Beacon Machine Manufacturing Co.,ltd
Follow us:

Общественная информация

знания о происходящих событиях и продуктах

Диагностика отключения цилиндра дизельного форсунка: баланс мощности — ручные и электронные методы

Диагностика отключения цилиндра дизельного форсунка: баланс мощности — ручные и электронные методы

Диагностический тест, для которого требуется всего лишь ключ

До появления диагностических приборов, осцилоскопов и датчиков давления в общей магистральной системе — тест на отключение цилиндров был основным диагностическим инструментом для механиков дизельных двигателей при выявлении неисправного или слабо работающего цилиндра. Принцип прост до безумия: при работе двигателя последовательно отключать каждый цилиндр и наблюдать за реакцией системы. В исправном цилиндре при его отключении наблюдается чёткое снижение частоты вращения двигателя и появление его рёбистости.При слабом цилиндре изменения практически не наблюдаются — он изначально не выполнял свою функцию.

Современные электронные системы управления двигателем уже автоматизировали этот тест в функцию «баланса мощности» или «вклада цилиндров», доступную через диагностический инструмент. Однако тест механического отключения — ручное отключение отдельных форсунок путём ослабления гайки высокого давления или отсоединения электрического разъёма форсунки — по-прежнему остаётся одной из наиболее полезных диагностических процедур без использования специализированного оборудования в арсенале специалиста по дизельным двигателям.В данном руководстве рассматриваются оба метода: когда следует применять каждый из них, как безопасно их использовать и как интерпретировать полученные результаты.

Физическая основа теста «Cut-Out»

В многоцилиндровом дизельном двигателе при холостом ходу все цилиндры срабатывают последовательно, и каждый из них обеспечивает примерно одинаковый крутящий момент на коленчатый вал. Если один из цилиндров выходит из строя:

  • Если цилиндр был исправен: двигатель сразу утрачивает вклад этого цилиндра в крутящий момент; частота вращения снижается (обычно на 6-цилиндровом двигателе — на 30–80 об/мин), работа двигателя становится заметно более рёвой, а характер выхлопных звуков изменяется.
  • Если в цилиндре наблюдались признаки ослабления (низкое давление сжатия, неэффективное впрыскание топлива, износ колец): отклик двигателя минимален — снижение частоты вращения коленчатого вала незначительно (менее 15 об/мин), шероховатость работы двигателя практически не изменяется. В этом цилиндре двигатель уже вносил меньше своего вклада.
  • Если цилиндр был полностью неработающим: при отключении не наблюдалось никаких изменений. Цилиндр не обеспечивал никакой мощности.

Размещение падения частоты вращения (RPM) пропорционально вкладу соответствующего цилиндра. В 6-цилиндровом двигателе с идеально сбалансированными цилиндрами падение частоты вращения должно быть приблизительно одинаковым для всех цилиндров — с отклонением не более 10 %. Цилиндр, в котором падение частоты вращения составляет менее 50 % от среднего значения, считается «слабым» и требует дополнительного анализа.

Метод 1: ручное механическое вырезание (традиционные механические двигатели)

Когда использовать

  • Двигатели с механическим управлением и отдельными насосами впрыска (в рядном или распределительном типе)
  • Двигатели с механическим блоковым впрыском (MEUI), в которых электрическое отключение нецелесообразно или к разъёму не допустимо получить доступ.
  • Когда отсутствует диагностический инструмент или ECU не может установить связь
  • Проверка результата теста баланса питания сканера — механический тест является окончательным «истинным эталоном».

Процедура: ослабление гайки высокого давления

  1. Безопасность превыше всего: используйте защитные очки и перчатки. Топливо под давлением впрыска (от 2 000 до 30 000 PSI в зависимости от системы) может проникать через кожу и вызывать тяжёлые травмы. Не приближайте руки и лицо к трубопроводным соединениям под давлением.
  2. Подогрейте двигатель до нормальной рабочей температуры. При холодном состоянии двигателя различия в вкладах цилиндров могут не выявляться.
  3. Установите стабильную рабочую точку в режиме холостого хода — 650–750 об/мин для большинства дизельных двигателей среднего и тяжёлого класса. Запишите базовое значение частоты вращения.
  4. Опустите тряпку вокруг гайки топливного форсунка, чтобы удержать распыл топлива. Используйте два ключа: один — для фиксации входного фитинга форсунки, другой — для ослабления гайки топливной линии.
  5. Ослабьте гайку топливной линии на ½–1 оборота — ровно столько, чтобы топливо начало распыляться из ослабленного соединения, а не попадать в форсунку. Топливо будет распыляться (под контролем тряпки), и цилиндр перестанет срабатывать.
  6. Отметьте снижение частоты вращения: зафиксировайте изменение показателя частоты вращения и сравните его с исходным значением. Прочитайте до пяти, зафиксировайте новое стабильное значение частоты вращения, а затем немедленно вновь затяните гайку.
  7. Подождите 10–15 секунд между цилиндрами, чтобы двигатель стабилизировался. У двигателей с электронным управлением ЭБУ попытается компенсировать отключение одного из цилиндров, увеличив подачу топлива к оставшимся цилиндрам — ожидание позволяет компенсациям сбалансироваться.
  8. Повторите процедуру для всех цилиндров. Зафиксируйте снижение частоты вращения для каждого из них.

