Opis systemu zarządzania silnikiem

System zarządzania silnikiem włącza i wyłącza pompę paliwową, kontroluje ilość powietrza wpływającego do cylindrów silnika, wtryskuje wymaganą ilość paliwa do kolektora dolotowego, kontroluje iskrzenie na świecach zapłonowych, koryguje kąt wyprzedzenia zapłonu, reguluje obroty biegu jałowego wał korbowy, steruje wentylatorem elektrycznym układu chłodzenia silnika.

System zarządzania silnikiem jest elektroniczny, z rozproszonym wtryskiem paliwa. System składa się z następujących elementów:

• elektroniczna jednostka kontrolująca;
• czujniki:
• 1) czujnik położenia pedału gazu;
• 2) Czujnik położenia przepustnicy (wbudowany w korpus przepustnicy);
• 3) czujnik stukowy;
• 4) czujnik temperatury chłodzenia;
• 5) czujnik przepływu masy powietrza:
• 6) czujnik prędkości pojazdu;
• 7) dwa czujniki stężenia tlenu;
• 8) ciśnieniomierz (dla pojazdów z klimatyzacją);
• urządzenia wykonawcze:
• 1) główny przekaźnik;
• 2) przekaźnik pompy paliwa;
• 3) dysze;
• 4) cewki zapłonowe;
• 5) elektryczna przepustnica;
• 6) przekaźnik wentylatora chłodzącego;
• 7) panel;
• 8) zawór odpowietrzający adsorbera;
• przewody łączące;
• gniazdo diagnostyczne.

System antywłamaniowy jest również zintegrowany z systemem zarządzania silnikiem (immobilizer).

Głównym elementem sterującym systemu jest elektroniczna jednostka sterująca (ECU), lub, jak to się często nazywa, kontroler ze zintegrowanym mikroprocesorem. Tak naprawdę ECU to wyspecjalizowany minikomputer, w którym zainstalowany jest tylko jeden program - sterowanie silnikiem, a czujniki i elementy wykonawcze stanowią wyposażenie peryferyjne tego komputera. Urządzenie odbiera i analizuje sygnały z czujników. Na podstawie otrzymanych danych blok oblicza polecenia sterujące i wydaje je elementom wykonawczym. W bloku występują trzy rodzaje pamięci»: trwałe urządzenie pamięci masowej (ROM), pamięć o swobodnym dostępie (Baran) i przeprogramowalna pamięć masowa (BAL STUDENCKI).

ROM - pamięć nieulotna (to znaczy informacje w pamięci są zachowywane po wyłączeniu zasilania) i jest mikroczipem («żeton») *. ROM przechowuje program obliczeniowy i dane niezbędne do obliczeń (parametry silnika, przełożenia skrzyni biegów i inne cechy). Ta informacja jest indywidualna dla każdej modyfikacji pojazdu.


* Konstrukcja ECU może ulec zmianie przez producenta.

Ostrzeżenie! Niewykwalifikowane przeprogramowanie pamięci ROM może doprowadzić do nieprawidłowego działania silnika, awarii elementów układu sterowania silnikiem i uszkodzenia silnika.

Podczas pracy ECU monitoruje stan wszystkich elementów i obwodów systemu zarządzania silnikiem. Po wykryciu usterki, ECU przełącza system zarządzania silnikiem w tryb gotowości i włącza lampkę kontrolną awarii silnika na tablicy rozdzielczej. Silnik będzie wtedy mógł dalej pracować (z wyjątkiem przypadku nieprawidłowego działania czujnika położenia wału korbowego, patrz poniżej), co pozwala na samodzielny dojazd na miejsce naprawy. ECU zapisuje kody wykrytych usterek do pamięci RAM. Przechowuje również informacje operacyjne, które mikroprocesor ECU wykorzystuje w obliczeniach. Gdy akumulator zostanie odłączony od miasta pokładowego samochodu, wszystkie informacje przechowywane w pamięci RAM zostaną usunięte.

W pamięci EEPROM przechowywane są kody systemu antykradzieżowego samochodu (immobilizer). Ten typ pamięci jest nieulotny. Po aktywacji immobilizera, ECU blokuje działanie systemu zarządzania silnikiem podczas próby uruchomienia silnika bez specjalnych kluczy elektronicznych.

Sterownik silnika znajduje się za wygłuszeniem pod prawą stroną tablicy rozdzielczej.




Czujnik położenia wału korbowego (DPKV) przeznaczony jest do generowania sygnałów, za pomocą których ECU synchronizuje swoją pracę z cyklami procesu pracy silnika. Dlatego często ten czujnik nazywany jest czujnikiem synchronizacji. Działanie czujnika opiera się na zasadzie indukcji - gdy zęby koła pasowego wału korbowego przechodzą obok rdzenia czujnika, w obwodzie czujnika pojawiają się impulsy napięcia prądu przemiennego.



