Система lean burn что это
Номер 12. Lean Burn или второе дыхание
Не для кого не секрет, что наши движки, а именно 4a-fe и 7a-fe (не все, но подавляющее большинство) оснащены системой Lean Burn, в которой есть такой элемент как пневмоклапан, который в свою очередь и открывает/закрывает заслонки во впускном коллекторе. В нём есть резиновая мембрана, которая со временем теряет свою работоспособность.
Как проверить работоспособность:
Снимаем шланчик, идущий к клапану (если открыть капот и смотреть на клапан, то шланчик подходит к нему снизу), подсоединяем к клапану свой (можно обычный от омывайки) и дуем. Воздух не должен проходить ни туда ни обратно, если проходит значит мембрана порвана.
Варианты решения проблемы:
1) Купить на разборе клапан, т.к. новые они не продаются. Вариант — не вариант, т.к. ценник на них не гуманный, да и сколько протянет б/у не известно.
2) Заменить мембрану самостоятельно. Есть сложности: неразборность самого клапана, поиск подходящей мембраны.
Я пошел по второму варианту и четко решил сделать клапан полностью разборным. Весь процесс описывать не буду (инфы в интернете много), только основные моменты.
Итак, поехали:
Снимаем клапан с впускного коллектора
Далее на наждаке обточил клапан по краю юбки, пока он не распался на две половинки. Развальцовывать не стал, как делают многие, этот процесс трудоемкий, к тому же я всё равно делал разборный клапан. А разборным он стал благодаря двум шайбам, которыми в последствии стягиваются две половинки клапана.
Проблему сборки корпуса решил, осталось решить проблеме разборности тяги и тарелочек, которые держат мембрану. Здесь самое главное выдержать расстояние от тарелочек до оси крепления тяги к заслонкам (см.фото)
Развальцовываем крепление тяги к тарелочкам и разбираем всё окончательно.
Чтобы сделать этот узел разборным я поступил следующим образом: купил в мебельной фурнитуре стяжку мебельную и отрезал от неё часть с внутренней резьбой длиной 10 мм (получилась втулка с внутренней резьбой М4 с шагом 0,75), далее отпилил от тяги верхнюю часть (со стороны установки тарелочек) — порядка 5 мм, после этого нарезал соответствующую резьбу на расстояние 5-6 мм
Далее из силиконовой формы вырезаем нечто похожее на родную мембрану и устанавливаем ни нашу разборную тягу
Далее собираем всё это дело вместе, пришлось изрядно попотеть, лучше делать вдвоем. ВНИМАНИЕ! НЕОБХОДИМО ПРАВИЛЬНО УСТАНОВИТЬ ТЯГУ ОТНОСИТЕЛЬНО КОРПУСА, ЧТОБЫ МЕСТО КРЕПЛЕНИЕ ЕЁ К ЗАСЛОНКАМ СМОТРЕЛО В СТОРОНУ КРЕПЛЕНИЯ КЛАПАНА К ВПУСКНОМУ КОЛЛЕКТОРУ.
З.Ы. Выражаю огромную благодарность своему другу RiderT за предоставленные шайбы и за помощь в ремонте.
З.Ы.З.Ы. Разницы пока в поведении машины не почувствовал, понаблюдаю за расходом, по идее должен снизиться, но сейчас тяжело будет понять, т.к. весна пришла, грею машину меньше, поэтому может и снизится )))
7A-FE Lean Burn
Двигатель 7A-FE создан в 1993 году, естественно на основе 4A-FE. Отличия его в увеличенном объеме камеры сгорания (1.8 литра против 1.6) и совершенно другой моментной характеристике.
Это уникальный в своем роде двигатель. Его максимальный крутящий момент достигается уже при 2800 об/мин! Это дает ощутимую экономию топлива (КПД двигателя увеличен) и значительно улучшает эластичность автомобиля (разгон с места). Для городских пробок и режима движения типа «старт-стоп» это просто подарок! При этом двигатель, из-за своей бензиновой сущности, не теряет дееспособности на больших скоростях движения автомобиля :).
Как кто-то верно подметил однажды, «мощность это то, что продает машину, а крутящий момент — что ее двигает»…
Хотя свои эксперименты с обеднением смеси Тойота начала еще на 4A-FE в 1992 году, все стереотипы и слухи по поводу этой системы пришлось принять на себя 7А — уж не знаю почему.
Следует помнить и никогда не забывать, что существует по две параллельные версии двигателей 4A-FE и 7А-FE для японского рынка — «обычные» и работающие на обедненной смеси (lean burn)! Обычные ставились на семейство Corolla (Carib, Spacio), а «бедные» на Corona (Carina, Caldina).
