Как выставить зажигание на дизельном двигателе

Одним из главных отличий дизельного мотора от бензинового является принцип поджига дизтоплива. Зажигание топливно-воздушной смеси в дизельном двигателе реализовано посредством самовоспламенения солярки от контакта с предварительно сжатым и нагретым в результате такого сжатия воздухом в цилиндрах.

Выставление зажигания на дизельном двигателе подразумевает изменение угла опережения впрыска топлива, которое подается в четко заданный момент в конце такта сжатия. Если угол выставлен отлично от оптимальных параметров, тогда топливный впрыск окажется несвоевременным. Результатом станет неполноценное сгорание смеси в цилиндрах, что вызывает разрушительный дисбаланс в работе двигателя.

Получается, под системой зажигания дизельного двигателя стоит понимать важнейший элемент системы питания силового агрегата – топливный насос высокого давления (ТНВД). В большинстве дизелей именно данное устройство в комплексе с дизельными форсунками отвечает за своевременную дозированную подачу солярки в цилиндры мотора.

Технические особенности

1993 – год первого выпуска дизельного двигателя 1КЗ, оснащенного турбонаддувом. Его чугунный блок цилиндров имеет два балансирных вала. Ход поршня равен 103 мм, ⌀ поршней – 96 мм, объём мотора – 3 л.

Балансирные валы (ссылка на источник изображения)

Сверху БЦ установлена алюминиевая головка, 1 распредвал, на каждый цилиндр – по 2 клапана. У клапана впускной/выпускной ⌀ – 42,5 / 37 миллиметров.

На холодном моторе допустимы такие зазоры:

• впускные – 0,2-0,3 мм;
• выпускные – 0,25-0,35 миллиметров.

Ремень ГРМ

ТНВД механический (ссылка на источник изображения)

ТНВД управляется электроникой (ссылка на источник изображения)

У 1KZ-TE топливный насос управляется электроникой, у 1KZ-T он механический. Мощность дизеля достигает 130 лошадиных сил, крутящий момент составляет 332 Нм. У 1КЗ, оснащенного интеркулером, мощность достигает 140 лошадиных сил, а у моделей с электронной педалькой – 145 лошадиных сил и 343 Нм.

Интеркулер

Таких показателей помогает достигать турбокомпрессор. Также мотор 1КЗ оснащен системой EGR, обеспечивающей рециркуляцию отработанных газов.

Турбокомпрессор двигателя 3.0

Клапан EGR

Устройство топливных насосов

Несмотря на многолетнюю практику автомобилестроения, конструкторы применяют различные конструкции механизмов нагнетания энергоносителя. Ответ на такие вопросы как ТНВД (топливный насос высокого давления), что это такое и какие функции выполняет, кроется в устройстве агрегатов.

В классификации основных узлов систем впрыска топлива различают следующие модификации:

• Вакуумные механизмы. Созданы на базе механических устройств, привод заменен на электрический;
• Плунжерные модели. Редкие по конструкции, чаще всего это топливные насосы с форсунками высокого давления для дизельных двигателей;
• Использование центробежной силы активно используется в одноименных элементах, обладающих внушительным эксплуатационным ресурсом;
• Роликовые и шестеренчатые устройства нагнетают бензин и другое топливо за счет разрежения подвижных элементов. Отличаются устойчивыми показателями снабжения.

Механические топливные насосы

До появления моделей с электрическим приводом нового поколения эти модификации оставались основными для снабжения карбюраторных двигателей. Приводимые в движение через эксцентриковые кулачки распределительного вала обеспечивали ожидаемую точность впрыска по дозировке и временным интервалам. Альтернативные модели механических бензонасосов получали импульс от масляного насоса.

Комплектация устройства следующая:

• Толкатель с кулачком привода и рычагом;
• Возвратная пружина толкателя;
• Мембрана подвижного привода на штоке;
• Система клапанов всасывания и нагнетания;
• Фильтрующий элемент;
• Корпусная часть.

