Техническая эксплуатация, диагностирование и ремонт двигателей внутреннего сгорания

Москва
РИОР 
ИНФРА-М

Рекомендовано Межрегиональным учебно-методическим советом 
профессионального образования в качестве учебного пособия  
для студентов высших учебных заведений, обучающихся  
по направлениям подготовки бакалавриата и магистратуры 
«Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», 
«Энергетическое машиностроение», «Конструкторско-технологическое 
обеспечение машиностроительных производств»
(протокол № 8 от 22.06.2020)

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ, 

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ И РЕМОНТ  

ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

УЧЕБНИК 

(С ЭЛЕКТРОННЫМИ ПРИЛОЖЕНИЯМИ)

Техническая эксплуатация, диагностирование и ремонт двигателей внутреннего 
сгорания : учебник (с электронными приложениями) / А.В. Александров, 
С.В. Алексахин, И.А. Долгов и др. — Москва :  РИОР : ИНФРА-М, 2021. — 
448.с. — (Высшее образование). — DOI: https://doi.org/10.29039/02035-7
ISBN 978-5-369-01861-3 (РИОР) 
ISBN 978-5-16-016469-4 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-108750-3 (ИНФРА-М, online)
Данный учебник содержит практическую информацию об устройстве, контроле работоспособности и диагностировании двигателей современных легковых автомобилей и их систем управления. Для правильного понимания практической информации в книге приведены теоретические сведения, относящиеся 
к принципам работы и управления поршневыми ДВС. Вся приводимая информация актуальна для подавляющего большинства современных автомобилей.
Учебник предназначен для студентов бакалавриата и магистратуры по направлениям подготовки «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», «Энергетическое машиностроение», «Конструкторско-технологическое 
обеспечение машиностроительных производств» и для специалистов, профессионально занимающихся ремонтом.

УДК 621.43-049.7
ББК 31.365

Т38

ISBN 978-5-369-01861-3 (РИОР) 
ISBN 978-5-16-016469-4 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-108750-3 (ИНФРА-М, online)
©  Коллектив авторов

Материалы, отмеченные знаком 
, доступны
в электронно-библиотечной системе ZNANIUM
по адресу http://znanium.com.
Ссылку для доступа вы можете получить
при сканировании QR-кода, размещенного на обложке

А в т о р ы :
Александров А.В. — канд. техн. наук, доцент кафедры «Теплотехника и автотракторные 
двигатели»;
Алексахин С.В. — д-р техн. наук, профессор кафедры «Автоматизированные системы управления»;
Долгов И.А. — канд. техн. наук, заведующий хозрасчетной научно-производственной лабораторией при кафедре «Теплотехника и автотракторные двигатели»;
Тармин В.А. — канд. техн. наук, начальник отдела электронного обучения;
Шатров М.Г. — д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой «Теплотехника и автотракторные двигатели»

Р е ц е н з е н т ы :
Блинов В.И. — д-р пед. наук, профессор, директор Научно-исследовательского центра профессионального образования и систем квалификаций Федерального института развития 
образования ФГОУ ВО РАНХиГС (Москва);
Девянин С.Н. — д-р техн. наук, профессор кафедры «Трактора и автомобили» Института 
механики и энергетики им. В.П. Горячкина (Москва)

УДК 621.43-049.7
ББК 31.365
Т38

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 2 ст. 1

Книга подготовлена сотрудниками Московского автомобильно-дорожного государственного 
технического университета (МАДИ)

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ ...................................................................................9

ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................................................11

1. ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПДВС .....................................................12
1.1. ?  ................................................................................................. 12
1.2. ...................................................................................................13
1.3. ........................................................................ 14
1.4. ? .........................................................................20
1.5. ..................................................................... 22
1.6. ....................................... 25
1.7. ().......................... 27
1.8. ? ................................................................................................. 29
1.9. ......................................................................31
1.10. ..................................................................................... 34
1.11. BoschMotronic 1.3? .................................... 37
1.12. .................................41
1.13. .......................................................... 42

2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК ........................................................................................................46
2.1. 
   .............................................. 46
2.2. ? ..............................................................................46
2.3. 
   .................................................................. 47
2.4. 
   ? ............................................................................... 47
2.5. ? ....................................................................................47
2.6. ........................................................................ 50
2.7. , .............................................. 51
2.8. , ................................................ 54
2.9. ..................................................59
2.10. ......................................................... 62
2.11. ....................................................................................64
2.12. 
   ...........................................................................66
2.13. 
  ...... 66

