"Двигатели с инжекторной системой впрыска топлива"

Департамент образования науки и молодежной политики Воронежской области
Государственное образовательное бюджетное учреждение
среднего профессионального образования Воронежской области
«Борисоглебский сельскохозяйственный техникум»
Двигатели с инжекторной системой впрыска топлива
Методические рекомендации
по выполнению лабораторной работы
по МДК 01.02 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного
транспорта»
для студентов специальности 23.02.03. «ТО и Ремонт автомобильного
транспорта»
3
ОДОБРЕНА
предметно-цикловой комиссией
профессиональных модулей
специальности 23.02.03
Протокол № _________
от «____» ____________20____ г
УТВЕРЖДАЮ
Зам. Директора по УР
____________Т.Г. Овсянкина
«_____» __________ 20____г
Председатель __________А.В. Ряскова
Методист _____________Н.В. Ессе
Автор: Генералов В.А. – преподаватель ГОБУ СПО ВО «БСХТ»
Рецензент: Крюков С.Ф. - преподаватель ГОБУ СПО ВО «БСХТ»
Данные методические рекомендации составлены в помощь обучающимся очного
отделения специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобилей» целью
правильной организации их совместной и самостоятельной деятельности, а так же для
обеспечения необходимых условий для формирования у них профессиональных навыков и
умений, через проведение лабораторных работ по ТО автомобильного транспорта.
4
Содержание
Введение
3
1. Инструктивная карта
5
2. Методические рекомендации
7
Заключение
15
Список литературы
16
5
Введение
Начиная
с
середины
восьмидесятых
годов
прошедшего
столетия
карбюраторные системы стали достаточно активно вытесняться из автомобилей
более эффективными инжекторами. Основное преимущество инжекторных
систем в сравнении с карбюраторами заключается в более высоких пусковых
свойствах, потому, как они намного меньше находятся в зависимости от
температуры воздуха. Кроме всего прочего, среди более высоких качеств
инжекторных
систем
стоит
отметить
их
повышенную
экономичность,
надежность, более высокие мощностные показатели, и, разумеется, пониженную
токсичность. Единственное «но» во всем этом состоит лишь в том, что такие
системы
намного
более
привередливы
к
непосредственному
качеству
используемого топлива.
Также при использовании инжекторных систем попросту нельзя допускать
работы двигателя с этилированными бензинами. Потому, как это вполне может
привести
к
неисправностям
нейтрализатора
или
датчика
кислородной
концентрации.
Отметим также, что самые первые такие системы подачи топлива, которые
использовали именно принцип впрыска, начали появляться еще в конце
позапрошлого столетия, но в то время, из-за своей определенной технической
сложности их конструкций, а также из-за отсутствия надлежащих систем
управления и контроля они не получили широкого распространения и
применения на практике. Снова об этих системах мир вспомнил в шестидесятых
годах прошлого века. В то время такие системы создавались исключительно по
механическому принципу, лишь потом им на смену начали появляться более
современные системы впуска, которые уже оснащались электронными блоками
управления.
Кроме того, инжекторные системы впрыска топлива в непосредственной
зависимости от того, сколько в них форсунок и каково место впрыска могут быть
6
разделены
на
одноточечные
системы
и
многоточечные.
Что
касается
одноточечных систем, то в этом случае подготовленная топливовоздушная смесь
направляется непосредственно во впускной коллектор. Поэтому можно даже
говорить о том, что такие системы в чем-то схожи с карбюраторными. Также
отметим, что во всех современных автомобилях системами инжекторов или
моновпрыскных систем управляют специальные электронные процессоры,
которые осуществляют контроль за работой каждого отдельного цилиндра.
7
ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ
ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ
ГОБУ СПО ВО «БСХТ»
Утверждаю
Зам. директора
по учебной работе
________Т.Г. Овсянкина
ИНСТРУКЦИОННАЯ КАРТА
по выполнению лабораторной работы № 8
по МДК 01.02 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного
транспорта»
.
ТЕМА: ТО системы питания двигателей
НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Проверка технического состояния двигателей с
инжекторной системой впрыска топлива.
ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Изучение способов и приобретение практических навыков ТО
двигателей с инжекторной системой впрыска топлива.
Составить и защитить отчет о работе.
ПРИОБРЕТАЕМЫЕ УМЕНИЯ И НАВЫКИ:
Знать:- устройство и принцип работы двигателей с инжекторной системой впрыска
топлива, основные параметры по обслуживанию.
Уметь:- с помощью приборов выявлять неисправности двигателей с инжекторной
системой впрыска топлива.
НОРМЫ ВРЕМЕНИ: 90 мин
ОСНАЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА: Инструкционные карты, плакаты двигателей
с инжекторной системой впрыска топлива, слесарный набор. диагностическое
оборудование.
ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ НА
РАБОЧЕМ МЕСТЕ: Работать исправным инструментом, в спецодежде.
