Школа Алексея Пахомова (Ижевск). Моторист-стоматолог
Краткая история
Школа автодиагностики Алексея Пахомова начала работу в 2011 году. Основным направлением деятельности было выбрано производство обучающих видеокурсов. Самый первый курс «Диагностика бензиновых двигателей» имел такой значительный успех, что было решено продолжить работу в этом направлении. В результате был разработан широкий портфель видеокурсов, посвященных автодиагностике.
Сегодня школа вышла на качественно новый уровень. На платформе дистанционного обучения «Прометей» создана целая система по подготовке специалистов автосервиса в области диагностики двигателей и электронных систем автомобиля. Выпускниками, не теряющими связь со школой, стали более 2300 специалистов из разных городов России, ближнего и дальнего зарубежья. Статьи, которые будут размещаться в журнале «АБС-авто», по существу, являются переформатированными для печати видеоматериалами, подготовленными специалистами школы для известного профессионального российского журнала.
Сегодня я расскажу об одном интересном автомобиле и не менее интересном случае его ремонта. Чаще всего на пост диагностики мультимарочного сервиса попадают машины бюджетного класса, самые массовые: ВАЗ, Chevrolet, Renault, KIA или что-то подобное. Реже можно встретить, например, более надежные автомобили Toyota. И бывают в силу своей малочисленности совсем уж редкие гости вроде Subaru или Isuzu. Но и с ними нужно уметь работать, ибо ничего принципиально нового или сложного там нет, а интересного бывает много.
Однако от слов к делу. Автомобиль Subaru Legasy, достаточно пожилой, 2007 года выпуска (илл. 1).
Оборудован двигателем EJ25 объемом 2,5 л. Особенность силового агрегата заключается в том, что он построен по оппозитной схеме: блок цилиндров расположен горизонтально, а оси двух пар цилиндров направлены в противоположные стороны. В иностранной литературе подобные моторы называются термином boxer из-за сходства движения поршней с кулаками боксера.
Любит Subaru устанавливать такие двигатели на свои автомобили, ничего не поделаешь! Однако больше ничего сверхвыдающегося: впрыск на клапан, катушка зажигания одна на все четыре цилиндра, системы изменения фаз газораспределения нет, но есть система переменного подъема впускных клапанов. Из экологических «примочек» можно отметить систему EGR и каталитический нейтрализатор. Порядок работы цилиндров тоже несколько непривычный: 1–3–2–4.
Автомобиль приехал на диагностику с трясущимся двигателем. Первое впечатление – чепуха, сейчас все быстренько сделаем! Ведь поведение мотора сильно напоминает отказ одного из цилиндров. Любой мало-мальски опытный автодиагност знает, что в этой ситуации нужно проверить всего три вещи:
• компрессию в цилиндрах;
• подачу топлива в каждый цилиндр;
• систему зажигания.
Ну, это мы сделаем мигом, особенно учитывая тот факт, что в наличии у нас имеется мотортестер, обладающий мощным инструментарием именно для сравнения работы цилиндров. Однако прежде чем приступать к работе, обстоятельно расспросим клиента, как, когда и при каких обстоятельствах появился этот дефект.
Из разговора с владельцем автомобиля выяснилось, что проблема возникла полгода назад, после того как двигатель подвергся капитальному ремонту на специализированном сервисе. При этом в числе прочего были заменены коленчатый вал, шатуны и вкладыши. Очевидно, при сборке мотора была допущена серьезная ошибка, и наша задача – ее найти.
Честно? Вот не люблю я разгребать последствия чужого ремонта, но приходится. Утверждал и буду утверждать, что самый сложный в поиске дефект, ну, после спорадического, конечно, – это рукотворный. Тот самый, который привнесен человеком при ремонте или обслуживании. Если дефект, возникший вследствие естественного износа, достаточно легко прогнозируем и объясним логически, то последствия вмешательства «шаловливых ручек» предсказать очень сложно. Ну ладно, это лирика. Для начала хотя бы подключим сканер и посмотрим, не удастся ли увидеть проблему явно.
И вот здесь нас ждет первая засада: абсолютно все данные не вызывают никаких подозрений. Самое главное с точки зрения диагностики – то коэффициенты коррекции подачи топлива. Как оказалось, они имеют нормальные значения. Единственное сомнение мог бы вызвать коэффициент самообучения, который составил 6%. Но с другой стороны, это не так и критично. Вообще отклонение коэффициента в любую сторону до 5% я считаю допустимым. Все-таки естественный износ, знаете ли… Никто не молодеет с годами, и автомобиль в том числе. Поэтому для десятилетнего автомобиля 6% коррекции подачи топлива – не так и много.
