Добавить в Избранное Internet Explorer
Добавить в Закладки (для Firefox)

Просто инжектор

При перепечатках ссылка на http://injector.fotocrimea.com обязательна

 

 

 

Николай Викторов

ПРОСТО ИНЖЕКТОР

 

ДИАГНОСТИКА ИНЖЕКТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ

введение в компонентную диагностику

 

 

П Р Е Д И С Л О В И Е

Человек может прожить без воды и без пищи несколько дней. Без автомобиля многие люди не проживут и дня. Если автомобиль вдруг сломался – это трагедия. Современные автомобили очень комфортабельны, надежны и долговечны. Но, чтобы они служили долго и безупречно, их приходится периодически обслуживать и даже ремонтировать. Одной из главных составляющих сервиса автомобилей является диагностика двигателя. В специальной литературе и в Интернете можно найти много ценных сведений и необходимых рекомендаций по диагностике и ремонту двигателей конкретных марок автомобилей. Однако многим автолюбителям и профессионалам автосервиса, без сомнения, будут интересны общие принципы и теоретические основы диагностики автомобильных двигателей. Николай Викторов написал очень интересную книгу «Диагностика инжекторного двигателя». Это серьезный научный труд. Несмотря на то, что изложенный в книге материал не прост и не однозначен, автор изложил его очень умело, ненавязчиво и понятно. Наряду с теоретическими основами, приводится много примеров из личной практики, книга снабжена прекрасными иллюстрациями. Но читать «Диагностику инжекторного двигателя» надо внимательно, с пониманием. Надеюсь, что книга Николая Викторова будет интересна и полезна всем автолюбителям – начинающим и профессионалам.

Алексей Юрин

г. Новосибирск, спортивно-технический клуб "АТОМ"

 

 

Все исправные двигатели похожи друг на друга,

 каждый неисправный двигатель неисправен по-своему.

почти Л.Н. Толстой, чуть ли не «Анна Каренина»

 

С каждым прибывшим на ремонт автомобилем, имеющим проблемы в работе двигателя, перед диагностом вновь и вновь в полный рост встаёт вопрос – как бы поточнее и побыстрее найти неисправность. Именно найти, ибо устранить – это, как говорится, дело техники. Причём вопрос этот встаёт перед каждым диагностом независимо от его квалификации и оснащённости, просто у каждого на своём уровне. А ответов – цифровых, бумажных, сканерных и непечатных – за два десятилетия инжекторного господства выработано неисчислимое множество, но счастья, увы, всё нет и нет… Потому что все ответы частные, но нет самого главного ответа – универсального и одновременно точного, исчерпывающе информативного и одновременно  короткого, всеобщего и одновременно конкретного.

О важности данной темы свидетельствует и дискуссия на форуме нашего журнала1 – только за первых полтора месяца около 50 ёмких сообщений (не считая вложенных) и свыше 3400 просмотров, но ответ на главный вопрос только нащупывается… В данной статье его тоже не будет (может, его вообще не существует?), будет только предложен компонентный подход в развитие процитированных на форуме некоторых моих тезисов. Почему компонентный? – потому что конечной целью поиска неисправности является распознавание и определение дефектного компонента и его дефекта.

 

Методология и алгоритм диагностики

 

Означенная дискуссия (автор А. Передерий) именуется «методология диагностики»; название предложил В. Лещенко как вариант. Методология (от метод – способ, совокупность приёмов решения задачи  и logos – слово, учение) диагностики – это учение о структуре, логической организации, методах и средствах диагностики.

Но зададим себе вопрос – разве об этом мечтает диагност? Его заветное желание – иметь не методологию, а алгоритм диагностики, т.е. такую совокупность предписаний, строго определяющих последовательность действий, которые кратчайшим путём вывели бы его на неисправность. Но парадокс как раз в том и заключается, что алгоритмов (операционных карт, таблиц поиска, рассказов, саг, примеров, книг и т.п.) очень много, а к следующему ремонту ни один из них не годится, и мучительный процесс выработки нового алгоритма начинается заново, и так до бесконечности (∞). Перефразируя Л.Н. Толстого, все исправные двигатели похожи друг на друга, каждый неисправный двигатель неисправен по-своему и заслуживает отдельного романа…, простите, алгоритма № (∞ + 1). Отсюда ясно, что, прежде всего, необходимо число алгоритмов сократить пусть до большого, но конечного. Т.е. провести некую оптимизацию, а значит, без учения (методологии) никак не обойтись.

