Датчик давления для дизельного двигателя тойота

Как проверить регулятор давления топлива

Вопросом о том, как проверить регулятор давления топливазадаются владельцы машин как с бензиновым, так и с дизельным двигателем. Данный узел устанавливается в топливную рампу тех и других моторов. В некоторых случаях их может быть два — для контура низкого и высокого давления. Конструктивно датчик давления топлива (или сокращенно ДДТ) состоит из двух частей — металлической мембраны и тензорезисторов, которые способны изменять свое электрическое напряжение. По сути, проверка регулятора давления топлива и сводится к тому, чтобы замерить выдаваемое им напряжение/сопротивление.

Описание работы регулятора давления топлива

Перед тем как перейти к вопросу о том, как проверить датчик давления топлива, необходимо разобраться с принципом его работы. Это даст полноту понимания данного процесса. Как указывалось выше, ДДТ состоит из двух частей — механической и электрической. Механическая часть — это металлическая мембрана, которая прогибается под воздействием усилия, вызванного давлением в топливной системе. Следует отметить, что на датчиках, рассчитанных под разное давление, толщина мембраны также будет разной. В частности, чем толще мембрана — тем на большее давление рассчитан датчик. Также стоит отметить, что в некоторых машинах используется два датчика — в контуре высокого давления и в контуре низкого давления. Называются они соответственно.

Электрическая часть датчика давления топлива состоит из четырех тензорезисторов, которые изменяют значение своего электрического сопротивления в зависимости от оказываемого на них механического давления. Тензорезисторы соединены по электрической схеме «мостик Уинстона», и к ним через усилитель к ним подается напряжение. Соответственно, его выходное значение будет меняться в зависимости от того, как сильно изогнется мембрана. По сути, проверка датчика давления топлива заключается в измерение выходного напряжения из датчика давления топлива.

По информации от датчика ЭБУ дает команду на открывание топливного клапана, в результате чего его давление сбрасывается за счет того, что оно перепускается из рейки. Это актуально как бензиновых двигателей с инжектором, так и для современных дизельных систем Common Rail, которые управляются с помощью электронных систем.

Топливо подается под давлением в рампу, элементом которой является и датчик с мембраной. При этом мембрана изгибается, вследствие чего изменяется сопротивление резисторов. Указанное входное напряжение может колебаться в пределах от 0 до 80 мВ (соответственно, 0 показывает, что давления нет вовсе, а 80 мВ указывают, что значение давления является максимально допустимым). С помощью электронного усилителя диапазон выходного напряжения увеличивается до 0…5 Вольта, которые и передаются на электронный блок управления двигателем (ЭБУ).

Значение выходного напряжения одинаково, однако давление у бензиновых и дизельных двигателей, как известно, различаются. Для справки:

  • У дизельного двигателя значение выходного напряжения составляет 1,3 Вольта при давлении 250 Бар, и оно увеличивается до 4,5 Вольта при давлении 2500 Бар (1 Бар = 100 кПа).
  • У бензиновых двигателей напряжение 1,3 Вольта будет при давлении 50 Бар, а значение 4,5 Вольта при давлении 200 Бар.

Приведенные данные являются приблизительными, и взяты в качестве примера для датчика от компании BOSCH, устанавливаемые на некоторые модели автопроизводителей BMW, Alfa Romeo и многих других. Аналогичные характеристики могут отличаться у конкретных марок автомобилей, в том числе использующих различные регуляторы давления топлива.

На старых дизельных двигателях используется механический регулятор давления топлива. Однако в силу того, что на современных автомобилях он практически не используется, рассматривать его устройство мы не станем.

Признаки поломки датчика

К признакам неисправности относится:

  • Активация на приборной панели контрольной лампы Check Engine. При сканировании ошибок диагностическим прибором будут показаны одна или несколько ошибок с номерами P0190, P0191, P0192, P0193, P0194. Все они сигнализируют о проблемах в цепи управления датчика давления топлива.
  • Падение мощности двигателя. При этом машина теряет свои динамические характеристики (плохо разгоняется), не тянет, особенно, если она груженная. Причиной этого становится тот факт, что электронный блок управления при получении некорректной информации от датчика (или отсутствия сигнала от него) попросту подставляет стандартные количественные значения топлива и воздуха. Из-за этого и получается топливовоздушная смесь с неоптимальными параметрами.
  • Перерасход топлива. В зависимости от мощности двигателя это значение также меняется.
  • Машина плохо заводится как «на горячую», так и «на холодную».
  • При работе двигателя на высоких оборотах возможно возникновение так называемых «провалов», когда обороты резко изменяются, а машина не слушается педали акселератора.

Вообще, ездить на машине с неисправным регулятором давления топлива нежелательно. И выражает это не только в том, что машина потеряла свои динамические характеристики, но и в том, что топливный насос будет работать, что называется «на износ», поскольку он не может длительное время поддерживать значительное давление. А это естественным образом приводит к снижению его ресурса и возможному преждевременному выходу из строя.

Также имеет смысл проверить датчик давления топлива в дизельных двигателях в случае, если с помощью диагностического прибора была выявлена ошибка Р1181, сигнализирующая о том, что система не может обеспечить герметичность в топливной рампе. Одной из причин этого как раз может быть неисправный регулятор давления топлива.

Причины поломки датчика давления топлива

Причин выхода из строя датчика давления топлива на самом деле немного. Это либо повреждение внутренних частей датчика, либо его проводки. В первом случае это может быть механическое повреждение корпуса, его ржавление из-за механического повреждения или банальной старости. Также может повредить какой-либо электрический контакт внутри датчика. Как правило, ремонт его невозможен, и он подлежит замене.

