушную смесь на, скажем, 5% относительно базовых значений, прописанных в соответствующих картах, то через некоторое время, когда он удостоверится в стабильности этого корректирующего коэффициента, он соответствующим образом модифицирует сами карты, тем самым влияя и на смесеобразование в режиме разомкнутого контура. Каталитический нейтрализатор и лямбда-зонд — это совершенно разные устройства.

Оба эти устройства служат одной и той же цели — снижению уровня токсичности выхлопа, но выполняют каждое свою работу: лямбда-зонд помогает системе управления впрыском готовить оптимальную с точки зрения полноты сгорания горючую смесь, а нейтрализатор эту смесь дожигает. Причина выхода из строя нейтрализатора — это работа двигателя в течение длительного времени на обогащенной (или богатой) смеси, к чему может привести как выход из строя лямбда-зонда, так и неисправности в системе питания и зажигания.

2. Диагностирование систем топливоподачи, зажигания, впускного тракта

Диагностирование системы топливоподачи.

Перед диагностированием системы топливоподачи необходимо сбросить давление в системе подачи топлива в следующем порядке:

• включить нейтральную передачу, затормозить автомобиль стояночным тормозом;
• отсоединить провода от электробензонасоса;
• запустить двигатель, дать ему поработать на холостом ходу до остановки из-за выработки топлива;

Для проверки давления подачи топлива и производительности топливного насоса необходим манометр с набором различных переходников и адаптеров, имеющий пределы измерения 0,40…0,45 Мпа.

На некоторых автомобилях в топливной магистрали имеется специальный вывод с золотником (клапан Шрёдера), для быстрого подсоединения манометра (рис. 2.а).

Рис. 1. Схема системы управления двигателем ВАЗ-21124: 1 — реле зажигания; 2 — выключатель зажигания; 3 — аккумуляторная батарея; 4- нейтрализатор; 5 — датчик концентрации кислорода; 6 — адсорбер с электромагнитным клапаном; 7 — воздушный фильтр; 8 — датчик массового расхода воздуха; 9 — регулятор холостого хода; 10 — датчик положения дроссельной заслонки; 11 — дроссельный узел; 12 — колодка диагностики; 13 — тахометр; 14 — спидометр; 15 — контрольная лампа «CHECK ENGINE»; 16 — блок управления иммобилайзером; 17 — модуль зажигания; 18 — форсунка; 19 — регулятор давления топлива; 20 — датчик фаз; 21 -датчик температуры охлаждающей жидкости; 22 — свеча зажигания; 23 — датчик положения коленчатого вала; 24 — датчик детонации; 25 — топливный фильтр; 26 — контроллер; 27 — реле включения вентилятора; 28 — электровентилятор системы охлаждения; 29 — реле включения электробензонасоса; 30 — топливный бак; 31 — электробензонасос с датчиком указателя уровня топлива; 32 — сепаратор паров бензина; 33 — гравитационный клапан; 34 — предохранительный клапан; 35 — датчик скорости; 36 — двухходовой клапан

На автомобилях, не имеющих клапана Шрёдера, для подключения манометра необходим (рис. 2,б) переходник. Для включения топливного насоса достаточно замкнуть соответствующие ножки на колодке реле топливного насоса; если напряжение к силовым контактам реле поступает от замка зажигания или другого реле, то необходимо также включить зажигание.

Рис. 2. Измерение давления в системах распределенного впрыска с клапаном Шрёдера (а) и без него (б): 1 — подающий трубопровод; 2 — топливораспределительная магистраль; 3 — золотниковый клапан Шрёдера; 4 — манометр; 5 — трубопровод обратного слива; 6 — адаптер-тройник

В том случае если оба описанных метода по каким-либо причинам не могут быть использованы, измерение давления осуществляется непосредственно на работающем двигателе или при прокрутке коленчатого вала стартером. Если измерение давления происходит при остановленном двигателе, то манометр будет показывать нерегулируемое давление в системе, которое обычно составляет 0,25…0,30 МПа.

После запуска двигателя давление должно снизиться до 0,20…0,25 МПа, т.е. на величину разрежения во впускном коллекторе. Если полученное значение меньше указанного в технической документации, необходимо проверить регулятор давления и производительность топливного насоса. При давлении, большем рекомендованного, нужно проверить нет ли засорения регулятора и магистрали обратного слива.

Измерение количества подаваемого топливным насосом топлива производится по схеме (рис. 3.) т.е. с использованием топливопровода обратного слива. Для этого топливопровод обратного слива необходимо отсоединить от регулятора давления 2 и опустить в емкость вместимостью не менее 1,0…1,5 л. Мерную емкость можно расположить в любом удобном для расстыковки обратного топливопровода месте. Затем нужно включить топливный насос и измерить объем топлива, поступившего в мерную посуду за 30 с; в зависимости от типа системы он составляет 0,75…1,00 л.