Интерпретация результатов

Реакция цилиндра

Снижение частоты вращения двигателя (6-цилиндровый двигатель при холостом ходу — 700 об/мин)

Диагностика

Нормально

50–80 об/мин

Здоровый цилиндр, нормальный вклад

Средняя слабость

20–40 об/мин

Возможные причины: износ форсунки, низкое давление сжатия или нарушение герметичности клапанов в данном цилиндре. Требуется дополнительное тестирование.

Сильная слабость

5–15 об/мин

Основные неисправности в цилиндре: выход из строя форсунки, повреждение клапана, разрыв кольца поршня или сильное износ зубца распределительного вала форсунки.

Изменений нет

0 об/мин

Цилиндр полностью не работает. Возможные причины: заклинивший форсунка, искривлённая толкающая шатуна, сломанный рычаг распределителя или значительный падение давления сжатия.

Слишком сильное падение

90–120 об/мин

В цилиндре наблюдалось избыточное подавание топлива (редкое, но возможное при заклинивании форсунки в открытом положении). Более частым явлением является это явление в тех случаях, когда неисправный цилиндр являлся единственным, компенсирующим ослабление работы цилиндров в других частях двигателя.

Предупреждение по безопасности: Электронные инжекторы (EUI/HEUI)

Не ослабляйте линию высокого давления на двигателях EUI или HEUI. В этих системах используется общая линия подачи низкого давления, которая обеспечивает каждый инжектор, а давление высокого уровня формируется внутри самого инжектора. Ослабление этой линии не приводит к отключению инжектора — она лишь вызывает утечку топлива. Вместо этого для таких двигателей используйте метод 2 (электрическое отключение).

Метод 2: Электрический выключатель / Баланс питания сканирующего инструмента

Когда использовать

  • Дизельные двигатели с общей рамой подачи топлива (в блоке управления ЭБУ возможно электронное отключение отдельных форсунок)
  • Двигатели с электронным блоком форсунок (EUI/HEUI) с доступными разъёмами для форсунок
  • Если доступен диагностический инструмент с функцией «баланс мощности» или «вырезание цилиндров» (предпочтительный способ для систем common rail)

Процедура A: Проверка баланса питания сканера (рекомендуется для систем Common Rail)

  1. Подключите диагностический инструмент к диагностическому разъёму (OBD-II или OEM-разъёму).
  2. Перейдите в раздел «Тест баланса питания» — название этой функции в спецификации производителя может отличаться:
  • Caterpillar ET: «Тест на отсутствие цилиндра» — в разделе «Диагностические тесты»
  • Согласно данным Cummins: «Тест производительности цилиндров» или «Выключение цилиндров»
  • Detroit Diesel DDDL: «Тест баланса цилиндров»
  • Общие инструменты для сканирования OBD-II: «Power Balance» или «Cylinder Contribution Test»
    1. Запуск теста: ЭБУ последовательно отключает каждый форсунку в электронном режиме, измеряет снижение частоты вращения двигателя и отображает результаты в виде столбчатой диаграммы или в виде процента.
    2. Проверьте результаты: большинство сканерных инструментов отображают вклад каждого цилиндра в виде процентного отклонения от среднего значения. Если для какого-либо цилиндра значение составляет -15 % или ниже (то есть ниже среднего более чем на 15 %), необходимо провести дополнительное обследование.

Процедура B: ручное электрическое отключение

Если диагностический инструмент недоступен, но электрические разъёмы форсунки доступны:

  1. Выключите двигатель. Найдите электрический разъём форсунки на головке цилиндров (на многих двигателях он расположен под крышкой клапанов).
  2. Запустите двигатель и дождитесь, пока он стабилизируется на холостом ходу.
  3. Отключите разъём форсунки для одного цилиндра. В многих двигателях с системой common rail это действие может вызвать запись кода неисправности, а также переход ЭБУ в режим защиты — это является нормальным явлением, и состояние нормализуется после повторного подключения разъёма и одного цикла включения ключа.
  4. Наблюдайте снижение частоты вращения, как и при использовании механического метода.
  5. Немедленно восстановите соединение после наблюдения за падением напряжения и уберите коды неисправностей после проверки всех цилиндров.

