Главные механизмы работы инжектора. некие диагностические коды

Рубрика: двигатель | Размещено: 16 Август 2004

Как понятно, абсолютное большая часть японских автомобилей вообщем, и Тойот а именно, оснащаются не карбюраторами, а системами впрыска горючего. Есть мировоззрение, что впрыск — это отлично, современно и прогрессивно. Также есть другое мировоззрение, диаметрально обратное первому: впрыск — это трудно, недешево, неремонтопригодно. Этого представления придерживаются в главном автолюбители со стажем, имеющие обеспеченный опыт эксплуатации российскей техники и отлично понимающие, что такое карбюратор, но не понимающие, что делать с этими «новомодными» компьютерами, инжекторами, датчиками и т.д. Очевидно, для осознания того, как работает принципно другая система питания, необходимо, во-1-х, иметь желание разобраться в этом, а во-2-х — нужна информация, которой очень и сильно мало. Вот поэтому мы и попробуем на данный момент в общих чертах дать описание функционирования системы впрыска TCCS (Тоета Computer Control System) конторы Тойота, поведать, как это все работает, и какие деяния может сделать автолюбитель в случае, когда что-то не работает либо работает не так.

Сначала, хотелось бы напомнить главные механизмы работы хоть какой современной авто электрической системы впрыска. В 2-ух словах процесс работы системы впрыска смотрится так: масса воздуха, поступающая в двигатель, измеряется датчиком расхода воздуха, эти данные передаются компу, который на базе этой инфы, также на базе неких других текущих характеристик работы мотора, таких, как температура мотора, температура воздуха, скорость вращения коленчатого вала, степень открытия дроссельной заслонки (и скорость ее открытия), расчитывает нужное количество горючего, которое необходимо спалить в данном количестве воздуха. После чего компьютер подает на форсунки электронный импульс подходящей продолжительности, форсунки открываются, и горючее, находящееся под давлением в топливной магистрали, впрыскивается во впускной коллектор. Все, дело изготовлено.

Как все очень просто, произнесут многие и, в общем-то, будут правы — в системе впрыска есть одна-единственная сложность — это непростая программка, находящаяся в памяти компьютера и составленная таким макаром, чтоб учесть все обилие режимов работы мотора и наружных критерий, в каких ему приходится работать, а механические же узлы и составные части ничего сложного из себя не представляют и их можно перечислить по пальцам: это бензонасос, перепускной клапан топливной магистрали, клапан поддержания холостых оборотов (он же часто отвечает за прогревные обороты и компенсацию падения оборотов при включении кондюка и других электроприборов), форсунки. Ну и, естественно, датчики. Один из таких датчиков, о котором в авто среде прогуливается сильно много различных слухов и «гаражных баек», является датчик кислорода либо, по другому, лямбда-зонд. Чуток позднее мы уделим ему повышенное внимание.

Итак, разглядим процесс функционирования системы TCCS. Следует сходу сказать, что авто системы впрыска бывают 2-ух типов — с оборотной связью и без нее. Системами с оборотной связью оснащаются авто, предназначеные для рынков продвинутых стран, таких как США, Япония, европейские страны, где нормы на содержание ядовитых веществ в выхлопных газах очень строги и к автомобилям предъявляются надлежащие требования. В таких системах непременно есть два компонента — каталитический нейтрализатор и лямбда-зонд. В системах без оборотной связи ни лямбда-зонда, ни, обычно, нейтрализатора нет.

Система TCCS не является исключением и также выпускается в 2-ух вариантах. Мы начнем с более сложного и передового варианта с оборотной связью, тем паче, что авто, приходящие из Стране восходящего солнца, имеют конкретно этот вариант системы, ведь требования к чистоте выхлопа в Стране восходящего солнца очень высоки.

