Двигатели gdi неисправности и ремонт



Двигатели gdi неисправности и ремонт

Алгоритм ошибок GDI

. иногда начинает казаться, что Человека придумала Машина, потому что Человек в своей Жизни живет алгоритмически.
И живя так — алгоритмически, он, Человек, уже сам начал создавать свои алгоритмы для своей машины.
Что такое «закурить», например?
Это алгоритм. Это определенная последовательность шагов, которая должна привести к конечному результату — затянуться горьковатым дымком и задуматься.
То есть, в данном случае ( достать пачку сигарет — достать одну сигарету — достать зажигалку — «вставить» сигарету в рот — поднести зажигалку к сигарете — зажечь зажигалку. ), мы имеем дискретность алгоритма (разделение на шаги, разделение на определенные действия), которая и приводит нас к определенному, заранее представляемому результату.
Именно так — «по образу и подобию» и разрабатываются все алгоритмы для работы тех или иных систем автомобилей.
Немного упрощенно, но для понимания достаточно.
Первые «впрысковые» автомобили имели достаточно простую логику — одноуровневую. Произошел, например, обрыв или замыкание цепи в датчике температуры (первый шаг), и «мозги» ECU тут же радостно «сообщают» об этом — на панели приборов загорается CHECK (второй шаг).
Это называется детерменированность алгоритма, то есть, ECU «без разницы» по каким причинам все это произошло, главное — произошло и он, «понимая» это, просто «сообщает» об этом водителю.
На современных же автомобилях, как мы называем их — «продвинутых», логика стала намного сложнее, она стала многоуровневой.
Особенно это касается двигателей GDI ,систем D-4 , систем Di-Diesel и так далее.
Но мы разговариваем о GDI , так что не будем уклоняться от темы.
Код неисправности 58 читается просто : «Избыточное количество воздуха на впуске» (оставим перевод без изменений, хотя его можно понимать по-разному).
Данный код неисправности используется только на автомобилях с 1996 по конец 1998 года и является «не совсем точным», если так можно сказать.
То есть, в этом коде неисправности «собрано» множество неисправностей, которые надо расшифровать (и это действительно так!) Диагносту.
Потому что. трудно сказать, чем руководствовались японские программисты при составлении алгоритма для первых GDI , но они решили, скорее всего, внести в этот код неисправности и конкретную неисправность и все те неисправности, которые могут сопутствовать данному DTC .
Итак, давайте посмотрим, на чем основывается этот код неисправности и какие параметры заложены в ячейку Памяти под названием «правильная работа» (при выходе за пределы этих параметров ECU «понимает» что «что-то неправильно» и тут же зажигает CHECK — это весьма примитивная Логика, согласитесь. ).
Код неисправности 58 основывается на постоянном измерении трех величин:
— количество воздуха, которое прошло за единицу времени через MAF-sensor
— количество топлива, которое было «впрыснуто» в камеру сгорания за единицу времени
— состав выхлопных газов прошедших через O2-sensor за единицу времени
Понятие «единица времени» постоянная и неизменная для всех трех параметров.
Количество воздуха — измеряется в Гц и должна составлять от 19 до 31
Количество топлива — измеряется по времени впрыска и должно составлять от 0.3 до 0.8 ms
Состав выхлопных газов — не должен выходить за «правильные» пределы.
Вот как приблизительно это должно выглядеть:

