е, кроме двигателя, исправно. Ведь плохо растормаживающиеся или недокачанные колеса (а также колеса другой размерности), отсутствие «овердрайва» или просто недолив топлива на автозаправках тоже ведут к его «перерасходу». Но это совершенно другая тема. Когда владельцы автомобилей обращаются к нам, жалуясь на чрезмерный (по их мнению) расход топлива, мы отправляем их в центры инструментального контроля. Здесь им предстоит измерить содержание СО в выхлопных газах на холостом ходу, при 2000 об/мин и при 3000 об/мин (примерно), чтобы выяснить, сжигает двигатель весь бензин или нет. Если весь – то заниматься надо чем угодно, но не регулировкой двигателя. Если же содержание СО в выхлопных газах выше нормы, которая указана на табличке, приклеенной изнутри капота, – в перерасходе топлива виноват двигатель, значит, приезжайте к нам, будем регулировать. Мы могли бы и сами измерить содержание СО в выхлопных газах, но наши газоанализаторы, вынужденные при регулировке двигателей работать много часов изо дня в день, давно нуждаются в поверке. Чтобы при таком интенсивном режиме измерений показания газоанализаторов были точными, их пришлось бы чистить и поверять каждую неделю, тогда как в центрах инструментального контроля, где не занимаются регулировкой, газоанализаторы, работающие несколько минут в день, всегда чистые и поверенные. Поэтому мы (впрочем, не только мы, аналогичная ситуация наблюдается во многих автомастерских) и не беремся точно измерить содержание СО. Мы можем лишь сказать: «стало больше» или: «стало меньше на столько-то процентов».
Итак, перерасход топлива. Первое, что вы должны проверить, – это мощность двигателя. Любое снижение мощности двигателя автоматически вызывает перерасход топлива. Не важно, каким способом вы будете измерять мощность, выполните стояночный тест или рванете с кем-то от светофора. В своем городе также вы можете найти более-менее крутой подъем и на нем сравнить свою машину с другими, желательно с таким же объемом двигателя, и после этого сделать вывод о мощности своего автомобиля.
Стояночный тест – это одна из проверок, рекомендуемых фирмами-изготовителями, для диагностики автомобилей с автоматической коробкой передач. Вообще-то проведение стояночного теста довольно опасная процедура: при неисправной тормозной системе автомобиль может поехать вперед (или назад, если тест проводится на задней передаче). Поэтому все руководства рекомендуют следить за тем, чтобы перед автомобилем при проведении стояночного теста было свободное пространство, а под колеса подложены упоры.
Схема подключения тахометра.
Если на щитке приборов нет штатного тахометра, при регулировке двигателя можно использовать выносной тахометр. Его можно подключить к «минусу» катушки зажигания или к специальному контакту «IG» на диагностическом разъеме.
Чтобы провести этот тест, надо сделать следующее.
1. Прогрейте двигатель и коробку передач. Для этого прокатитесь на машине несколько километров.
2. Включите ручной тормоз.
3. Левой ногой нажмите на педаль тормоза.
4. Включите положение «D».
5. Правой ногой резко и полностью надавите на педаль газа.
6. Держите педаль газа не более 5 секунд (и чем меньше, тем лучше). Следующий тест делать не ранее чем через 10 минут. В противном случае возможен чрезмерный перегрев жидкости (масла) в автоматической коробке передач и, как следствие, ее поломка.
Во время проведения теста вы можете получить следующие результаты.
• Автомобиль «ползет», его тормоза скрипят. Вывод: неисправна тормозная система. К нашей теме это не имеет отношения, но все же.
• В момент набора оборотов наблюдается тряска двигателя, он как бы троит. Мы это явление называем «дробным» стартом. На дороге машина с таким дефектом как следует ехать не будет, мощность ее двигателя будет снижена. Вывод: скорее всего неисправна система зажигания. Начать ремонт следует с замены свечей зажигания, проверки высоковольтных проводов, наконечников свечей, крышки трамблера и так далее.