Компьютер (ECU)

Начнем мы, пожалуй, с компьютера управления, который принято именовать ECU (Electronic Control Unit). В памяти компьютера находятся фактически программка управления и набор так именуемых «карт» (maps), в каких отражена нужная для работы программки информация. При всем этом сама программка более-менее стандартна для хоть какого мотора, а вот карты, применяемые ею, уникальны для каждой модели и каждой модификации мотора. Для большей наглядности можно представить для себя простейшую программку, которая работает с 2-мя картами, одна из которых представляет собой трехмерную таблицу, в какой по горизонтали (повдоль оси X) заданы значения массы поступающего воздуха, по вертикали (повдоль оси Y) — значения оборотов мотора, а повдоль оси Z — значения углов открытия дроссельной заслонки. На скрещении всех 3-х колонок и столбцов таблицы проставлены значения количества горючего, которое нужно впрыснуть при данных критериях работы мотора. Во 2-ой карте, двумерной, заданы соответствия меж количеством горючего и временем открытия форсунок, в итоге из этой карты программка может выяснить то, зачем и городился весь этот огород — продолжительность электронного импульса, который должен быть подан на форсунки. В процессе работы программка каждые несколько миллисекунд опрашивает датчики, ассоциирует приобретенные значения с данными в первой карте, выбирает из соответственной ячейки содержащееся там значение количества горючего, позже перебегает ко 2-ой карте и выбирает исходя из этого значения требуемое время открытия форсунок. Дальше следует импульс на форсунки — все, цикл завершен. Описанный процесс отличается от реального тем, что по сути таких карт больше и в их отражены обоюдные зависимости еще большего числа характеристик, чем было перечислено, в том числе нагрузка на двигатель, температура мотора, температура воздуха и даже высота над уровнем моря. Но цель работы программки управления та же — конечным результатом сбора и обработки данных от датчиков должна быть продолжительность электронного импульса на форсунку.

Таким макаром, вся сложность заключается не в написании фактически программки, которая всего-то и делает, что сверяется поочередно с несколькими картами и в итоге «добирается» до некого значения, а в самих картах, которые должны быть очень точными и подобраны под определенную модификацию мотора.

Не считая этого, ECU системы TCCS управляет также и углом опережения зажигания, зависимость которого от разных текущих характеристик работы мотора также задается надлежащими картами.

Оборотная связь

Оборотная связь в системе TCCS, как и в хоть какой другой системе впрыска, обеспечивается лямбда-зондом (датчиком кислорода). Необходимость ее обоснована тем, что вроде бы ни были неплохи и точны карты, находящиеся в памяти ECU, каждый экземпляр мотора все- равно в той либо другой мере отличается от других и просит персональной подстройки топливной системы. В процессе использования мотора также происходят конфигурации, связанные с его старением и износом, и которые тоже было бы хорошо восполнить. Не считая этого, сами карты могут быть вначале составлены неоптимально для неких сочетаний наружных критерий и режимов работы мотора и, таким макаром, добиваться корректировки. Конкретно эти задачки и позволяет решить наличие оборотной связи. Но основная цель при решении всех этих задач — это достижение более полного сгорания горючей консистенции в цилиндрах мотора для получения лучших черт его токсичности. Понятно, что хорошим для полного сгорания горючего является соотношение воздух/горючее равное 14.7:1. Это отношение именуют «стохиометрическим» либо, по другому, «коэффициент лямбда» (конкретно отсюда и пошло заглавие «лямбда- зонд»).

Смотрится оборотная связь так. После того, как компьютер обусловил нужное количество горючего, которое необходимо впрыснуть в текущий момент работы мотора исходя из текущих критерий и режима его работы, горючее сгорает и выхлопные газы поступают в выпускную систему. В этот момент с датчика кислорода считывается информация о содержании кислорода в выхлопных газах, на основании чего можно прийти к выводу, а так ли все прошло, как было расчитано, и не требуется ли корректировка состава горючей консистенции. Образно говоря, компьютер повсевременно инспектирует свои расчеты по конечному результату, информацию о котором он получает от датчика кислорода, и, если это требуется, делает окончательную точную подстройку состава горючей консистенции. В английской литературе эта процедура обычно называется «short term fuel trim». Но так происходит не всегда — в неких режимах работы мотора компьютер игнорирует информацию от датчика кислорода и управляется только своими своими расчетами. Давайте поглядим, когда же это происходит.

