Для автовладельцев на рынке теперь доступно множество различных сканеров, позволяющих выполнить самостоятельную диагностику современных двигателей. Однако без понимания основ работы системы впрыска, вряд ли такой инструмент будет действительно полезен.
Перед запуском и в процессе работы мотора контроллер анализирует температуру охлаждающей жидкости и температуру воздуха на впуске. Если датчик температуры ОЖ выдает некорректные данные, блок управления будет чрезмерно обогащать или, наоборот, обеднять топливную смесь, что вызовет нестабильную работу двигателя и проблемы с запуском. Параметр температуры ОЖ перед запуском используется для проверки функционирования термостата по времени прогрева двигателя. Проверить работоспособность датчиков можно перед холодным пуском, когда температура ОЖ равна температуре окружающего воздуха. Показания датчиков при этом также должны различаться не более чем на 1-2 градуса. Если оба датчика отключить, контроллер будет использовать значения, заданные в «аварийной» программе. При неисправном датчике температуры воздуха могут возникнуть трудности с запуском мотора, особенно в холодных условиях.
Уровень напряжения в бортовой сети также находится под постоянным контролем блока управления. Его значение зависит от характеристик генератора. Если напряжение недостаточно, контроллер увеличивает время накопления энергии в катушках зажигания и длительность впрыска.
С использованием сканера можно получить данные с датчика скорости и сопоставить их со значениями спидометра, таким образом оценив его исправность.
При увеличенных оборотах холостого хода прогретого мотора с помощью сканера определяется степень открытия дроссельной заслонки. Это значение указывается в процентах и варьируется от 0% в закрытом положении до не менее 70% в открытом.
В энергозависимой памяти контроллера находятся сведения о напряжении на датчике положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) при его закрытом состоянии. При установке нового датчика напряжение может отличаться, и в итоге контроллер изменит настройки оборотов холостого хода. Чтобы избежать такой ошибки, перед заменой датчика следует отключить клемму от аккумулятора.
Показания датчика массового расхода воздуха (ДМРВ), которые выражаются в кг/ч, применяются контроллером для вычисления основного числа параметров. Параллельно контроллер рассчитывает и теоретическую величину объема воздуха в зависимости от нагрузки. Эти два показателя на исправном двигателе не должны значительно различаться. Слишком большая разница между данными ДМРВ и расчетным объемом необходимого воздуха указывает на неисправность двигателя.
Контроллер вычисляет и при необходимости изменяет угол опережения зажигания (УОЗ). Для проверки его размера можно использовать сканер. Если появится детонация, блок управления «откорректирует» УОЗ, что будет четко видно на экране сканера.
Контроллер оценивает нагрузку на двигатель по величине и скорости открытия дроссельной заслонки. Этот параметр измеряется в процентах. Для прогретого мотора, работающего на холостых оборотах, значение «нагрузка на двигатель» остается стабильным. Поэтому полезно запомнить это значение. Если оно резко снизилось, это сигнализирует о возможном подсосе воздуха. При увеличении данного параметра от стандартного значения необходимо в первую очередь обратить внимание на ДМРВ. Также этот параметр может возрасти при увеличении сопротивления вращению ротора генератора или насоса охлаждающей жидкости. Современные системы управления двигателем учитывают при расчете нагрузки даже такой фактор, как высота над уровнем моря, что ведет к уменьшению времени открытия форсунок с повышением высоты.
При исследовании сканером времени открытого состояния форсунок следует учитывать, что в современных системах фазированного впрыска форсунки открываются один раз за два оборота коленчатого вала. В старых системах, где форсунки срабатывают одновременно или попарно – параллельно, впрыск осуществляется дважды. При этом управляющий импульс по времени в два раза короче.
При торможении двигателем подача топлива либо останавливается, либо снижается до минимуму. Для проверки отключения подачи топлива используется специальный параметр, который имеет лишь два состояния: «да» или «нет».
Ключевым элементом системы управления выступает регулятор холостого хода (РХХ). Однако он работает не только в режиме холостого хода, но и в других операционных режимах. РХХ быстро реагирует на любые изменения нагрузки, например – при включении осветительных устройств. Во время проверки сканером устанавливают величину перемещения штока РХХ, контролируя при этом изменение частоты вращения двигателя.
По уровню сигнала от датчика детонации можно судить о шумности работы ДВС. Он измеряется в вольтах. В исправном двигателе его показатель колеблется от 0,3 до 1 вольта. В изношенном двигателе эта величина будет увеличенной.