ЛИТЕРАТУРА: ТО автомобилей И С. Туревский М. 2010г
8
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.
1. Работа системы впрыска топлива автомобиля.
2. Преимущества впрысковых систем подачи топлива.
3. Недостатки инжекторных двигателей по сравнению с карбюраторными.
4. Типы систем впрыска.
5.Чем обеспечивается обратная связь в системе инжекторных двигателей.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Напишите краткие ответы на контрольные вопросы.
1. Система распределенного впрыска топлива, классифицируется по типам.
2.Какие исполнительные элементы включает инжектор;
3.Назначение ECU (Electronic Control Unit). ;
4. Описать три режима работы двигателя:
- Режим сгорания сверхбедной смеси (впрыск топлива на такте сжатия).
- Мощностной режим (впрыск на такте впуска).
- Двухстадийный режим (впрыск на тактах впуска и сжатия) (применяется на
евромодификациях).
Преподаватель _____________________ В.А. Генералов
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии
профессиональных модулей специальности 23.02.03.
и рекомендовано на утверждение
Протокол № ___ от «___» _______ 2014
Председатель комиссии ___________ А.В. Ряскова
9
2. Методические рекомендации
10
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. Ниже мы рассмотрим основные режимы работы двигателя и
11
режимы
управления.
Запуск двигателя.
В момент запуска требуется, в зависимости от температуры как самого
двигателя, так и окружающего воздуха, обогащенная горючая смесь с
повышенным процентным содержанием топлива. Это всем известный факт,
характерный вообще для всех бензиновых двигателей внутреннего сгорания, как
карбюраторных, так и двигателей с впрыском, поэтому мы не станем подробно
останавливаться на причинах. Скажем только, что 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
В
процессе
клапана
прогрева
ISC
двигателя
(Idle
с
ростом
Speed
температуры
Control).
соотношение
воздух/топливо изменяется компьютером в сторону обеднения, а прогреваемые
обороты также уменьшаются. В это же время происходит разогрев датчика
12
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.
Движение с постоянной скоростью, плавное увеличение или уменьшение
скорости. В этом случае компьютер TCCS также находится в режиме замкнутого
контура и использует показания датчика кислорода. Вы можете раскрутить
двигатель хоть до 6500 об/мин, наполовину нажав педаль газа, но компьютер
всеравно будет оставаться в режиме замкнутого контура, обеспечивая состав
горючей смеси в пределах примерно от 14.5:1 до 15.9:1. 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. Таким образом, мы видим, что большую часть времени
компьютер TCCS находится в режиме замкнутого контура, который обеспечивает
13
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.
То есть, 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. Это и есть тот самый процесс
«самообучения», о котором тоже ходит столько слухов. «По-научному» он
называется «long term fuel trim»
Следует заметить, что модифицированные карты сохраняются только в
энергозависимой памяти компьютера, поэтому после отключения аккумулятора
восстанавливаются заводские значения этих карт, и компьютер должен
«самообучиться» заново.
Все было бы просто замечательно, если бы не один фактор, портящий эту
красивую картину - лямбда-зонд имеет обыкновение выходить из строя в
результате заправок этилированным бензином. В реальной жизни это приводит к
тому, что рано или поздно после пробега по нашим дорогам система TCCS
лишается своей способности к адаптации под текущие условия и работает строго
по тем картам, которые изначально находились в памяти компьютера, постоянно
находясь в режиме разомкнутого контура. Естественно, что ничего хорошего из
этого не получается, ведь большинство автомобилей к тому времени, когда они
попадают к нам, уже немало побегали по японским дорогам, и двигатели их,
увы, уже не новые. Впрочем, практика показывает, что и ничего особенно
плохого тоже не происходит. Более того, система TCCS «нативных» японских
Тойот в случае выхода из строя лямбда-зонда даже не зажигает на панели
14
лампочку «check engine» в отличие от Тойот для американского и/или
европейского
рынков. Кстати,
следует
заметить,
что
каталитический
нейтрализатор (именуемый в народе «катализатор») и лямбда-зонд - это
совершенно разные устройства, хотя их и можно назвать «сладкой парочкой» как правило, если в машине есть лямбда-зонд - то есть и нейтрализатор, и
наоборот.
Оба эти устройства служат одной и той же цели - снижению уровня
токсичности выхлопа, но выполняют каждое свою часть работы: лямбда-зонд
помогает системе управления впрыском готовить оптимальную с точки зрения
полноты сгорания горючую смесь, а нейтрализатор эту смесь дожигает.
Каталитический нейтрализатор.
Нейтрализатор,
который
представляет
собой
керамические
«соты»,
покрытые активным слоем, способным дожигать остающиеся в выхлопных газах
частички топлива, также выходит из строя после нескольких заправок
этилированным бензином.
Выходит из строя - это означает, что он теряет способность к дожиганию не
сгоревших частичек топлива.