Основной принцип работы топливного механического насоса строится на базе системы, обеспечивающей создание разрежения и последующий контроль давления. Из недостатков – необходимость задания настроек (калибровки), частичная потеря мощности двигателя. Вторая проблема впоследствии была решена за счет перераспределения нагрузки с распределительного вала мотора на масляный насос.

Как проверить работу механического топливного насоса

От исправности этой детали зависит равномерность движения автомобиля. При полном выходе из строя насоса машина попросту не заведется или старт двигателя будет происходить с трудом. Обнаружить неисправность можно на холостом ходу, когда проявляются так называемые «плавающие обороты. Также выход из строя механического топливного насоса вызывают ощутимую потерю динамики.

Учитывая, что нагнетатель представляет собой сложное устройство, проверка исправности осуществляется по следующим направлениям:

• Напряжение на клеммах насоса;
• Предохранитель;
• Нормативное давление в рампе.

Если по внешним признакам не удается выявить неисправность, поломка произошла внутри сборки. В этом случае чаще всего рекомендуется полная замена агрегата.

Насосы для подачи топлива с электрическим приводом

Основным предназначением систем с импульсным управлением является обеспечение рабочего цикла двигателей с распределенным впрыском топлива. Вопрос о том, что такое электрический бензонасос, достаточно обширный, поскольку для распределения жидкостной рабочей среды используется практически весь арсенал технологий. Вакуумные, роликовые и даже вихревые устройства, каждые из таких механизмов подбирается под тип непосредственно конструктором автомобиля.

Как проверить работоспособность электрического насоса

Причины выхода из строя генератора давления топливной системы аналогичным симптомам для механических устройств. Потеря динамики, прерывистое движение, — износ бензонасоса выявляется по принципу работы. На первых этапах сервиса производится замена фильтра, проверка работоспособности предохранителя. Также в ходе опроса автовладельца может быть выявлена привычка ездить с малым количеством топлива, в результате чего агрегат работает «на сухую», подвергаясь повышенному износу.

Неисправности и ремонт

Двигатель имеет высокую надежность, но из-за возраста и пробега возникают проблемы:

1. Перегрев силового агрегата, возникающий из-за загрязненного радиатора или отказа муфты вентилятора. От перегрева возникают трещины в материале головки блока. Ремонт заключается в диагностике неисправностей и замене сломанных узлов.
2. Попадание антифриза в масло или наоборот указывает на пробитую прокладку между блоком и головкой либо на появление трещин. Необходимо разобрать мотор для тщательного анализа. Поврежденные детали требуется заменить.
3. Для обнаружения неисправностей можно провести самостоятельную диагностику электронного блока управления. Для этого требуется соединить 2 контакта на диагностическом разъеме (обозначенные на схемах как Т и Е1). После включения зажигания коды будут переданы миганием лампы Check Engine. После этого необходимо расшифровать значения по таблицам. Вышедшие из строя узлы ремонтируются либо заменяются новыми.

Регулируем впрыск опытным способом

Регулировка впрыска опытным путем производится после установки шкива. Установив шкив запускаете мотор. Если он не заводится, тогда проверните шкив ТНВД относительно ремня грм на 2-4 зубца.

Снова запускаете движок.

После выполненных нами манипуляций он должен запуститься, прислушайтесь к работе мотора. Явные стуки означают детонацию, нужно прокрутить шкив насоса в сторону на 1-2 зуба, противоположную его вращению. Густой серый дым, означает поздний впрыск, тогда шкив насоса надо прокрутить на 1 зубец в сторону его вращения.

При отсутствии сдвигов в лучшую сторону, в работе дизеля, нужно выполнить провернуть насос вокруг оси. Такими вращениями нужно достичь оптимальной работы агрегата. Лучшим вариантом настройки будет работа в режиме до появления детонационных стуков. Они очень хорошо слышны при работе дизельного мотора.

