Urządzenie systemu zarządzania silnikiem (Chevrolet Lacetti J200)

Elektroniczna jednostka sterująca silnikiem.

Silnik wyposażony jest w rozproszony układ wtrysku paliwa z fazami: benzyna jest dostarczana za pomocą wtryskiwaczy do każdego cylindra po kolei, zgodnie z kolejnością działania silnika.

Układ zarządzania silnikiem składa się z elektronicznej jednostki sterującej (ECU), czujników parametrów pracy silnika i pojazdu oraz siłowników.

ECU jest specjalistycznym minikomputerem. Składa się z pamięci o dostępie swobodnym (RAM) i programowalnej pamięci stałej (PROM).

Jednostka ECU znajduje się w podwoziu - jest zamontowana do lewego błotnika za pomocą wspornika. Oprócz zasilania czujników i sterowania siłownikami, ECU wykonuje funkcje diagnostyczne systemu zarządzania silnikiem (system diagnostyki pokładowej) — wykrywa obecność usterek w elementach układu, włącza wskaźnik usterek na zestawie wskaźników i zapisuje kody usterek w swojej pamięci. W przypadku wykrycia usterki, w celu uniknięcia negatywnych skutków (wypalenie tłoków na skutek detonacji, uszkodzenie katalizatora w razie wypadania zapłonów mieszanki paliwowo-powietrznej, przekroczenie limitów toksyczności spalin itp.), Sterownik ECU przełącza system na tryb pracy awaryjnej.



Ich istotą jest to, że gdy którykolwiek z czujników lub ich obwodów ulegnie awarii, jednostka sterująca silnikiem korzysta z danych zastępczych, zapisanych w swojej pamięci.



Kontrolka usterki układu sterowania silnikiem znajduje się na zestawie wskaźników.

Jeżeli układ działa prawidłowo, po włączeniu zapłonu kontrolka powinna się zapalić - w ten sposób komputer sterujący sprawdza sprawność kontrolki oraz obwodu sterującego.

Po uruchomieniu silnika kontrolka powinna zgasnąć jeżeli w pamięci komputera ECU nie ma zapisanych warunków do jej aktywacji. Zapalenie się kontrolki przy pracującym silniku informuje kierowcę, że system diagnostyki pokładowej wykrył usterkę i dalsza jazda pojazdem odbywa się w trybie awaryjnym.

Może to spowodować pogorszenie niektórych parametrów pracy silnika (moc, responsywność, ekonomia), ale jazda z takimi usterkami jest możliwa i samochód jest w stanie samodzielnie dojechać do stacji benzynowej.

Jeżeli usterka ma charakter przejściowy, jednostka sterująca wyłączy wskaźnik po trzech bezproblemowych zadziałaniach.

Kody błędów (nawet jeśli wskaźnik zgaśnie) pozostają w pamięci urządzenia i można je odczytać za pomocą specjalnego urządzenia diagnostycznego – skanera podłączonego do złącza diagnostycznego.







Złącze diagnostyczne (złącze diagnostyczne) znajduje się pod deską rozdzielczą - przymocowany dwoma śrubami do wspornika ramy deski rozdzielczej (lekko na prawo od klamki blokady maski).

Po usunięciu kodów błędów z pamięci modułu elektronicznego za pomocą narzędzia diagnostycznego kontrolka błędu na zestawie wskaźników zgaśnie.

Czujniki układu sterowania dostarczają sterownikowi silnika informacji o parametrach pracy silnika i pojazdu, na podstawie których sterownik oblicza moment, czas trwania i kolejność otwierania wtryskiwaczy paliwa, moment i kolejność powstawania iskry.





Czujnik położenia wału korbowego znajduje się na przedniej ścianie bloku cylindrów, pod filtrem oleju.





Czujnik dostarcza sterownikowi informacji o prędkości obrotowej i położeniu kątowym wału korbowego.

Czujnik jest typu indukcyjnego i reaguje na ruch zębów tarczy rozrządu, zamocowanej na policzku wału korbowego 4. cylindra, w pobliżu jego rdzenia. Zęby rozmieszczone są na tarczy w odstępach co 6°. Aby określić położenie wału korbowego, należy odciąć dwa z 60 zębów, tworząc w ten sposób szeroki rowek.

Gdy rowek ten przechodzi przez czujnik, powstaje w nim tzw. impuls synchronizacji "referencyjnej". Szczelina montażowa między rdzeniem czujnika a wierzchołkami zębów wynosi około 1,3 mm. Gdy dysk główny obraca się, strumień magnetyczny w obwodzie magnetycznym czujnika ulega zmianie – w jego uzwojeniu indukują się impulsy napięcia przemiennego. Na podstawie liczby i częstotliwości tych impulsów, ECU oblicza fazę i czas trwania impulsów sterujących wtryskiwaczami i cewkami zapłonowymi.