Однако чаще повреждается не сам датчик, а его сигнальная проводка либо разъем для подключения (так называемая «фишка»). В некоторых случаях отмечается, что под воздействием вибрации перетираются провода, портится их изоляция, даже возможно возникновение короткого замыкания, из-за чего двигатель может заглохнуть прямо на ходу. В этом случае необходимо выполнить дополнительную диагностику и выполнить замену проводки и/или разъема, который одевается на датчик.

Что касается механического клапана регулировки давления топлива, то он может банально пропускать некоторое количество топлива, из-за чего в системе будет присутствовать низкое давление со всеми вытекающими последствиями, в частности, падением мощности двигателя, «подергиванием» машины и прочими неприятностями.

Причинами поломки также может быть засорение сеточки на регуляторе. Засорение может быть вызвано попаданием мусора в топливо в случае, если топливный фильтр не справляется с возложенными на него задачами или он попросту забит сам и мусор из него проходит в топливную магистраль. Что касается дизельных двигателей, то в холодную погоду солярка может замерзать, и в ней образуются твердые частицы парафина. В этом случае имеет смысл воспользоваться размораживателями дизельного топлива.

Еще одна причина — износ или заклинивание запирающего элемента внутри корпуса регулятора давления. Очередная причина неисправности — неплотное прилегание конуса регулятора внутри рейки. Также причиной неисправности может быть электронная система управления (катушка, микросхема с тензорезисторами).

Как проверить исправность датчика давления топлива

Проверить исправность регулятора давления топлива можно двумя методами — с демонтажом топливной рейки вместе с регулятором или без такового. Первый метод более сложный, однако с его помощью можно проверить не только работу регулятора давления, но и других элементов топливной системы. Кроме этого, для такой проверки необходим специальный стенд, который есть только в специализированных автомастерских, в частности, у официальных представителей конкретного автопроизводителя. Хотя некоторые автолюбители собирают подобные самодельные у себя в гараже.

Проверка датчиков старого образца

Упомянутые выше регуляторы давления топлива старого образца можно было проверить, просто пережав на непродолжительное время «обратку» топлива. Этот метод старый, и соответственно, подойдет для автомобилей старой конструкции. Такую проверку необходимо выполнять обязательно «на холодную», когда двигатель еще не прогрелся. Лучше всего это делать приблизительно в течение одной минуты после запуска двигателя. Актуально для бензиновых двигателей.

Основное действие в данном случае — пережать с помощью плоскогубцев шланг обратной подачи топлива на несколько секунд. Если при этом троящий и плохо работающий мотор восстановил обороты и стал нормально работать, значит, вышел из строя именно регулятор давления топлива. Однако помните, что на длительное время пережимать шланг нельзя, поскольку это чревато износом топливного насоса вплоть до его выхода из строя или срыванием какого-либо хомута на месте крепления топливных шлангов. Тем не менее такой метод подходит лишь для тех машин, у которых в обратной топливной магистрали используются длинные резиновые шланги. А на многих современных иномарках эти элементы выполнены из металла, соответственно, механически пережать их не получится.

Проверка с помощью мультиметра

Проверку электронного датчика давления топлива, установленного на рампе, необходимо с проверки наличия питания на нем. Для этого нужно снять «фишку» с него и с помощью электронного мультиметра, переведенного в режим измерения напряжения, проверить соответствующие значение. Черный щуп устанавливается на любой «минус», а красный — на ножку на «фишке». Если все исправно, то на экране мультиметра должно быть значение 5 Вольт постоянного тока. Следующий шаг проверки заключается в том, что красный щуп устанавливается на «плюс» аккумулятора (или ближайшей точки, где можно взять напряжение), а черный щуп — на минусовую ножку на «фишке». В исправном состоянии значение должно быть -12,3 Вольта (или просто 12 Вольт). Если все так, значит, проводка датчика целая. Можно возвращать «фишку» на ее посадочное место на датчике.

Читайте также:  Сколько оборотов холостого хода на дизельном двигателе

Следующий шаг — проверка уровня сигнала от датчика. Для этого черный провод мультиметра необходимо поместить на минусовую клемму аккумулятора, а красную — на третий сигнальный провод (обычно он находится посередине). Далее нужно запустить двигатель и дать поработать ему на холостых оборотах (минимальных). При этом выходное напряжение также должно быть минимальным. Как указывалось выше, это значение будет приблизительно 1,3 Вольта. При нажатии на педаль акселератора (увеличении оборотов двигателя) соответствующее значение будет расти вплоть до 4,5…5 Вольт (на максимальных оборотах). Это изменение можно отследить в динамике. Если изменение напряжения происходит — регулятор исправен. Если значение напряжения не меняется — его нужно менять на новый.

Однако после проверки «фишки» необходимо еще проверить провод, который идет непосредственно на электронный блок управления. Делается это также с помощью мультиметра. Если в процессе изменения оборотов двигателя соответствующее значение динамически меняется, значит регулятор давления исправен. В очень редких случаях возможны ситуации, когда проблемой становится сам ЭБУ, в частности, так называемые «глюки» в его программном обеспечении.

Проверка с помощью манометра

В настоящее время для проверки исправности регулятора давления топлива используют манометр — прибор для измерения давления в топливной системе (и не только). Подсоединяется манометр между топливным шлангом и штуцером. Предварительно необходимо отсоединить вакуумный шланг.