Рис. 3. Измерение производительности насоса в системах распределенного впрыска: 1 -подающий топливопровод; 2 — регулятор давления; 3 — топливопровод обратного слива; 4 — шланг; 5 — мерная емкость

Если производительность насоса ниже данного интервала, нужно проверить топливный фильтр и подающую магистраль. При исправных фильтре и топливопроводе причиной недостаточной производительности насоса может быть разрыв или трещина в подающем топливопроводе или внутри бензобака (для насосов погружного типа).

Для проверки остаточного давления необходимо прогреть двигатель до рабочей температуры и выключить его. После 20-минутной паузы давление в системе не должно быть ниже 0,1 МПа. Более быстрое падение давления свидетельствует об утечке топлива, которая может происходить в регуляторе давления, обратном клапане бензонасоса, а также в пусковой и основных форсунках.

2.1. Диагностирование системы зажигания

Любая неисправность в системе зажигания, как в первичной, так и во вторичной цепи, определённым образом влияет на форму и параметры импульса высокого напряжения во вторичной цепи системы зажигания.

Таким образом, наблюдая осциллограмму (рис. 4.) высокого напряжения, можно комплексно продиагностировать систему зажигания. Зная нормальные параметры импульса зажигания, а также осциллограммы типовых неисправностей и видя при этом осциллограмму высокого напряжения исследуемой системы зажигания, можно выявить неисправности системы зажигания.

Рис. 4. Осциллограмма высокого напряжения системы зажигания

1. Начало накопления энергии в магнитном поле катушки зажигания (момент открытия силового транзистора коммутатора системы зажигания).
2. Момент перехода коммутатора системы зажигания в режим удержания энергии в магнитном поле (по достижении тока в первичной обмотке катушки зажигания равного около 8А, коммутатор переходит в режим стабилизации тока на этом уровне).
3. Пробой искрового промежутка и начало горения искры (момент закрытия силового транзистора коммутатора).
4. Участок горения искры.
5. Конец горения искры и начало затухающих колебаний. Во-вторых, необходимо наличие соответствующего электропитания KTS-650.

2.2. Основные неисправности системы зажигания

Умея читать осциллограммы, можно понять процессы происходящие в исправной и неисправной системах зажигания ДВС и быстро определить неисправность.

Например:

• а) Осциллограмма вторичного напряжения исправной системы зажигания (рис. 5.);
• б) Осциллограмма при дефекте высоковольтных проводов (рис. 6.);
• в) Типичный дефект катушки зажиганиямежвитковое замыкание (рис. 7.);
• г) Увеличен искровой зазор на свече зажигания (рис. 8.).

Рис. 5. Осциллограмма вторичного напряжения

Рис. 6. Осциллограмма при дефекте высоковольтных проводов

Рис. 7. Дефект катушки зажигания — межвитковое замыкание

Рис. 8. Увеличен искровой зазор

Чётко видны отклонения формы и параметров импульса зажигания на 3-м цилиндре. Время горения плазмы меньше нормы, а напряжение пробоя искрового промежутка и напряжение горения плазмы увеличены.

В случае сильного загрязнения свечи зажигания, плазма горит не между ее электродами, а стекает по загрязнённому изолятору. Это вызывает снижение пробивного напряжения. Неисправность характерна повышенным напряжением горения в начале участка горения и его уменьшением к концу этого участка.

2.3. Диагностирование впускного тракта

От состава топливовоздушной смеси (её «качества») зависит не только максимальная мощность двигателя, но и его управляемость – излишний воздух, поступающий во впускной тракт, может стать причиной остановки двигателя.

Признаки подсоса воздуха во впускном коллекторе. Незначительные «излишки» воздуха могут никак не проявлять себя, так как они не способны сильно изменить состав горючей смеси, и выявить их сможет только диагностика двигателя. Но при крупных повреждениях впускного тракта симптомами подсоса воздуха могут стать: это неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, вплоть до его остановки; провалы при ускорении, причём при резком нажатии на педаль «газа» двигатель может опять же заглохнуть, особенно в начале движения ; возможно повышение рабочей температуры мотора из-за его работы на слишком бедной смеси. Следует заметить, что неравномерная работа двигателя «сглаживается» на средних и высоких оборотах, можно лишь отметить снижение тяговых качеств двигателя.

Как может «лишний» воздух поступать в цилиндры? Попадание избыточного воздуха в топливную смесь возможно не только непосредственно через нарушение прокладки впускного коллектора, но и через сопряжённые с ним детали.

Подсос возможен через: уплотнения форсунок; прокладку ресивера; прокладку (уплотнительные кольца) корпуса дроссельной заслонки. Кроме того подсос возможен через повреждённый шланг вакуумного усилителя тормозов, а также через уплотнение его клапана (штуцера), вставленного в корпус усилителя. Более того при неправильной настройке свободного хода выключателя стоп-сигнала («лягушки») можно нарушить правильную работу самого усилителя, в результате чего будет избыточный забор воздуха во впускной коллектор.

