Как устроена и работает топливная система инжекторного ВАЗ 2107

Применение топливной системы с распределённым впрыском на ВАЗ 2107 позволило этому последнему представителю «классики» успешно конкурировать с переднеприводными моделями отечественного производства и продержаться на рынке до 2012 года. В чём же секрет популярности инжекторной «семёрки»? В этом мы и попытаемся разобраться.

Топливная система ВАЗ 2107 инжектор

С введением в 2006 году на территории Российской Федерации обязательных Европейских норм экологичности EURO-2 Волжский автозавод вынужден был переоборудовать топливную систему «семёрки» с карбюратора на инжектор. Новая модель автомобиля стала называться ВАЗ 21074. При этом ни кузов, ни двигатель никаких изменений не претерпели. Это была все та же популярная «семёрка», только гораздо резвее и экономичнее. Именно благодаря этим качествам она получила новую жизнь.

Задачи системы питания

Топливная система силового агрегата автомобиля служит для подачи горючего из бака в магистраль, его очистки, приготовления качественной смеси из воздуха и бензина, а также своевременного её впрыска в цилиндры. Малейшие сбои в её работе приводят к потере мотором своих мощностных качеств или вообще выводят его из строя.

Отличие карбюраторной топливной системы от инжекторной

В карбюраторных ВАЗ 2107 система питания силовой установки включала исключительно механические узлы. Топливный насос диафрагменного типа приводился в действие от распределительного вала, а работой карбюратора управлял сам водитель, регулируя положение воздушной заслонки. Кроме этого ему самому нужно было выставлять, и качество горючей смеси, подающейся в цилиндры, и её количество. В список обязательных процедур также входила настройка угла опережения зажигания, которую владельцам карбюраторных машин приходилось производить практически каждый раз, когда менялось качество горючего, залитого в бак. В инжекторных машинах ничего этого делать не нужно. Всеми этими процессами руководит «мозг» автомобиля — электронный блок управления (ЭБУ).

Но не это главное. В карбюраторных моторах бензин во впускной коллектор подаётся одной-единственной струйкой. Там он кое-как смешивается с воздухом и всасывается в цилиндры через клапанные отверстия. В инжекторных силовых агрегатах благодаря форсункам горючее поступает не в жидком виде, а практически в газообразном, что позволяет ему лучше и быстрее смешиваться с воздухом. Более того, топливо подаётся не просто в коллектор, а в его каналы, соединённые с цилиндрами. Получается так, что у каждого цилиндра своя форсунка. Поэтому такая система питания и называется системой с распределённым впрыском.

Преимущества и недостатки инжектора

Система питания силовой установки с распределённым впрыском имеет свои преимущества и недостатки. К последним можно отнести сложность самостоятельной диагностики и высокие цены на отдельные элементы системы. Что касается достоинств, то их значительно больше:

• отсутствие необходимости регулировки карбюратора и угла опережения зажигания;
• упрощённый запуск холодного двигателя;
• заметное улучшение мощностных характеристик двигателя при старте, разгоне;
• существенная экономия топлива;
• наличие системы информирования водителя при возникновении ошибок в работе системы.

Конструкция системы питания ВАЗ 21074

Топливная система «семёрки» с распределённым впрыском включает следующие элементы:

• бензобак;
• бензонасос с фильтром первичной очистки и датчиком уровня горючего;
• топливная магистраль (шланги, трубки);
• фильтр вторичной очистки;
• рампа с регулятором давления;
• четыре форсунки;
• воздушный фильтр с воздуховодами;
• дроссельный модуль;
• адсорбер;
• датчики (холостого хода, расхода воздуха, положения заслонки дросселя, концентрации кислорода).
  

  Работой системы системы управляет ЭБУ

Рассмотрим, что они собой представляют и для чего предназначены.

Топливный бак

Емкость используется для хранения бензина. Он имеет сварную конструкцию, состоящую из двух половин. Бак распложен в нижней правой части багажного отделения автомобиля. Его горловина выведена в специальную нишу, которая находится на правом заднем крыле. Вместимость бака ВАЗ 2107 составляет 39 литров.

Бензонасос и датчик уровня горючего

Насос нужен для отбора и подачи горючего из бака в топливопровод, создания определённого давления в системе. Конструктивно, это обычный электромотор с лопастями на передней части вала. Именно они нагнетают бензин в систему. На входном патрубке корпуса насоса расположен фильтр грубой очистки топлива (сетка). Он удерживает крупные частицы грязи, не позволяя им попадать в топливопровод. Бензонасос объединён в одну конструкцию с датчиком уровня топлива, позволяющим водителю видеть количество оставшегося бензина. Этот узел расположен внутри бака.