Częstotliwość pojawiania się impulsów odpowiada częstotliwości obrotów wału korbowego. Zęby znajdują się na obwodzie koła pasowego (po 6°). Dwa z nich są oddalone od siebie o kąt 18°. Miało to na celu utworzenie sygnałów odniesienia w obwodzie czujnika - oryginalnych punktów odniesienia, względem których ECU określa położenie wału korbowego - górnych martwych punktów w pierwszym / czwartym i drugim / trzecim cylindrze. Praca silnika z uszkodzonym czujnikiem położenia wału korbowego nie jest możliwa. Czujnik położenia wału korbowego nie podlega naprawie - w przypadku awarii wymieniany jest jako zespół.




Czujnik stukowy (DD) - piezoelektryczny, reaguje na wibracje silnika. Na podstawie sygnałów z czujnika ECU określa moment wystąpienia detonacji podczas pracy silnika i zgodnie z tym koryguje kąt wyprzedzenia zapłonu. W przypadku awarii DD, elektroniczna jednostka sterująca przełącza system w tryb pracy rezerwowej.



W samochodach instalowany jest czujnik masowego przepływu powietrza typu częstotliwościowego, który okazał się bardziej niezawodny. W takim czujniku sygnał wyjściowy jest mierzony nie napięciem, ale częstotliwością.



Czujnik przepływu masy powietrza (DMRV) zainstalowany między filtrem powietrza a korpusem przepustnicy.



Na podstawie sygnału z czujnika, ECU oblicza ilość powietrza wpływającego do cylindrów silnika. W przypadku awarii DMRV, elektroniczna jednostka sterująca przełącza system w tryb gotowości do pracy.



Aby silniki spełniały bardziej rygorystyczne normy środowiskowe, siłownik przepustnicy jest wyposażony w motoreduktor. Pedał gazu jest elektroniczny, nie ma mechanicznego połączenia z przepustnicą. Zarządzanie silnikiem jest w pełni elektroniczne. W rzeczywistości kierowca naciskając pedał gazu wskazuje jedynie, jakie przyspieszenie chciałby nadać samochodowi, a system zarządzania silnikiem to realizuje. To samo dzieje się, gdy kierowca poluzuje nacisk na pedał gazu, przytrzyma go w jednej pozycji lub całkowicie zdejmie nogę z pedału gazu. Taki system w AvtoVAZ nazywa się «E-gaz» (E-GAZ). Silniki z takim systemem mogą spełniać normy środowiskowe EURO IV-V.

Ilość powietrza wchodzącego do cylindrów silnika jest regulowana przez zespół przepustnicy, który jest instalowany między odbiornikiem kolektora dolotowego a filtrem powietrza.

Zawór dławiący jest obracany silnikiem elektrycznym przez przekładnię. Oba są wbudowane w korpus przepustnicy.



Podczas uruchamiania i rozgrzewania silnika, a także na biegu jałowym, przepływ powietrza do cylindrów jest kontrolowany przez otwarcie przepustnicy.

Położenie przepustnicy jest monitorowane przez dwa czujniki wbudowane w korpus przepustnicy.

Kąt otwarcia przepustnicy jest ustawiany przez elektroniczną jednostkę sterującą (ECU) w zależności od szacowanej ilości powietrza, które musi dostać się do cylindrów silnika. Uwzględnia to tryb pracy silnika (uruchamianie, rozgrzewanie, praca na biegu jałowym i tak dalej), temperatura otoczenia i silnika, położenie pedału gazu.

Polecenia sterujące są wysyłane do zespołu przepustnicy do silnika elektrycznego. Jednocześnie ECU kontroluje kąt otwarcia klapy iw razie potrzeby wyda odpowiednie polecenia korygujące jej położenie. Dzięki temu, że ECU jednocześnie reguluje ilość wtryskiwanego paliwa i dopływającego powietrza, optymalny skład mieszanki palnej jest utrzymywany w każdym trybie pracy silnika.

Korpus przepustnicy z elektryczną przepustnicą jest wrażliwy na osady, które mogą gromadzić się na jego wewnętrznej powierzchni. Powstała warstwa osadów może zakłócać płynny ruch przepustnicy, zaklinując ją (zwłaszcza przy małych kątach otwarcia). W rezultacie silnik będzie pracował niestabilnie, a nawet zgaśnie na biegu jałowym, źle się uruchomi, aw warunkach przejściowych mogą pojawić się awarie. Aby tego uniknąć, jako środek zapobiegawczy należy usunąć osady specjalnymi kompozycjami detergentowymi podczas wykonywania kolejnej konserwacji samochodu. Duża warstwa osadów może całkowicie zablokować ruch amortyzatora. Jeśli przepłukanie nie przywróci funkcjonalności zespołu przepustnicy, należy go wymienić.