Поиск неисправности. Трещины и разрывы воздушных шлангов можно увидеть и «невооружённым» глазом. Также можно проверить, насколько плотно соединены между собой детали. Нередко случается, что во время ремонта, например, не затянули как следует гайки крепления других узлов. Если видимых причин неисправностей нет, то очень эффективным является распыление из баллончика составов типа «Быстрый старт», изготовленных на основе эфира, вдоль стыков деталей. Процедуру нужно проводить на работающем двигателе. Эфир, попавший через щели в коллектор, вызовет изменения в работе мотора – его обороты должны кратковременно увеличиться. Наконец, вопрос о том, как можно обнаружить подсос воздуха во впускном коллекторе, легко разрешить, если у вас есть дымогенератор. С его помощью поиск мест нарушений герметичности не представляет особых проблем. «Накачав» дымом впускной тракт, можно визуально наблюдать, где нарушена целостность впускной системы – при этом лучше воспользоваться лампой (фонариком) синего цвета – в её свете становится более заметным.

3. Диагностирование системы вентиляции картера, вентилятора системы охлаждения, климат-контроля

Диагностирование системы вентиляции картера.

Для проверки работы системы вентиляции нужно снять на заведенном моторе крышку с заливной горловины. Если все исправно, то могут наблюдаться лишь отдельные «выстреливающие» капельки масла, либо вообще не будет следов его появления. В противном случае из горловины будет выбрасываться моторное масло.

Если прикрыть отверстие рукой, то при исправной системе не должно чувствоваться какого-либо давления на нее, а когда система находится под избыточным давлением, то газ будет пытаться оттолкнуть ладонь и это усилие будет постепенно увеличиваться.

Для проверки исправности клапана вентиляции, а он обычно расположен во впускном коллекторе, нужно отсоединить шланг от картера к клапану, завести мотор и закрыть пальцем освободившийся штуцер на клапане. Если клапан рабочий, то палец почувствует создание вакуума, а при снятии пальца со штуцера, последует характерный щелчок. В противном случае клапан требует замены. Нарушение работы клапана отражается на нарушении состава топливной смеси и сопутствующими проблемами.

3.1. Диагностирование вентилятора системы охлаждения

Современные вентиляторы, в основном электрические. Проблема в проводке, датчиках, предохранителях и т.д. Среди основных неисправностей вентилятора можно выделить наиболее распространённые , когда вентилятор охлаждения:

• Не включается;
• Не выключается;
• Рано включается;
• Неправильно направляет потока воздуха.

Можно проконтролировать работу вентилятора несколькими способами. Если вентилятор не включился, возможно, он не получил необходимый сигнал. В этом случае, в первую очередь, проверяется вся цепочка передачи этого сигнала. Для этого с помощью тестера определяется, есть ли питающее напряжение. Если его нет, то проблема в перегоревшем предохранителе или плохом контакте.

Подавая напряжение на сам вентилятор, проверяется именно его исправность. Если он будет крутиться, значит, проблема не в нем.

При проверке температурного датчика, его провода отсоединяются и замыкаются между собой. Если проблема в нем, то вентилятор заработает. А если вентилятор не работает, значит его, скорее всего, нужно менять.

Если же вентилятор радиатора, наоборот, работает не останавливаясь, значит проблемы в термодатчике, замыкании проводов или в «залипании» контактов реле, когда его контакты не могут разомкнуться и напряжение для работы вентилятора продолжает подаваться.

Причиной постоянной работы вентилятора охлаждения также может стать термостат, отвечающий за поддержание оптимальной температуры двигателя. При превышении температуры антифриза более 90°C, открывается специальный клапан между большим и малым кругом системы охлаждения.

При поломке термостата этот клапан заклинивает, антифриз нередко движется только по малому кругу (не попадая в радиатор для остывания). В результате вентилятор будет всё время включён.

Определить эту проблему несложно. Если при ощупывании шлангов радиатора они будут холодными, а сам двигатель горячим, значит проблема в термостате. Обычно заклинивание клапана термостата можно решить, постучав по его корпусу. Если это не помогает, значит устройство необходимо снимать и менять.

Вентилятор может включаться раньше необходимости. Вероятнее всего это поломка термодатчика, который подлежит замене. Также надо учитывать типы датчиков. Они могут быть рассчитаны на разную температуру (так называемые «летние» и «зимние»). Они работают с учетом заданной температуры. Если используется «зимний» датчик, необходимо знать, что он запаздывает и включается немного позже.

В таком случае вентилятор включится до появления сигнала о перегреве. Данная ситуация нарушением не является. Если же вентилятор обдувает не двигатель, а радиатор, значит он неправильно установлен. Возможно, были спутаны клеммы при подключении или допущены ошибки. Так или иначе, необходимо произвести правильное переподключение вентилятора.

3.2. Диагностирование климат-контроля.

Как получить доступ к ошибкам и прочитать их на примере климатконтроля Фольксваген Пассат Б6.

Чтобы войти в режим отображения ошибок, нужно выключить зажигание, зажать одновременно кнопки рециркуляции воздушного потока и «ECON». Включить зажигание (должны загореться лампочки на приборной панели), продолжая удерживать кнопки зажатыми несколько секунд. Отпустить кнопки – должно включиться тестирование Климатроника, которое длится секунд 20 – 25. После этого на дисплее с левой стороны отобразится трёхзначный буквенно-цифровой код ошибки, справа – три нуля.

