Оборудование для диагностики двигателя

Содержание:

Введение…………………………………………………………………….4

          1. Система впрыска……………………………………………..…………..6

1.1. Обзор систем впрыска  топлива…………………………………….....6

1.1.1. K – Jetronic……………………………………………………….......9

          1.1.1.1.Принцип действия. Главная дозирующая  система и система

холостого хода……………………………………………………...9

          1.1.1.2. Система пуска………………………………………………….....14

          1.1.2. KE – Jetronic ………………………………………………………..15

    1.1.2.1. Принцип действия, главная дозирующая система и система                   холостого    хода…………………………………………………..16

          1.1.2.2. Дозатор-распределитель, регулятор управляющего  давления, регулятор давления топлива в системе………………………….19

1.1.2.3. Лямбда – регулирование…………………………………...…….22

          1.1.3. Система впрыска "L-Jetronic"……………………………………...23

1.1.3.1. Принцип действия………………………………………..………24

  1.1.3.2. Функционирование системы при различных режимах работы  двигателя…………………………………………………………..27

          1.1.4. Система впрыска "Mono-Jetronic"……………………...………….29

          1.1.5." Mono-Motronic "……………………………………………...……32

          1.2. Элементы системы впрыска топлива………………………..……....34

          1.2.1. Датчики………………………………………………………...……34

          1.2.1.1.Датчики угловой синхронизации………………………………...34

1.2.1.2. Датчики управляющих  воздействий………………….........……36

1.2.1.3. Датчики наполнения  цилиндров………….………………….….37

1.2.1.4. Датчики температурного  состояния двигателя………………...38

1.2.1.5. Датчики обратной  связи……………………………………...….39

1.2.1.6. Датчики состояния  трансмиссии………………………………..40

          1.2.2. Устройства управления. Электронный  блок управления…..........41

1.2.2.1. Функции контроллёра……….………………………………...…41

1.2.2.2. Память контроллёра…………………………………………...…42

1.2.3. Исполнительные устройства………………………………………44

1.2.3.1. Электробензонасос…………………………………………….…44

          1.2.3.2. Регулятор давления топлива……………………………………..45

          1.2.3.3. Форсунки……………………………………….…………………46

          1.2.3.4. Регулятор холостого хода……………………..…………………48

          1.2.3.5. Модуль зажигания……………………………..…………………50

          2. Диагностическое оборудование……………………...………………..52

2.1. Поиск неисправностей  и обслуживание……………………………52

2.2. Стационарное оборудование……………………………...…………59

2.3. Передвижное оборудование………………………………..………..63

          2.4. Переносное  оборудования…………………………………..……….66

          2.4.1. Сканеры……………………………………………………..………67

        2.4.2. Мотор-тесторы…………….………………………………..………71

          2.4.3. Газоанализаторы……………………………………………...…….75

2.5. Оборудование, работающее  на базе ПК………….……………...….81

          3. Диагностика системы впрыска…………………………………...……87

3.1. Возможные неисправности системы впрыска, их проявление и влияние  на безопасность двигателя………………………………....87

3.2. Процесс диагностики………………………………………..……….94

          4. Нормы токсичности отработавших  газов………………………..…....98

Заключение………………………………..………………………….….101

Библиография……………………………………………………………102

Введение.

Николай Август Отто разработал двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием, пригодный  для использования на автомобилях  конца XIX века. Вскоре это двигатель начал триумфальное шествие, сделав возможным широкое распространение автомобилей. Установленные на современных автомобилях двигатели работают по такому же принципу.

В начале автомобильной эры  появилась проблема, связанная с зажиганием рабочей смеси. Решить её удалось Роберту Бошу, когда он усовершенствовал, когда он усовершенствовал  используемое Отто для стационарных двигателей инерционное магнитоэлектрическое импульсное зажигание. Было разработано зажигание от магнето, благодаря чему двигатель мог работать на более высоких оборотах. Это позволило выполнить требования, представляемые к автомобильным двигателям. Разработанные также на фирме Bosch высоковольтное зажигание и батарейное зажигание отвечали возросшим требованиям и обеспечивали надёжное воспламенение топливовоздушной смеси.

Начиная с 70-х годов XX века назрела необходимость дальнейшего усовершенствования в области моторостроения, прежде всего по причине более строгого законодательства в отношении к токсичности отработавших газов . Важную роль повысить мощность и комфорт и уменьшить выбросы  вредных веществ начала играть электроника. Были разработаны системы соответствующие новым требованиям. Важное значение имело внедрение систем впрыска топлива, а также усовершенствованного зажигания, которые были объединены в новую систему управления двигателем Motronic. В эту систему вводились всё новые и новые подсистемы, например электронное управление дроссельной заслонкой.

