Проверьте свои знания по диагностике инжекторных автомобилей

Из практики / автор: Schachmatist / просмотров: 36
Двигатель с электронным управлением современного автомибиля — сложное устройство. Естественно, его должны обслуживать квалифицированные специалисты, профессиональные знания которых периодически контролируются и обновляются.
Например, специалисты автосервиса в США один раз в три года сдают сертификационные экзамены по профилю работ (электрооборудование, топливное питание, тормозная систем, оборудование салона и т. д.).
Сертификация является добровольной, но поощряется работодателями и клиентами.

В Самарском техническом университете на занятиях по курсу «Технические средства испытания и диагностирования систем электроники и автоматики автомобилей и тракторов» предллагаются тестовые вопросы по диагностике двигателя с электронным управлением, на которые студент должен дать развернутый ответ . Вопросы отражают реальные проблемы, с которыми каждодневно сталкиваются специалисты при диагностике неисправностей на современном автомобиле с компьютерным управлением, Обдумывание этих вопросов, их решение способствуют повышению знаний, необходимых при поиске неисправностей в системах управления двигателем, контролем за составом токсичных выбросов и т. д.
На практике для ответов на ряд вопросов требуется информация об автомобиле поступившем на диагностическое обследование. Это информация о конкретных сигналах, характеристиках датчиков, исполнительных механизмах, кодах ошибок и т. п. Вся информация задается в технической документации по ремонту и обслуживанию конкретного типа автомобиля.
В учебных задачах по диагностированию в качестве проверяемого автомобиля используется условная автомобильная схема, которая несмотря на упрощение, имеет много общего с тем, что встречается на практике. Для краткости эта учебная автомобильная схема будет называться просто «Автомобиль». Описание такого автомобиля я привожу ниже.

Описание автомобиля

Общие сведения

Учебная схема «Автомобиль» имеет четырехтактный, четырехцилиндровый инжекторный двигатель внутреннего сгорания с электронным блоком управления (ЭБУ-Д), допускающим режим работы с обратной связью по составу ТВ-смеси. Масса воздуха поступающего для образования топливовоздушной смеси (ТВ-смесь) измеряется с помощью термоанемометрического датчика (массметра).
ЭБУ-Д по информации, полученной от датчиков, рассчитываем угол опережения зажигания, момент и продолжительность впрыска, количество топлива подаваемого в цилиндры, управляет двигателем и трансмиссией с помощью исполнительных механизмом для получения требуемых ездовых характеристик, экономии топлива, выполнения норм по токсичности.
ЭБУ-Д питается от аккумуляторной батареи через ключ зажигания и обеспечивает опорное напряжение 5 В для датчиков.
Система отвода выхлопных газов содержит трехкомпонентныи каталитический газонейтрализатор без инжекции вторичного воздуха, который оборудован двумя датчиками концентрации кислорода. Пусковая форсунка не предусмотрена. Система электроснабжения с помощью ЭБУ не контролируется.

Система подачи топлива

Используется электронная система распределенного впрыска с подачей топлива при помощи электробензонасоса.
Давление топлива в рампе форсунок поддерживается постоянным по отношению к абсолютному давлению (разрежению) во впускном трубопроводе с помощью пневмомеханического регулятора. При отключенном от регулятора вакуумном шланге давление в рампе форсунок находится в пределах 284—325 кПа (2,84—3,25 бар) . После остановки двигателя и отключения топливного насоса давление в рампе форсунок должно сохраняться на уровне не ниже 284 кПа (2,84=2,8 бар) в течение не менее 2-х минут.

Система зажигания

Система зажигания — электронная, многоканальная, с низковольтным распределением высокой энергии искрового разряда по свечам. Блок управления зажиганием, входящий в состав ЭБУ-Д по сигналам датчиков определяет момент зажигания и выдает управляющие импульсы на силовой модуль зажигания, в котором объединены две двухвыводные катушки зажигания и коммутатор. Система зажигания не имеет каких-либо подвижных деталей и поэтому не требует обслуживания и регулировок в эксплуатации.
Для точного расчета момента зажигания блок управления использует следующую информацию:
? частоту вращения и положение коленчатого вала;
? массовый расход воздуха;
? положение дроссельной заслонки;
? температуру охлаждающей жидкости;
? наличие детонации.

