Бензиновый двигатель непосредственного впрыска

Бензиновый двигатель непосредственного впрыска был изучен нами на примере автомобиля Corona Premio. На данном авто он получил кодовое название 3S и обозначается аббревиатурой D4. Конечно, полностью понять конструкцию такого движка, изучив одно авто, сложно. Но кое-что выяснить нам все же удалось.

 

Итак, давайте обратимся к устройству двигателя 3S-FSE. Это агрегат, оснащенной системой непосредственного впрыска топлива. То есть, впрыск подается прямо в камеру сгорания. Таким образом, все процессы обеднения смеси, выброса вредных веществ в атмосферу, реализации режима мощности и так далее происходят непосредственно с этой системой впрыска. Конечно, для такого вида бензинового двигателя инженеры поменяли фазы газораспределения, так как его цилиндры необходимо было обогатить воздухом. Здесь используется режим газораспределения VVT-i. Кроме того, сечение впускного коллектора также было доработано.

 

Данный бензиновый двигатель может работать в экономичном режиме, если он на холостом ходу. При этом топливно-воздушная смесь находится в пропорции 25 к одному. Приборная панель явно показывает нам, что двигатель использует режим ECONOM. Импульс форсунок в таком режиме работы равен 0,6 мс. Если нагрузка на движок начинает становиться больше, то включается режим мощности. Топливно-воздушная смесь меняет свою пропорцию на 13 к одному.

 

Необходимость поступления большего количества воздуха в цилиндры заставила инженеров увеличить время открытия клапанов. При этом, клапан VVT-i также подключается к работе. Его функция заключена в открытии масляного канала, а также изменения газораспределительных фаз. Непосредственно механизм, который позволяет менять фазы газораспределения, находится под крышкой рядом с топливным насосом. Здесь используется топливный насос высокого давления.

 

Клапан VVT-i является одним из самых надежных. Его конструкция продумана так, что поломка может образоваться лишь в одном случае – если лопнет его обмотка. Данный клапан имеет очень широкие каналы, которые никогда не закоксовываются (разве что при использовании солидола вместо масла).

 

Мы уж упоминали, что сечение впускного коллектора на этом движке также нестандартное. Сделано это все с той же целью насытить цилиндры воздухом. Для этого здесь и существует система переменного сечения впускного коллектора, которое сожжет регулироваться. Коллектор содержит в себе вал и заслонки, открытие которых происходит настолько, насколько в данный момент требуется движку. Заслонки подключены к электродвигателю, который открывает и закрывает их. Само положение, в котором должна находиться заслонка в данный момент, определяется специальным датчиком, имеющим три проводника. Вал заслонки частенько закоксовывается и может заклинивать. Электродвигатель подключен к заслонкам при помощи червячной передачи, но это не спасает от заклинивания в определенные моменты. Как итог – движок со временем начинает работать чуть хуже обычного, обороты холостого хода могут стать неустойчивыми. На деле мы пока этого не видели, так что рассматриваем лишь такую возможность. Реальность в том, что закоксовываться этот узел будет совершенно точно. Это проверено уже не на одной машине. Да и подлезть к этому узлу всегда проблематично. Когда начинаешь искать его впервые, на это может уйти несколько часов. Со временем, конечно, привыкаешь.

 

Чтобы снизить количество вредных выбросов в атмосферу на данном движке используется система рециркуляции, названная EGR System. Главный узел данной системы – сервомотор. С ним так же частенько случаются проблемы, которые в основном, идут от закоксовывания клапана. Его загрязнение позволяет выхлопным газам проникать во впускной коллектор. Сервомотор на этом двигателе вделан почти так же, как сервомотор от ММС. В качестве электрики здесь использовано четыре обмотки с сопротивление 34-38 Ом. Управление сервомотором происходит при помощи импульсных сигналов.

 

Еще одно достаточно уязвимое место на этом типе мотора – узел заслонки дросселя. Сейчас большинство движков делаются с узлами, похожими на этот. Здесь имеется датчик положения педали акселератора, который сам измеряет, насколько сильно нажата педаль газа водителем в данный момент.  Датчик передает сигнал на электронный блок управления двигателя, а тот, в свою очередь, сигнализирует на электрический двигатель дроссельной заслонки. Далее датчик положения заслонки дросселя регулирует то, насколько ее нужно открыть. Отрегулировать эту систему очень трудно. Сами датчики частенько могут сбоить, кроме того, может поломаться электродвигатель или его элементы. Обороты холостого хода мастера частенько пытаются регулировать при помощи упорных винтов. Это очень сложная процедура, но дает она бесценный опыт обращения с этой системой. Левый упорный винт должен выходить за корпус дроссельной заслонки на 8,7 миллиметров. Расстояние от корпуса до дроссельной заслонки - 0,15 миллиметров. Правый упорный винт должен торчать от заслонки на 7,2 мм.

 

Закрепив упорные винты можно приступать к регулировке электроники. Датчик положения педали акселератора прикреплен на жесткое крепление, поэтому отрегулировать его работу не получится. Но обязательно необходимо отрегулировать датчик положения дроссельной заслонки. Вот алгоритм действий, которые при этом производятся: 

 

- необходимо включить зажигание не заводя двигатель

 

- ищем второй снизу контакт и подключаем к нему вольтметр. После этого подключения электродвигатель дроссельной заслонки затихает, это даже слышно. Может быть, происходит это от того, что цепь шунтируется вольтметром.

