Анализ методик диагностики топливной системы двигателя КамАЗ 820.61–260

Двигатель КамАЗ 820.61–260 оснащен топливной системой с распределенным впрыском топлива, для чего используются сигналы датчиков различных систем двигателя. Диагностика неисправностей топливной системы двигателя осуществляется по стандарту OBD-2. Однако не все неисправности могут быть обнаружены посредством штатной диагностики, поэтому был произведен анализ существующих методик диагностирования и определены возможности их улучшения.

Ключевые слова: диагностика, АСКАН-10, блок управления, датчик

На установке двигателей КамАЗ 820.61–260 на шасси автобусов НефАЗ специализируется компания ООО «РариТЭК». Помимо модернизации шасси компания выпускает спектр оборудования для диагностики и обслуживания систем питания газовых двигателей [1].

Для диагностики необходимо использовать тестер-программатор АСКАН-10 [15] либо аппаратный комплекс, состоящий из ноутбука с установленным программным обеспечением и кабелем для установления связи с блоком управления двигателем. Диагност ООО «Закамский автобус» использует тестер-программатор АСКАН-10 для опроса блоков управления двигателем на наличие ошибок. Помимо этого, посредством тестера можно изменять алгоритмы работы двигателя, изменять прошивку блока управления, выводить графики параметров с дискретностью 0.2 с [1].

Процесс диагностирования рассмотрен на примере автобуса НефАЗ-5299 с двигателем КамАЗ 820.61–260. Следует отметить, что для проверки электрических цепей блока управления двигателем запрещено использовать контрольную лампу, так как цепи блока управления используют малый ток и нагрузка в 1 Вт может негативно сказаться на работе блока управления [2]. Для осуществления диагностики необходимо подключить тестер-программатор по диагностическому кабелю, имеющему разъем типа OBD-II, к блоку управления двигателем [2]. Далее необходимо включить зажигание на транспортном средстве. Тестер в автоматическом режиме определит блок управления и его прошивку, после чего можно приступать к процессу диагностирования. Необходимо помнить, что заклинивание якоря топливной форсунки в открытом положении либо ее подтекания системой самодиагностики не определяются. Рассмотрим 2 методики диагностики системы питания: при незапущенном двигателе и при работающем [1].

1. Методика диагностирования при незапущенном двигателе.
   1. Первым этапом диагностирования при незапущенном двигателе является просмотр ошибок блока управления двигателем, представленных на рисунке 1.

Рис. 1. Проверка блока управления на наличие ошибок

Ошибки классифицируются на текущие и те, которые возникли одномоментно. В частности, за 15000 км блок управления одного НефАЗа запомнил 27 ошибок, текущие отсутствовали. Наиболее частые ошибки: обрыв цепи катушки зажигания — 3 повторения, замыкание топливной форсунки на массу — 2 повторения, температура двигателя выше предельно допустимой — 2 повторения, большая разница показаний температуры термопар — 4 повторения. Далее необходимо проверить истинность показаний датчиков двигателя в первом приближении: датчики температуры охлаждающей жидкости, отработавших газов, компримированного природного газа должны соответствовать значению температуры воздуха, если двигатель не работал длительное время; датчик давления всасываемого воздуха должен показывать значение давления, близкое к атмосферному; значения датчиков представлены на рисунке 2 [3].

Далее необходимо проверить правильность показаний открытия дроссельной заслонки, т. е. при отпущенной педали акселератора показания должны быть близки 0, при полностью нажатой педали — к 99 % открытия [1].