• Набор оборотов очень «вялый». Вывод: вероятно, у двигателя позднее зажигание или неисправна катушка зажигания с коммутатором.
• Набор оборотов происходит с задержкой, как говорят специалисты, имеется «провал» газа. Вывод: у двигателя или слишком позднее зажигание, или слабая мощность искры, или засорены инжекторы, или не происходит требуемого обогащения топливной смеси при ускорении.
• Через 2 секунды обороты бензинового двигателя меньше 2100 об/мин. Вывод: двигатель не развивает полной мощности. Или в гидромуфте срезаны шлицы направляющего аппарата. В последнем случае после 80 км/ч, когда сработает система «Lock up», автомобиль будет очень динамичным и легко может разогнаться до максимальной скорости.
• Через 2 секунды обороты двигателя более 2800 об/мин. Вывод: скорее всего в автоматической коробке передач уже имеется пробуксовка. Это также не имеет отношения к нашей теме.
Полностью исправная машина с бензиновым двигателем любого объема при проведении стояночного теста тут же (примерно через секунду) покажет на тахометре 2100–2200 об/мин или чуть больше. Машина с дизельным двигателем – 2000 об/мин. Машина с дизельным двигателем и турбиной – 1800 об/мин, но тут же за счет турбины идет «дотяжка» до 2200 об/мин и чуть больше. По этой «дотяжке» можно сразу сделать вывод об исправности турбонаддува.
Типичный топливный фильтр двигателя с впрыском топлива.
Отворачивая болты крепления топливных трубок от корпуса топливного фильтра, правильно (б) устанавливайте ключи. Это позволит вам не пораниться, облегчить себе работу и не сломать при этом кронштейн фильтра. Если ключи установлены правильно, болт можно отвернуть, сжав ключи одной рукой. Если ключи установлены неправильно (а), то подорвать винты тяжелее.
После смены фильтра могут возникнуть следующие проблемы:
• корпус нового фильтра касается кузова автомобиля, поэтому в салоне ощущается вибрация, возникающая при работе топливной системы;
• фильтр оказался поддельным, внутри его отсутствует демпфирующая емкость, в салоне будет чувствоваться вибрация, возникающая при работе топливной системы.
Стояночный тест – достаточно объективный показатель для диагностики двигателей, но он все-таки требует наличия некоторого опыта. Поэтому приведенные цифры можно считать только ориентировочными. И еще. Несколько раз нам встречались дизельные машины с тестом всего около 1700 об/мин, но динамика этих машин, по заявлениям их владельцев, была отличной. Правда, у них у всех гидромуфты были недавно отремонтированы, а насколько при этом были соблюдены все размеры и с какой точностью – неизвестно.
Самая частая причина снижения мощности у бензиновых двигателей (речь не идет о тех случаях, когда машина вообще не едет, например из-за забитой сеточки топливоприемника в бензобаке или из-за «зажатых» клапанов; последний дефект «популярен» у двигателей серии «Е» фирмы «Toyota» и у 4-цилиндровых двигателей автомобилей «Suzuki Escudo») – слишком позднее зажигание. Следует учитывать, что у современных двигателей с впрыском топлива поворотом трамблера (конечно, если вы таковой вообще обнаружите) выставляется только начальная установка опережения зажигания. А в процессе работы опережением зажигания занимается уже блок управления двигателем (компьютер) по специально рассчитанной для данного автомобиля программе. И угол опережения зажигания зависит не только от оборотов двигателя и его нагрузки.
У дизельных двигателей снижение мощности наиболее часто обусловлено или нехваткой топлива, или нехваткой воздуха, поступающего в цилиндры.