В Алгоритм «правильной», то есть, устойчивой работы двигателя на всех режимах заложен и код неисправности 58 (впрочем, все остальные коды неисправности так же входят в данный алгоритм).
Попытаемся рассмотреть некоторые «нюансы» кода неисправности 58.
Как мы уже говорили, «правильное» время открытия форсунок на ХХ составляет от 0.3 до 0.8 ms .
Так называемой «идеальной» величиной является 0.5 ms .
При включении, например, кондиционера, осветительных приборов и так далее,- время открытие форсунок сначала немного «падает» (приблизительно до 0.3 ms , но не менее, а потом возрастает (например) до 0.8 ms (приведены минимальные и максимальные значения, которые могут отличаться, но ненамного).
Так как MAF-sensor является «оконечным» устройством, то есть, он только «выдает» данные, но никак не может их регулировать, то для поддержания «правильного» соотношения «воздух-топливо» в работе обязательно участвует ETV-motor , который, «подчиняясь» ECU и в зависимости от требуемых условий работы немного «добавляет или убирает» воздух.
Но все возможно только в определенных пределах, от «допустимого минимума» до «допустимого максимума», что определяется, повторимся, заложенными значениями в определенную ячейку Памяти.
А теперь представим (случай реальный), что у нас произошло заклинивание (подклинивание) муфты кондиционера.
Количество воздуха за единицу времени — постоянное.
Здесь возможна только регулировка при помощи ETV-motor .
Нагрузка на двигатель возрастает. Обороты падают. Для их увеличения ECU «немного» добавляет время открытия форсунок. ETV-motor «добавляет» воздух.
Но всего этого не хватает для того, что бы двигатель работал.

Читайте также:  Что может быть причиной того что двигатель 601 не заводится

И тогда ECU «решается на смелый шаг»: что бы не дать двигателю заглохнуть и не видя при этом для себя препятствий (критических ошибок нет: топливо есть, воздух есть, все, в принципе, работает),- ECU «добавляет» время открытия форсунок и одновременно (естественно) «зажигает» CHECK на панели приборов.
Время открытия форсунок при этом будет составлять более 0.8 ms, будет гореть CHECK на панели приборов, но автомобиль двигаться будет, правда — в так называемом «аварийном режиме».
При считывании кода неисправности — код неисправности №58 :
«Илишнее количество воздуха на впуске«.
Однако. несовпадение какое-то получается, не правда ли?
При чем здесь «излишнее количество. «, если время открытия форсунок составляет более 0.8 ms ?
И двигатель работает. Пусть не совсем хорошо, но — работает?

Вот как примерно по позициям можно «выразить» развитие кода неисправности №58 :
1 — нормальная работа двигателя на ХХ
1-2 — начало подклинивания муфты кондиционера
2-3 — «конкретное» подклинивание, двигатель вот-вот заглохнет
4-5 — ECU «увидел» неисправность и компенсирует падение оборотов

. прервемся немного в наших попытках рассуждения и вспомним другой случай, тоже связанный с кодом неисправности №58.
Ситуация простая: во время движения автомобиль или «дергался» или внезапно мог заглохнуть. После проведения диагностики оказалось, что вся причина заключается в. иммобилайзере. То есть, он был «вделан» в ключ зажигания, а ключ когда-то и кто-то «немного раздробил» и вся схема периодически замыкала (выходила из строя).
Здесь тоже возникал код неисправности №58 : » Избыточное количество воздуха на впуске«.
Что остается думать и предполагать?
1 — неправильный перевод с английского (некорректный перевод)
2 — перевод, в принципе, правильный, но «алгоритм мышления» японских программистов был, как всегда, по-азиатски изощренным.
3 — недоработанная программа определения кодов неисправностей, то есть, слишком запутанный ее алгоритм, построенный на «грани фола» — на гранях соприкосновения одной неисправности с другой.

. как мы предположили ранее, алгоритм определения данного кода неисправности базируется на сопоставлении двух величин: количества топлива и воздуха за единицу времени.
Посмотрим на рисунок:

рис.3
«Внутри» ECU все данные записываются и обрабатываются в виде «цифры», но нагляднее будет именно так.

