Расход бензина

Для любого автовладельца расход бензина своего авто является одним из важнейших приоритетов. Деньги никогда лишними не бывают.

Расход является определителем экономической выгодности автомобиля. Увеличение расхода естественно всегда настораживает и заставляет начать суетиться. Однако расход зависит от многих вещей: компрессия в цилиндрах двигателя должна быть в норме, системы питания и зажигания отлажены, топливные датчики, свечи исправны, подшипники ходовой части должны легко вращаться, и т. д. и т. п. ну и естественно расход во многом зависит от вашего стиля езды. Если вы отчаянный лихач и редко убираете ногу с педали газа, значит вы или не задумываетесь о сущности расхода или просто вам на него пофиг. В общем, повышение расхода может быть связано с большим количеством различных проблем.

Конечно, в наше время всё легко решается путём компьютерной диагностики. Однако неисправность того или иного устройства имеет ряд симптомов, характерных именно ему.

Большинство проблем с расходом связано с выходом из строя или неправильной работой топливных датчиков, таких как лямбда-зонд, валюметр (ДРМВ), датчик детонации и некоторых других.

Буквально спустя 2 месяца после покупки автомобиля моя машина неожиданно начала просто адски ЖРАТЬ бензин. Для такого авто как Nissan Cefiro 2.0 расход бензина в 20 литров на 100 км по городу просто дикость. На тот момент понять такого резкого скачка расхода я не мог, т. к. не особо, даже точнее, совсем не разбирался во «внутренностях» машины.

Потихоньку начал читать литературу, статейки, разговаривать со знающими людьми. Начал набираться знаний в области работы топливной системы и всех её составляющих. И потихоньку начал вычеркивать из списка всё, от чего не могло зависеть столь резкое повышение расхода.

Итак начнём:

Свечи и инжектор сразу отпали, т. к. заметного снижения мощности и троения не наблюдалось, машина заводилась с полпинка, не глохла, ехала достаточно резво, не тупила. Топливный и воздушный фильтр за пару недель до этого были заменены. Для уверенности так же заменил все свечи. Почистил клапан холостого хода, дроссельную заслонку и форсунки.
В ходе расследования, были вычеркнуты ещё некоторые варианты.
Как следствие пришел к выводу, что загнулся какой-то датчик. Самодиагностика авто выдавала ошибку по датчику детонации. Однако этой ошибкой страдают большинство цефириков. Стать причиной такого резкого и огромного повышения расхода этот датчик не мог. Симптомы неисправности ДД — некоторое "тупление" в разгоне — будто кто её за задницу держит, подёргивание двигателя на холостых, будто троение, расход приподнимается на 2-3 литра. Всего этого не наблюдалось. Однако ДД всё же планирую заменить, т. к. раз выдаёт ошибку значит с ним не всё в порядке, возможно обрывается цепь. Хотя, сперва нужно его снять и замерить сопротивление. А потом уже думать о замене.

В общем всё указывало на то, что погнал либо лямбда-зонд, либо валюметр. Поначалу я, если честно, даже и представления не имел, что есть такие датчики. Однако в процессе упорного изучения симптомов повышения расхода и как следствия — выявления неисправностей тех или иных устройств или датчиков, я всё чаще и чаще встречал неисправности связанные именно с этими датчиками. И, в конце концов, пришел к выводу, что и у меня проблема связана с каким-то из этих датчиков.
Что же это за датчики? И какие функции они выполняют? В этой статейке подробно рассмотрим именно эти два датчика.

Лямбда-зонд (λ-зонд) (ЛЗ) — датчик кислорода в выпускном коллекторе двигателя (рис. 1). Позволяет оценивать количество оставшегося свободного кислорода в выхлопных газах. Лямбда-зонд обеспечивает постоянный контроль состава топливно-воздушной смеси.

Название датчика происходит от греческой буквы λ (лямбда), которая в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. При оптимальном составе этой смеси – на 14,7 части воздуха приходится 1 часть топлива (λ=1). Обеспечить такую точность возможно только с помощью систем питания с электронным впрыском топлива и при использовании в цепи обратной связи лямбда-зонда. При таком оптимальном составе достигается полное сгорание и максимальная мощность (рис. 2)

Избыток воздуха в смеси измеряется весьма оригинальным способом — путем определения в выхлопных газах содержания остаточного кислорода (О2). Поэтому лямбда-зонд и стоит в выпускном коллекторе перед катализатором (рис. 3). Электрический сигнал датчика считывается электронным блоком управления системы впрыска топлива (ЭБУ), а тот в свою очередь оптимизирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры топлива. На некоторых современных моделях автомобилей имеется еще один лямбда-зонд (рис.3). Расположен он на выходе катализатора. Этим достигается большая точность приготовления смеси и контролируется эффективность работы катализатора.

