Диагностика автомобилей ВАЗ оснащенных ЭСУД. Часть I

Замена программного обеспечения для блока управления стало привычным делом для автомобильных фирм во всем мире. Это связано в основном с ошибками разработчиков ПО, допущенных и не замеченных при испытаниях. Программное обеспечение отечественных контроллеров и контроллеров BOSCH, на которых устанавливается российское ПО, тоже имеет свои недостатки. Поэтому на различных сайтах в Интернете лежат модификации прошивок памяти с последними исправлениями. 

Замена программного обеспечения имеет свои трудности. Для устаревшей комплектации блоков BOSCH необходимо иметь программатор и уметь с помощью паяльника (теперь микросхемы памяти в этих блоках запаяны) заменить микросхему. С «Январями» и другими современными блоками управления проще, они программируются с разъема с помощью персонального компьютера через специальный программатор, например, ПБ-2М. Такой программатор позволяет обеспечить замену программного обеспечения без демонтажа блока. Тюнинговую программу можно поставить за несколько минут. 

В результате, после удачного чип-тюнинга можно получить более высокие тяговые-скоростные характеристики, повысить динамичность автомобиля при движении в городе и на трассе с интенсивным движением, облегчить движение автомобиля при полной загрузке, в общем изменить характер машины, позволяющий сменить стиль езды и почувствовать комфорт при вождения. 

Заводские прошивки памяти, к сожалению, не являются оптимальными по мощностным характеристикам. При всех других критериях работы двигателя (экономичность, плавность, шумность и т.д) необходимым условием является соблюдение требований по токсичности. Достижение этого обеспечивается за счет установки более поздних углов зажигания и соответствующего состава смеси. Поэтому у чип-тюнинга есть большие возможности по доводке двигателя по критерию большей мощности и созданию большего крутящего момента. 

Для занятия чип-тюнингом необходимо наличие специального оборудования. Большой трудностью остаются сами тюнинговые программы (прошивки памяти). Проблема усугубляется огромным разнообразием моделей автомобилей, исполнением блоков управления и версий заводских программ. 

Проведение чип-тюнинга — процедура не хлопотная, но ответственная. Все неисправности, которые появляются в работе системы управления после чип-тюнинга, владельцы автомобиля списывают на новую программу. Поэтому новая «прошивка памяти» должна быть проверена и обкатана. Но если программа работает нормально сразу, то так будет всегда. Простая установка новых программ с помощью ПБ-2М позволяет подобрать лучшую версию под стиль вождения владельца автомобиля. 

В сети Интернет можно найти прошивки памяти практически для всех проектов ЭСУД. Можно с помощью нового ПО убрать L-регулирование, поместить две прошивки данных в одну микросхему и осуществлять переключение между банками данных кнопкой, выведенной на переднюю панель. Во всех этих прошивках обещают небывалый подъем мощности, динамичности и одновременно экономичности автомобиля. Нужно осторожно относиться к этим обещаниям: 

•     Основным показателем, определяющим мощностные характеристики двигателя, является его способность забирать большую массу воздуха на тактах впуска. Именно масса топливно-воздушной смеси, попавшая в цилиндр, в первую очередь влияет на момент развиваемый двигателем, конечно при оптимальных составе смеси и значении угла опережения зажигания.
•     В предлагаемых прошивках памяти нет возможности увеличения всасываемой способности двигателя, поскольку это определяется конструкцией конкретного двигателя. Поэтому все, чем можно оперировать для изменения ездовых характеристик автомобиля, это угол опережения зажигания, который на заводе устанавливается оптимальным (почти) и количество впрыскиваемого топлива. Хорошая прошивка создается специалистами и проверяется на разных автомобилях при различных условиях эксплуатации.
•     Динамические характеристики автомобиля можно поднять (в частности это касается моторов 2112) за счет корректировки углов опережения зажигания и обогащения смеси в зоне малых наполнений воздухом и оборотов (800-1200 об/мин) двигателя. Нужно искать прошивку, позволяющую сделать автомобиль более гибким при движениях на высоких передачах при сохранении экономичности двигателя.
•     Установка варианта прошивки памяти с двумя банками калибровок, из которых одна экономичная, другая мощностная (например, городская и для трассы). Сомнительно, что экономичный банк данных отличается от заводского. На заводе доводят ПО по критерию экономичности. О мощностной прошивке мы уже упомянули выше. Кто-нибудь считал, насколько дешевле и комфортнее стало ездить при использовании кнопки с переключением калибровок? Как правило, человек привыкает к одному стилю вождению. Поэтому лучше иметь одну правильную программу (см. п.2.)
•     Если вы изменили литраж двигателя, поменяли фазы газораспределения, изменили геометрию впускного коллектора и т.д., то стандартное программное обеспечение желательно поменять. И опять возникает вопрос, как найти ту прошивку, которая удовлетворит новым требованиям. В идеальном случае есть специалисты, которые проводят коррекцию параметров управления непосредственно на автомобиле. Эти работы достаточно дорогие и привязаны к исполнителю, который владеет необходимыми средствами доводки программ, и они наиболее эффективны.
•     Неудачный чип-тюнинг позволит потратить кучу денег в сервисе, может увеличить «прожорливость» автомобиля и повлечь побочные эффекты: неравномерный прогрев, подергивания при переключении передач, быстрый выход из строя свечей зажигания и т.д. Ездовые качества автомобиля при этом могут не только заметно не измениться, но и ухудшиться. В этом случае чип-тюнинг легко вернуть назад с помощью все того же ПБ-2М, прошив стандартную заводскую версию. После этого можно снова искать и экспериментировать с новыми прошивками.