Системы впрыска топлива, особенно с электронным управлением, значительно более, чем карбюраторы, подходят для соблюдения жёстких  требований подготовки смеси. Дополнительно  они создают преимущества в 

отношении экономии топлива, динамических свойств и выходной мощности двигателя. Требование всё более строгих нормативов привели к тому, что на автомобилях впрыск окончательно вытеснил карбюраторы.

В нашей стране автомобили с системой впрыска приобретались очень осторожно. Следствием этого стало то, что многие автовладельцы боялись того, что автомобиль выйдет из строя, и ничего нельзя будет сделать, нежели чем с карбюраторными двигателями, где автовладелец самостоятельно мог произвести ремонт. Но впоследствии автомобили оснащенные системой впрыска отличились неплохой надёжностью. Автомобили с этой системой начали широко распространятся.    

С распространением системы  впрыска возникла проблема технического обслуживания, диагностики и ремонта. Методы диагностики на слух и на глаз не считаются приемлемыми в современных условиях. Конечно нельзя приуменьшать роли человека в диагностическом процессе, напротив, считая специалиста ключевым звеном, без которого в принципе невозможно добиться сколько-нибудь заметного результата, необходимо качественное оснащение участка оборудованием. 

Разборчивость потребителей услуг автосервиса стала в последнее время значительно выше. Появляется все больше людей, готовых платить деньги за качественный профессиональный ремонт. И это справедливое требование времени и экономической ситуации. Успешность работы участка диагностики не может и не должна зависеть от субъективного восприятия ситуации диагностом. Человек – одновременно самое сильное и самое слабое звено любого процесса. Поэтому ремонт и обслуживание систем впрыска топлива без диагностического оборудования в современных условиях представляется невозможным.

1. Система впрыска.

1.1. Обзор систем впрыска топлива.

Почти все существующие системы  впрыска можно условно разделить  на группы:

—по месту впрыскивания – системы центрального и распределенного (многоточечного) впрыска;

—по способу управления форсункой – механические, электрические и комбинированные;

—по принципу действия –  дискретного и непрерывного действия.

   Все системы центрального  и большая часть систем распределенного  впрыска являются системами дискретного  действия, т.е. используют электромагнитные  форсунки, управляемые специальными  электронными блоками. Существует  также довольно многочисленное  семейство систем распределенного  впрыска, использующие в основе  своей работы механические и  гидравлические принципы.      Эти системы являются системами  непрерывного действия, они разработаны  и серийно выпускаются исключительно  фирмой BOSCH. К ним относятся системы  K- , KE-Jetronic, KE-Motronic различных версий  и модификаций.

Одноточечный (центральный) впрыск топлива

Одноточечный впрыск (рис. 1) — это элекронноуправляемая система впрыска топлива, в которой электромагнитная форсунка периодически впрыскивает топливо во впускной трубопровод перед дроссельной заслонкой. Системы одноточечного впрыска Bosch носят название Mono-Jetronic | Mono-Motronic.

Рисунок 1 – схема центрального

впрыска топлива

Многоточечный (распределенный) впрыск топлива

Многоточечный впрыск (рис. 2)  создает условия для более оптимальной, по сравнению с многоточечным впрыском, работы системы смесеобразования. Для каждого цилиндра предусмотрена топливная форсунка, через которую топливо впрыскивается непосредственно перед впускным клапаном. В качестве примера таких использования многоточечного впрыска можно назвать системы КЕ- и L-Jetronic.

Рисунок 2 – схема многоточечного  впрыска

Механическая  система впрыска топлива

В механической системе впрыска масса впрыскиваемого топлива определяется топливораспределительным устройством (дозатором), от которого топливо направляется к форсунке, автоматически открывающейся при определенном давлении. Примером использования механического впрыска является система K-Jetronic с непрерывным впрыскиванием топлива.

Комбинированная электронно-механическая система впрыска  топлива

Комбинированная система  впрыска базируется на механической, которая для более точного  управления впрыскиванием снабжена электронным блоком, управляющим режимом работы насоса и форсунок с топливораспределительным  устройством. Примером комбинированного впрыска служит система KE-Jetronic.

Электронные системы впрыска топлива

Электронноуправляемые системы впрыска обеспечивают прерывистый впрыск топлива форсунками с электромагнитным управлением. Масса впрыскиваемого топлива определяется временем открытия форсунки. Примеры таких систем: L-Jetronic, LH-Jetronic и подсистема впрыска топkива системы управления двигателем Molronic.