Режимы управления

Компьютер хоть какой системы управления впрыском с оборотной связью, в том числе и TCCS, в процессе работы может находиться в одном из 2-ух режимов управления — или в режиме замкнутого контура (closed loop), когда он употребляет информацию датчика кислорода в целях четкой корректировки, или в режиме разомкнутого контура (open loop), когда он игнорирует эту информацию. Ниже мы разглядим главные режимы работы мотора и режимы управления.

  1. Пуск мотора. В момент пуска требуется, зависимо от температуры как самого мотора, так и окружающего воздуха, обогащенная горючая смесь с завышенным процентным содержанием горючего. Это всем узнаваемый факт, соответствующий вообщем для всех бензиновых агрегатов внутреннего сгорания, как карбюраторных, так и движков с впрыском, потому мы не станем тщательно останавливаться на причинах. Скажем только, что соотношение воздух/горючее в этом режиме варьируется в среднем от 2:1 до 12:1. В этом режиме компьютер системы TCCS работает в режиме разомкнутого контура.
  2. Прогрев мотора до рабочей температуры. После пуска мотора компьютер системы TCCS повсевременно инспектирует текущую температуру мотора и зависимо от этого параметра производит расчет состава горючей консистенции, также устанавливает требуемую величину прогревных оборотов средством воздушного клапана ISC (Idle Speed Control). В процессе прогрева мотора с ростом температуры соотношение воздух/горючее меняется компом в сторону обеднения, а прогревные обороты также уменьшаются. В это время происходит разогрев датчика кислорода в выпускном коллекторе до рабочей температуры. Компьютер при всем этом работает в режиме разомкнутого контура.
  3. Холостой ход. По достижении данной температуры мотора 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 стохиометрического состава горючей консистенции (14.7:1), обеспечивающего меньший уровень содержания ядовитых веществ в выхлопных газах.
  4. Движение с неизменной скоростью, плавное повышение либо уменьшение скорости. В данном случае компьютер TCCS также находится в режиме замкнутого контура и употребляет показания датчика кислорода. Вы сможете раскрутить двигатель хоть до 6500 об/мин, наполовину нажав педаль акселератора, но компьютер все-равно будет оставаться в режиме замкнутого контура, обеспечивая состав горючей консистенции в границах приблизительно от 14.5:1 до 15.9:1.
  5. Резкое ускорение. Как Вы нажимаете педаль акселератора «в пол» и стопроцентно открываете дроссельную заслонку — компьютер неоспоримо перебегает в режим разомкнутого контура. Под нагрузкой (а компьютер всегда в состоянии найти, велика ли нагрузка на двигатель) компьютер может переключиться в режим разомкнутого контура несколько ранее — уже при открытии дроссельной заслонки на 68 либо более процентов от ее хода. При всем этом он будет поддерживать состав горючей консистенции в границах от 11.9:1 до 12:1 для получения большей мощности.
  6. Принудительный холостой ход (торможение движком). Компьютер также перебегает в режим разомкнутого контура в случаях, когда текущие обороты мотора превосходят величину оборотов холостого хода, а дроссельная заслонка на сто процентов закрыта — к примеру, когда Вы движетесь под уклон, убрав ногу с педали акселератора и не выключив передачу. При всем этом компьютер обеспечивает обедненный состав горючей консистенции.

