GMLAN сериен интерфейс за данни
Локална мрежа на General Motors (GMLAN) кола - семейството на последователни комуникационни гуми (подмрежи), които позволяват на впръскване на контролния устройства (ECU или възли) поддържайте комуникация помежду си или с диагностичния тестер.
GMLAN поддържа три шини, високоскоростна двупроводна шина, средноскоростна двупроводна шина и едножична нискоскоростна шина.
- Високоскоростна гума (500 kbps) - обикновено се използва за споделяне на данни в реално време като зададен от водача въртящ момент, действителен въртящ момент на двигателя, ъгъл на завиване и др.
- Гума за средна скорост (приблизително 95,2 kbps) - обикновено се използва за информационна поддръжка (дисплей, навигация и др.), където времето за реакция на системата изисква голямо количество данни да бъдат предадени за относително кратко време, като например актуализиране на дисплея на графична информация.
- Гума за ниска скорост (33,33 kbps) - обикновено се използва за управлявани от драйвер устройства, където се изисква време за реакция на системата от около 100-200 ms. Тази шина също поддържа високоскоростна работа при 83,33 kbps, използвана само при препрограмиране на ECU контролера.
Решението за използване на конкретна гума на конкретно превозно средство зависи от това как са разпределени функциите между различните контролери в това превозно средство. GMLAN шините използват комуникационния протокол за контролерска мрежа (CAN). Данните се пакетират в CAN съобщения, които се сегментират в CAN "рамки". Всеки CAN кадър включва заглавни данни (известен също като CAN идентификатор или CANId) и максимум осем (8) байта данни. Едно съобщение може да се състои от един кадър или множество кадъра, в зависимост от броя на байтовете данни, които определят цялото съобщение. Арбитражът на канала се извършва само в заглавката или CANId част от рамката.
Описание на контролера на електронната система за управление на двигателя (ECM)
Електрическата централа има електронни системи за управление, предназначени да намалят емисиите на отработени газове, като същевременно поддържат отлични характеристики на шофиране и икономия на гориво. Контролният модул на двигателя (ECM) е контролният център на системата. ECM контролира много функции на двигателя и автомобила. ECM непрекъснато получава информация от различни сензори и други източници на данни и управлява системи, които влияят на работата на автомобила и емисиите. Освен това ECM извършва диагностични тестове на различни части на системата. ECM може да открие неизправности и да предупреди водача чрез индикаторната лампа за неизправност (MIL). Когато бъде открита неизправност, ECM съхранява диагностичен код за неизправност (DTC), който идентифицира системата, в която е възникнала неизправността. Контролерът доставя буферирано захранване към различни сензори и превключватели. За да се определи кои системи се управляват от ECM, е необходимо да се изследват компонентите и електрическите диаграми.
Работа на индикаторната лампа за неизправност (MIL)
Индикаторната лампа за неизправност (MIL) се намира в арматурното табло. Лампата MIL показва, че е възникнала неизправност, свързана с емисии.
Описание на системата за наблюдение на положението на педала на газта (APP)
Системата за положение на педала на газта (APP), заедно с електронните системи на автомобила и други компоненти, се използва за изчисляване и контролиране на степента на ускорение и забавяне чрез контролиране на впръскването на гориво. Това елиминира необходимостта от механична връзка чрез кабел между педала на газта и системата за впръскване на гориво.
Освен всичко друго, системата APP включва следните възли:
- Сензорен модул за положение на педала на газта (APP)
- Контролер на електронна система за управление на двигателя (EEMS)
Сензор за положение на педала на газта (APP)
Сензорът за положение на педала на газта (APP) се намира на модула на педала на газта. Сензорът се състои от 2 отделни сензора в един корпус. Сензорът за положение на педала на газта комуникира с ECM, използвайки две отделни сигнални вериги, ниска еталонна и 5V еталонна. Всеки сензор изпълнява своя собствена функция за определяне на позицията на педала. ECM използва сензора APP, за да определи степента на ускорение или забавяне, изисквана от водача на превозното средство. Напрежението от APP сензор 1 се увеличава при натискане на педала на газта от приблизително 1,0 V при 0% ход на педала до 4,0 V при 100% ход на педала. Напрежението от сензора APP 2 се увеличава от приблизително 0,5 V при 0% ход на педала до 2,0 V при 100% ход на педала.