Силовой модуль зажигания по сигналам блока управления выдает импульсы высокого напряжения на свечи зажигания. Включаются сразу две свечи: 1 и 4 или 2 и 3 цилиндров. Искрообразование происходит одновременно в цилиндре, где имеет место конец такта сжатия (рабочая искра), и в цилиндре, где заканчивается такт выпуска (холостая искра).
Обороты холостого хода
При полностью закрытой дроссельной заслонке обороты холостого хода составляют 850-900 об/мин. Положение регулятора холостого хода (РХХ) при этом соответствует открытию на 15—25% от начала диапазона регулирования.
Датчики
Датчик положения коленчатого вала (ДКВ) — электромагнитный (индукционный), предназначен для синхронизации работы блока управления с верхней мертвой точкой поршней 1-го и 4-го цилиндров и угловым положением коленчатого вала двигателя. Задающий диск представляет собой зубчатое колесо с 60 зубьями, из которых 2 пропущены для синхронизации.

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПД). Это неподстраиваемый резистор потенциометрического типа. При полностью закрытой дроссельной заслонке напряжение на выходе датчика 0,5 В, при полностью открытой — 4,5 В. ЭБУ-Д интерпретирует состояние дроссельной заслонки открытой на 80% и более как полностью открытое. Напряжение на выходе ДПД, открытой на 80%, составляет 3,7 В.

Датчик абсолютного давления (разрежения) во впускном коллекторе (ДАД). Выходной сигнал ДАД меняется от 4,5 В при 101 кПа (зажигание включено, двигатель не запущен, уровень моря) до 0,5 В при 20,1 кПа. При ненагруженном холостом ходе на уровне моря сигнал с ДАД составляет 1,5 В (40,4 кПа). Используется в диагностических целях и как датчик нагрузки двигателя (ДНД).

Датчик температуры двигателя (ДТД). Выполнен на основе термистора с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Определяет температуру двигателя опосредованно, путем измерения температуры охлаждающей жидкости. Рабочий диапазон температур -40... 120 °С. При 100 °С выходное напряжение датчика 0,46 В.

Датчик температуры воздуха (ДТВ). Выполнен на основе термистора с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Размещен в системе подачи и очистки воздуха (в индукционном канале). Рабочий диапазон температур -40...120°С. При 30 °С выходное напряжение датчика 2,6 В.

Датчик концентрации кислорода (ДКК). Циркониевый датчик с электрическим подогревом для измерения концентрации кислорода в выхлопных газах. Выходное напряжение датчика изменяется в пределах 0,0—1,0 В. При высоком содержании кислорода в выхлопном газе (смесь бедная) выходной сигнал датчика менее 0,45 В, при низком содержании кислорода (смесь богатая) сигнал датчика более 0,45 В. При включенном зажигании и неработающем двигателе выходной сигнал датчика 0,0 В. В системе управления двигателем используются два ДКК: один для управления подачей топлива, другой — для контроля за исправностью каталитического газонейтрализатора (КГН).

Датчик скорости автомобиля (ДСА). Выдает импульсный сигнал с частотой,, пропорциональной скорости автомобиля. Контроллер в ЭБУ-Д использует сигнал от ДСА для управления коробкой передач и отключения топливоподачи при недопустимо высокой скорости автомобиля.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) определяет массу поступающего через него в двигатель воздуха. Выходной игнал (постоянное напряжение) меняется от 0,2 В (0 г/сек) до 4,8 В при максимальном расходе 175 г/сек. При холостых оборотах без нагрузки на уровне моря (850 об/мин) выходной сигнал 0,7 В (2 г/сек).

Исполнительные механизмы

Реле и соленоиды. Активизируются подключением одного из выводов к «массе» через транзисторный ключ, находящийся в ЭБУ-Д. Другие выводы подключены к плюсовому зажиму аккумуляторной батареи через ключ зажигания.