Рабочее давление бензинового двигателя будет около 2,5…3 атмосфер, перед измерением это значение необходимо обязательно дополнительно уточнить по мануалу или в интернете. При перегазовке давление немного опускается (на несколько десятых долей атмосферы). После этого клапан некоторое время должен держать давление в системе, что можно наблюдать по показаниям манометра. Далее с помощью плоскогубцев необходимо пережать обратный топливопровод, что способствует возрастанию давления до 2,5…3,5 атмосфер.

Проверка регулятора давления ТНВД Common Rail

В первую очередь необходимо проверить значение сопротивления индуктивной катушки управления. Точные данные необходимо взять в дополнительной справочной литературе, однако в большинстве случаев соответствующее значение будет находится около 8 Ом. Измерение значения сопротивления проводят все тем же электронным мультиметром, переведенным однако в соответствующий режим работы. Если измеренное значение существенно отличается в ту или иную сторону — датчик заведомо неисправен, и его нужно заменить.

Для более детальной диагностики применяется дополнительное дорогостоящее оборудование, используемое лишь в автосервисах, поскольку рядовому автовладельцу оно попросту не нужно. С его помощью проверяется не только герметичность клапана регулятора, но и линейность его управления. Если с герметичностью все понятно, то линейность управления обеспечивает его плавное закрывание/открывание, которое способствует нормальному перетоку дизельного топлива по магистрали в обратку. Если же будут иметь место механические заедания, то и характеристика управления будет нелинейной. Для ее построения используется специальное аппаратное и программное обеспечение.

В большинстве случаев ремонт непосредственно датчика давления топлива вряд ли возможен, поэтому его попросту меняют на новый. Однако для многих автомобилей стоимость этого узла достаточно высока (даже для отечественных ВАЗов и их бюджетных аналогов). Поэтому перед заменой этого узла необходимо точно убедиться, что вышел из строя именно датчик давления топлива, иначе в противном случае это будет лишняя трата немалых денег.

Заключение

Регулятор давления топлива — несложный, однако важный узел топливной системы, который напрямую влияет на работу двигателя. Это касается как бензиновых, так и дизельных моторов. Стоит учитывать, что при его выходе из строя движок начинает работать не в оптимальном режиме, из-за чего создается топливовоздушная смесь с неправильным составом, а топливный насос начинает работать «на износ», что приводит к снижению его общего ресурса. Поэтому при возникновении подозрения на выход из строя датчика давления топлива необходимо как можно быстрее выполнить диагностику с тем, чтобы вернуть работе двигателя оптимальные параметры работы.

Источник

Датчик давления для дизельного двигателя тойота

Дизельные двигатели Toyota серии AD

EN | RU | JP

Eugenio,77
mail@toyota-club.net
© Toyota-Club.Net
Jan 2013 — Nov 2019

Двигатели серии AD устанавливались в 2005-2018 годах на легковые модели C/D-класса и паркетники для европейского рынка и emergency markets.

Двигатель Рабочий объем, см 3 Диаметр цилиндра x Ход поршня, мм Степень сжатия Мощность, л.с. Крутящий момент, Нм
1AD-FTV 1998 86.0 x 86.0 16.8 126 / 3600 300 / 1800-2800 D-4D, -2009
1AD-FTV 1998 86.0 x 86.0 15.8 124 / 3600 310 / 1600-2400 D-4D, 2009-
2AD-FTV 2231 86.0 x 96.0 16.8 136 / 3600 310 / 2000-2800 D-4D, -2009
2AD-FTV 2231 86.0 x 96.0 16.8 149 / 3600 310 / 2000-3200 D-4D, 2009-
2AD-FHV 2231 86.0 x 96.0 15.8 149 / 3600 340 / 2000-2800 D-4D
2AD-FHV 2231 86.0 x 96.0 15.8 177 / 3600 400 / 2000-2600 D-CAT

Примечание. Масса двигателей, с учетом полной заправки рабочих жидкостей, варьируется от 180 до 200 кг.

Потребности модельного ряда моторы серии AD закрывали полностью, однако выдающимися их характеристики назвать нельзя — у ближайших естественных конкурентов из HMC удельные показатели выше по крайней мере на 10%, На стороне корейцев к тому же более широкие возможности агрегатирования с автоматическими трансмиссиями и, как ни странно, проверенная надежность.

1AD-FTV (2.0 D-4D) — базовый вариант. Применение: Auris 150..180, Avensis 250..270, Corolla 150, RAV4 40, Verso 20
2AD-FTV (2.2 D-4D) — базовый вариант. Применение: Avensis 250..270, Corolla Verso 10, RAV4 30..40, Lexus IS 200d
2AD-FHV (2.0 D-CAT) — форсированный вариант с системой снижения токсичности D-CAT. Применение: Auris 150, Avensis 250..270, Corolla Verso 10, RAV4 30..40, Verso 20, Lexus IS 200d

Серия AD — второй опыт тойотовцев по изготовлению блока цилиндров дизельного двигателя по образцу современных «одноразовых» бензиновых моторов — из алюминиевого сплава с открытой рубашкой охлаждения.

Тонкостенные чугунные гильзы вплавлены в материал блока, а их специальная неровная внешняя поверхность способствует максимально прочному соединению и улучшенному теплоотводу. Капитальный ремонт двигателя производителем не предусматривается по определению.

К блоку крепится литой картер с залитыми в него чугунными крышками коренных подшипников коленвала (решение аналогично серии ZZ).