Топливная магистраль

Магистраль обеспечивает беспрепятственное движение бензина из бака к форсункам. Основная её часть — металлические трубки, соединённые между собой штуцерами и гибкими шлангами из резины. Расположена магистраль под днищем автомобиля и в моторном отсеке.

Фильтр вторичной очистки

Фильтр служит для очистки бензина от мельчайших частиц грязи, продуктов коррозии, воды. Основу его конструкции составляет бумажный фильтрующий элемент в виде гофры. Фильтр расположен в моторном отсеке машины. Он крепится на специальном кронштейне к перегородке между салоном и подкапотным пространством. Корпус устройства — неразборной.

Рампа и регулятор давления

Топливная рампа «семёрки» ­– это пустотелая алюминиевая планка, благодаря которой бензин из топливной магистрали поступает к установленным на ней форсункам. Рампа крепится к впускному коллектору при помощи двух винтов. Кроме форсунок на ней размещён регулятор давления топлива, поддерживающий рабочее давление в системе в пределах 2,8–3,2 бар.

Форсунки

Вот мы и подошли к основным деталям инжекторной системы питания — форсункам. Само слово «инжектор» происходит от французского слова «injecteur», обозначающего механизм впрыска. В нашем случае ним является форсунка, которых всего четыре: по одной на каждый цилиндр.

Форсунки — это исполнительные элементы топливной системы, осуществляющие подачу топлива во впускной коллектор двигателя. Впрыск горючего происходит не в сами камеры сгорания, как в дизельных моторах, а в каналы коллектора, где оно смешивается с воздухом в нужной пропорции.

Основа конструкции форсунки — электромагнитный клапан, срабатывающий при подаче на его контакты импульса электрического тока. Именно в момент открытия клапана происходит впрыск топлива в каналы коллектора. Длительность импульса регулируется ЭБУ. Чем дольше длится подача тока на форсунку — тем большее количество горючего впрыскивается в коллектор.

Воздушный фильтр

Роль этого фильтра заключается в очистке поступающего в коллектор воздуха от пыли, грязи и влаги. Корпус устройства расположен справа от двигателя в подкапотном пространстве. Он имеет разборную конструкцию, внутри которой находится сменный фильтрующий элемент, изготовленный из специальной пористой бумаги. К корпусу фильтра подходят резиновые шланги (рукава). Один из них — это воздухозаборник, через который воздух поступает к фильтрующему элементу. Другой рукав предназначен для подачи воздуха к дроссельному узлу.

Дроссельный узел

Дроссельный узел включает в себя заслонку, механизм её привода и штуцеры для подвода (отвода) охлаждающей жидкости. Он предназначен для регулирования объёма воздуха, подающегося во впускной коллектор. Сама заслонка приводится в движение посредством тросового механизма от педали акселератора автомобиля. В корпусе заслонки имеется специальный канал, по которому циркулирует охлаждающая жидкость, подводящаяся к штуцерам посредством резиновых шлангов. Это нужно для того, чтобы механизм привода и заслонка не обмерзали в холодное время года.

Адсорбер

Адсорбер — необязательный элемент системы питания. Мотор может отлично работать и без него, однако для того чтобы автомобиль отвечал требованиям EURO-2, он должен быть оснащён механизмом улавливания паров горючего. Он включает адсорбер, клапан продувки, а также предохранительный и перепускной клапаны.

Сам адсорбер — это герметичная пластиковая ёмкость, наполненная измельчённым активированным углем. Она имеет три штуцера под патрубки. Через один из них в ёмкость поступают пары бензина, и удерживаются там при помощи угля. Посредством второго штуцера устройство соединено с атмосферой. Это необходимо для выравнивания давления внутри адсорбера. Третий штуцер через клапан продувки соединён шлангом с дроссельным узлом. По команде электронного блока управления клапан открывается, и пары бензина поступают в корпус заслонки, а с него в коллектор. Таким образом, испарения, накопляющиеся в баке машины, не выбрасываются в атмосферу, а расходуются в качестве топлива.

Датчики

Датчики служат для сбора информации о режимах работы двигателя и передачи её на ЭБУ. Каждый из них имеет своё предназначение. Датчик (регулятор) холостого хода контролирует и регулирует поступление воздуха в коллектор через специальный канал, открывая и закрывая его отверстие на заданную ЭБУ величину при работе силового агрегата без нагрузки. Регулятор вмонтирован в дроссельный модуль.