1 — базовое соотношение «воздух-топливо»
2 — допустимое изменение в сторону уменьшения соотношения
3 — допустимое изменение в сторону увеличения соотношения
4 — границы допустимых изменений

В двух приведенных примерах мы говорили о том, что код неисправности №58 возникал именно тогда, когда менялся состав топливо-воздушной смеси.
Когда никакие корректировки (рис.3, позиции 2 и 3) уже не помогали и состав топливо-воздушной смеси в какой-то момент становился критически недопустимым. А именно:
В случае с кондиционером время открытия форсунок сначало «падало» ниже допустимой величины в 0.3 ms , а потом через некоторое время «пересекало» верхний допустимый уровень времени открытия форсунок в 0.8 ms .
В случае в иммобилайзером происходило временное отключение форсунок (по всей видимости иммобилайзер был, кроме всего прочего, «завязан» и на них?).
Второй случай полностью «вписывается» в нашу теорию, а вот первый. немного «не дотягивает». Или можем его «дотянуть» мы, если предположим, что ECU четко зафиксировал «падение» времени открытия форсунок ниже 0.3 ms .
Тогда описание кода неисправности : » Избыточное количество воздуха на впуске» нам подходит.
С натяжкой, конечно.
Потому что более определеннее будет сказать и прочитать этот код неисправности немного по-другому, например:
» Неэффективное количество воздуха для создания правильного состава топливо-воздушной смеси«.
Вот теперь, если нам «попадется» код неисправности №58, теперь можно будет более, как нам кажется — целенаправленнее искать причину возникновения данной неисправности и не «бродить вокруг да около».

Источник

ДВИГАТЕЛЬ GDI: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, РЕСУРС, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется автомобильной системой впрыска топлива с технологией GDI (непосредственный впрыск топлива), для чего она нужна и как осуществляется ее функционирование. Кроме того, расскажем про основные особенности технологии, каким образом работает топливный насос в системе, чем впрыск топлива такого типа отличается от других и какая польза или вред автомобильному двигателю от GDI. В заключении мы поговорим, о том какие задачи выполняет система впрыска GDI в силовой установке транспортного средства, из каких узлов она состоит и каковы ее конструкторские особенности.

Для того, чтобы понять, как функционирует автомобильная система с технологией непосредственного впрыска топлива (GDI), необходимо знать ее конструкторские особенности, из каких элементов она состоит, а также какие функции и задачи выполняет в силовой установке транспортного средства. Данные вопросы мы и обсудим в нашем рассказе, чтобы получить исчерпывающее представление о принципе работы автомобильной топливной системы с непосредственным впрыском. Кроме того, рассмотрим часто задаваемый вопрос многими автовладельцами: “Чем отличается система с непосредственным впрыском топлива GDI от классических топливных технологий?”.

Читайте также:  Что лучше залить в двигатель минералку или синтетику

1. Особенности и принцип работы системы впрыска топлива GDI

Двигатель оснащенный топливной системой с технологией впрыска GDI (Gasoline Direct Injection) – это бензиновая силовая установка с прямым или непосредственным впрыском топлива. Силовые установки с аббревиатурой GDI производятся, как правило, только японскими и корейскими автопроизводителями, такими как Mitsubishi, Toyota, Nissan, Kia и Huyndai, а также компанией Bosch (только топливные узлы). Примером современного двигателя с технологией прямого впрыска топлива может служить мотор с маркировкой T-GDI от компании Киа, который устанавливается на Киа Спортейдж 4-го поколения с объемом двигателя 1.6 литра с турбонагнетателем.

Если погрузится в история двигателестроения, то идея постройки силовой установки с прямым впрыском топлива в рабочую область цилиндров появилась еще в конце 80-х годов 20 века, однако массовый вариант GDI впервые был представлен публике только в середине 90-х годов, все того же века. Двигатели с технологией прямого впрыска, как правило, чаще всего встречаются на автомобилях марки Митсубиши, которая в какой то степени стала первопроходцем в этом направлении. Самой первой моделью на планете с таким мотором стала модель Митсубиши Галант 1996 модельного года, которая получила на то время атмосферную бензиновую силовую установку с объемом в 1.8 литра.

