Engine Analyzer for Diagnostic Timing Chain of Nissan X-Trail

Достаточно часто жизнь подтверждает лозунг о том, что "выбор есть всегда". И если не противопоставлять различные пути достижение результата, а просто пытаться их разнообразить, то возможны интересные наблюдения.

В этой статье рассмотрено как с помощью одного диагностического устройства (в данном случае это анализатор двигателя MotoDoc-IIM) можно двумя независимыми способами "вычислить" одну и туже неисправность двигателя.
Сразу же поясню, что такого рода проверки доступны с помощью и других средств диагностики. Но поскольку тема "мотор-тестеров" не утихает, то мне показалось возможным "замолвить слово о бедном гусаре"...

Итак, герой повествования - только что купленный, с пробегом чуть более 40 0000 км Nissan X-Trail 2003 года выпуска. Внешне вполне приличном состоянии и с активными рекомендациям в стиле: "Такой автомобиль - только для Вас!" и "Вёз для себя". Автомобиль отличался несвойственной QR20 прожорливостью (до 21 л/100км), непривычной тупостью и вялостью. Кроме этого, норовил дергаться при разгоне. Диагностический сканер не показал киминальных отклонений в работе системы управления подачей топлива. Кодов неисправности (DTC0 в памяти блока управления - не было.

Предыдущие техники рекомендовали замену MAF-датчика и промывку форсунок. Законопослушный хозяин поменял датчик (250 $US), промыл форсунки (Wynns), поменял расходники (свечи, фильтры, масло), но это не привело к ожидаемому эффекту. В целом состояние улучшилось, но весьма незначительно. Кстати, в последующем выяснилось, что "родной датчик" вполне работоспособен и после небольшого техобслуживания ничем не отличался от нового. Но, тем не менее, приведенные выше симптомы имели место быть и это явно напрягало владельца. Успокоительные комментарии коллег "да что ты хотел от полноприводной машины с двухлитровым двигателем?" немного ободряло, но делало бессмысленной затрату стольких денег.

очередное подключение диагностического сканера показало исправность датчиков, исполнительных устройств и отсутствие кодов неисправности. Проверка параметров Enhanced Powertrain Live Data не выявили значимых отклонений. Несколько напрягла реакция второго кислородного датчика на изменение режима работы двигателя, но к этому "феномену" мы еще вернемся. Иными словами, система EOBD, требованиям которой был якобы сертифицирован этот автомобиль, не выявляла неисправностей.
Делать нечего и для проверки поршневой группы, системы газораспределения, состояния клапанов был подключен мотор-тестер. Суть проверки состоит в том, что в свечное отверстие устанавливается прецизионный датчик давления, синхронизация записи вводимых данных осуществляется от сигнала индуктивного датчика первого цилиндра, подключаемого к технологическому свечному проводу

Фото "Проверка динамики давления в четвертом цилиндре".

Программное обеспечение позволяет построение графиков зависимости давления в цилиндрах от угла поворота коленвала двигателя и проведение анализа многих других параметров. Это создает возможность проверки компрессии и давления в цилиндрах, разрежения во впускном коллекторе, опережения зажигания и других параметров двигателя, прямое измерение которых с помощью диагностического сканера невозможно. Особо отмечаю разветвленный и дружелюбный интерфейс программного обеспечения этого скромного мотор-тестера, но его описание - в другой раз.
Проверка осуществляется при заведенном двигателе с обязательным отключением форсунки проверяемого цилиндра. Его катушка зажигания подключается к разряднику.
Возможное появление кодов неисправности P03xx не является препятствием выполнению этой проверки. Для их стирания достаточно обычного (Generic) сканера.

Возможно подключение датчика, как впрочем, и стробоскопа, к "петле" (Loop Wire) провода, через который подается питание на катушку первого цилиндра (фото).Складывается впечатление, что иногда подключение к автомобилю можно сделать быстрее, чем описать само подключение ;-).