Осторожность при работе с двигателями с системой common rail: в некоторых системах common rail отключение форсунки при работе двигателя может привести к тому, что ЭБУ отключит весь блок форсунок или перейдёт в режим «limp». Перед выполнением этих операций обязательно ознакомьтесь с сервисным руководством. Метод диагностики с помощью диагностического прибора является значительно более безопасным для систем common rail.

Сравнение методов

Аспект

Механический шайковый гайка

Баланс мощности сканера

Ручной электрический отключатель

Необходимое оборудование

Два ключа, тряпки, защитные очки

Диагностический инструмент или ноутбук с диагностическим программным обеспечением

Нет (только руки)

Работы над

Механические инъекционные насосы, MEUI (НЕ EUI/HEUI/Common Rail)

Любой электрорегулируемый двигатель, обладающий диагностическими функциями

Любой двигатель, в котором доступны разъёмы для форсунок

Точность измерений

Субъективная оценка (по показателю RPM)

Высокая точность (измерения ECU — до ±1 об/мин)

Субъективный

Риск травм от распыления топлива

Высокий риск — используйте средства индивидуальной защиты

Нет

Нет

Набор кодов неисправностей

Нет (механическая система)

Нет (режим тестирования)

Да (обнаружено открытое сопротивление)

Длительность испытания на один цилиндр

10–15 секунд

2–5 секунд (автоматически)

5–10 секунд

Уровень продвинутого: Анализ закономерностей

Помимо простого выявления слабого цилиндра, характер его вклада может указывать на конкретные проблемы:

  • Если в паре цилиндров наблюдается пониженная мощность — в случаях с цилиндрами 1 и 6, 2 и 5 или 3 и 4 — это указывает на неисправность прокладки головки блока цилиндров между соответствующими цилиндрами: при этом происходит утечка сжатия между соседними цилиндрами.
  • Слабость цилиндров с последовательным срабатыванием: если два цилиндра, срабатывающие последовательно (например, 1 и 5 в порядке срабатывания 1-5-3-6-2-4), работают с недостаточной мощностью, это указывает на ограничение подачи топлива в шинах или каналах, обеспечивающих питание этих цилиндров.
  • Все цилиндры демонстрируют одинаково слабую работу: если в каждом цилиндре наблюдается снижение частоты вращения двигателя ниже ожидаемого уровня, проблема не связана с конкретным цилиндром — следует предположить ограничение поступления воздуха, нарушение подачи топлива или неисправность турбокомпрессора, затрагивающую весь двигатель.
  • Одноцилиндровое превышение нормы: в одном цилиндре стабильно наблюдается чрезмерное снижение частоты вращения. Это может указывать на то, что ЭБУ компенсирует недостаточную работу форсунки в этом цилиндре, увеличив подачу топлива, либо форсунка подаёт больше топлива, чем предусмотрено системой управления (застрявшая калибровка).

Практические советы

  1. По возможности всегда сверяйте результаты диагностики с помощью диагностического прибора с ручным тестированием: в случае электронных двигателей баланс питания в диагностическом приборе может быть «искусственно сглажен» алгоритмами компенсации блока управления двигателем. Цилиндр, который в диагностическом приборе показывает нормальные показатели, при этом может быть механически ослаблен.
  2. Проведите тест при различных скоростях вращения двигателя: если в одном из цилиндров при холостом ходу тест проходит нормально, а при 1200 об/мин результат оказывается неоптимальным, это может указывать на проблему с подачей топлива под высоким давлением (ограничение в работе форсунки или износ элемента насоса), которая проявляется только при наличии нагрузки.
  3. Тест отключения + температура отвода = окончательный диагноз: сочетание теста отключения и измерения EGT по каждому цилиндру (см. статью №71) позволяет получить точную картину состояния цилиндров до начала демонтажа.
  4. В двигателях HEUI низкий уровень моторного масла имитирует ослабление работы цилиндров: в системе HEUI моторное масло используется для создания давления в топливной системе. Низкий уровень масла снижает давление впрыска в форсунках, расположенных дальше от масляного насоса, что в ходе испытания на отключении приводит к их ложному признаку ослабления.

Отказ от ответственности: при проведении ручного тестирования вырезания цилиндров необходимо работать на работающем двигателе при наличии оголённых соединений топливных линий под высоким давлением. Давление в системе впрыска топлива может превышать 30 000 PSI и проникать сквозь кожу, что может привести к тяжёлым травмам, требующим хирургического вмешательства. Обязательно используйте соответствующую индивидуальную защитную экипировку, держите части тела подальше от под давлением соединений и соблюдайте инструкции по безопасности, изданные производителем оригинального оборудования (OEM).Для двигателей с общей рамой подачи, управляемых электронным способом, рекомендуется использовать тест баланса мощности с помощью диагностического инструмента; ручное тестирование следует проводить только в тех случаях, когда электронная диагностика недоступна и конструкция двигателя позволяет механически отключать цилиндры.

смежная продукция

получать предложение
  • *
  • *
+86-13375386268