Если мощность вашего автомобиля, как вы считаете, вполне приемлема, необходимо проверить рабочую температуру двигателя. Стрелка указателя температуры двигателя на щитке приборов должна быть точно посередине шкалы. Водитель, находясь в салоне, может и не заметить небольшого отклонения стрелки, тогда как блок управления двигателем учитывает буквально каждый градус.
И чем холоднее двигатель, тем шире импульсы для инжекторов будет давать блок управления двигателем (компьютер), тем больше бензина влетит в цилиндры двигателя. Точно измерить температуру двигателя можно в автомастерской (если у них есть чем ее измерять). Но здесь возникают проблемы. Как только автомобиль остановился, температура двигателя начинает снижаться. Открыли капот – температура снизилась еще больше. Кроме того, сам двигатель нагревается неравномерно, например, головка блока возле выпускного коллектора будет на пару десятков градусов теплее, чем рядом с впускным коллектором. И самое главное. Никто не знает, какой должна быть температура в том или ином месте; например, температура головки блока цилиндров может быть 100 °C, может 110 °C. Во многих мастерских для оценки температуры двигателя используют результаты измерения сопротивления термодатчика и, сравнив их с его техническими параметрами, делают вывод о температурном режиме двигателя. Мы предлагаем другой способ. Зафиксируйте время, в течение которого прогревается двигатель. Если морозным утром вы запустили двигатель, и через 10 минут стрелка указателя температуры уже находится примерно посередине шкалы, то скорее всего у вашего автомобиля с температурой двигателя все в порядке. Если нет, то нужно скорее всего менять термостат.
Итак, с температурой двигателя у вашего автомобиля тоже все в порядке. Попробуйте тогда заменить воздушный и топливный фильтры. Впрочем, их засорение уже сказалось бы на мощности двигателя. Как и плохое качество моторного масла. Также следует проверить компрессию, не снижена ли она. Если компрессия ниже требуемой, то надеяться на низкий расход топлива не стоит.
Следующий этап борьбы за экономию топлива – опрос памяти блока управления. Это можно сделать самостоятельно, включив режим самодиагностики, или посетить приличную автомастерскую, где проделают то же самое. Случаи, когда компьютер фиксирует неисправности, вызывающие перерасход топлива, хотя и редко, но встречаются. В этой ситуации следует просто заменить неисправные датчики или проверить их цепи. В качестве примера приведем такой случай. Приходит машина «Mitsubishi Galant» с двигателем G-63В, с впрыском топлива, твинкамовской головкой и двумя катушками зажигания. Владелец жалуется, что его двигатель не держит обороты холостого хода и глохнет. Запускаем двигатель – он работает на 1500 об/мин, причем очень неустойчиво. Винтом регулировки величины холостого хода снижаем обороты примерно до 1000 об/мин и наблюдаем еще более неустойчивую работу двигателя. Такое впечатление, что все свечи зажигания абсолютно неисправны или неисправны обе катушки зажигания. Спрашиваем: «Свечи меняли?» Ответ: «Да, час назад, в соседнем авторемонте. Там их все заменили, и ничего не изменилось». Час – это хорошо, это значит, что все они еще свежие и по их еще белым изоляторам сразу будет видно, как какая свеча работает. Тут же все свечи зажигания выкручиваем и видим, что их изоляторы покрыты толстым слоем копоти. При такой копоти ни одна свеча зажигания в принципе не может работать. И такая копоть может образоваться лишь в том случае, если бензин в цилиндры подается «рекой». Сделав такой вывод, мы подсоединили вольтметр к разъему самодиагностики и прочитали код 12 – неисправность датчика потока воздуха, а по его командам компьютер вполне может пустить «реку» бензина в цилиндры. После этого нам осталось только приобрести на разборке исправный датчик и поставить его.
Но чаще всего бывает так, что в машине все вроде бы исправно, все соответствует техническим требованиям, а расход топлива повышенный. Что же делать? Мы рекомендуем вам последовательно проверить:
• исправность датчика кислорода;
• исправность датчика положения дроссельной заслонки;
• исправность датчика температуры двигателя;
• исправность системы зажигания;
• исправность инжекторов;
• исправность датчика потока воздуха, если он есть;
• исправность датчика давления во впускном коллекторе, если он есть.
