Диаграма на електронната система за управление на двигателя: 1 - батерия; 2 - ключ за запалване; 3 — електронен блок за управление на двигателя (ECU); 4 — диагностичен контакт; 5 — сензор за абсолютно налягане на въздуха във всмукателния колектор; 6 - сензор за температура на въздуха на всмукателния колектор; 7 - сензор за детонация; 8 - сензор за температура на охлаждащата течност; 9 — контролно реле на вентилаторите на охладителната система; 10 — реле на двигателя на главния вентилатор; 11 — допълнително реле на двигателя на вентилатора; 12 — електрически вентилатори на охладителната система; 13 — инструментална група; 14 — фазов сензор; 15 - диагностични и контролни сензори за концентрация на кислород; 16 - Сензор за неравен път; 17 — реле на компресора на климатика; 18 — компресор на климатика; 19 - сензор за скорост на автомобила; 20 — реле на горивната помпа; 21 — горивен модул; 22 — електромагнитен клапан за продухване на адсорбера; 23 - бобина за запалване; 24 — клапан за рециркулация на отработените газове; 25 — контрол на празен ход; 26 - сензор за положение на дросела; 27 — дюза; 28 - сензор за положение на коляновия вал
Елементи на електронната система за управление на двигателя: 1* — сензор за неравен път; 2* — датчик за температурата на входящия въздух; 3* — фазов сензор; 4* — датчик за положение на коляновия вал; 5* — датчик за положение на дросела; 6 — инжектори; 7 — електронен блок за управление; 8 - сензор за абсолютно налягане на въздуха; 9* — диагностична букса; 10 — бобина за запалване; 11* — сензор за скорост; 12 — блок за монтиране на реле и предпазител; 13* — датчик за температурата на охлаждащата течност; 14* — диагностичен сензор за концентрация на кислород; 15 - запалителни свещи; 16 - сензор за контрол на концентрацията на кислород; 17* — сензор за детонация
*Артикулът не се вижда на снимката.
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 за щитку передка.
Електронен блок за управление на двигателя
В допълнение към подаването на напрежение към сензорите и управляващите изпълнителни механизми, ECU изпълнява 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 излизане от строя на някакъв датчик или неговата верига блок за управление на двигателя се прилага подмяна на данни, съхранявани в паметта му.
Индикаторът за неизправност на системата за управление на двигателя се намира в арматурното табло.
Индикатор за неизправност на системата за управление на двигателя 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.
Единственото изключение е сензорът за положение на коляновия вал; ако е дефектен, двигателят не може да работи.
Ако неизправността е временна, ECU ще изключи индикатора след 10 секунди, при условие че няма други кодове за грешка в паметта на устройството, които изискват индикаторът да бъде включен.
Кодове за грешки (дори ако индикаторът изгасне) остават в паметта на устройството и могат да бъдат прочетени с помощта на специално диагностично устройство, свързано към диагностичния конектор.
Диагностичният конектор е прикрепен от вътрешната страна на конзолата на арматурното табло отдясно на педала за газ.
Диагностичен конектор
При изчистване на кодове за грешки от паметта на електронния блок с помощта на диагностичен инструмент или чрез изключване на батерията (за поне 10 сек) индикаторът 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 монтиран на корпуса на маслената помпа.
Сензор за положение на коляновия вал
Сензорът предоставя на ECU информация за скоростта на въртене и ъгловото положение на коляновия вал.
Сензор — индуктивни вида, реагира на преминаването близо до своето ядро на зъбите определящ диск, обединено с шкивом с помощни агрегати.
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 запалителната бобина.
Фазовият сензор е монтиран на задната стена на корпуса на лагера на разпределителния вал до шайбата на разпределителния вал.
Сензор за фаза
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 прилив, направен върху върха на разпределителния вал.
В зависимост от ъгловото положение на вала сензорът изпраща правоъгълни импулси на напрежение 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 е монтиран в левия край на главата на цилиндъра.
Сензор за температура на охлаждащата течност
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.
Сензор за положение на дросела
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 измерване на изходното напрежение на сензорния сигнал, ECU определя текущото положение на дроселовата клапа, за да изчисли момента на запалване и продължителността на импулса на впръскване на гориво, както и да управлява регулатора на оборотите на празен ход.
Сензор за абсолютно налягане (разреждане) въздухът във всмукателния колектор се намира в двигателното отделение на предния панел и е свързан с всмукателния колектор чрез тръба.
Сензор за абсолютно налягане в колектора
Сензорът оценява промените във въздушното налягане във всмукателния колектор, които зависят от натоварването 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 в колектора позволява на ECU да прави корекции на работата на двигателя, когато атмосферното налягане се променя в зависимост от надморската височина.
Сензорът за температура на въздуха във всмукателния колектор е монтиран в гофрирания маркуч за подаване на въздух към дроселната клапа.
Сензор за температура на въздуха във 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 взема предвид информацията, получена от сензора, когато изчислява въздушния поток, за да коригира подаването на гориво и момента на запалване.
Сензорът за детонация е монтиран на задната стена на цилиндровия блок в областта на 3-ти цилиндър.
Сензор за детонация
Пиезоелектричният керамичен сензорен елемент генерира сигнал за променлив ток, 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.
Сензорът за контрол на концентрацията на кислород е монтиран в изпускателния колектор.