Система прямого впрыска топлива или GDI применяется в основном только на бензиновых силовых установках, причем последних поколений с целью повышения их экономичности, а также увеличения мощности. Такая система, как мы отметили ранее предполагает непосредственный впрыск бензина напрямую в камеры сгорания цилиндров двигателя. В дальнейшем в камерах сгорания происходит смешение топлива с воздухом и образование топливно-воздушной смеси.

Отличительной особенностью силовых установок с технологией прямого впрыска топлива GDI является наличие 2-ух насосов в топливной системы:

– стандартный электрический бензонасос, который располагается в топливном баке автомобиля;

– топливный насос высокого давления или ТНВД с механическим приводом от двигателя.

Решение производителя применить в системе два бензонасоса является аналогом принципа подачи топлива в двигателе с дизельным типом действия. В силовых установках с прямым впрыском GDI, давление подачи топлива составляет в диапазоне от 45 до 50 бар, в то время, как в классических бензиновых моторах оно составляет в районе 3-5 бар.

Двигатели с прямым впрыском имеют множество конструкторских различий, благодаря чему они делятся на 2 основных направления :

– силовые установки для потребления на внутреннем рынке;

– силовые установки для экспорта в зарубежные страны.

Главными отличиями в конструкции таких моторов являются особенности исполнения топливного насоса высокого давления и устройство системы бензинового впрыска в камеры сгорания цилиндров. Например версии двигателей для Японии или Кореи имеют следующие 2 основных режима впрыска топлива прямого действия :

Режим сверх бедной топливно-воздушной смеси : предполагает функционирование двигателя на смеси, которая имеет соотношение в диапазоне от 37 к 1 до 43 к 1, следовательно показатели означают количество воздуха к объему топлива. Такой режим работы поддерживается электронным блоком управления двигателем на умеренных скоростях до 125 километров в час, с учетом плавного разгона силовой установки, то есть без резких нажатий на педаль газа водителем. В этом режиме, система прямого впрыска топлива обеспечивает максимальный крутящий момент мотора. В процессе работы форсунки впрыскивают топливо в тот момент, когда поршень находится на такте сжатия и при этом еще не дошел до верхней мертвой точки двигателя. Подача горючего инжектором в данном случае осуществляется, как однородная струя и после которой образуется завихрение потока по часовой стрелке для оптимального смешивания с воздухом в камере цилиндра.

Режим стехиометрической топливно-воздушной смеси : предполагает стехиометрический состав смеси топлива, а также воздуха, который поступает в камеры цилиндра. Данный режим работы активизируется тогда, когда силовая установка находится под нагрузкой, например при движении на высокой скорости или буксирование прицепа, а также при езде в гору.

Кроме вышеописанных нюансов двигателей с системой впрыска GDI, их отличительной чертой еще является иная работа во время холостого хода и прогревания автомобиля. Электронный блок управления двигателем динамично производит изменение режимов сверх бедной топливно-воздушной смеси и стехиометрического режима во время работы силовой установки на холостых оборотах, при этом условно продувая цилиндры.

Особенностью повышения холостых оборотов мотора в момент до 900-1000 оборотов в минуту является плавный переход между вышеописанными режимами. Такая смена режимов функционирования системы впрыска GDI в оптимальном варианте должна происходить в среднем 1 раз в 4 минуты. Справочно заметим, что все режимы переключаются под управлением электронного блока. Что касается комфорта водителя при смене режимов и изменений в работе силовой установки, то они почти не ощущаются.

Читайте также:  Вездеход своими руками с двигателем от бензопилы

Относительно токсичности и выхлопов отработанных газов, двигатели с системой впрыска с технологий GDI оснащены специально разработанными катализаторами, которые функционируют на сильно обедненной топливно-воздушной смеси. В итоге уровень окислов азота в отработанных газах такой силовой установки укладывается в рамки экологических норм Евро-3. Отметим, что высокое содержание серы, которое часто содержится в бензине, довольно быстро выводит из строя и приводит к поломкам каталитический нейтрализатор.