Czujnik fazy (położenie wałka rozrządu) przymocowany do prawego końca głowicy cylindra w pobliżu koła pasowego wałka rozrządu zaworów wydechowych.









Położenie względne czujnika fazy i koła pasowego wałka rozrządu wydechowego

Sterownik ECU wykorzystuje sygnał czujnika fazy w celu koordynowania procesów wtrysku paliwa zgodnie z kolejnością zapłonu w cylindrach.

Zasada działania czujnika opiera się na efekcie Halla.

Czujnik reaguje na ruch występu wykonanego na końcu koła pasowego wałka rozrządu, ustalając położenie tłoka pierwszego cylindra podczas suwu roboczego. W zależności od położenia kątowego wału czujnik wysyła do jednostki sterującej prostokątne impulsy napięciowe o różnym natężeniu. Na podstawie sygnałów wyjściowych z czujników położenia wału korbowego i wałka rozrządu, jednostka sterująca ustala moment zapłonu oraz cylinder, do którego powinno zostać dostarczone paliwo. W przypadku awarii czujnika fazy, ECU przełącza się na tryb wtrysku paliwa bez fazy.



Czujnik temperatury płynu chłodzącego wkręca się w gwintowany otwór w tylnej ścianie głowicy cylindra, pomiędzy kanałami dopływu powietrza do 1. i 2. cylindra. Pręt czujnika jest myty przez płyn chłodzący krążący w płaszczu chłodzącym głowicy cylindra.

Czujnik jest termistorem o ujemnym współczynniku temperaturowym, co oznacza, że jego rezystancja maleje wraz ze wzrostem temperatury. Sterownik silnika dostarcza do czujnika za pośrednictwem rezystora stabilizowane napięcie +5,0 V i na podstawie spadku napięcia na czujniku oblicza temperaturę płynu chłodzącego, której wartości służą do regulacji dopływu paliwa i kąta wyprzedzenia zapłonu.

Czujnik położenia przepustnicy zamontowany jest na wałku przepustnicy i jest rezystorem potencjometrycznym.

Do jednego końca elementu rezystancyjnego doprowadzane jest z ECU stabilizowane napięcie +5,0 V, natomiast drugi koniec jest podłączony do masy jednostki elektronicznej. Z trzeciego zacisku potencjometru (suwaka), który połączony jest z osią przepustnicy, pobierany jest sygnał dla jednostki sterującej. Mierząc okresowo napięcie wyjściowe sygnału czujnika, ECU ustala aktualne położenie przepustnicy, aby obliczyć czas zapłonu i czas trwania impulsu wtrysku paliwa, a także sterować regulatorem prędkości biegu jałowego. Czujnik położenia przepustnicy i zawór sterujący prędkością biegu jałowego są połączone w jeden moduł zamontowany na zespole przepustnicy.









W przypadku awarii czujnika konieczna jest wymiana całego zespołu przepustnicy wraz z jednostką sterującą obrotami biegu jałowego oraz czujnikiem położenia przepustnicy (patrz Wyjmowanie zespołu przepustnicy).



Czujnik ciśnienia bezwzględnego (rozrzedzenie) powietrze w kolektorze dolotowym jest przymocowane do korpusu kolektora dolotowego i połączone rurką ze swoim odbiornikiem. Czujnik ocenia zmiany ciśnienia powietrza w kolektorze dolotowym, które zależą od obciążenia silnika i prędkości obrotowej wału korbowego silnika, i zamienia je na sygnały napięcia wyjściowego. Na podstawie tych sygnałów ECU ustala ilość powietrza trafiającego do silnika i oblicza wymaganą ilość paliwa. Aby dostarczyć więcej paliwa przy większym kącie otwarcia przepustnicy (podciśnienie w kolektorze dolotowym jest nieznaczne) ECU wydłuża czas pracy wtryskiwaczy paliwa.

Gdy kąt otwarcia przepustnicy maleje, podciśnienie w kolektorze dolotowym wzrasta, a komputer sterujący silnikiem, przetwarzając sygnał, skraca czas pracy wtryskiwaczy. Czujnik ciśnienia bezwzględnego powietrza w kolektorze dolotowym umożliwia sterownikowi silnika dokonywanie regulacji pracy silnika, gdy zmienia się ciśnienie atmosferyczne w zależności od wysokości.



Czujnik temperatury powietrza dolotowego silnika wkręca się w gwintowany otwór kolektora dolotowego. Czujnik jest termistorem (o takich samych parametrach elektrycznych jak czujnik temperatury płynu chłodzącego), który zmienia swój opór w zależności od temperatury powietrza. ECU dostarcza do czujnika za pośrednictwem rezystora stabilizowane napięcie +5,0 V i mierzy zmianę poziomu sygnału, aby określić temperaturę powietrza dolotowego.

