Устройство на системата за управление на двигателя (Chevrolet Lacetti J200)

Електронен блок за управление на двигателя.

Двигателят е оборудван с разпределена система за поетапно впръскване на гориво: бензинът се подава от инжектори към всеки цилиндър последователно в съответствие с реда на работа на двигателя.

Системата за управление на двигателя се състои от електронен блок за управление (ECU), сензори за работните параметри на двигателя и автомобила и изпълнителни механизми.

ECU е мини-компютър със специално предназначение. Състои се от памет с произволен достъп (RAM) и програмируема памет само за четене (PROM).

Екю вътрешни разположен в подкапотном пространство — се фиксира с помощта на скоба на лявата брызговику. Освен доставка на захранващото напрежение до датчикам и управление на изпълнителни устройства екю вътрешни извършва диагностични функции на системата за управление на двигателя (система за бордова диагностика) — определя наличието на неизправности в елементите на системата, включва индикатора за неизправности в арматурното табло и съхранява кодовете за неизправности в паметта си. Ако се открие неизправност, за да се избегнат негативни последици (изгаряне на буталата поради детонация, повреда на катализатора в случай на прекъсване на запалването на гориво-въздушната смес, превишаване на границите на токсичност на отработените газове и др.), ECU превключва системата в аварийни режими на работа.



Същността им се състои в това, че при повреда на някой сензор или неговата верига, блокът за управление на двигателя прилага заместващи данни, съхранени в паметта му.



Индикаторът за неизправност на системата за управление на двигателя се намира в арматурното табло.

Ако системата работи правилно, тогава, когато запалването е включено, индикаторът трябва да светне - по този начин ECU проверява изправността на индикатора и управляващата верига.

След стартиране на двигателя индикаторът трябва да изгасне, ако паметта на ECU не съдържа условията за неговото активиране. Когато индикаторът светне, докато двигателят работи, той информира водача, че бордовата диагностична система е открила неизправност и че по-нататъшното движение на автомобила се извършва в авариен режим.

Това може да влоши някои параметри на работата на двигателя (мощност, отзивчивост, икономичност), но шофирането с такива неизправности е възможно и колата може да отиде сама до сервиза.

Ако неизправността е временна, електронният блок за управление ще изключи индикатора след три безпроблемни пътувания.

Кодове за грешки (дори ако индикаторът изгасне) остават в паметта на устройството и могат да бъдат прочетени с помощта на специално диагностично устройство – скенер, свързан към диагностичния конектор.







Диагностичен конектор (диагностичен конектор) намира се под арматурното табло - закрепва се с два винта към скобата на рамката на арматурното табло (леко вдясно от дръжката за заключване на капака).

Когато кодовете за неизправност се изчистят от паметта на електронния блок с помощта на диагностичния инструмент, индикаторът за неизправност в арматурното табло изгасва.

Сензорите на системата за управление предоставят на ECU информация за работните параметри на двигателя и автомобила, въз основа на която изчислява момента, продължителността и реда на отваряне на горивните инжектори, момента и реда на образуване на искра.





Сензорът за положение на коляновия вал е разположен на предната стена на цилиндровия блок под масления филтър.





Сензорът предоставя на контролера информация за скоростта на въртене и ъгловото положение на коляновия вал.

Сензорът е индуктивен тип и реагира на преминаването на зъбите на ангренажния диск, закрепен към бузата на коляновия вал на 4-ти цилиндър, близо до сърцевината му. Зъбците са разположени на диска на интервали от 6°. За да се определи позицията на коляновия вал, два от 60-те зъба се отрязват, образувайки широк канал.

Когато този жлеб премине сензора, в него се генерира т. нар. "референтен" импулс за синхронизация. Монтажната междина между сърцевината на сензора и върховете на зъбите е приблизително 1,3 mm. Когато главният диск се върти, магнитният поток в магнитната верига на сензора се променя - в намотката му се индуцират импулси на променливо напрежение. Въз основа на броя и честотата на тези импулси, ECU изчислява фазата и продължителността на управляващите импулси за инжекторите и запалителните бобини.