Второй способ опытного метода подразумевает следующие действия:

Откручиваем трубку, которая идет от насоса к форсунке на первом цилиндре. На снятый конец трубки натягиваете прозрачный шланг и располагаете его в положении вертикально.

Теперь нужно включить зажигание и слегка прокрутить шкив ТНВД. Вращайте шкив понемногу, медленно и весьма аккуратно. При этом следите за уровнем топлива в прозрачном шланге. Определите самую верхнюю границу. Когда уровень солярки установится в верхней границе делайте отметку на шкиве насоса.

После этого выставляются по отметкам распределительный и коленчатый валы. Запускаете мотор и проверяете его работу. При появлении признаков неправильного впрыска, снова повторите процедуру настройки. Если все таки не выходит, обращайтесь на СТО, там все исправят, и при необходимости отрегулируют на стенде.

Это все, друзья, до новых встреч, подпишитесь на обновлении сайта, кто еще не успел, поделитесь ссылкой с друзьями, если вы этого еще не сделали, будет еще много полезного.

Тюнинг двигателя Toyota 1KZ TE

Модернизация дизельных моторов не стоит на месте, и программное улучшение системы впрыска топлива позволяет получить прирост мощности. Такая возможность тюнинга существует для большинства моторов, и Toyota 1KZ TE не является исключением. Увеличение мощности будет заметно на высоких и низких оборотах и сделает машину значительно резвее. Заводом производителем уже заложенный в двигатель показатель крутящего момента можно увеличить на 100 Нм.

Ввиду того, что ТНВД в 1KZ TE имеет электронное управление, не прекращаются споры о целесообразности такого рода модернизации и правдивости размещаемой рекламы. Чип-тюнинг отличается от форсирования двигателя и заключается в подключении стороннего блока управления. Следует учесть, что при интеграции этой системы мотор будет работать в более интенсивном режиме, что может ускорить износ различных узлов автомобиля. Превышение характеристик двигателя, рекомендуемых изготовителем в сервисном мануале, для машины с большим пробегом нежелательно.

Неисправности датчиков

При неисправности датчиков двигатель не всегда отказывается заводиться. Он может работать, но при этом ведёт себя “неподобающим образом”. Поведение мотора бывает различным, и у каждого неправильного действия силового агрегата есть свои причины, которые могут крыться в том числе в неисправности тех или иных датчиков.

Иногда мотор запускается, но при этом начинает, что называется, «троить»: стрелка оборотов двигателя «гуляет» и не держит ровно нужное количество вращений коленчатого вала. Причиной нарушения может служить выход из строя измерителей, связанных с поступлением в мотор воздуха и положением распределительных валов, а также работой самого электронного блока управления силового агрегата.

Когда двигатель и вовсе не запускается, это может быть связано с каким угодно датчиком. Сказать точно сложно. Поэтому для выявления неисправности требуется проверить каждый датчик на работоспособность, а также проводку, подходящую к ним. Кроме того, на проблему может указать компьютерная диагностика.

Причиной отказа пуска мотора может стать выход из строя сразу ряда индикаторов. Выявить нарушения удастся с помощью подключения к машине через компьютер и поэтапное устранение выявленных неисправностей.

Иногда двигатель запускается, однако, через какое-то время или периодически может глохнуть. Обычно это связано с неисправностью следующих сенсоров:

• положения дроссельной заслонки;
• массового расхода воздуха;
• положения коленвала;
• датчика кислорода;
• регулятора холостого хода.

Для стабильной работы двигателя и своевременного выявления неисправностей в машине работает множество датчиков. Принцип их действия начинается с простейших, рассчитанных на фиксацию появившегося магнитного поля в строго регламентированный момент или расширение металлического сердечника до определённой величины, и заканчивается отдельной микросхемой, в которой заложен строгий алгоритм действий при проявлении процессов.