Теперь самое время задать второй вопрос – а по силам ли нам выработать учение? Да и надо ли? Ведь оно уже давно существует под названием «Техническая диагностика», о чём полемистам настоятельно напомнил омич под логином inco, и отражено оно не только в многочисленных словарях и учебниках, но также, что весьма существенно, в ГОСТах. К сожалению, я при самом тщательном поиске не обнаружил науки под названием «техническая диагностика двигателя», и, следовательно, присущей ей специфики. Но всё же думается, что общих принципов науки технической диагностики, её математических методов и стандартов вполне достаточно, а значит, изобретать новые совершенно ни к чему, но вот попытаться их переработать с тем, чтобы применить к диагностике двигателя, учтя при этом как наши практические наработки, так и практические же потребности – нам совершенно необходимо и по силам. А затем, определившись в общих подходах, терминах и методах, – наработать и алгоритмы диагностики, причём особо подчеркну, что, учитывая большой объём этой задачи, сравнительно быстро её можно решить только общими усилиями, обобщая коллективный опыт многих диагностов.

Поэтому в дальнейшем изложении этой статьи применены, кроме общепринятых, методы и термины технической диагностики касательно двигателя, а авторские, специфические и неустоявшиеся термины – оговорены в каждом отдельном случае. Основой терминологии служит действующий ГОСТ 20911-89 «Техническая диагностика. Термины и определения» как фактор, предназначенный для единообразного понимания, а значит, разговора на одном языке. И пусть никого не смущает год его издания – 1989, ибо предложенные в нём термины, во-первых, не устарели, как не устарела совсем не сегодня придуманная, но широко и сегодня используемая техническая диагностика, а во-вторых, они в полной мере распространяются на автомобильную технику, как, впрочем, и на многие другие машины и механизмы. Почему именно ГОСТ? – потому что рассматриваемый вопрос не прост, значит, без определённого порядка просто не обойтись, а даже самый плохой порядок лучше самого хорошего беспорядка. Некоторые полемисты, особенно из числа слишком полагающихся на сканерную диагностику, в запале отвергают отечественные стандарты, как неавтопромной державы, и пытаются заменить их стандартами SAE или ISO. Но надо не заменять, а правильно сочетать, обобщая и применяя всё ценное, что есть и там, и там. Термины технической диагностики отменить невозможно, как невозможно отменить саму техническую диагностику и те математические методы, на которых она зиждется – теории вероятности и информации, ряды Фурье, методы Байеса, статистических решений и оптимизации отменять не только бесперспективно, но и смешно.

И не зря термины, предусмотренные ГОСТ 20911-89, применяют современные державнi стандарти України, например, ДСТУ Б В.2.6-25-03 «Автоматизовані системи технічної діагностики…» или ДСТУ Б В.2.6-27:2006 «Автоматизовані системи технічного діагностування…», и суть не в том, что эти ДСТУ неавтомобильные, а том, что они также опираются на техническую диагностику.

Нельзя не обратить внимание на то, что уже в названиях схожих ДСТУ применены разные слова – «діагностика» и «діагностування», причём в изложении  ДСТУ на русском языке  оба слова переведены как «диагностирование». Но об этом чуть позже…

А сейчас нелишне будет заметить, что непременным условием терминов должна быть их точность и однозначность толкования, и тут иногда без длинных рассуждений, к сожалению, не обойтись.

 

Диагностика или диагностирование?

 

Понятие диагностика в буквальном переводе с латыни имеет два значения – это и наука о распознавании, и сам процесс распознавания состояния объекта диагностики, поиска дефекта,  постановки диагноза и прогноза в условиях ограниченной информации (в скобках заметим, что если бы информации было достаточно, то необходимость диагностики была бы сведена к нулю).

Чтобы избежать этого двойного толкования и тем самым – ненужной путаницы, в других языках, например, русском, украинском, немецком и французском, процесс диагностики назван диагностированием. Такое же разделение применено и в технической диагностике, так,  согласно  ГОСТ 20911-89:

- техническая диагностика – область знаний, охватывающая теорию, методы и средства определения технического состояния объектов;

- техническое диагностирование – контроль технического состояния объекта, поиск места и определение вида и причин дефекта, прогнозирование технического состояния;

- технический диагноз – результат диагностирования (но отнюдь не диагностики… – Н.В.).