Итак, первые же результаты были неутешительны. Фаза перекрытия открытых впускных и выпускных клапанов значительно превысила допустимые пределы (360-370 градусов) и отставала от верхней мертвой точки (BTDC) примерно до 380-385 градусов (Рисунок) Но при этом начальный угол установки опережения зажигания составлял 15°, что соответствовало данным производителя (15±5° BTDC в положении "P" или "N" рычага переключения передач).

Полученные данные предполагали необходимость проверки исправности системы газораспределения. Учитывая пробег автомобиля, версия о так называемом "растяжение" цепи вначале не рассматривалась и поэтому следующим шагом была проверка совпадения меток ГРМ.

После установки коленвала в положение верхней мертвой точки первого цилиндра, снятия боковой крышки пришлось убедиться в том, что метки расположены на "своих местах (верхнее фото). Как в известном стихотворении, "дело было вечером, делать было нечего". В ожидании доставки новой цепи и для проверки версии о растяжении цепи и реакции на это двигателя, оба распредвала были переставлены "вперед на один зуб". После этого фаза перекрытия открытых впускных и выпускных клапанов стала отставать от ВМТ примерно на 370-375 градусов. В результате такого эксперимента автомобиль заметно прибавил в динамике, расход снизился до примерно 15-16 литров, дерганье практически отсутствовало. Оставалось дождаться доставки цепи и времени, когда мотористы найдут время для ее замены.

В этой ситуации с помощью указанного мотор-тестера были проверены фазовые соотношения между сигналами датчиков положения валов. Следует отметить, что возможность синхронизации развертки от датчика синхронизации или от сигнала любого другого входного канала позволяет провести проверку исправности ГРМ альтернативным методом.

Суть другого способа проверки состоит в анализе "совпадений" характерных зон выходных сигналов датчиков положения коленвала и распредвала. Заводское руководство по ремонту однозначно определяет соотношение фаз их сигналов (рисунок).

Реальная картина отличалась в худшую сторону. Напомню, что только для проверки версии о растянутой цепи оба вала были переставлены "на один зуб вперед". После этого фаза перекрытия клапанов вернулась практически в норму, но время переднего фронта каждого второго импульса напряжения датчика распредвала заметно не совпадало (?) с началом группы импульсов датчика коленвала. Автомобилю заметно полегчало. Улучшилась динамика и уменьшился расход.

Рисунок "Графики давления в цилиндре и сигналов датчиков при растянутой цепи и переставленных "на 1 зуб вперед" валах".

Рисунок "Графики давления в цилиндре и сигналов датчиков после замены цепи и полностью исправном автомобиле".

После установки новой цепи, фазовые соотношения сигналов датчиков и динамика изменений давления в цилиндрах находились в должном диапазоне (Рисунок). В результате этого имеем "в сухом остатке": экономичность "по трассе" - 10 км/л (на фото данные экономичности после поездки в Киев и обратно), в режиме "по городу" в зависимости от средней скорости, примерно 7.5-8 км/л), вполне приличная динамика, отсутствие "провала", "дерганий". Совсем как у исправного автомобиля.

В заключении предлагаю читателям самим определить неисправность этой Nissan Almera с обычным двигателем QG15DE (Рисунок). Особенно её владельца напрягало то, что рекомендованная кем-то замена датчика положения коленвала, оказалась напрасной. Код неисправности P0335 считывался с незавидным постоянством и дерганья при нажатии на педаль газа нарастали с каждым днём. Но это понятно. Цепь была на столько недопустимо растянута, что БУ "назначал виноватым" в несовпадении фаз ГРМ - сам датчик положения коленвала. Хотя можно вспомнить, что Ниссан имел проблемы с этими датчиками. Например, в декабре 2003 был выпущен сервисный бюллетень (NTB03-124, Engine Sensor Replacement Voluntary Safety Recall Campaign), в котором признавалась необходимость замены этих датчиков "по гарантии" примерно в 2.5 миллионах автомобилей.
Тем, кто определил правильно причину неисправности Almera, предлагаю взглянуть на этот датчик и другие "внутренности" X-Trail'a. На фотографии слева представлен внешний вид датчика положения коленвала и расположение диска (с прорезями) при снятом поддоне двигателя. На правой - внешний вид муфты переменного газораспределения, с помощью которой изменяется положение распредвала относительно его шкива (фото). После очистки она стала "даже очень ничего". Кстати, в ней предусмотрен механический "предохранитель", который при отсутствии должного давления масла, блокирует возможность перемещения вала относительно шкива.

