Диагностика датчиков электронной системы управления двигателем
При устранение неисправностей есть базовые схемы проверок отдельных компонентов.
Датчик температуры двигателя
Датчик температуры охлаждающей жидкости является датчиком температуры двигателя (ДТД) и представляет собой термистор, т. е. полупроводниковый резистор, сопротивление которого изменяется от температуры. Датчик ввернут в проточный патрубок охлаждающей системы двигателя и постоянно находится в потоке охлаждающей жидкости. При низкой температуре двигателя датчик имеет высокое сопротивление (около 100 кОм при ~40 °С), а при высокой температуре — низкое (10—30 Ом при 130 °С). Электронный блок управления двигателем (ЭБУ-Д) подает к датчику через сопротивление определенной величины стабилизированное напряжение 5 В и с помощью делителя измеряет падение напряжения на датчике. Оно будет высоким на холодном двигателе и низким, когда двигатель прогрет. По измеренному падению напряжения на датчике блок управления определяет температуру охлаждающей жидкости. Эта температура влияет на работу большинства систем, которыми управляет электронная автоматика.
Например, по температуре двигателя корректируется состав топливовоздушной смеси (ТВ-смеси): для холодного двигателя смесь должна быть обогащена, для прогретого обеднена. Угол опережения зажигания также корректируется по температуре двигателя.
Обрыв (плохое соединение) в цепи датчика температуры охлаждающей жидкости интерпретируется в ЭБУ-Д как низкая температура двигателя. ТВ-смесь при этом излишне обогащается, и двигатель начинает работать неэкономично, загрязняет окружающую среду. В регистраторе неисправностей (в памяти ЭБУ-Д) будет записан код «Работа двигателя на богатой ТВ-смеси».
Замыкание в цепи или неисправность датчика температуры охлаждающей жидкости интерпретируется в ЭБУ-Д как перегрев двигателя. Система впрыска топлива будет формировать переобедненную ТВ-смесь, и работа двигателя станет неустойчивой. В памяти регистратора ЭБУ-Д запишется код неисправности «Работа двигателя на бедной ТВ-смеси».
Датчик температуры охлаждающей жидкости следует проверять в следующих случаях:
• при обнаружении в регистраторе неисправностей соответствующих кодов;
• при затрудненном пуске, неустойчивой работе или остановках двигателя на холостом ходу;
• при повышенном расходе топлива, детонации или повышенной концентрации СО в выхлопных газах;
• при негаснущей контрольной лампе «перегрев двигателя» (если имеется).
Также при тестировании компонентов есть необходимость в использование технической документации для конкретного автомобиля или встроенное в программное обеспечение диагностических приборов карты неисправностей, которые дают полную картину проверки.
Использование S.A.I.S. в поиске и устранения неисправностей
Перед проверкой датчика температуры охлаждающей жидкости следует убедиться в исправности системы охлаждения двигателя.
Система охлаждения должна быть правильно заправлена охлаждающей жидкостью. Радиатор и резервуар расширителя должны быть заполнены по норме. Крышка радиатора снимается только на холодном двигателе, иначе охладитель с рабочей температурой более 100 С может причинить ожогов. Для нормального функционирования датчика его рабочая часть должна постоянно находиться в потоке охлаждающей жидкости.
Крышка радиатора должна быть герметичной, иначе в системе охлаждения могут образоваться воздушные «карманы» и показания датчика температуры будут неверными.
Состав охладителя должен соответствовать рекомендациям производителя. Обычно используется смесь 50% воды и 50% антифриза. Такая смесь оптимальна по теплопроводности.
Вентилятор должен нормально работать, чтобы двигатель не перегревался. Если в системе охлаждения установлены термостат или электроконтактный термовыключатель, то необходимо убедиться в их работоспособности.
Диагностика датчика температуры охлаждающей жидкости с помощью cканера Elm 327
Оборудование состоит из аппаратной части с кабелем подключения в авто и ПК.