Следует заметить, что почти все параметры двигателя влияют сразу на несколько датчиков. Например, у двигателя может быть выставлено опережение зажигания 15° при норме 10°. Кажется, все в его работе отлично, но из-за этой разницы в 5° величина вакуума во впускном коллекторе будет ниже, датчик вакуума тут же ее измерит, и сигнал с него увеличится. В ответ на это блок управления увеличит и ширину импульсов управления инжектором. Кроме того, опережение зажигания влияет на температуру выпускных газов, а от этой температуры зависит и величина сигнала от датчика кислорода. Да, еще об опережении зажигания. Фирмы-изготовители для своих двигателей устанавливают опережения зажигания не только исходя из детонационной стойкости мотора и его максимальной мощности, но и руководствуясь требованиями экологов. Поэтому и наблюдается такое явление: двигателю, согласно «пожеланиям» фирмы-изготовителя, требуется опережение зажигания, например 10°, ему, чтобы добавить «резвости», устанавливают 15°, заливают не самый лучший бензин, а явных детонационных стуков нет. Но то, что при этом состав выхлопных газов не входит ни в какие нормы, – никого не интересует.
Итак, одной из основных причин перерасхода топлива у исправной в целом машины является плохой датчик кислорода, который называют также «лямбда-зонд» или «02 sensor».
У двигателя с впрыском бензина, как известно, расход топлива зависит от ширины импульсов на инжекторах. Чем шире импульс, тем больше топлива влетит во впускной коллектор. Ширину управляющих импульсов, поступающих на инжекторы, задает блок управления двигателем (блок EFI). При этом блок управления двигателем руководствуется показаниями различных датчиков (датчики, показывающие температуру воды, угол открытия дроссельной заслонки и т. д.), но он «не знает» точно, сколько бензина будет подано через инжекторы на самом деле. Вязкость бензина может быть разной, инжекторы слегка засорились, по какой-то причине чуть изменилось давление топлива и т. д. В то же время все современные автомобили в выпускном тракте имеют катализатор. Эти катализаторы (2– или 3-компонентные) доокисляют вредные вещества выхлопных газов до приемлемого значения. Но успешно выполнять свою задачу эти катализаторы могут только при стехиометрическом соотношении топливной смеси, т. е. смесь должна быть не бедной и не богатой, а нормальной. Для того чтобы топливная смесь была нормальной, чтобы компьютер понял, что он делает, т. е. для обеспечения обратной связи, и служит датчик кислорода. Когда с него на блок EFI приходит слабый сигнал, это значит, что в выхлопных газах завышено содержание кислорода, т. е. смесь в цилиндрах бедная. В ответ на это блок управления двигателем тут же чуть увеличивает ширину импульсов на инжекторы. Топливная смесь становится богаче, и содержание кислорода в выхлопных газах снижается. В ответ на это снижение тут же увеличивается уровень сигнала с датчика кислорода. Блок EFI реагирует на увеличение сигнала с датчика кислорода, т. е. на обогащение топливной смеси, уменьшением ширины управляющих импульсов, идущих на инжекторы. Смесь снова становится бедной, и сигнал с датчика кислорода вновь слабеет. Таким образом, в процессе работы двигателя происходит непрерывное (с частотой 1–5Гц) регулирование состава топливной смеси. Но только до тех пор, пока датчик исправен. Этилированный бензин, низкая компрессия, «текущие» колпачки (да и просто время) убивают датчик кислорода, и интенсивность сигнала, поступающего с него, снижается. По этому снижению сигнала блок управления двигателем решает, что топливная смесь слишком бедная. Что он должен сделать? Правильно, увеличить ширину импульсов на инжекторы, буквально заливая при этом двигатель бензином. А сигнал с датчика кислорода не увеличивается, ведь датчик-то «мертвый». Вот вам и вполне исправная машина с повышенным расходом топлива.