Угол опережения зажигания тоже вполне укладывается в рамки здравого смысла. Из кодов неисправностей – только жалоба на пропадание соединения с АКПП. Но как связать между собой трясущийся на холостом ходу двигатель и пропадание связи с коробкой? Пожалуй, никак.
Хорошо, продолжаем работу. Следующий шаг, который логически напрашивается, это подключение мотортестера и выполнение теста неравномерности вращения. Коротко напомню его суть: этот тест позволяет с очень высокой долей вероятности определить, в каком цилиндре имеется проблема с подачей топлива, в каком – с зажиганием, а в каком и с «железом».
Для выполнения теста один из каналов мотортестера необходимо подключить к датчику положения коленчатого вала, и еще один – к высоковольтному проводу для синхронизации. После каждого воспламенения коленчатый вал получает угловое ускорение, и значение этого ускорения зависит от того, насколько эффективно отработал цилиндр. Программное обеспечение мотортестера обрабатывает сигнал с датчика, по значениям ускорения коленчатого вала вычисляет эффективность работы каждого цилиндра и для каждого цилиндра строит график.
Здесь нужно заметить, что эта эффективность, о которой идет речь, – параметр весьма условный. Не стоит пытаться как-то связать ее с крутящим моментом или мощностью. Нет, это просто некая условная величина, и ее абсолютное значение нас совершенно не интересует: нам важно именно сравнить эффективность работы разных цилиндров.
Глядя на графики эффективности, очень просто сделать серьезные диагностические выводы. Например, провал графика какого-либо цилиндра ниже нуля при резком открытии дросселя однозначно говорит о наличии дефектов в системе зажигания этого цилиндра. А равномерное снижение эффективности во всем рабочем диапазоне – о проблеме с подачей топлива. Если же провалился «хвост» графика – это компрессия: алгоритм теста построен так, что данный участок графика отображает пневматическую плотность цилиндра.
Вооружаемся мотортестером, выполняем тест и анализируем графики эффективности работы цилиндров. Результаты измерения выглядят следующим образом (илл. 2).
Тааак… Сказать, что на графиках видна куча неясностей, это значит, сказать слишком мягко.
Неясность 1. При работе на холостом ходу явно выпали два цилиндра: третий и четвертый. Учитывая нумерацию цилиндров Subaru, это пара цилиндров, расположенных друг напротив друга. Ладно, если бы они просто выпали. Но они ведут себя очень стабильно, как будто так и задумано: работать стабильно, но вполсилы.
Неясность 2. Стоит чуть нажать на газ, как эффективность цилиндров вдруг резко выравнивается. Все цилиндры начинают работать очень дружно, словно на холостом ходу ничего и не было.
Неясность 3. «Хвосты» графиков. Как же так? На холостом ходу не работают третий и четвертый цилиндры, но в них компрессия заметно выше, чем в первом и во втором (илл. 3).
Но и это не самое интересное. Графики ведут себя так, как будто в первом и втором цилиндрах не потеряна пневматическая плотность, а снижена степень сжатия! Как будто в них установили шатуны меньшей длины.
Загадок столько, что на ум приходит мысль, а не «глючит» ли мотортестер? Вроде с чего бы… Да и двигатель работает крайне неравномерно, это же видно и слышно безо всякого мотортестера. Так что все правильно. Но с другой стороны, того, что мы видим на графиках, не может быть! Полтергейст, да и только.
Подумаем. Тест эффективности работы цилиндров показал, что в двух цилиндрах снижена степень сжатия. А что мешает нам выполнить еще один замечательный тест, который умеет делать наш прибор? Это тест давления в цилиндре без воспламенения. Причем наш мотортестер обладает уникальной способностью автоматически обрабатывать полученную осциллограмму давления и выдавать результат в текстовом виде. Попробуем (илл. 4)!
Выворачиваем по очереди свечи, четыре раза выполняем тест и сравниваем результаты. Но ясности не прибавилось, а скорее, наоборот. Оказалось, что оценочная геометрическая степень сжатия, по расчетам программы, во всех цилиндрах практически одинаковая! Потери газов при сжатии составили около 16%, это тоже вполне приличный результат. Немного повышено сопротивление выпускного тракта, но это не может быть причиной неровной работы мотора.
Не поверив автоматическому анализу, рассматриваем осциллограмму давления в цилиндре, но ничего критичного там не видим. Давление в верхней мертвой точке каждый из цилиндров развивает около 6 бар. Абсолютно ничего, существенно различающего работу той и другой пары цилиндров, не видим! Кому или чему верить? Себе? Прибору?
