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トヨタD-4–直接噴射システム

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トヨタ直噴システムD-4

3年初頭に最初の2001S-FSEエンジンが修理中であることを確認しなければなりませんでした。トヨタVistaでした。 バルブステムシールを変更し、同時に新しいエンジン設計を研究しました。 彼に関する最初の情報は、2003年にクッチャー・ウラジミール・ペトロヴィッチのサハリンのサイトに現れました。 最初に成功した修理は、このタイプのエンジンで作業するために不可欠な経験を与えましたが、今では誰も驚かないでしょう。 それから、私は自分がどのような奇跡を扱っているのかほとんど分かりませんでした。 このエンジンは非常に革新的で、多くの修理工が修理を拒否しただけです。 燃料噴射ポンプ、高圧、XNUMXつの触媒、電子スロットル、EGR制御ステッピングモーター、インテークマニホールドの追加ダンパーの位置の追跡、VVTiシステム、および個々の点火システムを使用して、開発者は経済の新しい時代を示しました環境に優しいエンジンが登場しました。

写真は、エンジン3S-FSE、1AZ-FSE、1JZ-FSEの一般的なビューを示しています。

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1AZ-FSEの例を使用した直接噴射エンジンの概略ブロック図は次のとおりです。

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以下の重要なシステムとその要素は、ほとんどの場合欠陥を持っていることに注意してください。

燃料供給システム:燃料取り入れ口と出口に燃料フィルターを備えたタンク内の水中電動ポンプ、カムシャフトドライブを備えたシリンダーヘッドに取り付けられた高圧燃料ポンプ、減圧バルブを備えた燃料レール。

同期システム:クランクシャフトおよびカムシャフトセンサー。 制御システム:

センサー:質量空気流量、クーラント温度と吸気、爆発、ガスペダルとスロットル位置、吸気マニホールド内の圧力、ランプ内の燃料圧力、加熱酸素センサー。

アクチュエーター:イグニッションコイル、ノズル制御ユニットとノズル自体、ラム圧力制御バルブ、吸気マニホールドのダンパー制御用の真空ソレノイド、VVT-iクラッチ制御バルブ。 これは完全なリストではありませんが、この記事は直接噴射エンジンの完全な説明であると主張していません。 上の図は、当然、障害コードと現在のデータのテーブルの構造に対応しています。 メモリにコードがある場合は、それらから始める必要があります。 さらに、それらが多数ある場合、それらを分析することは意味がありません。テストドライブで所有者を書き換え、消去し、送信する必要があります。 制御ランプが点灯したら、狭いリストを再度読んで分析します。 そうでない場合は、現在のデータの分析に直接進みます。

エンジンを診断するとき、スキャナーは、状態を評価し、センサーとエンジンシステムの動作を分析するための(80)パラメーターのオーダーの日付を提供します。 3S-FSEの主な欠点は、日付に「燃料圧力」というパラメータがないことです。 しかし、それにもかかわらず、日付は非常に有益であり、適切に理解すれば、エンジンとオートマチックトランスミッションのセンサーとシステムの動作を正確に反映しています。

たとえば、3S-FSEモーターに問題があるXNUMXつの正しい日付と日付のいくつかの断片を見てみましょう。

日付のこの断片には、通常の噴射時間、点火角度、真空、アイドル時のエンジン速度、エンジン温度、気温が表示されます。 スロットル位置とアイドル警告。

次の図から、燃料補正、酸素センサー読み取り値、車両速度、EGRモーター位置を評価できます。

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次に、スターター信号(起動時に重要)、エアコン、電気負荷、パワーステアリング、ブレーキペダル、オートマチックトランスミッションポジションが含まれています。

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次に、エアコンのクラッチ、燃料蒸気を収集するシステムのバルブ、VVTiバルブ、オーバードライブ、自動変速機のソレノイドを含める

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ダンパーユニット(電子スロットル)の動作を評価するための多くのパラメーターが提示されています

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日付でわかるように、作業を簡単に評価し、エンジンと自動変速機のほぼすべての主要なセンサーとシステムの動作を確認できます。 測定値を並べると、エンジンの状態をすばやく評価し、誤動作の問題を解決できます。

次のスニペットは、燃料噴射時間の延長を示しています。 DCN-PROスキャナーが受信した日付。

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そして次の断片では、外気温度センサーの破損(-40度)、および暖かいエンジンでの異常に長い噴射時間(標準1.4-0.5ミリ秒で0.6ミリ秒)です。

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異常な修正を行うと、油にガソリンが存在することの最初の負債を注意して確認することができます。

コントロールユニットは混合物をより暗くします(-80%)