Здесь вы узнаете о дотчиках килорода и их частых неисправностях.

Именно благодаря этим электронным системам мы можем контролировать автомобиль, а машина работает даже в экстремальных условиях. Производители попытались с помощью индикаторов облегчить жизнь не только автовладельцам, но и механикам. Благодаря электронным системам удаётся быстро выявить неисправность с помощью компьютерной диагностики, и посмотреть регламент устранения проблемы.

Чаще всего двигатель не запускается или работает с перебоями именно из-за выхода из строя какого-либо датчика, который, кстати, за счёт простоты своей конструкции ломается крайне редко. Для того чтобы быстро понять причину и немедленно её устранить, лучше всего обратиться за помощью к мастерам компьютерной диагностики. Подключившись к машине с помощью специализированного программного обеспечения, диагносты сразу определят неполадку и поймут, от чего отталкиваться при ремонте.

Обслуживание

Замена масла по заводской инструкции выполняется ежегодно или через 10 тыс. км пробега. Для увеличения ресурса рекомендуется заливать свежую жидкость через 5-6 тыс. км. Емкость поддона зависит от модификации двигателя. На раннем моторе в картер входит 7 литров, на позднем (с электронным управлением) — 7,7 л.

При проведении обслуживания необходимо проверить состояние сальников коленчатого вала и патрубков системы охлаждения. Попадание жидкостей на датчик положения коленчатого вала приводит к сбоям в работе двигателя и затрудненному пуску. Ремень системы газораспределения меняется через 100 тыс. км или через 5 лет.

Рекомендуется проводить ежегодную очистку сеток в ТНВД, предназначенных для фильтрации топлива. Детали расположены на входящей магистрали и в самом насосе. На механических насосах проводится проверка корректности угла опережения впрыска. Процедура иногда называется «настройка системы зажигания», но такое обозначение ошибочно, поскольку на дизеле нет отдельной системы для воспламенения смеси.

Конструкция

1KZ TE, оснащенный электронной регулировкой насоса. Применение программного управления позволило улучшить экологические характеристики двигателя, а также повысить мощность, но снизило крутящий момент (до 130 л.с. и 295 Н/м соответственно). Двигатель стал менее оборотистым — предельная мощность достигалась при 3600 об/мин. Интеркулер в системе наддува не применялся.

Модификация 1KZ TI, получившая промежуточный охладитель воздуха, более производительную турбину и улучшенную аппаратуру подачи топлива. В конструкции стал использоваться электронный дроссельный узел. Выпуск мотора, развивавшего мощность 145 л.с. при 3600 об/мин, начался в 1998 году. Крутящий момент вырос до 345 Н/м при 2000 об/мин.

Силовой агрегат оснащен чугунным блоком, приспособленным для продольной установки в моторном отсеке. Выпускались варианты мотора для установки ручной или автоматической коробки передач, несколько отличающиеся по конструкции. Заводской номер нанесен на левой стороне блока над топливным насосом.

Рабочие поверхности цилиндров выполнены в материале отливки блока, что позволяет выполнять расточку при проведении капитального ремонта. Официальная информация о сроке службы агрегата отсутствует; фактический ресурс двигателя составляет 500-600 тыс. км и более. Блок имеет облегченную конструкцию, на боковой поверхности — ребра усиления и каналы для циркуляции охлаждающей жидкости. К нижней плоскости блока крепится стальной штампованный поддон, использующийся как резервуар для масла.

Поршни двигателя 1KZ-TE изготовлены из алюминия. На плоском днище выполнены выемки, обеспечивающие распределение потока газов из форкамеры. Встречаются детали со ступенькой (только на моторах выпуска до 1995 года). На поздних версиях мотора применены поршни с дополнительными круглыми выемками на днище, расположенными напротив тарелок клапанов. Доработка введена в связи с использованием измененных клапанов, которые достают до плоского днища поршня при нормальной работе мотора.

