Системы впрыска бензиновых двигателей

  Принцип работы системы впрыска бензиновых двигате­лей состоит в следующем (рис. 35).

  В топливном баке находится электрический бензонасос-, всасывающий топливо и подающий его через топливный фильтр в распределитель впрыска, где установлен регулятор давления. Затем бензин поступает во впрыскивающий клапан к форсункам. Воздухомер отмеряет нужное количество возду­ха, которое всасывается двигателем через воздушный фильтр и общую всасывающую трубу. В корпусе воздухомера имеется заслонка, которая отклоняется и удерживается в определен­ном положении проходящим воздушным потоком. Специаль­ный датчик передает информацию о ее положении.

  Время впрыска и количество впрыскиваемого топлива определяются прибором электронного управления, который передает команду на распределитель впрыска. При этом обо­гащение смеси и количество впрыскиваемого горючего всегда оптимальны. Кроме того, система электронного впрыска управ­ляет отключением топлива при движении накатом. В случае выхода из строя электроники устройство KE-Jetronic работает механически.

  Коллектор вмещает 20 мл бензина, который благодаря мем­бране находится под давлением, не образовывая пузырьков пара. Клапан холодного запуска впрыскивает дополнительное ко­личество топлива при запуске холодного двигателя. Датчик положения дроссельной заслонки при достижении максималь­ного числа оборотов, а также в режиме движения накатом прерывает контакт и регулятор давления останавливает пода­чу топлива. Клапанные форсунки издают равномерный стук, который легко отличается от посторонних шумов в случае появления какой-либо неисправности.

  Запускать автомобиль с электронной системой впрыска топлива можно только при надежно подсоединенном и дей­ствующем аккумуляторе или от кабеля вспомогательного стар­та. При работающем двигателе аккумулятор отсоединять нельзя. Необходимо проверить систему зажигания и свечи, которые должны быть исправными.

  Электронный прибор управления не рекомендуется под­вергать разогреву свыше 80°С. При включенном зажигании нельзя вынимать штепсельное соединение прибора управления.

  Техническое состояние систем впрыска бензиновых дви­гателей проверяют специальными диагностическими прибо­рами — мультиметрами, сканерами и другими. Мультиметры (тестеры) имеют высокое входное сопротивление и следующие пределы измерений: 0–20 В, 0–200 Ом, 0–20 кОм. Мульти­метры могут быть аналоговыми и цифровыми. Такие прибо­ры кроме измерения силы тока, напряжения, сопротивления, могут определять дополнительные параметры: частоту вра­щения коленчатого вала, угол замкнутого состояния контак­тов и др.

  Сканеры, или сканирующие приборы, дают наиболее до­стоверную информацию о техническом состоянии системы впрыска. Сканеры являются портативными компьютерными тестерами, служащими для диагностирования различных элект­ронных систем управления посредством считывания цифро­вой информации с диагностического разъема автомобиля. В России часто применяют сканеры фирмы «Бош» и россий­ские сканеры ДСТ-2.

  В комплект сканера входят сам сканер, сменные карт­риджи и соединительные кабели, предназначенные для при­соединения к диагностическому разъему проверяемого авто­мобиля. Сканеры имеют несколько режимов работы. В режиме «Ошибки» на экране высвечиваются цифровые коды той или иной неисправности, хранящиеся в памяти контроллера авто­мобиля. Режим «Параметры» оценивает работу двигателя при движении автомобиля: напряжение в бортовой сети, детона­цию, частоту вращения коленчатого вала, состав смеси, ско-рость движения и др. Чтобы просмотреть измерения парамет­ров работы двигателя в динамике, имеется режим «Сбор данных».

  Сканер KST—500 фирмы «Бош» и некоторые другие скане­ры для наблюдения процессов работы системы впрыска и дру­гих систем автомобиля в динамике могут выдавать графичес­кое изображение сигналов на экране, что позволяет наблюдать их визуально. При проверке системы впрыска автомобиля возможности сканеров определяются диагностическими функ­циями блока управления данного автомобиля, однако, как пра­вило, все сканеры считывают и стирают коды отказов, выводят цифровые параметры в реальном масштабе времени, управля­ют некоторыми исполнительными механизмами, например форсунками, соленоидами, реле. При диагностировании сис­тем впрыска применяют имитаторы сигналов отдельных дат­чиков (температуры охлаждающей жидкости, положения дрос­сельной заслонки и др.), например, Lucas Pulse Tester YW 33306, передающих сигналы в блок управления. Имитаторы сигна­лов датчиков используют для имитации сигналов датчиков систем управления или определенных воздействий на работу системы по каким-либо входам.

