Описание на системата за управление на двигателя

Системата за управление на двигателя включва и изключва горивната помпа, контролира количеството въздух, постъпващ в цилиндрите на двигателя, впръсква необходимото количество гориво във всмукателния колектор, контролира искрянето на запалителните свещи, коригира момента на запалване, регулира скоростта на празен ход на коляновия вал, управлява електрическия вентилатор на двигателя на охладителната система.


Системата за управление на двигателя е електронна, с разпределено поетапно впръскване на гориво (т.е. горивото се впръсква във всмукателния колектор на всеки цилиндър в съответствие с работния цикъл на двигателя). Системата се състои от следните елементи:

• електронен блок за управление;
• сензори:
• 1) датчик за положение на коляновия вал;
• 2) сензор за положение на разпределителния вал;
• 3) сензор за положение на дросела (вграден в дросела);
• 4) сензор за детонация;
• 5) сензор за температура на охлаждащата течност;
• 6) сензор за абсолютно налягане и температура на въздуха във всмукателния колектор;
• 7) два сензора за концентрация на кислород;
• 8) електронен педал за газ (сензор за положение на педала за газ);
• 9) сензор за положение на педала на спирачката;
• 10) сензор за положение на педала на съединителя
• 11) сензор за налягане на климатика;
• изпълнители:
• 1) главно реле;
• 2) реле на горивната помпа;
• 3) дюзи;
• 4) бобини за запалване;
• 5) реле на охлаждащия вентилатор;
• 6) електрически задвижващ механизъм на дросела (вграден в дросела);
• 7) електромагнитен клапан на системата за промяна на дължината на каналите на входящия тръбопровод;
• 8) предупредителна светлина на двигателя;
• 9) клапан за продухване на кутията;
• свързващи проводници;
• диагностичен съединителен блок.

Системата за управление на двигателя също е интегрирана:

• скоростомер;
• оборотомер.

Основният управляващ елемент на системата е електронен блок за управление (ECU) или, както често се нарича, контролер с вграден микропроцесор. Всъщност ECU е специализиран мини-компютър, в който е инсталирана само една програма - управление на двигателя, а сензорите и изпълнителните механизми формират периферното оборудване на този компютър, устройството получава и анализира сензорни сигнали. Въз основа на получените данни блокът изчислява команди за управление и ги подава към изпълнителните механизми. Има три вида памет* в устройството: памет само за четене (ROM), памет с произволен достъп (RAM) и флаш памет (PROM).


ROM е енергонезависима памет (т.е. информацията в паметта се съхранява, когато захранването е изключено) и е микросхема ("чип") *. ROM съхранява изчислителната програма и данните, необходими за изчислението (параметри на двигателя, предавателни отношения и други характеристики). Тази информация е индивидуална за всяка модификация на автомобила.

* Дизайнът на ECU подлежи на промяна от производителя.

Предупреждение! Неквалифицираното препрограмиране на ROM може да доведе до неизправности в двигателя, повреда на елементите на системата за управление на двигателя и повреда на двигателя.

По време на работа ECU следи изправността на всички елементи и вериги на системата за управление на двигателя. След като открие неизправност, ECU поставя системата за управление на двигателя в режим на готовност и включва индикаторната лампа за неизправност на двигателя на арматурното табло. В същото време двигателят ще може да продължи да работи (освен в случай на неизправност на сензора за положение на коляновия вал, вижте по-долу), което ви позволява да шофирате сами до мястото на ремонта. ECU записва кодовете на откритите неизправности в RAM. Той също така съхранява оперативна информация, която микропроцесорът на ECU използва при изчисления. Когато акумулаторът бъде изключен от бордовата мрежа на автомобила, цялата информация, съхранена в RAM, ще бъде изтрита.

EEPROM съхранява кодовете на системата против кражба на автомобила (имобилайзер). Този тип памет е енергонезависима. След активиране на имобилайзера ECU блокира работата на системата за управление на двигателя при опит за стартиране на двигателя без специални електронни ключове.




Датчикът за положение на коляновия вал (DPKV) е предназначен да генерира сигнали, чрез които ECU синхронизира работата си с циклите на работния процес на двигателя. Следователно често този сензор се нарича сензор за синхронизация. Работата на сензора се основава на принципа на индукция - когато зъбите на шайбата на коляновия вал преминават през ядрото на сензора, във веригата на сензора възникват импулси на променлив ток.