Поддерживаемые протоколы:
• 1)SAE J1850 PWM (41.6 kbaud)
• 2)SAE J1850 VPW (10.4 kbaud)
• 3)ISO 9141-2 (5 baud init, 10.4 kbaud)
• 4)ISO 14230-4 KWP (5 baud init, 10.4 kbaud)
• 5)ISO 14230-4 KWP (fast init, 10.4 kbaud)
• 6)ISO 15765-4 CAN (11 bit ID, 500 kbaud)
• 7)ISO 15765-4 CAN (29 bit ID, 500 kbaud)
• 8)ISO 15765-4 CAN (11 bit ID, 250 kbaud)
• 9)ISO 15765-4 CAN (29 bit ID, 250 kbaud)
Интерфейс программы очень прост и дает полную информативность в поиске и устранения неисправности системы управления двигателя. На дисплей монитора PC или ноутбука в составе ELM 327, подключенного к бортовому диагностическому разъему, выводятся текущие значения датчика температуры охлаждающей жидкости.
Датчик положения дроссельной заслонки
Датчик положения дроссельной заслонки (ДПД) установлен сбоку на дроссельном патрубке и связан с осью дроссельной заслонки. Датчик представляет собой трех-выводной потенциометр, на один вывод которого подается плюс стабилизированного напряжения питания 5 В, а другой вывод соединен с массой. С третьего вывода потенциометра (от ползунка) снимается выходной сигнал для ЭБУ. Когда от воздействия, на педаль управления дроссельная заслонка поворачивается, изменяется напряжение на выходе датчика. При закрытой дроссельной заслонке оно ниже 1 В. Когда заслонка открывается, напряжение на выходе датчика растет и при полностью открытой заслонке должно быть не менее 4 В. Отслеживая выходное напряжение датчика, электронный блок управления корректирует количество впрыснутого форсунками топлива в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки. Так в системах топливного питания с электронноуправляемым впрыском реализуется акселерация. В большинстве случаев ДПД не требует никакой регулировки, так как блок управления воспринимает холостой ход (т.е. полное закрытие дроссельной заслонки), как нулевую отметку. Однако датчики положения дроссельной заслонки некоторых производителей нуждаются в настройке, которая в таком случае выполняется по спецификации и методике производителя. В соответствии с требованием стандарта исправный ДПД должен выдавать напряжение в диапазоне 0,5...4,5 В в зависимости от положения дроссельной заслонки. Сигнал при поворот дроссельной заслонки должен меняться плавно, без скачков и провалов. Данная процедура проверки не совсем подходит для диагностики дроссельной заслонки с электронным управлением.
Датчик концентрации кислорода
В современных автомобильных двигателях, снабженных системой впрыска топлива и каталитическим нейтрализатором, необходимо точно контролировать состав топливовоздушной смеси (ТВ-смеси) и поддерживать коэффициент избытка воздуха на постоянном уровне (Лямбда = 1), чем обеспечиваются экономия топлива и уменьшение содержания токсичных веществ в выхлопе. Для этого применяются датчики концентрации кислорода (ДКК), устанавливаемые в системе отвода выхлопных газов, вырабатывающие сигнал, зависящий от концентрации кислорода в выхлопе. При изменении концентрации кислорода в отработанных газах ДКК формирует выходное напряжение, которое изменяется приблизительно от 0,1 В высокое содержание кислорода — бедная смесь), до 0,9 В (при низком содержании кислорода — богатая смесь). Для нормальной работы датчик должен иметь температуру не ниже 300 °С. Поэтому для быстрого прогрева датчика после пуска двигателя, в него встроен нагревательный элемент. Сигнал от ДКК используется в ЭБУ двигателя для коррекции длительности открытого состояния форсунок и поддержания тем самым стехиометрического состава топливовоздушной смеси. Если смесь бедная (низкая разность потенциалов на выходе датчика), то в ЭБУ-Д вырабатывается команда на обогащение смеси. Если смесь богатая (высокая разность потенциалов) — дается команда на обеднение смеси.
В основном используются циркониевые и титановые датчику концентрации кислорода, работа которых основывается на том факте, что их выходное напряжение остается постоянным (равным 0,45 В при а ~ 1), но может изменяться скачком от 0,1 В до 0,9 В при изменении коэффициента избытка воздуха в диапазоне Лямбда= 0,99...1,1 при переходе через значение Лямбда= 1.
Имеется несколько разновидностей датчиков концентрации кислорода.
• Датчик с одним потенциальным выводом и заземляемым корпусом. От потенциального вывода сигнал поступает в ЭБУ-Д. В качестве второго сигнального провода используется «масса» автомобиля.
• Датчик с двумя потенциальными выводами. Здесь измерят; тельная цепь датчика не связана с «массой», а использует ся второй провод.