Одной из «экологических» систем современного авто является система улавливания бензиновых паров. Ее исполнительный механизм – управляемый контроллером электромагнитный клапан. Клапан находится в подкапотном пространстве, и во время его работы слышны щелчки. При проверке сканером изменяют продолжительность открытия клапана и одновременно следят за работой РХХ. Если он закроется, значит, во впускной тракт поступила дополнительная порция воздухообмена через клапан.
Настройки системы управления сохраняются в энергонезависимой памяти в формате контрольной суммы (комбинация букв и цифр), и изменить их при помощи сканера нельзя. Для этого необходимо специализированное программное обеспечение. Контрольная сумма может измениться вследствие сбоя в работе программы контроллера. В таком случае контроллер нужно заменить, а в лучшем случае – перепрограммировать его. Время работы контроллера также фиксируется в памяти, однако при отсоединении клеммы аккумулятора этот параметр сбрасывается.
На основе информации о количестве воздуха, поступающего в двигатель, с датчика массового расхода воздуха (ДМРВ), контроллер вычисляет необходимое количество топлива и продолжительность открытия форсунок. Корректность этих расчетов проверяется с помощью датчика кислорода (лямбда-зонда), который устанавливается в выхлопной системе перед каталитическим нейтрализатором. Данный процесс корректировки состава смеси по данным датчика кислорода (ДК) называется лямбда-регулированием (или обратной связью).
Сразу после запуска, когда лямбда-зонд еще не достиг рабочей температуры (300°C), он не участвует в регулировании состава горючей смеси, а сигнал на его выходе остается постоянным и составляет примерно 0,5 вольта. Ускорить время прогрева помогает дополнительный электрический обогрев датчика. Как только значение сигнала датчика изменится, контроллер немедленно «зафиксирует» это и подключит лямбда-зонд к процессу корректировки состава смеси.
Во время работы сигнал ДК непрерывно колеблется в диапазоне 0,1 – 0,9 В. Высокое напряжение указывает на богатую смесь, а низкое – на бедную. Это легко можно наблюдать на экране сканера. Если экран слишком мал, есть возможность подключить сканер к компьютерному монитору – сигнал датчика выглядит как синусоида с резкими границами.
Сигнал ДК контроллер «превращает» в коэффициент коррекции времени впрыска (КД). В нормальных условиях этот параметр варьируется от 0,98 до 1,02. Допустимые пределы составляют от 0,85 до 1,15. Более низкие значения соответствуют богатой смеси, а более высокие – бедной. Если коэффициент меньше единицы, контроллер снижает продолжительность впрыска, если больше – увеличивает. Значения, выходящие за указанные пределы, говорят о проблемах в функционировании двигателя.
Но одного лямбда-регулирования для обеспечения необходимого состава смеси недостаточно. В современных моторах разработчики нашли способ, как блок управления может учитывать изменения параметров – «старение» датчиков, постепенное снижение компрессии в цилиндрах, различия в качестве топлива и другие факторы. Таким образом, контроллеры обрели функцию самообучения. Для ее реализации были введены две составляющие – аддитивная и мультипликативная. Аддитивная коррекция (АК) самообучения функционирует на холостом ходу, тогда как мультипликативная (МК) – при частичных нагрузках.
АК представляют в процентах. Ее крайние значения – от -10% до +10%. МК – это безразмерная величина и может варьироваться от 0,75 до 1,25. Если какая-либо из этих частей самообучения приблизится к предельным показателям (в любом направлении), контроллер активирует лампу «Check engine» и зафиксирует ошибку РО171 или РО172 (слишком бедная или богатая смесь).
Смысл коэффициентов коррекции самообучения заключается в поддержании коэффициента длительности впрыска (КД) близким к единице (0,98-1,02). Рассмотрим пример. Допустим, из-за старения ДМРВ смесь обедняется на 15%. В этом случае контроллер увеличит длительность впрыска, что приведет к росту КД до 1,13-1,17 (со средним значением 1,15). Параллельно активируется режим адаптации, который приведет КД к номинальному уровню. Значение МК сохраняется в энергозависимой памяти контроллера, и при следующих запусках двигателя коэффициент будет корректировать состав смеси с учетом ошибок ДМРВ. Аналогично функционирует и АК, но в режиме холостого хода. Когда неисправность устранена, больше не требуется ждать адаптации – достаточно отключить аккумулятор, чтобы значения КД, АК и МК вернулись к первоначальным. Альтернативный вариант – использовать функцию сканера «сброс адаптаций».
