Диагностика систем впрыска топлива без обратной магистрали [0]

Системы без обратки (без обратного топливопровода, без сливной магистрали) можно обнаружить на многих поздних моделях автомобилей и грузовиков. "Без обратки" - означает, что эти системы имеют регулятор давления топлива внутри топливного бака. Это исключает необходимость в возвратном топливопроводе от топливной рампы в моторном отсеке для перенаправления избыточного топлива обратно в топливный бак.

Первые системы впрыска топлива без обратки появились в 1993 году на некоторых грузовых V6 и V8 двигателях Chrysler. К 1998 году все автомобили и легкие грузовики Chrysler имели их. В 1996 году Toyota анонсировала свою первую систему без обратки, за ней последовали General Motors и Ford в 1999-м. Honda запустила систему без обратки в 2001 году, и сегодня вы можете обнаружить системы впрыска без обратного топливопровода почти на всех новых автомобилях.

Система впрыска топлива со сливной магистралью

На более старых системах с обраткой топливный насос отправляет топлива двигателю больше, чем ему на самом деле необходимо. Избыточное топливо затем возвращается обратно в топливный бак через регулятор давления топлива и линию обратки. Это может увеличивать температуру топлива из-за того, что тепло собирается во время циркуляции через топливную рампу в моторном отсеке. Устранение обратного топливопровода поддерживает температуру топлива ниже и более высокой плотности для лучших показателей по экономичности и выбросам.

Система впрыска топлива без обратной магистрали

Как работает данная система подачи топлива

Система впрыска топлива без обратки управляет давлением топлива немного по-другому. Вместо использования в регуляторе мембраны с пружиной, положение которой зависит от вакуума, чтобы изменять подачу топлива, когда дроссель открывается или разряжение во впуске изменяется, регулятор давления в системах без обратки работает на постоянном давлении. Более старые системы с обраткой нуждались в изменении давления топлива для установления той же разницы давления для инжекторов, когда разряжение во впуске уменьшалось. Когда вакуум падает, регулятор увеличивает давление топлива для компенсации. А в системах без обратки в этом нет необходимости, потому что давление в топливной магистрали неизменно.

Механическая система без электронного регулирования

Итак, каким образом система компенсирует изменения от нагрузки двигателя и вакуума? Система без обратки использует модуль управления двигателем (ЭБУ, электронный блок управления) для регулирования подачи топлива. При этом, в переходных системах такого регулирования может и не быть. Датчик давления топлива расположен на топливной рампе, позволяя ЭБУ контролировать давление. Когда давление в топливной магистрали падает под нагрузкой или увеличением скорости, ЭБУ компенсирует это увеличением длительности впрыска и/или скоростью работы топливного насоса.

Некоторые системы, например у Ford, изменяют выходную производительность топливного насоса через изменение подачи напряжения на модуль топливного насоса (EKPM, электронный модуль управления топливным насосом). Когда необходимо больше топлива, скорость насоса увеличивается через увеличение ширины импульсов (по времени, скважности) сигнала напряжения на топливный насос (широтно-импульсная модуляция).

Система без обратки с электронным регулированием подачи топлива

Почему именно системы впрыска без обратки?

В более старых топливных системах с обраткой циркулирует большое количество топлива между двигателем и топливным баком. Это уберегает топливо от чрезмерного нагревания и кипения во время прохождения через рампу на двигателе (что может приводить к паровой пробке и тяжелому запуску, или полному отсутствию запуска в жаркие дни), но это также приносит большое количество тепла обратно в топливный резервуар. Тепло увеличивает испарение топлива внутри бака, и приводит к большей нагрузке на систему контроля за вредными парами (EVAP, система улавливания вредных паров топлива).

Работа системы контроля за испарениями состоит в том, чтобы собирать пары топлива, чтобы они не покидали топливный бак напрямую в атмосферу и не загрязняли ее. Пары топлива проходят по вентиляционному шлангу к угольному фильтру (адсорберу), который временно улавливает или хранит испарения. Затем пары покидают этот резервуар через контрольный клапан и направляются в двигатель, в тот момент, когда автомобиль начинает движение.

Проблема в том, что системы улавливания паров имеют ограниченную вместимость и не могут собрать столь много испарений. Если топливо становится горячим и давление паров нарастает в топливном баке, это может переполнить резервуар адсорбера и перегрузить способности системы улавливания, создав потенциальную проблему выбросов.