Что же первое приходит на ум пытливому автовладельцу в этом случае? Конечно же, убрать этот датчик к чертовой матери. А самый простой способ – это, как поется в известной песне, «фельдшер, вырви провода». Теперь сигнал от датчика кислорода отсутствует вообще. Исходя из этого факта, блок EFI «понимает», что датчик неисправен, тут же записывает это в свою оперативную память, по внутренним цепям отключает неисправный датчик, включает на щитке приборов сигнал неисправности (поскольку эта неисправность считается мелкой, «сhеск» загорается не у всех моделей) и... включает обходную программу. Так блок управления двигателем поступает со всеми датчиками, сигналы от которых ему не нравятся. Задача обходной программы прежде всего состоит в том, чтобы автомобиль, невзирая ни на что (в том числе и на расход топлива), хоть как-то, но смог доехать до дома. Так что простое отключение датчика кислорода, как правило, не позволит сэкономить на заправках. В свое время мы пытались имитировать сигнал от датчика кислорода. Но компьютер не обманешь. Он тут же вычислил, что сигнал от датчика кислорода присутствует, но не меняется в зависимости от изменения ширины импульсов на инжекторах и режима работы двигателя. Далее со стороны блока EFI последовали все те же действия, что и при простом отключении датчика кислорода.
Однако следует заметить, что датчик кислорода мгновенно не «умирает». Просто сигнал с него становится все слабее и слабее. Состав топливной смеси соответственно все богаче и богаче. Так же следует учитывать, что величина сигнала с датчика кислорода, при всех прочих равных условиях, будет тем больше, чем горячее сам датчик. Поэтому некоторые конструкции даже предусматривают электрический подогрев чувствительного элемента датчика кислорода.
Измерение давления топлива.
Подключить манометр можно в месте подвода топлива к топливной линейке (как показано на рисунке), а также в месте подвода топлива к инжектору холодного пуска (он есть не у всех машин) и на выходе топливного фильтра. При снятии трубки с редукционного клапана (при работающем двигателе) давление топлива увеличивается на 0,3–0,6 кг/см2.
Проверка датчика кислорода.
В ходе этой проверки вы можете определить, цела ли спираль подогрева датчика кислорода. Этот датчик в выпускном тракте всегда первый от коллектора. Если к нему подходит только один провод, то подогрева у этого датчика нет.
Итак, при снижении сигнала с датчика кислорода выход один – заменить этот датчик. Возможны три варианта замены. Во-первых, купить (или заказать) новый оригинальный датчик кислорода, стоить он будет 200–300$ (цирконий и платина нынче дороги). Второй вариант – купить новый, но не оригинальный датчик. Его стоимость составит около сотни долларов, но величина сигнала изначально будет ниже процентов на 30, чем у оригинального датчика. Это нами проверено. Третий вариант – бывший в употреблении датчик с «контрактного» двигателя, т. е. двигателя без пробега по СНГ. Вариант недорогой, всего 5–10$, но всегда есть вероятность «пролететь», так как на датчике не написано, в каком он состоянии, а реально проверить это можно только на автомобиле, используя специальные приборы. Ведь мощность сигнала от датчика кислорода настолько мала, что обычный тестер без труда «садит» этот сигнал и уверенно показывает 0. Хотя встречаются умельцы, которые к вывернутому датчику кислорода подключают тестер и, нагревая сам датчик зажигалкой, демонстрируют отклонение стрелки прибора. На самом деле такая проверка недостаточна для того, чтобы сделать вывод об исправности датчика.
Покупка датчика на обычной разборке – это даже не вариант. Там они, хлебнувшие наших условий эксплуатации, как правило, совсем уже «мертвые».