Нажатием кнопок, регулирующих скорость вращения притяжного вентилятора, можно пролистывать ошибки. Чтобы стереть ошибки, достаточно нажать «ECON», удерживая кнопку на протяжении 3 секунд. Однократное нажатие этой кнопки переведёт климат-систему в обычный режим индикации. Отметим, что функция самодиагностики не выявляет непосредственную проблему – она только указывает на источник появления неисправности, занося в память соответствующую запись.

Рассмотрим, как следует интерпретировать коды ошибок, высвечиваемых на дисплее с левой стороны:

• 119 – проблема с датчиком, отслеживающим скорость движения ТС;
• 214 – ошибка измерения напряжения электропитания КК;
• 21A –ошибка, связанная с несоответствием опорного напряжения номинальным параметрам;
• 510 – неисправен температурный датчик главного (центрального) дефлектора;
• 511 – не работает температурный датчик дефлектора обдува ног;
• 30B – неисправность датчика, измеряющего температуру вне транспортного средства;
• 311 – проблемы с температурным датчиком центральной (передней) панели;
• 313 – неработающий датчик, измеряющий температуру воздуха внутри приточного канала;
• 318 – неисправность датчика, ответственного за измерения давления в контуре Климатроника;
• 31C – неисправен датчик, измеряющий температуру вентилятора;
• 31D – проблемы в работе фотодатчика, ответственного за определение интенсивности излучения солнца;
• 332 – поломка температурного датчика, установленного на выходе испарителя;
• 333 – неработающий датчик высокого давления;
• 382 – отсутствует управляющий сигнал, поступающий на компрессор климат-контроля;
• 4F7 – проблемы в работе исполнительного электромотора, управляющего заслонкой регулировки температуры воздуха;
• 4F8 – ошибки в работе исполнительного электромотора, управляющего центральной заслонкой;
• 4F9 – ошибка, связанная с работой приточного вентилятора, обеспечивающего нагнетание воздуха в систему;
• 4FA – не работает исполнительный электромотор, управляющий заслонкой воздухозаборника;
• 4B6 – ошибка отсутствия сигнала, дающего старт отсчёту времени режима «зажигание выключено»;
• 25B – проблемы с функционированием исполнительного электромотора, управляющего заслонками размораживателя и обдува ног;
• 62E – отсутствует сигнал температуры ОЖ;
• 538 – проблемы в работе шины данных-комфорт;
• 53D – не работает БУ комбинации приборов (локализация – шина CAN-комфорт);
• 513 – ошибка в работе диагностического интерфейса (локализация – шина данных);
• 4AE – неправильная версия программного обеспечения, обслуживающего шину данных-комфорт;
• 414 – неверная кодировка блока управления;
• 43F – климат-контроль не в состоянии обеспечить базовые установки работы;
• 444 – отсутствие ошибок.

На основании полученных данных диагностики можно определить, неисправность климат-контроля и принять меры к устранению проблем.

4. Диагностирование системы круиз-контроля

Система круиз-контроль поддерживает скорость автомобиля электродвигателем, связанным с тросом газа. Система круиз-контроль оснащена блоком управления, выключателем на педали тормоза, контрольных переключателей и датчиком частоты вращения.

Рассмотрим диагностику работоспособности системы круиз-контроль на примере автомобиля Toyota Avensis.

Рис. 9. Схема устройства системы круиз-контроля автомобиля Toyota Avensis

Общие проверки, по которым можно определить неисправности:

1. Без ключа (при поданном на КК питании) горит красный светодиод;
2. При включении зажигания красный светодиод гаснет (педаль тормоза/сцепления не нажата);
3. При включенном зажигании и нажатой педали тормоза/сцепления красный светодиод загорается;
4. При отпускании педали тормоза (и сцепления) красный светодиод гаснет;
5. При включенном зажигании и ненажатой педали тормоза (и сцепления), при нажатии Set, On/Off (на джойстике) или кнопок А,В должен загораться зеленый светодиод (если в этот момент двигатель заведен – КК немного поднимет обороты относительно холостых, до 1000-1200 об/мин.

Диагностика устройств круиз-контроля: датчика скорости, контрольного модуля системы круиз-контроль, модуля CCM контролирующего все функции автоматического контроля скорости,привода системы круиз-контроль, главного переключателя CRUISE,переключателя SET/RESUME, индикатора главного переключателя CRUISE производятся с применением сканера. Неисправностям присваиваются коды, которые сохраняются в ЭБУ двигателя. Круиз-контроль не будет работать в случае наличия каких-либо неисправностей в двигателе или АККП.

Диагностика электронных систем управления производится с применением мотортестера с цифровым осциллографом и возможностями анализа полученных графиков.

5. Диагностирование системы впрыска

Общее диагностирование.

Для более полного изложения рассматриваемого ниже материала на рис. 10. приводится в качестве примера схема электронной системы впрыска бензина Motronic.