 

- необходимо выставить показатель напряжения 2,17 В (речь здесь идет именно о том автомобиле, который мы взяли за пример -  Corona-Premio). Наверное, для каждого автомобиля это будут разные показатели.

 

С этой машиной нужно быть как можно более осторожным – испортить регулировки здесь пара пустяков. Это можно сделать даже случайно, если залезть в движок. А если уж настройки собьются, то это обеспечит вам кучу работы, и довольно сложной. Главное – это отрегулировать узел, как описано выше, тогда все начнет работать правильно.

 

Теперь обратимся к еще одному уязвимому месту данного мотора – системе холодного пуска. Она существенно отличается от тех систем, что мы видим на других движках. Если на других двигателях система включает в себя датчик холодного пуска, то здесь все не так. Имеется форсунка холодного пуска, которая начинает работать по сигналу с электронного блока управления. На блок передает данные сигнал от датчика температуры охлаждающей жидкости. И самой слабое место в этой цепочке – именно форсунка холодного пуска, она страдает от поломок чаще всего. Необходимо периодически очищать ее ультразвуком.

 

Также не совсем привычный элемент бензинового двигателя непосредственного впрыска  – датчик давления топлива. Это обыкновенный трехпроводной датчик. Его задача – передавать сигналы на электронный блок управления, если давление в рейке становится слишком большим. Давление необходимо контролировать, так как оно оказывает влияние на количества топлива в цилиндрах. Также здесь существенную роль играет длина импульс форсунки.

 

Если в топливной рейке давление недостаточное, то мотор работать не начнет. При этом система осуществляет блокировку форсунок. Правда, это предположение, здесь сложно понять суть. Еще один интересный факт – если померить напряжение в конце топливной рейки, можно косвенно определить, каков показатель давления во всей рейке. Нормальный показатель напряжения должен быть на уровне от 1,8 до 2,0 В.

 

Как уже упоминалось, здесь используется топливный насос высокого давления. И он также приводит в образованию большого количества проблем. Для начала, нужно разобраться в его устройстве.

 

Топливный насос высокого давления работает, прежде всего, для того, чтобы поддерживать какой-то уровень давления во всей топливной магистрали. Величина степени сжатия для данного движка имеет показатель 12 кг/см2. При наличии такой цифры топливо должно каким-то образом распыляться. Отсюда следует, что в топливной магистрали необходимо обеспечить такой показатель давления, который будет больше этой цифры в несколько раз. Примерное давление, которое должно в магистрали возникнуть – это 40-50 кг/см2. Говорят, были случаи, когда на таких машинах измерялось давление в 120 кг/см2.

 

Теперь главный вопрос – как добиться такого показателя давления? Именно эту задачу и выполняет рассматриваемый нами насос. Топливо поступает из бака посредством обыкновенного погружного насоса. При этом, показатель давления топливной магистрали составляет 4 кг/см2. Далее начинает работу насос высокого давления, управляемый кулачком распредвала.

 

Разобрав сам это чудо-насос, видим следующее. Для начала, корпус. Внутри него путем прессовки вмонтирована плунжерная пара. Кроме того, в корпус вмонтирован сальник довольно необычного вида. Внешне он напоминает маслоотражательный колпачок, только более навороченный. Его задача – снимать масло со штока плунжера (с одной стороны). Есть здесь и второй сальник, который служит для того, чтобы топливо не прорвалось.

Состоит насос из следующих компонентов:

1. Плунжерный шток, имеющий пружину, а также опорный цилиндр и шайбу. Шток этот соединен с кулачком распредвала.
2. Магистраль высокого давления заканчивается входным штуцером, который отпирается и запирается при помощи клапана.
3. Демпфер пульсации топлива.
4. Шайба. Она соединена с кулачком распредвала посредством штока. Шайба приводится в движение и нагнетает необходимое давление в топливной магистрали, а также в рейке.
5. Электромагнитный клапан.

Самой уязвимой деталью среди всех вышеперечисленных является шток плунжера. Он может со временем выработаться, допустив проникновение топлива в масляную систему. Однако, попадание топлива в масло грозит следующими вещами:

 

- Двигатель будет заводиться нормально, но его работа будет полностью зависеть от степени перегрева. Как только система начнет нагреваться, появятся перебои в работе движка. Нормальная работа двигателя непосредственного впрыска с небольшими сбоями может держаться до повышения температуры до 82 градусов.

 

- При высокой температуре движок будет чувствовать себя почти нормально на холостых оборотах. Правда, повысить обороты не удастся. Система будет неизбежно опускать их до 1000 об/мин, и выше эта цифра не поднимется. Причем, повышение температуры будет неизбежно провоцировать скачкообразное изменение показателей количества оборотов.

 

- Скачкообразное изменение показателей оборотов приведет к тому, что на сервомотор рециркуляции все время будет подаваться сигнал управления.

 

Способов исправить такую поломку пока не нашли, поэтому в этом случае имеет смысл просто установить новый насос высокого давления. После этого обязательно надо промыть всю масляную систему, залить свежее масло и очистить свечи.