Неисправности датчиков двигателя ваз 21214

Данная статья универсальна и информативна для любой марки автомобиля.

Коленчатый вал автомобильного двигателя, безусловно, является одной из самых нагруженных деталей, работая в условиях знакопеременных нагрузок — сил давления газов, передаваемых через шатуны от поршней при сгорании топлива, и сил инерции при их возвратно-поступательном движении. Все эти условия и вызывают естественный износ. Но на практике чаще всего причиной выхода из строя коленвала является нарушение условий эксплуатации двигателя.

Основные дефекты — задиры шеек, которые приводят к увеличению зазора в подшипнике, перегрев и расплавление вкладышей, которые приводят к тяжелым разрушениям коленвала, а также блока цилиндров и шатунов. Вот эти дефекты на фотографиях (фото 1,2, 3).

Задиры шеек легко устраняются шлифовкой вала на ближайший ремонтный размер. Обычно шаг ремонтных размеров — 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 1,50 мм, т.е. вал имеет шесть ремонтных размеров. Встречается шаг 0,5; 1,0; 1,5; 2.0 мм, а также 0,75; 1,5; 2,25; 3.0 мм.
(размеры коленвала НИВЫ и его допустимые биения указаны здесь)

По нашему заказу были изготовлены вкладыши межремонтных размеров, т.е. если шаг между ремонтами равен 0,50мм, то мы заказали 0,25мм, тем самым увеличив количество ремонтов. Вал автомобиля КАМАЗ после перешлифовки на размер 1.0 мм требует азотирования или закалки ТВЧ, что в условиях мастерской невыполнимо.

При расплавлении вкладышей ремонт становится более трудоемким. Потребуется не только шлифовка шеек, но и рихтовка вала.

Теперь попробуем разобраться, что такое ремонт коленчатого вала. Проследим, так сказать, путь коленвала по нашей мастерской. Театр, как известно, начинается с вешалки, а мы начнём с поста приемки деталей в работу. Прежде всего, важно наличие грузоподъемного механизма. Наше предприятие специализируется на валах грузовых автомобилей, а у них и вес соответствующий (фото 4).
(Снятие коленатого вала с НИВЫ показано здесь)

После выгрузки вал поступает на магнитный дефектоскоп для выявления трещин. Метод магнитной дефектоскопии довольно прост: через вал пропускается напряжение не более 3 вольт, но с силой тока 1200 — 1500 А. Проходя по проводнику, ток создает магнитное поле. Если присутствует разлом металла (а это и есть трещина, которую мы ищем), появляется разность магнитных полюсов. Одна сторона трещины станет «севером», а другая «югом» магнитной системы. После намагничивания нанесем на вал магнитный порошок, смешанный с дизельным топливом или керосином. Магнитное поле на месте трещины притянет порошок — и трещина как на ладони. Данный метод позволяет выявить трещины шириной менее 1 мкм, даже под слоем наплавленного на шейку вала баббита после расплавления подшипника. Широко применяется данный метод дефектоскопии в машиностроении и ремонте. В железнодорожном депо таким способом дефектуют колесные пары подвижного состава (фото 5-9).

Возникает вопрос: а какие трещины допустимы? Некоторые двигатели отечественного производства допускают работу с трещинами длиной до 7 — 10мм. Руководства по ремонту современных моторов запрещают эксплуатацию вала, если трещины на валу видны в лупу 4-х кратного увеличения. Иногда клиенты просят сделать вал с трещинами, под их ответственность. Делаем, но только валы отечественного производства. Иномарка трещину не простит.

После проверки вал необходимо размагнитить, во избежание остаточной намагниченности. Дефектоскоп мы делали сами. Для удобства оснастили его тельфером.

Итак, вал проверили на трещины, размагнитили, пора проверить прогиб вала и размеры шеек. Раньше прогиб вала мы проверяли, используя поверочную плиту и призмы. Но для определения прогиба вала оказалось достаточно и нашего дефектоскопа. На снимке видно, как происходит предварительная проверка прогиба. Если величина прогиба не превышает половины припуска на шлифовку (для припуска 0.25мм — 0.05…0.10мм; для припуска 0.50мм — 0.10…0.15мм), то вал мы не рихтуем, при условии, что максимальное биение имеет средняя коренная шейка, и минимальное биение — у крайних коренных шеек. Если двигатель не «стучал», то прогиб вала

практически отсутствует. В случае расплавления вкладышей, особенно когда вкладыш «приварился» к шейке, прогиб может составлять 1 мм и более (было и 3,5 мм). Такой вал необходимо рихтовать. Если и получится перешлифовать на ремонтный размер, то как быть с посадочными местами шестерён привода распредвала и маслонасоса, мест работы сальников, посадочным местом маховика и отверстием подшипника первичного вала КПП (фото 10, 11)?