  Для диагностирования элементов систем впрыска, кроме сканеров и имитаторов, с целью проверки функционирова­ния различных входных и выходных компонентов электрон­ных систем управления применяют и другие специальные при­боры.

  Так, в комплект диагностического оборудования могут входить:

• компрессометр или компрессограф, служащие для ди­агностирования состояния цилиндро-поршневой груп­пы, газораспределительного механизма;

• универсальный вакуумный насос (вакууметр), служащий для диагностирования состояния ЦПГ и клапанного ме­ханизма, наличия подсоса воздуха во впускной трубо­провод;

• мультиметр, служащий для диагностирования систем управления и их компонентов, измерения различных па­раметров и сигналов, регулировки;

• стробоскоп, служащий для проверки правильности уста­новки начального момента зажигания, проверки харак­теристик центробежного и вакуумного регуляторов опе­режения зажигания или функций управления моментом зажигания;

• комплект для измерения давления топлива, служащий для диагностирования гидравлической части систем топ-ливоподачи бензиновых двигателей;

• тестеры систем холостого хода, служащие для определе­ния неисправности и правильности функционирования регуляторов холостого хода различных типов;

• тестер форсунок, служащий для диагностирования ис­правности электромагнитных форсунок;

• тестер компонентов системы зажигания, служащий для определения исправности катушек и оконечных моду­лей системы зажигания;

• имитатор сигналов датчиков, служащий для имитации сигналов различных датчиков систем управления, а также различных условий и режимов функционирования сис­тем управления.

  Проверка электронных систем впрыска дискретного дей­ствия.

  Для проверки и измерения давления подачи топлива и производительности топливного насоса используют мано­метр с набором различных переходников и адаптеров, с пре­делами измерения от 4,0 до 4,5 кг/см². На американских и некоторых европейских автомобилях, таких как «Форд», «Воль­во», «Мерседес-Бенц», в топливной магистрали есть специ­альный вывод с золотником, который аналогичен применяе­мым в автошинах. Этот золотник часто называют «клапан Шредера», и служит он для быстрого подсоединения мано­метра. При тестировании автомобиля, в топливной системе которого имеется клапан Шредера, следует соблюдать следу­ющие требования: после окончания измерений, сброса давле­ния и отсоединения манометра надо проверить положение под­вижного штока золотника и убедиться, что он не находится в нижнем положении, т.е. не заклинен. Только при полной ра­ботоспособности клапана можно запускать двигатель. На авто­мобилях, где нет клапана Шредера, используют переходник другого типа. 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, необходимо также включить зажигание.

  Измерение давления может осуществляться непосред­ственно на работающем двигателе или при прокрутке коленча­того вала стартером. В этом случае необходимо, чтобы акку­муляторная батарея была заряжена.

  Когда измеряют давление при остановленном двигателе, манометр будет показывать нерегулируемое давление в систе­ме, которое обычно составляет 2,5—3,0 кг/см². После запуска двигателя давление должно снизиться до 2,0–2,5 кг/см², т.е. на величину разрежения во впускном коллекторе. Если по­лученное давление меньше указанного в технической доку­ментации, необходимо проверить регулятор давления и про­изводительность топливного насоса. Если давление больше рекомендованного, следует проверить регулятор и магистрали обратного слива и убедиться в отсутствии засорения.

  Для того, чтобы измерить количество подаваемого топ­ливным насосом топлива, применяют топливопровод обратного слива. Для этого его необходимо отсоединить от регулятора давления и опустить в двухлитровый сосуд. В конструкциях, где топливопровод обратного слива, идущий от регулятора давления, сделан из металла и не изгибается, можно располо­жить мерный сосуд в любом удобном для расстыковки обрат­ного топливопровода месте либо вместо штатного топливо­провода герметично подсоединить к регулятору подходящий резиновый шланг. Затем включают топливный насос и изме­ряют объем топлива, поступившего в мерный сосуд за 30 с. В зависимости от типа системы он составляет 0,75—1,0 л.

  При сложностях включения топливного насоса без запус­ка двигателя, насос проверяют на работающем двигателе, так как количество топлива, потребляемого прогретым двигателем в режиме холостого хода, очень мало. Практически все топли­во перепускается обратно в бак. Однако во избежание случай­ного возгорания мерный сосуд из-под капота выносят. Если производительность насоса ниже заданной, проверяют состо­яние топливного фильтра и подающей магистрали. Если фильтр и топливопровод исправны, причиной недостаточной произ­водительности может быть разрыв или трещина в подающем топливопроводе внутри бензобака — для насосов погружного типа, в противном случае бензонасос заменяют.

