Сложный ремонт Toyota Landcruiser с двигателем 1HD-FTE

Предыстория Toyota Landcruiser’a, по-простому — крузера, такова: жил и ездил автомобильчик на районе, особо за ним не ухаживали, разве-что, когда совсем ездить переставал. Ремонтировали автомобильчик, по словам хозяина, в Минске, в фирменном сервисе. Но всё-равно хозяин был недоволен, т.к. периодически повозка становилась колом, и хозяину приходилось открывать капот и стучать деревянной палочкой Гарри Поттера по разным местам 🙂 Если «эспекто патронум» с палочкой не помогал, то вызывался боевой катафалк, и корч, стоя на лафете, бодро катился в фирменный автосервис в Минск. Вобщем, судьба у автомобильчика была нелёгкая.

tlc_ic_idleТакой красивой приборка стала далеко не сразу 🙂

И вот, во время очередного визита в местный гипермаркет, кукурузер стал колом и прямо-таки вообще перестал подавать признаки жизни. Волшебная палочка помогать перестала, попробовать волшебный лом хозяин не рискнул, а фирменный автосервис от автомобильчика отказался. Короче, автомобильчик попал на ремонт в местный, а не столичный сервис. Местный сервис радостно принял автомобильчик — а как иначе, в кризис любая работа хороша, — и тут же пожалел об этом 🙂

Следует отметить, что в официальных белорусских автосервисах за аксиому неофициально принята нижеописанная схема развода клиента на деньги с различными вариациями:

  1. в начале мастеру мерещится, что вся проблема с корчом из-за расходомера, лямбда-зонда, иммобилайзера, и т.п., нужное подчеркнуть;
  2. мастер говорит клиенту, что надо купить хрень, которая ему померещилась в п.1, та которая стоит сейчас плохо работает, сносилась и т.п.;
  3. клиент покупает запчасть, выложив >$100 за хрень, и привозит её мастеру;
  4. мастер вторкивает запчасть в корч и обнаруживает, что «дело было не в бобине», и переходит к п.1.

Т.е. получается, что автомобильчик обычно ремонтируется человеком с 3мя извилинами методом втыкания заведомо исправных запчастей, причём за счёт клиента, что как бы несколько напрягает, когда ты этим самым клиентом и являешься. Развод обычно прерывается при случайном угадывании неисправности, и/или при исчерпании денег, и/или терпения у клиента. В последнем случае развод обычно продолжается чуть позже, но на другом сервисе 🙂 Иногда бывают приятные исключения, когда дефект «встречается» с человеком, который знает, как этот дефект лечить. Замечательно то, что «серые» автосервисы находятся в значительно худшем положении, и они вынуждены «брать» ценой и качеством, поэтому их любим и ценим (здравствуй, дорогой ИМХО 🙂 ).

После отдачи автомобильчика в местный сервис, хозяин крузера сказал, что он как бы уже находился в процессе «развода», но автомобильчик всё-равно стал колом. Поэтому, сказал хозяин, менять «от балды» больше ничего не надо: оплачиваться будет не процесс, а результат. Несмотря на сказанное, первыми прибежали ключники: хоть ошибок по мотору и иммобилайзеру не было, они всё-равно зачем-то тыкались в блок иммобилайзера, слюнявили ключи, делали большие глаза и говорили, что не понимают, что ещё этому корчу надо. Еле отогнали ключников ссаными тряпками 🙂

Ремонт начался с поиска в интернете мануала на автомобильчик с двигателем 1HD-FTE. Поскольку, это обычное дело, когда ошибок диагностики нет, а машина не заводится, сразу обмеряли модуль управления двигателем (ECU); неисправности приборки, ABS и др. решили игнорировать, т.к. зачем чинить ABS, если двигатель не заводится? В процессе обмера ECU выяснилось, что неисправен блок подогрева воздуха (выгорел управляющий транзистор) и транзистор, подающий импульсы на высоковольтный модуль управления клапаном ТНВД (модуль EDU, сигнал SPVD), при этом обратный сигнал с EDU (сигнал SPVF) находился в высоком состоянии, что косвенно говорит об исправности EDU. Вобщем, всё как всегда: диагностика говорит, что ошибок нет, но корч при этом не заводится 🙂

tlc_ecu_bot
ECU Toyota Landcruiser 1HD-FTE, отмечены точки для проверки датчиков, влияющих на запуск двигателя.