Размер шеек вала измеряем микрометром. Сверяем с таблицей размеров, определяем, на какой ремонтный размер будет шлифоваться вал. Далее осматриваем вал на наличие других дефектов: износ мест работы сальников, разрушение посадочных мест шестерён и балансиров, разрушение посадки подшипника КПП, обрыв болтов крепления маховика, целостность шпоночных пазов. Составляем акт приемки вала в ремонт и приступаем к работе. Вал очищен от грязи и устанавливается на станок для шлифовки. Мы используем отечественные станки 3A423 и ЗД4230л, производства Украины, город Дубны. Много идёт дискуссий о данных станках. Называют их по-разному: «динозавр», «мастодонт» и просто «грудой железа». Но при правильной наладке, надлежащем уходе, применении соответствующих СОЖ, станок радует своей отличной работой.

Устанавливаем вал для шлифовки коренных шеек, проверив индикаторным приспособлением биение шеек. При шлифовке рядных шестицилиндровых и некоторых восьмицилиндровых V-образных валов применяем поддерживающий люнет, во избежание прогиба вала под собственным весом и силой давления шлифовального круга. Обязательно при шлифовке контролируем радиус галтели вала. Если нарушить радиус, то неизбежна поломка вала .

При шлифовке шатунных шеек необходимо выдержать два важных параметра: радиус кривошипа и параллельность оси шатунных шеек относительно коренных шеек. Контролируем всё при помощи приспособлений (фото 12, 13, 14).

Места под сальник восстанавливаем установкой колец. Снимаем 1- 1.5мм металла с вала и устанавливаем кольцо методом горячей посадки. Посадочные места шестерён и балансиров можно восстановить наплавкой. Но этот метод не даёт гарантий от нерегламентных разрушений. Восстановление шпоночного паза наплавкой даёт хорошие результаты: малый термоудар, по сравнению с наплавкой шейки. В случае обрыва болтов маховика, необходимо удалить остатки последних, с последующей калибровкой резьбы (пройти метчиком).

Наличие прибора для проверки твердости металла является необходимым. После шлифовки коленвалов на размер более 1 мм от номинального, наблюдается снижение твёрдости, особенно на автомобилях отечественного производства. На валах автомобиля КАМАЗ, при стандартном размере шеек, твердость 54…58 HRC,после шлифовки на второй ремонт -твёрдость 40..44 HRC. После расплавления подшипника, происходит нагрев коленвала и отпуск шейки ниже допустимого предела (фото 15, 16).

Немного о рихтовке вала. Выпускается много типов гидравлических прессов для рихтовки. На таком прессе невозможно отрихтовать чугунный вал. Да и процесс работы со стальным валом превращается в лотерею: лопнет или нет? Эксплуатируя пресс в течение нескольких лет, и чего скрывать, поломав несколько валов, стали искать другой путь устранения прогиба. Метод чеканки или «метод зубила и кувалды» снял большинство проблем. Суть метода заключается в следующем: находится место, где вал максимально прогнут вниз, и наносится удар зубилом. Это создаёт в материале напряжение сжатия, в результате чего вал распрямляется. Таким способом рихтуются даже чугунные валы, на прессе они ломаются пополам (фото 17).

Полировка шеек и притупление острой фаски масляных каналов производится на шлифстанке. Притупление кромки должно производиться обязательно, во избежание задира вкладыша.

Вот, собственно, и всё. Вал перешлифован, отполирован, острые кромки сняты, вкладышами укомплектован, клиенту рекомендовано проверить постель вала в блоке и в шатунах. Так, а что же такое шлифовка и ремонт? Разные вещи? Нет. Шлифовка — это одна из главных операций в технологической карте РЕМОНТА коленчатого вала, потому что проверка на трещины, проверка прогиба, установка вала на станок, настройка радиуса кривошипа, шлифовка, полировка, притупление кромок — это уже технологический прогресс.

И имя ему — РЕМОНТ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА.

P.S. До сих пор вызывают улыбку слова клиентов: «Мы вал хотим расточить. И блок под вал шлифануть!»

Сергей ГОРШКОВ
АвтоМастер

Двигатель автомобиля с инжекторным двигателем оборудован микропроцессорной системой управления двигателем (МСУД).

Схема расположения элементов систем питания и управления двигателя

Расположение элементов систем питания и управления двигателя

Двигатель ВАЗ-21214 оснащен системой распределенного впрыска топлива (на каждый цилиндр отдельная форсунка) с электронным управлением.