Тут наши догадки закончились. Хорошо, давайте возьмем тайм-аут, выпьем кофе и порассуждаем.
Первое. По результатам теста давления в цилиндре без воспламенения все «железо» во всех цилиндрах в полном порядке. Датчик давления, которым оборудован мотортестер, не может вести себя по-разному в разных цилиндрах, верно?
Второе. При этом графики эффективности работы цилиндров ведут себя совершенно непредсказуемо. Это означает, что непредсказуемо ведет себя именно двигатель. Он реально «двоит» на холостом ходу, поэтому графики честно отображают такую работу. Значит, все-таки двигатель или электронный блок управления (ЭБУ).
Третье. Ну, мысль об ЭБУ давайте оставим на самый крайний случай: как показывает практика, они очень редко выходят из строя. Если, конечно, их не залить водой или охлаждающей жидкостью. А вот тот факт, что двигателю недавно делали капремонт, немного обдумаем. Могли ли собрать что-нибудь неверно? Да. Могли повредить что-нибудь при сборке? Да, могли, еще как могли… Сколько прикручено клемм массы на не заводящихся после сборки двигателях, сколько восстановлено расплющенных или оплавленных жгутов проводов! Сколько заменено погнутых задающих (реперных) дисков!
Ага, кстати, хорошая мысль! Диск! Тест эффективности, который мы выполнили в самом начале, не только строит графики эффективности, но и заодно обмеряет параметры задающего диска. Вот так выглядит его форма по результатам теста (илл. 5).
Ну-ка, ну-ка… Что это за диск такой? На двигателях Subaru традиционно используется диск с формулой 36–2–2–2, т.е. 36 зубьев, три пары из них отсутствуют. А на графике, полученном при тестировании диска, совершенно четко видно отсутствие еще одного зуба! Проверяем диск на двигателе – так и есть, один зуб сломан (илл. 6).
Вот оно, последствие капитального ремонта. Возможно, двигатель пытались застопорить монтажной, упершись ею в реперный диск. Уважаемые мотористы, ни в коем случае нельзя так делать! Сколько дисков было погнуто, сломано, лишено зубьев – не перечесть. Для фиксации коленчатого вала есть более подходящие приемы!
Заказываем новый диск. После двухнедельного ожидания и замены реперного диска все проблемы разом решились, двигатель заработал ровно. А нам осталось провести разбор полетов.
Ну ладно, все позади, можно выдохнуть. Остался вопрос: почему двигатель с выбитым зубом реперного диска работал так странно? К сожалению, здесь остается только гадать. Ни на каких курсах автодиагностов вам не расскажут логику работы ЭБУ. И не потому, что не знают, а потому, что она попросту нигде толком не описана. Есть отрывочные и не всегда достоверные сведения, добытые энтузиастами чип-тюнинга. Есть кое-что по старым блокам управления ВАЗ. Но структура сложных алгоритмов, основанных на математической модели двигателя, считается информацией для служебного пользования и тщательно скрывается производителями от посторонних глаз.
С уверенностью можно предположить лишь то, что из-за выбитого зуба в алгоритм определения частоты вращения и положения коленчатого вала закралась ошибка. Как эта ошибка сказалась далее на логике работы программы внутри ЭБУ – пожалуй, неизвестно даже самому производителю автомобиля. Почему? Да потому, что это ситуация совершенно нештатная, программа под нее не приспособлена, и как она на подобную ситуацию отреагирует, предсказать практически невозможно. В нашем случае реакция вылилась в жуткую неравномерность работы на холостом ходу, хотя при открытии дроссельной заслонки все вставало на свои места.
Ну и самый последний вопрос. Почему же тест эффективности цилиндров показал разную степень сжатия? Здесь тоже ответить сложно. Можно лишь предположить следующее. Для корректной работы теста необходимо, чтобы программа адаптировалась к реперному диску. В свою очередь, для этого нужно, чтобы в некий момент времени двигатель замедлялся равномерно. Чтобы обеспечить равномерное замедление, диагност приоткрывает дроссель, поднимает частоту вращения и затем резко бросает дроссель. Именно в этот момент снижения оборотов происходит адаптация теста к реперному диску.
Видимо, условия равномерного замедления коленчатого вала, необходимые программе для расчетов, не выполнились. И не выполнились именно из-за некорректной работы электронного блока управления. В итоге мы и увидели по результатам теста разную степень сжатия там, где ее на самом деле не было.
Может быть, наши рассуждения верны, может быть, и нет. Суть не в этом, а в том, что задача решена, автомобиль исправен и владелец очень доволен. А это и есть главный результат работы автодиагноста.