Форсунки. Электромагнитные форсунки впрыскивают топливо во впускной коллектор двигателя. Каждая форсунка управляется независимо и включается один раз за оборот распределительного вала двигателя синхронно с тактом впуска своего цилиндра . Сопротивление обмотки 12±4 Ом.

Регулятор холостого хода (РХХ). Шаговый электродвигатель регулирует количество воздуха, проходящего через обходной (байпасный) канал дроссельного патрубка. Используется для регулирования оборотов холостого хода двигателя при закрытой дроссельной заслонке. Значение 0% (0 шагов) соответствует команде ЭБУ-Д на полное закрытие байпаса, значение 100% (150 шагов) — команде на полное открытие байпаса. На холостом ходу норма: 5—50 шагов.

Реле электробензонасоса (РБН). Включает и выключает ектробензонасос. Сопротивление обмотки 48±6 Ом.

Соленоид клапана продувки адсорбера в системе утилизации паров бензина (СУПБ). При включенном соленоиде клапан продувки открыт и пары бензина из адсорбера направляются во впускной коллектор для последующего сжигания в двигателе. ЭБУ-Д подает сигнал на продувку адсорбера, когда температура охлаждающей жидкости двигателя выше 66 °С и дроссельная заслонка не полностью закрыта. Сопротивление обмотки соленоида 48±6 Ом.

Соленоид клапана рециркуляции выхлопных газов(EGR) Действует по принципу широтно-импульсной модуляции. При подаче напряжения на соленоид в мембранную камеру клапана рециркуляции подается разрярежение из впускного коллектора и клапан ЕGR открывается. При выключенном соленоиде на мембрану подается атмосферное давление и клапан EGR закрыт. Количество выхлопных газов, направляемых во впускной коллектор, определяется соотношением продолжительности включенного и выключенного состояний соленоида в соответствии с широтно-модулированным сигналом от ЭБУ-Д. Значение 0% соответствует команде ЭБУ-Д на полное закрытие клапана ЕGR, 100% — команде на полное открытие. ЭБУ-Д может использовать клапан, если температура охлаждающей жидкости превысила 66 °С, а дроссельная заслонка несколько приоткрыта. Сопротивление обмотки соленоида 48±6 Ом.

Силовой модуль зажигания (СМЗ). Содержит две катушки зажигания и два мощных транзисторных ключа для коммутации токов в первичных обмотках катушек. Момент искрообразования устанавливается с помощью ЭБУ-Д автоматически в заввисимости от режима работы двигателя. Сопротивление первичном обмотки в каждой катушке 1±0,6 Ом. Сопротивление вторичном обмотки 10±2 кОм.

Контрольная лампа («Сheck Engine»). Сигнализирует о неисправностях в электронной системе управления двигателем. При включении зажигания чек-лампа горит — проверяется бортовая диагностическая система. После запуска двигателя лампа гаснет, если неисправности не обнаружены. Эта лампа загорается при появлении неисправностей в цепях, контролируемых ЭБУ-Д. В этом случае в память ЭБУ-Д (в регистратор неисправностей) заносится соответствующий код ошибки. Лампа «Check Engine» гаснет, если неисправность устранена и более не обнаруживается или когда стираются коды ошибок. При обнаружении пропусков воспламенения, которые могут повредить каталитический газонейтрализатор, лампа «Сheck Engine» мигает.


Режимы управления подачей топлива

Предполагается, что учебный автомобиль оборудован двигателем с автоматическим управлением рабочими режимами.

Режим пуска. При включении зажигания ЭБУ-Д включает реле бензонасоса на 2 секунды, чтобы создать необходимое давление в топливной системе. Если в течение этого времени двигатель не начнет прокручиваться, реле бензонасоса будет выключено. Реле бензонасоса остается включенным и насос работает, пока обороты двигателя превышают значение 100 оборотов в минуту. Перед началом прокрутки ЭБУ-Д на основании сигналов, полученных от датчиков температуры охлаждающей жидкости, температуры воздуха, атмосферного давления, положения дроссельной заслонки устанавливает начальную длительность импульсов впрыска для рабочих форсунок (пусковая форсунка не предусмотрена).