Контроллер системы впрыска (блок управления, ЭБУ) представляет собой миникомпьютер специального назначения. Он содержит три вида памяти – оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) и электрически программируемое запоминающее устройство (ЭПЗУ).

ОЗУ используется компьютером для хранения текущей информации о работе двигателя и ее обработки. Также в ОЗУ записываются коды возникающих неисправностей. Эта память энергозависима, т.е. при отключении питания ее содержимое стирается.

ППЗУ содержит собственно программу (алгоритм) работы компьютера и калибровочные данные (настройки). Таким образом, ППЗУ определяет важнейшие параметры работы двигателя: характер кривых момента и мощности, расход топлива, и т.п. ППЗУ энергонезависима, т.е. ее содержимое не изменяется при отключении питания. ППЗУ устанавливается в разъем на плате контроллера и может быть заменено отдельно (при выходе из строя контроллера исправное ППЗУ можно переставить на новый контроллер). В ЭПЗУ записываются коды иммобилайзера при «обучении» ключей (см. сервисную книжку автомобиля). Эта память также энергонезависима.
Контроллер расположен в салоне, на боковой панели в зоне ног водителя.

Датчики системы впрыска выдают контроллеру информацию о параметрах работы двигателя (кроме датчика скорости автомобиля), на основании которых он рассчитывает момент, длительность и порядок открытия форсунок, момент и порядок искрообразования. При выходе из строя отдельных датчиков контроллер переходит на обходные алгоритмы работы; при этом могут ухудшиться некоторые параметры двигателя (мощность, приемистость, экономичность), но движение с такими неисправностями возможно. Единственным исключением является датчик положения коленчатого вала, при его неисправности двигатель работать не может. Также двигатель не будет работать при одновременном выходе из строя нескольких датчиков. Датчики неремонтопригодны, при выходе из строя их заменяют.

Датчик положения коленчатого вала установлен в отверстии кронштейна крышки привода распределительного вала. Он выдает контроллеру информацию об угловом положении и частоте вращения коленчатого вала. (замена)

Фото: Датчик положения коленчатого вала и
Задающий диск датчика положения коленчатого вала на шкиве привода вспомогательных агрегатов

Датчик представляет собой катушку индуктивности; она реагирует на прохождение зубьев задающего диска вблизи сердечника датчика. Два соседних зуба на диске срезаны, образуя впадину. При ее прохождении датчик генерирует так называемый «опорный» импульс синхронизации при каждом обороте коленчатого вала. Установочный зазор между сердечником и зубьями – 1,0±0,2 мм.

Датчик температуры охлаждающей жидкости ввернут в выпускной патрубок на головке цилиндров. Он представляет собой терморезистор, при температуре –40°С его сопротивление должно составлять 100 кОм, при 100°С – 177 Ом. (замена)

Контроллер подает на датчик стабилизированное напряжение 5 В через резистор и по падению напряжения рассчитывает состав смеси. При выходе датчика из строя контроллер переводит электровентиляторы системы охлаждения на постоянный режим работы.

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) установлен на оси дроссельной заслонки и представляет собой потенциометр. (замена)

На один конец его обмотки подается стабилизированное напряжение 5 В, а другой соединен с «массой». С третьего вывода потенциометра (ползунка) снимается сигнал для контроллера. Для проверки датчика включите зажигание и, не отключая разъем (провода можно проколоть тонкими иглами, подключенными к выводам вольтметра), измерьте напряжение между «массой» и выводом ползунка – оно должно быть не более 0,7 В. Поворачивая рукой пластмассовый сектор, полностью откройте дроссельную заслонку и вновь измерьте напряжение – оно должно быть более 4 В. Выключите зажигание, отсоедините разъем, подключите омметр между выводом ползунка и любым из двух оставшихся. Медленно поворачивайте сектор рукой, следя за показаниями стрелки. Во всем диапазоне рабочего хода скачков быть не должно. При выходе из строя ДПДЗ его функции берет на себя датчик массового расхода воздуха. При этом обороты холостого хода не опускаются ниже 1200 мин ^-1
.

Датчик массового расхода воздуха расположен между воздушным фильтром и впускным шлангом. Он состоит из двух датчиков (рабочего и контрольного) и нагревательного резистора. (замена)

Проходящий воздух охлаждает один из датчиков, а электронный модуль преобразует разность температур датчиков в выходной сигнал для контроллера. При выходе из строя датчика массового расхода воздуха его функции берет на себя ДПДЗ.

Датчик детонации закреплен болтом в верхней части блока цилиндров с правой стороны. (замена)

Действие датчика основано на пьезоэффекте: при сжатии пьезоэлектрической пластинки на ее концах возникает разность потенциалов. При детонации в датчике возникают импульсы напряжения, по которым контроллер регулирует опережение зажигания. Для правильной работы датчика болт крепления должен быть затянут рекомендуемым моментом.