• Датчик с тремя выводами, на одном из которых — измерительный сигнал, два провода — для питания электронагревателя датчика. В качестве измерительной «земли» исполузуется «масса» автомобиля.
• Датчик с четырьмя выводами. Здесь и нагреватель и датчик изолированы от «массы».
Диагностика датчика концентрации кислорода с помощью ELM 327.
Процедура диагностирования следующая.
•
Подключить сканер к диагностическому разъему автомобиля-,
• В режиме холостого хода хорошо прогреть двигатель и датчик концентрации кислорода, затем поднять обороты до 2500 об/мин.
• Убедиться, что система управления двигателем работает в замкнутом режиме.
• Установить на сканере режим оссилографа параметров ДКК.
• Проанализировать параметры работы датчиков
• При исправности системы подачи топлива и датчика ДКК амплитуда сигнала должна равномерно колебаться с частотой 3—10 Гц (чем выше частота сигнала, тем надежнее paботает система) при постоянной скорости вращения коленвала двигателя. Нижний уровень сигнала должен находиться в диапазоне 0,1—0,3 В, верхний — между уровнями 0,6—0,9 В. Фронты сигнала крутые.
• Сигнал первого датчика кислорода на входе каталитическогонейтрализатора (вверху)
• сигнал второго датчика кислорода на выходе эффективного (исправного) каталитического
нейтрализатора (в середине)
• сигнал второго датчика кислорода на выходе неэффективного (засоренного)
каталитического нейтрализатора (внизу)
Неисправности, приводящие к неверным показаниям датчика кислорода
Напомним, что датчик кислорода реагирует на парциальное давление кислорода в выхлопном газе, а не на наличие топлива поэтому в некоторых случаях датчик кислорода ложно индицирует либо бедную, либо богатую смесь.
•
При пропуске зажигания (например, неисправна или закокосована свеча) не вступивший в реакцию горения кислород поступает из цилиндра в выпускной коллектор, где датчик кислорода ложно регистрирует обеднение топливовоздущ-ной смеси.
• При негерметичности выпускного коллектора датчик кислорода будет реагировать на кислород воздуха, поступающего извне.
В любых случаях электронный блок управления двигателе реагирует на ложное обеднение ТВ-смеси как на истинное и автоматически увеличивает подачу топлива в цилиндры. Это приводит к забрызгиванию свечей зажигания, к пропускам воспламенения и к значительному перерасходу топлива.
Датчик кислорода выдает ложный сигнал об обогащении ТВ-смеси, если имеет место «отравление» датчика. Отравление наступает при появлении некоторых веществ в выпускном коллекторе, что вызывает изменение статических характеристик датчика кислорода и постепенный выход его из строя. Чаще всего отравителями являются свинец (РЬ) из этилированного бензина или крем-яий (Si) из силиконовых герметиков . Ложное обогащение может иметь место и при неисправности перепускного клапана в системе рециркуляции выхлопных газов, от электрических наводок со стороны близкорасположенного высоковольтного провода системы зажигания, а также при плохом заземлении датчика кислорода.
Проверка состояния и замена датчика абсолютного давления в трубопроводе (МАР)
На моделях с 1996 г. вып. датчик абсолютного давления в трубопроводе в комплекте с электромагнитным клапаном МАР используется для слежения за глубиной разрежения во впускном трубопроводе. Изменение данного параметра относительно барометрического давления является результатом изменений текущей нагрузки на двигатель и его оборотов. РСМ использует поступающие от датчика МАР сигналы в диагностических целях. При выдаче модулем управления напряжения на электромагнитный клапан МАР последний обеспечивает выработку вакуумного сигнала, переключающего датчик МАР на измерение барометрического давления. При отсутствии напряжения на клапане датчик МАР производит считывание глубины разрежения в трубопроводе, любое изменение которой преобразуется в сигнальное напряжение, тут же передаваемое на РСМ. Амплитуда вырабатываемого датчиком сигнала может изменяться в диапазоне от 0.5 В при полностью закрытой дроссельной заслонке, до 5.0 В при полностью открытой (низкая глубина разрежения). Имеет место также определенная зависимость амплитуды вырабатываемого датчиком сигнала от барометрического давления, определяемого высотой положения автомобиля над уровнем моря. Датчик и электромагнитный клапан МАР установлены на заднем (со стороны трансмиссии) торце левой (передней) головки цилиндров. РСМ различает несколько видов нарушений функционирования датчика, каждому из которых OBD присваивает индивидуальный код неисправности.