На моторах применялись 2 разновидности алюминиевых головок. На поздней версии двигателя устанавливалась модернизированная головка блока с увеличенной высотой подъема клапанов. За счет доработки удалось увеличить мощность и крутящий момент. Коленчатый вал установлен в картере на 5 опорах, оснащенных индивидуальными крышками вкладышей. С торцов вал уплотнен резиновыми сальниками, предотвращающими течь масла.

В системе газораспределения ДВС установлен 1 распределительный вал и 2 клапана на цилиндр (схема SOHC). Диаметр впускного клапана равен 42,5 мм, выпускного — 37 мм. Стержень клапана имеет диаметр 8 мм. Распределительный вал установлен на 5 опорах, оснащенных сменными вкладышами. Сверху конструкция закрыта защитным кожухом.

В приводе ГРМ используется зубчатый ремень, дополнительно установлен автоматический натяжной ролик. Шестерня привода ремня газораспределения получает вращение от специального механизма, к которому подключен ТНВД. При обрыве ремня происходит загибание клапанов. Форсунки впрыска топлива установлены в головке блока; между форсунками и насосом смонтированы магистрали, изготовленные из медной трубки.

Для подачи воздуха под давлением используется регулируемая турбина Toyota CT12B. За счет применения наддува удалось снизить расход дизельного топлива, который находится в пределах 5,9-13,2 л на 100 км (для различных автомобилей по заводским измерениям). Максимальное избыточное давление составляет 0,8 бар.

Система охлаждения жидкостная, оснащена циркуляционным насосом. Для охлаждения радиатора установлен вентилятор, управляемый вискомуфтой. Узел не относится к числу надежных элементов — при поломке возможен перегрев мотора и коробление головки.

Для привода помпы используются 2 клиновых ремня. Привод является общим для ротора генератора. Для работы насоса гидравлического усилителя применен отдельный ремень. Встречаются моторы с установкой компрессора кондиционера, который оснащен индивидуальным ремнем. Регулировка натяжения ремней приводов выполняется вручную.

Опережение впрыска (Diesel)