Датчик массового расхода воздуха используется для сбора информации об объёме воздуха, проходящего через воздушный фильтр. Анализируя данные, полученные от него, ЭБУ производит расчёт количества бензина, необходимого для образования топливной смеси в оптимальных пропорциях. Устройство установлено в корпусе воздушного фильтра.

Благодаря датчику положения заслонки дросселя, установленному на корпусе устройства, ЭБУ «видит», насколько она приоткрыта. Полученные данные также используются для точного расчёта состава топливной смеси. В основе конструкции устройства находится переменный резистор, подвижный контакт которого соединён с осью заслонки.

Датчик кислорода (лямбда-зонд) нужен для того, чтобы «мозг» машины получал информацию о количестве кислорода в выхлопных газах. Эти данные, как и в предыдущих случаях, нужны для формирования качественной горючей смеси. Лямбда-зонд в ВАЗ 2107 установлен на приёмной трубе выпускного коллектора.

Основные неисправности инжекторной топливной системы и их признаки

Прежде чем перейти к неисправностям топливной системы «семёрки», рассмотрим, какие симптомы их могут сопровождать. К признакам нарушения нормальной работы системы относятся:

• затруднённый запуск холодного силового агрегата;
• нестабильная работа мотора на холостых оборотах;
• «плавающие» обороты двигателя;
• потеря мощностных качеств мотора;
• повышенный расход горючего.

Естественно, похожие симптомы могут возникать и при других неисправностях двигателя, особенно тех, которые касаются системы зажигания. К тому же, каждый из них может указывать одновременно на несколько видов поломок. Поэтому при проведении диагностики здесь важен комплексный подход.

Затруднённый запуск на холодную

Проблемы с запуском холодного агрегата могут возникать при:

• неисправности бензонасоса;
• снижении пропускных способностей фильтра вторичной очистки;
• засорении форсунок;
• выходе из строя ламбда-зонда.

Нестабильная работа мотора без нагрузки

Нарушения в работе двигателя на холостом ходу могут свидетельствовать о:

• неисправности регулятора ХХ;
• поломке бензонасоса;
• засорении форсунок.

«Плавающие» обороты

Медленное перемещение стрелки тахометра сначала в одну, потом в другую сторону может быть признаком:

• неисправности датчика холостого хода;
• выхода из строя датчика расхода воздуха или положения дроссельной заслонки;
• нарушений в работе регулятора давления горючего.

Потеря мощности

Силовой агрегат инжекторной «семёрки» становится существенно слабее, особенно под нагрузкой, при:

• нарушениях в работе форсунок (когда топливо не впрыскивается в коллектор, а льётся, в результате чего смесь становится слишком обогащённой, и мотор «захлебывается» при резком нажатии на педаль газа);
• поломке датчика положения дроссельной заслонки;
• перебоях в работе топливного насоса.

Все перечисленные неисправности сопровождаются увеличением потребления горючего.

Как найти неисправность

Искать причину неисправности топливной системы нужно в двух направлениях: электрическом и механическом. Первый вариант — это диагностика датчиков и их электрических цепей. Второй — проверка давления в системе, которая покажет, как работает топливный насос, и как бензин поступает к форсункам.

Коды ошибок

Поиск любой поломки в инжекторном автомобиле рекомендуется начинать со считывания кода ошибки, выдаваемой электронным блоком управления, ведь большинство из перечисленных неисправностей системы питания будет сопровождаться горящей на приборном щитке лампочкой «CHECK». Для этого можно обратиться на станцию технического обслуживания, или провести диагностику самостоятельно, если у вас есть предназначенный для этого сканер. Ниже в таблице представлены коды ошибок в работе топливной системы ВАЗ 2107 с расшифровкой.

Таблица: коды ошибок и их значение

Проверка давления в рампе

Как уже упоминалось выше, рабочее давление в системе питания инжекторной «семёрки» должно составлять 2,8–3,2 бар. Проверить, соответствует ли оно этим значениям, можно при помощи специального жидкостного манометра. Прибор подключается к штуцеру, расположенному на топливной рампе. Замеры производятся при включённом зажигании без запуска двигателя и при работающем силовом агрегате. Если давление меньше нормы, проблему следует искать в бензонасосе или топливном фильтре. Также стоит осмотреть трубки топливной магистрали. Они могут быть повреждены или пережаты.

Как проверить и промыть инжектор

Отдельно следует поговорить о форсунках, ведь именно они чаще всего подводят. Причиной нарушений в их работе, обычно, является либо обрыв в цепи питания, либо засорение. И если в первом случае электронный блок управления обязательно просигнализирует об этом путём включения лампы «CHECK», то во втором водителю придётся разбираться самому.