Итак, «бедная» версия 7A-FE отличается от «обычной» системой обеднения смеси (она же — изменяемый впускной коллектор). При помощи специальных заслонок во впускном коллекторе смесь обедняется и в нетяжелых режимах двигатель работает на ней. Что позволяет существенно сэкономить топливо, в обмен на небольшую потерю мощности (примерно 5 л.с.). Так же это улучшает экологическое поведение двигателя.
Электроника, управляющая двигателем, имеет свое оригинальное мнение о том, когда нужно включать обеднение смеси :). Точно известно, что на холостом ходу эта система не работает, так же как и резко изменяет частоту своего включения в зависимости от режима АКПП (даже не знаю как все это реализовано на машине с МКПП) (если ездить с выключенным over-drive, то обеднение происходит только при полностью отпущенной педали газа).
Переключение режимов происходит очень быстро — достаточно дать понять системе, что желаете двигаться в более быстром темпе — то есть посильнее нажать на акселератор :). Никакой «задумчивости «бедной» системы», о которой ходят слухи, нет!
Более подробно о системе обеднения смеси на 4A-FE/7A-FE вы можете почитать на просторах интернета (правда, обычно рассказывают на примере европейской версии этой системы и информация часто запутана). Например, здесь.
Отличия от обычного 7A так же в расположении форсунок. Здесь они сидят почти в самой клапанной крышке, глубоко. Так же работают не параллельно, а «каждая за себя».
Помимо «японских» отличий между двумя версиями этих двигателей, существуют еще варианты для европейского рынка. В них используется специальный лямбда-зонд — датчик обедненной смеси. А в японских — вполне обычный датчик кислорода. Так же отличается система заслонок во впускном коллекторе, и, до 1997 года существовали эти двигатели с трамблерной системой зажигания.
Конечно, Toyota не единственный производитель подобных моторов. Например, агрегаты SR18DE и QG18DE от Nissan обладают аналогичной системой.
Нужно заметить еще, что «бедный» двигатель получил другую систему зажигания — бесконтактную (трамблера нет), типа DIS-2 на двух катушках зажигания (одна для двух цилиндров). Основной плюс этой системы — не нужно корректировать угол зажигания (электроника сама это делает при помощи датчика детонации).
Вообще, система LB устроена таким образом, что требует бОльшую искру для поджига смеси, а так же более частое образование этих искр. Получается естественно, что система зажигания этого двигателя более привередлива к качеству искрообразования.
Чаще всего на таких двигателях страдают свечи зажигания. Все дело в некачественном бензине, который образует токопроводящий налет на центральном изоляторе. И свеча просто начинает барахлить — двигатель (и машина) дергается в режимах бедной смеси, сначала в движении, а потом и просто при низких оборотах двигателя на холостом ходу. Свечи нужно менять.
На что же менять? Предлагаемые Тойотой свечи с платиновым напылением, двумя электродами и зазором 1.3 мм достаточно дороги и совершенно не реализуют свой потенциал на российском топливе — они просто «краснеют» налетом так же как любые другие (и служат не положенные 60 тыс. км, а всего 5!).
Разберемся: платиновость и двухэлектродность нужна чтобы продлить срок износа свечи, которая работает в системе «пожирающей» свечи сильнее обычного. Зазор в 1.3 мм — нужен чтобы получить более мощную искру… Таким образом, мы можем взять практически любые свечи с зазором 1.3. Проблема только в том, что таких (не платиновых) обычно не бывает :)). Выход найден просто — взять свечи с зазором 1.1 и разогнуть электрод(ы), увеличив зазор. Можно пользоваться и зазором 1.1, но lean burn тогда начинает как-то «плохо экономить топливо» и расход его увеличивается…
Итак, я рекомендую вместо положенных NGK BKR5EKPB-13 использовать NGK BKR5EKB-11 с разогнутыми электродами. Или аналогичные от другого производителя. Двухэлектродность — на всякий случай (вдруг бензин все же не так плох, и вдруг сгорание смеси в цилиндре каким-то образом ориентировано на большую открытость центрального электрода — неизвестно наверняка).
Даный двигатель расчитан на так называемое regular топливо. Это японский аналог бензина с октановым числом АИ-92. Естественно, неэтилированый.
Российским опытом подтверждено, что 7A-FE LB спокойно потребляет АИ-92 даже не самого хорошего качества. И, напротив, лучше отказаться от АИ-95 который почти всегда содержит в себе больше количество присадок, которые и «убивают» свечи зажигания.