  Регулятор давления проверяют в зависимости от систем­ного давления. Если давление нормальное или пониженное, необходимо на двигателе, работающем в режиме холостого хода, снять шланг подвода разрежения с регулятора. Давление должно увеличиться на 0,5–0,6 кг/см². Если давление не увели­чивается, тогда пережимают топливопровод обратного слива. Увеличение давления топлива до 4—5 кг/см² говорит о неис­правности регулятора давления. Если при пережатии топли­вопровода обратного слива давление не возрастает, нужно про­верить производительность топливного насоса.

  Резиновые шланги для подвода и слива топлива в новых автомобилях не применяют. Вместо них используют металли­ческие трубки, соединенные с топливной магистралью. В этом случае штатную трубку обратного слива отсоединяют и под­соединяют на ее место специально подобранный штуцер с на­детым на него резиновым шлангом нужной длины. Шланг закрепляют червячным хомутом.

  Сделав замену, шланг опускают в сосуд, запускают двига­тель, кратковременно пережимают шланг и наблюдают за дав­лением в топливной магистрали. Если давление повышено, топливопровод обратного слива отсоединяют от регулятора и временно подсоединяют к нему подходящий штуцер с плотно надетым на него резиновым шлангом и опускают его в сосуд. Если после запуска двигателя давление нормализуется, следу­ет проверить топливопровод обратного слива. Если топливопровод не помят и не засорен, значит, неисправен регулятор давления.

  Для проверки и контроля остаточного давления двигатель прогревают до рабочей температуры, выключают и делают двадцатиминутную паузу. После паузы давление в системе не должно быть менее 1 кг/см². Если давление падает быстро, то это свидетельствует об утечке, которая может происходить в регуляторе давления, в пусковой и основной форсунках, в об­ратном клапане бензонасоса.

Чтобы проверить работу пусковой форсунки, с помощью штырей измеряют напряжение с тыльной стороны подсоеди­ненного к ней разъема.   При этом прокручивают коленчатый вал холодного двигателя стартером. Напряжение должно быть не ниже 8 В. Если оно меньше или равно нулю, необходимо проверить сопротивление проводников, подходящих к фор­сунке, и сопротивление контактов термовыключателя. Если показатели близки к нулю, проверяют подачу напряжения пи­тания к пусковой форсунке от реле бензонасоса или систем­ного реле при прокрутке стартером. При отсутствии напряже­ния реле заменяют.

  Если после прокрутки стартером на форсунку подается нормальное напряжение питания, распыление топлива фор­сункой проверяют визуально. Форсунку снимают с впускного коллектора, не отсоединяя от нее топливопровод, и опускают в прозрачный сосуд. Если при прокрутке стартером факела топлива нет, проверяют наличие системного давления на топ­ливопроводе форсунки. При нормальном давлении форсунку следует заменить, в противном случае — проверить топливо­провод пусковой форсунки. При детальной проверке пуско­вой форсунки определяют ее герметичность, конус распыла и производительность.

  Термореле проверяют на холодном двигателе. Для про­верки с форсунки снимают разъем и измеряют сопротивление между выводом «W» и корпусом форсунки. Сопротивление не должно быть более 1 Ом. Если оно существенно больше, тер­мореле заменяют. Если сопротивление меньше, необходимо подать напряжение от положительного вывода аккумулятор­ной батареи на контакт «G» термореле. Примерно через не­сколько секунд после подачи напряжения сопротивление, из­меряемое омметром, должно возрасти до 150–250 Ом. Если этого не происходит, термореле заменяют.

  Как правило, в электронных системах распределенного впрыска пусковая форсунка может включаться путем комму­тации на «массу» транзисторным ключом блока управления. В этом случае термореле не применяют. Если напряжение питания на клеммах пусковой форсунки при пуске холодного двигателя отсутствует, то это свидетельствует либо об обрыве или коротком замыкании в проводке, либо о неисправности в цепи датчика температуры охлаждающей жидкости или бло­ка управления.

  Работоспособность электромагнитных форсунок распре­деленного впрыска может быть проверена по вибрации фор­сунки. Регулярное открытие и закрытие клапана работающей форсунки создает равномерную вибрацию, которую можно определить на ощупь либо деревянным бруском или стето­скопом. Если вибрация равномерна, значит форсунка исправ­на, если вибрация отсутствует или в ней перебои — это свиде­тельствует об отклонениях в ее работе.