На новых автомобилях с OBD II, данная система бортовой диагностики необходима для наблюдения за утечками паров из топливной системы. Если топливо в баке становится слишком горячим или приводит к росту избыточного давления, это может привести к утечкам, что отобразит лампа неисправности на приборной панели и запишется диагностический код неисправности (DTC). Более того, в Соединенных Штатах Америки Агентство по защите окружающей среды определило лимиты по выбросам испарений, сделав еще более важным контроль за давлением паров топлива в топливном баке.

С системами без обратки нет обратного топливопровода и нет циркуляции топлива обратно в топливный бак из двигателя. Следовательно, по этой причине нет нагревания топлива в баке и давление паров не увеличивается при управлении автомобилем. Это уменьшает риск чрезмерного нарастания давления внутри топливного бака, утечек испарений, и ошибок в системе OBD II.

Другие отличия систем впрыска топлива без обратки

Еще одним отличием является то, что системы без обратки обычно работают под большим давлением, чем системы с обраткой. Это необходимо для уменьшения риска закипания топлива и паровой пробки в топливной рампе во время жаркой погоды (т.к. здесь нет рециркуляции топлива от двигателя обратно в бак для поддержания топливной рампы прохладной).

Системы без обратки очень чувствительны к топливному давлению, и если давление чуть выше спецификаций, это может быть достаточным для появления проблем при движении или проблем с выбросами.

Давление топлива в системах без обратки можно измерить обычным способом путем подсоединения тестера давления с манометром к штуцеру с клапаном на топливной рампе, или вы можете воспользоваться диагностическим сканером и считать значение давления с датчика давления. Использование тестера для перепроверки точности электронных показаний - хороший способ для проверки исправности датчика давления топлива.

Напомним, системы без обратки разработаны для функционирования при постоянном давлении. Простой замер давления с топливной рампы или через сканер подскажет вам, находится ли система в пределах спецификаций. Давление также можно наблюдать через сканер во время движения, для контроля его просадки под нагрузкой.

Если рабочее давление вне диапазона, ЭБУ будет компенсировать его увеличением или уменьшением значений кратковременной и долговременной регулировки топлива (STFT/LTFT).

Регулировки смеси по выхлопу, аналогично по давлению

Как правило, эти числа должны изменятся в пределах 10 пунктов. Если вы видите большие или меньшие значения при диагностике, это может указывать на проблемы с топливо-воздушной смесью из-за некорректного топливного давления (неисправный датчик давления топлива, неисправный регулятор давления топлива, слабый топливный насос или низкое напряжение на насосе), или утечка воздуха, или же грязные форсунки.

Объем столь же важен, как и давление

Объем перекачиваемого топлива так же важен, как и давление, во всех системах впрыска. Топливный насос выдает достаточный объем топлива для соответствия запросам двигателя, когда последний под нагрузкой, сильно ускоряется или едет с полностью открытым дросселем. Слабый топливный насос на холостых оборотах по-прежнему может выдавать достаточное давление в пределах спецификаций, но не подаст достаточного количества топлива при высоких оборотах и под нагрузкой, приводя к топливному голоданию, пропускам зажигания из-за бедной смеси и потере мощности.

Как правило, "хороший" насос может доставить как минимум 750 мл топлива за 30 секунд. При этом, для разных моделей автомобилей выпускаются насосы с разными показателями по объему топлива.

Иногда низкое давление топлива или проблема с объемом возникают не из-за проблемы с насосом, а из-за забитого фильтра, встроенного фильтра в насосе (носка), забитой топливной магистрали или неисправного регулятора давления топлива. Низкое напряжение на топливный насос из-за проблем с проводкой, низкое заряжающее напряжение с генератора или неисправное реле также могут не позволять насосу работать на нормальной скорости.

Пример устройства подачи без обратки: топливный насос в сборе с фильтром и регулятором, плюс датчик уровня топлива и поплавок. Многие варианты также имеют модуль управления для регулировки скорости насоса и контроля за состоянием насоса.

Технические подсказки для топливных систем без обратки

* В системах без обратки, которые используют широтно-импульсную модуляцию для изменения скорости работы топливного насоса, вы можете считать значение контрольного сигнала на диагностическом сканере. Смотрите на изменение чисел, когда изменяется скорость или нагрузка.

* Форсунка на дальнем конце топливной рампы в системах без обратки может быть более склонна к загрязнению отложениями и закупорке, чем форсунки выше по потоку. По причине того, что здесь нет циркуляции топлива обратно в бак, поэтому конец топливной рампы может становиться сточной трубой и собирать любые частицы, которые прошли через фильтр. Эти частицы могут забить впускной экран инжектора и заставить форсунку его голодать, вызывая бедную смесь в цилиндре и пропуски зажигания.

