Датчик скорости автомобиля
Датчик скорости автомобиля устанавливается на коробке передач и выдает частотный сигнал – постоянное число импульсов на один оборот колеса. Показания скорости автомобиля могут измениться, если на автомобиле были установлены колеса другого диаметра.
Датчик скорости выполняет не только информационную роль (показания спидометра). В зависимости от скорости автомобиля блок управления изменяет режимные параметры. В частности, заданные обороты холостого хода выше на движущемся автомобиле. Режимы, связанные с отсечкой топлива при закрытии дроссельной заслонки на движущемся автомобиле и плавность перехода на холостой ход зависят как от оборотов двигателя, так и от скорости движения.
Система проводит диагностику датчика скорости. Но отсутствие в системе сигнала с коробки передач (при неисправном датчике скорости) не позволяет ей определить, двигается автомобиль или стоит. Только наличие больших оборотов двигателя в сочетании с большой нагрузкой (косвенно определяется по расходу воздуха) дают возможность провести диагностику датчика скорости, именно при этих условиях считается, что автомобиль движется, т.е. импульсы с датчика скорости должны присутствовать в системе. В противном случае определяется его неисправность.
Неисправность в цепи датчика скорости или выход его из строя могут влиять на снижение оборотов холостого хода при движении автомобиля, приводящих к заглоханию двигателя при резком сбросе нагрузки (выключению передачи), а также к потере динамики разгона при открытии дроссельной заслонки (нажатии педали «газа»).
10. Каталитический нейтрализатор. Датчик L-зонд
Каталитический нейтрализатор является пассивным устройством, призванным дожигать остатки несгоревшего топлива в отработавших газах. Для этого в отработавших газах должен присутствовать окислитель, т.е. кислород. Другим словами, эффективная работа нейтрализатора, устанавливаемого на отечественных автомобилях, требует стехиометрического состава смеси, подаваемого в цилиндры двигателя. Это означает, что воздуха и топлива должно быть столько, что при полном их сгорании образовывались вода и углекислый газ. “Такими выхлопными газами можно дышать.”
Однако, содержание кислорода в воздухе зависит от погоды, условий местности (город, деревня), влажность и т.д. Для компенсации этого в системе управления есть датчик L-зонд. По его показаниям и проводится коррекция топливоподачи. Его показания в данный момент и определяют отличие состава смеси от стехиометрии (бедная или богатая смесь), а система управления автоматически добавляет или уменьшает топливоподачу.
Датчик кислорода установлен в выпускной системе двигателя и служит для определения наличия кислорода в отработавших газах. На поверхности датчика происходит реакция окисления несгоревшего топлива, эта поверхность служит своего рода катализатором этой реакции. Специальный слой на поверхности датчика способен отдавать или восстанавливать ионы кислорода. Разность концентрации кислорода в атмосферном воздухе и на поверхности датчика и является причиной меняющегося выходного напряжения датчика.
В богатой смеси топливо окисляется за счет кислорода на поверхности датчика, кислород удаляется с поверхности, напряжение растет. В бедной смеси (избыток воздуха) поверхность восстанавливает кислород - напряжение падает. Изменение выходного напряжения датчика связано с изменением концентрации кислорода на поверхности датчика, вызванного процессами окисления несгоревшего топлива в отработавших газах. Поэтому возможны на первый взгляд непонятные вещи: в богатой смеси датчик показывает бедную смесь или в бедной смеси богатую. В первом случае поверхность датчика загрязнена сажей, и реакции окисления не происходит. Во втором случае, загрязнен вход жгута проводов датчика, через который обеспечивается сообщение с атмосферным воздухом.
Реакции, проходящие на поверхности датчика, происходят при высоких температурах не менее 350°С. Поэтому датчик снабжен внутренним нагревателем, который после пуска двигателя ускоряет прогрев датчика. Блок управления имеет встроенную модель прогрева датчика, по ней он и определяет готовность его к работе.
Иногда в системе возникает ошибка, связанная с датчиком кислорода, которая затем пропадает. Есть вероятность, что это вызвано неправильной работой модели. Система считает, что датчик готов к работе, но на самом деле его нужно еще немного прогреть. Ошибка возникает и через некоторое время пропадает. А лампа диагностики продолжает еще несколько часов гореть, смущая водителя. Такая же ситуация может происходить и при неисправности цепей управления внутренним нагревателем датчика или его отказе.
