Sučelje serijskih podataka GMLAN
General Motors LAN (GMLAN) automobil - obitelj serijskih komunikacijskih sabirnica (podmreže), koji omogućuju elektroničke upravljačke uređaje (ECU ili čvorovi) komunicirati međusobno ili s dijagnostičkim testerom.
GMLAN podržava tri sabirnice, dvožičnu sabirnicu velike brzine, dvožičnu sabirnicu srednje brzine i jednožičnu sabirnicu niske brzine.
- brzi autobus (500 kbps) - obično se koristi za dijeljenje podataka u stvarnom vremenu kao što je okretni moment koji određuje vozač, stvarni okretni moment motora, kut upravljanja itd.
- Guma srednje brzine (približno 95,2 kbps) - obično se koristi za informacijsku podršku (zaslon, navigacija itd.), gdje vrijeme odziva sustava zahtijeva da se velika količina podataka prenese u relativno kratkom vremenu, kao što je ažuriranje prikaza grafičkih informacija.
- autobus niske brzine (33,33 kbps) - obično se koristi za uređaje kojima upravlja vozač gdje je potrebno vrijeme odziva sustava reda veličine 100-200 ms. Ova sabirnica također podržava rad velike brzine od 83,33 kbps, koristi se samo pri reprogramiranju ECU-a.
Odluka o korištenju određene sabirnice na određenom vozilu ovisi o tome kako su funkcije raspoređene među različitim upravljačima tog vozila. GMLAN sabirnice koriste LAN komunikacijski protokol kontrolera (CAN). Podaci se pakiraju u CAN poruke, koje su segmentirane u "okviri" LIMENKA. Svaki CAN okvir uključuje podatke zaglavlja (također poznat kao CAN identifikator ili CANId) a najviše osam (8) bajtova podataka. Poruka se može sastojati od jednog okvira ili više okvira, ovisno o broju bajtova podataka koji definiraju cijelu poruku. Arbitraža veze događa se samo na zaglavlju, ili CANId, dijelu okvira.
Opis kontrolera elektroničkog sustava upravljanja motorom (ECM)
Elektrana ima elektroničke upravljačke sustave dizajnirane za smanjenje emisije ispušnih plinova uz zadržavanje izvrsnih voznih performansi i uštede goriva. Elektronički regulator upravljanja motorom (ECM) je kontrolni centar ovog sustava. ECM upravlja mnogim funkcijama motora i vozila. ECM kontinuirano prima informacije od raznih senzora i drugih izvora podataka te kontrolira sustave koji utječu na performanse vozila i emisije. Osim toga, ECM obavlja dijagnostičke provjere na različitim dijelovima sustava. ECM može detektirati kvarove i upozoriti vozača putem lampice indikatora kvara (MIL). Kada se otkrije kvar, ECM pohranjuje DTC (DTC), koji identificira sustav u kojem je došlo do greške. Regulator opskrbljuje međuspremnik naponom napajanja različitim senzorima i sklopkama. Da biste odredili kojim sustavima upravlja ECM, trebate razmotriti komponente i dijagrame ožičenja.
Rad lampice indikatora kvara (MIL)
Lampica indikatora kvara (MIL) nalazi se na instrument tabli. MIL označava da je došlo do problema s emisijom.
Opis sustava kontrole položaja papučice gasa (APP)
Sustav kontrole položaja papučice gasa (APP) zajedno s elektroničkim sustavima vozila i drugim komponentama, koristi se za izračunavanje i kontrolu količine ubrzanja i usporavanja kontroliranjem ubrizgavanja goriva. Dakle, nema potrebe za mehaničkim povezivanjem pomoću kabela između papučice gasa i sustava za ubrizgavanje goriva.
Između ostalog, APP sustav uključuje sljedeće čvorove:
- Sklop senzora položaja papučice gasa (APP)
- Elektronički regulator upravljanja motorom (ECM)
Senzor položaja papučice gasa (APP)
Senzor položaja papučice gasa (APP) nalazi se na sklopu papučice gasa. Senzor se sastoji od 2 odvojena senzora u jednom kućištu. Osjetnik položaja papučice gasa komunicira s ECM-om pomoću dva odvojena signalna kruga, niskonaponske reference i reference od 5 V. Svaki osjetnik obavlja različitu funkciju za otkrivanje položaja papučice. ECM koristi APP senzor za određivanje količine ubrzanja ili usporavanja koju zahtijeva vozač vozila. Napon iz APP senzora 1 raste kada se papučica gasa pritisne od približno 1,0 V pri 0% hoda papučice do 4,0 V pri 100% hoda papučice. Napon iz APP 2 senzora raste od približno 0,5 V pri 0% hoda papučice do 2,0 V pri 100% hoda papučice.
