Перерасход топлива. Диалог диагноста с клиентом #4

Перерасход топлива. Диалог диагноста с клиентом #4

Жалобы клиента на повышенный расход топлива надо выслушать внимательно и терпеливо. Если человек считает, что у его автомобиля расход топлива неоправданно высок или почему-то увеличился, то это очень даже вероятно с учетом особенностей нашего автопарка и  родного автопрома, а также нашего сервиса, ремонта, качества запчастей, топлива, специфики климата и состояния дорог. Желательно также узнать у хозяина «железного коня»  как можно больше подробностей об автомобиле, особенностях его эксплуатации, хранения, обслуживания, ремонта и т. д. Для чего это нужно и как эта информация может помочь в процессе диагностики, объясню на конкретных теоретических и практических примерах.

В физике есть понятие идеальный газ. По аналогии: в  предыдущих частях диалога разговор шел об «идеальном автомобиле». Конечно, не совсем идеальном, но, во всяком случае, технически исправном.  Было подчеркнуто, что только исправный автомобиль может быть экономичным и экологичным.  Абсолютно технически исправные автомобили встречаются очень редко. По ходу диалога я получил немало критических замечаний за то, что не уделял  внимания реальным неисправностям, которые есть или могут возникнуть в любом автомобиле и привести к перерасходу опять подорожавшего топлива. Критика, к сожалению, справедлива. Чувствую, что диалог будет продолжаться еще долго. Начнем рассматривать конкретные неисправности, приводящие к увеличению «топливного аппетита». Все-таки я имею немалый опыт диагностирования и устранения подобных неисправностей.

Но прежде, чем перейти к конкретным рекомендациям, придется выслушать небольшой курс теории двигателя внутреннего  сгорания (ДВС). Рассмотрим такое понятие: коэффициент полезного действия ДВС.  В самом общем виде, КПД – это степень эффективности использования энергии,  полученной при сгорании топлива в двигателе и преобразованной в механическую работу. Поясняю:  при работе двигателя внутреннего сгорания  примерно 1/3 энергии топлива преобразуется в механическую работу, еще  1/3 путем охлаждения передается в окружающую среду и последняя 1/3 отводится в виде теплоты, содержащейся в отработавших газах. Получается, что эффективный КПД современного ДВС составляет 0,25 – 0,35. То есть, только 25 -35 процентов теплоты от сгорания топлива в двигателе преобразуется в полезную работу, заставляющую автомобиль перемещаться из пункта  А в пункт В. Топливная экономичность напрямую зависит от эффективности работы двигателя. То есть двигатель тем экономичнее, чем большая часть теплоты от сгорания  топлива преобразуется именно в полезную работу. А это зависит от конструктивных особенностей двигателя (совершенства) и его технического состояния, то есть исправности.

Двигатели внутреннего сгорания современных автомобилей работают достаточно эффективно. По показаниям своих диагностических приборов я могу оценить именно эффективность работы двигателя. Сравним для примера эффективность работы инжекторных двигателей УМЗ-4216 Ульяновского моторного завода и тойотовских  2GR-FE, которыми оснащают  новые Камри и Лексусы  RX 350.  Ульяновский двигатель был спроектирован более 50 лет назад и выпускается до сих пор в несколько улучшенном варианте. По нормам полувековой давности он работал  неплохо. Мне иногда приходится диагностировать эти двигатели. О том, что они работают эффективно, то есть мощны и экономичны, сказать можно с большой натяжкой. Тойотовский  V-образный шестицилиндровый двигатель 2GR-FE имеет достаточно сложную конструкцию, множество всяких «наворотов», направленных именно на повышение эффективности его работы. Так он имеет четыре распредвала, каждый из которых управляется индивидуально своей муфтой VVTi по программе ЭБУ и контролируется своим датчиком положения. Любое отклонение от правильности работы механизма газораспределения этого двигателя фиксируется системой самодиагностики с выдачей диагностической информации посредством лампочки Снесk еngine и занесением кодов ошибок. Бесспорно, что совершенный тойотовский двигатель 2GR-FE значительно экономичнее УМЗ-4216.