2. Непосредственно проверка топливной системы. Она состоит из двух этапов: на первом этапе осуществляется проверка исправности редуктора газа, электромагнитного клапана низкого давления, а так же герметичности топливной системы; на втором этапе производится проверка топливных форсунок и системы зажигания. Первый этап осуществляется при закрытом электромагнитном клапане высокого давления и выработанном из топливной магистрали газе [2]. Необходимо перевести сканер в режим управления электромагнитным клапанов низкого давления и открыть его — должен быть звонкий щелчок, обусловленный срабатыванием втягивающей обмотки клапана и движением якоря [3]. При отсутствии щелчка проверить сопротивление обмотки клапана, которое должно быть равно 33 Ом, а так же предохранитель и цепь на наличие обрывов. После проверки необходимо открыть клапан высокого давления и наблюдать за показаниями датчика давления, установленного перед запорным клапаном низкого давления. В случае повышения давления имеет место негерметичность клапана низкого давления и необходимо осуществить замену клапана. Следующим этапом является проверка герметичности газового редуктора: необходимо открыть клапан высокого давления, при этом давление вырастет до значения 4 кг/см², после чего необходимо закрыть клапан высокого давления и следить за изменением давления — не должно наблюдаться его снижения. Если падение давления наблюдается, то имеет место негерметичность топливных форсунок или негерметичность соединений.
3. Третий этап проверки топливной системы на незапущенном двигателе — проверка электрической цепи топливных форсунок и катушек зажигания на обрыв при прокручивании коленчатого вала, для чего необходимо запустить сканер в режиме имитатора оборотов. До начала имитации оборотов необходимо закрыть электромагнитный клапан высокого давления и выработать остатки газа из системы. Во время имитации оборотов необходимо установить частоту вращения в пределах 800–1000 об/мин и отобразить текущие ошибки. Не вызывает сомнения, что при невращающемся коленчатом вале будут возникать ошибки, связанные с датчиком давления воздуха во впускном коллекторе и давлением газа — обращать внимание на них не следует. Необходимо в первую очередь обратить внимание на ошибки в части топливных форсунок и системы зажигания. Блок управления способен определить только короткое замыкание форсунки на массу. При проверке цепи питания необходимо снять разъем питания с неисправной форсунки и подключить его к исправной форсунке — если происходит диагностирование неисправности цепи питания, то необходимо искать неисправность в цепи или блоке управления. Если ошибка по данной цепи устранилась, то причиной является неисправная форсунка. В этом случае необходимо перевести сканер в режим управления форсунками и включать их поочередно — исправная форсунка работает со звонким щелчком, в то время как неисправная не издает звука. Для поиска пробоя высоковольтного провода необходимо отобразить информацию о частоте вращения коленчатого вала двигателя в графическом виде. В случае, если на графике присутствуют скачки частоты до 20000 об/мин, то необходимо проверить высоковольтные провода на повреждения изоляции. По завершении диагностики необходимо стереть ошибки из памяти блока управления.

2. Методика диагностирования при запущенном двигателе. Использование второй методики диагностирования подразумевает запуск двигателя и сравнение текущих показаний датчиков с показаниями при неработающем двигателе. В частности:

− давление воздуха во впускном коллекторе должно резко снизиться до 0.03 Мпа;

− показания датчиков температуры охлаждающей жидкости и отработавших газов после запуска должны увеличиваться;

− температура метана после запуска значительно снижается и повышается по мере прогрева редуктора;

− температура отработавших газов не должна превышать 350⁰ С, разница между показаниями правой и левой частей блока не должна превышать 60⁰ С.

Для проверки исправного состояния топливной системы необходимо перейти в режим управления форсунками и поочередно отключать форсунки при работающем двигателе. При этом будет наблюдаться кратковременное снижение частоты вращения двигателя и последующее увеличение открытия дроссельной заслонки. Помимо этого, начинает снижаться температуры отработавших газов соответствующей приемной трубы блока цилиндров.

Вывод: произведя сравнение двух методик диагностики топливной системы двигателей, использующих в качестве топлива компримированный природный газ, можно сделать вывод о том, что методики дополняют друг друга в части анализа работы датчиков. Кроме того, помимо заклинивания топливной форсунки в открытом состоянии имеет место негерметичность седла якоря, вследствие чего форсунка обеспечивает постоянный расход газа и повышение температуры отработавших газов полублока, но вместе с тем ее обмотка исправна, как и цепь питания. Как следствие необходимо совершенствование методики диагностики, позволяющее устранить выявленные недостатки.

Литература:

1. Семейство газовых двигателей КамАЗ 820.60 [Электронный ресурс]. — Электрон. текст. дан. — Режим доступа: http://www.kamaz.ru/production/related/semeystvo-gazovykh-dvigateley-kamaz-820–60/, свободный. (Дата обращения: 25.05.2016).
2. Инструкция по диагностике электронной системы управления газовых двигателей КамАЗ, мод. 820.60–260 (820.61–260) — Н. Челны: ОАО «КамАЗ», 2012–20 с.
3. Двигатели транспортные газовые КАМАЗ-820.52–260, Камаз-820.53–260 [Электронный ресурс]. — Электрон. текст. дан. — Режим доступа: http://www.remkam.ru/trangazdv82/, свободный. (Дата обращения: 1.06.2016)