3.  ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННОГО АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ  ........67

3.1. 
   ................................................................ 67
3.2.  ..........................67
3.3. 50 3.1 ..................................................... 71
3.4.  , 54 .......................................................................................................73
3.5.  N52 .................................................................................... 77
3.6.  ................................ 82
3.7. ...................................................................... 85
3.8. ....................................................................88

Îãëàâëåíèå

4.  ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ 
И КОНТРОЛЬ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СИСТЕМ ДВС .........................................95

4.1. ................................................................................................ 95
4.2. ........................................................................................... 108
4.3. .............................................................................................. 121
4.4.  , , ................... 135
4.5. ............................................................ 144
4.6. ............................................................ 147
4.7. .......................................................... 155

5.  ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ДВС, НЕ ТРЕБУЮЩЕЕ 
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕЙСА ............................162

5.1. ............................................ 162
5.2. . .................................... 166
5.3. .................................................... 171
5.4. ............................................................................ 178
5.5.  Bosch LE-JETRONIC .......................................................................................... 186
5.6.  -.............................................................................................. 188
5.7. -..................................... 190
5.8.  -................ 191
5.9.  -.... 200

6.  ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ДВС, 
ИМЕЮЩИХ ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ ИНТЕРФЕЙС .................................................205

6.1. ................................................................. 205
6.2.  , ....................................................................................... 208
6.3. ..................................................................................... 213
6.4. ............................................................ 224
6.5. .................. 233
6.6. .............................................................. 235
6.7. -.......................... 240
6.8. Valvetronic ................................................................. 243
6.9. BSD ......................................................... 247
6.10.  .................................................................................................. 249
6.11. .................... 253
6.12. ....................................... 256

7.  ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ СТАНЦИИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ 
АВТОМОБИЛЕЙ, ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ И РЕМОНТ ДВС ................................268

7.1. ........................................ 268
7.1.1. ................................... 268
7.1.2. «» ....................................................... 268
7.1.3. ......................... 269

Îãëàâëåíèå

7.1.4. -,            ................................................ 270
7.1.5. ...................... 271
7.1.6. ............................................................................. 272
7.1.7. ,            .................................................................................... 273
7.2.  , , .............................................................................................................. 274
7.3. ............................................................. 277
7.4. , .... 279
7.5. ................................................................ 282
7.5.1. ...................................... 282
7.5.2. -.......................... 285
7.5.3. .................................... 288
7.6. 
  ................................................................................................. 292
7.7.  
 , ........................................................................................................ 292
7.8. .................................................................... 292

8. УГЛУБЛЕННОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ДВС .........................................................299

8.1. ........................................... 299
8.2.  , ....................................................................................................... 301
8.3. ............................. 303
8.3.1. ... 303
8.3.2. ,            .............................................................................. 303
8.3.3. .................................... 307
8.3.4. ,
                       Visual ........................................................................................................... 308
8.3.5.              Vanos ......................................309
8.3.6. ...................... 312
8.3.7. 
 , 
           ............................................. 314
8.3.8. ,           ........................................................................ 314
8.3.9. ... 317
8.4.  ....................................................... 318
8.4.1.            50 60 ................................................................................................... 318
8.4.2.            ......................................................... 320
8.4.3.            60 ............................................................................................. 324

8.4.4. . ........... 328
8.4.5. .............................. 331
8.4.6. 
 ...................................................................... 332
8.4.7. 
             ...............................................................................333
8.4.8. ........................333
8.4.9. 
            ....................................................................................... 336
8.5. .................................. 336
8.6. ................................................. 340
8.6.1. ? ............................................................................. 340
8.6.2. online .............................................................. 341
8.6.3. ...342

9. ДАТЧИКИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ....349

9.1. 
 , ...................... 349
9.2. ......................................................... 349
9.3. ................................................................................... 351
9.4. ...................................... 352
9.5. 
 .......................................................... 354
9.6. 
 ....................... 354
9.7. ................................................................................ 354
9.8. 
 , ... 355
9.9. .......................................................................................... 355
9.10. ....................................................................... 356
9.11. .................................................... 357
9.12. .............................................................................. 360
9.13. .......................................................................... 361
9.14. 
 ............................................................... 367
9.15. 
 ............................................................. 367
9.16............................................................................................... 367
9.17. ................................................................................................ 371
9.18. ....................................................................................... 376
9.19. ................................................................... 382