Про конструктивные особенности двигателей всё ясно и очевидно. Теперь перейдем  к рассмотрению неисправностей, приводящих к перерасходу драгоценного топлива. В первой части диалога я уже говорил о таких конкретных неисправностях. Теперь заострим внимание на тех неисправностях, которые трудно обнаружить, или они явно не проявляются и влияют на расход топлива не прямо, а косвенно. Не секрет, что у нас эксплуатируется немало старых или с очень большим пробегом автомобилей. Изношенный двигатель работает менее эффективно, даже если в нем нет явных дефектов и сбитых регулировок. Из явных дефектов в двигателе, которые выявить не просто, наиболее часто встречается неправильная установка фаз газораспределения. Если ремень ГРМ установлен с ошибкой на 1 зуб, то это можно и вовсе не заметить, но все равно эффективность работы двигателя будет чуть ниже. Надо «постараться», чтобы установить ремень ГРМ с ошибкой на 2 зуб. При этом  двигатель уже будет работать явно не так, как надо: с затрудненным запуском, плаванием оборотов, тряской, потерей мощности и динамики при разгоне. Система самодиагностики во многих случаях не выявляет такую ошибку. Измерение компрессии или проверка угла опережения зажигания при помощи стробоскопа тоже не всегда позволяет выявить указанную неисправность. Но по показаниям газоанализатора такой дефект уже ясно виден. Тут должны сыграть свою роль опыт, мастерство и даже интуиция диагноста. Очень часто ремень ГРМ перескакивает на несколько зубьев из-за слабой натяжки или при запуске замерзшего двигателя. При ошибке на 3-4 и более зубьев  двигатель уже с трудом заводится, обороты плавают, мощности нет – явный дефект. Во всех случаях придется снимать крышки и проверять правильность установки ремней или цепей ГРМ. Расскажу о некоторых показательных случаях из своей практики. На 16-клапанном ВАЗовском двигателе при замене ремня ГРМ умельцы ошиблись на 1 зуб в установке взаимного расположения распредвалов.  Хозяин ВАЗовской «десятки»  почувствовал легкую вибрацию, некоторую потерю мощности и возросший расход топлива. Я нашел эту неисправность только потому, что не поленился снять крышки и проверить расположение установочных меток. В другой раз я мучился еще дольше, так как разбирал «лобовину» двигателя ЗМЗ-406 на ГАЗ-3110. Но я все-таки обнаружил, что цепь установлена с ошибкой на 1 зуб. Водитель Волги проездил с таким дефектом почти год. Но когда я поставил цепь правильно, то двигатель заработал намного ровнее и увереннее, расход топлива заметно сократился. Известны случаи, когда цепи и ремни ГРМ вытягиваются, что тоже сбивает правильность установки фаз газораспределения со всеми вытекающими негативными последствиями. На Вазовских инжекторных двигателях часто встречается неприятный дефект: смещение зубчатого шкива коленвала. Это происходит, если некорректно установлена шпонка и недостаточно затянут болт крепления шкива к коленвалу. Обычно такое бывает после неквалифицированного ремонта или замены  ремня ГРМ. Указанный  дефект может  то проявляться, то – нет, так как шкив смещается на хвостовике коленвала туда-сюда на некоторый угол. Проверить наличие такого хитрого дефекта лучше всего так: проконтролируйте затяжку болта шкива и, если он легко отвернется, то очень даже вероятно, что момент зажигания и впрыска «гулял» вместе со шкивом.

