Теперь о прогревных оборотах двигателей с впрыском. Как известно, у бензиновых двигателей с впрыском топлива обороты двигателя зависят от количества всасываемого в него воздуха. Чем больше приоткрыта дроссельная заслонка, тем больше воздуха попадает в двигатель. Блок управления тут же «обсчитывает» этот воздух и под него подает необходимое количество бензина (это довольно примитивная версия работы двигателей с впрыском топлива, но она работает). Поэтому устройства для повышения оборотов двигателя – это просто «дырки» во впускном коллекторе, которые перекрываются тем или иным механизмом. На старых модификациях для перекрывания этих «дырок» применяются водяная или электрическая прогревалки, на новых – электрический серводвигатель. В водяной прогревалке «дырку» перекрывает поршень, выталкиваемый из капсулы, заполненной полимерным веществом, которое при нагреве очень сильно расширяется. При снижении объема всасываемого во впускной коллектор воздуха обороты двигателя снижаются. При охлаждении двигателя специальная пружина задвигает поршень обратно в капсулу, сечение «дырки» увеличивается, соответственно увеличивается объем всасываемого во впускной коллектор воздуха, и обороты двигателя увеличиваются. Как уже было отмечено выше, эта капсула находится в специальном корпусе возле блока дроссельных заслонок, и через нее циркулирует охлаждающая жидкость двигателя. Обычная неисправность этой системы – нет циркуляции охлаждающей жидкости. В результате капсула не нагревается, поршень не выталкивается, «дырка» остается открытой при горячем двигателе. Блок управления по датчику температуры «видит», что двигатель горячий, по датчику положения дроссельной заслонки определяет, что включен режим холостого хода, и урезает топливо. А воздух-то поступает в избытке... Вот тогда двигатель и начинает «лаять», т. е. у него начинают плавать обороты (примерно от 1000 об/мин до 2000 об/мин). Чаще всего восстановить циркуляцию можно, добавив при заглушенном двигателе охлаждающую жидкость в систему охлаждения, потому что причиной отсутствия циркуляции является снижение уровня охлаждающей жидкости. Реже встречаются такие неисправности, как засорение трубок, подводящих тосол к капсуле; слабая производительность водяного насоса системы охлаждения; заклинивание поршня из-за большого количества отложений (накипи) во всей системе охлаждения.
       Схема питания блока управления двигателем (блока EFI, компьютера), используемая фирмой «Toyota».
       Питание к блоку управления поступает сразу через несколько выводов. Отсутствие напряжения хотя бы на одном из них вызывает проблемы в работе блока.
 
      Электрический механизм обеспечения прогревных оборотов представляет собой небольшой корпус, в который входят 2 трубки диаметром около 2 см. Одна из них берет воздух из воздуховода между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой, по второй воздух подается во впускной коллектор. Внутри корпуса есть расположенный на оси плоский сектор, который, поворачиваясь, может перекрывать поток воздуха. Эту ось, поскольку она легко вынимается, часто называют штифтом. Специальная пружина все время стремится повернуть сектор, чтобы полностью открыть подачу воздуха через весь механизм, обеспечив тем самым повышенные обороты двигателя. Но на плоский сектор действует еще и биметаллическая пластина, которая в холодном состоянии не препятствует действию пружины. Двигатель начинает работать на прогревных оборотах, определяемых площадью отверстия в прогревном устройстве. Биметаллическая пружина нагревается за счет тепла самого двигателя, поскольку весь механизм находится на его поверхности, а, кроме того, внутри корпуса прогревного устройства есть нагревательная спираль, на которую во время работы двигателя подается напряжение +12 В. Нагреваясь, биметаллическая пружина поворачивает плоский сектор, и тот постепенно перекрывает отверстие для поступления добавочного воздуха.
      У двигателя устанавливаются обороты холостого хода.
      Наиболее часто встречающаяся неисправность – перекашивание и заклинивание плоского сектора. В зависимости от того, в каком положении заклинит этот сектор, через весь корпус прогревного устройства будет подаваться то или иное количество воздуха, что определит величину оборотов двигателя. Еще одна довольно часто встречающаяся неисправность заключается в том, что на нагревательный элемент, например из-за окисления контактов в разъеме, не подается питание. Прогревные обороты двигателя в этом случае, естественно, снижаются очень медленно, так как прогревалка нагревается только за счет тепла от двигателя.
       Прогревное устройство.
       Это устройство крепится непосредственно к впускному коллектору. Основные неисправности: окисление контактов и выпадение штифта. Во втором случае воздушный канал, который должен перекрываться сектором, постоянно открыт, что приводит к повышению у двигателя оборотов ХХ.
 
      Как уже говорилось, в прогретом двигателе через весь механизм воздух не подается. В этом легко убедиться, пережав при работающем двигателе любой из резиновых воздушных шлангов механизма обеспечения прогревных оборотов. Если после сжатия шланга обороты двигателя снизятся, значит, плоский сектор не до конца перекрывает отверстие, а этого не должно быть. На корпусе прогревного устройства есть регулировочный винт, весь покрытый краской и законтренный маленькой гаечкой. С его помощью в какой-то мере можно отрегулировать величину прогревных оборотов, но делать это мы рекомендуем, только сняв устройство. Тогда через отверстие тонкой отверткой можно придержать сектор, иначе при ослаблении винта он может перекоситься и штифт, играющий роль оси, может выпасть. Кроме того, не следует забывать, что существуют прогревалки, у которых нет второго воздушного шланга. В этом случае все прогревное устройство крепится непосредственно на впускной коллектор и воздух подается внутрь без всяких шлангов прямо через отверстие в корпусе. Такая конструкция часто используется в двигателях фирмы «Nissan».
      Корпус электрических прогревных устройств может быть разборным или неразборным, т. е. завальцованным по кругу. Но в любом случае его несложно разобрать, для того чтобы отремонтировать механизм, а потом, если он был неразборным, просто склеить половинки корпуса каким-нибудь эпоксидным клеем.
      На современных бензиновых двигателях с впрыском топлива вышеописанных прогревных устройств нет. На них устанавливаются электрические серводвигатели, которые могут быть двух видов: соленоид, имеющий импульсное управление, или импульсный электродвигатель. Эти серводвигатели, открывая по команде блока управления «дырки», имеющиеся во впускном коллекторе, не только обеспечивают повышенные прогревные обороты, но выполняют еще две функции. Во-первых, принудительное повышение оборотов холостого хода. Необходимость в нем возникает, когда вы, например, включаете фары или кондиционер или когда включается мотор вентилятора охлаждения. Во всех этих случаях серводвигатель по команде от блока управления увеличит обороты холостого хода двигателя (или просто поддержит их). Во-вторых, серводвигатель играет роль демпфера, не позволяя двигателю резко снижать свои обороты до холостого хода. Если сброс оборотов происходил бы без демпфирования, то наблюдался бы «провал» газа и повышенный расход топлива.
      Соленоид с импульсным управлением – это обычный соленоид, но с более мощной обмоткой. Поступивший импульс заставляет соленоид втянуть сердечник, но, поскольку импульс короткий, сердечник не успевает еще до конца втянуться, а ток от первого импульса исчезает. Как только, через долю секунды, сердечник в силу своей инерционности и под воздействием возвратной пружины «решит» вернуться обратно, приходит второй импульс. Таким образом, под воздействием непрерывной череды импульсов сердечник соленоида зависает в каком-то среднем положении. Блок управления по мере необходимости может менять ширину этих импульсов, перемещая тем самым сердечник в пределах его рабочего хода. Передвигаясь, сердечник в той или иной мере перекрывает отверстие во впускном коллекторе и таким образом изменяет обороты двигателя. Снятие питания с импульсного соленоида приводит к полному закрытию этого отверстия и, естественно, к уменьшению оборотов холостого хода. В некоторых инструкциях в таком положении рекомендуют проводить регулировку минимальной частоты вращения двигателя в режиме холостого хода (регулировку оборотов холостого хода).
      Импульсный электродвигатель точнее отслеживает обороты двигателя и применяется на более современных двигателях. Сразу же после включения зажигания (в некоторых модификациях – после начала вращения коленвала) на все четыре обмотки серводвигателя начинают поступать импульсы. Сдвигая импульсы на тех или иных обмотках, можно добиться определенного угла разворота магнитного ротора, который вращает или «червяк» с поршнем, или полый цилиндр с отверстиями. И в том и в другом случае меняется сечение отверстия во впускном коллекторе, и соответственно изменяются обороты двигателя.
      Если у двигателя, имеющего серводвигатель принудительного холостого хода, нет прогревных оборотов, то сначала следует убедиться, что обмотки (обмотка) этого серводвигателя целые. После этого нужно снять серводвигатели и отмыть всю грязь (копоть, нагар) внутри самого механизма серводвигателя и в месте его крепления. Затем снятый серводвигатель надо подключить к штатному разъему и включить зажигание. Если серводвигатель никак на это не отреагирует, надо кратковременно включить и выключить стартер. Запирающий элемент серводвигателя обязательно должен отработать, что сразу же будет видно, так как серводвигатель обеспечивает и запуск двигателя. Запуская двигатель с впрыском топлива, вы, наверное, замечали, что он сразу же берет 1500–2000 об/мин, а потом тут же сбрасывает обороты до холостого хода (или до каких-то прогревных оборотов), при условии, что моторное масло имеет требуемую вязкость и системы двигателя исправны. Все это происходит именно за счет срабатывания серводвигателя принудительного повышения оборотов холостого хода.
       Проверка работоспособности датчика температуры.
       Почти у всех датчиков при повышении температуры сопротивление снижается от 2,5–4,5 кОм (холодный двигатель) до 300–400 Ом (горячий двигатель). Изменение температуры на 1–2 °C вызывает изменение сопротивления датчика на 10–30 Ом. Поэтому достаточно сравнить сопротивление датчика при комнатной температуре с тем, что появится после того, как вы немного согреете датчик руками или собственным дыханием. Если сопротивление снизится, значит, датчик исправен.
 
      Если серводвигатель исправен, сигнал на него приходит (т. е. он отрабатывает при запуске двигателя), но прогревных оборотов нет, то, как следует из практики, нужно проверить датчик температуры двигателя (датчик для блока EFI) и датчик положения дроссельной заслонки или чуть по-другому установить серводвигатель. На двигателях «Toyota 3S-FE» серводвигатель под блоком дроссельной заслонки можно развернуть в ту или иную сторону. Для этого даже можно надфилем слегка расточить его крепежные отверстия. На двигателях «Toyota» серий «M» и «1G» серводвигатель можно установить через дополнительную прокладку. Если вы установите прогревные обороты, меняя положение корпуса серводвигателя, то скорее всего у двигателя изменятся и обороты холостого хода. Если для их установки не хватит изменения хода регулировочного винта, то можно попробовать довернуть датчик положения дроссельной заслонки (TPS). Но прежде чем заняться такими тонкостями, еще раз поищите водяное прогревное устройство, так как этот способ обеспечения прогревных оборотов все-таки наиболее широко применяется японскими производителями двигателей с впрыском топлива.
       Схема подключения датчика положения дроссельной заслонки (контактного типа) к блоку EFI.
       Этот датчик дает информацию только о выключении ХХ и включении режима полной нагрузки.
 
      Прогревные обороты у дизельных двигателей регулируются механизмами, расположенными на корпусе топливного насоса высокого давления (ТНВД) или задаются вручную специальной рукояткой на панели приборов. Тросик от рукоятки идет на рычаг подачи топлива ТНВД или на педаль газа в салоне автомобиля. В большинстве случаев механические одноплунжерные ТНВД, установленные на легковых автомобилях, имеют прогревное устройство на своем корпусе. Это устройство автоматически увеличивает подачу топлива и изменяет опережение впрыска (не у всех моделей) в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. Внутри такого прогревного устройства, имеющего, как правило, круглый корпус, находится капсула с полимерным наполнителем. Поскольку в корпусе прогревного устройства при работающем двигателе постоянно циркулирует охлаждающая жидкость из двигателя, то по мере нагрева двигателя нагревается и полимерный наполнитель капсулы. Нагреваясь, наполнитель сильно расширяется и выталкивает поршень, который через систему рычагов убирает упор рычага подачи топлива ТНВД. В результате рычаг подачи топлива ТНВД постепенно занимает положение, соответствующее подаче топлива при холостом ходе двигателя. Остывает двигатель – остывает и сжимается полимерное вещество в капсуле. Мощная пружина тут же получает возможность задвинуть внутрь выдвинутый ранее поршень и через систему рычагов выдвинуть упор для рычага подачи топлива ТНВД. Под действием этого упора рычаг подачи топлива займет положение, обеспечивающее повышенные обороты двигателя.
      На многих ТНВД водяная прогревалка кроме изменения положения рычага подачи топлива выполняет еще одну функцию: специальным рычагом через отверстие на боковой наружной стенке корпуса ТНВД она разворачивает кольцо опережения впрыска, изменяя момент подачи топлива. При холодном двигателе впрыск топлива делается более ранним, при горячем – более поздним. Вы, наверное, замечали, что по утрам дизельный двигатель работает жестче, чем днем, когда он уже прогрет. Более ранний впрыск у холодного дизеля приводит к тому, что на разогрев холодного топлива, поданного в цилиндры, уходит больше времени, в результате оно успевает хорошо прогреться, дать уверенную вспышку и полностью сгореть.
      Вся прогревалка крепится с внешней стороны сбоку на корпусе ТНВД (внутренняя сторона ТНВД обращена к двигателю).
      Что же делать, если у дизельного двигателя с водяной прогревалкой нет прогревных оборотов? Запустите и полностью прогрейте двигатель. Убедитесь, что через корпус прогревного устройства циркулирует охлаждающая жидкость, а стрелка прибора температуры двигателя, расположенного на щитке приборов, находится примерно на середине шкалы. Проверьте зазор между упорным рычагом от механизма прогревалки и рычагом подачи топлива. С помощью регулировочного винта уберите этот зазор. Заглушите двигатель и дайте ему остыть. Запустите двигатель и, если это необходимо, при помощи того же регулировочного винта сделайте меньше его прогревные обороты. Тут следует сделать следующее замечание. Регулировочный винт, который упирается в шток выдвигаемого поршня, повышает не только величину прогревных оборотов, но и время, в течение которого они совершаются. Поэтому на механизме есть и второй регулировочный винт, позволяющий ограничить это время. Однажды нам пришлось увеличивать время прогрева с помощью втулки, помещенной в трубку, по которой к прогревному устройству подавалась охлаждающая жидкость. Этим мы уменьшили циркуляцию охлаждающей жидкости через корпус прогревного устройства, уменьшив тем самым скорость его нагрева.
      Но есть и более серьезные причины отсутствия прогревных оборотов, требующие покупки новых деталей. Одна из них, достаточно простая, состоит в том, что поршень прогревалки при нагреве не выдвигается. Это случается или из-за заклинивания, или из-за потери специфических свойств полимерного наполнителя капсулы. В этом случае лучше заменить всю прогревалку. Вторая причина сложнее и связана с износом самого топливного насоса высокого давления. Дело в том, что в новом, неизношенном ТНВД объем подачи топлива почти линейно зависит от угла поворота рычага подачи топлива (от степени нажатия на педаль газа). Со временем в силу различных причин эта зависимость исчезает и возникает такая картина: вы повернули рычаг подачи топлива, например, на 10° – двигатель поднял обороты на 200 об/мин. Поворот рычага еще на 10° дает увеличение оборотов уже примерно на 600 об/мин, еще 10° – двигатель увеличивает обороты сразу на 1000 об/мин. Другими словами, при изношенном ТНВД зависимость величины оборотов двигателя от угла поворота рычага подачи топлива перестает быть линейной. А прогревалка по-прежнему имеет тот же ход (около 12 мм). Двигатель остывает, и она, как и прежде, поворачивает рычаг подачи топлива так, чтобы обеспечить его работу на прогревных оборотах, но этого поворота уже недостаточно. Тем более что у дизельного двигателя обороты холостого хода сильнее зависят от его нагрева, чем у бензинового.
       Датчик положения дроссельной заслонки (TPS – throttle positioner sensor).
       Ослабив два винта, можно производить его регулировку. Если в датчике есть включатель холостого хода, то устанавливать датчик можно по срабатыванию этого включателя (при отпущенной педали газа). Если включателя ХХ нет, то регулировка датчика TPS осуществляется по сопротивлению, заданному в технической документации. При отсутствии этих данных регулировку датчика можно производить по оборотам ХХ, по оборотам переключения передач (у автомобилей с автоматической коробкой передач) и по срабатыванию различных устройств на двигателе (например, системы EGR).
 
      Довольно часто встречается и такая ситуация. В процессе эксплуатации все детали ТНВД изнашиваются, и наступает момент, когда в результате этого износа снижается объем перекачиваемого ТНВД топлива, что, в свою очередь, вызывает снижение мощности двигателя. Мощность двигателя восстанавливают в любой мастерской грубой регулировкой подачи топлива. Однако в таком случае увеличиваются обороты холостого хода. В этой же мастерской эти же мастера винтом регулировки оборотов холостого хода уменьшают их величину. Но рычаг подачи топлива попадает уже в нелинейную зону. Если при прежней регулировке обороты двигателя увеличивались, стоило только коснуться педали газа, теперь такое же нажатие на педаль газа заметного увеличения оборотов не вызывает. И прогревное устройство в этом случае, выдвигая поршень на фиксированные 12 мм, уже не обеспечивает прогревные обороты. Существует два выхода из этой ситуации: купить другой ТНВД или попытаться вернуть линейность управления своему ТНВД, регулируя на стенде его центробежный регулятор. У электронных ТНВД прогревные обороты задаются блоком управления двигателем (компьютером) и зависят от показаний датчика температуры двигателя и датчика положения дроссельной заслонки (TPS).

Нет холостого хода