Инструкция по диагностике и исправлению плавающих оборотов на двигателях BMW M51
Одна из самых распространённых проблем с двигателем М51 – это плавающие обороты на холостом ходу. Её корни уходят в ТНВД с потенциометрическим датчиком положения дозатора (МУКТ), в простонароде "резистивная головка". Решение достаточно простое, замена ТНВД на "живой" экземпляр с резистивной головкой, либо переход на ТНВД с индукционным датчиком положения дозатора (МУКТ), в простонароде "индукционная головка", который можно назвать вечным. К сожалению, индукционная головка это вовсе не панацея. Да, в ней нет проблемы плавающих оборотов, но есть и множество собственных, например, провалы при разгоне.
Почему вообще могут начать плавать обороты
Предлагаю сначала прочитать про заданные и фактические данные, не зря же писал. Привод дозатора перемещается с помощью пропорционального электромагнита. Его конструкцию разумеется нельзя назвать просто электродвигателем, но если нужно очень упростить - то можно. Изменяя напряжение, подаваемое на электромагнит, мы меняем положение втулки дозатора, а значит и количество подаваемого в двигатель топлива. Но мы не можем с высокой точностью узнать положение дозатора, которое он занял после подачи на него напряжения. Разумеется можно построить графики зависимости перемещения втулки от величины подаваемого напряжения тока и его продолжительности. Получится некий аналог инерциальной навигации, с быстрым накоплением ошибок положения. Но для тонкой регулировки работы двигателя нужно иметь куда выше точность. Поэтому определением положения занимается потенциометр, по сути переменный резистор, который жёстко закреплён со втулкой дозатора топлива. Изменяя положения втулки с помощью электромагнита, мы изменяем и положение контактов (щёток) потенциометра на токопроводящих дорожках. Зная положение контактов потенциометра – мы знаем точное положение втулки дозатора.
Благодаря этим двум элементам происходит изменение и контроль оборотов дизельного двигателя, в нашем случае холостого хода. Угол опережения впрыска разумеется важная составляющая работы дизельного двигателя, но к оборотам не имеет никакого отношения.
Потенциометрический датчик имеет контактные дорожки, равномерно покрытые резистивным слоем. Чем дальше находятся щётки потенциометра от начала дорожек (места подключения дорожек к питанию), тем выше сопротивление резистивного слоя и тем сильнее падает напряжение в месте контакта щёток с дорожкой. Имея карту изменения напряжения по всей длине дорожек, и зная нынешнее напряжение на потенциометре, можно с высокой точностью узнать нынешнее положение втулки дозатора топлива. К сожалению резистивный слой не вечен, и постепенно движение щёток истирает его.
В месте истирания резистивного слоя будет находиться артефакт, когда напряжение резко возрастёт (падает сопротивление). Блок управления DDE воспримет это как уменьшение подачи топлива и изменит положение втулки дозатора в сторону увеличения количества подаваемого топлива. Когда щётки потенциометра окажутся на более толстом слое резистивного покрытия, DDE понизит подачу топлива для сохранения оборотов холостого хода. Пока щётки потенциометра будут попадать в места артефакта – цикл корректировок подачи топлива для сохранения ХХ будет бесконечен. Так как обороты дизеля зависят от количества подаваемого топлива, артефакт будет влиять именно на них.
Почему же это проявляется только на холостом ходу?
Вообще это одна из основных причин введения системы старт-стоп в двигателях. Если взять большой временной отрезок работы двигателя, то окажется, что большую часть времени двигатель находится в режиме холостого хода. Основные причины этому: пробки, заторы, светофоры. Холостой ход занимает очень маленькую часть всего рабочего диапазона прогретого двигателя, 700 - 800 оборотов в минуту, а это между прочим всего 2% возможного диапазона. Соответственно щётки большую часть времени будут двигаться по очень маленькому участку резистивного слоя, максимально изнашивая его. И в один момент артефакт появится именно в месте, отвечающем за контроль подачи топлива на холостом ходу.
Что делать?
Как таковых причин вкладываться в ремонт резистивной головки ТНВД М51 смысла нет. Заменить резистивный слой невозможно. Хотя разумеется возможно, имея лабораторию, специальное оборудование и тех. документацию, а также образование, знания и опыт. Ну то есть невозможно для простого автолюбителя. Некоторые умельцы продают новые платы с резистивным слоем, но её замена сложна, а ресурс достаточно мал.
Б/У ТНВД с потенциометрическим датчиком положения дозатора топлива перед покупкой можно проверить на наличие артефакта даже не разбирая. Подавая напряжение на электромагнит и отслеживая показания потенциометра. Но если делать автомобиль, как говорится, для себя, то стоит рассматривать только переход на ТНВД с индукционным датчиком положения дозатора топлива. В ремонт такой головки можно вкладывать деньги и она будет служить верой и правдой ещё очень много лет. Но как я уже писал в самом начале, в резистивной головке нет ничего плохого, главное, найти живой экземпляр.
И больше ничего низя?
Зя! В теории, если навсегда вывести потенциометр из места с артефактом, то можно больше никогда не встретиться с данной проблемой. И есть два способа как это реализовать:
Первый. Потребуется физически изменить положение щёток на протяжении всего резистивного слоя. Просто подогнув все усики щёток в стороны от места с артефактом. Если всё сделать правильно и аккуратно – мы имеем "новый" ТВНД (правда с резистивным слоем бывает ещё множество других проблем, например, его отслоение, но к проблеме с плавающими оборотами это не относится). Но физический размер щёток очень маленький, я не шучу, поэтому желательно потренироваться на парочке "мёртвых" головках.
Второй. Потребуется понизить либо повысить обороты холостого хода. Низкие обороты холостого хода не позволят запитывать прожорливые электроприборы, АКПП или кондиционер, а при переходе из режима холостого хода в режим частичной или полной нагрузки, потенциометр всё равно будет проходить место с артефактом. Поэтому единственный правильный вариант – повышение оборотов холостого хода. С помощью DIS можно добавить до 91 об/мин для режима холостого хода. Если учесть что стандартный холостой ход находится в отметке 700-750, то после регулировки мы получим отметку в 800-850 об/мин. Приемлемая частота для постоянного использования. Но в моей практике этого не всегда достаточно, чтобы полностью вывести потенциометр из места с артефактом. Максимальная частота холостого хода двигателя М51 равна 1200 об/мин, так называемый прогревочный режим. Для её достижения достаточно сообщить DDE, что температура окружающего воздуха очень низкая. То есть снять фишку с датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя, который использует именно DDE (датчиков несколько).
К сожалению такая частота холостого хода слишком прожорливая по расходу топлива, поэтому это можно назвать временным ремонтом, в случае если автомобиль необходим на неопределённое количество времени. Если упростить: кататься можно сколько хочешь, но в любом случае придётся чинить. Частично регулировать обороты прогревочного режима можно, достаточно поиграться с сопротивлением на фишке датчика, сообщив DDE о -5 градусах Цельсия охлаждающей жидкости, можно добиться, например, и 900 об/мин.