Принцип работы

Лямбда-зонд действует по принципу гальванического элемента с твердым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2). Керамика легирована оксидом иттрия, а поверх нее напылены токопроводящие пористые электроды из платины. Один из электродов "дышит" выхлопными газами, а второй — воздухом из атмосферы (рис.4). Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до температуры 300 — 400оС. Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость, а разница в количестве атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе ведет к появлению на электродах лямбда-зонда выходного напряжения.

При пуске и прогреве холодного двигателя управление впрыском топлива осуществляется без участия этого датчика, а коррекция состава топливо-воздушной смеси осуществляется по сигналам других датчиков.
Особенностью циркониевого лямбда-зонда является то, что при малых отклонениях состава смеси от идеального (0,97 — 1,03) напряжение на его выходе изменяется скачком в интервале 0,1 — 0,9 В.

Кроме циркониевых, существуют кислородные датчики на основе двуокиси титана (TiO2). При изменении содержания кислорода (О2) в отработанных газах они изменяют свое объемное сопротивление. Генерировать ЭДС титановые датчики не могут; они конструктивно сложны и дороже циркониевых, поэтому, несмотря на применение в некоторых автомобилях (Nissan, BMW, Jaguar), широкого распространения не получили.

На моём нисанчике установлен 1 циркониевый подогреваемый 3-хконтактный лямбда зонд перед катилизатором, диаметр резьбы 18х1,5 мм. В отличие от одного ЛЗ на Cefiro, установленного перед катализатором, на а/м Maxima для европейского рынка из-за более жестких экологических требований их установлено три. Два устанавливается раздельно на выпусках нечётных/чётных цилиндров, и один устанавливается на выходе каталитического нейтрализатора.
Для повышения чувствительности лямбда-зондов при пониженных температурах и после запуска холодного двигателя используют принудительный подогрев. Нагревательный элемент (НЭ) расположен внутри керамического тела датчика и подключается к электросети автомобиля (рис. 5)

Причина повышения расхода при неисправности ЛЗ.

Если ЛЗ работает не правильно Электронный Блок Управления (ЭБУ) начинает работать по усредненным параметрам, записанным в его памяти: при этом состав образующейся топливно-воздушной смеси будет отличаться от идеального. В результате появится повышенный расход топлива, неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, увеличение содержания СО в отработанных газах, снижение динамических характеристик, но машина при этом остается на ходу. В некоторых моделях автомобилей ЭБУ реагирует на отказ лямбда-зонда очень серьезно и начинает так рьяно увеличивать количество подаваемого в цилиндры топлива, что запас горючего в баке "тает" на глазах, из трубы валит черный дым, СО "зашкаливает", а двигатель "тупеет".
Перечень возможных неисправностей лямбда-зонда достаточно большой и некоторые из них (потеря чувствительности, уменьшение быстродействия) самодиагностикой автомобиля не фиксируются. Поэтому окончательное решение о замене датчика можно принять только после его тщательной проверки, которую лучше всего поручить специалистам.

Вообще лямбда-зонд — наиболее уязвимый датчик автомобиля с системой впрыска. Его ресурс составляет 40 — 80 тыс. км в зависимости от условий эксплуатации и исправности двигателя. Плохое состояние маслосъемных колец, попадание антифриза в цилиндры и выпускные трубопроводы, обогащенная топливно-воздушная смесь, сбои в системе зажигания сильно сокращают срок его службы.

Итак с тем, что такое лямбда-зонд, за что он отвечает и каковы его симптомы неисправной работы мы разобрались. Переходим к валюметру.

Что же такое валюметр? Что за слово то иностранное? «Да, хрень какая-то в машине». А вот и нет, не «хрень», а очень важная составляющая в топливной системе.

Валюметр – это датчик массового расхода воздуха – ДМРВ — устройство, предназначенное для оценки количества воздуха, поступающего в двигатель автомобиля (рис. 6)(в дальнейшем будем называть его просто ВАЛЕЙ). Иными словами он считает количество воздуха, которое через него пробежало и дает показания компьютеру, а тот в свою очередь говорит — сколько времени будет открыта форсунка и считает необходимое количество топлива.
В Nissan Cefiro блок валюметра выглядит так:

Устройство такой вали достаточно простое. Датчик состоит из двух платиновых нитей, нагреваемых электрическим током. Через одну нить, охлаждая её, проходит воздух, вторая является контрольной (рис 6). По разнице температур вычисляется скорость воздушного потока. Если более подробно: валюметр Nissan Cefiro относится к проволочным ДМРВ. Проволочный ДМРВ был разработан для устранения недостатков электро-механического датчика объемного расхода. Новый датчик не подвержен пульсациям, связанным с открытием и закрытием впускных клапанов, и не зависит от плотности поступающего воздуха.