Итак, угол опережения впрыска зависит от оборотов двигателя. Для экономии топлива, достижения высокой мощности и в плане экологии будет лучше, если этот угол опережения будет изменяться с учетом и других условий работы двигателя, таких, как величина нагрузки на двигатель, давление наддува, температура и др. Но полностью учет всех этих условий возможен только у ТНВД с электронным управлением. У обычных механических учитывается только давление топлива в корпусе ТНВД и, на более современных агрегатах, температура охлаждающей жидкости двигателя. Поршень в нижней части ТНВД перемещается в зависимости от давления топлива и через специальный стальной «палец» немного разворачивает профильную шайбу (эту же шайбу принудительно поворачивает поводок от механизма прогревного устройства). В результате волновой выступ шайбы будет раньше набегать на плунжер, и тот раньше начнет свое движение. Вся эта система была рассчитана и сделана на заводе и худо-бедно справлялась со своими обязанностями. До тех пор, пока не начался интенсивный износ. Интенсивным он стал потому, что в ТНВД стало поступать топливо без смазки (наше «сухое» зимнее топливо, так же как и керосин, почти не содержит тяжелых фракций, которые и обеспечивают смазку всех трущихся деталей), топливо с воздухом и просто грязное топливо (с абразивом). Впрочем, обычная старость тоже делает свое дело. В результате выступ на шайбе начинает чуть позже набегать на плунжер и тот в свою очередь начинает чуть позже свое движение. Другими словами начинается более поздний впрыск. Начало этого явления выглядит так. Двигатель работает на холостом ходу и, вследствие разного износа форсунок, немного трясется. Добавляем ему оборотов. Примерно на 1000 об/мин двигатель перестает трястись и как бы замирает – работает ровненько – ровненько. Еще повышаем обороты. И вдруг в диапазоне 1500 – 2000 об/мин появляются вздрагивания. Эти вздрагивания (тряска) могут появляться как при плавном, но интенсивном, так и при медленном повышении оборотов. Во время тряски из выхлопной трубы идет синий дым. Когда двигатель полностью прогреется, тряска в районе 1500 – 2000 об/мин исчезает. Это в самом начале развития дефекта. Потом тряска не пропадает и после прогрева двигателя. Точно такая же тряска появляется, если поднять давление впрыска на форсунках. В этом случае, если ТНВД изношен, тоже получится поздний впрыск топлива. Избавляемся мы от этого явления, повернув корпус ТНВД на более ранний впрыск. Иногда приходится доворачивать ТНВД почти до упора. Но прежде чем это сделать, послушайте работу двигателя. Когда у дизельного двигателя слишком ранний впрыск, он начинает работать более жестко (еще говорят, что у него стучат клапана). И если вы убедитесь, что оборотов за 50-100 до начала тряски эта жесткая составляющая в акустическом фоне дизеля исчезла, значит точно надо поворачивать ТНВД. Тут следует заметить, что у изношенных дизелей зазор поршень – цилиндр очень большой и поэтому они начинают работать жестко даже при абсолютно правильном угле опережения впрыска. Использование для установки опережения впрыска стробоскопа в нашем случае не совсем оправдано. Не будем говорить о том, что стробоскопы более уверенно ловят своим микрофоном стук уже сильно изношенной форсунки. Если же форсунка в приличном состоянии, а трубка подачи топлива закреплена штатно, лампа стробоскопа, как правило, дает сбои. Установить с помощью стробоскопа можно опережение впрыска при холостом ходе. Именно это опережение дается в технической документации. Но износ в ТНВД неравномерный. И очень часто установив опережение по метке с помощью стробоскопа при оборотах холостого хода, мы не избавляемся от тряски на оборотах, вызванной поздней подачей топлива. Поэтому мы и рекомендуем выставлять опережение на слух. При том износе, который имеют эксплуатируемые нами дизеля, это более приемлемый способ. Ведь только таким образом можно скомпенсировать поздний впрыск, вызванный низким давлением топлива в корпусе ТНВД из-за износа питающего насоса. Это почти то же самое, что и регулировка опережения зажигания у бензинок. Вы можете с помощью приборов установить опережение зажигания только при оборотах холостого хода (а другого и не предлагается руководствами по ремонту), но из-за неисправности, например, центробежного регулятора, машина ехать не будет. Ясно дело, что его надо чинить или менять. Но можно, повернув трамблер, выставить на слух приемлемый угол опережения зажигания. Разница только в том, что у бензиновых двигателей критерием правильности установки опережения зажигания без использования приборов будут детонационные стуки и мощность двигателя, а у дизелей – тряска, дымность и стуки в двигателе.

Тюнинг

Конструкция дизельных двигателей 1KZ-TE не подходит для доработок. Кроме того, агрегаты имеют большие пробеги, что становится препятствием для поднятия мощности. Бюджетный вариант тюнинга предусматривает снижение длины воздуховодов от фильтра до нагнетателя. Сам фильтр имеет увеличенные размеры. Наилучшие условия обеспечит расположение фильтрующего элемента впритык к воздухозаборнику компрессора. Перепускной клапан турбины настраивается на другой алгоритм работы при помощи шайб.

С мотора удаляется система рециркуляции газов и заслонки во впуске. Рекомендуется установка фронтального охладителя воздуха и дополнительного ресивера, размещенного перед впускными клапанами. На моторах с электронным насосом удаляются сенсоры температуры и давления наддува. Вместо них применяются сопротивления с фиксированным значением. Механический насос настраивается на увеличенную подачу топлива. Система охлаждения оснащается электрическим вентилятором. Доработанный двигатель развивает мощность на 15-20% выше исходного.