Однако ГОСТ хоть и не остался в 1989 году, но реальная жизнь, претерпев социально-политические катаклизмы, конвульсию… простите, конверсию ВПК – основы технической мощи и заодно ГОСТов, а также засилье интернета, компьютеров и иномарок…, эта реальная жизнь на всех углах и сайтах запестрела «диагностиками», воспринимаемыми всеми отнюдь не как наука, а сугубо как прагматичный процесс, и если теперь кто-то разместит рекламу «диагностирование автомобилей», то рискует, по меньшей мере, быть неправильно понятым… Поразмыслив над причудами сиих извилисто-ухабистых спирально-круговых путей эволюции общественно-технической и, в частности, социально-автомобильной, мысли, и учтя, что в повседневной жизни диагноста процесс существенно превалирует над наукой, полагаю, что не следует ломать саму собой сложившуюся в народе терминологию, вернувшую нас к исходному, латинскому, понимаю автомобильной диагностики, как науки и процесса распознавания одновременно.

И современные, кстати, учебники по технической диагностике, написанные авторами с учёными степенями, невзирая на требования упомянутого ГОСТа, в отдельных случаях термины и определения «диагностирование», «диагностика», «диагноз» применяют весьма произвольно. Например, техническая диагностика ими трактуется, как наука, исследующая технические состояния, но тут же её задача преподносится, как распознавание состояния технической системы2, т.е. не учить распознаванию, а прямо брать и распознавать, и уже имеем практический процесс – диагностирование. Диагнозом почему-то именуется не результат, а процесс исследования объекта, а результат диагноза – заключением о техническом состоянии3… И т.д. А это значит, что ни на один источник в полной мере опереться нельзя, и надо идти своим путём, максимально избегая путаницы и ненужных усложнений.

…Теперь самое время определиться с объектом диагностики.

 

Объект диагностики

 

В технической диагностике объектом диагностирования является техническая система и её компоненты, подлежащие/подвергаемые диагностированию. А что же у нас является объектом диагностики? В силу кажущейся очевидности ответа, вопрос представляется по меньшей мере странным… Но так ли это?

Чаще всего процесс автомобильной диагностики и предмет деятельности диагноста рассматриваются как диагностика двигателя и системы его управления. Этот термин абсолютно понятен любому автосервисмену, привыкшему разделять объекты диагностики на «двигатель» (мотор) и «инжектор» (систему управления), однако, согласитесь, неприемлем, хотя бы потому, что слишком длинный. А главное, некорректный – ведь двигатель без системы управления собственно таковым не является, так как не способен выполнять функцию двигателя, заключающуюся в преобразовании какого-либо вида энергии (в данном случае – химической)  в механическую4. Для обозначения «двигателя» не годится и термин «мотор», ибо в переводе это тот же двигатель5. Не дают также чёткого разделения и целый ряд фундаментальных трудов6,7,8.

Ближе всего к рассматриваемому вопросу, на мой взгляд, такая позиция: «понимание процесса работы двигателя как сложного комплекса, включающего механическую часть, вспомогательные подсистемы и систему управления, является решающим условием эффективного поиска неисправностей»9 (сокращения и курсив мои – Н.В.).

Исходя из чего, интересующим нас объектом диагностики является двигатель как техническая система, а процесс практической деятельности диагноста следует именовать термином диагностика двигателя. Структурно этот процесс включает в себя:

- диагностику механической части двигателя,

- диагностику его вспомогательных подсистем,

- диагностику системы управления.

Поскольку диагностика – это не только процесс, но и наука о распознавании, то диагностика двигателя включает также разработку теории, методов и технических средств (рис. 1), однако это предметом рассмотрения настоящей статьи не является.

 

 

Рис. 1.  Структура диагностики двигателя

 

В конечном счёте, наименование процесса диагностики зависит от выбора объекта. Если, например, в конкретной ситуации объектом диагностики является только система управления, то следует говорить о диагностике системы управления, как о составном структурном блоке диагностики всего двигателя.

При ремонтах, обслуживании попутно с двигателем, конечно, диагностике подвергаются и другие системы (ABS, AirBag и т.п.), если это необходимо и если находится в пределах возможностей диагноста и его оборудования, но это также другая тема.

 

Практическая структура двигателя как объекта диагностики

 

Двигатель во все времена был непростым объектом диагностики. Но современный инжекторный двигатель усложнён не только возросшим числом сложных компонентов, но ещё и тем, что охвачен несколькими петлями обратных связей (ОС). Кроме того, иногда ОС в результате дефектов возникают и там, где они конструктивно не предусмотрены.