Сензор за фаза (положение на разпределителния вал) прикрепен към десния край на главата на цилиндъра близо до шайбата на разпределителния вал на изпускателната система.









Относително положение на фазовия датчик и ролката на разпределителния вал на изпускателната система

ECU използва сигнала на фазовия сензор, за да координира процесите на впръскване на гориво в съответствие с реда на запалване на цилиндъра.

Принципът на работа на сензора се основава на ефекта на Хол.

Сензорът реагира на преминаването на издатина, направена в края на шайбата на разпределителния вал, за да определи позицията на буталото на първия цилиндър по време на работния ход. В зависимост от ъгловото положение на вала, сензорът изпраща правоъгълни импулси на напрежение с различни нива към управляващия блок. Въз основа на изходните сигнали от сензорите за положение на коляновия и разпределителния вал, управляващият блок задава момента на запалване и цилиндъра, към който трябва да се подава гориво. Ако сензорът за фаза се повреди, ECU превключва в режим на нефазно впръскване на гориво.



Сензорът за температурата на охлаждащата течност се завинтва в отвор с резба в задната стена на главата на цилиндъра, между каналите за подаване на въздух на 1-ви и 2-ри цилиндър. Сензорният прът се измива от охлаждащата течност, циркулираща през охладителната риза на главата на цилиндъра.

Сензорът е термистор с отрицателен температурен коефициент, т.е. съпротивлението му намалява с повишаване на температурата. ECU доставя стабилизирано напрежение от +5,0 V към сензора чрез резистор и въз основа на спада на напрежението на сензора изчислява температурата на охлаждащата течност, чиито стойности се използват за регулиране на подаването на гориво и момента на запалване.

Сензорът за положение на дросела е монтиран на вала на дросела и е резистор от потенциометричен тип.

Към единия край на резистивния му елемент се подава стабилизирано напрежение +5,0 V от ECU, а другият се свързва към масата на електронния блок. От третия извод на потенциометъра (плъзгач), който е свързан към оста на дросела, се взема сигнал за управляващия блок. Чрез периодично измерване на изходното напрежение на сензорния сигнал, ECU определя текущото положение на дроселната клапа, за да изчисли момента на запалване и продължителността на импулса на впръскване на гориво, както и да управлява регулатора на празен ход. Сензорът за положение на дросела и клапанът за регулиране на оборотите на празен ход са комбинирани в едно устройство, монтирано на дросела.









Ако сензорът се повреди, е необходимо да смените целия дроселов комплект заедно с блока за управление на оборотите на празен ход и сензора за положение на дросела (вижте Премахване на дросела).



Сензор за абсолютно налягане (разреждане) въздухът във всмукателния колектор е прикрепен към тялото на всмукателния колектор и е свързан чрез тръба към неговия приемник. Сензорът оценява промените във въздушното налягане във всмукателния колектор, които зависят от натоварването на двигателя и оборотите на коляновия вал на двигателя, и ги преобразува в сигнали за изходно напрежение. Въз основа на тези сигнали ECU определя количеството въздух, постъпващ в двигателя, и изчислява необходимото количество гориво. За доставяне на повече гориво при по-висок ъгъл на отваряне на дросела (вакуумът във всмукателния колектор е незначителен) ECU увеличава времето за работа на горивните инжектори.

Когато ъгълът на отваряне на дросела намалява, вакуумът във всмукателния колектор се увеличава и ECU, обработвайки сигнала, намалява времето за работа на инжекторите. Сензорът за абсолютно налягане на въздуха във всмукателния колектор позволява на ECU да прави корекции на работата на двигателя, когато атмосферното налягане се променя в зависимост от надморската височина.



Сензорът за температурата на входящия въздух на двигателя се завинтва в отвора с резба на приемника на всмукателния колектор. Сензорът е термистор (със същите електрически характеристики като сензора за температура на охлаждащата течност), който изменя съпротивлението си в зависимост от температурата на въздуха. ECU подава стабилизирано напрежение от +5,0 към сензора чрез резистор и измерва промяната в нивото на сигнала, за да определи температурата на входящия въздух.