Засорённые форсунки, обычно, либо вообще не пропускают топливо, либо же попросту льют его в коллектор. Для оценки качества работы каждого из инжекторов на станциях техобслуживания используются специальные стенды. Но если у вас нет возможности провести диагностику на СТО, это можно сделать и самому.

Демонтаж ресивера и топливной рампы

Чтобы получить доступ к форсункам, нам потребуется снять ресивер и рампу. Для этого необходимо:

1. Отключить питание бортовой сети путём отсоединения минусовой клеммы от АКБ.
2. При помощи пассатижей ослабить хомут и снять со штуцера шланг вакуумного усилителя.
   

   Хомуты ослабляются при помощи пассатижей
3. Используя этот же инструмент, ослабить хомуты и отсоединить от штуцеров на корпусе дроссельной заслонки шланги подвода и отвода охлаждающей жидкости, вентиляции картера, подвода топливных паров, а также рукав воздуховода.
4. Ключом на 13 открутить две гайки на шпильках крепления дроссельного узла.
   

   Дроссельный узел установлен на двух шпильках и крепится гайками
5. Снять дроссельный узел вместе с уплотнительной прокладкой.
   

   Между корпусом заслонки и ресивером установлена уплотнительная прокладка
6. При помощи отвёртки с крестообразным лезвием открутить винт кронштейна топливных трубок. Снять кронштейн.
   

   Для снятия кронштейна необходимо открутить один винт
7. Ключом на 10 (лучше торцовым) открутить два болта держателя троса дроссельной заслонки. Отвести держатель в сторону от ресивера.
   

   Для снятия держателя нужно открутить два болта
8. Используя торцовый ключ на 13, открутить пять гаек на шпильках крепления ресивера к впускному коллектору.
   

   Ресивер крепится пятью гайками
9. Отсоединить шланг регулятора давления от штуцера ресивера.
   

   Шланг легко снимается рукой
10. Снять ресивер вместе с прокладкой и дистанционными проставками.
    

    Под ресивером расположены прокладка и дистанционные проставки
11. Рассоединить разъёмы моторного жгута.
    

    Провода этого жгута подают питание на форсунки
12. При помощи двух рожковых ключей на 17 открутить штуцер трубки слива горючего из рампы. При этом возможно разбрызгивание небольшого количества топлива. Потеки бензина необходимо вытереть сухой тряпкой.
13. Аналогичным образом произвести отсоединение подводящей топливной трубки от рампы.
    

    Штуцеры трубок откручиваются ключом на 17
14. Шестигранным ключом на 5 открутить два винта, крепящих топливную рампу к коллектору.
    

    Рампа крепится к коллектору двумя винтами
15. Потянуть рампу на себя и снять её в сборе с форсунками, регулятором давления, топливными трубками и проводкой.

Видео: снятие рампы ВАЗ 21074 и замена форсунок

Проверка форсунок на работоспособность

Теперь, когда рампа снята с двигателя, можно приступать к диагностике. Для этого потребуется четыре ёмкости одинакового объёма (пластиковые стаканы или лучше бутылки по 0,5 л), а также помощник. Порядок проверки следующий:

1. Подсоединяем разъем рампы к разъёму моторного жгута.
2. Прикручиваем к ней трубки топливопроводов.
3. Закрепляем рампу горизонтально в моторном отсеке таким образом, чтобы под форсунками можно было установить пластиковые ёмкости.
   

   Рампу нужно установить горизонтально и подставить под каждую из форсунок емкость для сбора бензина
4. Теперь просим помощника сесть руль и крутить стартером, имитируя запуска двигателя.
5. Пока стартер крутит двигатель, наблюдаем за тем, как из форсунок топливо поступает в ёмкости: распыляется в такт, или льётся.
6. Повторяем процедуру 3–4 раза, после чего сверяем объем бензина в ёмкостях.
7. Определив неисправные форсунки, извлекаем их из рампы и готовимся к промывке.

Промывка форсунок

Засорение инжекторов происходит из-за наличия в бензине грязи, влаги, различных примесей, которые оседают на рабочих поверхностях сопел и со временем сужают их или вообще перекрывают. Задача промывки — растворить эти отложения и удалить их. Для выполнения такой задачи в домашних условиях потребуются:

• жидкость для чистки карбюраторов;
• пятикубовый медицинский шприц;
• пластиковая бутылка;
• два отрезка провода с клеммами и зажимами;
• изолента;
• канцелярский нож.

Порядок работ следующий:

1. Подсоединяем провода к выводам форсунки, изолируем соединения.
   