エンジンの状態を適切に反映する最も重要なパラメーターは、長い燃料補正と短い燃料補正を示す線です。 酸素センサー電圧; 吸気マニホールド内の真空; エンジン回転速度(回転); EGRモーターの位置。 スロットル位置(パーセント)。 点火時期、および燃料噴射時間。 エンジンの動作モードをより迅速に評価するために、これらのパラメーターを含む行をスキャナーディスプレイに配置できます。 以下の写真は、通常モードでのエンジン稼働日の断片の例です。 このモードでは、酸素センサーが切り替わり、コレクターの真空は30 kPaになり、スロットルは13%開きます。 15度のリード角。 EGRバルブが閉じています。 パラメータのこの配置と選択により、エンジンの状態をチェックする時間を節約できます。

ここに、エンジンの分析用のパラメーターを含む主要な行があります。

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そして、これがリーンモードの日付です。 希薄運転モードに切り替えると、スロットルが開き、EGRが開き、酸素センサーの電圧は約0、真空は60 kPa、進角は23度です。 これがリーンモードです。

比較のために、DCN-PROスキャナーが取得した枯渇モードの日付のフラグメント

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エンジンが正常に動作し、特定の条件を満たしている場合は、リーンモードにする必要があることを理解することが重要です。 移行は、エンジンが完全にウォームアップされ、リベース後のみに発生します。 エンジンをリーンモードに切り替えるプロセスは、多くの要因によって決まります。 診断時には、燃料圧力の均一性、シリンダー内の圧力、インテークマニホールドの植え付け、点火システムの正しい動作を考慮する必要があります。

それでは、1АZ-FSEエンジンからの日付を見てみましょう。 開発者は見逃したエラーを修正しました。プレッシャーのある線があります。 これで、さまざまなモードで圧力を簡単に評価できます。

次の写真では、通常モードでの燃料圧力は120kgです。

リーンモードでは、圧力は80 kgまで低下します。 また、進み角は25度に設定されています。

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1JZ-FSEエンジンからの日付は、1AZ-FSEの日付と実質的に同じです。 唯一の違いは、痩せたときの圧力が60〜80kgに低下することです。 通常モードでは、80〜120kg。 スキャナーが発行する日付のすべての完全性について、私の意見では、ポンプの寿命を評価するための25つの非常に重要なパラメーターが欠落しています。 これは、圧力調整弁のパラメータです。 制御パルスのデューティサイクルにより、ポンプの「強度」を評価できます。 日産は日付にそのようなパラメータを持っています。 以下は、VQXNUMXDDエンジンからの日付の断片です。

ここでは、圧力調整器の制御パルスが変化したときに圧力がどのように調整されるかを明確に見ることができます。

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次の写真は、リーンモードでの1JZ-FSEエンジンの日付の断片(主なパラメーター)を示しています。

1JZ-FSEエンジンは、4気筒エンジンとは異なり、高圧をかけずに動作できますが、車は動き回ることができます。 ただし、深刻ではあるがそれほど深刻ではない干渉(機能不全)が発生した場合、劣化モードへの移行は発生しません。 汚れたダンパー、火花の問題、燃料供給、ガスの分配は移行を許可しません。 同時に、コントロールユニットは圧力を60 kgに下げます。

このフラグメントでは、トランジションがなく、シャッターがわずかに開いていることがわかります。これは、チャンネルx \ xの汚染を示しています。 枯渇した政権はありません。 比較のために、通常モードの日付の一部。

HBを搭載した最初のエンジンでは、設計者は折りたたみ可能なインジェクターを使用しました。 燃料レールには直径の異なる2階建てのデザインがあります。 これは、圧力を均等にするために必要です。 次の写真では、高圧燃料電池3S-FSE。

燃料レール、その上にある燃料圧力センサー、非常用圧力リリーフバルブ、インジェクター、高圧燃料ポンプ、メインパイプ。

1AZ-FSEエンジンの燃料レールは次のとおりです。XNUMXつの貫通穴を備えたシンプルなデザインです。

次の写真は、1JZ-FSEエンジンの燃料レールを示しています。 センサーとバルブは並んで配置されています。 インジェクターと1AZ-FSEの違いは、プラスチックの巻線の色と性能のみです。

HBを備えたエンジンでは、最初のポンプの動作は3.0キログラムに制限されていません。 ここでは、すべての動作モードでインジェクションポンプの適切な栄養を確保するために、圧力は約4.0〜4.5kgよりわずかに高くなっています。 診断中の圧力の測定は、マノメーターを使用して、インレットポートからインジェクションポンプに直接行うことができます。

エンジンが始動すると、圧力は2〜3秒でピークに「上昇」するはずです。そうしないと、始動が長くなるか、まったく長くなりません。 下の写真は1AZ-FSEエンジンの圧力を測定しています