Большой расход топлива при эксплуатации автомобиля, оснащенного ЭСУД, как правило, относят к неисправностям электроники. Особенно если у соседа точно такая же машина очень экономно расходует топливо. Расчет топлива в литрах на 100 км пути — привычная мера измерения экономичности. Вот только как правильно это померить? Залейте бак бензина «под горловину» и откатайте все топливо. Отметьте для себя пройденный путь в километрах. Снова залейте топливо в бак и определите, сколько топлива израсходовано в литрах. Учтите: 

•     на некоторых заправках не доливают,
•     качество топлива влияет на пройденный путь,
•     отметьте для себя, в каком режиме вы эксплуатируете автомобиль: городской режим, трасса, прогретый двигатель.
•     стиль вождения во многом определяет экономичность двигателя.

Простой расчет: бак топлива в литрах (43л) * 100 км / на пройденный путь — даст представление о расходе топлива. Если на баке вы проезжаете более 530 км, то это уже является хорошим показателем, и диагностика системы управления вряд ли поможет снизить расход. Замечания: 

•     Стиль вождения влияет на экономичность двигателя. Эффективная мощность двигателя достигается на повышенных оборотах 3000 — 3500 об/мин. Но крутить двигатель в городе нужно лишь для того, чтобы потом плавно двигаться на повышенной передаче с прикрытой дроссельной заслонкой. Электронное управление дает такую возможность. Именно такое движение определяет минимальный расход топлива. Максимальная экономичность достигается при движении на пятой передаче со скоростью 50 км/час.
•     Правильно выставленный коэффициент коррекции СО (если он есть в составе системы) позволяет снизить расход топлива в городском режиме на 0,8 л на 100 км.
•     Если автомобиль эксплуатируется при непрогретом двигателе (короткие перемещения в городской черте) и тем более в холодное время года, не нужно проверять расход топлива. В этом случае результаты замера расхода топлива будут непредсказуемыми.
•     Большое значение на экономичность двигателя оказывает его техническое состояние и техническое состояние автомобиля: компрессия в цилиндрах, регулировка клапанов, состояние подвески, коробки передач и т.д.
•     Разброс по характеристикам двигателей на отечественных автомобилях при прочих равных условиях приводит к разным показателям их экономичности.

Сигнал с датчика массового расхода является основным для расчета топлива, которое система управления пытается подать через форсунки во впускной коллектор двигателя. Показания расходомера воздуха пересчитываются по заданной характеристике в массу воздуха в единицу времени (массовый расход воздуха). Текущие обороты двигателя, полученные с датчика положения коленчатого вала, позволяют перевести этот расход в цикловое наполнение воздухом, т.е. определить массу воздуха, поступающего в цилиндр двигателя за цикл его работы. Далее система управления определяет состав смеси, исходя из заданной (калиброванной на заводе) двумерной таблицы в координатах цикловое наполнение/обороты двигателя. С помощью последнего и рассчитывается масса топлива для цилиндра — цикловое наполнение топливом. Время открытия форсунки и цикловое наполнение топливом связаны друг с другом линейной характеристикой форсунки. Угол опережения зажигания выбирается по тем же правилам, что и состав смеси. На весь этот простой механизм диагностики накладываются коррекции, позволяющие установить необходимый состав смеси и угол опережения зажигания для: 

•     реализации требуемых режимов работы двигателя с учетом его теплового состояния.
•     реализации критериев токсичности, экономичности, бездетонационной работы и т.д.
•     достижения требуемых ездовых качеств автомобиля.