Вообще, если двигатель не заводится, а подозрение пало на электронику, сразу проверяются два датчика: датчик положения коленвала(CKP) и датчик положения распредвала(CMP) или его аналога внутри ТНВД(ESS). Это делается с помощью двухканального осциллографа. В данном случае, CKP и ESS оказались исправными.

tlc_osc_ckpcmp

Осциллограмма датчиков CKP(жёлтый сигнал TDC+) и ESS(синий сигнал NE+), снятая на холостом ходу

Неисправность воздухогрейки сразу исправлять не стали (подождёт, не из-за неё же двигатель не заводится), а вот все остальные — транзистор по выводу SPVD, нагрузочный резистор на датчике CKP, и т.п. пришлось устранить. Опять проверка: импульсы на SPVD появились и доходят до EDU, а вот обратных импульсов нет, хотя клапан ТНВД исправен. Ну, как бы вывод напрашивается сам собой: неисправность EDU.

tlc_oldedu
Неисправный «родной» блок EDU, как позже выяснилось, сломался по причине отсутствия защиты от замыкания катушки клапана ТНВД на массу

Что такое EDU? Это модуль, который открывает клапан ТНВД на время, заданное шириной импульса SPVD (формируется в ECU). Без этого модуля — никак, т.к . управление клапаном должно происходить не просто быстро, а очень быстро: клапан открывается за время менее 1млс, удерживается открытым около 7млс (на холостом ходу), и закрывается также быстро, как открылся. Поэтому в EDU формируется управляющее напряжение для быстрого открывания клапана ~150V, а по команде закрытия клапана, к катушке клапана подключается демпфер, чтобы клапан быстро закрывался. В процессе удержания клапана открытым, в EDU происходит переключение источников напряжения: открывается клапан напряжением 150V, а вот удержание в открытом состоянии происходит с помощью источника 12В. Также EDU формирует контролирующий импульс SPVF для ECU, ширина которого показывает реальное время открытия клапана ТНВД. Впоследствии выяснилось, что ECU до лампочки ширина и фаза контролирующего импульса SPVF: главное, чтобы был хоть какой-то импульс, соответствующий SPVD, и пропусков этого импульса было не более 5.

tlc_eduschСхема подключения EDU

Ремонт EDU — удовольствие ещё то: он произведён во времена зарождения автоэлектроники, поэтому собран на керамической пластине из бескорпусных чипов, и, чтобы жизнь мёдом не казалась, залит прозрачными «соплями». EDU был снят с автомобильчика и подключен к генератору сигналов, эквиваленту нагрузки и осциллографу на столе: выяснилось, что неисправен формирователь импульсов обратного сигнала. К сожалению, родной тойотовский модуль мало ремонтопригоден и не имеет защиты от короткого замыкания катушки клапана на массу (это выяснилось позже). Было желание озадачить хозяина корча покупкой нового EDU (~$360), но мысль о том, что из строя модуль вышел не просто так,  и покупка нового EDU может ничего не поменять, заставила отремонтировать EDU: «сопли» были удалены, два неисправных транзистора были сошлифованы с керамической подложки и заменены новыми.