Opis sustava goriva
Sastav sustava goriva ovog automobila uključuje sljedeće komponente:
- Niskotlačni krug
- Dovodne i povratne cijevi i crijeva
- Blok distribucije povratnog goriva
- Spremnik za gorivo
- Pumpa za dovod goriva
- Senzori razine goriva
- Filter/grijač goriva
- Voda u senzoru goriva (WIF)
- Visokotlačni krug
- Visokotlačna pumpa za gorivo s jedinicom za doziranje
- tračnica za gorivo (Common Rail)
- Senzor tlaka razvodnika goriva (FRP)
- mlaznice za gorivo
- Regulator tlaka razvodnika goriva (FRP)
Senzor razine goriva
Senzor razine goriva sastoji se od plovka, kraka žice plovka i keramičke ploče otpornika. Razina goriva određena je položajem poluge plovka. Senzor razine goriva ima promjenjivi otpornik, čiji se otpor mijenja ovisno o količini goriva u spremniku. Od upravljača elektroničkog sustava upravljanja motorom (ECM) informacije o razini goriva prenose se na instrument ploču (IPC). Ove se informacije koriste za označavanje mjerača preostalog goriva na ploči s instrumentima, kao i za indikator upozorenja za nisku razinu goriva (ako je dostupno). Osim toga, ECM koristi ulaz iz senzora razine goriva za razne dijagnostičke funkcije.
Pumpa za dovod goriva
Glavna pumpa za dovod goriva nalazi se na lijevoj strani spremnika za gorivo. Napajanje se ovoj pumpi za gorivo dovodi iz releja pumpe za gorivo, kojim upravlja ECM. Gorivo se pumpa iz spremnika za gorivo u visokotlačnu pumpu za gorivo.
Visokotlačna pumpa za gorivo (CP1H)
Visokotlačna pumpa za gorivo BOSCH CP1H koristi se na dizel motoru Z20S. Ova pumpa je poboljšana verzija modela CP1. Sada ova pumpa stvara pritisak do 1600 bara u razvodniku goriva. To je postignuto jačanjem pogona, poboljšanjem sklopova ventila i poduzimanjem mjera za povećanje čvrstoće kućišta. Kako bi se osigurala dovoljna količina goriva, pumpa je dizajnirana da ima ukupni kapacitet od 160 l/h.
Potreban učinak pumpe je beskonačno podesiv pomoću električno pokretane mjerne jedinice smještene na visokotlačnoj pumpi goriva. Ovaj ventil regulira količinu goriva koja se dovodi u tračnicu prema potrebama sustava. Ova vrsta kontrole goriva ne samo da smanjuje zahtjeve za snagom pumpe, već također smanjuje maksimalnu temperaturu goriva. Usisni tlak koji zahtijeva visokotlačna pumpa za gorivo osigurava električna pumpa za dovod goriva smještena na spremniku goriva. Višak goriva iz visokotlačne pumpe za gorivo vraća se u spremnik goriva kroz povratni vod za gorivo.
Visokotlačna pumpa za gorivo je klipna pumpa s trostrukim djelovanjem. Povezuje niskotlačni i visokotlačni krug goriva. Pumpa se od motora pokreće zupčastim remenom.
Sklop filtera goriva
Sklop filtera goriva sastoji se od kućišta filtera goriva, elementa filtera, senzora vode u gorivu, grijača goriva i senzora temperature goriva. Element filtera zadržava čestice u gorivu koje mogu oštetiti sustav ubrizgavanja goriva. Od osjetnika temperature goriva, signal se šalje ECM-u, koji izdaje naredbu za zagrijavanje goriva kroz grijač goriva. Senzor vode u gorivu otkriva prisutnost vode u kućištu filtra goriva.
Cijevi za dovod i povrat goriva
Vodovi za dovod goriva prenose gorivo iz spremnika goriva do visokotlačne pumpe za gorivo. Povratni vodovi goriva vraćaju gorivo iz jedinice za distribuciju povratnog goriva natrag u spremnik goriva.
Sklopovi razvodnika goriva
Sklop razvodnika goriva distribuira gorivo pod tlakom kroz vodove za gorivo do mlaznica za gorivo.
Sklop razvodnika goriva sastoji se od sljedećih dijelova:
- tračnica za gorivo (Common Rail)
- Senzor tlaka razvodnika goriva (FRP)
- Regulator tlaka razvodnika goriva (FRP)
Senzor tlaka razvodnika goriva daje informacije o tlaku goriva ECM-u. ECM koristi ove informacije za kontrolu tlaka goriva otvaranjem ili zatvaranjem regulatora tlaka goriva zajedno s mjernim blokom ispred visokotlačne pumpe za gorivo.