Проверка состояния и замена датчика измерения массы воздушного потока (MAF)
Датчик MAF помещен в рукав воздухозаборника. В качестве чувствительного элемента в датчике используется нить накала. Задачей датчика является измерение количества (по массе) всасываемого в двигатель воздуха. Обтекая нить накала датчика, воздушный поток вызывает ее охлаждение. Изменение температуры чувствительного элемента преобразовывается в амплитудный электрический сигнал и посылается датчиком на РСМ. На основании анализа принимаемой информации РСМ определяет требуемую продолжительность импульсов открывания инжекторов впрыска. Отказ датчика MAF приводит к записи в память системы самодиагностики соответствующего кода неисправности (см. Раздел Система бортовой диагностики (OBD) - принцип функционирования и коды неисправностей).
ПРОВЕРКА
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
Выполнение описанной ниже процедуры может привести к занесению в память OBD неисправности, который будет высвечен контрольной лампой “Проверьте двигатель”. По завершении проверки и соответствующего восстановительного ремонта не забудьте очистить память системы (см. Раздел Система бортовой диагностики (OBD) - принцип функционирования и коды неисправностей).
1. Прежде чем приступать к проверке собственно датчика MAF, удостоверьтесь в исправности подачи на него питания и оцените качество заземления.
2. Отсоедините от датчика MAF электропроводку. И подключите положительный щуп вольтметра к клемме бело-черного (1993 и 1994)/красного (с 1995) провода контактного разъема. Отрицательный щуп заземлите на массу. Включите зажигание (двигатель не запускайте), - измеритель должен зарегистрировать напряжение, близкое к напряжению батареи, в противном случае проверьте состояние реле ECCS и цепи соответствующего электрического контура (см. схемы электрических соединений в конце Главы Бортовое электрооборудование).
3. На моделях 1993 и 1994 г.г. вып. проверьте исправность заземления клеммы черного провода жгута, - должна иметь место проводимость на массу.
4. Восстановите исходное подключение электропроводки к датчику MAF и прозондируйте положительным щупом вольтметра клемму белого провода с обратной стороны контактного разъема (отрицательный щуп вольтметра заземлите на массу)(подробнее см. Главу Бортовое электрооборудование). При включенном зажигании (двигатель не запускайте) здесь должно иметь место напряжение около 0.5 (1993 и 1994)/1.0 (с 1995) В.
5. Запустите двигатель на холостые обороты и повторите измерение, - на этот раз прибор должен зарегистрировать показание 1.0 ÷ 1.7 В. С увеличением частоты вращения двигателя сигнальное напряжение также должно увеличиться (вплоть до 3.0 В). К сожалению, в условиях гаража сымитировать работу двигателя под нагрузкой не представляется возможным, однако, описанная выше зависимость напряжения от оборотов должна прослеживаться абсолютно четко.
6. Положительные результаты описанной выше проверки подтверждают исправность датчика MAF. Теперь следует проверить электропроводку цепи датчика на наличие признаков обрывов. Если никаких отклонений выявить не удается, автомобиль следует отогнать на станцию техобслуживания для проведения диагностики и соответствующего восстановительного ремонта РСМ.
Более глубокая диагностика датчика MAF (некоторые отклонения не могут быть выявлены при помощи вольтметра)также может быть произведена в условиях станции техобслуживания.
Проверка исправности состояния, замена и регулировка датчика положения дроссельной заслонки (TPS)
Представляющий собой потенциометр переменного сопротивления TPS крепится на корпусе дросселя и соединен с осью дроссельной заслонки. На основании анализа поступающих от TPS сигналов РСМ определяет точное текущее положение заслонки, обусловленное степенью выжимания водителем педали газа. Выход датчика из строя может привести к неконтролируемым выбросам инжекторами топлива и нарушению стабильности оборотов двигателя. При выявлении неполадок TPS в память системы самодиагностики заносится соответствующий код неисправности (см. Раздел Система бортовой диагностики (OBD) - принцип функционирования и коды неисправностей). На большинстве моделей в состав TPS входит оконечный датчик-выключатель открытого/закрытого положения дроссельной заслонки, в соответствующие моменты осуществляющий замыкание пределенных электрических контуров.