На двигателях 2AD от коленчатого вала с помощью шестеренной передачи приводится балансирный механизм.

Поршни — легкосплавные, полноразмерные, с камерой сгорания в головке. В канавке для верхнего компрессионного кольца установлена нирезистовая вставка, в головке проходит канал для охлаждения, на юбку поршня нанесено полимерное покрытие. Поршни соединяются с шатунами полностью плавающими пальцами.

Головка блока цилиндров

ГБЦ изготавливается из алюминиевого сплава. На каждый цилиндр приходится по четыре клапана, в центр камеры сгорания выходит вертикально установленная форсунка, между впускными портами — свеча накаливания. В головке проходят перепускные каналы EGR, в выпускной порт 4-го цилиндра выходит отверстие под форсунку подачи топлива на выпуск (версии с DPF).

Привод ГРМ

Схема газораспределительного механизма — DOHC 16V: два распределительных вала в головке блока и четыре клапана на цилиндр. Выпускной распредвал приводится однорядной цепью (шаг 9,525 мм), впускной — шестеренной передачей от выпускного. Натяжение цепи поддерживается гидронатяжителем со стопорным механизмом, смазка осуществляется отдельной масляной форсункой. От передней части впускного распредвала приводится вакуумный насос, от задней части выпускного распредвала — ТНВД.

В приводе клапанов используются гидрокомпенсаторы клапанных зазоров и роликовые толкатели/рокеры.

В литую крышку цепи привода ГРМ устанавливается помпа системы охлаждения и масляный насос.

Шестеренный масляный насос трохоидного типа установлен в крышке цепи и приводится непосредственно от коленчатого вала. По турбодизельной традиции двигатели снабжены жидкостными маслорадиаторами.

На блоке цилиндров находятся масляные форсунки охлаждения и смазки поршней.

Масляный фильтр установлен под двигателем вертикально. Используются «экономичные» разборные фильтры со сменными картриджами.

Охлаждение

Система охлаждения классическая: привод помпы от внешней стороны общего ремня привода навесных агрегатов, «холодный» (80-84°C) механический термостат, ступенчатое управление вентиляторами радиатора. Помимо обычных компонентов, жидкостное охлаждение используется для турбокомпрессора (-FHV) и EGR.

1 — охладитель EGR, 2 — турбокомпрессор, 3 — от отопителя,
4 — к отопителю, 5 — к радиатору, 6 — маслоохладитель,
7 — от радиатора, 8 — термостат.

Турбокомпрессор

На серии AD применяются турбокомпрессоры с изменяемой геометрией направляющего аппарата (VGT) первого поколения (с вакуумным приводом). Их преимущества — поддержание оптимального давления наддува в широком диапазоне оборотов, снижение противодавления при высокой частоте вращения, повышение мощности при низкой частоте вращения, отсутствие необходимости в перепускном механизме. Охлаждение турбокомпрессора на -FTV осуществляется только за счет моторного масла, для более производительного компрессора -FHV организовано жидкостное охлаждение.

— При небольшой нагрузке и низкой частоте вращения пневмопривод перемещает управляющее кольцо, при этом поворачиваются шарнирно соединенные с ним лопатки, которые частично закрываются. В результате увеличивается скорость газов, поступающих на турбину, растет давление наддува и повышается крутящий момент двигателя.

— При высокой нагрузке и высокой частоте вращения лопатки перемещаются в открытое положение, благодаря чему поддерживается требуемое давление наддува и снижается сопротивление на выпуске.

Впуск и выпуск

Для охлаждения наддувочного воздуха на автомобиле используется интеркулер.

Во впускном тракте установлена дроссельная заслонка (на ранних версиях — с вращающим электромагнитным клапаном, на поздних — с электродвигателем постоянного тока). Применяется при работе системы EGR, при регенерации, для плавной остановки двигателя при глушении.

Как и на всех дизелях, здесь имеется система EGR (рециркуляции отработавших газов), которая за счет перепуска некоторого количества газов на впуск снижает максимальную температуру в цилиндре и способствует уменьшению выбросов оксидов азота. Привод EGR на ранних версиях — электромагнитный, с золотниковым клапаном и обратной связью по датчику положения, на поздних версиях — электродвигателем постоянного тока с бесконтактным датчиком положения на эффекте Холла.

Привод EGR (ранние версии)

Привод EGR (поздние версии)

Чтобы избежать чрезмерного охлаждения поступающего в цилиндры воздуха при работе с малой нагрузкой, на моделях с DPF в жидкостном охладителе EGR установлен клапан, перепускающий отработавшие газы мимо радиатора.

Системы снижения токсичности на серии AD существовали в трех вариантах:
— CCO — с окислительным нейтрализатором, соответствие Euro-4. Функция CCO — окисление углеводородов (CH) и оксида углерода (CO) до воды (H2O) и диоксида углерода (CO2).
— CCO+DPF — с окислительным нейтрализатором и сажевым фильтром, соответствие Euro-4/5. Функция DPF — накопление и удаление/сжигание сажевых частиц. Также в этой схеме появляется форсунка подачи топлива на выпуск.
— D-CAT — с окислительным нейтрализатором, нейтрализатором NOx и сажевым фильтром, соответствие Euro-4/5.

Топливная система / Система управления

Топливная система типа Common Rail — топливо подается при помощи ТНВД в общий топливный коллектор (рампу) и впрыскивается в цилиндры через форсунки с электронным управлением. Одно из основных отличий от старых дизелей — высокое давление топлива, вместо

20 МПа в классическом дизельном двигателе, здесь давление впрыска составляет 25-167 МПа (1AD-FTV), 25-180 (2AD-FTV), 35-200 МПа (2AD-FHV). Производитель компонентов — Denso.