Нивото на сигнала е високо, когато въздухът в тръбопровода е студен, и ниско, когато въздухът е горещ.

ECU взема предвид информацията, получена от сензора, когато изчислява въздушния поток, за да коригира подаването на гориво и момента на запалване.



Сензорът за детонация е прикрепен към задната стена на цилиндровия блок в областта на 3-ти цилиндър.

Пиезоелектричният сензорен елемент генерира сигнал за променливо напрежение, чиято амплитуда и честота съответстват на параметрите на вибрациите на стената на цилиндровия блок на двигателя. Когато възникне детонация, амплитудата на вибрациите с определена честота се увеличава. В този случай, за да потисне детонацията, ECU настройва момента на запалване към по-късна точка.

В системата за управление на двигателя се прилагат два сензора концентрация на кислород — управляващ и диагностика.





Сензорът за контрол на концентрацията на кислород е монтиран в изпускателния колектор.

Сензорът е източник на галваничен ток, чието изходно напрежение зависи от концентрацията на кислород в околната среда около сензора. Въз основа на сигнала от сензора за наличието на кислород в отработените газове, ECU регулира подаването на гориво от инжекторите, така че съставът на работната смес да е оптимален за ефективната работа на катализатора на отработените газове.

Кислородът, съдържащ се в отработените газове, след като влезе в химическа реакция с електродите на сензора, създава потенциална разлика на изхода на сензора, варираща от приблизително 0,1 V до 0,9 V.

Ниското ниво на сигнала съответства на бедна смес (наличие на кислород), а високо ниво — богата (липсва кислород). Когато сензорът е в студено състояние, няма изходен сигнал от сензора, тъй като вътрешното му съпротивление в това състояние е много високо - няколко MOhms (системата за управление на двигателя работи в отворен цикъл).

За нормална работа сензорът за концентрация на кислород трябва да има температура най-малко 300°C.

За бързо загряване на сензора след стартиране на двигателя в сензора е вграден нагревателен елемент, който се управлява от ECU. Когато сензорът се загрее, неговото съпротивление пада и той започва да генерира изходен сигнал. След това ECU започва да отчита сигнала от сензора за концентрация на кислород, за да контролира подаването на гориво в режим на затворен контур.

Сензорът за концентрация на кислород може да бъде "отровен" чрез използване на оловен бензин или чрез използване на уплътнители, съдържащи големи количества силикон по време на сглобяването на двигателя (силициеви съединения) с висока волатилност. Силиконовите пари могат да навлязат в горивната камера на двигателя през системата за вентилация на картера. Наличието на оловни или силициеви съединения в отработените газове може да доведе до повреда на сензора.

В случай на повреда на сензора или неговите вериги, ECU управлява подаването на гориво в отворена верига.

Диагностичният сензор за концентрация на кислород се монтира след катализатора в междинната тръба на изпускателната система. Основната функция на сензора е да оцени ефективността на каталитичния конвертор.

Сигналът, генериран от датчика, показва наличието на кислород в отработените газове след катализатора. Ако каталитичният конвертор работи нормално, показанията на диагностичния сензор ще се различават значително от показанията на контролния сензор.

Принципът на работа на диагностичния сензор е същият като този на контролния сензор за концентрация на кислород.



Сензорът за скорост на автомобила е монтиран в горната част на корпуса на съединителя на скоростната кутия, до механизма за превключване на скоростите.

Принципът на работа на сензора за скорост се основава на ефекта на Хол.

Задвижващата предавка на сензора е зацепена със зъбното колело, монтирано на диференциалната кутия. Сензорът изпраща правоъгълни импулси на напрежение към ECU с честота, пропорционална на скоростта на въртене на задвижващите колела. Броят импулси на сензора е пропорционален на разстоянието, изминато от автомобила.

ECU определя скоростта на автомобила въз основа на честотата на импулса.

Системата за запалване е част от системата за управление на двигателя и се състои от две бобини за запалване, проводници за високо напрежение и запалителни свещи. По време на работа системата не изисква поддръжка или настройка, с изключение на смяната на запалителните свещи.