Известны случаи, когда соты катализатора оплавлялись, забивались нагаром
и такой нейтрализатор уже создавал серьезную помеху на пути выходящих из
двигателя выхлопных газов. Но следует сказать, что сама по себе заправка, даже
неоднократная, этилированным бензином к такому результату не приведет.
Причина оплавления 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.
15
Пошаговая процедура самодиагностики:
Начальные условия напряжение в бортовой сети превышает 11 вольт
дроссельная заслонка полностью закрыта трансмиссия в положении «нейтраль»
(или “парковка” для автоматических трансмиссий) кондиционер выключен
Металлическим
проводником
(провод,
разогнутая
канцелярская
скрепка)
замкнуть контакты T (или TE1) и E1 на диагностическом разъеме. Повернуть
ключ зажигания в положение «ON», но не запускать двигатель стартером.
Считать
коды
путем
подсчета
количества
мигание
лампочки
«Check
Engine». Считывание кодов диагностики. При считывании кодов возможны две
ситуации:
Неисправностей не обнаружено:
лампочка будет мигать непрерывно с интервалом в 0.25 секунды
Обнаружены неисправности:
последует серия мигание с интервалом 0.5 секунды - первая цифра кода
(например, пять миганий - цифра 5) пауза 1.5 секунды серия мигание с
интервалом 0.5 секунды - вторая цифра кода (например, четыре мигания - цифра
4) в случае, если кодов больше одного - пауза 2.5 секунды после отображения
всех кодов следует пауза в 4.5 секунды и процесс повторяется сначала
Сброс кодов диагностики.
Обнаруженные коды диагностики (за исключением кодов 51 и 53) будут
находиться в памяти компьютера даже после устранения неисправности. Чтобы
очистить область памяти компьютера, в которой хранятся коды, нужно при
заглушенном двигателе вынуть на 30-60 секунд предохранитель EFI (15A) из
блока предохранителей. Коды диагностики также сбрасываются при отключении
аккумуляторной батареи.
16
Таблица диагностических кодов.
Все коды системы TCCS унифицированы и значение их одинаково для всех
двигателей Toyota, но для каждого конкретного двигателя используется
специфичное для него подмножество кодов. Например, код 34 может
присутствовать только на двигателях, оборудованных турбонаддувом.
17
Заключение
Надежная работа системы впрыска зависит не только от своевременной ее
очистки, но и от состояния прочих систем двигателя. Есть вещи, почти
безвредные для карбюраторного мотора, но недопустимые для двигателя с
впрыском – например, износ маслосъемных колпачков клапанов, вызывающий
большой угар масла. Карбюраторный просто «затроит» от замасливания или
замыкания нагаром свечи, а на впрысковом датчики начнут врать, в катализатор
попадает не сгоревший в цилиндрах бензин.
Из-за повышенного уровня залитого масла оно попадает во впускной
коллектор через систему вентиляции картера, а затем и в цилиндры.
Так что система впрыска топлива требует регулярного техобслуживания.
Инжекторная система по устройству и обслуживанию гораздо сложнее
карбюраторной, и поэтому ремонт тоже сложнее и дороже.
Но если соблюдать несколько правил, большинство неприятностей можно
избежать. Например, плохой бензин разрушает насосы, забивает фильтры,
выводит из строя форсунки, поэтому покупать бензин по возможности лучше на
проверенных автозаправках. И конечно, надо не забывать чистить бензобак от
остающихся воды, грязи и ржавчины, часто менять топливные фильтры,
стараться не допускать длительных простоев.
Необходимо помнить, что эффективность работы инжекторного двигателя
во многом определяет и состояние форсунок – управляемых электромагнитных
клапанов, обеспечивающих дозированную подачу в цилиндры двигателя топлива.
А вот блок управления, которому и подчиняются все форсунки, хоть и деталь
немаловажная, но и ломается он редко, да и проблем с регулировкой немного.
Согласно статистике, 90% поломок инжектора связаны с поломкой датчиков или
нарушением питания электронного блока.
18
Список литературы
автомобиль движение тормоз
1.
Журнал «За рулем»
2.
Справочник «Ремонт и Эксплуатация Автомобиля: BMW 3-й серии»
3.
Справочник «Ремонт и Эксплуатация Автомобиля: ВАЗ 2110»
Список сайтов
1.
http://www.os1.ru - «Основные средства» информационный сайт журнала
2.
http://www.bmwpower.ru - Клуб любителей БМВ
3.
http://faq.ford77.ru - Азбука АБС
4.
http://arch.zr.ru - «За рулем» архивы выпусков журнала
5.
http://www.zr.ru - «За рулем» информационный сайт журнала
6.
http://www.bmwgtn.ru - Тюнинг «БМВ»
7.
http://www.fodd.ru - Ходовая часть, трансмиссия, тормозная система
8.
http://www.jeep.avtograd.ru - АБС компании «Bendix»
19