Таким макаром, мы лицезреем, что огромную часть времени компьютер TCCS находится в режиме замкнутого контура, который обеспечивает лучший состав горючей консистенции. Более того, находясь в этом режиме, компьютер «самообучается», корректируя и модифицируя карты, применяемые в режиме разомкнутого контура, прививая их к текущим условиям эксплуатации и состоянию мотора. Т.е., если, скажем, компьютер замечает, что в режиме замкнутого контура для заслуги рационального сгорания ему приходится всегда обогащать топливо-воздушную смесь на, скажем, 5% относительно базисных значений, прописанных в соответственных картах, то через некое время, когда он убедится в стабильности этого корректирующего коэффициента, он подходящим образом видоизменит сами карты, тем влияя и на смесеобразование в режиме разомкнутого контура. Это и есть тот процесс «самообучения», о котором тоже прогуливается столько слухов. «По-научному» он именуется «long term fuel trim». Следует увидеть, что измененные карты сохраняются исключительно в энергозависимой памяти компьюетра, потому после отключения аккума восстанавливаются заводские значения этих карт, и компьютер должен «самообучиться» поновой.

Все было бы просто замечательно, если б не один фактор, портящий эту прекрасную картину — лямбда-зонд имеет обыкновение выходить из строя в итоге заправок этилированным бензином. В реальной жизни это приводит к тому, что в какой-то момент после пробега по нашим дорогам система TCCS лишается собственной возможности к адаптации под текущие условия и работает строго по тем картам, которые вначале находились в памяти компьютера, повсевременно находясь в режиме разомкнутого контура. Естественно, что ничего неплохого из этого не выходит, ведь большая часть автомобилей к тому времени, когда они попадают к нам, уже много побегали по японским дорогам, и движки их, как досадно бы это не звучало, уже не новые. Вобщем, практика указывает, что и ничего в особенности отвратительного тоже не происходит. Более того, система TCCS «нативных» японских Тойот в случае выхода из строя лямбда-зонда даже не зажигает на панели лампочку «check engine» в отличие от Тойот для южноамериканского и/либо евро рынков.

Кстати, следует увидеть, что каталитический нейтрализатор (называемый в народе «катализатор») и лямбда-зонд — это совсем различные устройства, хотя их и можно именовать «сладостной парочкой» — обычно, если в машине есть лямбда-зонд — другими словами и нейтрализатор, и напротив. Оба эти устройства служат одной и той же цели — понижению уровня токсичности выхлопа, но делают каждое свою часть работы: лямбда-зонд помогает системе управления впрыском готовить лучшую исходя из убеждений полноты сгорания горючую смесь, а нейтрализатор эту смесь дожигает.

>Каталитический нейтрализатор

Нейтрализатор, который представляет собой глиняние «соты», покрытые активным слоем, способным дожигать остающиеся в выхлопных газах частицы горючего, также выходит из строя после нескольких заправок этилированным бензином. Выходит из строя — это значит, что он теряет способность к дожиганию несгоревших частичек горючего. Известны случаи, когда соты катализатора оплавлялись, забивались нагаром и таковой нейтрализатор уже создавал суровую помеху на пути выходящих из мотора выхлопных газов. Но следует сказать, что сама по для себя заправка, даже многократная, этилированным бензином к такому результату не приведет. Причина оплавления нейтрализатора — это работа мотора в течение долгого времени на обогащенной (либо богатой) консистенции, к чему может привести как выход из строя лямбда-зонда, так и неисправности в системе питания и зажигания.

Механизм работы датчика кислорода

Hаиболее распостраненый тип — циркониевый кислородный датчик. На самом деле дела он является тумблером, резко меняющим свое состояние на рубеже 0.5% кислорода в составе выхлопных газов. Это количество кислорода соответствует безупречному стохиометрическому соотношению воздух/горючее 14.7:1.

Обычно интерфейс датчика устроен таким макаром: прогретый датчик (более 300 градусов Цельсия) при количестве кислорода наименее 0.5% (богатая смесь), являясь слабеньким источником тока, выставляет на сигнальном выходе напряжение в спектре от 0.45 до 0.8 вольта, а при количестве кислорода более 0.5% (бедная смесь) — от 0.2 до 0.45 вольта. Какой точно уровень напряжения при всем этом — роли не играет, учитывается его положение относительно средней полосы. Если ECU лицезреет сигнал бедной консистенции — горючее добавляется. Если в последующий измерительный период ECU лицезреет сигнал богатой консистенции — то подача горючего миниатюризируется. Таким макаром состояние системы повсевременно колеблется вокруг хорошей величины и подача горючего настраивается по практическим результатам сгорания. Это позволяет системе приспособиться к разным условиям работы. Частота колебаний напряжения на датчике кислорода составляет приблизительно 1-2 Гц на холостых оборотах и 10-15 Гц при 2000- 3000 об/мин.