В эту систему могут поступать следующие данные:

• включено или выключено зажигание;
• положение распределительного вала;
• частота вращения коленчатого вала;
• скорость движения автомобиля;
• диапазон изменения передаточного отношения (в случае наличия автоматической трансмиссии);
• номер включенной передачи;
• информация о включении кондиционера;
• напряжение аккумуляторной батареи;
• температура воздуха на впуске;
• расход воздуха;
• угловое положение дроссельной заслонки;
• напряжение сигнала кислородного датчика;
• сигнал датчика детонации.

Входные каскады ЭБУ осуществляют подготовку поступивших от датчиков сигналов, характеризующих режимные параметры, микропроцессор обрабатывает эти данные, определяет рабочий режим двигателя и производит расчет параметров необходимых управляющих сигналов, которые передаются на входные каскады усиления, а затем поступают к исполнительным устройствам.

Исполнительные устройства воздействуют на системы питания и зажигания, обеспечивая точное дозирование топлива и оптимальный момент зажигания.Установленный с торца распределительной магистрали регулятор давления топлива 4 поддерживает в системе постоянное давление впрыска топлива и осуществляет слив его излишек в топливный бак 27. Этим обеспечивается циркуляция топлива в системе и исключается образование паровых пробок.

Основу системы составляет ЭБУ 12. Количество впрыскиваемого топлива, определяемое временем открытия электромагнитной форсунки 5, зависит от сигнала, подаваемого ЭБУ.

Рис. 10. Схема электронной системы Motronic с встроенной системой диагностики: 1 — адсорбер; 2 — клапан впуска воздуха; 3 — клапан регенерации продувки; 4 — регулятор давления топлива; 5 — электромагнитная форсунка; 6 — регулятор давления; 7 — катушка — свеча зажигания; 8 — датчик фазы; 9 — вспомогательный воздушный насос для подачи дополнительных порций воздуха; 10 — вспомогательный воздушный клапан; 11 — расходомер воздуха; 12 — ЭБУ; 13 — датчик положения дроссельной заслонки; 14 — клапан дополнительной подачи воздуха (регулятор холостого хода); 15 — датчик температуры воздуха; 16 — клапан системы рециркуляции отработавших газов; 17 — топливный фильтр; 18 — датчик детонации; 19 — датчик частоты вращения коленчатого вала; 20 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 21 — лямбда-зонды (кислородные датчики); 22 — аккумуляторная батарея; 23 — диагностический разъем; 24 — диагностическая лампочка; 25 — датчик дифференциального давления; 26 — электрический топливный насос в топливном баке; 27 — топливный бак

Основным параметром, определяющим дозировку топлива, является объем всасываемого воздуха, измеряемый расходомером воздуха 11. Топливо из распределительной магистрали поступает к электромагнитным форсункам. Впрыск топлива через форсунки, в зависимости от особенностей системы впрыска, может быть параллельным (топливо впрыскивается одновременно всеми форсунками) и последовательным (топливо впрыскивается по порядку работы двигателя перед тактом впуска, аналогично работе системы зажигания).

Независимо от положения клапана впуска воздуха 2 форсунки впрыскивают топливо за один или два оборота коленчатого вала двигателя (за цикл, за два такта). Если впускной клапан в момент впрыска закрыт, топливо накапливается в пространстве перед клапаном и поступает в цилиндр при следующем его открытии одновременно с воздухом.

Длительность впрыска определяется блоком управления двигателем.

Клапан дополнительной подачи воздуха 14, установленный в воздушном канале, выполненном параллельно дроссельной заслонке, подает в двигатель дополнительный объем воздуха при холодном пуске и прогреве двигателя, что приводит к увеличению частоты вращения коленчатого вала. Для ускорения прогрева повышают частоту оборотов холостого хода (более 1000 об/мин).

При запуске холодного двигателя в цилиндры поступает повышенное количество топлива, в то время как дроссельная заслонка прикрыта и воздуха для работы двигателя недостаточно. В это время по сигналу ЭБУ открывается клапан дополнительной подачи воздуха, подающий воздух во впускной трубопровод, минуя дроссельную заслонку, что обеспечивает устойчивую работу двигателя во время прогрева.

Повышение надежности системы впрыска, а также предупреждение отказов и неисправностей достигается использованием функций электронного обеспечения работы двигателя, что позволяет не только оптимально управлять рабочими процессами впрыска, но и осуществлять диагностирование технического состояния системы как подключением диагностического оборудования, так и с использованием встроенных функций самодиагностики.

Считывание кодов неисправностей производится сканером (тестером), подсоединяемым к диагностическому разъему 23.

Распознавание неисправности происходит при непрерывном цикловом процессе сравнения показателей датчиков и систем на любых режимах работы с заложенными в блоке управления матрицами рабочих значений данных параметров (частота цикла на автомобилях различных производителей может отличаться). Несоответствие полученного рабочего значения требуемому для заданного режима работы распознается как неисправность, о чем водителя оповещает характерный сигнал на рабочей панели автомобиля.

Проверка рабочих форсунок.

Точная проверка работоспособности форсунок и электронной системы впрыска может быть произведена с помощью мотор-тестера или осциллографа по продолжительности открытия форсунки в зависимости от режима работы двигателя. Типичные формы импульсов открытия клапана форсунки, которые длятся от 1 до 14 мс, показаны на рис. 11.

На сигнал открытия форсунки в системе впрыска без дополнительной пусковой форсунки накладывается дополнительный импульс во время пуска холодного двигателя (рис. 11. б). Продолжительность импульса при запуске и на холостом ходу двигателя обычно больше, чем при работе двигателя с небольшими нагрузками при низкой частоте вращения коленчатого вала, но меньше, чем при увеличении частоты и полном открытии дроссельной заслонки или резком увеличении частоты вращения.

Рис. 11. Формы импульсов при работе форсунки электронной системы впрыска с дополнительной (а) и без дополнительной пусковой форсунки запуска холодного двигателя (б): х — продолжительность открытия форсунки

Стенд для проверки и очистки форсунок бензиновых двигателей (рис. 12.) представляет собой комплекс устройств и принадлежностей для обслуживания элементов системы впрыска бензинового двигателя.

Проверку форсунок осуществляют визуально через стекло мензурок по числу тестируемых форсунок (4, 6 или 8).

Факел распыла должен быть четким, без отклонений.

Внутренний диаметр мензурки подобран таким образом, чтобы было обеспечено максимально возможное уменьшение завихрения факела. Это позволяет наблюдать за процессом впрыска и формированием факела. Для качественного наблюдения за факелом впрыска предусмотрена специальная подсветка мензурок группой светодиодов белого света.

Рис. 12. Общий вид стенда TT-Optima для проверки и очистки форсунок бензиновых двигателей: 1 -установка для проверки и очистки форсунок ультразвуковым методом; 2 — модуль химической промывки элементов двигателя; 3 — принтер с портом; 4 — приспособление для извлечения микрофильтров из форсунок; 5 — передвижная стойка; 6 — мензурки

Контроль производительности (рис. 13.) и факела форсунок (рис. 14.) осуществляется по шкале мензурок.

Заправка стенда тестовой жидкостью осуществляется через заливную горловину. В гидросистеме два электронасоса, один из которых служит для откачки тестовой жидкости из форсунок, рампы и магистрали обратно в бак. Моющие характеристики достигаются применением генератора, формирующего оптимальную частоту специального излучателя.

Рис. 13. Проверка производительности форсунки

Рис. 14. Проверка факела форсунки

При проверке и очистке форсунок следует производить замену их топливных фильтров, так как фильтры выполнены из нейлона и имеют ячейки в несколько микрометров, поэтому, как правило, засоряются, а очистке не подлежат; заменяют также защитные колпачки форсунок, так как на них образуются отложения микрочастиц углерода, и уплотнительные кольца форсунки.

6. Диагностирование АБС

Перечень операций диагностики антиблокировочных систем следующий:

1. При наличии тормозной системы с пневмоприводом проверить наличие соответствующего функционирования регулятора давления. Давление отсечки считается достигнутым, когда регулятор с характерным звуком выпускает воздух в атмосферу. Давление включения считается достигнутым, когда клапан выпуска воздуха в атмосферу закрыт. Проверить наличие соответствия давления отсечки и давления включения регулятора давления требованиям производителя.
2. При наличии тормозной системы с гидроприводом сначала определить, возникли ли неисправности в тормозной системе или в антиблокировочной системе. Для этого выключить реле питания АБС и проверить работу тормозной системы с гидроприводом при дорожных испытаниях.
3. Проверить колесные датчики. Для этого поддомкратить проверяемое колесо, на суппорте тормоза которого, установлен колесный датчик, а затем при вращении колеса измерить сигнал с датчика. Напряжение сигнала (амплитуда его) должна быть не менее 0,1 вольта. Если напряжение менее 0,1 вольта, то в месте измерения следует проверить исправность и чистоту разъемов, а также зазоры в ступицах колес. Проверить визуально роторы (индукторы) колесных датчиков на отсутствие их повреждения или загрязнения. Следует проверить сопротивление колесных датчиков, причем оно должно быть в пределах 800-900 Ом. Проверить также зазор между датчиком и ротором, который должен быть в пределах 1,5 — 2 мм.
4. Проверить отсутствие окисления и несоответствующего контакта всех разъемов АБС.
5. Проверить электрические кабели АБС на отсутствие обрыва, замыкания на массу, замыкания на источник напряжения, замыкания проводов между собой. При необходимости проверить сопротивление изоляции проводов с помощью мегомметра. Сопротивление изоляции проводов должно быть не менее 20000 Ом.
6. Проверить отсутствие несоответствующего соединения компонентов (шлангов, трубопроводов, датчиков, модуляторов и др.) АБС с его электронным блоком управления.
7. Проверить отсутствие дефектов АБС с помощью сигнальной лампы, как показано в табл. 1.