Топливная система 2AD-FTV (ранние версии). 1 — 1 — датчик давления топлива, 2 — топливный коллектор, 3 — ограничитель давления, 4 — форсунка, 5 — электронный блок управления двигателем, 6 — усилитель форсунок (EDU), 7 — топливный бак, 8 — охладитель топлива,
9 — топливный фильтр, 10 — ТНВД, 11 — дозирующий клапан (SCV), 12 — датчик температуры топлива.

Топливная система 2AD-FHV. 1 — датчик давления топлива, 2 — топливный коллектор,
3 — клапан сброса давления, 4 — форсунка, 5 — форсунка подачи топлива на выпуск,
6 — электронный блок управления двигателем, 7 — усилитель форсунок (EDU), 8 — топливный бак, 9 — топливный фильтр, 10 — ТНВД, 11 — дозирующий клапан (SCV), 12 — датчик температуры топлива.

Впрыск на -FTV с электромагнитными форсунками может осуществляться до трех раз за цикл: пилотный (до ВМТ такта сжатия), основной (в ВМТ такта сжатия и в начале такта расширения), добавочный (поздний впрыск на такте расширения); на -FHV с пьезоэлектрическими форсунками — до 4 раз за цикл: пилотный впрыск делится на два этапа.

В топливном коллекторе установлен датчик давления топлива и клапан сброса давления — механический (-FTV) или управляемый (-FHV). И датчик, и клапан конструктивно выполнены «одноразовыми» и не подлежат демонтажу, а регулировка механического ограничителя давления выполняется однократно еще на заводе (настроен на открытие при давлении в 211 МПа). Управляемый клапан сброса давления открывается и закрывается по сигналу от усилителя форсунок, кроме того, он может выполнять функцию аварийного сброса давления в коллекторе. Каналы малого диаметра в коллекторе работают как жиклеры и демпфируют пульсации давления топлива.

1 — датчик давления топлива, 2 — к форсункам, 3 — от ТНВД, 4 — малый канал, 5 — основной канал, 6 — клапан сброса давления (-FHV), 7 — от ТНВД, 8 — сброс.

Управление давлением топлива на двигателях -FTV осуществляется только дозированием топлива на входе в ТНВД (клапаном SCV — Suction Control Valve), на -FHV более точная регулировка давления осуществляется совместно — дозированием на входе в ТНВД и дозированием слива из коллектора через клапан сброса давления.

В системе управления применяются следующие датчики:
— массового расхода воздуха (MAF) типа «hot wire», совмещен с датчиком температуры воздуха на впуске.
— положения коленчатого вала и распредвала — индуктивного типа.
— положения педали акселератора — бесконтактный двухканальный, на эффекте Холла.
— положения дроссельной заслонки — бесконтактный, на эффекте Холла.
— давления топлива — двухканальный (для -FHV), установлен на топливном коллекторе.
На двигателе с D-CAT дополнительно появились:
— датчики температуры отработавших газов термисторного типа, расположенные до и после DPNR-нейтрализатора;
— датчик состава смеси (AFS), установленный после DPNR-нейтрализатора и определяющий состав газов после преобразования;
— датчик дифференциального давления — измеряет перепад давления на DPNR-нейтрализаторе, позволяя определить степень его заполнения сажей.

Предусмотрена и функция контроля состояния моторного масла. По умолчанию (в идеальных условиях) индикатор замены масла должен включаться через каждые 30.000 км пробега. Однако, блок управления рассчитывает теоретическое состояние масла на основании данных об условиях работы двигателя за истекшее время и включает индикатор при меньшем пробеге. Считается, что масло быстрее загрязняется при работе на обогащенной смеси и сильно загрязняется по мере увеличения продолжительности работы при позднем впрыске.

Следует заметить, что двигателям AD не хватает некоторых элементов, стандартных для европейской школы дизелестроения — например, электроподогрева топливного фильтра и функции подогрева топлива — когда после запуска ТНВД работает с максимальной производительностью, а разогретое при нагнетании топливо через клапан сброса давления отправляется в бак. Японцы же порой действовали наоборот — для охлаждения топлива, нагретого при работе ТНВД, в линии возврата перед баком предусматривался специальный теплообменник (2AD-FTV ранних выпусков).

Топливный насос высокого давления — типа HP3, состоит из эксцентрикового вала, кулачковой шайбы, пары плунжеров, четырех обратных клапанов, датчика температуры топлива, подкачивающего насоса и управляющего клапана (SCV).

1 — обратный клапан (всасывание), 2 — обратный клапан (нагнетание), 3 — плунжер,
4 — эксцентриковый вал, 5 — подкачивающий насос, 6 — эксцентриковый кулачок, 7 — кулачковая шайба.

1 — обратный клапан (всасывание), 2 — обратный клапан (нагнетание), 3 — плунжер,
4 — эксцентриковый вал, 5 — к баку (слив), 6 — кулачковая шайба, 7 — клапан SCV, 8 — датчик температуры топлива, 9 — подкачивающий насос, 11 — из бака, 12 — в коллектор.

Под действием вращающегося эксцентрикового кулачка кулачковая шайба толкает один из плунжеров, нагнетая топливо в коллектор, одновременно пружина толкает противоположный плунжер, который всасывает топливо в камеру ТНВД.