Честотата на появата на импулси съответства на честотата на въртене на коляновия вал. Зъбите са разположени около обиколката на ролката (през 6 °). Две от тях са отдалечени една от друга на ъглово разстояние 18°. Това е направено за формиране на референтни сигнали в сензорната верига - оригинални референтни точки, спрямо които ECU определя позицията на коляновия вал - горни мъртви точки в първи / четвърти и втори / трети цилиндър. Работата на двигателя с дефектен датчик за положение на коляновия вал не е възможна. Сензорът за положение на коляновия вал не може да бъде ремонтиран - в случай на неизправност се сменя като комплект.




Сензорът за положение на разпределителния вал (DPRV) е проектиран да генерира сигнал, чрез който ECU определя горната мъртва точка (TDC) на буталото на първия цилиндър по време на такта на компресия. Понякога този сензор се нарича фазов сензор. Принципът на работа на сензора се основава на ефекта на Хол. Когато издатината на пръстена, прикрепен към шайбата на всмукателния разпределителен вал, премине през прореза в края на сензора, сензорът изпраща електрически сигнал към компютъра. В случай на неизправност на DPRV, електронният блок за управление превключва системата в режим на готовност.

Сензорът за положение на разпределителния вал е електронно устройство, което не може да се ремонтира. Ако сензорът е дефектен, той трябва да бъде заменен.





Сензор за детонация (DD) - пиезоелектричен, реагира на вибрациите на двигателя. Въз основа на сигналите от сензора ECU определя момента на детонация при работещ двигател и в съответствие с това коригира момента на запалване. В случай на неизправност на DD, електронният блок за управление превключва системата на резервен режим на работа.





Сензорът за абсолютно налягане и температура на въздуха във всмукателния колектор е монтиран на всмукателния колектор отгоре.



За измерване на налягането в сензора се използва пиезоелектричен елемент, чийто сигнал се променя пропорционално на налягането във входящия тръбопровод. Въз основа на сигнала от сензора, ECU изчислява количеството въздух, което влиза в цилиндрите на двигателя. В случай на неизправност на сензора, ECU превключва системата в режим на готовност и включва лампата за неизправност на арматурното табло.

Количеството въздух, постъпващ в цилиндрите на двигателя, се регулира от дроселната клапа, която е монтирана между приемника на всмукателния колектор и въздушния филтър.

За да може двигателят да отговаря на по-строгите екологични стандарти, дроселната клапа е оборудвана с мотор-редуктор. Педалът на газта е електронен, няма механична връзка с дросела. Управлението на двигателя е изцяло електронно. Всъщност водачът, натискайки педала за газ, само посочва какво ускорение би искал да даде на колата, а системата за управление на двигателя изпълнява това. Същото се случва, когато водачът отслаби натиска върху педала за газ, задържи го натиснат в едно положение или напълно свали крака си от педала за газ. Такава система в AvtoVAZ се нарича "E-gas" (E-GAS). Двигателите с такава система могат да отговарят на екологичните стандарти Евро 5-6.

Дроселната клапа се завърта от електродвигател през скоростна кутия. И двете са вградени в тялото на дросела.



При стартиране и загряване на двигателя, както и в режим на празен ход, въздушният поток в цилиндрите се контролира чрез отваряне на дросела.

Позицията на дросела се следи от два сензора, вградени в тялото на дросела.

Ъгълът на отваряне на дроселната клапа се задава от електронния блок за управление (ECU) в зависимост от очакваното количество въздух, което трябва да влезе в цилиндрите на двигателя. Това отчита режима на работа на двигателя (стартиране, загряване, празен ход и т.н.), температурата на околния въздух и двигателя, положението на педала за газ.

Командите за управление се изпращат към дроселната клапа към електрическия мотор. В същото време ECU контролира ъгъла на отваряне на амортисьора и при необходимост подава подходящи команди за коригиране на позицията му. В резултат на това, че ECU регулира едновременно количеството впръскано гориво и входящия въздух, оптималният състав на горимата смес се поддържа във всеки режим на работа на двигателя.