Poziom sygnału jest wysoki, gdy powietrze w rurociągu jest zimne i niski, gdy powietrze jest gorące.

Z informacji uzyskanych od czujnika ECU bierze pod uwagę przy obliczaniu przepływu powietrza do korekty paliwa i kąta wyprzedzenia zapłonu.



Czujnik spalania stukowego zamocowany jest na tylnej ścianie bloku cylindrów w okolicy 3. cylindra.

Element czujnika piezoelektrycznego generuje sygnał napięcia przemiennego, którego amplituda i częstotliwość odpowiadają parametrom drgań ścianki bloku cylindrów silnika. W momencie detonacji amplituda drgań o określonej częstotliwości wzrasta. W takim przypadku, aby zapobiec spadkowi ciśnienia, ECU przesuwa moment zapłonu w późniejszym momencie.

Układ sterowania silnikiem wykorzystuje dwa czujniki stężenia tlenu: czujnik sterujący i czujnik diagnostyczny.





Czujnik kontroli stężenia tlenu montowany jest w kolektorze wydechowym.

Czujnik jest źródłem prądu galwanicznego, którego napięcie wyjściowe zależy od stężenia tlenu w środowisku otaczającym czujnik. Na podstawie sygnału z czujnika o obecności tlenu w spalinach, sterownik silnika reguluje dawkę paliwa przez wtryskiwacze tak, aby skład mieszanki roboczej był optymalny dla efektywnej pracy katalizatora spalin.

Tlen zawarty w spalinach, po wejściu w reakcję chemiczną z elektrodami czujnika, wytwarza różnicę potencjałów na wyjściu czujnika, która waha się od około 0,1 V do 0,9 V.

Niski poziom sygnału odpowiada ubogiej mieszance (obecność tlenu), a wysoki poziom jest bogaty (brak tlenu). Gdy czujnik jest w stanie zimnym, nie ma sygnału wyjściowego z czujnika, gdyż jego rezystancja wewnętrzna w tym stanie jest bardzo duża i wynosi kilka megaomów (układ zarządzania silnikiem działa w pętli otwartej).

Do normalnej pracy czujnik stężenia tlenu musi mieć temperaturę co najmniej 300°C.

Aby szybko rozgrzać czujnik po uruchomieniu silnika, w czujniku wbudowano element grzewczy, sterowany przez ECU. W miarę nagrzewania się czujnika jego rezystancja spada i zaczyna on generować sygnał wyjściowy. Następnie ECU zaczyna brać pod uwagę sygnał z czujnika stężenia tlenu, aby sterować dopływem paliwa w trybie zamkniętej pętli.

Czujnik stężenia tlenu może zostać "zatruty" przez zastosowanie benzyny ołowiowej lub uszczelniaczy zawierających duże ilości silikonu podczas montażu silnika (związki krzemu) o dużej zmienności. Opary silikonu mogą przedostać się do komory spalania silnika przez układ wentylacji skrzyni korbowej. Obecność związków ołowiu lub krzemu w spalinach może spowodować awarię czujnika.

W przypadku awarii czujnika lub jego obwodów, ECU steruje dopływem paliwa w obwodzie otwartym.

Diagnostyczny czujnik stężenia tlenu jest zainstalowany za katalizatorem w rurze pośredniej układu wydechowego. Główną funkcją czujnika jest ocena wydajności katalizatora spalin.

Sygnał generowany przez czujnik wskazuje na obecność tlenu w spalinach za katalizatorem. Jeżeli katalizator działa prawidłowo, wskazania czujnika diagnostycznego będą się znacznie różnić od wskazań czujnika kontrolnego.

Zasada działania czujnika diagnostycznego jest taka sama jak czujnika kontrolnego stężenia tlenu.



Czujnik prędkości pojazdu zamontowany jest na górze obudowy sprzęgła skrzyni biegów, obok mechanizmu zmiany biegów.

Zasada działania czujnika prędkości opiera się na efekcie Halla.

Koło napędowe czujnika zazębia się z kołem zębatym zamontowanym na mechanizmie różnicowym. Czujnik wysyła do sterownika silnika prostokątne impulsy napięcia o częstotliwości proporcjonalnej do prędkości obrotowej kół napędowych. Liczba impulsów czujnika jest proporcjonalna do odległości przebytej przez pojazd.

ECU ustala prędkość pojazdu na podstawie częstotliwości impulsów.

Układ zapłonowy jest częścią układu sterowania silnikiem i składa się z dwóch cewek zapłonowych, przewodów wysokiego napięcia i świec zapłonowych. Podczas eksploatacji układ nie wymaga konserwacji ani regulacji, za wyjątkiem wymiany świec zapłonowych.