Закончить эту часть грустной истории о расходе топлива хотелось бы следующей историей. Один владелец автомобиля «Pontiac Grand AM», которому мы сообщили все изложенное ранее по поводу датчиков кислорода и расхода топлива на его машине, решил поэкспериментировать с этим датчиком. Его эксперименты мы затем продолжили и, уничтожив несколько более-менее исправных датчиков, выяснили следующее. Если, вывернув датчик кислорода, при комнатной температуре поместить его минут на десять в концентрированную ортофосфорную кислоту, а затем хорошо промыть водой, датчик немного «оживает». Сигнал с датчика, восстановленного таким образом, иногда увеличивается до 60 % от нормы. Если увеличить время «купания» датчика, результаты будут хуже. Можно проводить эту операцию, не вскрывая датчик, а можно его и вскрыть. Для этого на токарном станке резцом срезаем защитный колпачок с дырками и помещаем в кислоту элемент датчика, который представляет собой керамический стержень с напыленными на него токопроводящими полосками (электродами). Эти полоски можно легко разрушить, если использовать наждачную бумагу (или растворить в кислоте). Идея же восстановления заключается в том, чтобы с помощью кислоты разрушить нагар и свинцовую пленку на поверхности керамического стержня, не повредив при этом токопроводящие полоски. Защитный колпачок датчика затем крепится на место с помощью одной капли нержавеющей проволоки в дуге аргоновой сварки.
Поскольку при нашей работе нам приходится диагностировать много машин, то у нас уже есть какая-то статистика. Из нее следует, что выход из строя датчика кислорода (лямбда-зонда) не всегда ведет к переобогащению топливной смеси. Параметры японских систем управления двигателем, как правило, подобраны очень точно, в отличие, например, от американских, и выход из строя датчика кислорода иногда вызывает даже снижение расхода топлива. Это происходит потому, что из-за различных причин у двигателя постоянно низкий расход топлива (может, фильтры инжекторов засорены, может, давление топлива чуть меньше нормы, может, еще что-нибудь), но в этом случае у двигателя слегка снижена мощность, ведь он все время работает на обедненной смеси. Пока датчик кислорода был целым, компьютер, руководствуясь его показаниями, делал топливную смесь оптимальной. Когда этот датчик «умер», компьютер включил обходную программу и перестал оперативно регулировать состав топливной смеси. А все параметры различных устройств, различных датчиков и т. д. в этом случае как раз обеспечивают работу двигателя на обедненных смесях. Конечно, в ущерб мощности, но ее, этой мощности, у японских двигателей всегда с избытком, и особых неудобств водителям это обычно не доставляет. У американских машин этого, как следует из нашей практики, нет. Когда у «японки» кончается датчик кислорода, расход топлива подпрыгивает примерно до 20 л (у 2-литрового двигателя) на 100 км.
У американской машины в этом случае из выхлопной трубы идет черный дым и расход более 25 л на 100 км. Но таких счастливчиков, у которых выход из строя датчика кислорода в двигателе вызывает лишь экономию топлива, немного.
Заканчивая рассказ о кислородном датчике, хочется отметить, что существуют машины с впрыском топлива, но без кислородного датчика. Это, как правило, старые машины, и там компьютер не «знает», сколько на самом деле бензина он льет в двигатель.
А для поддержания расхода топлива в приемлемых пределах у этих машин есть так называемый СО-потенциометр. С помощью этого устройства можно изменять ширину импульсов на инжекторах, ориентируясь на данные газоанализатора, подключенного к выхлопной трубе. Для этого, естественно, надо периодически посещать автомастерские, где имеются эти газоанализаторы. И в заключение хотелось бы упомянуть, что уже существуют фирмы, которые восстанавливают датчики кислорода. Они с помощью электрофореза в течение нескольких часов очищают керамику (диоксид циркония) датчика от нагара и свинца, после чего сигнал датчика становится не хуже, чем у нового неоригинального датчика.