Чистка форсунок на двигателе может не помочь, потому что частицы отложений могут оставаться в ловушке в конце топливной рампы. Здесь может понадобиться снятие форсунок и топливной рампы для чистки, или же замена топливной рампы, если загрязнения не возможно будет удалить.

* Для лучшей производительности на системах без обратки показатели потока через форсунки не должны отличаться более чем на 5%. Эти показатели потока (заполнения) форсунок можно измерить и сравнить на тестовом стенде. Если это не возможно, и одна или несколько форсунок забиты или загрязнены (и не поддаются чистке), то можно порекомендовать замену всего набора форсунок. Почему? Потому что, если вы замените только "проблемный" инжектор (инжекторы), то новый (новые) будут скорее больше лить, чем старые (до тех пор, пока все они не будут очищены и протестированы на стенде). Это может создавать излишне богатую смесь в цилиндрах с новыми форсунками, и привести к проблемам в работе двигателя и выбросам, которых ранее не было.

* Большинство неполадок топливного насоса вызваны грязью или ржавчиной в топливном баке. Таким образом, очень важно проинспектировать внутреннее состояние топливного бака при замене насоса. Если бак грязный, тщательно очистите его. Если металлический бак начал ржаветь - замените его.

* При замене топливного фильтра пропустите немного топлива через его вход, чтобы предварительно увлажнить фильтрующий элемент внутри. Это уменьшит риск отрыва бумажных частиц от фильтра в топливную систему, когда насос начнет работать и отправлять топливо на полной мощности через фильтр.

Топливные фильтры в системах впрыска без обратной магистрали

Еще одним отличием между топливными системами с обраткой и без обратки является расположение топливного фильтра. В большинстве систем с обратной магистралью топливный фильтр располагается на участке топливопровода где-то между топливным баком и двигателем. Фильтр может быть расположен под днищем автомобиля на магистрали, которая передает топливо от бака к двигателю, или в моторном отсеке за защитным экраном или на рампе. Обычно производители рекомендуют менять фильтр в интервале пробега от 50 до 80 тыс км.

На некоторых системах без обратки также применяется фильтр непосредственно на участке топливопровода. Он может быть расположен на подающей магистрали или в моторном отсеке. На некоторых гибридных или переходных системах фильтр расположен снаружи топливного бака и отправляет топливо обратно в бак через еще один порт обратки. Но на большей части систем без обратки топливный фильтр располагается внутри топливного бака и является частью модуля топливного насоса или регулятора.

Более того, на некоторых вариантах (например у Dodge Neon) отсутствует рекомендация производителя по замене топливного фильтра. Другие же говорят заменять фильтр по мере необходимости.

Единственная причина увеличенной жизни фильтра может быть в том, что в системах без обратки топливный насос обычно прокачивает меньше топлива через фильтр. В типичной системе с обратной магистралью может циркулировать до 115 литров топлива в час через фильтр и линию обратки. С системой без обратки всё, что проходит через фильтр, идет на сжигание двигателю. На автомобиле, который потребляет около 11 литров на сотню, это и будет около 11 литров в час при скорости 100 км/ч.

Это не означает, что фильтр при отсутствии рекомендаций по замене будет служить вечно. Не будет. Однажды фильтр забьется и его нужно будет заменить - при этом надо будет откачать топливо и снять топливный бак для получения доступа к фильтру и насосу (за исключением случаев, если машина имеет технологические отверстия под задним сиденьем или в багажнике).

Срок жизни фильтра будет зависеть от чистоты топлива, которое заливается в бак, условий эксплуатации и коррозии внутри топливного бака (не касается пластиковых баков, а только металлических).

Если некорректная работа двигателя или проблема с выбросами указывают на забитый топливный фильтр, его необходимо заменить независимо от пробега. Также его можно заменить на любом пробеге для профилактики, несмотря на то, что замена фильтра в баке может быть дорогой и затратной по времени процедурой.

На многих вариантах с обраткой и фильтром внутри бака, скорее всего фильтр не будет меняться до тех пор, пока не выйдет из строя топливный насос. Таким образом, очень важно при замене топливного насоса убедиться, что вы поставили новый фильтр.

Фильтр грубой очистки (носок) на насосе также необходимо заменить при замене топливного насоса. И не забудьте проверить внутренность бака на наличие грязи или коррозии!