Корпусът на дросела с електрически дросел е чувствителен към отлагания, които могат да се натрупат по вътрешната му повърхност. Полученият слой от отлагания може да попречи на гладкото движение на дроселната клапа, като я заклини (особено при малки ъгли на отваряне). В резултат на това двигателят ще работи нестабилно и дори ще спре на празен ход, ще стартира лошо и може да се появят повреди в преходни условия. За да се избегне това, като превантивна мярка, отлаганията трябва да бъдат отстранени със специални почистващи препарати при извършване на следващата поддръжка на автомобила. Голям слой отлагания може напълно да блокира движението на амортисьора. Ако промиването не успее да възстанови функционалността на дроселната клапа, тогава тя трябва да бъде сменена.

Неизправност или неправилна работа на дроселната клапа може да бъде причинена от повреда на контакта в неговата електрическа верига (окислени клеми в съединителния блок на кабелния сноп). В този случай ще бъде възможно да се възстанови работата чрез третиране на заключенията със специален състав за почистване и защита на електрическите контакти. Може да има и други причини за неуспеха:

• към дроселната клапа не се подава захранващо напрежение;
• не се получават сигнали и от двата сензора за положение на дросела;
• ECU не може да разпознае сигналите от сензорите за положение на дросела.

В тези случаи системата за управление на двигателя преминава в авариен режим. В същото време автомобилът запазва способността си самостоятелно да се движи на кратко разстояние с ниска скорост, което в екстремни случаи ще позволи да бъде преместен на безопасно място (отбийте от пътя, напуснете кръстовището и т.н.) .

Фактът, че дроселовият възел работи в авариен режим, може да бъде показан от светеща индикаторна лампа за неизправност на системата за управление на двигателя и повишени обороти на празен ход (около 1500 минути ^-1, въпреки факта, че двигателят е загрял до работна температура). Двигателят няма да реагира на натискане на педала за газ.

Всеки от сензорите за положение на дросела е потенциометър. По време на работа има постепенно износване на проводящите пътеки и подвижните контакти. С течение на времето износването може да достигне такава степен, че правилната работа на сензора да стане невъзможна. Наличието на два сензора повишава надеждността на целия монтаж.

Ако само един сензор се повреди, контролната лампа ще светне, но системата за управление на двигателя ще премине в режим на готовност. В този случай двигателят ще реагира адекватно на натискане на педала за газ, но с по-лоши работни параметри.

Режимът на готовност ви позволява сами да карате колата си до мястото на ремонт.

Електронният педал за газ се състои от пластмасов лост, който е неразделна част от педала и два сензора, вградени в скобата. Всички елементи са единен дизайн, който понякога се нарича модул на педала на газта.



Всеки датчик за положението на педала на газта (интегриран в скобата на педала на газта) е потенциометър, чийто подвижни контакт е твърдо свързан с оста на въртене на лоста на педала. Електронният блок за управление (ECU) непрекъснато следи позицията на педала въз основа на сигнали от сензори. Промяната в позицията се контролира от променящото се съпротивление на изходите на двата сензора. В съответствие с тези параметри, ECU изпраща команди за управление към мотор-редуктора на дроселната клапа и към горивните инжектори. В резултат на износване на подвижните контакти или проводящи пътеки, сензорите могат да се повредят или сигналите, идващи от тях, няма да бъдат правилни. В случай на нарушение на сигналите, двигателят ще работи нестабилно, възможни са "повреди" в преходни условия. При празен ход оборотите на двигателя могат спонтанно да се променят.

Ако един от сензорите (или неговата верига) се повреди, индикаторната лампа за неизправност на системата за управление на двигателя ще светне. Ако по време на контролното време сигналът от сензора не се възстанови, ECU ще прехвърли системата в режим на готовност. В този режим, когато рязко натиснете педала на газта до спиране, скоростта ще се увеличи бавно. С автомобил ще можете да продължите да шофирате самостоятелно до мястото на ремонта. Възможно е леко увеличение на разхода на гориво и промяна в някои други технически показатели на двигателя.

В случай, че и двата сензора се повредят, ECU ще прехвърли системата за управление на двигателя в авариен режим. Двигателят ще работи само на малко над празен ход (1500 min^-1). В същото време колата запазва способността си да се движи самостоятелно, макар и с ниска скорост. Това ще позволи, ако е необходимо, да напуснете кръстовището, да отбиете отстрани на пътя или да преместите колата на безопасно място за кратко разстояние.