Потому что датчик работает накрепко исключительно в отлично прогретом состояни, то ECU системы TCCS начинает замечать его показания только после определенного уровня прогрева мотора. Для ускорения прогрева датчика в него часто монтируют электронный подогреватель. Бывают датчики с одним проводом (сигнал), бывают с 2-мя (сигнал, земля сигнала), с 3-мя (сигнал, 2 провода подогревателя), с 4-мя (сигнал, земля сигнала, 2 провода подогревателя).

Самодиагностика компьютера системы TCCS

Неважно какая современная система впрыска имеет встроенную подсистему самодиагностики, которая позволяет найти различного рода неисправности датчиков, исполнительных устройств и узлов системы. В итоге процедуры самодиагностики компьютер производит диагностические коды, которые можно тем либо другим методом извлечь из памяти компьютера и расшифровать в согласовании с таблицами. Метод извлечения этих кодов у различных производителей — различный. В системе TCCS для этого употребляется лампочка «Check Engine» на панели устройств, а переключение компьютера в режим вывода исследовательских кодов осуществляется методом закорачивания пары контактов на диагностическом разъеме в моторном отделе автомобиля. Диагностический разъем обычно находится поблизости левой опоры стойки фронтальной подвески и представляет собой черную либо сероватую коробку с надписью «DIAGNOSIS» на крышке.

Пошаговая процедура самодиагностики:

  1. Исходные условия
    • напряжение в бортовой сети превосходит 11 вольт
    • дроссельная заслонка стопроцентно закрыта
    • коробка в положении «нейтраль» (либо «парковка» для автоматических трансмиссий)
    • кондюк выключен
  2. Железным проводником (провод, разогнутая канцелярская скрепка) замкнуть контакты T (либо TE1) и E1 на диагностическом разъеме.
  3. Повернуть ключ зажигания в положение «ON», но не запускать двигатель стартером.
  4. Считать коды методом подсчета количества мерцаний лампочки «Check Engine».

Считывание кодов диагностики. При считывании кодов вероятны две ситуации:

  1. Дефектов не найдено:
    • лампочка будет мигать безпрерывно с интервалом в 0.25 секунды
  2. Обнаружены неисправности:
    • последует серия мерцаний с интервалом 0.5 секунды — 1-ая цифра кода (к примеру, 5 мерцаний — цифра 5)
    • пауза 1.5 секунды
    • серия мерцаний с с интервалом 0.5 секунды — 2-ая цифра кода (к примеру, четыре мерцания — цифра 4)
    • в случае, если кодов больше 1-го — пауза 2.5 секунды
    • после отображения всех кодов следует пауза в 4.5 секунды и процесс повторяется поначалу

Сброс кодов диагностики. Обнаруженные коды диагностики (кроме кодов 51 и 53) будут находиться в памяти компьютера даже после устранения неисправности. Чтоб очистить область памяти компьютера, в какой хранятся коды, необходимо при заглушенном движке вытащить на 30-60 секунд предохранитель EFI (15A) из блока предохранителей. Коды диагностики также сбрасываются при выключении аккумуляторной батареи.

Таблица исследовательских кодов. Все коды системы TCCS унифицированы и значение их идиентично для всех движков Тоета, но для каждого определенного мотора употребляется специфическое для него подмножество кодов. К примеру, код 34 может находиться лишь на движках, оборудованных турбонаддувом.

Создатель неизвестен

Возвратиться к списку статей в разделе: двигатель

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *