Двигатели, автоматические трансмиссии и АКПП для легковых и малых грузовых автомобилей. Устройство, запасные части и составляющие компоненты.

____________________________________________________________________________

Система впрыска топлива двигателей Toyota 4A-FE, 4A-GE, 5A-FE и 7A-FE


Системы впрыска топлива двигателей Toyota 4A-FE, 5A-FE, 4A-GE, 7A-FE автомобилей Тойота Королла, Корона, Тойота Карина Е, Кариб, Тойота Селика, Спринтер, Калдина относятся к системам распределенного впрыска топлива во впускной коллектор с электронным управлением подачей топлива в зависимости от основных управляющих факторов.

Они имеют много общих или аналогичных элементов, что упрощает описание их устройства, а также описание проверки, демонтажа и разборки-сборки их элементов. Основным их общим элементом является блок электронного управления, который по сигналам датчиков формирует управляющий сигнал на форсунки.

Однако конкретная реализация компоновки схем систем впрыска различна для различных двигателей и даже для одних и тех же двигателей, но предназначенных для разных моделей.

Эти различия в первую очередь связаны с выбором главного управляющего параметра топливоподачи: расхода воздуха или абсолютного давления во впускном коллекторе; в 1-м случае используется расходомер воздуха, а во 2-м - датчик абсолютного давления во впускном коллекторе.

Кроме того, указанные отличия вызываются наличием или отсутствием в двигателях Toyota 4A-FE, 5A-FE, 4A-GE, 7A-FE автомобилей Тойота Королла, Корона, Тойота Карина Е, Кариб, Тойота Селика, Спринтер, Калдина:

- 3-х компонентного нейтрализатора отработавших газов;

- форсунки холодного пуска двигателя;

- системы рециркуляции отработавших газов;

- кондиционера (при его наличии применяется система принудительного повышения частоты вращения холостого хода при включении кондиционера);

- автоматической коробки передач (при ее наличии имеется дополнительный канал управления);

- системы управления частотой вращения холостого хода (автоматической стабилизации частоты вращения холостого хода);

- системы управления подачей воздуха (перепуска воздуха за дроссельную заслонку на режимах принудительного холостого хода);

- датчика частоты вращения;

- системы изменяемой геометрии впускного коллектора;

- системы улавливания паров топлива из топливного бака и впускного коллектора и т.д.

В связи с этим ниже приводятся схемы всех вариантов систем впрыска топлива, предназначенных для двигателей 4A-FE, 4A-GE, 5A-FE и 7A-FE. Вместе с тем само описание систем и процедур проверок элементов этих систем проводится параллельно с указанием конкретных особенностей той или иной системы для конкретного двигателя или для конкретной модели автомобиля.

Описание системы впрыска топлива двигателей Toyota 4A-FE, 5A-FE, 4A-GE, 7A-FE автомобилей Тойота Королла, Корона, Тойота Карина Е, Кариб, Тойота Селика, Спринтер, Калдина



Рис.25. Схема системы впрыска топлива двигателей 4A-FE для моделей 2WD (АЕ92, АЕ95, АТ171 и АТ180) вариант без системы рециркуляции отработавших газов

1 - стартер, 2 - замок зажигания, 3 - аккумуляторная батарея, 4 - контрольная лампа "CHECK", 5 - электронный блок управления, 6 - компрессор кондиционера, 7 - переменный резистор, 8 - датчик частоты вращения, 9 - датчик положения дроссельной заслонки, 10 - реле-выключатель топливного насоса, 11 - топливный насос, 12 - топливный бак, 13 - датчик температуры воздуха на впуске, 14 - датчик абсолютного давления во впускном
коллекторе, 15 - клапан системы управления частотой вращения холостого хода, 16 - клапан системы управления подачей воздуха, 17 - датчик температуры охлаждающей жидкости, 18 - термовременное реле форсунки холодного пуска, 19 - форсунка холодного пуска, 20 - объединенный блок зажигания, 21 - форсунка, 22 - регулятор давления топлива.

Состоит из трех основных подсистем; подвода топлива, подвода воздуха и электронного управления.



Рис.26. Схема системы впрыска топлива двигателей 4A-FE для моделей 2WD: АЕ92, АЕ95, АТ171 и АТ180 (с системой рециркуляции отработавших газов)

1 - стартер, 2 - замок зажигания, 3 - аккумуляторная батарея, 4 - контрольная лампа "CHECK", 5 - электронный блок управления, 6 - компрессор кондиционера, 7 - выключатель управления подачей топлива, 8 - датчик частоты вращения, 9 - датчик положения дроссельной заслонки, 10 - реле-выключатель топливного насоса, 11 - топливный насос, 12 - топливный бак, 13 - аккумулятор паров топлива, 14 - датчик температуры воздуха на впуске, 15 - датчик абсолютного давления во впускном коллекторе, 16 - клапан системы управления частотой вращения холостого хода, 17 - клапан системы управления подачей воздуха, 18 - клапан системы улавливания паров топлива, 19 - термовременное реле форсунки холодного пуска, 20 - форсунка холодного пуска, 21 - датчик температуры охлаждающей жидкости, 22 - 3-х компонентный нейтрализатор отработавших газов, 23 - кислородный датчик, 24 - объединенный блок зажигания, 25 - форсунка, 26 - регулятор давления топлива, 27 - клапан системы рециркуляции отработавших газов, 28 - модулятор давления системы рециркуляции отработавших газов, 29 - электропневмоклапан системы рециркуляции отработавших газов.



Рис.27. Схема системы впрыска топлива двигателей 4A-GE для модели AE9S (вариант с расходомером воздуха)

1 - топливный фильтр, 2 - топливный бак, 3 - топливный насос, 4 - замок зажигания, 5 - аккумуляторная батарея, б - катушка зажигания, 7 - распределитель, 8 - контрольная лампа "CHECK-, 9 - компрессор кондиционера, 10 - диагностический разъем, 11 - датчик частоты вращения, 12 - электронный блок управления, 13 - датчик температуры воздуха на впуске, 14 - воздушный фильтр, 15 - расходомер воздуха, 16 - клапан системы управления подачей воздуха, 17 - канал подачи дополнительного воздуха, 18 - датчик положения дроссельной заслонки, 19 - форсунка холодного пуска, 20 - клапан системы рециркуляции отработавших газов, 21 - модулятор давления системы рециркуляции отработавших газов, 22 - электропневмоклапан системы рециркуляции отработавших газов, 23 - термовременное реле форсунки холодного пуска, 24 - датчик температуры охлаждающей жидкости, 25 - датчик детонации, 26 - 3-х компонентный нейтрализатор отработавших газов, 27 - кислородный датчик, 28 - форсунка, 29 - регулятор давления топлива, 30 - электропневмоклапан системы управления давлением топлива.

Топливная система двигателей Toyota 4A-FE, 5A-FE, 4A-GE, 7A-FE

Эта система аналогична во всех типах рассматриваемых двигателей.

Топливная система двигателей Тойота 4A-GE, 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE автомобилей Toyota Corolla, Corona, Toyota Carina E, Toyota Sprinter, Caldina-проточного типа с непрерывной циркуляцией топлива и возвращением части топлива в топливный бак через магистраль обратного слива. Она включает в себя:

- топливный бак, топливный насос с электрическим приводом, установленный в топливном баке;

- топливный фильтр;

- регулятор давления топлива;

- магистраль обратного слива топлива (по которой часть топлива возвращается обратно в бак);

- рабочие форсунки, установленные в патрубках впускного коллектора перед впускными клапанами (серийный вариант двигателя) или в патрубках головки блока цилиндров (вариант с системой организации рабочего процесса в двигателе и управления двигателем, обеспечивающей работу двигателя на бедных составах смеси, разработанная фирмой TOYOTA);

- форсунку холодного пуска двигателя, установленную в общем канале впускного коллектора.

Регулятор давления топлива поддерживает постоянную разность между давлением топлива перед рабочей форсункой и давлением воздуха во впускном коллекторе. В этом случае величина подачи топлива однозначно определяется временем открытого состояния форсунки. Величина перепада давления 284 кПа (2,9 кг/см2)

Регулирование осуществляется перепуском части топлива в бак через клапан и магистраль обратного слива топлива. Топливный насос включается сразу после включения замка зажигания.

Топливо при постоянном перепаде давления подается к (рабочим) форсункам, которые впрыскивают топливо в патрубки впускного коллектора непосредственно перед впускными клапанами. Количество подаваемого топлива определяется длительностью управляющего импульса, который задается в соответствии с сигналом электронного блока управления.

Форсунка холодного пуска двигателя Тойота 4A-GE, 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE автомобилей Toyota Corolla, Corona, Toyota Carina E, Toyota Sprinter, Caldina подает топливо непрерывно в общий канал впускного коллектора только при запуске холодного двигателя.

Длительность подачи топлива определяется длительностью работы термовременного реле форсунки холодного пуска, которое включается вместе в включением замка зажигания.

Длительность работы реле зависит от температуры охлаждающей жидкости.

Система воздухоснабжения двигателя Тойота 4A-GE, 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE автомобилей Toyota Corolla, Corona, Toyota Carina E, Toyota Sprinter, Caldina

Система воздухоснабжения обеспечивает подачу необходимого количества воздуха к впускным клапанам. Она включает в себя:

- воздушный фильтр,

- систему подогрева поступающего воздуха,

- расходомер воздуха (на некоторых двигателях),

- корпус дроссельной заслонки,

- верхнюю часть впускного коллектора (камера впуска воздуха или резонатор),

- патрубки подвода воздуха к цилиндрам,

- датчик абсолютного давления во впускном коллекторе (на двигателях без расходомера воздуха),

- канал перепуска воздуха помимо дроссельной заслонки в системе управления частотой вращения холостого хода,

- канал перепуска воздуха помимо дроссельной заслонки для повышения частоты вращения холостого хода при включении кондиционера,

- канал перепуска воздуха помимо дроссельной заслонки для управления частотой вращения холостого хода при прогреве двигателя,

- в системах с изменяемой геометрией впускного коллектора имеются дополнительные заслонки, устанавливаемые в патрубках перед впускными клапанами и управляемые с помощью диафрагменного сервомеханизма, они прикрываются на режимах малых нагрузок, обеспечивая лучшую турбулизацию смеси непосредственно перед цилиндром и препятствуя перетеканию остаточных газов из одного цилиндра в другой, улучшая тем самым процесс сгорания.

Количество воздуха, поступающего в двигатель, определяется углом открытия дроссельной заслонки и частотой вращения коленчатого вала двигателя.

Поток воздуха проходит воздушный фильтр, канал корпуса дроссельных заслонок и поступает в верхнюю часть впускного коллектора, откуда он через отдельные патрубки распределяется по цилиндрам двигателя.

При низких температурах охлаждающей жидкости открывается клапан системы управления частотой вращения холостого хода, и некоторое количество воздуха поступает в верхнюю часть впускного коллектора по перепускному каналу в дополнение к воздуху, проходящему через дроссельную заслонку.

Таким образом, по мере прогрева двигателя даже при полностью закрытой дроссельной заслонке воздух поступает в верхнюю часть впускного коллектора, что приводит к возрастанию частоты вращения вала двигателя (1-ая ступень управления частотой вращения холостого хода).

Верхняя часть впускного коллектора снижает пульсации воздушного потока (выполняет функции ресивера или резонатора), а также препятствует наложению работы одних цилиндров на другие.

Система электронного управления двигателя Тойота 4A-GE, 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE автомобилей Toyota Corolla, Corona, Toyota Carina E, Toyota Sprinter, Caldina

Двигатели Тойота 4A-FE, 4A-GE, 5A-FE и 7А-FE оборудованы системой электронного управления фирмы TOYOTA, которая управляет впрыском топлива, углом опережением зажигания, диагностической системой и т. д. при помощи электронного блока управления.

Посредством электронного блока управления система управления впрыском топлива осуществляет следующие функции:

Управление впрыском топлива. Электронный блок управления получает сигналы от различных датчиков, которые регистрируют изменения состояния работы двигателя.

В частности, датчики регистрируют:

- абсолютное давление во впускном коллекторе (двигатель без расходомера воздуха),

- объемный расход поступающего воздуха (двигатель с расходомером воздуха),

- температуру поступающего воздуха,

- температуру охлаждающей жидкости,

- частоту вращения коленчатого вала двигателя,

- угол открытия дроссельной заслонки,

- атмосферное давление,

- разгон/торможение автомобиля,

- содержание кислорода в отработавших газах (двигатель с трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором) и т. д.

Эти сигналы обрабатываются в электронном блоке управления, который вырабатывает выходной сигнал продолжительности впрыска топлива, обеспечивающий оптимальный коэффициент избытка воздуха для данных (текущих) условий работы двигателя.

По этому сигналу осуществляется управление форсунками двигателя.

Кроме управления подачей топлива блок электронного управления двигателей Тойота 4A-GE, 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE автомобилей Toyota Corolla, Corona, Toyota Carina E, Toyota Sprinter, Caldina :

- выявляет наличие неисправностей

- управляет углом опережения зажиания:

- управляет частотой вращения холоcтoгo хода.

Электронное управление углом опережения зажигания двигателя Тойота 4A-GE, 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE

В память электронного блока управления заложены значения оптимального угла опережения зажигания при всех возможных режимах работы двигателя.

Используя сигналы различных датчиков, контролирующих условия работы двигателя (частота вращения коленчатого вала, температура охлаждающей жидкости и др.), электронный блок управления вырабатывает импульсы, управляющие искрообразованием, в строго определенные моменты времени.

Система управления частотой вращения холостого хода (некоторые варианты двигателей 4A-FE и 4A-GE).

В память блока электронного управления заложены данные оптимальной частоты вращения холостого хода, отвечающие различным условиям (например, температуре охлаждающей жидкости. включению/выключению кондиционера т.д.)- Датчики передают сигналы в блок электронного управления, который управляет потоком воздуха через перепускной канал (помимо дроссельной заслонки) и регулирует частоту вращения холостого
хода в соответствии с заданной величиной.

