Диагностика датчиков электронной системы управления двигателем
Продолжаем публикацию материалов по способам диагностирования входных датчиков электронной системы автоматического управления автомобильным поршневым двигателем*.
* Продолжение. Начало см. „Ремонт & Сервис”, № 6, 2002, с. 58.
Датчик температуры охлаждающей жидкости (рис. 1а) представляет собой термистор, т.е. полупроводниковый резистор, сопротивление которого изменяется от температуры. Датчик ввернут в проточный патрубок охлаждающей системы двигателя (рис. 1б) 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 двигателя измеряет падение напряжения на датчике. Оно будет высоким на холодном двигателе и низким, когда двигатель прогрет. По измерению падения 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 не экономично, 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).
Предварительная проверка компонентов системы охлаждения двигателя
Перед проверкой датчика температуры охлаждающей жидкости следует убедиться в исправности системы охлаждения двигателя.
Система охлаждения должна быть правильно заправлена охладителем. 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 ожоги. 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 мультиметра и контактного пирометра
С помощью мультиметра проверяется сопротивление терморезистора в отключенном от жгута датчике. Выходное напряжение датчика проверяется при подключенном жгуте. Оба этих параметра должны соответствовать спецификации. Для некоторых моделей американских автомобилей стандартные значения указанных параметров датчиков температуры приведены в таблице.
Непосредственно на работающем двигателе автомобиля температура проверяемого датчика может быть проконтролирована с помощью контактного пирометра (рис. 1в).
Если датчик температуры исправен, а соответствующий код неисправности сохраняется в памяти ЭБУ-Д, то скорее всего, проблема с соединительным жгутом. Проводка между датчиком и ЭБУ-Д проверяется по методикам и диагностическим картам производителя.
Неисправный датчик не будет соответствовать стандартным параметрам и должен быть заменен, так как ремонту не подлежит.
Номинальное (рабочее) значение температуры охлаждающей жидкости варьируется в зависимости от моделей двигателя. На одних моделях термостат открывается при температуре 82°С, на других — при 90°С и выше. Прежде, чем заменять датчик, следует убедиться, что двигатель работает с температурой, оговоренной в спецификации. Обычно считается, что двигатель полностью прогрет, когда вентилятор включился и выключился два раза.
Диагностика датчика температуры охлаждающей жидкости с помощью сканера
На дисплей сканера, подключенного к бортовому диагностическому разъему, выводятся текущие значения температуры охлаждающей жидкости. Измерение текущего (изменяющегося под воздействием температуры) значения сопротивления датчика не требуется, так как сканер автоматически сопоставляет эти значения с указанными в спецификации значениями напряжения и температуры датчика. Эти значения сравниваются со значениями температуры полученными с помощью пирометра. Если разница превышает 5°С, проверяются на исправность цепь подключения датчика к ЭБУ-Д и разъем на датчике, контакты которого не должны быть окислены. При исправном жгуте датчик заменяют.
Датчик положения дроссельной заслонки
Датчик положения дроссельной заслонки (ДПД) установлен сбоку на дроссельном патрубке и связан (механически сочленен) с осью дроссельной заслонки. Датчик представляет собой трехвыводной 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-Д. 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 электронно-управляемым 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 американским стандартом исправный ДПД должен выдавать напряжение в диапазоне 0,5…4,5 В в зависимости от положения дроссельной заслонки. Сигнал при повороте дроссельной заслонки должен меняться плавно, без скачков и провалов.
При проверке ДПД наиболее эффективным оказывается применение автомобильных цифровых запоминающих осциллографов (например, „Fluke 98”).
На рис. 2 показано подключение ДПД к автомобильному осциллографу, на рис. 3 — осциллограммы. По осциллограмме сразу видно исправен датчик или нет. Наличие провалов или скачков в выходном напряжении ДПД обязательно приводит к неправильной работе системы управления двигателем и ухудшению ездовых характеристик двигателя.
Провалы и скачки в выходном сигнале ДПД заслонки могут иметь длительность порядка миллисекунд и не могут быть обнаружены с помощью обычного вольтметра. Они появляются при износе резистивного слоя или ползунка в потенциометрическом датчике. Нужен автомобильный мультиметр с режимом определения максимального/минимального значения сигнала или запоминающий осциллограф.
ДПД следует проверять в следующих случаях:
- при получении соответствующих кодов неисправностей;
- при затрудненном пуске, неустойчивой работе или остановках двигателя на холостом ходу;
- при повышенном расходе топлива, детонации, обратной вспышке, задержках, провалах, подергивании двигателя и т.д.
Рис. 1. Датчик температуры охлаждающей жидкости на двигателе автомобиля „Ford”: а — конструктивная модель датчика; б — расположение датчика на проточном патрубке; в — контактный пирометр для измерения температуры датчика
Рис. 2. Проверка датчика положения дроссельной заслонки: а — в цепи на борту автомобиля; б — вне цепи; 1 — питание +5 В, 2 — сигнал, 3 — общий (масса)
Рис. 3. Осциллограммы сигналов исправного (а) и неисправного (б) датчиков положения дроссельной заслонки
| 
