Ремонт системы подогрева входящего воздуха Monomotronic

На мономотронике есть такая «хитрая» система, которая призвана поддерживать температуру входящего в цилиндры двигателя воздуха в определенном диапазоне (от 35 до 45 градусов).
Это обеспечивает более качественное приготовление топливо-воздушной смеси.




Основными элементами системы являются:

1. Заслонка горячего/холодного воздуха в корпусе воздушного фильтра
2. Терморегулятор (также называют термоклапаном) в пластиковой  «улитке» узла моновпрыска
3. Вакуумные трубки

Как видим, система эта довольно-таки примитивная, однако и у неё есть свои болячки.
И чтобы успешно с ними бороться, попробуем разобраться с принципом работы этой системы.

Описание  работы системы подогрева воздуха

Ключевым элементом системы можно считать терморегулятор, поскольку именно он должен обеспечивать поддержание оптимальной температуры воздуха на впуске. Устройство терморегулятора изображено на рисунке 1.

При правильной работе терморегулятор должен при нагреве входящего воздуха выше 35 градусов обеспечить движение заслонки «горячий/холодный» в сторону патрубка горячего воздуха, а при нагреве воздуха до 45 градусов – полное закрытие патрубка горячего воздуха. При температуре входящего воздуха от 35 до 45 градусов заслонка должна находится в промежуточном положении, обеспечивая смешивание горячего и холодного воздушных  потоков. Разберемся детальнее, как происходит процесс регулирования положения заслонки. Чтобы было нагляднее, я попытался упрощенно изобразить схему системы впуска, так сказать, в меру своих художественных способностей (рисунок 2).

Итак, при пуске холодного двигателя (примем, что температура на улице не выше 20 градусов) в задроссельном пространстве создается разрежение, которое посредством шланга сообщается камере терморегулятора (рисунок 3).

Камера же, в свою очередь, связана вакуумным шлангом с заслонкой «горячего/холодного» воздуха. Также в камере терморегулятора имеется тарированное отверстие, сообщающее его с трактом впуска до дроссельной заслонки. Через это отверстие (в связи с разностью давлений до и после дроссельной заслонки) происходит всасывание воздуха. Отверстие расположено прямо напротив биметаллической пластины, так, чтобы последняя довольно быстро воспринимала температуру потока воздуха.  Итак, разрежение сообщается заслонке, заставляя её перекрыть забор холодного воздуха из-под правого крыла. Т.е, в корпус воздушного фильтра, а затем и в двигатель будет попадать только прогреваемый выхлопным коллектором двигателя воздух. Так будет происходить до тех пор, пока воздух не станет достаточно горячим (вследствие постепенного прогрева двигателя).  Когда воздух на впуске достигнет  температуры 35 градусов, биметаллическая пластинка терморегулятора, которая прижимает шарик перепускного клапана, начинает изгибаться, ослабляя давление на шарик (рисунок 4).

Таким образом, шариковый клапан начинает открываться, вследствие чего разрежение в камере терморегулятора уменьшается (помимо постоянно открытого тарированного отверстия малого диаметра в корпусе терморегулятора, клапан открывает отверстие большего диаметра, сообщающее камеру терморегулятора с воздушным трактом до заслонки, где разрежение ниже). А значит, уменьшается и разрежение, действующее на мембрану заслонки горячего/холодного воздуха, что вызывает движение заслонки в сторону закрытия патрубка горячего воздуха. Чем сильнее нагревается входящий воздух, тем сильнее изгибается биметаллическая пластинка терморегулятора, увеличивая степень открытия шарикового клапана. Соответственно, разрежение на мембране заслонки становится еще меньше, заставляя её приближаться к патрубку горячего воздуха. Момент, когда заслонка полностью закроет патрубок горячего воздуха, должен наступить при прогреве входящего воздуха до 45 градусов (рисунок 5).

Симптомы неисправностей

• Когда у меня не работала система подогрева воздуха, наблюдались следующие симптомы: Летом двигатель не развивал полной мощности, работал натужно. Когда проверил показания датчика температуры всасываемого воздуха при помощи VAG-COM, оказалось, что даже при езде по трассе они принимают значение в районе 70 градусов! Не долго думая, снял патрубок горячего воздуха с корпуса воздушного фильтра и кожуха выхлопного коллектора. Это помогло, но ровно до осени )
• Осенью поставил патрубок на место. Но с  наступлением холодов двигатель стал очень плохо заводиться, возросло потребление топлива, особенно на прогреве. Из-за большого количества несгоревшего топлива в выхлопной системе «заливало» лямбда-зонд. Подцепил VAG-COM и заметил, что температура воздуха на прогреве поднимается очень медленно и не выше +9 градусов. Оказалось, что сломался привод заслонки, и горячий воздух всегда смешивался с холодным, заслонка болталась сама по себе. Из-за низкой температуры на впуске блок управления двигателем сильно увеличивал время впрыска форсунки на прогреве (до 4мс!) – отсюда и перелив, и черный дым из глушителя. После ремонта заслонки двигатель на прогреве стал работать нормально. Однако температура на впрыске даже зимой на трассе превышала +60 градусов. Как оказалось, виноват в этом был теромрегулятор, о его ремонте – чуть ниже.