C отремонтированным EDU крузер завелся (ура!), отработал около 3х минут и начал разгоняться до 1900 об/мин с каким-то рвущимся звуком (да, чтоб тебя…). В результате долгих поисков оказалось, что вышел из строя «размагничивающий» транзистор в EDU (на схеме помечен как degauss). При такой неисправности клапан ТНВД нормально открывается и удерживается в открытом состоянии, но крайне медленно закрывается, поэтому ТНВД «льёт» лишнее топливо. ECU видя, что обороты выше требуемых, уменьшает ширину импульса управления клапаном SPVD до 1.5млс, а когда и это не помогает уменьшить обороты, ECU включает отсечку подачи топлива (выключает импульс SPVD), которая тут же выключается при уменьшении вращения до 1600 об/мин (отсюда рвущийся звук работы двигателя). Более того, оказалось, что все проблемы с EDU растут из эпизодического замыкания катушки клапана ТНВД на корпус(!), которое случайно нашлось цифровым осциллографом и потом потвердилось экспериментально. В среднем одно замыкание на 20k импульсов, но что плохо: одно маленькое замыкание — и большой кирдык родному EDU без защиты.

Замена клапанов ТНВД приводила к очень неравномерной работе двигателя, причём на некоторых с появлением копоти. На корпусе ТНВД есть маленькая коробочка с энергонезависимой памятью, где прописаны какие-то параметры клапана, которые должны меняться при его замене(Injection Pump Correction Unit, выводы DATA и CLK), но, в связи с тем, что никто не знает, что и как записывать в этот модуль, клапан пришлось оставить прежним и решать проблему с EDU.

tlc_neweduВ старый держатель установлен новый EDU от двигателя Isuzu 1.7L

Поиск показал, что похожее решение с быстрым клапаном ТНВД применяется на автомобилях Opel с двигателем Isuzu 1.7L, который, в отличие от родного крузеровского, имеет защиты по всем(!) цепям питания клапана и EDU в целом. Вот опелёвский EDU и пришёлся в пору вместо родного тойотовского, с ним двигатель крузера начал работать хорошо, эпизодические замыкания клапана ТНВД на корпус перестали приводить к поломке EDU, в работе двигателя их не слышно, частота замыканий в процессе дальнейшей эксплуатации уменьшилась.

Вторая замечательная неисправность автомобильчика проявлялась во включении критических лампочек предупреждения при исправных датчиках, просто праздник какой-то, как на Новый Год 🙂 В приборке были и другие неисправности, но вот эта «новогодняя» как-то особенно порадовала…

tlc_ic_ignon

Тщательное изучение приборки показало интересную особенность: часть аварийных лампочек загорается при низком напряжении вывода контроля запуска генератора. Ну, ничего себе фича!

Вобщем, ремонт приборки плавно переполз в изучение неисправностей генератора. В связи с тем, что генератор расположен не самым удачным для ремонта образом (подлазить к разъёму генератора удобно вверх ногами, другие способы — моветон), выяснить, что же именно отвалилось, удалось далеко не сразу. Заряд на аккумуляторы генератор давал (ток порядка 15А), напряжения на 3х контактной фишке без отключения от генератора были похожи на правду…

tlc_alternator

Оказалось, что каким-то образом коррозия поработала над 3м контактом в разъёме генератора, в результате чего 12V для питания схемы управления в генераторе начали приходить не напрямую, а через сопротивление ~30 Ом, и этого оказалось достаточно, чтобы вывод генератора, идущий на приборку (контакт 1 на генераторе) перестал работать. Проверять провод питания надо от предохранителя «S-ALTERNATOR» до выв.3 разъёма генератора (как на фото).

tlc_ic_idle

После ремонта схемы питания генератора, приборка заработала нормально. Не очень понятно, чем руководствовались японские инженеры, делая такую привязку аварийных индикаторов к генератору, но что имеем — то имеем 🙂

Разумеется, в автомобильчике было множество других неисправностей, но они не были интересными и устранялись «в лоб». Собственно, и всё 🙂

В процессе ремонта были сняты дампы энергонезависимой памяти ECU и приборки, скачать дамп ECU можно здесь, скачать дамп приборки можно здесь.