В системата за управление на двигателя, за да преминете към някои режими на работа, е необходимо да следите позицията на педала на спирачката. Превключвателят на педала на спирачката се използва като сензор за положение на педала на спирачката, в който има две двойки контакти.



Превключвателят е свързан към компютъра с допълнителен проводник. Ще ви е необходим и сензор, който следи зацепването и изключването на съединителя. Монтира се в скобата на педала на съединителя.



Сензорът за положение на педала на съединителя (за автомобил с механична скоростна кутия) работи на същия принцип като превключвателя на стоп-светлините.

Сензорът за концентрация на кислород осигурява изходен сигнал, от който ECU определя концентрацията на кислород в отработените газове. Според получените данни ECU регулира количеството гориво, впръскано в цилиндрите на двигателя, като по този начин поддържа оптималното съотношение на сместа въздух-гориво (това е необходимо за ефективната работа на каталитичния конвертор). Чувствителният елемент на датчика за концентрация на кислород се намира в потока отработени газове (преди катализатора). Работоспособността на сензора е възможна само когато неговият чувствителен елемент е нагрят до температура най-малко 300 °C. За да се намали времето за загряване, в сензора е вграден нагревателен елемент.



За да може двигателят да отговаря на строгите изисквания на стандартите за токсичност, втори сензор за концентрация на кислород е интегриран в системата за отработени газове след конвертора.

Предупреждение! Наличието на оловни и силициеви съединения в отработените газове може да доведе до повреда на сензора за концентрация на кислород. Поради това не се допуска използването на оловен бензин. Когато ремонтирате двигателя, не използвайте уплътнител с високо съдържание на силикон (силициеви съединения), чиито пари могат да попаднат през системата за вентилация на картера в цилиндрите и по-нататък в изпускателния тракт. Използвайте уплътнител, на опаковката на който пише, че е безопасен за сензора за кислород.

За да се намалят емисиите на бензинови пари от резервоара за гориво, горивната система на двигателя е оборудвана със система за възстановяване на горивните пари (за подробности вижте "Горивна система"). Един от елементите на тази система е вентилът за продухване на адсорбера. Работата му се контролира от ECU на двигателя. Клапанът за продухване на адсорбера се намира в двигателното отделение отдясно.

Сензорът за температура на охлаждащата течност (DTOZH) е термисторно полупроводниково устройство, чието електрическо съпротивление се променя с температурата на околната среда. DTOZH е монтиран в корпуса на термостата. Въз основа на съпротивлението на сензора ECU оценява топлинния режим на двигателя. Получените данни се използват при изчисляването на повечето команди за управление на елементите на системата за управление на двигателя, както и за включване на електрическия вентилатор на охладителната система на двигателя. В случай на неизправност на DTOZH, електронният блок за управление превключва системата в резервен режим на работа.



Двигателят използва четири бобини за запалване. Монтират се директно на свещите. Това елиминира намаляването на мощността на искрата поради изтичане на ток (това е възможно, ако изолацията на проводниците с високо напрежение е повредена).



Запалителните свещи AU17DVRM се използват на двигатели, където:

• A - резба M 14x1,25;
• Y - шестоъгълна част на тялото на база 16 mm до ключ;
• 17 - светещо число;
• D - дължина на резбовата част 19 mm, с плоска опорна повърхност;
• B - изпъкналост на термичния конус на изолатора извън края на резбовата част на корпуса;

• P - вграден резистор;
• M е биметален централен електрод.

На двигателя могат да се монтират свещи от различни производители; подобен тип (вижте Таблица 9.2.1).

Дюзата е електромагнитна иглена клапа, на изходящата тръба на която е направена пръскачка с четири калибрирани отвора. Инжекторът се отваря по сигнал от ECU, докато горивото под налягане се впръсква директно върху всмукателния клапан. Количеството гориво, което влиза в цилиндъра, се контролира от времето за отваряне на инжектора. Двигателят има по един инжектор за всеки цилиндър.



Вентилът за продухване на кутията е монтиран на корпуса на въздушния филтър (вижте "Захранваща система" за подробности).

Диагностичният съединителен блок е предназначен за свързване на външно диагностично устройство (например DST-2M) към системата за управление на двигателя. Блокът е монтиран отляво под арматурното табло.