Выход из строя датчика кислорода не сразу заметен. Первые признаки этой неисправности – раскачка оборотов двигателя на режиме холостого хода и повышенный расход топлива (хотя эти проблемы могут быть вызваны и другими причинами). Неправильная работа контура с L-зондом по корректировке топли- воподачи приводит к возмущениям в работе регулятора, поддерживающего заданные обороты холостого хода. Дальнейшее ухудшение работы датчика L-зонда приводит к невозможности поддержания системой оборотов холостого хода.
Хуже дело обстоит с работой исправного датчика на российском топливе. Кислородосодержащие добавки (высокие фракции, спирт, эфир) сдвигают стехиометрию состава смеси в сторону обогащения (увеличивается расход топлива).
Пропуски воспламенения в цилиндрах двигателя, связанные с перебоями в зажигании или с плохим качеством топлива, приводят к содержанию в отработавших газах большего количества несгоревшей смеси (повышенного содержания несгоревшего кислорода и топлива). L-зонд определяет бедную смесь, и, как следствие, система увеличивает топливоподачу. В этом случае начинаются проблемы с повышенным расхо- дом топлива, перегревается нейтрализатор, что приводит к его оплавлению и выходу из строя.
11. Модуль зажигания
Модуль зажигания отвечает в системе за формирование высоковольтного напряжения на свечах зажигания. Модуль включает в себя высоковольтные ключи (коммутатор и 2 катушки зажигания). Блок управления формирует для модуля низковольтовые управляющие сигналы, согласованные с положением коленчатого вала. Конец сигнала определяет начало искрового зажигания, длительность определяет степень заряда катушки и зависит от напряжения бортовой сети.
Выход из строя модуля, как правило, приводит к потере зажигания сразу в двух цилиндрах (вылетает один канал). Это легко проверить пробником искрового разряда. Другое дело, когда модуль зажигания дает на первый взгляд нормальное зажигание, но приводит к сбоям на холодном двигателе (еще хуже - на непрогретом двигателе). Пока двигатель и модуль, располагающийся на двигателе, не прогреются, в работе двигателя наблюдаются сбои, приводящие к рывкам автомобиля (особенно в режиме разгона на пониженной передаче после движения накатом). Запуск холодного двигателя становится проблематичным делом.
Автомобиль, оснащенный ЭСУД, более чувствителен к плохой работе системы зажигания, чем автомобиль с карбюратором. Пропуски воспламенения в цилиндрах двигателя в большей степени влияют на успешный запуск холодного двигателя, влияют на повышенный расход топлива, приводят к выходу из строя нейтрализатора, резко ухудшают ездовые качества автомобиля.
12. Датчик детонации
Система гашения детонации в автомобиле позволяет гибко корректировать угол опережения зажигания в двигателе, работа которого по каким-то причинам отличается от нормальной. К таким причинам относится и плохое топливо и регулировка клапанов, сбои в системе охлаждения и т.д.
Датчик детонации является "ухом" системы, которое выделяет уровень шумов двигателя на определенных частотах. Не вдаваясь в сложную систему обработки сигнала с датчика, можно сказать, что алгоритм гашения детонации является адаптивным (самонастраивающимся) под работу конкретного двигателя. Определение шумности двигателя на определенных (бездетонационных) режимах его работы, определение задержек в углах опережения зажигания по гибкой схеме позволяют системе держать уровень мощности двигателя на характеристиках, заложенных в программное обеспечение блока управления.
Система гашения детонации защищает двигатель от возникающих неисправностей. Она не должна работать на исправном двигателе при хорошем топливе. Неисправность датчика или выход за граничные пределы работы системы гашения детонации определяются в системе самодиагностики блока управления. Нужно принять меры по устранению неисправности в работе этой системы. Хорошо отрегулированный двигатель с качественным топливом не должен вызывать повышенный уровень шумов, приводящий к отклонению УОЗ от режимных значений.
В случае неисправности датчика, система уходит на резервные таблицы по углу опережения зажигания, что сказывается на ездовых качествах автомобиля.
Основной причиной появления детонации в двигателе является повышенная температура в цилиндрах двигателя. Повышение температуры является следствием многих факторов: неисправность самого двигателя, обеднение топливно-воздушной смеси, поступающей в двигатель, плохое качество топлива, неис- правности системы охлаждения и т.д. Система гашения детонации позволяет в широких диапазонах регулировать угол опережения зажигания так, что характерного "стука клапанов" не будет слышно (или характерный стук будет появляться на короткое время). Автомобиль можно эксплуатировать на топливе с пониженным октановым числом при приемлемых ездовых качествах. Появление кода неисправности, связанного с повышенным уровнем шумов в двигателе, нельзя игнорировать, необходимо сделать проверки всех подсистем двигателя. Срабатывание системы гашения детонации приводит к потере мощности двигателя, повышенному расходу топливу и требует необходимых проверок в работе двигателя и его подсистем.