Фото "Расположение датчика CKP". Фото "Внешний вид муфты системы IVT Control"

Изменение скважности управляющих импульсов напряжения приводит к перемещению положения распредвала относительно шкива и, как следствие, изменяются фазы распределения, угол перекрытия клапанов и условия наполнения цилиндров.

Рисунки "График зависимости давления в цилиндре и управляющего напряжения на клапане управления муфтой переменного газораспределения" и "Некоторые данные этой системы (из блока Enhanced Powertrain) при ускорении двигателя".

Как видно из данных диагностического сканера и "ручной" проверки, система функционирует только при изменении (увеличении) скорости вращения двигателя, то есть в процессе "набора оборотов". При этом увеличивается давление в цилиндрах и уменьшается "отставание" фазы перекрытия клапанов от верхней мертвой точки. Естественно, что в этой ситуации и опережение зажигания становится "намного раньше". Таким образом, блок управления двигателем, используя данные датчиков положения валов, скорости вращения и температуры двигателя, скорости движения автомобиля, изменяя скважность напряжения управляющего клапана (Intake Valve Timing Control Solenoid Valve), управляет углом открывания впускных клапанов. Это позволяет увеличить вращающий момент двигателя относительно небольшой скорости его вращения и повысить мощность при большой. (IVT - Intake Valve Timing Control System).

Как вы помните, вызывало недоумение несколько непривычная реакция О2-датчика расположенного после катализатора на режимы работы двигателя. И хотя катализатор отсутствовал как таковой, в памяти БУ отсутствовали коды его неисправности. И статус Readiness Status Catalyst находится в состоянии Incomplete.

Напряжение О-2 датчика после катализатора как будто не замечает этого. Единственным объяснением этого "феномена" является то, что автомобиль сделан для испанского рынка и соответствует требованиям стандартов этого государства. То есть учитывает "особенности национальной охоты" за вредными составляющими выхлопных газов и способы снижения токсичности.

Рисунок "Напряжение кислородных датчиков X-Trail'a".
Фото "Фрагмент его выпускного коллектора".

Поскольку машине было уделено столь много внимания, не могу не удержаться от размещения фотографий состояния масла в коробке передач. Количество металлической пыли на магните поддона повергло владельца в ужас и посеяло сомнение в достоверности показаний одометра автомобиля. Хотя при "современном состоянии дела перепрограммирования" автомобильных ПЗУ изменение "пробега" автомобиля часто является "сущим пустяком". Но надежда на то, что "не все так плохо" осталась...

Фото "После таких стрессов с техобслуживанием вызывает сомнение долговременный остаточный моторесурс этой коробки".

На этой фотографии показано подключение MotoDoc-IIM и некоторые вспомогательные устройства, использованные для проверки этого Nissan X-Trail.

В заключении хотелось бы отметить существование двух альтернативных способов определения описанной неисправности. "Растянутость" цепи можно определить и по запаздыванию так называемого участка "перекрытия клапанов" и по соотношению фаз датчиков валов двигателя. Применение обоих - позволило вынести окончательный вердикт о причинах неисправности и значительно повысить его достоверность. Не боюсь показаться "смешным", но такого рода работа позволяет получать удовольствие от ее проведения, а не от количества заработанных денег. И не только в данном случае.

p.s. для особо мыслящих велосипедистов повторю:

- удлинение цепи НЕ компенсируется её натяжителем,

- растяжение цепи приводит к нарушению взаимного положения валов, последствия чего особенно заметны на двигателях с системой переменного газораспределения (IVT),

- это является и причиной изменения фазовых соотношений между сигналами датчиков валов и некорректного управления опережением зажигания и форсунками.

Консультации он-лайн

Вопрос через ICQ
через Skype

Поиск (Search on Site)

О намагниченном шкиве двигателя Nissan (the magnetized Pulley on Nissan and DTC P0340)
и внешне похожей ситуации, - читайте в этой статье.

Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.