При этом система рассчитывает мгновенный расход топлива (л/час) с учетом всех проводимых корректировок. Показания мгновенного расхода могут быть считаны с блока управления и переведены в расход топлива с учетом пройденного пути.Маршрутные компьютеры имеют такую функцию. Расход топлива, определяемый маршрутным компьютером, показывает, сколько топлива хотела потратить система управления при эксплуатации автомобиля. Реальный расход может и не совпадать с этим значением. Если искать причины повышенного расхода топлива в системе управления двигателем, то необходимо в первую очередь проверить подсистемы, не контролируемые электроникой — топливоподачу, напряжение питания элементов системы, работу высоковольтной части системы зажигания, затем проверить характеристики датчиков — датчика температуры охлаждающей жидкости, датчика массового расхода, L-зонда. Все остальные причины лежат, как правило, за пределами электроники в подсистемах двигателя и автомобиля. 

•     Если расход топливо увеличился одновременно с потерей динамических качеств автомобиля, то в первую очередь необходимо выполнить все проверки по механическим узлам двигателя.
•     Система топливо подачи. Характеристика форсунки рассчитана на заданный перепад давления на входе и выходе. Убедитесь, что регулятор давления работает правильно. Низкое давление в систем топливо подачи, как и высокое, является причиной повышенного расхода топлива. Сделайте баланс форсунок и убедитесь в приемлемых расходных характеристиках форсунок.
•     Работа контура по L-зонду. Задача регулирования топливо подачи по датчику L-зонд состоит в получении стехиометрического состава смеси. Но этот состав не является оптимальным по критерию расхода топлива. Сбои в системе управления двигателем, некачественное топливо, подсосы воздуха и работа самого двигателя влияют на показания датчика. С одной стороны, L-регулирование позволяет выправлять возникающие погрешности в системе управления, но, с другой стороны, стехиометрический состав может достигаться только за счет повышенного расхода топлива. Необходимо проверить работу датчика по выходным показаниям напряжения датчика при работе контура L-регулирования.
•     Убедитесь, что напряжение на форсунках соответствует бортовой сети автомобиля, и напряжение бортовой сети правильно измеряется блоком управления (время открытия форсунки рассчитывается с учетом напряжения бортовой сети). Проверьте работу генератора. Нестабильное напряжение влияет на расходные характеристики форсунки.
•     Система охлаждения двигателя. Убедитесь, что двигатель прогревается за приемлемое время и датчик температуры правильно отслеживает температуру двигателя. Проверьте питание датчиков системы. Напряжение на выходных контактах: питание датчиков и земля датчиков должно равняться 5В при включенном зажигании.
•     Система зажигания. Пропуски воспламенения в одном цилиндре (например, из-за неисправности высоковольтного провода) приводят к увеличению массового расхода воздуха для поддержания требуемой мощности двигателя. Далее следует пресечет топливо подачи (см. выше), который в этом случае определяет повышенный расход топлива по всем цилиндрам. При наличии L-регулирования в системе, не сгоревшая в цилиндре топливно-воздушная смесь отразится на датчике L-зонд обеднением, которое в свою очередь заставит систему увеличить топливо подачу по всем четырем цилиндрам двигателя. Взаимосвязь системных параметров ЭСУД чувствительна к проблемам в системе зажигания.
•     Самым сложным является проверка правильной работы датчика массового расхода. Необходимо проверить входные выходные напряжения на датчике при включенном зажигании. С помощью тестера убедиться в допустимых показаниях датчика при работе двигателя. Если есть возможность, поставьте другой датчик и убедитесь, что ситуация не изменилась.

На сегодняшний день современным стандартом для отечественного автомобилестроения является выпуск автомобилей, оснащенных электронными системами управления двигателем (ЭСУД). Разработка ЭСУД для автомобилей ВАЗ имеет свою историю, и именно она определяет идеологию системы и способы или алгоритмы управления, заложенные в электронном блоке управления (ЭБУ).