Awaria lub nieprawidłowe działanie zespołu przepustnicy może być spowodowane przerwaniem styku w jego obwodzie elektrycznym (utlenione zaciski w bloku przyłączeniowym wiązki przewodów). W takim przypadku możliwe będzie przywrócenie pracy poprzez potraktowanie wniosków specjalną kompozycją do czyszczenia i ochrony styków elektrycznych. Mogą istnieć inne przyczyny niepowodzenia:

• zespół przepustnicy nie otrzymuje napięcia zasilania;
• sygnały nie są odbierane z obu czujników położenia przepustnicy;
• ECU nie może rozpoznać sygnałów z czujników położenia przepustnicy.

W takich przypadkach układ sterowania silnikiem przechodzi w tryb awaryjny. Jednocześnie samochód zachowuje możliwość samodzielnego poruszania się na niewielką odległość z małą prędkością, co w skrajnych przypadkach pozwoli na przemieszczenie go w bezpieczne miejsce (zjechać na pobocze, w lewo, na skrzyżowaniu i tym podobne).

Fakt, że zespół przepustnicy pracuje w trybie awaryjnym może być sygnalizowany zapaleniem się lampki ostrzegawczej o nieprawidłowym działaniu systemu sterowania silnikiem i zwiększonymi obrotami biegu jałowego wału korbowego (około 1500 min^-1, mimo że silnik jest rozgrzany do temperatury roboczej). Silnik nie reaguje na wciśnięcie pedału gazu.

Każdy z czujników położenia przepustnicy jest potencjometrem. Podczas pracy dochodzi do stopniowego zużycia torów przewodzących i styków ruchomych. Z biegiem czasu zużycie może osiągnąć taki poziom, że prawidłowa praca czujnika staje się niemożliwa. Obecność dwóch czujników zwiększa niezawodność całego zespołu.

Jeśli tylko jeden czujnik ulegnie awarii, lampka kontrolna zaświeci się, ale system zarządzania silnikiem przełączy się w tryb czuwania. W takim przypadku silnik odpowiednio zareaguje na wciśnięcie pedału gazu, ale z gorszymi parametrami pracy.

Tryb czuwania pozwala na samodzielne dojechanie samochodem do miejsca naprawy.

Elektroniczny pedał gazu składa się z plastikowej dźwigni, która jest zintegrowana z pedałem, oraz dwóch czujników wbudowanych we wspornik. Wszystkie elementy to jedna konstrukcja, która jest czasami nazywana modułem pedału gazu.



Każdy czujnik położenia pedału (wbudowany we wspornik pedału gazu) jest potencjometrem, którego ruchomy styk jest sztywno połączony z osią obrotu dźwigni pedału. Elektroniczna jednostka kontrolująca (ECU) zgodnie z sygnałami czujników stale monitoruje położenie pedału. Zmianą położenia steruje się zmieniającą się rezystancją na wyjściach obu czujników. Zgodnie z tymi parametrami ECU wyśle polecenia sterujące do zespołu przepustnicy motoreduktor oraz do wtryskiwaczy paliwa. W wyniku zużycia ruchomych styków lub ścieżek przewodzących czujniki mogą ulec awarii lub sygnały z nich płynące nie będą prawidłowe. Jeśli sygnały zostaną zakłócone, możliwe, że silnik będzie pracował nieprawidłowo «niepowodzenia» w trybach przejściowych. Podczas pracy na biegu jałowym prędkość obrotowa silnika może się spontanicznie zmieniać.

W przypadku awarii jednego z czujników (albo jego łańcuchy), zapali się lampka kontrolna awarii układu sterowania silnikiem. Jeśli w czasie kontroli sygnał z czujnika nie zostanie przywrócony, ECU przełączy system w stan czuwania. W tym trybie, gdy mocno wciśniesz pedał gazu do oporu, prędkość będzie powoli rosnąć. Samochodem będzie można kontynuować jazdę do miejsca naprawy we własnym zakresie. Możliwy jest niewielki wzrost zużycia paliwa i zmiana niektórych innych wskaźników technicznych silnika.

W przypadku awarii obu czujników, ECU przełączy system zarządzania silnikiem do pracy awaryjnej. Silnik będzie pracował tylko z prędkością tuż powyżej biegu jałowego (1500 minut^-1). Jednocześnie samochód zachowuje zdolność do samodzielnego poruszania się, choć z małą prędkością. Pozwoli to w razie potrzeby na opuszczenie skrzyżowania, zjechanie na pobocze lub przemieszczenie samochodu na niewielką odległość w bezpieczne miejsce.

