Опис системи керування двигуном

Система управління двигуном включає і вимикає паливний насос, контролює кількість повітря, що надходить в циліндри двигуна, впорскує необхідну кількість палива у впускний трубопровід, керує іскроутворенням на свічках запалення, коригує кут випередження запалення, регулює частоту обертання колінчастого валу на холостому ходу. двигуна.

Система управління двигуном - електронна, з розподіленим упорскуванням палива. Система складається з наступних елементів:

• електронний блок керування;
• датчики:
• 1) датчик положення педалі газу;
• 2) датчик положення дросельної заслінки (вбудований у дросельний вузол);
• 3) датчик детонації;
• 4) датчик температури охолоджувальної рідини;
• 5) датчик масової витрати повітря:
• 6) датчик швидкості автомобіля;
• 7) два датчики концентрації кисню;
• 8) датчик тиску (для автомобілів із системою кондиціювання повітря);
• виконавчі пристрої:
• 1) головне реле;
• 2) реле паливного насоса;
• 3) форсунки;
• 4) котушки запалювання;
• 5) електропривод дросельної заслінки;
• 6) реле електровентилятора системи охолодження;
• 7) щиток приладів;
• 8) клапан продування адсорбера;
• з'єднувальні дроти;
• колодка діагностичного роз'єму.

У систему керування двигуном також інтегрована протиугінна система (іммобілайзер).


Головний керуючий елемент системи – електронний блок управління (ЕБУ), або, як часто його називають, – контролер із вбудованим мікропроцесором. По суті ЕБУ — це спеціалізований міні-комп'ютер, у якому встановлено лише одну програму — керування двигуном, а датчики та виконавчі пристрої утворюють периферійне обладнання цього комп'ютера. Блок отримує та аналізує сигнали датчиків. На основі отриманих даних блок розраховує управляючі команди та видає їх на виконавчі пристрої. У блоці є три типи пам'яті»: постійної запам'ятовуючий пристрій (ПЗП), оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП) і перепрограмований запам'ятовуючий пристрій (ППЗП).

ПЗП — пам'ять енергонезалежна (тобто інформація в пам'яті зберігається при відключенні живлення) і є мікросхемою («чіп»)*. У ПЗУ зберігається програма обчислень та необхідні для розрахунку дані (параметри двигуна, передавальні відносини трансмісії та інші характеристики). Ця інформація є індивідуальною для кожної модифікації автомобіля.

* У конструкцію ЕБУ заводом-виробником можуть бути внесені зміни.

Попередження! Некваліфіковане перепрограмування ПЗП може призвести до порушень у роботі двигуна, виходу з ладу елементів системи керування двигуном, пошкодження двигуна.

У процесі роботи ЕБУ контролює справність всіх елементів та ланцюгів системи керування двигуном. Виявивши несправність, ЕБУ переводить систему керування двигуном на резервний режим роботи та включає контрольну лампу несправності двигуна на щитку приладів. Двигун при цьому зможе продовжити роботу (крім випадку несправності датчика положення колінчастої статі, див. нижче), що дозволяє доїхати до місця ремонту своїм ходом. Коди виявлених несправностей ЕБУ записує до ОЗП. Там зберігається оперативна інформація, яку мікропроцесор ЕБУ використовує при розрахунках. При відключенні акумуляторної батареї від бортової сіті автомобіля вся інформація, що зберігається в ОЗУ, буде видалена.


У ППЗУ зберігаються коди протиугінної системи автомобіля (іммобілайзера). Цей тип пам'яті енергонезалежний. Після активації іммобілайзера ЕБУ блокує роботу системи керування двигуном під час спроби запуску двигуна без спеціальних електронних ключів.

ЕБУ системи керування двигуном розташований за шумоізоляційним покриттям під правою стороною панелі приладів.



Датчик положення колінчастого валу (ДПКВ) призначений для формування сигналів, якими ЕБУ синхронізує свою роботу з тактами робочого процесу двигуна. Тому найчастіше цей датчик називають датчиком синхронізації. Дія датчика заснована на принципі індукції - при проходженні повз сердечника датчика зубів шківа колінчастого валу в ланцюгу датчика виникають імпульси напруги змінного струму.



