Дроссельная заслонка двигателя Toyota 3S-FSE

SOS

Организатор Клуба
Дроссельная заслонка двигателя Toyota 3S-FSE.
Butterfly valve engine Toyota 3S-FSE.​

На рисунке схематично изображен узел дроссельной заслонки двигателя 3S-FSE (D-4) праворульного автомобиля «Toyota Nadia» 1999 года выпуска (вид со стороны воздушного фильтра).




соотношение «воздух-топливо» на данном двигателе составляет 25 к 1, тоесть на 25 частей воздуха приходится 1 часть топлива, то система электронного управления двигателем реализует два режима работы:
  • экономичный
  • мощностной

При работе в «экономичном» режиме на панели приборов загорается синий значок «ECONO», а при переходе двигателя «мощностной» режим работы данный сигнал гаснет.

В случае, если по каким-либо причинам «экономичный» режим не работает, на панели приборов будут светится сигналы «ECONO» и «CHECK». А при считывании кодов неисправности блок управления укажет определенный код неисправности.

В связи с тем, что данная модель двигателя является достаточно «продвинутой», то считывание кодов неисправностей производится специальным диагностическим сканером.

«Мощностной» режим работы используется в том случае, когда водитель достаточно сильно нажмет на педаль «газа», например, при необходимости резкого ускорения машины при обгоне (то есть перемещение дроссельной заслонки будет производиться напрямую тросиком газа). На обычных машинах этот режим называется «кик-даун». В этом случае экономичный режим автоматически отключается (функции работы двигателя на холостом ходу остаются) и водитель управляет двигателем «как обычно» - тросиком педали «газа» передвигая дроссельную заслонку.

В связи с этим существенно изменен узел дроссельной заслонки данного двигателя. Если на «обычных» машинах там находится только TPS (датчик положения дроссельной заслонки), то здесь, кроме TPS, также располагаются:
  • серводвигатель со встроенной муфтой

Sub-Throttle posicion sensor (это пока условное название)

Принцип действия

Если при выключенном зажигании мы нажмем на педаль «газа», то не почувствуем привычного усилия при перемещении дроссельной заслонки. А сняв воздуховод и заглянув внутрь корпуса дроссельной заслонки, увидим, что при нажатии на педаль «газа» тросик двигается, рычаг дроссельной заслонки двигается, а сама дроссельная заслонка – стоит на месте! И только в том случае, если продолжать нажимать на педаль «газа» далее – только тогда мы увидим, что дроссельная заслонка пришла в движение.

Это и есть реализация принципа «Econo» на данном двигателе. При движении в нормальном городском режиме, без ненужных ускорений, обгонов и так далее автомобильная электроника полностью контролирует все параметры и держит расход топлива на уровне 7-8 литров на 100км.

Давайте договоримся, что далее в выражении: «двигаем рычаг дроссельной заслонки до упора» понятие «до упора» будет означать, что мы нажимаем педаль «газа», «выбираем» тросик, который в свою очередь двигает рычаг дроссельной заслонки до тех пор, пока он не упирается в саму дроссельную заслонку.

Как все это работает

При включении зажигания блок управления ECM должен знать, в каком положении находится дроссельная заслонка и одновременно проверить готовность/работоспособность следующих устройств:
  1. TPS
  2. Sub-Throttle
  3. Серводвигателя
  4. Муфты серводвигателя

Для этого, после включения зажигания, блок управления двигателем ECM подает сигнал на серводвигатель и муфту серводвигателя и очень быстро передвигает дроссельную заслонку вверх до упора (т.е. до ввернутого в корпус дроссельной заслонки стопорного винта) и обратно вниз - в исходное положение. При этом блок управления ECM контролирует «приходящие» сигналы как от TPS, так и от Sub-TPS, и если сигналы «правильные» - блок управления «разрешает» работу всей системы в целом.

Если же какой-либо сигнал окажется «неправильным», то ECM блокирует работу серводвигателя и муфты серводвигателя.