Положительная обратная связь (ПОС) заложена в самой механической части – это передача такого момента вращения и такое фазирование ГРМ по отношению к ЦПГ, при котором обеспечиваются незатухающие колебания поршней. В этой ПОС непосредственное участие принимает и система управления посредством своевременного момента зажигания и точного топливодозирования, а в системах непосредственного впрыска – и своевременного момента инжекции.

Отрицательные обратные связи (ООС) – λ-регулирование, стабилизация холостого хода и пр. – характерны тем, что при неисправностях они зачастую превращаются в ПОС. При этом двигатель резко меняет характер своей работы – «пилит», резко увеличивает или снижает обороты,  глохнет или теряет мощность и т.д., но диагностика усложняется наличием самой петли ПОС, так как каждое m-событие здесь является следствием каждого (m-1)-события и причиной каждого (m+1)-события, и установить место первопричины в этом «порочном круге» весьма трудно. Размыкание же цепи между любыми двумя звеньями этого контура приводит к разрыву всего контура и такому изменению его характеристик, что дальнейшее исследование становится бессмысленным.

Именно таким образом мы получаем немало сложных диагностических признаков – одновременное нарушение многих режимов работы двигателя с большим числом симптомов и вероятных причин. На практике это часто приводит к «диагностике» методом «тыка» и покупке ненужных компонентов, как результат неправильного диагноза вследствие нераспознавания истинного технического состоянии и имеющегося дефекта.

Один из методов повышения эффективности диагностики видится в структурировании двигателя как объекта диагностики, т.е. его условном расчленении на такие части, которые позволили бы сделать диагностику поэтапной, планомерной, полной и целенаправленной. Большинство диагностов так и поступает, причём на практике структура диагностики зачастую выглядит иначе, чем показано на рис. 1, что вполне естественно, так как диагност учитывает свой (и не только свой) предыдущий опыт; важность, сложность, надёжность, ресурс систем и компонентов (деталей, узлов); статистику (частость, повторяемость) и вероятность появления дефектов; назначение и возможности средств диагностики, собственную симптоматику и интуицию.

Весьма популярна структура двигателя, как объекта диагностики (с учётом принятой нами терминологии), стоящего, по образному выражению А.Передерия, на «трёх китах»:

- механической части со вспомогательными подсистемами,

- системе зажигания,

- системе впрыска.

 Соответственно, структура диагностики «три кита» представлена на рис. 2.

 

 

Рис. 2.  Структура диагностики двигателя «три кита»

 

С учётом того, что ресурс систем зажигания и впрыска до очередного обслуживания практически одинаков, а отказы почти равновероятны, такая структура, казалось бы, целесообразна и достаточна, однако… Однако, только в том случае, если бы эксплуатация, диагностика, обслуживание и ремонт двигателей осуществлялись гарантированно квалифицированно. Но на практике, как мы хорошо знаем, до этого далеко. Диагносту очень часто приходится иметь дело с двигателем, предварительно претерпевшим некомпетентное вмешательство, причём от кого угодно: от продавцов компонентов (запчастей), топлива и других жидкостей, диагностов и ремонтников, самих автовладельцев. Это вынуждает ряд из «трёх китов» корректировать таким образом, чтобы выделить на первый план те факторы (легкодоступные компоненты, жидкости и пр.), которые необходимо диагностировать каждый раз и в первую очередь. В этом случае практическая структура двигателя, как объекта диагностики, включает в себя такие структурные блоки:

- механическую часть,

- вспомогательные подсистемы,

- систему зажигания,

- систему впрыска,

- сменные и несменные фильтры,

- топливо, масла, смазки и жидкости,

- легкодоступные, затронутые (претерпевшие вмешательство) и сменные компоненты.

Последние три структурных блока можно объединить названием «первоочередная диагностика».

Ряд компонентов входит в несколько структурных блоков. Например, плохо закрученная автовладельцем свеча зажигания является как легкодоступным и ранее затронутым компонентом, так и компонентом системы зажигания. Тем не менее, частая повторяемость дефектов именно в этих компонентах требует выделить их в отдельные блоки.

Тогда структура диагностики принимает вид, соответствующий, на мой взгляд,  требованиям отечественной практики (рис. 3).

 

 

Рис. 3.  Практическая структура диагностики двигателя

 

Предвижу возражения, но, во-1-х, это хорошо, ибо в споре рождается истина, а во-2-х, подкреплю изложенную позицию примерами из собственной практики.

