Применение дымомера в автомобильной Диагностике

Данная статья не является «истиной в последней инстанции», это, скорее, попытка разобраться: «Что такое дымомер и зачем он нужен». Споры по данному вопросу не утихают.

Мнения явно противоположные – от « Да, это необходимый прибор!», до: « Да зачем он нужен? Черный (сизый) дым я и так увижу!».

До последнего времени я был полностью уверен с последним высказыванием. Достаточно постоять в «пробке» рядом с чадящим КАМАЗом и вопрос применения дымомера отпадет сам собой. Первое сомнение зародилось после разговора с одним из ведущих диагностов дилерской сети МЕРСЕДЕС, занимающихся обслуживанием тяжелых грузовиков. Оказалось, это их основной прибор!

Вспоминаем золотое правило: «Лучше один раз увидеть, чем 10 раз услышать».

Итак:

ДЕЙСТВУЮЩИЕ ЛИЦА И ИСПОЛНИТЕЛИ

Исполнитель:

Ваш покорный слуга (father) и группа выпускников дизельных курсов, проводимых мною в г. Москве.

Испытуемый прибор:

Наш российский дымомер ИНФРАКАР.

Подопытный автомобиль:

LAND ROVER Дискавери 1999 года выпуска, дизель.

Исходные данные:

Система впрыска: насос - форсунки. Доступ к чему-либо крайне ограничен.

Жалобы клиента:

«Особо никаких, но туповат стал последнее время…. Ну дизель, что с него взять!»

Что ж, попробуем найти причину падения динамики. Реально отдаем себе отчет, что «истребитель – перехватчик» из джипа не получится, но попробуем! Одновременно протестируем наш отечественный дымомер (согласитесь, его цена выгодно отличается от таких мировых брендов как SUN или BRAIN BEE).

Подключаем дымомер. Первая проблема, с которой сталкиваемся – короткий шланг.

Плюс – время просасывания газов резко уменьшается, повышается быстродействие.

Минус – дымомер должен располагаться как можно ближе к выхлопной трубе.

Обычный стул решает все проблемы….

Проверяем дымность на холостом ходу и при свободном ускорении. Максимально допустимое значение смотрим на подкапотной табличке. Если она затерта или отсутствует – тогда в базах данных (AUTODATA, например).

ИНФРАКАР позволяет провести несколько замеров подряд, наложив графики разных цветов один на другой. Отмечаем про себя – очень удобная функция.

На холостом ходу параметры очень хорошие, но при свободном ускорении дымомер зашкаливает. Глазом дым не виден, но он есть и превышает все допустимые пределы.

Как подсказка, появляется красная полоска – дымность выше допустимых пределов. К «плюсам» это не отнесу – только совсем слепой не увидит превышения дымности по графику, -☺

Что ж, предварительный диагноз ясен: падение динамики вызывается несгоранием смеси при перегазовке.

Наливаем чашечку кофе, берем сигарету (для здоровья это вредно – не учитесь у меня этим дурным привычкам!) и начинаем анализ. Чем вызывается несгорание смеси в дизеле?

Ну, конечно же «Трэба плунжер менять!».

Давайте с выводами не торопиться.

1 . Плохой распыл. Виноваты распылители и плунжер. В нашем случае не подходит. Подтекание, закоксованность распылителей и износ плунжера будет вызывать повышенную дымность, так же на ХХ, а этого мы не наблюдаем.

2. Увеличенная цикловая подача. Тоже не подходит. При увеличении цикловой подачи мощность повышается, а клиент это категорически отвергает.

3. Уменьшенная подача воздуха. Это то, что нам надо! Увеличение дымности при падении мощности!

Дымомер плюс голова диагноста (кстати, самый главный прибор в боксе!) подсказал нам направление поиска неисправности. За это ему (дымомеру) ставим еще один большой ПЛЮС.

Немного теории:

Дизель всегда работает на избытке воздуха. Воздух подается в максимальном количестве, топливо впрыскивается в количестве, обеспечивающем необходимую мощность. Увеличивая количество впрыскиваемого топлива, мощность повышается и превосходит необходимую. Обороты увеличиваются до тех пор, пока реальная мощность не сравняется с потребной.

На ХХ (холостом ходу) потребная мощность минимальна (провернуть коленвал и прочие помпы с генератором…) – количество впрыскиваемого топлива минимальная.

Соотношение «воздух – топливо» характеризуется коэффициентом «ЛЯМБДА». Он показывает соотношение ФАКТИЧЕСКОГО воздуха, приходящего в двигатель к НЕОБХОДИМОМУ.