Таблица 1. Диагностика АБС автомобиля с использованием сигнальной лампы

Условия выявления дефектов	Наличие дефекта АБС	Отсутствие дефекта АБС
Зажигание выключено	Сигнальная лампа горит	Сигнальная лампа не горит
Зажигание включено, но ДВС не работает	Сигнальная лампа горит 0,5 сек. После чего гаснет, либо не горит	Сигнальная лампа горит
ДВС работает	Сигнальная лампа горит или загорается примерно через 20 сек. после начала работы ДВС	Сигнальная лампа не горит
При движении автомобиля происходит торможение	Сигнальная лампа загорается или мигает	Сигнальная лампа не горит

8. Проверить электронный блок управления. При этом сначала проверить наличие соответствующего электропитания на нем. За тем проверить отсутствие кодов дефектов в памяти ЭБУ. При необходимости проверить наличие соответствующих входных и выходных сигналов ЭБУ при подаче на его разъем тестовых сигналов с помощью соответствующего диагностического контроллера или проверить ЭБУ с помощью его временной замены на заведомо исправный.
9. Проверить работу реле гидронасоса, реле электромагнитных клапанов (при наличии гидравлической тормозной системы).
10. Проверить с помощью контрольного манометра и тестера (например, источника питания и генератора эталонных сигналов) наличие соответствующего функционирования клапанов, модуляторов, датчиков АБС.

7. Диагностирование АКПП

Перечень предварительных диагностических операций следующий:

1. Проверить отсутствие горения ламп сигнализирующих о наличие дефектов в АКПП при работающем ДВС;
2. Проверить отсутствие течи масла из АКПП;
3. Проверить отсутствие несоответствующего состояния и фиксации рычага селектора;
4. Проверить наличие соответствующего уровня масла в КПП. При этом на щупе следует проверить наличие соответствия уровня масла температуре АКПП. На щупе, который вставляется в заливную горловину имеются метки как для непрогретой так и для прогретой до рабочей температуры ГМКПП. Для полного прогрева АКПП должна проработать в течение 15 минут. При низком уровне масла гидротрансформатор не развивает расчетного крутящего момента, а завышенный уровень масла приводит к сильному пенообразованию. Температура масла в гидротрансформаторе должна находиться в пределах 60—90°С (при температуре ниже 60°С происходит пенообразование, а выше 90°С снижается крутящий момент);
5. Проверить отсутствие несоответствующего состояния масла в АКПП. Наличие посторонних частиц или запаха гари свидетельствует о наличии дефектов элементов АКПП (дефектов дисков, износе корпуса гидроблока, дефектов уплотнений, дефектов электромагнитных клапанов);
6. Проверить отсутствие засорения фильтра АКПП;
7. Проверить при нажатой педали тормоза переведением селектора на 1—2 секунды в каждый из режимов («N», «Р», «D», «R»), наличие характерных слабых толчков АТС, которые свидетельствуют о включении режимов. Проверить отсутствие несоответствующего шума в АКПП;
8. Проверить отсутствие самопроизвольного движения автомобиля при нахождении селектора в положении «N»;
9. Проверить наличие соответствующего давления в гидросистеме с применением средства измерения. Давление масла на входе в АКПП обычно должно быть 0,15—0,20 МПа, причем его снижение отрицательно сказывается на развиваемом АКПП крутящем моменте;
10. Проверить наличие соответствующей работы датчика для контроля частоты вращения;
11. Проверить наличие соответствующей работы электромагнитных клапанов;
12. Проверить при проведении контрольной поездки работу АКПП. Так при разгоне автомобиля при плавном нажатии на педаль управления подачей топлива переключение передач в АКПП должно происходить без резкого повышения оборотов коленчатого вала ДВС.

При этом контроль оборотов ДВС следует выполнять при помощи тахометра. Проверить при проведении контрольной поездки отсутствие следующих дефектов АКПП:

• отсутствие движения на передачах; стуки при трогании с места;
• нечеткое или затяжное переключение передач;
• рывки при движении;
• переключение передач при несоответствующей скорости движения;
• шум АКПП при переключении передач или при работе на передачах, перегрев АКПП.

Проверить работу АКПП в режиме «кик-даун».

Примечание.

1. При необходимости следует проверить с применением средств измерений производительность гидронасоса и давление в гидросистеме, давление в момент переключения передач, давление срабатывания предохранительного клапана.
2. При необходимости проверяется сопротивление электромагнитных клапанов переключения передач, которое зависит от конструкции ГМКПП и примерно составляет 15—24 Ом, а также электромагнитного клапана регулятора давления масла, которое примерно составляет 6—10 Ом.
3. При необходимости следует демонтировать гидроблок и прочистить его каналы и клапаны.

Диагностирование АКПП: переключения передач при работе.

Дефекты АКПП выявляются при их работе, причем по внешним проявлениям. Необходимо отметить, что работа АКПП зависит от чистоты масла (от отсутствия попадания механических включений в масло), уровня, температуры и давления масла, герметичности соединений всасывающих и нагнетательных магистралей, от отсутствия засорения фильтра.

При низком уровне масла гидротрансформатор не развивает расчетного крутящего момента, а завышенный уровень приводит к сильному пенообразованию. Температура масла в гидротрансформаторе должна находиться в пределах 60—90°С (при температуре его ниже 60°С происходит пенообразование, а при температуре выше 90°С снижается крутящий момент).