Ближе к практике, поиск неисправностей

Поскольку эта система пневматическая, неисправности у неё двух типов – засорение воздушных каналов или утечки воздуха. Поэтому, первое, что нужно проверить – наличие (да-да, не смейтесь) и герметичность вакуумных шлангов, а также их чистоту. Шлангов здесь немного. Первый шланг идет из задроссельного пространства нижней части узла моновпрыска на штуцер терморегулятора. Второй шланг идет со второго штуцера терморегулятора на клапан заслонки «горячий/холодный» в корпусе воздушного фильтра. Если шланги в порядке, проверяем заслонку. Сделать это просто – открываем корпус воздухофильтра, снимаем сам воздухофильтр. Видим заслонку, рукой проверяем, что она плотно прижата к торцу патрубка горячего воздуха. Прижимать заслонку должна пружина мембарны. Если заслонка свободно болтается, то дело либо в сломанной пружине, либо в сломанном приводе заслонки (стальной крючочек, соединяющий мембрану и заслонку). Затем проверяем герметичность мембраны заслонки. Для этого снимаем шланг, идущий от заслонки, с терморегулятора, и создаем в нем разрежение, например с помощью собственных легких (втянув в себя воздух из шланга). Заслонка при этом должна перекрыть патрубок холодного воздуха, а разрежение не должно уменьшаться (не должно быть подсосов воздуха). Если разрежение падает, то надо менять или ремонтировать мембрану заслонки (ставить заплатки с помощью клея и резины).
Проверять терморегулятор несколько сложнее. Понадобится VAG-COM, или же, например, мультиметр с термопарой для контроля температуры входящего воздуха в районе терморегулятора, а также фен горячего воздуха (можно позаимствовать у жены). Всё так же при снятых крышке и воздухофильтре, включаем зажигание, подключаем VAG-COM и мониторим температуру входящего воздуха. Если нет возможности использовать VAG-COM, то закрепляем термопару мультиметра во впускном патрубке перед терморегулятором.  Заводим холодную машину (температура входящего воздуха должна быть не выше 20 градусов),  заслонка должна перекрыть забор холодного воздуха. Смотрим за температурой входящего воздуха (используя VAG-COM или мультиметр) и направляем струю горячего воздуха от фена в воздушный патрубок мономотроника. Когда температура будет в районе 35 градусов, заслонка должна приоткрыть патрубок холодного воздуха и начать движение в сторону закрытия патрубка горячего воздуха. Продолжаем греть воздух феном и наблюдать температурой входящего воздуха. В районе 45 градусов заслонка должна полностью перекрыть патрубок горячего воздуха. Если теперь заглушить машину, заслонка должна плавно вернуться на исходную позицию – то есть перекрыть патрубок холодного воздуха (кстати, у меня как раз-таки не возвращалась заслонка, почему – смотри ниже). Если заслонка ведет себя так, как описано, то можно считать систему работающей. Если же нет – нужно менять терморегулятор. Либо разбирать его и чистить.

Разбираем и чистим терморегулятор

Как показали следственные действия (а именно, поиск с задействованием  гугла), почистить терморегулятор при помощи всевозможной химии не представляется возможным без его разборки.
Для начала снимем терморегулятор с машины. Откручиваем три болта на 10 на «улитке» моновпрыска и снимаем её.
С терморегулятором до меня кто-то уже повозился, поэтому он был установлен несколько «нестандартно» - двусторонний скотч +гайка на одном из штуцеров. Стандартно терморегулятор в корпусе «улитки» держится при помощи пружинящей стальной пластинки 8, как видно на рисунке ниже.

А еще в моем терморегуляторе, похоже, был сломан один из штуцеров и заменен на кусочек алюминиевой трубки.
Аккуратно поддеваем отверткой пластинку и снимаем её, а затем извлекаем из улитки и сам терморегулятор.

На фото ниже отчетливо видны последствия «нестандартной» установки – на пластиковом штуцере «нарезалась» резьба от гайки, а второй штуцер вообще заменен на алюминиевую трубочку.

Распловиниваем терморегулятор. Чтобы «неразборное стало разборным», пришлось применить канцелярский нож. Аккуратно срезаем крышку терморегулятора. Внутри видим следующее.

А вот и сама крышка с шариковым клапаном и биметаллической пластиной.

Ломаться вроде бы нечему. Основная причина неисправностей – это грязь. Чистим-моем все детали, стараясь не прикладывать усилий к биметаллической пластине, чтобы не сбить заводскую настройку терморегулятора. В принципе, грязи было немного, но терморегулятор у меня не работал. Я долго не мог понять, в чем же дело, вертел разобранный терморегулятор так и этак и наконец понял, что вот в этой штуковине (на фото отмечено зеленым) когда-то было отверстие, которое напрочь забило грязью. «Эта штуковина» - это клапан штуцера для шланга, который уходит к заслонке. Соответственно, при засоренном отверстии не происходило сброса разрежения и заслонка  постоянно держала закрытым патрубок забора холодного воздуха, что приводило к нестабильной работе двигателя на слишком горячем воздухе (об этом я упоминал выше).

Держится клапан на трех пластиковых защелках и вынимается довольно просто.

Признаюсь, прочистил отверстие в клапане с трудом (диаметр очень маленький, механически ничем не прочистить). Помогло лишь длительное замачивание в WD-40  и медицинский шприц в качестве помпы с тем же средством. На фото  результат моих стараний – отверстие видно на просвет.

Осталось склеить половинки терморегулятора при помощи суперклея, и вот он – как новенький!

На фото выше синим обведен винт регулировки (зафиксирован каким-то заводским лаком). Я его трогать не стал, просто старался чистить биметаллику и клапан аккуратно, не прикладывая лишних усилий. Поэтому, в какую сторону смещается температурная характеристика при вкручивании-выкручивании этого винта, не проверял. Интуиция подсказывает, что при закручивании терморегулятор будет поддерживать более высокую температуру воздуха на впуске.
Напоследок – несколько фото, сделанных мной после неудачных попыток запуска двигателя при неработающей заслонке горячего/холодного воздуха зимой (температура на улице была около минус 15). Не первом фото – иней, на следующем – конденсат, который плохо испаряется при не подогретом воздухе.