Дребезжание не закрепленной защиты картера может быть воспринята системой управления как детонационная работа двигателя.
13. Форсунка
Форсунка - устройство, позволяющее дозировать подачу топлива в двигатель. По сути дела это игольчатый клапан, открытием которого управляет электронный блок. Через главное реле система управления подает питание бортовой сети на один вывод форсунки, блок управления замыкает второй вывод на землю на рассчитанный интервал времени. Этот интервал и определяет время открытия форсунки. Считается, что между входом форсунки (топливная рампа) и выходом (впускной коллектор двигателя) поддерживается постоянный перепад давление. Поэтому за одно и то же время открытия форсунки в коллектор подается одинаковая масса топлива. Так ли это?
Постоянное давление между входом и выходом форсунки обеспечивается системой топливоподачи, включающей в себя элементы: бензонасос, топливный фильтр, топливную рампу и трубки прямого и обратного трубопровода. Насос способен создать избыточное давление в системе до 6 кг/см2.
Регулятор давления срезает это давление и поддерживает его в топливной рампе на уровне 3 кг/см2. Избыток топлива возвращается в топливный бак по обратному трубопроводу. Поскольку при работающем двигателе на выходе форсунки создается разряжение, величина которого зависит от положения дроссельной заслонки, оборотов двигателя, температуры двигателя и воздуха и т.д., то для поддержания постоянного перепада между входом и выходом форсунки требуется компенсация этого разряжения. Для этого регулятор давления на топливной рампе соединен отводной трубкой с впускным коллектором двигателя.
Этот, казалось бы, несложный механизм создания правильной дозировки топлива требует исправности всех элементов системы топливоподачи. Измерение давления топлива в рампе с помощью МТ2 позволяет сделать вывод о работе этой системы и ее элементов.
Основные проверки исправности топливного насоса и регулятора топлива:
- Снимите отводную трубку с регулятора давления и убедитесь, что давление в рампе составляет 3 кг/см2 при работающем насосе и неработающем двигателе.
- Пережмите обратный трубопровод и убедитесь, что давления поднимается до 6 кг/см2.
- После выключения насоса давление не должно сбрасываться в системе и остается на уровне 2,5 – 3 кг/см2.
- На работающем двигателе при снятой отводной трубке манометр должен показывать 3 кг/см2.
14. Диагностическая линия (К-линия)
Блок управления является микропроцессорным устройством и может передавать информацию о своей работе по последовательному каналу связи. Стандартом такого канала в автомобильной электронике является К-линия. Диагностическая линия является средством передачи информации между электронным блоком и внешними устройствами: иммобилизатором, тестирующим оборудованием, приборами диагно- стики.
Связь с иммобилизатором устанавливается после включения замка зажигания. Блок управления и иммобилизатор обмениваются по К-линии параметрами, заданными при обучении иммобилизатора. Если параметры соответствуют заданным условиям, электронный блок переходит к штатной работе управляющего алгоритма. Сбои и неполадки в линях связи с иммобилизатором, несовпадение параметров обучения пе- реводят управляющую программу блока в режим, при котором работа двигателя невозможна.
К-линия в автомобиле выведена на диагностический разъем, к которому может быть подключен тестер для диагностики работы системы управления. Стандарт программного протокола обмена данными между устройствами и электронным блоком, реализованный в этих устройствах, делает прозрачной работу всех устройств, подключаемых к К – линии.
Отсутствие связи между блоком управления и диагностическим прибором может служить признаком неисправности и того, и другого устройства. Если такой связи нет, а уверенность в работоспособности тестера не вызывает сомнений, то первым делом следует проверить диагностическую цепь. Сначала нужно убедиться, что есть питание бортовой сети на блоке управления и цепь К-линии от блока управления доходит до диагностического разъема. Напряжение на клемме К-линии диагностического разъема при исправной цепи равно напряжению бортовой сети.
Поскольку цепь К-линии подведена к диагностический разъему через разъем иммобилизатора, то проверка цепи должна проводиться с учетом исправности иммобилизатора. Если функционально иммобилизатор не задействован в системе, лучше всего соединить напрямую провода (вход и выход К-линии) с разъема иммобилизатора.