Частота появи імпульсів відповідає частоті обертання колінчастого валу. Зуби розташовані по колу шківа (через 6°). Два з них стоять один від одного на кутовій відстані 18°. Зроблено це для формування в ланцюзі датчика опорних сигналів — своєрідних точок відліку, щодо яких ЕБУ визначає положення колінчастого валу — верхні мертві точки в першому/четвертому та другому/третьому циліндрах. Робота двигуна з несправним датчиком положення колінчастого валу неможлива. Датчик положення колінчастого валу ремонту не підлягає – у разі несправності він замінюється у зборі.




Датчик детонації (ДД) - п'єзоелектричний, реагує на вібрацію двигуна. За сигналами датчика ЕБУ визначає момент виникнення детонації при роботі двигуна і відповідно коригує кут випередження запалення. У разі несправності ДД електронний блок управління переводить систему на резервний режим роботи.



На автомобілі встановлюють датчик масової витрати повітря частотного типу, що зарекомендував себе як надійніший. Такий датчик у вихідному сигналі вимірюється не напруга, а частота.




Датчик масової витрати повітря (ДМРВ) встановлений між повітряним фільтром та дросельною заслінкою.



За сигналом датчика ЕБУ розраховує кількість повітря, що надходить у циліндри двигуна. У разі несправності ДМРВ електронний блок управління переводить систему на резервний режим роботи.



Для того, щоб двигуни могли відповідати жорсткішим екологічним стандартам приводу дросельної заслінки обладнаний мотор-редуктором. Педаль газу електронна, вона не має механічного зв'язку з дросельною заслінкою. Управління двигуном повністю електронне. Насправді, водій, натискаючи педаль газу, тільки означає, яке прискорення він хотів би надати автомобілю, а система управління двигуном реалізує це. Теж відбувається, коли водій послаблює тиск на педаль газу, утримує її натиснутою в одному положенні або зовсім прибирає ногу з педалі газу. Таку систему на АвтоВАЗі називають "Е-газ" (Е-GAS). Двигуни з такою системою можуть відповідати екологічним стандартам ЄВРО IV-V.

Кількість повітря, що надходить у циліндри двигуна, регулюється дросельним вузлом, який встановлений між ресивером впускного трубопроводу та повітряним фільтром.

Дросельну заслінку повертає електродвигун через редуктор. Обидва вбудовані в корпус дросельного вузла.



При запуску та прогріві двигуна, а також у режимі холостого ходу надходження повітря в циліндри регулюється відкриванням дросельної заслінки.

Положення дросельної заслінки контролюють два датчики, вбудовані в корпус дросельного вузла.

Кут відкриття дросельної заслінки задає електронний блок керування (ЕБУ) залежно від розрахункової кількості повітря, що має надійти до циліндрів двигуна. При цьому враховується режим роботи двигуна (запуск, прогрів, холостий хід тощо), температура навколишнього повітря та двигуна, положення педалі газу.

Керуючі команди надходять у дросельний вузол на електродвигун. Одночасно ЕБУ контролює кут відкриття заслінки та, за необхідності, подасть відповідні команди для коригування її положення. В результаті того, що ЕБУ одночасно регулює кількість палива, що впорскується, і повітря, що надходить, підтримується оптимальний склад горючої суміші при будь-якому режимі роботи двигуна.

Дросельний вузол з електроприводом дросельної заслінки чутливий до відкладень, які можуть накопичуватися на його внутрішній поверхні. Шар відкладень, що утворився, може перешкодити плавному руху дросельної заслінки, підклинюючи се (особливо при малих кутах відкриття). В результаті двигун нестійко працюватиме і навіть глухне на холостому ходу, погано запускатиметься, можуть з'явитися провали і на перехідних режимах. Щоб уникнути цього як профілактичний захід, слід видаляти відкладення спеціальними миючими складами при виконанні чергового технічного обслуговування автомобіля. Великий шар відкладень може остаточно заблокувати рух заслінки. Якщо промиванням не вдасться відновити працездатність дросельного вузла, необхідно його замінити.