10.  СЕТЕВАЯ СТРУКТУРА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 
СОВРЕМЕННОГО АВТОМОБИЛЯ ..............................................................................387

10.1. ............................................. 388
10.2. . ...391
10.3. 
 ............................................................................ 394
10.4. ....................................................................................................... 394
10.4.1. ........................................................... 394
10.4.2. RS232 ..................................................................................... 399
10.4.3. RS485 ..................................................................................... 400
10.4.4. 
 RS422 ............................................................................. 402
10.4.5. USB ............................................................................................................ 402
10.4.5.1. .......................................................................... 402
10.4.5.2. 
 USB ...................................................... 404

Îãëàâëåíèå

10.4.5.3. 
 ...............................................................404
10.4.5.4. ........................................................... 404
10.4.5.5. 
 USB  .. 405
10.4.5.6. 
 ................................................................................ 405
10.4.5.7. 
 ................................................................. 405
10.4.5.8. 
 ...........................................................405
10.3.5.9. 
 ......................................................405
10.4.5.10. 
 USB  ......................................405
10.4.6. CAN ...............................................................................................405
10.4.6.1. . CAN . ............ 405
10.4.6.2. CAN, ..................................... 406
10.4.6.3. CAN ..........................................407
10.4.6.4. 
                 CAN ...................................................... 409
10.4.6.5. . . ...................... 409
10.4.6.6. 
 ................................................................ 411
10.4.6.7. 
 CAN ................................................... 411
10.4.6.8. 
                 ..................................... 411
10.4.6.9 
 CAN .............................................................. 411
10.4.7. 
 I2C SPI ..................................................................... 411
10.5. ........................................................................ 411
10.5.7. ISO/OSI .......................................................................... 411
10.5.8. ............................................................................412
10.6. ..... 413
10.6.1. .............................................................................. 413
10.6.2. OBD-2  ...................................................................................... 415
10.6.3. .......................................................................418
10.6.3.1. ............................................................................... 418
10.6.3.2. OEM-.........................................................................419
10.6.3.3. .............................................................. 420
10.6.3.4.                 ............................................................... 421
10.6.3.5. -                BMW ........................422
10.7. LIN, MOST FLEXRAY ..................................424
10.7.4. LIN .................................................................................................. 424
10.7.5. MOST ..............................................................................................427
10.7.6. FlexRay ...........................................................................................429
10.8. , 
          ............................................................. 438
10.8.1. 
 ............................................................................. 438
10.8.1. 
 ,              BMW F01/F02 ..................................................................438
10.8.2.1. 
 D-CAN .............................................. 438
10.8.2.2. 
 CAN 1 (K-CAN 1) .........................................438
10.8.2.3. 
 CAN 2 (K-CAN 2) .........................................438
10.8.2.4. 
 CAN (PT-CAN 1) ...............438
10.8.2.5. 
 CAN 2 (PT-CAN 2) ............438

Îãëàâëåíèå

Îãëàâëåíèå

10.8.2.6. 
 Ethernet BMW F01/F02 .................................... 438
10.8.2.7. 
 FlexRay — BMW F01/F02 ........................ 438
10.8.2.8. 
 MOST .......................................................... 438
10.8.2.9. 
 ()                   BMW F01/F02 ............................................................................................. 438
10.8.2.10. 
 BSD BMW F01/F02................ 438
10.8.2.11. 
 LIN BMW F01/F02 ................... 438
10.8.2.12. 
 CAN BMW F01/F02......... 438

ЗАКЛЮЧЕНИЕ .............................................................................................................................439

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ ............................................................................................................441

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ..........................................................................................................446

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

DDE —  DISA —  DME —  EGR —  EML —  EOBD —  ICOM —  MAF —  MAP —  TPS 
—  UDS —  , BMW -VAF 
—  Vanos —  VVT (Valv  etronic) — —  —  —  —  -—  - 
—  —  —  —  —  —  —  —  —  —  —  —  —  —  —  —  —  —  —  —  —  

—  —  —  -—  —  —  —  —  —  —  — —  —  —  ()
—  —  —  —  —  ()
—  —  —  —  —  —  —  —  —  —  —  —  —  — —  —  —  -—  —  -—  —  —  —  —  

ВВЕДЕНИЕ

, , 
, . , .
, , , .
. , , 6…8 . 
, , . , , . , . . , . 
, , .
20 , 
. , , .
, , , , , 
. — 
 — , .
, -«» -() .

1. ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПДВС

, . , , , 
, , , . 
, . 

1.1. Что такое ПДВС? 

() — , () . -() . 

  Рис. 1.1.1: а — кривошипно-шатунный механизм; 
б — основные детали V-образного 8-ми цилиндрового двигателя
-. . , , , . () , , 
— , , , , . 
, , 
, . 
Ñîîòâåòñòâåííî, îñíîâíûìè ïîêàçàòåëÿìè ðàáîòû ÄÂÑ ÿâëÿþòñÿ êðóòÿùèé ìîìåíò 
íà êîëåí÷àòîì âàëó è åãî óãëîâàÿ ñêîðîñòü èëè ÷àñòîòà âðàùåíèÿ. 

  Принцип работы КШМ и некоторые принятые обозначения. 

  Рис. 1.1.2. КШМ двухтактного двухцилиндрового мотоциклетного двигателя

  Рис. 1.1.3. Некоторые принятые обозначения из теории поршневых ДВС

Вопросы по теме «Что такое ПДВС?»

1. ?
2. ?
3. .

1.2. Ïðîöåññû â ÄÂÑ

1.2. Процессы в ДВС

, . (), .

Параметры рабочего тела при осуществлении рабочего цикла в ДВС. , , . , — , .. . , . , 
— 
const
p V
T
⋅
=
. — 
: V1 — , V2 — , 

1

2

V
V = ε  — .

— , p T? . , . 
. 1.2.1 . 
, , . () (cz), . Q1 , , . — zb. a , Q2, .. 
. 
— . l, 
1
2

1

 
 100%
t
Q
Q

Q

−
η =
⋅
.

 

p, бар

V, м3
0

Q1

Q2

a

b

z

Va

Vh
Vc

lц

Рис. 1.2.1.   Термодинамический цикл ДсИЗ

1. Îñîáåííîñòè ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ÏÄÂÑ

. — , . () , , , .

  Рис. 1.2.2. Четыре такта — цикл работы ДВС и соответствующее им давление в цилиндре

— — .
, — , . 20…50° . 
, , 10. , .. 
(), 10 , .. 10 . , . 300…500 °, — 15…22 .
. 10…15° 70…90 . 2000…2500 °. 
, . 3,5…5,0 , — 900…1400 °.
1,05…1,2 , 600…800 °.

Вопросы по теме «Процессы в ДВС»

1.  «— » 
?
2.  ?

1.3. Энергетические показатели ДВС

, . , , . , , . , 

1.3. Ýíåðãåòè÷åñêèå ïîêàçàòåëè ÄÂÑ

. , . 

×åì áîëüøå ÒÂÑ (ðàáî÷åãî òåëà) áûëî ïîäàíî â öèëèíäð, 
òåì áîëüøàÿ ðàáîòà áóäåò ñîâåðøåíà.
— , . 
, -, , 
. () «», 
0° .
. 1.3.1 , --. — pP= P. P, 
, S, . 
S K, r, , .
r = Mi’ — . 
— , .
«»? . — , — . , 
, . . 1.13.1 , . 1.2.2 — . ?
. 1.3.2 , , . () , () . . (), , . , 
, 180° . 100 1.

P       S 

N

K

S

T

r

Рис. 1.3.1. Схема 
сил, действующих 
в кривошипно-шатунном 
механизме

1. Îñîáåííîñòè ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ÏÄÂÑ

180° ? 4-: 180 = 720 
() / 4 (). . , . , , . .
?  , , , M’i — . (— 
), — M’i.
? , (720° ) . , . 

1
3
4
2
1
3
4
2
1
3

p0
4,5
9,0
13,5
18,0
22,5
27,0

0
90

–90

270
360

i,·1040
1085
1130
1175
n–1
6,000
6,100

M= 85,0

’i

tMi = M’i = 96

Рис. 1.3.2. Фрагмент работы двигателя на моторном стенде