Если же тестирование системы прошло успешно, то далее при нажатии на педаль «газа» тросик начинает перемещать рычаг дросельной заслонки, на оси которого (ближе к радиатору автомобиля) расположен Sub-Throttle posicion sensor. Это очень точное ,неразборное и нерегулируемое устройство, которое очень четко отслеживает перемещение рычага дроссельной заслонки даже не на один градус поворота, а на доли градуса. Эта информация передается в блок управления ECM, обрабатывается и возвращается на серводвигатель со встроенной муфтой. В зависимости от угла поворота рычага дроссельной заслонки серводвигатель (жестко связанный с дроссельной заслонкой) начинает передвигать дроссельную заслонку в том или ином направлении. Здесь уже вступает в работу и TPS, потому что он перемещается только в том случае, если работает серводвигатель. Информация от TPS идет не только на основной блок управления ECM, но и на блок управления АКПП и блок управления «Cruise Control». Правильная работа серводвигателя контролируется и корректируется так же Sub-Throttle

Блок управления ECM отслеживает следующие ошибки:
  1. для «Sub-Throttle» - обрыв или замыкание цепи, малофункциональность
  2. для TPS – неправильная установка TPS, обрыв или замыкание цепи
  3. серводвигатель - не контролируется блоком управления напрямую (то есть если мы отсоединим разъем серводвигателя, то блок управления ошибку на панели приборов не покажет), контроль происходит через Sub-Throttle и TPS ( подробнее об этом будет рассказано ниже).
  4. в случае «полной» неработоспособности узла дроссельной заслонки блок управления ECM понимает, что в этом случае не работает и система «econo» и на панели приборов начнет мигать сигнал синего цвета с надписью «econo».

Для проведения самодиагностики необходимо найти под рулевой колонкой разъем самодиагностики и выполнить следующие действия:



Выключить зажигание
Подходящей проволочной перемычкой перемкнуть указанные на рисунке контакты
Включить зажигание

Сигнал «CHECK» на панели приборов начнет мигать, «показывая» или коды неисправности или, наоборот, исправность всей электронной системы

Надо отметить, что на данном автомобиле система самодиагностики не приспособлена к считыванию кодов неисправностей без специального диагностического сканера и вся описанная процедура - есть небольшая самодеятельность.

Кроме того, на данном автомобиле система самодиагностики стала намного проще: при перемыкании контактов 5 и 13 на панели приборов посредством мигания лампочек происходит отображение неисправностей не только системы электронного управления двигателем, а так же системы «ECONO», ABS, TRC, AirBag, Cruise Control и автоматической коробки передач (гидромуфты).

Стоит отметить, что в случае неисправности «Econo» на панели приборов сигнал синего цвета «ECONO» будет показывать код неисправности 31 (три длинных вспышки и одна короткая).

Однако мы остановимся на коде неисправности 89 как наиболее ярком представителе неработоспособности не только системы «Econo», но и всего узла дроссельной заслонки в целом. Данный код неисправности может свидетельствовать о неисправности:
  • TPS
  • Sub-Throttle
  • серводвигателя
  • муфты серводвигателя

Под неисправностью понимается как неисправность самого узла, так и обрыв или короткое замыкание цепи для данного узла, а также неисправность блока управления ECM.

Все вышеописанные неисправности как раз и относятся напрямую к узлу дроссельной заслонки. Вот здесь самое время произвести необходимые проверки для конкретного «вычленения» неисправности. Начнем с Sub-Throttle posicion sensor, расположенном на одной оси с рычагом дроссельной заслонки.

Посмотрим на рисунок


На нем представлен разъем «Sub-Throttle» на корпусе дроссельной заслонки. Данное устройство неразборное и нерегулируемое. Его работоспособность проверяется таким же способом, как и обыкновенного TPS, то есть «по сопротивлению».

