Полезная информация

Эволюция систем впрыска

Современный автомобиль с каждым днем становится все более компьютеризированным и сложным; огромное количество вспомогательных систем, обеспечивающих бесперебойную работу двигателя, а также надлежащий уровень комфорта и безопасности ежесекундно отслеживают параметры многочисленных датчиков, анализируют их показатели и с помощью исполнительных устройств регулируют работу этих систем, держа их в рамках, заданных разработчиками.

Согласитесь, даже представить эти процессы, происходящие в системах управления современного автомобиля ежесекундно, достаточно сложно. Тем более, обреченной на провал выглядит попытка заняться ремонтом и настройкой этих систем, не обладая соответствующими знаниями и специализированными приборами.

Действительно, благодаря многим причинам за последние 20 лет электронное управление системами автомобиля сделало огромный шаг вперед. Особенно это заметно на примере систем управления впрыском (или, как у нас принято говорить, инжекторными системами). Обусловлено это, прежде всего, постоянным ужесточением экологических норм на Западе, где каждые 5-6 лет вводятся ограничения на выброс в атмосферу продуктов неполного сгорания топлива. Угнаться за этим процессом возможно только с помощью очень точного и своевременного дозирования топлива и эффективного поджигания топливно-воздушной смеси на всех режимах работы двигателя внутреннего сгорания. Важно, чтобы уровень недогоревших газов был в строго определенных рамках и эти газы "переваривались" каталитическим нейтрализатором, установленным в выпускной системе.

Впервые эти задачи встали перед разработчиками уже в начале 80-х годов прошлого века. Именно тогда стало ясно, что соответствовать новым экологическим нормам, постоянно усовершенствуя морально устаревшую карбюраторную систему подачи топлива, становится все труднее и труднее. Все попытки обвесить карбюратор вспомогательными системами, призванными точнее и своевременнее дозировать топливо, только удорожали конструкцию, а также вели к уменьшению надежности и сложности обслуживания.

Надо было делать кардинальный шаг к новому поколению топливного оборудования - инжекторным (впрысковым) системам. И он был сделан немецкой фирмой "Bosh", на счету которой заслуг по внедрению электронных элементов в автомобильные системы больше, чем у какой либо другой в мире.

Первые системы впрыска, представленные "Bosh", были полностью механическими и представляли собой примитивно работающий, но чрезвычайно сложно исполненный комплекс механизмов, совместное функционирование которых было основано на принципах гидравлики и перепада разряжения и давления.

Дело в том, что электронные элементы в начале 80-х были достаточно дороги для широкого использования, а их эффективность, из-за недостаточного быстродействия была очень низкой. Но год за годом требования времени стали диктовать свои условия, да и электроника становилась все более доступной, поэтому уже в первой половине 80-х " Bosh " модернизирует свою полностью механическую систему K-Jetronic, в которую, кроме иного способа дозирования топлива, вводит электронные элементы и примитивный электронный блок управления, называя эту систему KE-Jetronic. Несмотря на эти модернизации, ювелирно точная механика этих систем впрыска не могла достаточно гибко управлять процессами, происходящими в двигателе, на уровне современных требований и была громоздка и дорога на фоне все удешевляющихся электронных компонентов.

Несмотря на это, механические системы впрыска (или, как их еще называют системы непрерывного впрыска), постоянно совершенствуясь, просуществовали до середины 90-х годов, постепенно вытесняемые новыми электронными системами.

Основная смена одних систем другими произошла в начале 90-х годов, когда на место механики пришли сначала системы электронно-управляемого моновпрыска, а потом и электронный распределенный впрыск.

Именно с машинами, оснащенными этим впрыском, и приходится иметь дело в повседневной практике диагноста. Конечно, на наших дорогах еще осталось какое-то число машин с механическим впрыском конца 80-х начала 90-х, но их количество уменьшается с каждым годом, машины последних лет, на которые устанавливались самые последние разработки систем управления двигателем, в большинстве своем обслуживаются по гарантии на дилерских сервисах. Поэтому интерес для диагноста, прежде всего, представляют машины, произведенные с начала 90-х годов и заканчивая 2000 годом.