Описание на горивната система
Горивната система на този автомобил включва следните компоненти:
- Верига с ниско налягане
- Тръби и маркучи за подаване и връщане
- Блок за разпределение на връщане на гориво
- Резервоар за гориво
- Помпа за подаване на гориво
- Сензори за нивото на горивото
- Горивен филтър/нагревател
- Сензор за вода в горивото (WIF)
- Верига с високо налягане
- Горивна помпа за високо налягане с дозатор
- Горивна релса (Common Rail)
- Сензор за налягане в горивната релса (FRP)
- Горивни инжектори
- Регулатор на налягането в горивната релса (FRP)
Сензор за нивото на горивото
Сензорът за ниво на горивото се състои от поплавък, телено поплавъчно рамо и керамична резисторна платка. Нивото на горивото се определя от позицията на лоста на поплавъка. Сензорът за ниво на горивото съдържа променлив резистор, чието съпротивление се променя в зависимост от количеството гориво, останало в резервоара. Информацията за нивото на горивото се предава от контролера на системата за управление на двигателя (ECM) към арматурното табло (IPC). Тази информация се използва за показване на индикатора за гориво на арматурното табло и предупредителната светлина за ниско гориво (ако е наличен). В допълнение, входът от сензора за ниво на горивото се използва от ECM за различни диагностични функции.
Помпа за подаване на гориво
Главната помпа за подаване на гориво се намира в лявата половина на резервоара за гориво. Захранването на тази горивна помпа се подава от релето на горивната помпа, което се управлява от ECM. Горивото се изпомпва от резервоара за гориво към горивната помпа за високо налягане.
Горивна помпа за високо налягане (CP1H)
Горивната помпа за високо налягане CP1H от BOSCH се използва при дизелов двигател Z20S. Тази помпа е подобрена версия на модела CP1. Сега тази помпа създава налягане в горивната шина до 1600 бара. Това беше постигнато чрез укрепване на задвижването, подобряване на възлите на клапаните и предприемане на мерки за увеличаване на здравината на тялото. За да се осигури достатъчно гориво, помпата е проектирана да има общ капацитет от 160 l/h.
Необходимата производителност на помпата се регулира плавно с помощта на електрическо задвижван дозиращ блок, разположен на горивната помпа за високо налягане. Този клапан регулира количеството гориво, подавано към релсата според нуждите на системата. Този тип управление на подаването на гориво не само намалява изискванията за мощност на помпата, но също така намалява максималната температура на горивото. Входното налягане, необходимо за горивната помпа за високо налягане, се осигурява от електрическа помпа за подаване на гориво, разположена на резервоара за гориво. Излишното гориво от горивната помпа за високо налягане се връща в резервоара за гориво през тръбопровода за връщане на гориво.
Горивната помпа за високо налягане е бутална помпа с тройно действие. Той свързва горивните вериги с ниско и високо налягане. Помпата се задвижва от двигателя чрез ангренажния ремък.
Монтаж на горивен филтър
Монтажът на горивния филтър се състои от корпус на горивния филтър, филтърен елемент, сензор за вода в горивото, нагревател за гориво и сензор за температура на горивото. Филтърният елемент улавя частици, съдържащи се в горивото, които могат да повредят системата за впръскване на гориво. Сензорът за температура на горивото изпраща сигнал до ECM, който издава команда за загряване на горивото с помощта на нагревателя на горивото. Сензорът за вода в горивото открива наличието на вода в корпуса на горивния филтър.
Подаване и връщане на гориво
Горивото се подава от резервоара за гориво към горивната помпа за високо налягане през тръбопроводите за подаване на гориво. Тръбопроводите за обратно гориво връщат горивото от разпределителния модул за обратно гориво обратно към резервоара за гориво.
Възли на горивната релса
Възелът на горивната релса разпределя гориво под налягане през горивните тръбопроводи към горивните инжектори.
Монтажът на горивната релса се състои от следните части:
- Горивна релса (Common Rail)
- Сензор за налягане в горивната релса (FRP)
- Регулатор на налягането в горивната релса (FRP)
Сензорът за налягане на горивната релса предава информация за налягането на горивото към ECM. ECM използва тази информация, за да регулира налягането на горивото, като командва отварянето или затварянето на регулатора за налягане на горивото заедно с дозиращия модул на входа на горивната помпа за високо налягане.