Перед проверкой надо внимательно осмотреть корпус дроссельной заслонки и убедиться в том, что имеющиеся там два стопорных винта «посаженные» на желтую краску с места не стронуты. Эти стопорные винты отрегулированы еще на заводе-изготовителе и трогать их или экспериментировать с ними не стоит. Иначе настройки TPS и Sub-Throttle будут сбиты и вся система станет неработоспособной.

Начинаем проверку.

Зажигание выключено. Дроссельная заслонка находится в исходном положении (педаль «газа» не нажата). Разъем с Sub-Throttle снят.

Контакты 1 и 3.
Сопротивление между контактами должно составлять от 1.800 до 1.900 Ом.
Начинаем вручную двигать дроссельную заслонку до тех пор, пока рука не почувствует, что «свободного хода» у заслонки не осталось. То есть рычаг дроссельной заслонки уже «уперся» в дроссельную заслонку и если его двигать дальше, то вместе с ним «пойдет» и дроссельная заслонка.
Сопротивление должно медленно (без провалов и рывков) снижаться до 1.600 – 1.650 Ом.
Двигаем далее все вместе: рычаг дроссельной заслонки и саму дроссельную заслонку до упора.
Сопротивление должно уменьшиться до 850 – 880 Ом.

Контакты 1 и 2
Сопротивление между контактами должно составлять 1.600 – 1.800 Ом.
Вне зависимости от того, двигаем мы заслонку или нет.

Контакты 1 и 4
Начальное сопротивление между контактами должно составлять 1.390 – 1.420 Ом.
«Вручную» двигаем рычаг дроссельной заслонки. При движении «до упора» в дроссельную заслонку сопротивление падает до 460 – 480 Ом.
Если двигать далее, то сопротивление уменьшается и становится равным 100 Ом.

Теперь посмотрим «распиновку» и цвет проводов TPS и Sub-Throttle:



На рисунке указаны «начальные» напряжения при включенном зажигании. Как обычно, обращаем внимание на наличие «минуса» и «питания».

Проверка серводвигателя и муфты серводвигателя



Работоспособность как электродвигателя, так и муфты сначала проверяется «по сопротивлению».
Контакты №1 и №2 - обмотка электродвигателя. Сопротивление составляет от 1.7 до 1.9 Ом.
Контакты №3 и №4 - обмотка муфты. Сопротивление составляет от 5.0 до 5.4 Ом.
При включении зажигания контакт №4 «станет» «минусом», а на контакт №3 «придет» 5.0 вольт.
Следует учитывать еще один способ проверки узла дроссельной заслонки, в частности самого серводвигателя и его муфты.
Способ «народно–демократический», не требующий никаких приборов: включить зажигание и, наклонившись к узлу дроссельной заслонки послушать и определить – издает–ли узел какой-либо звук. Если будет слышен тихий «жужжащий» звук – узел дроссельной заслонки работает и кода неисправности 89 в принципе быть не должно.

Проверка работоспособности TPS

Разъем на TPS – «одет».
Не включая зажигания, проверим TPS по сопротивлению.
Проверять будем между определенными контактами и «массой».
Для проверки лучше всего использовать цифровой мультиметр.

Итак, начинаем:
Контакт № 2 – «масса» - 690 Ом. При движении рычага дроссельной заслонки «до упора» сопротивление не меняется, но как только дроссельная заслонка приходит в движение, сопротивление плавно растет до 1.100 Ом
Контакт № 1 – «масса» - 230 Ом. При движении дроссельной заслонки сопротивление не меняется
Контакт № 3 – «масса» - 950 Ом. При движении дроссельной заслонки «до упора» сопротивление не меняется, однако, как только рычаг дроссельной заслонки начнет двигать саму дроссельную заслонку – сопротивление резко вырастает до 1.04 – 1.06 Ком и при дальнейшем движении начинает плавно уменьшаться до 550 Ом.
 
шиномонтаж2
Сверху