Режим продувки залитого двигателя. При полностью открытой дроссельной заслонке (на 80% и более) и оборотах двигателя менее 400 в минуту ЭБУ-Д запрещает подачу топлива через форсунки. Реализуется кратковременная продувка цилиндров.

Рабочий режим без обратной связи по составу топливовоздушной смеси. После запуска двигателя, когда обороты двигателя превысили значение 400 об/мин, ЭБУ-Д работает в режиме без обратной связи. В разомкнутом режиме ЭБУ-Д не использует сигналы с датчиков кислорода. Длительность импульсов впрыска определяется по сигналам с датчиков положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости и воздуха, массового расхода воздуха, числа оборотов двигателя. ЭБУ-Д перейдет в режим работы с обратной связью при одновременном выполнении следующих условий:
? температура подогрева датчика кислорода достигла рабочего значения 300 °С, и датчик посылает изменяющийся сигнал в ЭБУ-Д;
? температура охлаждающей жидкости превысила 66 °С;
? прошло 2 минуты с момента запуска двигателя.

Режим работы с обратной связью по составу топливовоздушной смеси. Когда требования по температуре датчика кислорода, охлаждающей жидкости, временному интервалу удовлетворены (т. е. двигатель прогрет и датчик кислорода находится в рабочем состоянии) и дроссельная заслонка открыта менее чем па 80%, ЭБУ-Д переходит в режим стабилизации стехиометрическою состава топливовоздушной смеси (ТВ-смеси). Работа в этом режиме означает, что ЭБУ-Д регулирует длительность импульсов впрыска для форсунок в зависимости от сигнала с датчика кислорода Сигнал с датчика кислорода ниже 0,45 В (бедная ТВ-смесь) вынуж дает ЭБУ-Д увеличивать длительность импульсов впрыска. Когда сигнал датчика кислорода становится более 0,45 В (при обогаще нии топливовоздушной смеси), ЭБУ-Д уменьшает длительность импульсов впрыска. Таким образом, сигнал обратной связи с датчика кислорода инициирует программу управления подачей топлива учитывающую информацию, поступающую и с других датчиков.

Режим обогащения при ускорении. ЭБУ-Д определяет режим ускорения по быстрому увеличению угла открывания дроссельной заслонки и увеличению абсолютного давления (разрежения) во впускном коллекторе и соответственно увеличивает длительность импульсов впрыска. Во время работы с полностью открытой дроссельной заслонкой ЭБУ-Д не поддерживает режима стабилизации стехиометрического состава топливовоздушной смеси.

Режим обеднения при торможении. ЭБУ-Д определяет режим торможения двигателем при высокой частоте его вращения (более 2200 об/мин) по уменьшению угла открывания дроссельной заслонки и увеличению абсолютного давления (разрежения) во впускном коллекторе и соответственно сокращает длительность импульсов впрыска.

Режим отключения подачи топлива. ЭБУ-Д выключат форсунки по соображениям безопасности, если скорость автомобиля превышает 180 км/ч или обороты двигателя превышают 6000 об/мин.


Диагностическая информация

В некоторых учебных задачах используются системные данные с ЭБУ-Д, полученные сканером, и коды ошибок. В кадрах на дисплее сканера приводятся значения параметров или соответствующих им сигналов с датчиков.
Для учебных целей используется ограниченный набор диагностических кодов. Коды, представленные в таблице,...




...соответствуют кодам ошибок для бортовых диагностических систем второго поколения (ОВDII). В действительности в системах ОВDII кодов ошибок значительно больше.
Ниже приведены таблицы...