ПРОВЕРКА
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
Выполнение описанной ниже процедуры может привести к занесению в память OBD неисправности, который будет высвечен контрольной лампой “Проверьте двигатель”. По завершении проверки и соответствующего восстановительного ремонта не забудьте очистить память системы (см. Раздел Система бортовой диагностики (OBD) - принцип функционирования и коды неисправностей).
1. Прежде чем приступать непосредственно к проверке TPS удостоверьтесь в исправности подачи питания от РСМ к TPS и отсутствии нарушений заземления. Отсоедините от TPS электропроводку и подключите положительный щуп вольтметра к клемме зелено-черного (1993 и 1994)/красного (с 1995) провода жгута в контактном разъеме. Отрицательный щуп подключите к клемме черного провода. При включенном зажигании (не запускайте двигатель) прибор должен регистрировать около 5.0 В. Отсутствие напряжения свидетельствует об обрыве в цепи РСМ или выходе из строя собственно модуля (в последнем случае автомобиль следует отогнать на станцию техобслуживания с целью проведения диагностики модуля управления и выполнения соответствующего восстановительного ремонта).
2. Для проверки исправности функционирования TPS подсоедините омметр к клеммам № 2 и № 3 датчика. Измерьте сопротивление TPS в полностью закрытом положении дросселя, затем начинайте постепенно приоткрывать заслонку, наблюдая за изменением сопротивления датчика. На моделях 1993 и 1994 г.г. вып. показание измерителя должно измениться от 1.0 кОм при полностью закрытой заслонке до 9.0 кОм при полностью открытом. На моделях с 1995 г. вып. - от 0.5 кОм до 4.0 кОм соответственно. Увеличение сопротивления должно происходить плавно.
3. Отсоедините электропроводку от оконечного датчика-выключателя открытого/закрытого положений дроссельной заслонки. Подключите омметр к клеммам №№ 5 и 6 разъема датчика. Удостоверьтесь в наличии проводимости датчика-выключателя полностью закрытой заслонке, затем слегка приоткройте последнюю. При открытой заслонке проводимость должна отсутствовать, в противном случае замените сборку TPS.
ЗАМЕНА
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
1. Отсоедините отрицательный провод от батареи.
Если установленная на автомобиле стереосистема оборудована охранным кодом, прежде чем отсоединять батарею удостоверьтесь в том, что располагаете правильной комбинацией для введения аппаратуры в действие!
2. Снимите впускной воздуховод (см. Главу Системы питания и выпуска) и отсоедините электропроводку от TPS и оконечного датчика-выключателя дроссельной заслонки.
3. Выверните два крепежных винта и снимите сборку TPS с корпуса дросселя.
4. Установите новый датчик на свое штатное место и свободно вверните крепежные винты.
5. Выполните регулировку TPS (см. ниже), затем окончательно затяните крепеж.
РЕГУЛИРОВКА
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
1. Снимите впускной воздуховод (см. Главу Системы питания и выпуска).
2. Ослабьте винты крепления сборки TPS на корпусе дросселя.
3. На моделях, оборудованных оконечным датчиком-выключателем полностью открытого/закрытого положений заслонки отсоедините от последнего электропроводку и подключите омметр в соответствии с инструкциями, изложенными в параграфе 4. введите лезвие измерительного щупа толщиной 0.3 мм между рычагом дроссельной заслонки и его упорным винтом, - прибор должен зарегистрировать наличие проводимости. Теперь введите в зазор лезвие толщиной 0.4 мм, - на этот раз цепь должна оказаться разомкнутой. Вращением TPS добейтесь требуемого результата, затем прочно затяните крепежные винты.
Ни в коем случае не трогайте упорный винт рычага дроссельной заслонки, - он имеет фабричную установку и регулировке не подлежит!
4. На моделях без оконечного датчика-выключателя дроссельной заслонки прозондируйте вольтметром обратные концы клемм белого и черного проводов на разъеме жгута электропроводки TPS (постарайтесь не повредить клеммы при вводе щупов, - подробнее см. в Главе Бортовое электрооборудование). При включенном зажигании (двигатель не запускайте) и при полностью закрытом дросселе прибор должен зарегистрировать показание в диапазоне примерно 0.4 ÷ 0.5 В, в противном случае произведите соответствующую корректировку путем вращения сборки TPS, затем прочно затяните крепежные винты.