Принцип работы. Работа вали основана на принципе постоянства температуры. Нагретая платиновая нить, расположенная в воздушном потоке, является одной из плеч резисторного моста. При этом за счет изменения силы тока, протекающей через резисторный мост, поддерживается постоянная температура (около 100 С) платинового провода, обдуваемого воздушным потоком.
При увеличении расхода воздуха платиновый провод остывает и его сопротивление падает. Резисторный мост становится несимметричным и возникает напряжение, подаваемое на усилитель и направленное на повышение температуры нити. Этот процесс продолжается до тех пор, пока температура и сопротивление провода не приведут к равновесию системы.
Ток также протекает через калибровочный резистор, на котором возникает напряжение, поступающее в блок электронного управления для вычисления количества впрыскиваемого топлива. Измерение температуры воздуха компенсируется резистором (рис. 6 — 2), который представляет собой платиновое кольцо, имеющее сопротивление примерно 500 Ом и расположенное в воздушном потоке. Изменение температуры воздуха одновременно изменяет сопротивление нагретой нити (рис. 6 — 1) и термокомпенсационного сопротивления (рис. 6 — 2), поэтому равновесие резисторного моста не нарушается.

В моей машине устройство валюметра выглядит так:

При эксплуатации платиновый провод неизбежно загрязняется. Для предотвращения загрязнения после выключения двигателя провод в течение 1 сек накаляется до температуры 1000 С. При этом вся налипшая на него грязь сгорает. Этот процесс контролируется электронным блоком управления.

Итак, на основании информации получаемой с вали, ЭБУ вычисляет необходимый объем топлива, чтобы поддерживать объемное соотношение топлива и воздуха для заданных режимов работы двигателя. Также информация с вали используется ЭБУ для расчета режимной точки двигателя. ЭБУ, учитывая показания массового расхода воздуха, температуру двигателя и его обороты может вычислить нагрузку на двигатель и, исходя из этой информации, может управлять не только количеством подаваемого в двигатель топлива, но и углом опережения зажигания, таким образом, управляя крутящим моментом двигателя.

Основной враг вали — влага, всасываемая вместе с воздухом.
Основное нарушение работы вали — завышение показаний на малых оборотах на 10 — 20%. Это приводит к неустойчивой работе двигателя на холостом ходу (плавание оборотов в диапазоне 500-1500, возможны проблемы с запуском, остановка двигателя при переключении передач на ходу автомобиля (захлёбывание). Занижение показаний вали на мощностных режимах приводит к "тупости" мотора и значительному увеличению расхода топлива.

Вот такая «хрень» есть в машине, от которой сильно зависит расход бензина.

Поначалу у меня какие-либо явные симптомы отсутствовали (за исключением, естественно, дикого расхода бензина). Поэтому определить наверняка какой из датчиков накрылся было весьма сложно. Из-за жесткого графика учёбы углубляться в дальнейшее изучение ентого дела не мог. Да и плюс ко всему на дворе стояла зима. Посему пришлось завязать на время с поиском проблемы. Примерно три месяца ездил с диким расходом в 20 литров. Для меня, как для студента это просто катастрофично. Поэтому машиной пользовался только по необходимости. И, вот, спустя некоторое время у машины начали происходить приступы захлёбывания. На холостых начали заметно плавать обороты. Иногда замечалось снижение мощности, как будто машина ехала по настроению. Как вы уже сами поняли: стало очевидным то, что не правильно работал валюметр.

Выкроив время, я поехал на автобарахолку, купил валюметр на разборе, т. к. новый стоит весьма дорого. Сразу же заменил. Спустил оставшийся бензин до загоревшейся лампочки. Залил 10 л бензина. В этот же день спустил его. Вуаля расход вновь стал приемлемым как для моей тачки, так и для меня самого – 11-13л/100 км. Специально поторчал в пробках, поездил по местам, где стабильно без остановок можно ехать 60 км/ч. В общем, потаскался по городским условиям. По трассе пока замера не делал.

Итак подведём итог: расход машинки очень важная специфика. Любой автовладелец обращает внимание на расход своего авто. Расход зависит от многих факторов. В этой статейке достаточно подробно были рассмотрены два датчика, существенно влияющие на расход – лямбда-зонд и валюметр. Надеюсь, написанное выше, окажется полезным или хотя бы интересным тому, кто прочитает. Что могу добавить от себя: все-таки, при повышении расхода, если не удаётся достоверно установить неисправность, лучше обратиться к специалистам или проще сделать компьютерную диагностику, которая достоверно выявит неполадку. Самому париться по изучению симптомов машины достаточно сложновато, если конечно вы сами не специалист. Однако, прежде чем паниковать и тратить деньги на диагностики и консультации спецов, думаю стоит попытаться самому выявить неисправность. Ну а потом уже думать дальше, если смогли определить сами – очень хорошо, если нет, значит, пора ехать на СТО.

Если возникнут вопросы по статейке, пишите в ЛС, чем смогу, помогу.
Желаю всем поменьше проблем с машиной. Удачи на дорогах и приятного аппетита вашей машине, который будет устраивать и вас =)