Mlaznice za gorivo
Mlaznica za gorivo je elektromagnetski uređaj kojim upravlja ECM i koji raspršuje komprimirano gorivo u jedan cilindar motora. ECM pokreće elektromagnetski ventil mlaznice niske impedancije da otvori normalno zatvoreni ventil. Gorivo pod tlakom ispušta se preko igle mlaznice za gorivo i vraća u spremnik goriva kroz povratne vodove za gorivo. Razlika u tlaku goriva iznad i ispod igle uzrokuje otvaranje igle. Gorivo iz vrha mlaznice raspršuje se izravno u komoru za izgaranje tijekom takta kompresije motora.
Opis sustava žarnica
U dizelskom motoru samo se zrak komprimira u cilindru. Zatim, nakon komprimiranja zraka, dio goriva se raspršuje u cilindar, a kao rezultat zagrijavanja tijekom kompresije dolazi do paljenja. Za lakše pokretanje motora koriste se četiri žarnice.
Žarilice se kontroliraju pomoću regulatora žarnica (GCU), a grijačima nije potrebno više od 3 sekunde da se zagriju do 1000°C (1832°F). Temperaturu i potrošnju energije zajednički kontroliraju ECM i GCU u širokom rasponu kako bi se zadovoljili uvjeti predgrijanja motora. Napajanje se dovodi do svake žarnice posebno. Takav raspored osigurava optimalno vrijeme zagrijavanja žarnica, dok se vrijeme rada predgrijanja može svesti na minimum kako bi se smanjilo vrijeme pokretanja i produžio vijek trajanja žarnica.
Početno vrijeme paljenja žarnice varira ovisno o naponu i temperaturi sustava. Na niskim temperaturama, vrijeme uključivanja se povećava.
Žarnice
Žarilice su grijači u svakom cilindru koji rade na 4,4 V. Uključuju se i kontroliraju signalom moduliranim širinom pulsa kada se ključ za paljenje okrene na "POSAO" prije pokretanja motora. Neko vrijeme nakon pokretanja nastavljaju raditi u pulsnom načinu rada, a zatim se isključuju.
Indikator žarnice na ploči s instrumentima služi za informiranje o uvjetima pokretanja motora. Indikator svjećice ne svijetli dok grijalice rade nakon pokretanja motora.
Regulator žarnice (GCU)
Kontroler žarnica je poluvodički uređaj koji upravlja žarnicama. GCU je spojen na sljedeće krugove:
- Krug napona paljenja 1.
- Krug napona baterije.
- Dijagnostički krug smješten između ECM-a i regulatora žarnice.
- Krug mase motora.
- Krugovi napajanja žarnice nalaze se između regulatora žarnice i samih žarnica.
Opis sustava recirkulacije ispušnih plinova (EGR)
Sustav recirkulacije ispušnih plinova (EGR) služi za smanjenje sadržaja dušikovih oksida (NOx) u ispušnim plinovima nastalim pri visokim temperaturama izgaranja. To se postiže vraćanjem male količine ispušnih plinova natrag u komoru za izgaranje. Ispušni plinovi apsorbiraju dio toplinske energije nastale tijekom procesa izgaranja i tako smanjuju temperaturu izgaranja. EGR sustav radi samo pri određenim temperaturama, barometarskom tlaku i opterećenju motora kako bi se spriječilo pogoršanje performansi vožnje i povećala snaga motora.
EGR sustav sastoji se od sljedećih komponenti:
- EGR ventil - EGR ventil radi pod vakuumom. EGR ventil se koristi za usmjeravanje ispušnih plinova iz ispušnog sustava u usisnu granu za recirkulaciju tijekom procesa izgaranja.
- Vakuumska pumpa - Vakuum za vakuum EGR ventila stvara mehanička pumpa pogonjena bregastom osovinom koja se naziva vakuumska pumpa. Vakuumska pumpa radi neprekidno dok motor radi.
- Solenoid upravljanja vakuumskim aktuatorom EGR-a - Solenoid upravljanja vakuumskim aktuatorom EGR-a nalazi se u sustavu upravljanja vakuumom EGR-a između vakuumske pumpe i EGR ventila. ECM šalje signal modulacije širine pulsa (PWM) kroz strujni krug uzemljenja solenoidnog ventila za upravljanje vakuumskim pokretačem EGR ventila, kako bi se otvorio EGR ventil u željeni položaj pomoću odmjerenog dovoda vakuuma iz vakuumske pumpe. Upravljački solenoid vakuumskog aktuatora EGR-a napaja se naponom paljenja kroz naponski krug paljenja 1 iz glavnog releja. Elektromagnetski ventil za kontrolu vakuuma EGR je normalno zatvorenog tipa.