Сальники
При замене ремня ГРМ и его натяжного ролика (каждые 100 тыс. км. пробега), возможно, вам захочется заменить сальники двигателя. Потому что для обоих этих операций придется приподнимать двигатель со своего посадочного места.
Немного информации о Lean Burn (LB)
Некоторые двигатели 4A-FE и значительная часть 7A-FE оборудованы системой сгорания обедненной смеси Toyota. На этих двигателях, благодаря модифицированной конфигурации впускного коллектора и расположению топливных форсунок, используется топливно-воздушная смесь обедненного состава практически без ущерба для мощности и динамических показателей двигателя. Эта система повышает топливную экономичность и существенно снижает токсичность отработавших газов. За счет подачи топлива непосредственно перед впускным клапаном, достигается более эффективное его использование и уменьшения «потерь» при формировании топливно-воздушной смеси. Визуальное различие между двигателями с обычной и обедненной смесью состоит в расположении форсунок: в обычном двигателе они расположены во впускном коллекторе, тогда как в двигателе с обедненной смесью — в головке цилиндров.
Соответственно, Лямбда-зонд называемый «датчик содержания кислорода в выхлопных газах» или Oxygen Sensor (используемый на обычных двигателях) расположен на приемной трубе глушителя.
Датчик бедной смеси (Sensor Lean Mixture) расположен на выпускном коллекторе.
Косвенными признаками двигателей 7A-FE и 4A-FE, работающих на обедненной смеси являются наличие управления воздушным клапаном впускного коллектора вакуумным выключателем, расположенным в задней части двигателя или под впускным коллектором, отсутствие датчика детонации.
Есть отличия в реализации системы зажигания. В распределителе двигателя 4A-FE обедненной смеси расположены только датчики положения и вращения, т.е. в нем отсутствует коммутатор и катушка и в крышку трамблера вставляется пять свечных проводов, и коммутатор размещен отдельно.
Считаю необходимым уточнить, что перечисленные признаки двигателя 4A-FE обедненной смеси являются недостаточными условиями однозначного определения типа инжекторной системы Вашего автомобиля.
Двигатель обедненной смеси (Lean Burn) отличается от обычного 4A-FE ещё и методикой проверки режима работы инжекторной системы.
Данные справочных запчастей TOYOTA снова обращают внимание на первое слово данной заметки «некоторые…». Достоверное определение типа инжекторной системы и, соответственно, типа датчика кислорода возможно только по VIN-коду автомобиля или, в крайнем случае, по году выпуска и типу кузова (например, для «Carina E» ’92-’96 см. рис).
Как следует из рисунка, возможен вариант, при котором оба типа датчиков могут быть установлены в одном месте выпускного тракта.
Для «Carina2» ’87-’89 следует, что в зависимости от даты выпуска автомобиля на них устанавливались датчики кислорода и ECM с разными Part Number.
Здесь приведен список Part Number, Model Name, From-To для Sensor Lean Mixture 4A-FE.
Столь ощутимая разница в цене (100$ и 240$) объясняется отличиями в принципах работы и конструкцией.
Таблица применямых TOYOTA Лямбда-зондов.
При проверке выходного напряжения датчика абсолютного давления разрежения (MAP — Manifold Absolute Pressure Sensor) во впускном коллекторе необходимо «помнить» что это является одним из основных датчиков описываемой инжекторной системы. При закрытой дроссельной заслонке и ХХ двигателя поршни продолжают «засасывать» воздух, который поступает через клапан ХХ. При этом во впускном коллекторе образуется разрежение.
При открывании дроссельной заслонки абсолютное давление в ВК увеличивается (разрежение как «степень» вакуума, уменьшается) и выходное напряжение МАР увеличивается (при полном отсутствии разрежения, т.е. атмосферном давлении, его выходное напряжение равно примерно 3.6 В). На основании этого напряжения ECM «узнает» о поступлении в ВК большего количества воздуха и увеличивает время открывания форсунок. Т.о. происходит «разгон» или «раскручивание» двигателя. После набора двигателем оборотов и неизменном положении дроссельной заслонки система вновь войдет в равновесие, но поступление дополнительного воздуха будет «обеспечено» уже более частым открытием форсунок (обороты тоже увеличились). Штуцер МАР-датчика соединен с ВК посредством резиновой вакуумной трубки. Обязательно необходима проверка герметичности этого соединения!
Признаками поломки является полное «отсутствие» ХХ. ECM «считает» что разряжения нет и что в ВК поступает много воздуха и, как следствие, время открытия форсунок очень большое и неадекватное реальному поступлению воздуха. В результате чего, наступает т.н. состояние «заливает свечи»… Похожая картина и при нарушении герметичности вакуумных шлангов.