Сензор за контрол на концентрацията на кислород
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 мегаома (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.
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 от използването на оловен бензин.
Наличието на оловни 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.
Сензор за диагностика на концентрацията на кислород
Принципът на работа на диагностичния сензор е същият като този на контролния сензор за концентрация на кислород.
За бързо загряване на сензора след стартиране на двигателя в сензора е вграден нагревателен елемент, който се управлява от ECU.
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.
Сензорът за скорост на автомобила е монтиран в горната част на корпуса на скоростната кутия, до механизма за превключване на скоростите.
Сензор за скорост на автомобила
Принципът му на действие се основава на ефекта на Хол.
Сензорното задвижване е монтирано в скоростната кутия и се върти с честота, пропорционална на честотата на въртене на предните колела на автомобила.
Сензор развива в екю вътрешни правоъгълни импулси на напрежение (долно ниво — не повече от 1,0 В горния — не по-малко от 5,0 и В).
Същите тези импулси се използват за работа със скоростомера на автомобила.
Броят импулси на сензора е пропорционален на разстоянието, изминато от автомобила.
ECU определя скоростта на автомобила въз основа на честотата на импулса.
Сензорът за неравен път е монтиран в двигателното отделение на дясната чаша на калника.
Сензор за неравни пътища
Сензорът е проектиран да измерва амплитудата на вибрациите на тялото.
Принципът на неговото действие се основава на пиезоелектричния ефект.
Променливото натоварване на трансмисията, което възниква при шофиране по неравни пътища, влияе върху ъгловата скорост на коляновия вал на двигателя.
В този случай колебанията в честотата на въртене на коляновия вал са подобни на подобни колебания, които възникват, когато горивно-въздушната смес се запали в цилиндрите на двигателя.
В този случай, за да предотврати фалшиво откриване на прекъсване на запалването, ECU деактивира тази функция на бордовата диагностична система, когато сигналът на сензора надвиши определен праг.
Системата за запалване е част от системата за управление на двигателя и се състои от бобина 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.
Текущият контрол контролира подаването на гориво към инжекторите, така че съставът на работната смес да е оптимален за ефективната работа на каталитичния конвертор 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 мегаома (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.
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 от използването на оловен бензин.
Наличието на оловни 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.
Принципът на работа на диагностичния сензор е същият като този на контролния сензор за концентрация на кислород.
За бързо загряване на сензора след стартиране на двигателя в сензора е вграден нагревателен елемент, който се управлява от ECU.
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.
Сензорът за скорост на автомобила е монтиран в горната част на корпуса на скоростната кутия, до механизма за превключване на скоростите.
Принципът му на действие се основава на ефекта на Хол.
Сензорното задвижване е монтирано в скоростната кутия и се върти с честота, пропорционална на честотата на въртене на предните колела на автомобила.
Сензор развива в екю вътрешни правоъгълни импулси на напрежение (долно ниво — не повече от 1,0 В горния — не по-малко от 5,0 и В).
Същите тези импулси се използват за работа със скоростомера на автомобила.
Броят импулси на сензора е пропорционален на разстоянието, изминато от автомобила.
ECU определя скоростта на автомобила въз основа на честотата на импулса.
Сензорът за неравен път е монтиран в двигателното отделение на дясната чаша на калника.
Сензорът е проектиран да измерва амплитудата на вибрациите на тялото.
Принципът на неговото действие се основава на пиезоелектричния ефект.
Променливото натоварване на трансмисията, което възниква при шофиране по неравни пътища, влияе върху ъгловата скорост на коляновия вал на двигателя.
В този случай колебанията в честотата на въртене на коляновия вал са подобни на подобни колебания, които възникват, когато горивно-въздушната смес се запали в цилиндрите на двигателя.
В този случай, за да предотврати фалшиво откриване на прекъсване на запалването, ECU деактивира тази функция на бордовата диагностична система, когато сигналът на сензора надвиши определен праг.
Системата за запалване е част от системата за управление на двигателя и се състои от бобина 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 бобината се управлява от ECU 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 намотка - 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).
Запалителна бобина
Бобината — неразборная, при излизане от строя я заместват.
Свещи CHAMPION RN9YC, NGK BPR6ES или подобни на други производители.
Запалителна свещ
Разстоянието между електродите на запалителната свещ е 0,7–0,8 mm.
Размер шестигранника под ключ — 21 mm.
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.
Когато двигателят работи, съставът на сместа се регулира от продължителността на управляващия импулс, подаван към инжекторите (колкото по-дълъг е импулсът, толкова повече гориво се подава).
Ако няма сигнал от датчика за положение на коляновия вал (валът не се върти, сензорът или неговите вериги са повредени) ECU прекъсва подаването на гориво към цилиндрите.
Подаването на гориво също се прекъсва при изключване на запалването, което предотвратява спонтанното запалване на сместа в цилиндрите на двигателя.
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 бобината 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 увеличаването на напрежението в бордовата мрежа времето за натрупване на енергия в бобината на запалването и продължителността на импулса, подаден към инжекторите, намаляват.
Екю вътрешни през реле управлява включването на вентилатора (вентилатори — при наличието на климатик), система за охлаждане в зависимост от температурата на двигателя, както и честотата на въртене на коляновия вал.
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.
(Материалът е създаден въз основа на информация от уебсайта «ChevyMan»)