Prąd w uzwojeniach pierwotnych cewek regulowany jest przez układ elektroniczny w zależności od trybu pracy silnika.

Do wniosków wtórnych (wysokie napięcie) przewody świec zapłonowych podłączone są do uzwojeń cewek: do jednej cewki - 1. i 4. cylinder, do drugiej - 2. i 3. cylinder. W ten sposób iskra przeskakuje jednocześnie w dwóch cylindrach (1-4 lub 2-3) – w jednym na końcu suwu sprężania (iskra robocza), w drugim - pod koniec suwu wydechu (bieg jałowy).

Cewka zapłonowa jest nierozłączna i należy ją wymienić w razie awarii.



Świece zapłonowe NGK BKR6 E-11 (silniki 1.4L i 1.6L) i NGK BEKUR6ETB (silnik 1.8L) lub podobne produkty innych producentów.

Odstęp między elektrodami świecy zapłonowej wynosi 1,0–1,1 mm (silniki 1.4L i 1.6L) i 0,7–0,9 mm (silnik 1.8L).

Rozmiar sześciokąta świecy zapłonowej jest przeznaczony do nasadki 16 mm.

Po włączeniu zapłonu ECU uruchamia przekaźnik pompy paliwa na 2 sekundy, aby wytworzyć wymagane ciśnienie w listwie paliwowej. Jeżeli w tym czasie rozrusznik nie zacznie obracać wałem korbowym, komputer sterujący silnikiem wyłączy przekaźnik i włączy go ponownie po rozpoczęciu kręcenia korbą.

Jeżeli silnik został właśnie uruchomiony i jego prędkość obrotowa jest wyższa niż 400 min¯¹, układ sterowania pracuje w pętli otwartej, nie uwzględniając sygnału z czujnika stężenia tlenu sterującego. W tym przypadku ECU oblicza skład mieszanki paliwowo-powietrznej na podstawie sygnałów przychodzących z czujnika temperatury płynu chłodzącego i czujnika ciśnienia bezwzględnego powietrza w kolektorze dolotowym. Po rozgrzaniu się czujnika kontrolującego stężenie tlenu, układ zaczyna pracować w pętli zamkniętej, uwzględniając sygnał czujnika.

Jeżeli przy próbie uruchomienia silnika nie udaje się go uruchomić i istnieje podejrzenie, że cylindry zostały zalane nadmierną ilością paliwa, można je przedmuchać poprzez pełne naciśnięcie pedału gazu i włączenie rozrusznika. Przy tym położeniu przepustnicy i prędkości obrotowej wału korbowego poniżej 400 min¯¹, ECU wyłączy wtryskiwacze. Gdy zwolnisz pedał gazu i przepustnica będzie otwarta w stopniu mniejszym niż 80%, ECU włączy wtryskiwacze.

Podczas pracy silnika, w zależności od informacji docierających z czujników, skład mieszanki regulowany jest poprzez czas trwania impulsu sterującego podawanego do wtryskiwaczy (im dłuższy impuls, tym więcej paliwa jest dostarczane).

Podczas hamowania silnikiem (z włączonym biegiem i sprzęgłem), gdy przepustnica jest całkowicie zamknięta, a prędkość obrotowa silnika jest wysoka, wtrysk paliwa nie jest realizowany w celu zmniejszenia toksyczności spalin.

Gdy napięcie w instalacji pokładowej pojazdu spada, ECU wydłuża czas gromadzenia się energii w cewkach zapłonowych (do niezawodnego zapłonu mieszanki palnej) i czas trwania impulsu wtryskowego (aby zrekompensować wydłużenie czasu otwarcia wtryskiwacza). Wraz ze wzrostem napięcia w sieci pokładowej skraca się czas gromadzenia energii w cewkach zapłonowych i czas trwania impulsu dostarczanego do wtryskiwaczy.

Po wyłączeniu zapłonu następuje odcięcie dopływu paliwa, co zapobiega samoczynnemu zapłonowi mieszanki w cylindrach silnika.

Podczas obsługi i naprawy układu sterowania silnika zawsze wyłączać zapłonu (w niektórych przypadkach należy odłączyć zacisk przewodu od "ujemnego" wyjścia akumulatora). Podczas prowadzenia prac spawalniczych w samochodzie należy odłączyć przewody układu sterowania silnika z ECU. Przed suszeniem samochodu w komorze suszenia (po malowaniu) wyjmij ECU.

Podczas pracy silnika nie należy odłączać ani regulować złączy wiązki przewodów układu sterowania silnikiem ani zacisków przewodów akumulatora. Nie uruchamiaj silnika, jeśli zaciski akumulatora i zaciski przewodu uziemiającego w silniku są poluzowane lub brudne.

[Artykuł został przedrukowany ze strony internetowej: «CHEVYMAN.ru»]