次の写真では、3S-FSEエンジンの最初のポンプの圧力を測定しました(圧力は通常より低いため、最初のポンプを交換する必要があります)。

エンジンは日本国内向けに生産されているため、燃料の浄化度は従来のエンジンと変わりません。 ポンプの前にある最初のスクリーンメッシュ。

比較のために、最初の1AZ-FSEエンジンポンプの汚れた新しいメッシュ。 そのような汚染の場合、メッシュを変更するか、またはcarbclinerで清掃する必要があります。 ガソリンデポジットは非常にしっかりとネットを詰め込み、最初のポンプの圧力が低下します。

次に、3番目の微細フィルターエンジン(XNUMXS-FSE)(ところで、彼は水を保持しません)。

フィルターを交換するとき、燃料カートリッジの不適切な組み立てのケースは珍しくありません。 これにより圧力が失われ、開始されません。

以下の写真は、新しい入力グリッドと詰まった入力グリッド、1AZ-FSEエンジンのフィルターオプションを比較して示しています。

15マイル走行後の状況では、燃料フィルターのように見えます。 ガス破片に対する非常に適切な障壁。 フィルターがダーティの場合、劣化モードへの移行は非常に長いか、まったく存在しません。

最後のスクリーンは、高圧燃料ポンプの入口にある燃料フィルターメッシュです。 最初のポンプから、約4 Atmの圧力の燃料が噴射ポンプに入り、次に圧力が120 Atmに上昇し、インジェクターへの燃料レールに入ります。 コントロールユニットは、圧力センサー信号から圧力を評価します。 ECMは、高圧燃料ポンプの調整弁を使用して圧力を調整します。 圧力が緊急に上昇した場合、レールの減圧バルブが作動します。 そこで、エンジンの燃料システムを簡単に整理しました。 次に、システムのコンポーネントと、診断と検証の方法について詳しく説明します。

燃料ポンプ

高圧燃料ポンプの設計はかなり単純です。 ポンプの信頼性と寿命は(特に日本人に多く)さまざまな小さな要因、特にゴム製シールの強度と圧力バルブとプランジャーの機械的強度に依存します。 ポンプの構造は普通で非常にシンプルです。 設計に革新的なソリューションはありません。 基本は、プランジャーペア、ガソリンとオイルを分離するオイルシール、圧力バルブ、電磁圧力レギュレーターです。 ポンプのメインリンクは7mmプランジャーです。 原則として、作動部でプランジャーはあまり摩耗しません(もちろん、研磨ガソリンを使用しない限り)。 ポンプの主な問題は、ゴム腺の摩耗です(寿命は100万キロメートル以下で決まります)。 もちろん、この実行はエンジンの信頼性を過小評価しています。 ポンプ自体のコストは非常に高く、18〜20万ルーブル(極東)です。 3S-FSEエンジンでは、XNUMXつの異なる高圧燃料ポンプが使用されました。XNUMXつは上部圧力調整弁、XNUMXつは側面です。

以下は、ポンプの写真とそのコンポーネントの詳細です。

分解されたポンプ、圧力バルブ、圧力調整器、オイルシールとプランジャー、オイルシールシート。 3S-FSEエンジン分解ポンプ。

低品質の燃料を使用すると、ポンプ部品の腐食が発生し、摩耗や圧力損失が加速します。 写真は、圧力バルブのコアとプランジャーのスラストワッシャーの摩耗の兆候を示しています。

オイルシールの圧力と漏れによってポンプを診断する方法。

サイトhttp://forum.autodata.ruで、圧力センサーの電圧によって圧力をチェックする方法をすでに説明しました。 詳細のいくつかを思い出させるためだけに。 圧力を制御するには、電子圧力センサーから取得した読み取り値を使用する必要があります。 センサーは燃料レールの端に取り付けられています。 アクセスが制限されているため、コントロールユニットでの測定が簡単です。 トヨタビスタとナンディの場合、これは結論B12 –エンジンECU(ワイヤーの色は茶色で黄色の縞模様)センサーは5vの電圧で駆動されます。 常圧では、センサーの読み取り値は範囲(3.7〜2.0 V)で変化します–PRセンサーへの信号出力。 エンジンがx \ x-1.4ボルトで動作できる最小読み取り値。 センサーの読み取り値が1.3秒間8ボルトを下回ると、コントロールユニットはDTC P0191を登録し、エンジンを停止します。

x \ x -2.5インチでのセンサー読み取り値を修正します。2.11インチの消耗で

下の写真は圧力測定の例です。 通常より低い圧力–インジェクションポンプの圧力バルブの漏れが失われる原因。

ガス分析を使用して、ガソリンのオイルへの漏れを登録する必要があります。 オイル中のCHレベルの表示は、暖かいエンジンで400ユニットを超えてはなりません。 理想的なオプション200〜250ユニット。