Про неисправности, возникшие в результате непрофессионального ремонта, можно рассказывать бесконечно долго. Далее, я сделаю некоторые выводы и дам  полезные рекомендации. Ненадолго отступлю от  темы расхода топлива. При проектировании современных двигателей конструктора просчитывают их по всем параметрам,  в том числе и с использованием теории равнопрочности.  Выпускаемые сейчас двигатели от ведущих производителей рассчитаны на  пробег порядка 100тыс. километров по нормальным дорогам при хорошем топливе без всяких ремонтов. Только сервис – замена масел, фильтров и т. п.  На такой срок эксплуатации хватает ресурса цилиндро-поршневой группы, ремней или цепей ГРМ, иридиевых или платиновых цепей зажигания., тормозных колодок, ШРУСов, датчиков кислорода, топливного насоса с фильтром и всех остальных элементов автомобиля, кроме «расходников». Умные люди давно подсчитали, что собрать новый двигатель или автомобиль на конвейере в 2,5 раза дешевле, чем ремонтировать старый. Ручной труд  дорог. Запчасть, которую приходится покупать в магазине, в среднем в 3,5 раза дороже той, которую установили на конвейере при сборке. Качество запчастей, изготовленных неизвестно где и кем, тоже вызывает сомнение. Приведенные выше факты поясняют, почему во  многих странах автомобили вообще не ремонтируют. Их утилизируют через 4-5 лет эксплуатации или 100 тыс. километров пробега. Утилизация автомобилей – процесс трудоемкий и затратный. Поэтому многие автомобили просто «сбрасывают» в третьи страны. Некоторые попадают к нам. А, например, в Новой Зеландии приходится по 9 подержанных автомобилей на каждого новозеландца: большая территория при маленьком населении. Из вышесказанного следует, что самый современный автомобиль не предназначен для ремонта; только сервисное обслуживание и диагностика, как сервисная процедура. Мои рекомендации: если все-таки придется ремонтировать автомобиль, то это должны делать квалифицированные специалисты. Такие специалисты у нас есть. Не надо доверять ремонт гаражным умельцам. Переделывать их «художества» – дороже выйдет. Знаю это по своему многолетнему опыту. Процентов тридцать автолюбителей, приезжающих на диагностику, обращаются ко мне за помощью после неудачных ремонтов и с самыми неожиданными дефектами, в том числе  приводящими к перерасходу топлива. Хотя я и зарабатываю деньги на диагностике и ремонте  автомобилей, но искренне желаю, чтобы таких обращений было как можно меньше.

Далее рассмотрим возможные причины перерасхода топлива, возникающие не по причине грубого, непрофессионального вмешательства. Начну с датчиков. Неправильные показания датчика температуры могут привести к увеличению расхода топлива, из-за недостаточного нагрева двигателя и повышенных оборотов холостого хода. Но чаще причиной нарушения теплового режима двигателя оказывается термостат, заклинивший в открытом положении. Дефекты регулятора холостого хода могут привести к завышенным оборотам ХХ. Некорректная работа ДМРВ часто является причиной повышенного расхода; это болезнь первых инжекторных  ВАЗов с  расходомерами Bosch и ЭБУ Январь 5.1.Р83. (М5.1.Р83).  Неправильная работа или  сбитая установка датчика положения дроссельной заслонки может стать причиной некорректного переключения скоростей АКПП, что приводит к затянутому разгону и перерасходу топлива. Даже выход из строя датчика детонации может привести к неправильной установке угла опережения зажигания с заметными неприятными последствиями. Я сталкивался с такой неприятностью на тойотовском двигателе 7А- FE. Можно еще долго рассказывать про все подряд  датчики, но это утомительно. Скажу только, что любой из них можно  адекватно продиагностировать и заменить, если потребуется. С поиском и приобретением запчастей сейчас особых проблем нет. Только бы они оказались качественными, не откровенно поддельными.