Горивни инжектори
Горивният инжектор е електромагнитно устройство, управлявано от ECM, което подава компресирано гориво в отделен цилиндър на двигателя. ECM доставя напрежение към соленоида на инжектора с нисък импеданс, за да отвори нормално затворения клапан. Горивото се освобождава под налягане през иглата на горивния инжектор и се връща в резервоара за гориво през връщащите горивопроводи. Разликата в налягането на горивото над и под иглата води до отваряне на иглата. Горивото от върха на горивния инжектор се впръсква директно в горивната камера по време на такта на компресия на двигателя.
Описание на системата за подгревни свещи
При дизеловия двигател в цилиндъра се компресира само въздух. След това, след като въздухът се компресира, част от горивото се впръсква в цилиндъра и в резултат на нагряването по време на компресията се получава запалване. За улесняване на стартирането на двигателя се използват четири подгревни свещи.
Подгревните свещи се управляват от контролера на подгревните свещи (GCU) и на подгревните свещи са им необходими не повече от 3 секунди, за да достигнат 1000°C (1832°F). Температурата и консумацията на енергия се контролират съвместно от ECM и GCU в широк диапазон, за да се постигнат условия за предварително загряване на двигателя. Захранването се подава към всяка подгревна свещ поотделно. Това устройство осигурява оптимално време за нагряване на подгревната свещ, докато времето за предварително загряване може да бъде намалено до минимум, за да се намали времето за стартиране и да се удължи живота на подгревната свещ.
Първоначалното време за активиране на подгревната свещ варира в зависимост от системното напрежение и температура. При ниски температури времето за включване се увеличава.
Подгревни свещи
Подгревните свещи са нагреватели във всеки цилиндър, които работят на 4,4 волта. Те се активират и управляват чрез модулиран сигнал с широчина на импулса, когато ключът за запалване се завърти в положение RUN преди стартиране на двигателя. Известно време след стартиране те продължават да работят в импулсен режим и след това се изключват.
Индикаторът за подгревни свещи на арматурното табло служи за информиране за условията на стартиране на двигателя. Индикаторът на запалителната свещ не свети, докато подгревните свещи работят след стартиране на двигателя.
Контролер за подгревни свещи (GCU)
Контролерът на подгревните свещи е полупроводниково устройство, което управлява подгревните свещи. Контролерът GCU е свързан към следните вериги:
- Верига на напрежението на запалване 1.
- Верига на напрежението на батерията.
- Диагностична верига, разположена между ECM и контролера на подгревните свещи.
- Масова верига на двигателя.
- Захранващите вериги на подгревните свещи са разположени между контролера на подгревните свещи и самите подгревни свещи.
Описание на системата за рециркулация на отработените газове (EGR)
Системата за рециркулация на отработените газове (EGR) служи за намаляване на съдържанието на азотни оксиди (NOx) в отработените газове, образувани при високи температури на горене. Това се постига чрез подаване на малко количество отработени газове обратно в горивната камера. Отработените газове абсорбират част от топлинната енергия, генерирана по време на горенето, и по този начин намаляват температурата на горене. Системата EGR работи само при определени температура, барометрично налягане и условия на натоварване на двигателя, за да предотврати влошаване на характеристиките на шофиране и да увеличи мощността на двигателя.
Системата EGR се състои от следните компоненти:
- EGR клапан - EGR клапанът е с вакуумно задвижване. EGR клапанът се използва за насочване на отработените газове от изпускателната система към всмукателния колектор за рециркулация по време на процеса на горене.
- Вакуумна помпа - Вакуумът за вакуумния задвижващ механизъм на EGR клапана се създава от механична помпа, задвижвана от разпределителния вал, наречена вакуумна помпа. Вакуумната помпа работи непрекъснато, когато двигателят работи.
- EGR клапан вакуумен задвижващ механизъм за управление електромагнитен клапан - Електромагнитен клапан за управление на вакуумния задвижващ механизъм на EGR клапана е разположен в системата за вакуумно управление на EGR между вакуумната помпа и EGR клапана. ECM извежда сигнал за широчинно-импулсна модулация (PWM) на заземяващата верига на соленоида на вакуумния задвижващ механизъм на EGR клапана, за да отвори EGR клапана до желаната позиция, като използва измерено подаване на вакуум от вакуумната помпа. Електромагнитният клапан за управление на вакуумния задвижващ механизъм на EGR клапана се захранва с напрежение на запалване през веригата на напрежението на запалване 1 от главното реле. Електромагнитният клапан, управляващ вакуумното задвижване на EGR клапана, е от нормално затворен тип.