Управляющий датчик концентрации кислорода (кислородный датчик, лямбда-зонд) установлен в приемной трубе системы выпуска . (замена)

Кислород, содержащийся в отработавших газах, создает разность потенциалов на выходе датчика, изменяющуюся приблизительно от 0,1 (много кислорода – бедная смесь) до 0,9 В (мало кислорода – богатая смесь). По сигналу от датчика кислорода контроллер корректирует подачу топлива форсунками в цилиндры, так чтобы состав отработавших газов был оптимальным для эффективной работы нейтрализатора (напряжение кислородного датчика около 0,5 В). Для нормальной работы датчик кислорода должен иметь температуру не ниже 360°С, поэтому для быстрого прогрева после запуска двигателя в датчик встроен нагревательный элемент.

Контроллер постоянно выдает в цепь датчика кислорода стабилизированное опорное напряжение 0,45±0,10 В. Пока датчик не прогрет, опорное напряжение остается неизменным. При этом контроллер управляет системой впрыска, не учитывая напряжение на датчике. Как только датчик прогреется, он начинает изменять опорное напряжение. Тогда контроллер отключает нагрев датчика и начинает учитывать сигнал датчика кислорода.

Диагностический датчик концентрации кислорода (на автомобилях с 2009 года, соответствующих нормам токсичности Евро-3) установлен между нейтрализатором и дополнительным глушителем, работает по тому же принципу, что и управляющий датчик, и полностью с ним взаимозаменяем. (замена)

Сигнал, вырабатываемый диагностическим датчиком концентрации кислорода, указывает на наличие кислорода в отработавших газах после нейтрализатора. Если нейтрализатор работает нормально, показания диагностического датчика будут значительно отличаться от показаний управляющего датчика.

Датчик скорости автомобиля установлен в раздаточной коробке рядом с приводом спидометра. Принцип его действия основан на эффекте Холла. (замена)

Датчик выдает на контроллер прямоугольные импульсы напряжения (нижний уровень – не более 1 В, верхний – не менее 5 В) с частотой, пропорциональной скорости вращения ведущих колес.

Регулятор холостого хода поддерживает обороты холостого хода в пределах 820–880 мин ^–1
независимо от нагрузки на двигатель (в частности, при включении и выключении мощных потребителей электроэнергии). Он представляет собой шаговый электродвигатель с микрометрическим винтом. При движении винта изменяется сечение перепускного воздушного канала между впускным патрубком и ресивером (в обход дроссельной заслонки). Неисправный регулятор рекомендуется заменять на станции технического обслуживания, где есть прибор, позволяющий управлять им (иногда при монтаже выступание винта регулятора требуется уменьшить).

Зажигание входит в систему управления двигателем. Она состоит из модуля зажигания, высоковольтных проводов и свечей зажигания. При эксплуатации система не требует обслуживания и регулировки. Модуль зажигания установлен на кронштейне, закрепленном на трех шпильках в левой передней части двигателя. Он включает в себя два управляющих электронных блока и два высоковольтных трансформатора (катушки зажигания).

катушка зажигания

К выводам высоковольтных обмоток трансформаторов подключены свечные провода – к одному 1-го и 4-го цилиндров, к другому – 2-го и 3-го. Таким образом, искра одновременно проскакивает в двух цилиндрах (1–4 или 2–3) – в одном во время такта сжатия (рабочая искра), в другом – во время выпуска (холостая). Модуль зажигания – неразборный, при выходе из строя его заменяют.

Свечи зажигания – А17ДВРМ или их аналоги, с помехоподавительным резистором сопротивлением 4–10 кОм и медным сердечником. Зазор между электродами – 1,00–1,13 мм.

Четыре предохранителя и три реле системы управления двигателем (главное, электробензонасоса и электровентиляторов системы охлаждения двигателя. подробнее) находятся в салоне под панелью приборов с левой стороны. Силовые контакты всех реле замыкаются по командам контроллера. Три предохранителя на 15 А защищают цепь постоянного питания блока управления, главное реле и его цепи, силовые контакты реле электробензонасоса и его цепь. Предохранитель на 30 А защищает силовые контакты реле и цепь питания электровентиляторов системы охлаждения двигателя. Кроме предохранителей, предусмотрена плавкая вставка в цепи питания системы управления двигателем (от клеммы «плюс» аккумуляторной батареи до блока предохранителей системы управления). Она находится в моторном отсеке и выполнена в виде отрезка черного провода сечением 1 мм ²
(сечение основного провода – 6 мм ²
).

Видео