2. Режимы функционирования двигателя с системой впрыска GDI

По своей конструкции двигатель с системой впрыска GDI почти ничем не отличается от бензинового и дизельного мотора. Справочно отметим, что в такой силовой установке, в каждом цилиндре имеется свеча зажигания и форсунка, а топливо направляется в камеры сгорания цилиндров насосом высокого давления (ТНВД) под давлением в 5 МегаПаскаль. Форсунки при этом обеспечивают 2 разных режима впрыскивания топлива.

Система прямого или непосредственного впрыска GDI, как мы описывали ранее функционирует в 2-ух основных режимах, в зависимости от динамики движения транспортного средства. Во-первых , функционирование на сверх бедных смесях, этот режим используется при небольших нагрузках и спокойной городской или загородной езде на скоростях до 120 километров в час. Топливо подается в камеры цилиндра примерно таким же образом, как в дизельных двигателях, в конце такта сжатия смеси. Однако система впрыска GDI в таком режиме разительно отличается от послойной системы FSI.

При первом режиме работы наиболее обогащенное топливом облако оказывается в области свечи зажигания и довольно быстро воспламеняется, поджигая при этом бедную или слабо обогащенную топливно-воздушную смесь, которая находится в камере сгорания цилиндра. В результате чего силовая установка оптимально функционирует даже при общем содержании топлива к воздуху в цилиндре в соотношении 1 к 40 соответственно.

Во-вторых , работа силовой установки на 2-ом режиме, под названием стехиометрическая смесь осуществляется при интенсивной езде и высокоскоростном загородном движении. При стехиометрический составе топливно-воздушной смеси воспламенение происходит без задержек и проблем. Впрыск в таком режиме происходит в процессе такта впуска. Топливо направляется в камеры цилиндров коническим факелом и далее просто распыляется, а затем испаряется, при этом охлаждает воздух в рабочей области узла двигателя. Благодаря охлаждению происходит уменьшение вероятности детонации и калильного зажигания.

В-третьих , у системы прямого впрыска GDI имеется еще один, 3-ий режим функционирования, который реализует непосредственно сама система управления. Этот режим позволяет повышать момент силовой установки в то случае, если мы двигаемся на небольших оборотах, при этом резко нажимая на педаль акселератора. Если мотор работает на малых оборотах, а в него резко подается обогащенная топливно-воздушная смесь, вероятность детонации резко повышается. Вот поэтому впрыск топлива в таком режиме происходит в 2 этапа.

В таком режиме небольшое количество топлива направляется в цилиндр на такте впуска и при этом производит охлаждение воздуха в рабочей области узла. В этот момент также происходит заполнение цилиндра сверх бедной топливно-воздушной смесью, в соотношении 50 к 1 (воздух к топливу), в которой процессы детонационного характера не происходят. После этого, в заключении такта сжатия, направляется струя топлива, которая обеспечивает доведение соотношения воздуха и топлива в камере сгорания цилиндра до обогащенного или в равного 10-12 к 1 (воздух к топливу). А на саму детонацию времени у системы в этом режиме просто не остается, потому она и не происходит совсем.

В заключении отметим, что в целях профилактики на силовых установках с системой впрыска GDI рекомендуется производить регламентную замену свечей зажигания каждые 15-30 тысяч километров пробега, а также примерно 1 раз в 30 тысяч километров пробега делать очистку впускного коллектора от нагара и сажи на его стенках. Кроме того, периодически необходимо диагностировать состояние инжекторов, проверять качество распыления топлива и делать прочистку форсунок. Благодаря созданию двигателей с системой прямого впрыска GDI инженерам удалось поднять степень сжатия мотора до 12 пунктов в соотношение воздуха к топливу в смеси и при этом силовая установка без проблем способна работать на не обогащенной или бедной смеси. По сравнению с классическим бензиновым двигателем, моторы с GDI расходуют примерно на 9 процентов меньше топлива, выдают на 11 процентов больше мощности и в среднем на 25 процентов меньше вырабатывают отработанных газов.

Источник

Adblock
detector