- Kontrola pokretača gasa EGR-a - Dizelski motori ne stvaraju dovoljno vakuuma da dopuste recirkuliranim ispušnim plinovima da sami uđu u proces izgaranja. Kada je EGR prigušnica zatvorena, sprječava ulazak svježeg zraka u motor, uzrokujući stvaranje vakuuma. Kada ECM dobije naredbu da otvori EGR ventil, EGR prigušnica dobiva naredbu da se zatvori. EGR prigušni ventil je normalno otvorenog tipa.
- MAF senzor - MAF senzor (maseni protok zraka) koji se nalazi u sustavu za dovod zraka između filtra za zrak i izlaznog otvora EGR ventila. ECM koristi signal iz osjetnika masenog protoka zraka (MAF) za izračun stvarne brzine protoka recirkuliranih ispušnih plinova u usisnoj grani. Kada je EGR ventil otvoren, MAF vrijednost se smanjuje.
- EGR hladnjak - rashladna tekućina motora teče kroz EGR hladnjak kako bi smanjila temperaturu ispušnih plinova prije nego što uđu u EGR ventil i usisnu granu.
Opis sustava turbo punjenja
Turbopunjač povećava snagu motora opskrbom komprimiranim zrakom u komore za izgaranje, čime se sagorijeva više goriva s optimalnom mješavinom goriva i zraka. U konvencionalnom turbopunjaču turbina se okreće pod utjecajem ispušnih plinova iz motora na lopatice turbine. Ovo okreće kotač kompresora na suprotnom kraju osovine turbine, pumpajući više zraka u usisni sustav.
Na turbopunjaču ovog vozila, položaj lopatica turbine kontrolira kontroler za upravljanje motorom (ECM), čime se regulira tlak turbo punjenja. Na taj se način tlak prednabijanja može podešavati neovisno o brzini motora. Noževi su fiksirani na zajedničkom prstenu, koji se može rotirati za promjenu kuta lopatica. ECM mijenja pojačanje na temelju opterećenja motora.
Opis sustava filtra dizelskih čestica (DPF)
Sustav za obradu ispušnih plinova dizelskog motora sastoji se od startnog katalizatora smještenog u motornom prostoru (precat) i katalizator koji se nalazi ispod karoserije (glavni oksidacijski katalizator dizela + obloženi filter čestica dizela).
Sustavi upravljanja motorom i obrade ispušnih plinova dizajnirani su za smanjenje sadržaja štetnih tvari poput ugljikovodika u ispušnim plinovima (HC) i ugljikov monoksid (CO), kao i čvrste čestice (čađ) kako bi se uskladili s današnjim strogim standardima emisije ispušnih plinova.
Diesel filter čestica izrađen je od silicij karbida i presvučen plemenitim metalom. Dizajniran je za smanjenje ugljikovodika (HC) i ugljikov monoksid (CO) i hvata čestice u ispušnim plinovima motora kako bi se smanjile emisije čađe u atmosferu. Čestice čađe nakupljaju se u kanalima obloženog dizel filtra i izgaraju u pravilnim intervalima (u procesu tzv "regeneracija"), kako biste spriječili začepljenje filtra. Pretjerano nakupljanje čađe u filteru može dovesti do pada snage motora i kvara filtera tijekom regeneracije. Kako bi se povećala temperatura ispušnih plinova tijekom regeneracije, dodatno gorivo se ubrizgava u filtar kroz više mlaznica. Tijekom tog vremena, temperatura u DPF-u raste do približno 600°C, a nakupljena čađa oksidira ili izgara u ugljični dioksid (CO 2).
Tlačne cijevi spojene na senzor diferencijalnog tlaka mjere razinu naslaga čađe u obloženom filtru čestica dizela i štite motor pokretanjem procesa regeneracije kada se dosegne kritična razina čađe.
Katalizator pokretanja u motornom prostoru (precat) i glavni dizelski katalizator (DOC) obložene plemenitim metalom i služe za smanjenje sadržaja ugljikovodika u ispušnim plinovima (HC) i ugljikov monoksid (CO). Osim toga, tijekom regeneracije, ove jedinice doprinose povećanju temperature ispušnih plinova izgaranjem dodatno ubrizganog goriva. Dodatno ubrizgavanje goriva u cilindre omogućuje regeneraciju u svim uvjetima rada motora, kao i pri bilo kojim vrijednostima vanjske temperature i tlaka. Proces regeneracije odvija se glatko i obično je neprimjetan za vozača vozila.