...значений входных и выходных параметров для некоторых датчиков. Эти таблицы нужны для преобразования напряжения выходных сигналов датчиков, приведенных в кадре сканера, в фактические значения соответствующих физических параметров. Эти датчики, как и датчик положения дроссельной заслонки, получают питание +5 В от ЭБУ-Д.При работе по замкнутому контуру ЭБУ-Д по сигналам от датчиков концентрации кислорода постоянно меняет состав топливовоздушной смеси в пределах ±20%. Такие переключения состава смеси требуются и для работы каталитического газонейтрализатора. Колебания состава смеси отражаются мгновенными значениями коэффициента коррекции топливоподачи. Эти значения колеблются относительно среднего в интервале ±20% при нормальной работе. При отключении зажигания мгновенные значения коэффициентов коррекции подачи топлива не сохраняются.
Во время эксплуатации в двигателе реального автомобиля накапливаются различные изменения параметров и характеристик, которые компьютер компенсирует, варьируя средними значениями коэффициентов топливокоррекции, которые хранятся в памяти ЭБУ-Д. Среднее значение коэффициента коррекции топливоподачи +21% означает, что ЭБУ-Д подает в двигатель в среднем на 1 % больше топлива для поддержания стехиометрического состава ТВ-смеси, чем требуется по расчету для того же режима (или определено экспериментально для заведомо исправного двигателя). В данном случае причиной может быть, например, утечка разрежения, что приводит к появлению дополнительного воздуха, для компенсации которого ЭБУ-Д вводит больше топлива в цилиндры (на 21% больше).

Таким образом, имеем:
текущее значение коэффициента топливокоррекции = среднее начение + мгновенное значение.
Информация о средних значениях коэффициента топливокоррекции нужна при диагностике; естественно, она входит в число параметров, получаемых сканером от ЭБУ-Д. На устаревших втомобилях значения коэффициентов топливокоррекции нормировались в пределах 0...255 отсчетов или 0... 100%. Для контроллера МР7.0Н автомобиля ВАЗ средние значения коэффициентов коррекции подачи топлива могут быть в диапазоне ±0,45. Для систем OBD-II значения нормированы в пределах +- 100%. Значения из середины диапазона, т. е. 128 отсчетов, или 50%, или 0% для ОВD-II, соответствуют оптимальному режиму исправного двигателя, где никакой коррекции базовых значений калибровочной диаграммы в осях «обороты — нагрузка» двигателя не производилось


Cтруктурная и электрическая схемы ЭСАУ-Д учебного автомобиля

На рисунках ниже показаны структурная схема электронной системы автоматического управления двигателем и ее упрощенная электрическая схема.



Структурная схема системы управления двигателем автомобиля: 1 — адсорбер, 2 — клапан продувки адсорбера, 3 — датчик массового расхода воздуха, 4 — ЭБУ-Д, 5 — диагностический интерфейс, 6 — лампа "Check Engine", 7 — датчик дифференциального давления паров топлива в баке, 8 — электробензонасос, 9 — акселерометр на корпусе автомобиля, 10 — датчик положения дроссельной заслонки, 11 - регулятор оборотов холостого хода, 12 — датчик температуры воздуха во впускном коллекторе, 13 — клапан рециркуляции выхлопных газов, 14 — топливный фильтр, 15 — датчик детонации, 16 — датчик положения и частоты вращения коленчатого вала, 17 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 18 — датчик кислорода на входе каталитического нейтрализатора, 19 — датчик кислорода на выходе каталитического нейтрализатора, 20 датчик разрежения, 21 — регулятор давления топлива и форсунка.
22 — катушка зажигания, 23 — датчик фаз на распредвале,
24 — каталитический газонейтрализатор




Электрическая схема системы управления двигателем автомобиля.


Тестовые вопросы

1. Автомобиль доставлен в мастерскую из-за того, что двигатель не прокручивается стартером.
Техник А сказал, что неисправность может заключаться в нарушении электрической цепи тягового реле стартера.
Техник Б сказал, что неисправность может заключаться в том, что ЭБУ-Д не получает сигнала от датчика положения коленчатого вала.

Кто из них прав?
A.Только А
Б. Только Б
B. Оба правы
Г. Оба не правы
Дайте развернутый ответ.

2. Автомобиль не проходит контроль на токсичность. Выход ной сигнал датчика кислорода выше нормы, коды ошибок в памя ти ЭБУ-Д отсутствуют.
Техник А сказал, что причиной может быть обрыв цепи питания соленоида одной из форсунок.
Техник Б сказал, что причиной может быть прогнувшаяся диафрагма в регуляторе давления топлива.