Для проверки состояния МАР-датчика измерьте его выходное напряжение при ХХ двигателя (1,6…1,8 в), а также при включенном зажигании, незаведенном двигателе и снятом шланге с его штуцера(примерно 3,6 в). Естественно, необходимо проверять напряжения питания датчика(
«+5 В»). Вероятность поломки датчика автор оценивает как ничтожную, если конечно, ему никто не «помог умереть»… Система самодиагностики идентифицирует только замыкание на «-» или отсутствие выходного напряжения МАР.
Но, если на вашем авто «…Резвости мало, машина явно не развивает … л.с.» или «проявился провал или «дергания» при резком нажатии на педаль газа, повышенный расход топлива, неустойчивый ХХ», то я предлагаю:
считать коды самодиагностики инжекторной системы
замерить компрессию в каждом цилиндре
начальную установку опережения зажигания (при замкнутых контактах Е1 и Те1 диагностического разъема) и состояние ремня ГРМ
проверить состояние воздушного и топливного фильтров
проверить состояние свечей, свечных проводов и наконечников, крышки трамблера
проверить состояние датчиков (для ECM) температуры двигателя и воздуха
замерить выходное напряжение МАР
замерить давление в топливной системе (примерно, 2,5 кг/см.кв. — при разрежении на регуляторе давления в топливной системе и 3,0 — без разрежения)
замерить выходное напряжение Лямбда-зонда
замерить время открывания форсунок на ХХ и наличие т.н. «отсечки» подачи топлива
проверить регулировку датчика положения дроссельной заслонки и клапана ХХ
проверить состояние (отсутствие «залипания» в открытом состоянии) клапана рециркуляции выхлопных газов
проверить СОСТОЯНИЕ, т.е. ПРОПУСКНУЮ СПОСОБНОСТЬ катализатора, т.к. отсутствие должной вентиляции цилиндров — одна из причин ухудшения динамических качеств авто
если А/Т, то проверить уровень и качество масла, а также регулировку тросика коробки
Небольшой лайфхак для моторов с системой Lean Burn
Всем привет!
В общем я очень долго боролся с плохой тягой на автомобиле, машина отказывалась разгоняться совсем и ехала только в небольшом диапазоне около 5000 оборотов. Испробовал всё что только приходило в голову, ездил к мастерам, но толком ничего так и не придумалось. Так как мотор у меня 4афе LB там стоит всем известный датчик обедненной смеси, который у меня скоропостижно скончался. Купил я новый за много денег, думал поможет, начнется нормальное смесеобразование и машина поедет. Оказалось что все совсем наоборот.
После установки ошибки по датчику пропали, но машина перестала ехать совсем, на низких оборотах перестала разгоняться вообще. Дальше я решил разобрать впуск и посмотреть в живую как устроена эта система Lean Burn.
Дальше, собственно, сам спич.
В общем эти заслонки работают на вакууме и по сигналу мозга открываются и закрываются при определенных условия, а тк датчик смеси работает некорректно, то мозг льет бензин по «аварийной» схеме, то есть на все бабки)) Вот я и подумал надо тогда дать ему больше дышать))). Решил я от этой херни (системы LB) избавиться и посмотреть как машина будет себя вести если отключить всю систему и открыть механически заслонки на постоянку.
Делается это легко, снимаем шланг через который подается разряжение на клапан заслонок. У меня он был запущен через третий штуцер в коллекторе.
Потом вынимаем разъем из клапана. После отведения разряжения заслонки автоматически открываются под действием пружины и уже не закрываются, не мешая проходящему воздуху.
Подвожу итоги:
Машина, наконец то, ПОЕХАЛА, насколько, конечно, может ехать 4афе пропали затупы и машина начинает уверенно разгоняться с 2,5 тыс вплоть до конца.Но появился небольшой тупнячек в диапазоне от 1000-2000 оборотов То ли это связанно с тяжелыми колесами, то ли это все таки неправильная смесь, не знаю, но результатом я очень доволен. У движка как будто появилось второе дыхание)))
Насчет расхода: раньше расход был в городе лето 10 зима 12, трасса 7, сейчас лето 9 трасса 6,7.
Давить на газ стал меньше тк машина набирает быстрее, вот и расход упал немного.
Возможно это только мой клинический случай, но вдруг кому поможет.
Вот решился поднять уже заезженную тему про комплектацию ДВС 4\7A-FE Lean Burn! Но вопреки ожиданиям
рассказывать я буду больше о плюсах чем о минусах исходя из своих наблюдений.
С начала об назначении, принципе работы, и конструктивных особенностях Lean Burn
-Назначение Системы:
Повышает топливную экономичность практически без ущерба для мощности и динамических показателей двигателя. На этом про назначение все.