(1) A — окончание нагнетания / B — окончание всасывания.
(2) A — начало всасывания / B — начало нагнетания.
(3) A — начало нагнетания / B — начало всасывания.
(4) A — окончание всасывания / B — окончание нагнетания.

Форсунки

На серии AD использовались форсунки двух типов — электромагнитные и пьезоэлектрические (изначально устанавливались на -FHV, но после появления версий с Euro-5 появились и на -FTV). Пьезоэлектрическая форсунка отличается значительно более высокой скоростью срабатывания, благодаря чему повышается точность регулирования и появляется возможность осуществлять впрыск большее количество раз за цикл. Характеристики (код модели, индивидуальная коррекция подачи) указываются на корпусе форсунки в виде QR кода и обязательно программируются в блоке управления.

Электромагнитная форсунка. 1 — игла распылителя, 2 — поршень, 3 — э/м клапан.

Пьезоэлектрическая форсунка. 1 — распылитель, 2 — клапан, 3 — поршень №2, 4 — поршень №1, 5 — пьезоэлемент.

Работа электромагнитных форсунок:
— В закрытом состоянии клапан удерживается пружиной, при этом давление топлива в управляющей камере удерживает в нижнем положении поршень, который, в свою очередь, фиксирует в закрытом положении иглу (давление топлива, воздействующее на иглу снизу, недостаточно для ее открытия).
— При подаче тока на обмотку клапан втягивается и открывает канал, по которому топливо проходит к нижней части поршня. В результате уменьшается давление в управляющей камере и нарастает давление под поршнем, в результате чего тот поднимается. Одновременно с этим открывается запорная игла форсунки и происходит впрыск топлива.
— При прекращении подачи напряжения на обмотку под действием пружины клапан закрывается. В этот момент давление в управляющей камере нарастает, поршень опускается, игла форсунки закрывается и впрыск прекращается.

1 — обмотка клапана, 2 — клапан, 3 — поршень, 4 — управляющая камера, 5 — игла распылителя.

Работа пьезоэлектрических форсунок:
— При подаче напряжения на пьезоэлемент его линейный размер изменяется, поршни и клапан перемещаются вниз. Открывается канал слива топлива из управляющей камеры, перекрываемый верхней частью клапана. Давление в управляющей камере падает. Под давлением топлива запорная игла поднимается и происходит впрыск топлива.
— При снятии напряжения с пьезоэлемента поршни и клапан возвращаются обратно под действием пружин. Канал слива топлива из управляющей камеры закрывается. Давление в управляющей камере растет. Запорная игла опускается и останавливает впрыск топлива.
— При работе на холостом ходу блок управления понижает напряжение, подаваемое на пьезоэлемент, и уменьшат скорость срабатывания форсунки. Это позволяет снизить шум от работы.

1 — обмотка клапана, 2 — клапан, 3 — поршень, 4 — управляющая камера, 5 — игла распылителя.

На моделях с сажевым фильтром в выпускной канал четвертого цилиндра встроена дополнительная форсунка, через которую топливо непосредственно от насоса подается на выпуск при регенерации нейтрализатора.

Форсунка подачи топлива на выпуск. 1 — распылитель, 2 — игла, 3 — клапан.

D-CAT

На высокофорсированном двигателе 2AD-FHV реализована система с фирменным обозначением D-CAT (Diesel-Clean Advanced Technology), выполняющая функции нейтрализации не только монооксида углерода, углеводородов и сажевых частиц, но и оксидов азота.

1 — электронный юлок управления двигателем, 2 — усилитель форсунок, 3 — клапан EGR, 4 — электропневмоклапан перепускного клапана охладителя EGR, 5 — перепускной клапан охладителя EGR, 6 — охладитель EGR, 7 — форсунка, 8 — форсунка подачи топлива на выпуск, 9 — датчик дифференциального давления, 10 — клапан сброса давления, 11 — датчик давления топлива,
12 — топливный коллектор, 13 — дроссельная заслонка, 14 — ТНВД, 15 — топливный бак, 16 — NSR+DPNR-нейтрализаторы,
17 — датчик температуры отработавших газов (B1S1), 18 — датчик температуры отработавших газов (B1S2), 19 — датчик состава смеси, 20 — окислительный нейтрализатор.

Напомним, что при сгорании в двигателе топлива (CH, S) в присутствии воздуха (O2, N2, H2O) образуются отработавшие газы, состоящие на

3% из вредных (CO, CH, SO2, NOx) и сажи (PM — микроскопических частиц с ядром из углерода и адсорбированными на нем углеводородами, оксидами металлов и серой).

— В системе выпуска устанавливаются нейтрализаторы NSR (NOx Storage Reduction, выполняет функции нейтрализации NOx + CH + CO) и DPNR (Diesel Particulate-NOx Reduction — выполняет функции нейтрализации PM + NOx + CH + CO), в глушитель встроен окислительный нейтрализатор.

1 — NSR, 2 — DPNR, 3 — отработавшие газы, 4 — слой для накопления NOx, 5 — сажа, 6 — сера.

Работу системы D-CAT можно разделить на четыре этапа.

1) Накопление оксидов азота. В нормальных условиях двигатель работает на несколько обедненной смеси, что сопровождается повышенным выделением NOx. Оксид азота взаимодействуют с кислородом отработавших газов (O2) и продукты реакции накапливаются на адсорбирующем материале нейтрализатора в форме нитратов (NO2). Выделяющийся при этом свободный кислород (O) совместно с избыточным кислородом в газах участвует в процессе пассивной регенерации, окисляя сажевые частицы до двуокиси углерода (CO2). Параллельно с накоплением оксидов азота, нейтрализатор также улавливает серу, которая занимает полезный объем адсорбирующего слоя.