Токът в първичните намотки на намотките се управлява от електронен блок в зависимост от режима на работа на двигателя.

Към изводите на второстепенни (високо напрежение) проводниците на запалителната свещ са свързани към намотките на бобината: към едната бобина - 1-ви и 4-ти цилиндър, към другата - 2-ри и 3-ти. Така искрата прескача едновременно в два цилиндъра (1-4 или 2-3) - в единия в края на такта на компресия (работна искра), в другия - в края на изпускателния ход (на празен ход).

Бобината — неразборная, при излизане от строя я заместват.



Свещи NGK BKR6 E-11 (1.4L и 1.6L двигатели) и NGK BКUR6ETB (1.8L двигател) или подобни продукти от други производители.

Разстоянието между електродите на запалителната свещ е 1,0–1,1 mm (1.4L и 1.6L двигатели) и 0,7–0,9 mm (1.8L двигател).

Размер шестигранника свещи — под глава "до 16".

Когато запалването е включено, ECU захранва релето на горивната помпа за 2 секунди, за да създаде необходимото налягане в горивната шина. Ако през това време стартерът не започне да върти коляновия вал, ECU изключва релето и го включва отново след като започне въртенето.

Ако двигателят току-що е стартиран и скоростта му е над 400 min¯¹, системата за управление работи в отворен контур, без да взема предвид сигнала от контролния сензор за концентрация на кислород. В този случай ECU изчислява състава на сместа въздух-гориво въз основа на входящите сигнали от сензора за температура на охлаждащата течност и сензора за абсолютно налягане на въздуха във всмукателния колектор. След като сензорът за контрол на концентрацията на кислород се загрее, системата започва да работи в затворен контур, като взема предвид сигнала от сензора.

Ако при опит за стартиране на двигателя той не запали и има съмнение, че цилиндрите са наводнени с излишно гориво, те могат да бъдат издухани чрез натискане докрай на педала на газта и включване на стартера. При това положение на дросела и скорост на коляновия вал под 400 min¯¹, ECU ще изключи инжекторите. Когато отпуснете педала на газта и дроселовата клапа е отворена на по-малко от 80%, ECU ще включи инжекторите.

Когато двигателят работи, в зависимост от информацията, постъпваща от сензорите, съставът на сместа се регулира от продължителността на управляващия импулс, подаван към инжекторите (колкото по-дълъг е импулсът, толкова повече гориво се подава).

По време на спиране на двигателя (с включена предавка и съединител), когато дроселната клапа е напълно затворена и оборотите на двигателя са високи, впръскването на гориво не се извършва, за да се намали токсичността на отработените газове.

Когато напрежението в бордовата мрежа на автомобила падне, ECU увеличава времето, необходимо за натрупване на енергия в бобините на запалването (за надеждно запалване на горимата смес) и продължителност на импулса на инжектиране (за компенсиране на увеличаването на времето за отваряне на инжектора). С увеличаване на напрежението в бордовата мрежа времето, необходимо за натрупване на енергия в бобините за запалване и продължителността на импулса, подаван към инжекторите, намалява.

При изключване на запалването захранването с гориво се прекъсва, което предотвратява спонтанното запалване на сместа в цилиндрите на двигателя.

Когато обслужвате или ремонтирате системата за управление на двигателя, винаги изключвайте запалването (в някои случаи е необходимо да изключите клемата на проводника от отрицателната клема на акумулатора). Когато извършвате заваръчни работи по автомобила, изключете кабелните снопове на системата за управление на двигателя от ECU. Преди изсушаване на автомобила в сушилна камера (след боядисване) премахнете ECU-то.

При работещ двигател не изключвайте и не регулирайте съединителите на кабелния сноп на системата за управление на двигателя или клемите на кабела на акумулатора. Не стартирайте двигателя, ако клемите на акумулатора и клемите на заземяващия кабел на двигателя са разхлабени или замърсени.

Статията е препечатана от уебсайта «ChevyMan.ru»