-Устройство:
Следует обратить внимание, что схемы LB на двигателях 4A-FE и 7A-FE для внутреннего и внешнего рынка, а также разных годов выпуска имеют существенные различия.
Отличительные особенности двигателя 4/7A-FE LB заключаются в конструкции головки блока цилиндров, где в четырех из восьми впускных каналов имеется выступ для формирования завихрений на входе в цилиндр.
Топливные форсунки устанавливаются непосредственно в головку блока цилиндров и впрыскивают топливо в район впускного клапана.
Впрыск осуществляется поочередно каждой форсункой (секвентальная схема).
В камере сгорания цилиндра 1 установлен датчик давления CPS.
Есть комплектации и без датчика CPS
Заслонки клапана приводятся разрежением, подаваемым к общему пневмоприводу с помощью электропневмоклапана по сигналу электронного блока управления.
Вакуумный ресивер со встроенным обратным клапаном обеспечивает подвод разрежения к пневмоприводу и, соответственно, закрытое состояние клапанов, даже при недостаточном разрежении на впуске.
При движении в режиме сгорания бедной смеси, на комбинации приборов загорается индикатор эконометра («Econo»). Индикатор должен гаснуть (по крайней мере, на евро-модификациях) в следующих случаях:
— резкое ускорение или движение под высокой нагрузкой
— автомобиль неподвижен (на холостом ходу)
— двигатель не прогрет до оптимальной температуры
— включены диапазоны L или 2 АКПП (кроме торможения)
— включен режим «O/D OFF
Об устройстве все.
Внимательно рассмотрев ГБЦ LB, почитав немного теории мне очень понравилась данная конструкция ГБЦ
1 Раздельная система подачи воздуха на каждый клапан
2 Непосредственная подача топлива на клапан (Форсунки установлены в ГБЦ, а не в впускной коллектор как на стд двигателе)
3 Секвентальная схема схема работы форсунок или фазированный впрыск (на 4A-FE Как мы привыкли говорить «обычном» попарно-параллельный впрыск)
4 Спиральные впускные каналы создавая завихрение на входе в цилиндр. Это способствует лучшему испарению топлива и и турбулизации смеси.
5 Не относиться именно ГБЦ но присутствует на ДВС в общем — Поршень не имеет камеры сгорания только небольшие углубления под край юбки клапана, тем самым немного повышается степень сжатия
Почему многие не любят систему ЛБ?
Давайте рассматривать данный двс с заведомо не исправной системой Lean Burn.
-Неисправность датчика CPS — Аналогов не имеет, цена нового очень не приемлима, контрактных в продаже мало
-Неисправность вакуумного привода заслонок LB — новых в продаже нет, контрактных в продаже не много
-Неисправность датчика кислорода Lean Mixture Sensor — не имеет аналогов, цена оригинала космос! Маленький ресурс на российском бензине
-Неисправность ЭБУ — контракт в продаже есть, но в основном на двс 7а (на катушках), на траммлерный двс найти сложнее, еще меньше для двс 4а, а для комплектаций без датчика CPS, найти практически невозможно!
-Дорогие свечи зажигания с зазором 1.3 — (Русский народ придумает все чтобы много не платить, мы просто увеличиваем зазор в ручную, но тем самым уменьшаем ресурс свечи — не забывайте об этом)
Попробую подвести итоги:
Ремонт/Восстановление данной системы по моему скромному мнению не актуально из-за своей дороговизны и не надежности, но пока она работает от нее избавляться не стоит, при ее поломке «если есть возможность» ее можно восстановить, но в зависимости от цены ремонта иногда актуальнее перейти на стандартную систему смесиобразования.
Путем —
-Установки Стандартной ГБЦ+ Впускной коллектор + ЭБУ ( желательно и косу)
-Установки ЭБУ с фазированным впрыском, в основном это эбу с 98+ года выпуска калдина 190 рейстайл, но придется плотно поработать с переделкой разъемов идущих на ЭБУ (установка ЭБУ с стандартного ДВС с попарно-параллельным впрыском ни к чему хорошему не приведет, проверено на собственной шкуре)
-Последний вариант обойти систему ЛБ путем вмешательства в ЭБУ — Худший вариант!По множеству причин (пройдено)
— Либо не делать ничего, ездить с вечно горящим чеком плохой динамикой и завышенным расходом топлива.
Дальше буду писать об СВАПе на 3S эбу, установкой катушек зажигания вместо трамблера и еще много интересного
Спасибо что прочитали до конца, извиняюсь за корявый Русский язык.