Кто из них прав?
A. Только А
Б. Только Б
B. Оба правы
Г. Оба не правы
Дайте развернутый ответ.

3. Было произведено измерение компрессии на шестицилиндровом двигателе с линейным расположением цилиндров. В цилиндрах 3 и 4 давление оказалось 0,5 мПа, в остальных — 1,1 —1,2 мПа.
Техник А сказал, что причиной неисправности может быть прогар прокладки головки цилиндров.
Техник Б сказал, что причиной неисправности может быть нарушение синхронизации фаз газораспределения.

' Кто из них прав?
A. Только
Б. Только Б
B. Оба правы
Г. Оба не правы
Дайте развернутый ответ.

4. В мастерскую доставлен автомобиль, двигатель которого не заводится. Это одна из новейших моделей с компьютерным управлением двигателя.
Техник А сказал, что диагностику следует начать с просмотра кодов ошибок на сканере.
Техник Б сказал, что лучше сначала проверить наличие искры на свечах.

Кто из них прав?
A. Только А
Б. Только Б
B. Оба правы
Г- Г. Оба не правы
Дайте развернутый ответ.

5. Клиент жалуется на перегрев двигателя, который имеет место только при движении по шоссе с большой скоростью.
Техник А сказал, что неисправность, скорее всего, состоит в слипании стенок нижнего шланга радиатора.
Техник Б сказал, что, скорее всего, повреждена крыльчатка водяного насоса.

Кто из них прав?
А. Только А
Б. Только Б
В. Оба правы
Г. Оба не правы
Дайте развернутый ответ.


Ответы на тестовые вопросы

1. Обрыв в электрической цепи тягового реле стартера не позволит, прокручивать двигатель. Неисправный датчик положении коленчатого вала не помешает прокручивать двигатель, хотя двигатель и не заведется.
Техник А прав.

2. Прогнувшаяся диафрагма в клапане регулятора давлении топлива может привести к увеличению давления топлива в рампе форсунок. В результате топливная смесь станет обогащенной и выходной сигнал датчика кислорода будет иметь высокий уровень.
Ответ техника А неверен, так как обрыв цепи соленоида одной из форсунок не позволит электроклапану форсунки открываться, топливо через эту форсунку не будет попадать в цилинр при этом в выхлопе будет наблюдаться избыток кислорода и ни выходе датчика кислорода будет низкий уровень напряжения, соответствующий обедненной смеси.
Техник Б прав.

3. Прогар прокладки головки блока между цилиндрами 3 и 4 может привести к понижению давления в этих двух цилиндр.и Нарушение синхронизации фаз распределения привело бы к понижению давления во всех цилиндрах.
Техник А прав.

4. Электронный блок управления двигателем контролирует множество датчиков и исполнительных механизмов и, если сигналы с них отличаются от заранее установленных норм, записывает в память соответствующие коды ошибок. С другой стороны ЭБУ-Д не контролирует многие параметры механического состоя ния двигателя и цепей зажигания. Поиск неисправностей следует всегда начинать с проверки искрообразования. Если искра есть, следует произвести измерение компрессии в цилиндрах, давление топлива в системе, убедиться в механической исправности двигателя и лишь затем обращаться к сканеру. Техник Б был прав.

5. Скорость прокачивания охлаждающей жидкости возрастает при увеличении оборотов двигателя, так как при этом больше тепла должно быть отведено через радиатор в атмосферу. Быстро вращающаяся крыльчатка водяного насоса создает разрежение на его входе. Чтобы предотвратить слипание шланга на входе насоса, шланг армируется стальной пружиной. Коррозия пружины может привести к слипанию шланга именно при движении с большой скоростью, когда обороты двигателя велики. Неисправность крыльчатки водяного насоса привела бы к перегреву двигателя на любых оборотах.
Техник А был прав.


Ну вот, мы рассмотрели несколько тестовых вопросов. В следующих статьях постараюсь продолжить эту тему...

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.

       

Загрузочный диск для японского авто-тв навигатораАнализ сайтов, проверка тиц, google pr