Импульсные  системы

Топливо нагнетается серией импульсов, всегда управляемых электроникой. В системах Bosch, число импульсов  пропорционально числу оборотов двигателя в минуту. Отрезок времени каждого импульса управляется с помощью электроники, так что инжекторы подводят топливо импульсами, в зависимости от требований к смеси.

Системы непрерывного впрыска

В непрерывных системах поступающий  воздух измеряется сенсорной пластиной  воздушного потока, которая соединена  механически с топливным распределителем. Количество топлива отмеряется в  пропорции к потоку поступающего воздуха и подается в двигатель  через приводимые в действие давлением инжекторы. Топливо нагнетается все время непрерывным потоком, пока двигатель работает.

1.1.1. K – Jetronic

Система впрыска "K-Jetronic” фирмы BOSCH представляет собой механическую систему постоянного впрыска топлива. Топливо под давлением поступает к форсункам, установленным перед впускными клапанами во впускном коллекторе. Форсунка непрерывно распыляет топливо, поступающее под давлением. Давление топлива (расход) зависит от нагрузки двигателя (от разрежения во впускном коллекторе) и от температуры охлаждающей жидкости.

Количество подводимого  воздуха постоянно измеряется расходомером, а количество впрыскиваемого топлива строго пропорционально (1:14,7) количеству поступающего воздуха (за исключением ряда режимов работы двигателя, таких как пуск холодного двигателя, работа под полной нагрузкой и т.д.) и регулируется дозатором-распределителем топлива. Дозатор-распределитель или регулятор состава и количества рабочей смеси состоит из регулятора количества топлива и расходомера воздуха. Регулирование количества топлива обеспечивается распределителем, управляемым расходомером воздуха и регулятором управляющего давления. В свою очередь воздействие регулятора управляющего давления определяется величиной подводимого к нему разрежения во впускном трубопроводе и температурой жидкости системы охлаждения двигателя.

1.1.1.1.Принцип действия. Главная дозирующая система и система

холостого хода

Топливный насос 2, (рис. 3), забирает топливо из бака 1 и подает его под давлением около 5 кгс/см² через накопитель 3 и фильтр 4 к каналу "А" дозатора-распределителя 6. При обычном карбюраторном питании управление двигателем осуществляется воздействием на педаль "газа" т.е. поворотом дроссельной заслонки. Если при карбюраторном питании дроссельная заслонка регулирует количество подаваемой в цилиндры рабочей смеси, то при системе впрыска дроссельная заслонка 11 регулирует только подачу чистого воздуха.

Для того, чтобы установить требуемое соотношение между  количеством поступающего воздуха и количеством впрыскиваемого бензина используется расходомер воздуха с так называемым напорным диском 5 и дозатор-распределитель топлива 6.

В действительности расходомер не замеряет, в буквальном смысле слова, расход воздуха, просто его напорный диск перемещается "пропорционально" расходу воздуха. А само название "расходомер" объясняется тем, что в этом устройстве использован принцип действия физического прибора, называемого трубкой Вентури и применяемого для замера расхода газов.

Расходомер воздуха системы  впрыска топлива представляет собой  прецизионный механизм. Напорный диск его очень легкий (толщина примерно 1 мм, диаметр — 100 мм) крепится к рычагу, с другой стороны рычага (см. рис. 3) установлен балансир, уравновешивающий всю систему. С учетом того, что ось вращения рычага лежит в опорах с минимальным трением (подшипники качения), диск очень "чутко" реагирует на изменение расхода воздуха.

На оси вращения рычага напорного диска 5 закреплен второй рычаг с роликом. Ролик упирается  непосредственно в нижний конец  плунжера дозатора-распределителя. Наличие второго рычага с регулировочным винтом позволяет менять относительное положение рычагов, а значит напорного диска и упорного ролика (плунжера распределителя) и этим изменять состав рабочей смеси. Положение винта регулируется на заводе-изготовителе. На некоторых автомобилях, например, BMW-520i, -525i, -528i, -535i, при необходимости этим винтом можно отрегулировать содержание СО в отработавших газах (при его завертывании смесь обедняется).