  Работоспособность форсунки можно определить, отклю­чив ее на холостом ходу от электропитания. При исправно работающей форсунке частота вращения коленчатого вала не должна измениться. Если на автомобиле установлен стабили­затор холостого хода, на время проверки его нужно отклю­чить. При неисправности в форсунке в первую очередь прове­ряют состояние соленоидной обмотки. Для этого необходимо определить ее сопротивление и убедиться в отсутствии обры­ва. Номинальное сопротивление должно соответствовать дан­ным фирмы-изготовителя. При отсутствии данных сопротив­ления проверяемых форсунок сравнивают между собой.

  Точную проверку работоспособности форсунок и элект­ронной системы впрыска проводят с помощью мотор-тестера или осциллографа по продолжительности открытия форсунки в зависимости от режима работы двигателя.

  Проверка периодичности впрыска.

  Важным оценочным параметром работоспособности сис­темы впрыска, в частности, форсунок, является периодичность впрыска. Периодичностью впрыска является время между двумя последовательными открытиями клапана одной и той же фор­сунки. Продолжительность впрыска проверяют, подсоединяя один провод измерительного прибора к одной клемме фор­сунки, другой провод подсоединяют на «массу». Стартером про­ворачивают коленчатый вал двигателя и проверяют наличие сигнала на осциллографе. Если сигналы есть, двигатель за­пускают и дают ему немного поработать на холостом ходу. Запоминают форму сигнала. Резко открывают дроссель и раз­гоняют двигатель до 3000 об/мин. Во время ускорения про­должительность импульса открытия клапана форсунки долж­на увеличиваться, затем, после выхода на постоянную частоту вращения коленчатого вала, быть равной или чуть меньшей, чем на холостом ходу. Дроссель отпускают. Если система обо­рудована устройством отсечки топлива на принудительном холостом ходу, сигнал должен пропасть, и на экране будет наблюдаться прямая линия. При запуске холодного двигателя смесь необходимо обогащать, поэтому продолжительность импульса должна быть больше. Продолжительность импульса уменьшается по мере прогрева двигателя.

  Проверка герметичности, производительности форсунок, очистка форсунок.

  Для проверки герметичности форсунок их устанавлива­ют в емкость, подают на них рабочее напряжение и выключа­ют. Из распылителей форсунки в течение одной минуты не должно вытекать более одной капли топлива. Производитель­ность форсунки проверяют по объему вытекающего из нее топлива. Для электронной системы впрыска «ЛЕ-Джетроник» объем вытекающего топлива должен быть не более 176 см³/мин. Угол конуса распыла должен быть равен примерно 30°.

  Для очистки форсунок их можно снимать с двигателя и можно очищать на работающем двигателе. Эффективную очистку снятых с двигателя форсунок производят лишь на спе­циальных ультразвуковых установках. В мастерских это можно сделать, подавая в форсунку под давлением 5-Ю кг/см² спирта или жидкости для очистки карбюраторов.

  Чтобы очистить форсунки на работающем двигателе, при­меняют автономные устройства как замкнутого, так и одно­стороннего цикла, подающие специальный состав к дозатору — распределителю топлива в системах непрерывного впрыска «К-Джетроник» и «КЕ-Джетроник» или в топливную магист­раль в системах дискретного действия. При этом отсоединяют подающий топливопровод и топливопровод обратного слива, отключают бензонасос, чтобы не переносить растворенные от­ложения из насоса и топливного бака к форсункам.

  Холостой ход двигателя регулируют двумя винтами — ко­личества (частоты вращения коленчатого вала) и качества (со­става) 20 рабочей смеси. Способы регулировки системы холос­того хода для систем распределенного впрыска такие же, как и для систем непрерывного впрыска.

В последнее время автомобили с электронными система­ми впрыска, например, «Мазда MX—6», «Фольксваген» и не­которые другие, не имеют винта качества. В таких системах состав смеси определяется бортовым компьютером и в зави­симости от соотношения воздуха и топлива регулируется авто­матически. Специальным винтом регулируют систему холос­того хода только для установления нужной частоты вращения коленчатого вала.

  Для проверки противодавления в системе выпуска отра­ботавших газов необходимо вывернуть кислородный датчик из гнезда, предварительно сняв с него разъем. Вместо кисло­родного датчика вворачивают штуцер манометра с пределом измерения не более 1 кг/см². Далее двигатель запускают и выводят на частоту вращения коленчатого вала примерно 2500 об/мин. Если на манометре давление превышает 0,10— 0,15 кг/см², сопротивление выпускной системы считают по­вышенным. Обычно причиной этой неполадки является оплав­ление катализатора или его засорение.