2) Удаление оксидов азота. Блок управления теоретически рассчитывает накопленный в нейтрализаторе объем оксидов азота на основании данных объема впрыска, расхода воздуха и температуры отработавших газов, и при необходимости резко обогащает смесь, задействуя основные форсунки и форсунку подачи топлива на выпуск. В отработавших газах значительно повышается содержание CO и CH, в DPNR-нейтрализаторе выделяется большое количество NO и свободного кислорода. NO при участии CH и CO в присутствии платины восстанавливается до N2. Одновременно, большое количество активного кислорода, образованного в нейтрализаторе, усиливает окисление сажи до CO2.

3) Удаление сажи. Процесс пассивной регенерации сажевого фильтра может осуществляться и сам по себе при условии достаточной температуры отработавших газов (в присутствии платины — NOx + O2 ⇒ NO2, NO2 + C ⇒ CO + NO, CO + NO + O2 ⇒ NO2 + CO2). Однако со временем количество сажи в фильтре увеличивается, его пропускная способность уменьшается и возникает необходимость в активной регенерации. Блок управления определяет реальное засорение фильтра на основании анализа условий работы двигателя и данных датчика дифференциального давления, и задействует основные форсунки и форсунку подачи топлива на выпуск для обогащения смеси. Температура материала в сажевом фильтре повышается и частицы сажи сгорают (C + O2 ⇒ CO2).

4) Удаление серы. Очистить нейтрализатор от сернистых накоплений сложнее, чем от оксидов азота, поскольку они более устойчивы к высоким температурам. Блок управления рассчитывает теоретическое содержание серы в нейтрализаторе на основе суммарных данных объема впрыска и при необходимости обогащает смесь, задействуя все форсунки. Процесс требует достаточно продолжительного времени и определенных условий движения, чтобы при высокой температуре нейтрализатора накопленная в нейтрализаторе сера окислилась до диоксида (SO2).

Практика

Для начала — несколько общих слов об особенностях легковых дизелей 2000-х и 2010-х.
Смысл приобретения новых дизельных машин в Европе очевиден:
— ощутимо более высокая цена дизельной версии и повышенные расходы на техобслуживание при больших годовых пробегах окупаются за счет низкого расхода топлива,
— определенно отсутствуют проблемы с качеством солярки, а цена ее немного, но ниже цены бензина,
— отсутствуют «особенности» эксплуатации при низких температурах,
— потенциальные технические проблемы в течение 5 лет можно закрывать гарантией производителя,
— в условно-бюджетном сегменте динамические характеристики современных дизельных модификаций радикально превосходят возможности бензиновых версий.

Приобретение подержанных машин с современными дизельными двигателями на постсоветском пространстве (к этой категории до первой половины 2010-х относились все легковые дизельные тойоты) в основном диктуется ложным пониманием экономии:
— существенная часть ресурса автомобиля в целом и двигателя в частности уже выбрана первыми владельцами — особенно с учетом традиционно больших пробегов дизельных машин;
— любые неисправности оказываются сугубо личными трудностями нового хозяина, зачастую при отсутствии компетентного сервиса, поэтому едва ли не самый распространенный сейчас в рф метод устранения серьезных проблем новых дизелей — перепродажа машины, желательно в какой-либо отдаленный регион;
— несмотря на то, что низкий расход топлива дает существенную экономию при больших годовых пробегах, затраты на ремонт современных дизелей перекрывают любую экономию и совершенно неадекватны в сопоставлении с ценой подержанных автомобилей.
Например, стоимость новых оригинальных компонентов топливной аппаратуры для серии AD составляет: коллектор — $900, форсунка (каждая) — $1000-1200, ТНВД — $3000.

С точки зрения пользователя тойотовская дизельная линейка имеет еще один крупный недостаток — из всех двигателей AD с автоматической трансмиссией (полноценным 6-ступенчатым гидромеханическим автоматом) агрегатируется только дефорсированная 150-сильная версия, а на ряде моделей дизели в принципе поставляются только с механическими коробками передач.

Двигатели Toyota серии AD стали средоточием всевозможных пороков, на которые только способен современный дизель.

• Серьезная болезнь, которая преследовала серию от начала и до конца — высокий расход масла и связанные с этим проблемы повсеместного нагарообразования (от засорения EGR и впускного тракта до отложений на поршнях и повреждения прокладки ГБЦ). Дефект признан производителем, описан в целом ряде бюллетеней, но так и не устранен (европейцы хотя бы получили расширенную до 7 лет / 180 т.км гарантию на двигатель при условии нормативного техобслуживания).
Ранние TSB предусматривали главным образом замену поршней с кольцами, но в конце-концов дело дошло и до блока цилиндров — см. TSB EG-00127T-TME «08AD, 11AD engine: Oil consumption» от 25.03.2019 (рф-клиентам он особенно важен, поскольку охватывает RAV4 XA40 питерской сборки 2013-2017 гг.). Расход масла менее 300 мл / 1000 км Toyota считает нормальным, 300-500 мл — необходимо убедить владельца, что он эксплуатирует автомобиль в особо суровых условиях, более 500 мл — дает право на ремонт. Как нетрудно понять из номеров заменяемых деталей (например, 13101-0R080 → 13101-0R081, 11410-09416 → 11410-09417) от идеала оказались далеки даже весьма свежие ревизии.