Рассмотрим некоторые практические случаи, связанные с характерными неисправностями систем управления впрыска и зажигания, на примере одной из самых распространенных на наших дорогах машин - "Фольксвагене Пассат", на их поколении, двигатели которого оснащались данными системами, от самых простых модификаций до достаточно современных.

"Пассат" интересующего нас поколения встал на конвейер в 1988 году и выпускался без существенных изменений до 1994 года, когда подвергся рестайлингу и производился до 1996 года, после чего был заменен на полностью обновленную модель, выпускаемую до сих пор.

Машины second hand этого поколения обычно приобретаются как первая иномарка, и после опыта эксплуатации автомашин отечественного производства у хозяина возникает искушение обслуживать автомобиль самостоятельно или прибегать к помощи знакомых народных умельцев. Если в части, связанной со слесарными работами и заменой элементов подвески, проблем обычно не возникает, то обслуживание системы впрыска и управления зажиганием на машинах этого поколения требует специфических знаний и соответствующего оборудования. В процессе производства модели системы впрыска на "Пассатах" этого поколения постоянно совершенствовались, постепенно усложняясь и беря на себя все больше функций. Так, механический впрыск на всем многообразии двигателей "Пассата" применялся только на двух модификациях 16 клапанных двигателей (коды двигателя KR-K-Jetronic и 9A -KE-Motronic), выпускавшихся с 1988 по1993 модельный год. На все остальные двигатели, за исключением нескольких карбюраторных модификаций и дизельных машин, устанавливались системы электронного впрыска как моно, так и распределенного. С каждым годом выпуска системы впрыска на этих моделях все больше совершенствовались, постепенно охватывая управление не только дозированием топлива, но и зажиганием.

Первые системы электронного впрыска, которые стали устанавливаться на эти машины, имели всего одну форсунку и намеренно упрощенную схему работы для удешевления конструкции, представляя собой шаг от карбюратора к электронному впрыску. Такие системы назывались Monojetronic и обеспечивали необходимую точность дозирования топлива, не управляя при этом зажиганием. В целях удешевления конструкции фирма "Бош", разработчик этой системы, отказалась даже от такого, казалось бы, необходимого датчика, как расходомер воздуха или заменяющего его в некоторых системах датчика разряжения. Весь сбор информации для анализа блоком управления, был возложен на датчик температуры охлаждающей жидкости, датчик температуры всасываемого воздуха, потенциометр дроссельной заслонки и лямбда зонд.

Последнему, в системах моновпрыска отводилась особая роль. В отличие от распределенного впрыска, где регулировка смеси по замкнутому контуру (по сигналу лямбда зонда) находится в строго определенных рамках, в системах моновпрыска его возможности гораздо шире, и основываясь на его сигнале, блок управления может обеднить или обогатить смесь в очень широких пределах, приведя к ярко выраженной неисправности.

Несмотря на то, что системы самодиагностики, основанные на подключении специализированного сканера, появились на "Пассатах" только с августа 1992 года, большинство систем имели возможность считывания т.н. блинк-кодов неисправности через светодиод, подключаемый к диагностическому разъему, и подсчета количества его вспышек. Несмотря на то, что Monojetronic является самой примитивной из систем, которыми оснащались "Пассаты" тех лет, ее обслуживанием, настройкой и ремонтом без газоанализатора (желательно, четырехкомпонентного, т.к в выпускной системе установлен каталитический нейтрализатор), осциллографа и базовых знаний о принципах его функционирования заниматься затруднительно. Характерными неисправностями Monojetronic является неисправности лямда-зонда и последующее неправильное смесеобразование, загрязнение и плохой контакт микровыключателя признака холостого хода, вызывающее плаванье оборотов, и подсос воздуха под износившейся прокладкой агрегата моновпрыска. Естественно, на машинах 10 -и более лет отроду часто возникают проблемы, связанные с несвоевременной заменой таких расходных элементов, как высоковольтные провода, крышки распределителя зажигания и свечей зажигания.