- Управление на задвижващия механизъм на EGR - Дизеловите двигатели не създават достатъчен вакуум, за да позволят на рециркулираните отработени газове да влязат сами в процеса на горене. Когато е затворен, EGR дроселната клапа предотвратява навлизането на свеж въздух в двигателя, което води до създаване на вакуум в двигателя. Когато ECM командва EGR клапанът да се отвори, EGR дроселната пластина получава команда да се затвори. Дроселовата клапа EGR е от нормално отворен тип.
- MAF сензор - MAF сензор (масов въздушен поток) разположен в системата за всмукване на въздух между въздушния филтър и изходния порт на EGR клапана. ECM използва сигнала от сензора за масов въздушен поток (MAF), за да изчисли действителната скорост на рециркулация на отработените газове във всмукателния колектор. Когато EGR клапанът е отворен, MAF стойността намалява.
- EGR охладител - Охлаждащата течност на двигателя преминава през охладителя на EGR, за да намали температурата на отработените газове, преди да влязат в EGR клапана и всмукателния колектор.
Описание на системата за турбокомпресор
Турбокомпресорът увеличава мощността на двигателя чрез подаване на сгъстен въздух към горивните камери, което води до изгаряне на повече гориво с оптимална смес гориво-въздух. При конвенционален турбокомпресор турбината се върти от изгорелите газове от двигателя, удрящи лопатките на турбината. Това кара колелото на компресора в противоположния край на вала на турбината да се върти, изпомпвайки повече въздух във всмукателната система.
В турбокомпресора на това превозно средство позицията на лопатките на турбината се контролира от модула за управление на двигателя (ECM), като по този начин се регулира налягането на турбото. Така налягането на форсиране може да се регулира независимо от оборотите на двигателя. Остриетата са монтирани на общ пръстен, който може да се върти, за да променя ъгъла на остриетата. ECM променя усилването в зависимост от натоварването на двигателя.
Описание на системата за филтър за твърди частици (DPF)
Система за обработка на отработили газове на дизелов двигател се състои от разположен в двигателния отсек releaser катализатор (precat) и каталитичен конвертор, разположен под каросерия (главен дизел окислително катализатор + сажевого дизеловия филтър с покритие).
Системите за управление на двигателя и обработка на отработените газове са проектирани да намалят съдържанието на вредни вещества като въглеводороди (HC) и въглероден окис (CO) в отработените газове, както и прахови частици (сажди), за да отговарят на съвременните строги стандарти за токсичност на отработените газове.
Дизеловият филтър за твърди частици е изработен от силициев карбид и е покрит с благороден метал. Той е проектиран да намалява въглеводородите (HC) и въглеродния оксид (CO) и улавя частиците в отработените газове на двигателя, за да намали емисиите на сажди в атмосферата. Частиците сажди се събират в каналите на дизеловия филтър с покритие и се изгарят на редовни интервали (в процес, наречен "регенерация"), за да се предотврати запушването на филтъра. Прекомерното натрупване на сажди във филтъра може да доведе до загуба на мощност на двигателя и повреда на филтъра по време на регенерацията. За да се повиши температурата на отработените газове по време на регенерацията, допълнително гориво се впръсква във филтъра през множество инжектори. През това време температурата в DPF се повишава до приблизително 600°C и натрупаните сажди се окисляват или изгарят, превръщайки се във въглероден диоксид (CO₂).
Тръбите за налягане, свързани към сензор за диференциално налягане, се използват за измерване на нивото на отлаганията на сажди в покрития филтър за твърди частици и за защита на двигателя чрез иницииране на процес на регенерация, когато се достигне критично ниво на отлагания на сажди.
Предкаталитичният конвертор в двигателното отделение (precat) и главният дизелов каталитичен конвертор (DOC) са покрити с благороден метал и служат за намаляване на съдържанието на въглеводороди (HC) и въглероден оксид (CO) в отработените газове. Освен това, по време на регенерация, тези агрегати допринасят за повишаване на температурата на отработените газове чрез изгаряне на допълнително впръскано гориво. Допълнителното впръскване на гориво в цилиндрите позволява регенерацията да се извършва при всякакви условия на работа на двигателя, както и при всякакви стойности на външна температура и налягане. Процесът на регенерация протича гладко и обикновено е незабележим за водача на автомобила.