Сильное нагарообразование в результате штатной работы EGR проявляется и на двигателях без признаков повышенного расхода масла, поэтому регулярная (каждые 20-30 т.км) очистка каналов EGR и впуска является насущной необходимостью,

• Следующая массовая проблема ранних серий — прокладка головки блока цилиндров: охлаждающая жидкость или быстро уходит в цилиндры, или выбивается через крышку расширительного бачка. В лучшем случае ремонт сводится к замене прокладки, в худшем — требуется новый блок цилиндров, поскольку устранение коробления привалочной плоскости производитель не предусматривает. Брак прокладок ГБЦ на двигателях первых лет выпуска был признан производителем и ремонт покрывался гарантией или частично компенсировался kulanz-ом.

• На этом фоне остальные «гарантийные» неисправности уже не впечатляют. По системе охлаждения — стандартная буквально для всех современных тойотовских двигателей течь помпы. По системе смазки — течь из-под крышки цепи привода ГРМ и по стыку масляного поддона. По топливной системе — брак усилителя форсунок (EDU), брак основных форсунок, разрушение внутренностей ТНВД. По системе снижения токсичности — разнообразные сбои системы регенерации сажевого фильтра (зачастую устраняемые перепрошивкой блока управления), разрушение привода дроссельной заслонки, замены датчика дифференциального давления, форсунки подачи топлива на выпуск, клапана EGR.

Отдельным недобрым словом хочется упомянуть опасность (причем только для окружающих) включения на ходу режима регенерации сажевого фильтра в плотном потоке городской магистрали.

К системе снижения токсичности относится и общая, но явно «негарантийная» проблема — конечный срок службы нейтрализаторов, который при идеальных условиях может оцениваться и в

200 т.км, однако, в зависимости от качества топлива, режимов езды и условий для регенерации, заметно сокращается. Поскольку стоимость нового нейтрализатора колеблется в пределах $1500-3000, то подходят любые доступные методы решения вопроса — от удаления его с необходимостью «обмана» или перепрошивки блока управления до специальных процедур прочистки снятого с машины фильтра.

Минимальный набор сервисных бюллетеней, в которых указаны номера модифицированных деталей, должен помнить каждый AD-владелец:
·EG-0050T-1008 «DTC P1386 Exhaust injector malfunction» (03.10.2008, exhaust fuel injector)
·EG-0018T-0809 «AD-engine: Turbocharger overboost» (28.08.2009, turbocharger)
·EG-0003L-0110 «Turbo charger overboost DTC P1251» (11.01.2010, turbocharger)
·EG-0167T-0311 «AD-08 engine: A broken diesel throttle body gear is causing an abnormal noise and DTC P0488» (04.03.2010, venturi throttle body)
·EG-0041L-0310 «MIL light illuminated DTC P0088 or P0093» (09.03.2010, SCV valve)
·EG-0067T-0510 «AD Oil consumption» (25.05.2010, piston and ring set)
·EG-0072T-0610 «Engine overheating» (22.06.2010, cylinder head gasket)
·EG-0076T-0710 «AD-engine oil leakage from in-between the layers of the oil pan» (13.07.2010, oil level sensor)
·EG-0078T-0710 «AD-engine: A crack in the fuel supply pump cylinder elements» (20.07.2010, injection pump)
·EG-0132T-1110 «1AD-FTV and 2AD-FTV Engine — Hard to start in cold condition» (15.11.2010, SCV valve, injector)
·EG-0144T-1210 «2AD-FHV engine: Unstable idle / difficult to start,post C/M» (10.12.2010, glow plug)
·EG-0090T-1011 «Not possible to start the engine due to EDU failure — DTC P062D and/or P1604» (21.10.2011, injector driver)
·EG-0108T-1211 «Rough idle, black smoke, difficult to start, unusual knocking noise, knocking noise during warm up» (02.12.2011, injector)
·EG-0018T-0212 «08-AD engine: P0400 — Exhaust Gas Recirculation Flow» (13.02.2012, cylinder head cover)
·EG-0038L-0412 «05 AD: Oil consumption» (16.04.2012, piston set)
·EG-0061T-0712 «05AD Oil consumption — OPTIFIT 05AD rebuilt» (19.07.2012, rebuilt engine)
·EG-0034L-0511 «08-AD engine: Oil consumption» (19.08.2013, piston and ring set)
·EG-0041T-0412 «05AD engine: Lack of power due to EGR valve malfunction. (DTC P0400 or without DTC code)» (15.01.2014, intake manifold, EGR valve, injector, EGR cooler)
·EG-0119T-1211 «08-AD engine: Engine coolant consumption due to excessive carbon deposits on the pistons» (15.01.2014, piston and ring set)
·EG-0019L-0114 «Lack of power due to EGR valve malfunction in 05AD engine. (DTC P0400 or without DTC code)» (31.01.2014, EGR cooler)
·EG-0068T-0514 «Knocking noise and DTC P0093 due to injector nozzle deformation in AD engine» (29.07.2014, injector)
·EG-0009T-0311 «08-AD engine: Oil consumption» (09.12.2014, piston and ring set)
·EG-0130T-1215 «DTC P0201, P0202, P0203, P0204, P0205, P0206, P0207, P0208 piezo injector failure» (12.02.2016, injector)
·EG-0024T-0212 «Loss of engine power and MIL ON due to fuel injector failure — DTC P062D MIL ON» (28.04.2016, injector)
·EG-00127T-TME «08AD, 11AD engine: Oil consumption» (25.03.2019, piston set, cylinder block)

Источник

Adblock
detector