Расскажу отдельно про очень «популярную» причину перерасхода топлива – неисправность или некорректную работу датчиков кислорода. О датчиках кислорода и их влиянии на расход топлива написано много книг (В. П. Лещенко “Датчики кислорода”), статей (А. Юрин “Расход топлива, теория и практика” на сайте Автоспорт154.ру ), рекламных лозунгов и отзывов на форумах. О них вам могут все ( ? ) подробно рассказать продавцы из магазинов запчастей и мастеровые мужики из соседних гаражей. Тем не мене, выскажу свое личное мнение об этих «загадочных» датчиках.  Начну с того, что датчик кислорода не задает расход топлива. Он корректирует состав топливовоздушной смеси, то есть осуществляет точную подстройку ее состава до близкого к стехиометрическому (идеальному). То, что из-за неисправного датчика кислорода резко возрастает расход топлива – старая сказка, которую пора забыть. Мы живем в новом тысячелетии, ездим на совершенных автомобилях, вынуждены заботиться об экологии. Миф о перерасходе топлива из-за этого загадочного датчика  берет начало с 80-х годов прошлого столетия, когда фирма Bosch сделала первые датчики кислорода. Они были тогда не совершенны и не долговечны. Датчик чувствителен к содержанию остаточного кислорода в выхлопных газах и вырабатывает пропорциональный сигнал в виде напряжения до 1 вольта. Низкий сигнал датчика 0,1-0,3 вольта означает бедную смесь, а 0,7 – 0,9 вольта – богатую. Когда тот датчик кислорода начинал “умирать”, то его выходной сигнал уменьшался (0,3 -0, 4 вольта), контроллер воспринимал этот неправильный сигнал, как признак обеднения смеси и добавлял топлива. И так – до черного дыма из выхлопной трубы. Но конструктора под нажимом борцов за экологию, быстро поняли, что в таком виде нельзя использовать лямбда-зонды.  А отравить можно любой лямбда-зонд после одной заправки “левой” горючкой, например, с добавкой ферроцена или других металлоорганических присадок. В программу ЭБУ была введена подпрограмма контроля работоспособности датчиков кислорода. Вообще датчик кислорода начинает работать (выдавать сигнал), прогревшись выхлопными газами до 370 градусов. Только после того, как контроллер (ЭБУ) получит его сигнал 0,8 – 0,9 вольта “закрывается петля обратной связи” и начинается процесс лямбда-регулирования – корректировка топливоподачи с учетом показаний лямбда – зонда. На сканере хорошо видно, как “петля обратной связи” закрывается и открывается при резкой газовке и сбросе газа – в эти моменты коррекция отключается, так как состав смеси явно выходит за пределы диапазона. Вообще, бензиновый двигатель может работать в достаточно узком диапазоне топливовоздушной смеси. Допускается кратковременное обогащение не более, чем на 15 % (при разгоне в гору), иначе зальет двигатель. При обеднении смеси, более, чем на 10 % двигатель заглохнет. Но на “режиме большой мощности” (разгон) нужно стабильное обогащение смеси в необходимых пределах. А датчик кислорода задавливает это обогащение, так как его цель подогнать смесь под стехиометрическую. Это необходимо с точки зрения экологии, а не высокой мощности, активного разгона и, как следствие, экономии топлива. Парадокс – датчик кислорода не способствует экономии топлива. На настоящих спортивных автомобилях датчик кислорода – рудимент и атавизм. Лямбда-зонд придумали те, кто задыхается от тесноты, обилия автомобилей и их выхлопа К примеру: в 1974 году американский писатель Артур Хейли ввел понятие «удушливый калифорнийский смог». Я живу в Новосибирске.  На наших сибирских просторах метеоусловия не способствуют накоплению в воздухе вредных примесей. Приведу еще один конкретный пример. Мой товарищ  долгое время работал на ГАЗели с двигателем ЗМЗ-406 без датчика кислорода и всяких “Евро”. Недавно он пересел на новую Газель с аналогичным двигателем, но под нормы “Евро 3”. Если его старая Газель груженая разгонялась в гору на 4-передаче, то новая с “Евро 3” и на 3- скорости на подъем ели-ели ползет. И, самое интересное, что Газель с “Евро 3”, у которой даже два датчика кислорода, потребляет заметно больше топлива, чем обычная без «кислородника». Товарищ объехал несколько автоцентров, где ему машину долго диагностировали, но не смогли найти причину и устранить указанные “неисправности”.

А я по своему опыту давно знал, что наши первые инжекторные ГАЗы , ВАЗы (ЭБУ Январь 5.1 Р83) и УАЗы без датчиков кислорода всегда были более приемистыми и экономичными. Я объяснил товарищу отличия “экологичной” ГАЗели от обычной; он успокоился и потихоньку ездит на машине, не загрязняющей атмосферу.                                                                                                                   В заключение скажу, что работоспособность и корректность работы датчиков кислорода можно без особого труда, доподлинно проверить при помощи современного диагностического оборудования: сканера, газоанализатора, осциллографа или простого мультиметра. Если квалифицированная диагностика покажет, что «кислородник» действительно уже «умер» или «чуть жив», то его желательно заменить. И не надо менять датчик кислорода  просто для профилактики или на всякий случай. Самая лучшая запчасть та, которую установили на конвейере при сборке.

То, о чем я рассказал в этой части диалога –  далеко не все, что можно сказать о расходе топлива. В следующий раз речь пойдет о самом  топливе и о многом  другом, наболевшем. Диалог еще не закончен.