Несправність або некоректна робота дросельного вузла можуть бути викликані порушенням контакту в його електричному ланцюзі (виводами, що окислюються, в сполучній колодці джгута проводів). У цьому випадку відновити роботу вдасться, обробивши висновки спеціальним складом для очищення та захисту електричних контактів. Можливі інші причини несправності:

• на дросельний вузол не надходить напруга живлення;
• не надходять сигнали з обох датчиків положення дросельної заслінки;
• ЕБУ не може розпізнати сигнали з датчиків положення дросельної заслінки.

У таких випадках система управління двигуном перетворюється на аварійний режим роботи. При цьому автомобіль зберігає можливість самостійно пересуватися на невелику відстань з повільною швидкістю, що в крайньому випадку дозволить перемістити його в безпечне місце (з'їхати на узбіччя, покинув, перехрестя тощо).

Про те, що дросельний вузол працює в аварійному режимі, може свідчити палаюча контрольна лампа несправності системи керування двигуном і підвищена частота обертання колінчастого валу на холостому ходу (близько 1500 хв^-1, не дивлячись на те, що двигун прогрітий до робочої температури). Двигун при цьому не реагуватиме на натискання педалі газу.

Кожен із датчиків положення дросельної заслінки є потенціометром. У процесі роботи відбувається поступове зношування струмопровідних доріжок і рухомих контактів. Згодом знос може досягти такого ступеня, що коректна робота датчика стане неможливою. Наявність двох датчиків підвищує надійність всього вузла.

Якщо з ладу вийде лише один датчик, загориться контрольна лампа, але система управління двигуном перейде на резервний режим роботи. При цьому двигун адекватно реагуватиме на натискання педалі газу, але з найгіршими експлуатаційними параметрами.

Резервний режим дозволяє доїхати автомобілем до місця ремонту своїм ходом.

Електронна педаль газу складається з пластмасового важеля, який виконаний заодно з педаллю і двох датчиків, вбудованих у кронштейн. Всі елементи є єдиною конструкцією, яку іноді називають модулем педалі газу.



Кожен датчик положення педалі газу (вбудований у кронштейн педалі газу) є потенціометр, рухомий контакт якого жорстко пов'язаний з поворотною віссю важеля педалі. Електронний блок керування (ЕБУ) за сигналами датчиків безперервно відстежує положення педалі. Зміна положення контролюється по мінливому опору на висновках обох датчиків. Відповідно до цих параметрів ЕБУ подасть управляючі команди на мотор-редуктор дросельного вузла та на паливні форсунки. В результаті зносу рухомих контактів або струмопровідних доріжок, датчики можуть вийти з ладу або сигнали, що надходять з них, будуть не коректні. При порушенні сигналів двигун працюватиме нестійко, можливі провали на перехідних режимах. Працюючи на холостому ходу частота обертання колінчастого валу двигуна може мимоволі змінюватися.

У разі виходу з ладу одного з датчиків (або його ланцюга), загориться контрольна лампа несправності системи керування двигуном. Якщо за контрольний час сигнал із датчика не відновиться, ЕБУ переведе систему на резервний режим роботи. У цьому режимі при різкому натисканні педалі газу до упору обороти зростатимуть повільно. Автомобілем можна буде продовжити рух до місця ремонту своїм ходом. Можливе деяке збільшення витрат палива та зміна деяких інших технічних показників двигуна.

У випадку, коли з ладу вийдуть обидва датчики, ЕБУ переведе систему керування двигуном в аварійний режим роботи. Двигун буде працювати тільки на оборотах трохи вище холостого ходу (1500 хв^-1). При цьому автомобіль зберігає здатність самостійно рухатися, хоч і з повільною швидкістю. Це дозволить у разі потреби залишити перехрестя, з'їхати на узбіччя або перемістити автомобіль у безпечне місце на невелику відстань.

У системі керування двигуном для переходу на деякі режими роботи потрібно відстежувати положення педалі гальма. Як датчик положення педалі гальма задіяний вимикач сигналів гальмування, в якому є дві пари контактів.