Рисунок – 3. Схема главной дозирующей системы и системы холостого хода системы впрыска "K-Jetronic":

1 — топливный бак, 2 —  топливный насос, 3 — накопитель  топлива, 4 — топливный фильтр, 5 —  напорный диск расходомера воздуха, 6 — дозатор-распределитель количества  топлива, 7 — регулятор давления  питания, 8 — регулятор управляющего давления, 9 — форсунка (инжектор), 10 — регулировочный винт холостого хода, II — дроссельная заслонка. Каналы: А — подвод топлива к дозатору-распределителю, В — слив топлива в бак, С — канал управляющего давления, D — канал толчкового клапана, E — подвод топлива к форсункам

Механическая система: расходомер воздуха — дозатор-распределитель обеспечивает только соответствие перемещений напорного диска и плунжера распределителя. Но, если трубка Вентури обеспечивает линейную зависимость перемещения напорного диска от расхода воздуха, то простейший по форме плунжера распределитель, линейной зависимости между перемещением плунжера и расходом бензина уже не дает. Для получения линейной зависимости применена система дифференциальных клапанов, о них речь ниже.

Напомним, "линейная зависимость " — в буквальном смысле слова  означает, что график функции — прямая линия. Другими словами, изменение аргумента вызывает прямо пропорциональное изменение функции. Например, аргумент (расход воздуха) увеличился в 2 раза во столько же раз увеличится и функция (перемещение). В данном случае независимым переменным (аргументом) будет уже перемещение плунжера, а функцией — расход бензина.

Из дозатора-распределителя топливо по каналам "Е" поступает  к форсункам впрыска 9, ( рис. 3). Иногда вместо слова форсунка применяется слово инжектор.

Итак, перемещение напорного  диска вызывает перемещение плунжера распределителя. Направления перемещений на рис. 3 показаны стрелками. Взаимосвязь перемещений и упомянутые выше дифференциальные клапаны обеспечивают стехиометрическое соотношение воздуха и бензина в рабочей смеси. Но, напомним еще раз, характерной особенностью автомобильного двигателя является то, что он должен быть приспособлен к различным режимам: холодный пуск, холостой ход, частичные нагрузки, полная нагрузка. Смесь приходится при соответствующих режимах или обогащать или обеднять. Для получения соответствия состава рабочей смеси режиму работы двигателя в системе впрыска со стороны верхней части плунжера (см. рис. 3) в распределитель подходит по каналу "С" управляющее давление. Величина последнего определяется регулятором управляющего давления 8. Это давление в зависимости от режима работы двигателя имеет большую или меньшую величину. В первом случае сопротивление перемещению плунжера увеличивается — смесь обедняется. Во втором случае, напротив,  сопротивление перемещению плунжера уменьшается — смесь становится богаче. Одним из режимов работы автомобильного двигателя является резкое открытие дроссельной заслонки. При карбюраторной системе питания необходимое обогащение смеси (в противном случае, так как воздух более подвижен, было бы ее обеднение) производится ускорительным насосом. При системе впрыска обогащение обеспечивается почти мгновенной реакцией напорного диска (рис. 4).

Бензиновый электрический насос 2 (рис. 3) работает независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Он включается при двух условиях, когда включено зажигание и вращается коленчатый вал. Если учесть, что насос имеет запасы по давлению двукратный, по подаче десятикратный, то понятно, что система впрыска должна иметь регулятор давления питания. Этот регулятор 7, (рис. 3) встроен в дозатор-распределитель, соединен с каналом "А" ( подвод топлива), по каналу "В" осуществляется слив излишнего топлива в бак, канал "D" соединен с регулятором управляющего давления 8.

Рисунок – 4 . Взаимосвязь открытия дроссельной заслонки, перемещения напорного диска и увеличения частоты вращения коленчатого вала (система "K-Jetronic")

Холостой ход карбюраторных  двигателей регулируется двумя винтами: количества и качества смеси. Система питания с впрыском топлива также имеет два винта: винт качества (состава) рабочей смеси, этим винтом регулируется содержание СО в отработавших газах, и винт количества смеси 10, этим винтом устанавливается частота вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу.

1.1.1.2. Система пуска

При пуске двигателя электронасос 2 (рис. 5), практически мгновенно создает давление в системе. Если двигатель прогрет (температура не менее 35°С) термореле 12 выключает пусковую форсунку 11 с электромагнитным управлением. В момент пуска холодного двигателя и в течение определенного времени пусковая форсунка впрыскивает во впускной коллектор дополнительное количество топлива.

Продолжительность работы пусковой форсунки определяет термореле в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. Клапан 13 обеспечивает подвод к двигателю дополнительного количества воздуха для повышения частоты вращения коленчатого вала холодного двигателя на холостом ходу. Дополнительное обогащение топливовоздушной смеси при пуске и прогреве холодного двигателя достигается за счет более свободного подъема плунжера распределителя дозатора-распределителя благодаря тому, что регулятор управляющего давления 8 снижает над плунжером противодействующее давление возврата.