 

О чём свидетельствует практика

 

Статистика даёт вероятностные ориентиры на будущее и тем самым помогает правильно строить свою работу – это азбучная истина. Некогда, не найдя официальных статистических данных по инжектор-сервису, я сел за свои записи и на основании 1000 лично выполненных ремонтов/обслуживаний вывел цифры собственной статистики (рис. 4).

 

 

Рис. 4.  Статистика инжектор-сервиса

 

Допускаю, что это сугубо мои личные цифры, т.е. только мне пришлось иметь дело именно с такими направлениями инжектор-сервиса, но тем не менее, они укрепили меня во мнении, что:

1) если начинать с простого и легкодоступного, то придёшь к цели более коротким путём;

2) начинать надо с системы зажигания и предварительной диагностики механической части;

3) в любом случае крайне желательно диагностировать инжекторы (форсунки);

4) на выбранном пути проверять надо всё, мелочей не бывает.

В подтверждение приведу несколько недавних простых примеров.

ВАЗ-2115. Неделю назад я завёл этот двигатель, но теперь слышу по телефону жалобу клиента, что опять не заводится. Он человек вежливый, понимающий, водитель с 35-летним стажем, а потому я легко иду ему навстречу и первое, что проверяю, – свою работу недельной давности, а она в порядке. Потом – остальное; пока идут проверки, в ёмкость с каждым включением зажигания и работой стартера порциями сливается «обратный» бензин. Наконец, всё проверено, двигатель просто обязан работать, но… И тут я обращаю внимание на заполнившуюся ёмкость – запах и цвет бензина какие-то странные (рис. 5) – вверху подобие газолина, внизу – грязная вода. Ничего удивительного – в Крыму разгар летнего сезона, и все, как могут, зарабатывают на приезжих, но нет никаких гарантий, что не «влетят» и свои…

 

 

Рис. 5.  «Бензин», заправленный в ВАЗ-2115

 

Сливаем эту жижу из бака, промываем бак и систему, заменяем топливный фильтр, заправляем бак нормальным бензином, и двигатель заводится с пол-пинка. Это очень хорошо для клиента, но недостаточно для диагноста. В соответствии с методологией диагностики он должен поставить диагноз. А надо ли? – ведь машина уже благополучно уехала… Надо, Федя, надо – чтобы сделать выводы на будущее, а если говорить проще, то для самообучения, а оно бесконечно и не знает предела совершенству… Особенно важно установить причину дефекта – толковая библиотека причин весьма способствует эффективности диагностики, особенно в начале практики диагноста, а наиболее ценной является библиотека, где причины дефектов связаны с признаками их проявления.

Итак, ставим диагноз:

1) техническое состояние двигателя до устранения дефекта – неработоспособен, после устранения дефекта – работоспособен (о видах технического состояния будет сказано ниже);

2)  определение дефекта:

- место – подсистема топливоподачи;

- вид – невоспламенение топлива;

- причина – несоответствующее качество топлива;

3) прогноз технического состояния – ресурс до следующей заправки некачественным топливом; при надлежащей заправке – до очередного технического обслуживания.

___________________________________________________________________

1 http://a-master.com.ua/forum/viewtopic.php?f=2&t=357

2 Н.В.Богдан и др. Техническая диагностика гидросистем. Минск, «Белавтотракторостроение», 2000.

3 А.М.Сафарбаков и др. Основы технической диагностики. Иркутск, ГУПС.

4http://ru.wikipedia.org/wiki/Двигатель

5 Л.П.Крысин. Толковый словарь иностранных слов. БЭ КиМ, 2010. С.Ю.Ожегов, Н.И.Шведова. Толковый словарь слов русского языка. М., «АЗЪ», 1992, с. 376.

6 Автомобильные двигатели. Под. ред. д.т.н. Ховаха М.С. М., «Машиностроение», 1977.

7 BOSCH. Автомобильный справочник. М., «За рулём», 2004.

8 BOSCH. Системы управления бензиновыми двигателями. М., «За рулём», 2005.

9 Хрулёв А.Э. Ремонт двигателей зарубежных автомобилей. М., «За рулём», 1998.

 

 

 

>>> НА СЛЕДУЮЩУЮ СТРАНИЦУ>>>

 

 

Обсудить на ФОРУМЕ "Просто инжектор"

 


Для перехода на главную страницу нажмите З Д Е С Ь




Copyright: "Просто Инжектор©" 2007

Rambler's Top100