На более поздних моделях Monojetronic постепенно уступил место системе Monomotronic, которая кроме функций управления впрыском взяла на себя функции управления углом опережения зажигания. К характерным неисправностям предыдущей системы добавились проблемы, связанные с неграмотными настройками угла опережения зажигания. Дело в том, что этим параметром в Monomotronic, как и во всех последующих системах, распоряжается электронный блок управления, и попытки настроить угол с помощью привычной процедуры поворота распределителя ни к чему хорошему не приводят. Для этого и существует процедура введения системы в режим базовых настроек, с помощью которого можно на время отобрать у блока функции управления зажиганием, регулировкой смеси по замкнутому контуру и контроля холостого хода.

И только после этого настроить отправные точки тех параметров, которые допускают данные настройки и с которых блок управления, после выхода из этого режима, начнет отсчитывать степень смещения того или иного параметра в пределах дозволенных ему разработчиком. На разных системах, в зависимости от года выпуска автомобиля, процедура введения блока в режим базовых настроек различна. На самых ранних машинах с моновпрыском достаточно замкнуть на массу диагностическую линию на разъеме самодиагностики, на более поздних моделях - снять разъем датчика температуры охлаждающей жидкости, но на машинах выпуска с конца 1992 года ввести систему в режим базовых настроек на большинстве модификаций двигателей можно лишь с помощью специализированного сканера.

Сами системы впрыска становились все более технически изощренными и сложными, на смену моновпрыску пришел распределенный впрыск (системы Digifant, Simos, Motronic), блоки управления все более точно и на основании показаний все большего количества датчиков дозировали топливо и управляли зажиганием. Соответственно, и обслуживание этих систем стало невозможно без специальных приборов, помогающих специалисту сделать выводы об исправности системы и наличия кодов неисправностей в памяти блока управления.

Таким прибором, например, является компьютерно реализованный сканер Scantronic московской фирмы WeberMS. Его функции по работе с автомашинами VAG-группы ("Ауди", "Фольксваген", "Шкода") практически аналогичны дилерскому. С его помощью можно считать и стереть коды ошибок из памяти блока управления, просмотреть показания датчиков системы впрыска в режиме реального времени, принудительно поуправлять исполнительными устройствами системы, а также ввести систему в режим базовых настроек и произвести сброс адаптивной памяти блока. Самодиагностика более поздних систем впрыска на "Пассатах", начиная с 92-93 годов выпуска и далее, в отличие от более ранних, достаточно глубокая, и проверяет на соответствие заданным огромное количество параметров работы системы, соответственно, и работа диагноста при правильном толковании показаний сканера существенно упрощается.

К тому же, и надежность систем постепенно повышается, благодаря новым технологиям производства и более надежным материалам. Если раньше отсутствие ошибок в памяти электронного блока управления ни о чем не говорило и диагносту приходилось проверять все показания датчиков вручную с помощью осциллографа, то на системах последнего поколения отсутствие ошибок и логичные показания датчиков в режиме реального времени, при условии жалобы клиента на неисправность, скорее всего, говорит специалисту о наличии дефектов в не проверяемых самодиагностикой системах, как то: работа топливного насоса или механические проблемы двигателя внутреннего сгорания. И даже неисправности в этих узлах косвенно отражаются на экране сканера в показаниях адаптации блока управления.

Таким образом, электроника, активно внедряющаяся в системы управления двигателем, несмотря на кажущуюся сложность и неремонтопригодность, позволяет грамотному специалисту, обладающему современным диагностическим оборудованием, обслуживать и проводить необходимую настройку этих систем и отсекает несанкционированный доступ к ним гаражному "специалисту", вооруженному традиционной кувалдой.