W systemie zarządzania silnikiem, aby przejść do niektórych trybów pracy, wymagane jest monitorowanie położenia pedału hamulca. Włącznik pedału hamulca służy jako czujnik położenia pedału hamulca, w którym znajdują się dwie pary styków.



Przełącznik jest podłączony do komputera za pomocą dodatkowego przewodu. Będziesz także potrzebował czujnika, który monitoruje załączanie i wyłączanie sprzęgła. Montuje się go we wsporniku pedału sprzęgła.



Czujnik położenia sprzęgła działa na tej samej zasadzie co włącznik świateł hamowania.

Czujnik stężenia tlenu dostarcza sygnał wyjściowy, na podstawie którego ECU określa stężenie tlenu w spalinach. Na podstawie otrzymanych danych ECU dostosowuje ilość paliwa wtryskiwanego do cylindrów silnika. utrzymując w ten sposób optymalne proporcje mieszanki paliwowo-powietrznej (jest to niezbędne do wydajnej pracy katalizatora). Czuły element czujnika stężenia tlenu znajduje się w strumieniu spalin (przed katalizatorem). Działanie czujnika jest możliwe tylko wtedy, gdy jego czuły element zostanie podgrzany do temperatury nie niższej niż 300°C. Aby skrócić czas nagrzewania, w czujniku wbudowany jest element grzejny.



Aby silnik spełniał wymagania norm toksyczności EURO IV, drugi czujnik stężenia tlenu jest zintegrowany z układem wydechowym za konwerterem.

Ostrzeżenie! Obecność związków ołowiu i krzemu w spalinach może prowadzić do awarii czujnika stężenia tlenu. Dlatego stosowanie benzyny ołowiowej jest niedozwolone. Podczas naprawy silnika nie używaj uszczelniacza z dużą zawartością silikonu (związki krzemu), którego opary mogą przedostawać się przez układ wentylacji skrzyni korbowej do cylindrów i dalej do układu wydechowego. Użyj uszczelniacza, który mówi na opakowaniu, że jest bezpieczny dla czujnika tlenu.

czujnik temperatury chłodzenia (DTOZH) - termistor urządzenia półprzewodnikowego, którego rezystancja elektryczna zmienia się wraz ze zmianami temperatury otoczenia. DTOZH jest zainstalowany w obudowie termostatu. Na podstawie rezystancji czujnika, ECU ocenia reżim termiczny silnika. Uzyskane dane są wykorzystywane do obliczania większości poleceń sterujących elementami układu sterowania silnika, a także do włączania wentylatora elektrycznego układu chłodzenia silnika. W przypadku awarii DTOZH elektroniczna jednostka sterująca przełącza system w tryb pracy awaryjnej.



Czujnik prędkości pojazdu zainstalowany na skrzyni biegów. Zasada działania czujnika opiera się na efekcie Halla. Zgodnie z impulsami generowanymi przez czujnik. ECU oblicza prędkość pojazdu. Sygnał z czujnika trafia również do prędkościomierza.



Układ zapłonowy silnika wykorzystuje pojedynczą cewkę zapłonową. Składa się z dwóch dwubiegunowych cewek zapłonowych, wykonanych w jednej obudowie. Iskrzenie występuje jednocześnie w dwóch cylindrach (1-4 lub 2-3). Cewka zapłonowa jest połączona ze świecami zapłonowymi czterema przewodami wysokiego napięcia z nieusuwalnymi końcówkami.



W silnikach stosuje się świece zapłonowe A17DVRM, w których:

• A - gwint M14x1,25;
• 17 - numer blasku;
• D - długość części gwintowanej 19 mm, z płaską powierzchnią przylegania;
• B - wystawanie stożka termicznego izolatora poza powierzchnię czołową gwintowanej części korpusu;
• R - wbudowany rezystor;
• M - bimetaliczna elektroda środkowa.

Na silniku można zainstalować świece podobnego typu innych producentów:

• WR7DCX (BOSCH);
• LR15YC-1 (BRISK).

Dysza - Jest to elektromagnetyczny zawór iglicowy, na króćcu wylotowym którego wykonany jest opryskiwacz z czterema kalibrowanymi otworami. Wtryskiwacz otwiera się na sygnał z ECU, podczas gdy paliwo pod ciśnieniem jest wtryskiwane bezpośrednio do zaworu dolotowego. Ilość paliwa wpływającego do cylindra jest kontrolowana przez czas otwarcia wtryskiwacza. Silnik ma jeden wtryskiwacz na każdy cylinder.



Zawór opróżniania kanistra zainstalowany na obudowie filtra powietrza (więcej «Układ zasilania»).

Blok złącza diagnostycznego przeznaczony do podłączenia zewnętrznego urządzenia diagnostycznego do systemu zarządzania pracą silnika. Blok jest zainstalowany po prawej stronie konsoli środkowej.