Диагностика.

Блок электронного управления предупреждает о неисправности или ненормальной работе посредством указателя, выведенного на панель приборов.

Неисправность идентифицируется в виде диагностического кода, который запоминается электронный блок управления. Диагностический код может быть расшифрован по числу миганий световой индикации при закорачивании выводов "ТЕ1" и "Е1" или "Т" и "Е1". Диагностические коды рассмотрены ниже.

Функция "Fail-Safe" ("Добраться до дома").

В случае выхода из строя какого-либо датчика, предусмотрен аварийный режим работы (чтобы доехать до ближайшей станции обслуживания). При этом на приборной панели загорается контрольная лампа "CHECK".

Система сгорания обедненных смесей, разработанная фирмой TOYOTA (некоторые двигатели 4A-FE для моделей АЕ101 и АТ190).

Эта система для различных условий работы двигателя обеспечивает оптимальные значения: момента впрыскивания топлива, дозы топлива, угла опережения зажигания и т. д. с помощью отрицательной обратной связи по составу смеси при работе в области обедненных смесей, то есть при составах смеси более бедных по сравнению со стехиометрическим отношением.

В результате улучшается топливная экономичность автомобиля без ухудшения эксплуатационных свойств двигателя (в частности, его приемистости). Кроме того, при сгорании обедненных смесей выделяется меньшее количество оксидов азота (N0) в отработавших газах.

Система диагностирования двигателей Тойота 4A-GE, 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE автомобилей Toyota Corolla, Corona, Toyota Carina E, Toyota Sprinter, Caldina

Электронный блок управления имеет встроенную систему текущей самодиагностики, которая по сигналам датчиков непрерывно отслеживает состояние двигателя. В случае обнаружения неисправности эта система идентифицирует ее и информирует об этом водителя сигналом "CHECK" (проверьте двигатель), который высвечивается контрольной лампой, расположенной на приборной панели.

Анализируя различные сигналы, электронный блок управления определяет отказавшую систему по величине эксплуатационных параметров, зафиксированных соответствующим датчиком или исполнительным механизмом.

Световой предупредительный сигнал на приборной панели информирует водителя о наличии неисправности (однако, не все коды высвечиваются на приборной панели).

Сигнал выключается автоматически сразу после устранения неисправности. Однако электронный блок хранит (запоминает) в своей памяти коды неисправностей (кроме кода №16), связанных с соответствующими отказами, до тех пор, пока диагностическая система не очистится (не "сбросит'' информацию) путем отключения предохранителей: "STOP" 15A (АЕ) или "EFI" 15A (AT, и АЕ102 (7A-FE)) при выключенном зажигании.

Диагностический код может быть определен по числу миганий контрольной лампы "CHECK" при замкнутых выводах "ТЕ1" и "Е1" диагностического разъема. При наличии 2-х и более неисправностей их индикация начинается с наименьшего кода (имеющего наименьший номер) и далее продолжается по возрастающей.

Примечание: на двигателях Тойота 4A-GE (АЕ92, AW11, АТ160) выпуска с 1987 года перевод системы диагностики в режим текущей самодиагностики осуществляется перемыканием выводов "Т" и "Е1"

Системы самодиагностики двигателей 5A-FE (АЕ110), 4A-FE (АЕ101 и АТ190), 7A-FE содержат второй вид самодиагностики - в режиме проверки (тестирования) систем. В этом случае при наличии неисправностей блок электронного управления также зажигает контрольную лампу на приборной панели, высвечивая дополнительно коды тех неисправностей, которые не обнаруживаются в режиме нормальной (текущей) самодиагностики (кроме
кодов № 42, 43 и 51). При этом, для перевода системы самодиагностики в режим тестирования необходимо перемкнуть выводы " Т Е 2 " и "Е1" диагностического разъема должны быть замкнуты.

В режиме тестирования даже после устранения неисправности ее код сохраняется в памяти блока электронного управления после выключения зажигания (кроме кодов № 42, 43 и 51) аналогично тому, что имеет место при текущей самодиагностике. Выбор вида самодиагностики ("текущая" или "тестирование") осуществляется соответствующим замыканием выводов ТЕ1, ТЕ2 и Е1 диагностического разъема.

Режим тестирования используется при поиске неисправностей, которые трудно определить в режиме обычной (текущей) самодиагностики (например, нарушение контакта). Самодиагностика при тестировании может использоваться специалистами при соблюдении соответствующей процедуры подключения выводов диагностического разъема и определенной последовательности операций.

Применение дорожного теста, третий вид диагностики, преследует следующие цели: воспроизведение (имитация) ездовых режимов, в которых выявляется данный диагностический код и проверка полноценности выполненных ремонтных работ.

 

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________