Так вот, коэффициент «лямбда» (в российской литературе упорно называемой АЛЬФА) для дизеля на ХХ составляет порядка 10. То есть, воздуха берется в 10 раз больше, чем нужно. И только на мощностных нагрузках приближается к 1,5 (для серийных автомобилей) и 1, 0 для спортивных.

Сбой соотношения «воздух – топливо» проявляет себя именно на этих нагрузках.

Проверку начинаем с осмотра воздушного фильтра. Он в порядке. Внешний осмотр ничего не выявил. Фото не прикладываю – чистый фильтр видели все. Но вспоминаем наши российские реалии – в продаже можете найти «оригинальные» китайские фильтры. Воздух они просто не пропускают! Даже новые! Мы научились их отличать по внешнему виду. Но не у всех есть такой опыт, как у нас - да и приборная диагностика точнее, -☺

Проверка воздушного фильтра с помощью дымомера.

Проверка простая. Делаем замеры дымности на ХХ и свободном ускорении с фильтром и без него.

На ряде автомобилей падение дымности составляет при отключении фильтра (даже новом!) более 50%! На вопрос: «Где купить хороший фильтр?» я не смогу дать ответ…..

В нашем случае падение дымности при отключении фильтра незначительно.

Фильтр отсекаем.

Следующая проверка: «Нехватка воздуха»

Проверка работы турбонагнетателя

Предположительно не развивает необходимого давления наддува. В логику дефекта вписывается – на ХХ все хорошо, а на перегазовке нехватка воздуха дает себя знать.

Вспоминаем логику работы турбины…

Немного теории:

Турбонаддув используется для повышения массового заряда воздуха, подаваемого в цилиндр. Больше воздуха – можно подать больше топлива. Повышаем количество воздуха – больше топлива – больше мощность.

Реализуется следующим образом. Выхлопные газы раскручивают колесо с лопатками, находящееся в выхлопном тракте. Колесо с лопатками, находящееся во впускном коллекторе, находится с ним на одной оси и вращается с той же скоростью, создавая повышенное давление. Клапан перепуска выхлопных газов через байпасный канал (от английского слова by pass - «миновать мимо») ограничивает максимальную скорость вращения и, соответственно, давление наддува.

В данной схеме наблюдается один недостаток. При нажатии на педаль газа увеличивается цикловая подача, но лопатки турбины раскрутиться не успевают и поток воздуха возрастает через какое то время. В этот момент наблюдается повышенное дымление и замедленная динамика. Топлива много – воздуха мало. Этот дефект присутствует во всех системах турбонаддува и носит название «турбояма».

Как способ борьбы с турбоямой фирмой БОШ была разработана «турбина с изменяемой геометрией».

Изменяя положение лопаток - меняем скорость движения отработавших газов относительно колеса. Данная конструкция позволяет более динамично менять давление наддува, сокращая время «турбоямы». Отличить данную турбину от обычной, можно по расположению актуатора. Он расположен по касательной к оси турбины. В обычной турбине он расположен радиально.

Конструкция усложняется – ждите волну отказов. Мне не попадались – но это вопрос времени.

Итак, смотрим, какая турбина перед нами. Слава богу, обычная….. Так что, в замедленной динамике виновата повышенная «турбояма»? Дымомер снова приходит на помощь. Нажимаем на педаль газа и держим ее в нажатом положении. Электронная система управления дизелем (EDC) послушно ограничивает цикловую подачу, не давая оборотам превысить предельно допустимые, но турбина успевает раскрутиться и входит на свой рабочий режим.

Во время проведения теста дымность принципиально не меняется. Давление наддува в данном случае мерить не буду. Ну, лентяй я! Не хочу делать ненужную работу! Ясно, что турбина ни при чем…. Дымомер сократил мне количество проверок – не надо манометр подключать после турбины и делать тестовые заезды…

Не надоел ли я тебе, мой читатель?

Дымомер хорош, но дефекта так и не нашли?

Не торопись с выводами!

Диагностика – это не замена тормозных колодок.

Быстро сказка сказывается, да не быстро дело делается…

Что у нас остается по тракту подачи воздуха?

Да конечно, система EGR.

Вот тут я виноват перед вами. Только что сказал, что коэффициент избытка воздуха на ХХ более 10.

Я вас обманул.

Немного теории:

Топливные NOx образуются из азотосодержащих соединений.

При избытке кислорода азот вступает в реакцию с воздухом.