   Чистить форсунки лучше специальной жидкостью
2. Извлекаем поршень из шприца.
3. Канцелярским ножом обрезаем «носик» шприца так, чтобы в него можно было плотно вставить трубку, идущую в комплекте к жидкости для промывки карбюраторов. Вставляем трубку в шприц и подсоединяем её к баллону с жидкостью.
   

   «Носик» шприца нужно обрезать так, чтобы в него плотно входила трубка баллона с жидкостью
4. Надеваем шприц той стороной, где был поршень на входной конец форсунки.
5. Другой конец форсунки поместить в пластиковую бутылку.
6. Подключаем плюсовой провод форсунки к соответствующей клемме аккумуляторной батареи.
7. Нажимаем на кнопку баллона, выпуская промывочную жидкость в шприц. Одновременно подключаем минусовой провод к АКБ. В это время клапан форсунки откроется, и промывочная жидкость начнёт проходить по каналу под давлением. Повторяем процедуру несколько раз для каждого из инжекторов.
   

   Продувку нужно повторить несколько раз для каждой из форсунок

Конечно такой способ далеко не всегда может помочь вернуть форсункам прежнюю работоспособность. Если форсунки продолжают «сопливить» после чистки, их лучше заменить. Стоимость одного инжектора в зависимости от производителя варьируется от 750 до 1500 рублей.

Видео: промывка форсунок ВАЗ 2107

Как переоборудовать карбюраторный двигатель ВАЗ 2107 на инжекторный

Некоторые владельцы карбюраторной «классики» самостоятельно переоборудуют свои машины под инжектор. Естественно, подобные работы требуют определённого опыта в автослесарном деле, да и без познаний в области электротехники здесь не обойтись.

Что нужно будет купить

Комплект для переоборудования карбюраторной топливной системы на инжекторную включает:

• электронный блок управления;
• бензобак;
• головку блока цилиндров (новую или бывшую в употреблении от ВАЗ 21214);
• ресивер;
• рампу с форсунками;
• топливный насос в сборе;
• топливный фильтр;
• топливную магистраль с резиновыми шлангами;
• дроссельный узел;
• педаль акселератора с тросом;
• воздушный фильтр в сборе с рукавами;
• передняя крышка двигателя;
• шкив коленчатого вала;
• модуль зажигания;
• датчики массового расхода воздуха, положения заслонки, детонации, температуры охлаждающей жидкости, концентрации кислорода, положения коленчатого вала, детонации;
• высоковольтные провода;
• жгуты, кабели, провода, клеммы, термокембрики;
• кронштейны.

Стоимость всех этих элементов составляет порядка 30 тыс. рублей. Один только электронный блок управления стоит примерно 5–7 тысяч. Но расходы можно существенно сократить, если покупать не новые детали, а бывшие в употреблении.

Этапы переоборудования

Весь процесс тюнинга двигателя можно разделить на следующие этапы:

1. Снятие всего навесного оборудования: карбюратора, воздушного фильтра, впускного и выпускного коллекторов, распределителя и катушки зажигания.
2. Демонтаж проводки и топливной магистрали. Чтобы не путаться при прокладке новых проводов, старые лучше убрать. Аналогично следует поступить и с топливными трубками.
3. Замена топливного бака.
4. Замена головки блока цилиндров. Можно, конечно, оставить и старую «голову», но в этом случае придётся растачивать впускные окна, а также сверлить отверстия и нарезать в них резьбу под шпильки крепления ресивера.
5. Замена передней крышки двигателя и шкива коленчатого вала. На место старой крышки устанавливается новая с отливом под датчик положения коленвала. На этом этапе меняется и шкив.
6. Установка электронного блока управления, модуля зажигания.
7. Прокладка новой топливной магистрали с установкой «обратки», бензонасоса и фильтра. Здесь же производится замена педали акселератора и её троса.
8. Монтаж рампы, ресивера, воздушного фильтра.
9. Установка датчиков.
10. Прокладка проводки, подключение датчиков и проверка работоспособности системы.

Стоит ли тратить время и деньги на переоборудование — решать вам, но, наверное, куда проще купить новый инжекторный двигатель, который стоит порядка 60 тысяч рублей. Останется только установить его на свою машину, заменить бензобак и проложить топливную магистраль.

Несмотря на то что конструкция двигателя с инжекторной системой питания намного сложнее карбюраторной, она очень даже ремонтопригодна. При наличии хотя бы небольшого опыта и необходимого инструмента вы без проблем сможете восстановить её работоспособность без привлечения специалистов.