Вимикач з'єднаний з ЕБУ додатковим дротом. Також знадобиться датчик, який відстежує увімкнення та вимкнення зчеплення. Його встановлюють у кронштейн педалі зчеплення.



Датчик положення педалі зчеплення працює за таким же принципом, як і вимикач сигналів гальмування.

Датчик концентрації кисню подає вихідний сигнал, яким ЕБУ визначає концентрацію кисню у відпрацьованих газах. За отриманими даними ЕБУ коригує кількість палива, що впорскується в циліндри двигуна. цим підтримуючи оптимальну пропорцію суміші повітря з паливом (це необхідно ефективної роботи каталітичного нейтралізатора). Чутливий елемент датчика концентрації кисню розташований у потоці газів, що відпрацювали (перед каталітичним нейтралізатором). Працездатність датчика можлива тільки при нагріванні чутливого елемента до температури не нижче 300°С. Для скорочення часу прогріву датчик вбудований нагрівальний елемент.



Щоб двигун відповідав вимогам норм токсичності ЄВРО IV, систему випуску відпрацьованих газів після нейтралізатора вбудовано другий датчик концентрації кисню.

Попередження! Наявність у відпрацьованих газах сполук свинцю та кремнію може призвести до виходу з ладу датчика концентрації кисню. Тому не допускається використання етилованого бензину. При ремонті двигуна не можна застосовувати герметик з великим вмістом силікону (з'єднання кремнію), пари якого можуть потрапити через систему вентиляції картера в циліндри і далі випускний тракт. Слід використовувати герметик, на упаковці якого зазначено, що безпечний для датчика концентрації кисню.

Датчик температури охолоджуючої рідини (ДТОЖ) - напівпровідниковий прилад термістор, електричний опір якого змінюється при зміні температури навколишнього середовища. ДТЗ встановлений у корпусі термостата. По опору датчика ЕБУ оцінює тепловий режим двигуна. Отримані дані використовуються при розрахунку більшості команд, що управляють, для елементів системи управління двигуном, а також для включення електровентилятора системи охолодження двигуна. У разі несправності ДТОЖ електронний блок управління переводить систему на резервний режим роботи.



Датчик швидкості автомобіля встановлений на коробці. Принцип дії датчика ґрунтується на ефекті Холла. По імпульсах, що виробляються датчиком. ЕБУ розраховує швидкість автомобіля. Сигнал із датчика надходить також на спідометр.



У системі запалення двигунів застосовується одна котушка запалювання. Вона є двома двовивідними котушками запалювання, виконаними в єдиному корпусі. Іскроутворення відбувається у двох циліндрах одночасно (1-4 або 2-3). Котушка запалення з'єднана зі свічками запалення чотирма високовольтними проводами з незнімними наконечниками.



На двигунах застосовуються свічки запалювання А17ДВРМ, де:

• А - різьблення M14x1,25;
• 17 - напальне число;
• Д - довжина різьбової частини 19 мм, з плоскою посадковою поверхнею;
• В - виступ теплового конуса ізолятора за торець різьбової частини корпусу;
• Р - вбудований резистор;
• М - біметалічний центральний електрод.

На двигун можна встановити свічки аналогічного типу інших виробників:

• WR7DCX (BOSCH);
• LR15YC-1 (BRISK).

Форсунка - це електромагнітний голчастий клапан, на вихідному патрубку якого виконаний розпилювач з чотирма отворами, що калібруються. Форсунка відкривається за сигналом ЕБУ, при цьому паливо під тиском упорскується безпосередньо на впускний клапан. Кількість палива, що надходить у циліндр, регулюється часом відкриття форсунки. На двигуні встановлено по одній форсунці на кожний циліндр.



Клапан продувки адсорбера встановлений на корпусі повітряного фільтра (докладніше «Система живлення»).

Колодка діагностичного роз'єму призначена для підключення зовнішнього діагностичного пристрою до системи керування двигуном. Колодка встановлена праворуч від центральної консолі.