Давление масла на входе в гидротрансформатор обычно составляет 0,15—0,20 МПа, причем его снижение отрицательно сказывается на развиваемом АКПП крутящем моменте. Нарушение герметичности магистралей и засорение фильтра ухудшают работу АКПП.

Для выявления причин дефектов АКПП в необходимых случаях их следует демонтировать и разобрать. Приводятся ниже возможные дефекты и возможные причины.

Дефект — отсутствие движения.

Возможные причины дефекта следующие:

1. Недостаточное количество или несоответствующее состояние масла в АКПП;
2. Неисправность гидротрансформатора (дефект шлицевого соединения, дефект лопаток, нарушение герметичности);
3. Неисправность электрогидравлических клапанов;
4. Неисправность регулятора;
5. Несоответствующее состояние фрикционных дисков муфт;
6. Несоответствующее состояние поршней муфт;
7. Несоответствующее состояние манжет поршней и/или уплотнительных колец муфт;
8. Несоответствующее состояние планетарных передач (шлицевого соединения, шестерен), а также других передач;
9. Несоответствующее состояние селектора;
10. Неисправность маслонасоса или предохранительного клапана, редукционного клапана;
11. Несоответствующее состояние магистралей (течь, засорение, подсос воздуха) предназначенных для рабочей жидкости засорение сетки фильтра маслонасоса.

Дефект — самопроизвольное движение (в положении Р или N).

Возможные причины дефекта следующие:

1. Несоответствующее состояние селектора;
2. Несоответствующее состояние фрикционных дисков муфт;
3. Несоответствующее состояние поршней муфт.

Дефект — не работает передача заднего хода.

Возможные причины дефекта следующие:

1. Неисправность электрогидравлического клапана;
2. Несоответствующее состояние поршней муфт;
3. Несоответствующее состояние фрикционных дисков муфт;
4. Несоответствующее состояние манжет поршней и/или уплотнительных колец муфт.

Дефект — АТС останавливается при переключении передач или не развивает оборотов.

Возможные причины дефекта следующие:

1. Неисправное состояние двигателя;
2. Неисправность электрогидравлических клапанов;
3. Несоответствующее состояние фрикционных дисков муфт;
4. Несоответствующее состояние магистралей (течь, засорение, подсос воздуха) предназначенных для рабочей жидкости, засорение сетки фильтра маслонасоса;
5. Недостаточное количество или несоответствующее состояние масла в АКПП;
6. Неисправность маслонасоса или его клапанов (редукционного, предохранительного).

Дефект — передачи переключаются с ударами.

Возможные причины дефекта следующие:

1. Несоответствующее состояние фрикционных дисков муфт;
2. Недостаточное количество или несоответствующее состояние масла в АКПП;
3. Неисправность масляного насоса или его клапанов (редукционного,предохранительного);
4. Несоответствующее состояние магистралей (течь, засорение, подсос воздуха) для рабочей жидкости, засорение сетки фильтра маслонасоса;
5. Неисправность электрогидравлических клапанов;
6. Несоответствующее состояние поршней муфт;
7. Несоответствующее состояние манжет поршней и/или уплотнительных колец муфт.

Дефект — пробуксовка АКПП при работе.

Возможные причины дефекта следующие:

1. Недостаточное количество или несоответствующее состояние масла;
2. Несоответствующее состояние магистралей (течь, засбрение, подсос воздуха) предназначенных для рабочей жидкости засорение сетки фильтра маслонасоса;
3. Неисправность маслонасоса или его клапанов (редукционного, предохранительного);
4. Неисправность гидротрансформатора;
5. Несоответствующее состояние фрикционных дисков муфт;
6. Несоответствующее состояние поршней муфт;
7. Несоответствующее состояние механизма блокировки гидротрансформатора.

Дефект — АКПП шумит при нахождении селектора в положении «нейтраль».

Возможные причины дефекта следующие:

1. Износ подшипников;
2. Несоответствующее состояние муфт;
3. Неисправность гидротранформатора;
4. Неисправность маслонасоса;
5. Несоответствующее состояние планетарных и других передач.

Дефект — передачи переключаются при несоответствующей скорости движения.

Возможные причины дефекта следующие:

1. Неисправность регулятора или датчика контроля частоты вращения (при наличии в конструкции АКПП);
2. Недостаточное количество или несоответствующее состояние масла в АКПП;
3. Неисправность маслонасоса или его клапанов (редукционного,предохранительного);
4. Неисправность электрогидравлических клапанов;
5. Несоответствующее состояние магистралей (течь, засорение, подсос воздуха) предназначенных для рабочей жидкости, засорение сетки фильтра маслонасоса;
6. Несоответствующее состояние фрикционных дисков муфт;
7. Несоответствующее состояние поршней муфт;
8. Несоответствующее состояние манжет поршней и/или уплотнительных колец муфт;
9. Несоответствующее состояние механизма блокировки гидротрансформатора.

Дефект — течь масла из КПП.

Возможные причины дефекта следующие:

1. Засорение фильтра в КПП;
2. Недостаточное количество или несоответствующее состояние масла в КПП;
3. Несоответствующее состояние уплотнений в АКПП;
4. Наличие механического повреждения АКПП.