Эта реакция происходит при температурах порядка 1100-1200 градусов, а это реальная температура в камере сгорания. Образуются соединения, называемые NOx. Окислы азота. NO2, NO3. Сами по себе ядовито – бурые газы, так еще в сочетании с водой образуют азотную кислоту. Слово «кислотные дожди» вам говорит о чем-то?

Экология + износ двигателя. А еще сера в нашем топливе…. Серная кислота…

Бр-р-рр!

Усилия всех производителей направлены именно на снижение выбросов NOx.

Как избавиться от этих выбросов?

Способ один – ограничить подачу кислорода. Солярка горит при температуре порядка 300 с чем-то градусов, азот – 1100 -1200 градусов. Ограничив подачу кислорода, кто первым будет гореть – соляра или азот? Конечно соляра, на азот кислорода не останется!

Как ограничить подачу кислорода (свежего воздуха)? Заполнить цилиндр отработавшими газами! Многие эту систему называют системой ДОЖИГА. Абсолютно неверно – ну что там дожигать? Там все сгорело! Эта система носит название «Рециркуляция выхлопных газов». Выхлопные газы, возвращенные в камеру сгорания, занимают место в цилиндре – и ничего там не делают! Примерно как если вы положите туда кирпич – место займет, а толку нет! Свежий воздух поступает в меньших количествах – коэффициент избытка воздуха (лямбда) приближается к 1,5.

Классическая схема рециркуляции выхлопных газов выглядит следующим образом:

Выхлопные газы через клапан EGR поступают снова во впускной коллектор. Дроссель ограничивает подачу свежего воздуха. Количество свежего воздуха контролируется расходометром воздуха.

Таким образом, в дизеле появляются совершенно не свойственные ему устройства, как расходометр и дроссельная заслонка. Поддерживает соотношение топливо – воздух на уровне 1,5 Сбой по этим системам приводит к нарушению этого соотношения.

Систему внутренней рециркуляции (заслонка в выпускном коллекторе и изменение фаз закрытия выпускных клапанов) данной статье не рассматриваем.

Давайте на минутку представим себе, что клапан открыт постоянно. На ХХ воздуха хватает. На мощностных нагрузках – недостаток.

Или расходометр показывает больший расход, чем есть на самом деле.

Система ограничит подачу воздуха путем прикрытия дросселя.

Вернемся к практике.

Именно это мы и наблюдаем!

Исходя из моего опыта, сбои в системе EGR умело маскируются под сбой систем топливоподачи («Трэба плунжер или распылитель менять!»).

Проверка системы EGR с помощью дымомера

После вышесказанного, проверка не представляет какого либо труда. Находим клапан EGR. На нашем подопытном автомобиле он находиться на самом видном месте. Дроссель и клапан совмещен в одном узле. Обратили внимание на вакуумную трубку, подходящую к клапану? Снимаем! Отключаем эту систему. Клапан закрыт постоянно.

Кривая дымности при перегазовке напоминает прыщик у кинозвезды – его не видно вообще! Вспомним, какая она была!

При подаче разряжения с помощью вакуумного пистолета (незаменимая вещь при проверке пневматики) послышался какой то хруст – и о чудо! Кривая дымности пришла в норму!

Диагноз ясен – закусил клапан EGR.

Попутно отмечаем про себя подозрительно низкую дымность.

1.Либо это идеальный автомобиль.

2.Либо ограничена цикловая подача.

Анализ откладываем на потом - сначала устраняем основной выявленный дефект (EGR).

Способы ремонта – чистка клапана.

Но остается чувство, неудовлетворенности… Что-то мы не досмотрели….

В системе EGR на дизеле немаловажную роль играет MAF sensor. Именно он контролирует расход воздуха и, сравнивая эти показания с APS (датчик положения педали газа), через ЭБУ управляет дросселем. Давайте глянем его.

Похоже, мы попали в точку!

Ниточного типа (загрязнения критичны). Видим комаров, мух и прочих….. А как же воздушный фильтр – почему он это пропустил, спросите вы? Не знаю… Отвечу только – это настоящий джип, ездит не только по дорогам! Это не «паркетник»

Результаты диагностики:

1.Чистка клапана EGR

2.Чистка MAF сенсора

После ремонта кривые дымности при максимальном ускорении приобрели следующий вид:

Но мы проводим обучение дизельных диагностов и нам интересно внести дефект и посмотреть, как это отразится на показаниях дымомера.

В «наглую», с помощью пневматического пистолета открываем клапан