ガス分析計プローブは、点検時にオイルフィラーネックに挿入され、ネック自体はきれいな布で閉じられます。

異常表示レベルCH-1400ユニット–ポンプの交換が必要です。 腺が流れると、非常に大きなマイナス補正が日付に登録されます。

そして、完全にウォームアップすると、漏れているスタッフィングボックスで、エンジン速度はx \ xで強くジャンプし、エンジンがリベースされると、定期的に停止します。 クランクケースが加熱されると、ガソリンが蒸発し、換気ラインを介して再び吸気マニフォールドに入り、混合物がさらに濃縮されます。 酸素センサーは濃厚な混合気を記録し、コントロールユニットは不良になろうとします。 この状況では、ポンプの交換とともに、エンジンのフラッシングでオイルを交換する必要があることを理解することが重要です。

次の写真では、オイル中のCHレベルの測定の断片(過大評価値)

ポンプ修理方法。

ポンプ内の圧力が消失することはほとんどありません。 圧力損失は、プランジャーワッシャーの開発、または圧力調整バルブのサンドブラストにより発生します。 実践から、プランジャーは実際に作業領域で摩耗しませんでした。 多くの場合、オイルシールに問題があるため、ポンプを非難する必要があります。オイルシールは、消去されると燃料をオイルに注入し始めます。 オイル中のガソリンの存在を確認することは難しくありません。 暖機中のエンジンのオイルフィラーネックのSNを測定するだけで十分です。 前述のように、測定値は400ユニットを超えないようにする必要があります。 ネイティブオイルシールがポンプ本体に堆積しています。 これは、古いスタッフィングボックスを交換するときに重要です。

内側と外側の両方が作業に関与しています。 ChitaのViktor Kostyukは、シールをリング付きシリンダーに変更することを提案しました。

この考えは完全に彼のものです。 ビクターのオイルシールを再現しようとすると、いくつかの問題が発生しました。 まず、古いプランジャーは腺の領域に顕著な摩耗があります。 0.01mmです。 これは、新しいオイルシールのガムを切るのに十分でした。 その結果、ガソリンがオイルに浸透することが許されました。

第二に、リングの内径に最適なオプションがまだ見つかりません。 そして溝の幅。 第三に、XNUMXつ目の溝の必要性を懸念しています。 スタッフィングボックスにはXNUMXつのゴム製コーンがあります。 すべての機械部品、摩擦を正しく計算すると、無期限にポンプの寿命を延ばすことができます。 そして、新しいポンプの略奪的な価格から顧客を救います。

ポンプの機械部品の修理は、摩耗の兆候から圧力バルブとワッシャーを研磨することから成ります。 同じサイズの圧力バルブは、研削バルブ用の仕上げ研磨剤で簡単に擦れます。

写真では、拡大したバルブ。 放射状でよく見えます。

怪しい種類のポンプ修理に出会いました。 修理担当者は、5Aエンジンのシールのメインポンプシールバット部分に接着剤を接着しました。 外向きには、すべてがきれいでしたが、ガスケットだけがシールの裏側部分を保持しませんでした。 このような修理は許可されておらず、エンジンの火災につながる可能性があります。 写真は接着シールです。

次世代の1AZおよび1JZエンジンポンプは、前モデルとは若干異なります。

圧力調整器が変更され、圧力バルブがXNUMXつだけ残されており、折りたたむことができず、スタッフィングボックスにスプリングが追加され、ポンプケーシングが多少小さくなりました。 これらのポンプの故障と漏れははるかに少ないですが、それでも寿命は長くありません。

さらに写真–ポンプの外観と、スプリングリング、コントロールバルブ、プランジャー付きのオイルシール。

燃料レール、インジェクター、緊急リリーフバルブ。

3S-FSEエンジンでは、日本人は最初に折りたたみノズルを使用しました。 120 kgの圧力で動作可能な従来のインジェクター。 グリップの下にある巨大な金属ケースと溝は、長期間の使用とメンテナンスを意味することに注意してください。

インジェクター付きのレールは、吸気マニホールドとノイズ保護の下の離れた場所にあります。

しかし、それにもかかわらず、アセンブリ全体の分解は、多くの労力をかけずに、エンジンの下から簡単に実行できます。 唯一の問題は、特別に作られたキーで酸っぱいインジェクターを振ることです。 鋭角のある18 mmキー。 アクセスできないため、すべての作業はミラーを介して行う必要があります。

次に、写真では、3S-FSEエンジンの分解されたインジェクターの一般的なビュー、汚れたノズル(スプレー)のビュー。

原則として、解体中、ノズルのコーキングの痕跡は常に顕著です。 この写真は、内視鏡を使用しているときにシリンダーを見るとわかります。

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