Opis układu wtryskowego i jego elementów (Chevrolet Tahoe 2)

Jednostka sterująca silnikiem

Jednostka napędowa (silnik i automatyczna skrzynia biegów) posiada sterowanie elektroniczne mające na celu redukcję emisji toksycznych gazów spalinowych, zapewniając jednocześnie dobrą sterowność i oszczędność paliwa. Sercem układu sterowania jest jednostka sterująca silnika (ECM). Moduł ECM steruje większością funkcji silnika i pojazdu. Moduł ECM stale przetwarza informacje z różnych czujników i przeprowadza diagnostykę różnych układów. W przypadku wykrycia usterki moduł ECM informuje o tym kierowcę za pomocą kontrolki MIL (Malfunction Indicator) i zapisuje kod usterki w module pamięci.

Jednostka sterująca silnikiem dostarcza również napięcie buforowe do różnych czujników.

Kontrolka awarii (MIL)

Wskaźnik usterki znajduje się na desce rozdzielczej. Wskaźnik może sygnalizować konieczność przeprowadzenia konserwacji silnika (service engine soon) lub jeden z poniższych symboli, który oznacza, że wystąpiła usterka w układzie kontroli emisji.



Poniżej przedstawiono tryby pracy wskaźnika:

• Kontrolka zapala się po włączeniu zapłonu, aż do momentu uruchomienia silnika. To test funkcjonalności lampki kontrolnej.
• Jeżeli w pamięci modułu ECM nie ma żadnych kodów błędów, kontrolka zgaśnie po uruchomieniu silnika.
• Jeżeli w pamięci modułu ECM zapisane są kody błędów, kontrolka pozostanie włączona po uruchomieniu silnika. Kontrolka gaśnie po trzech pełnych cyklach zapłonu, jeśli usterka nie zostanie już wykryta.
• Kontrolka zaczyna migać, gdy wykryte zostaną wypadanie zapłonów, co może doprowadzić do uszkodzenia katalizatora.

System dezaktywacji cylindra

System dezaktywacji cylindra składa się z:

• kolektor olejowy;
• osiem specjalnych popychaczy zaworów (dwa na cylinder do wyłączenia);
• blok cylindrów GEN IV;
• jednostka sterująca silnikiem.

Aby zapewnić maksymalną oszczędność paliwa przy niskim obciążeniu silnika, jednostka sterująca włącza układ wyłączający cylindry 1 i 7 lewego półbloku oraz cylindry 4 i 6 prawego półbloku, przełączając silnik na pracę w układzie V4. Silnik pracuje zgodnie ze schematem V8 podczas rozruchu, na biegu jałowym oraz przy średnich i dużych obciążeniach. Wyłączanie cylindrów odbywa się za pomocą specjalnych popychaczy, które zapobiegają otwarciu zaworów dolotowych i wydechowych, opis układu rozrządu znajduje się w rozdziale "Silnik – część mechaniczna". Moduł ECM ogranicza cykl dezaktywacji cylindra do 10 minut, a następnie na jedną minutę przełącza silnik na pracę w trybie V8. Przełączanie między obwodami V8 i V4 następuje w ciągu około 250 milisekund.

Powody zakazu dezaktywacji cylindra:

• niskie podciśnienie w kolektorze dolotowym silnika;
• niewystarczające podciśnienie w serwie hamulcowym;
• naciśnięcie pedału gazu zbyt mocno;
• położenie pedału gazu poza zakresem;
• napięcie zapłonu poza zakresem;
• ciśnienie oleju silnikowego poza zakresem;
• temperatura oleju silnikowego poza zakresem;
• prędkość wału korbowego poza zakresem;
• nieprawidłowo włączony bieg automatycznej skrzyni biegów;
• nieprawidłowy zakres działania automatycznej skrzyni biegów;
• proces zmiany biegów jest w toku;
• wszystkie cylindry są aktywowane przez skaner diagnostyczny;
• krótkotrwała eksploatacja według schematu V8 jest niedozwolona;
• przekroczenie maksymalnego czasu pracy zgodnie ze schematem V4;
• następuje napowietrzenie oleju silnikowego;
• aktywowany system odcięcia paliwa;
• aktywowano wyłącznik czasowy odcięcia paliwa;
• temperatura w kabinie jest niższa od ustawionej wartości (systemy ogrzewania i klimatyzacji);
• aktywny układ ograniczania obciążenia silnika;
• aktywna kontrola momentu obrotowego hamulca;
• układ ograniczający moment obrotowy na osi jest aktywny;
• aktywny system ostrzegania o przegrzaniu silnika;
• system ostrzegania o przegrzaniu katalizatora jest aktywny;
• wykrywanie spalania detonacyjnego;
• aktywny system ostrzegania o ograniczeniu prędkości obrotowej silnika;
• obecność kodów błędów:
• czujnik ciśnienia bezwzględnego kolektora;
• czujnik ciśnienia oleju silnikowego;
• czujnik temperatury płynu chłodzącego;
• czujnik prędkości pojazdu;
• czujnik położenia wału korbowego;
• niewypały;
• układ dezaktywacji cylindra obwody zaworów;

Sterowanie przepustnicą

Sterowanie siłownikiem przepustnicy realizuje następujące funkcje:

• wykrywanie położenia pedału przyspieszenia;
• ustawienie położenia przepustnicy zgodnie z życzeniami kierowcy i wymaganiami jazdy;
• wykrywanie położenia przepustnicy;
• przeprowadzanie diagnostyki wewnętrznej;
• utrzymywanie ustalonej prędkości ruchu ("tempomat");
• zarządzanie zużyciem energii elektrycznej w systemie.

Układ sterowania przepustnicą obejmuje:

• czujnik położenia pedału przyspieszenia;
• przepustnica;
• jednostka sterująca silnikiem (ECM).

Czujnik położenia pedału przyspieszenia

Zespół pedału przyspieszenia zawiera dwa niezależne czujniki położenia pedału. Czujniki to zmienne rezystancje zawarte w trzech obwodach elektrycznych:

• obwód napięcia odniesienia 5V;
• obwód odniesienia niskiego napięcia;
• łańcuch sygnałowy;

Pierwszy czujnik po zwolnieniu pedału przyspieszenia wysyła sygnał poniżej 1 V; po naciśnięciu pedału sygnał wzrasta do 4 V. Drugi czujnik ma sygnały odpowiednio 0,5 i 2 V.

Korpus przepustnicy

Zespół przepustnicy zawiera:

• przepustnica;
• silnik siłownika przepustnicy;
• dwa czujniki położenia przepustnicy.

Przepustnica obciążona jest dwiema sprężynami; gdy zawór jest zamknięty, pomiędzy nim a korpusem jest niewielka szczelina. Gdy zawór jest zamknięty, sygnał z pierwszego czujnika wynosi 4 V; w miarę otwierania zaworu sygnał spada do 1 V. Sygnał z drugiego czujnika zmienia się w przeciwnym kierunku.

Tryb normalny

Gdy układ sterowania siłownikiem przepustnicy pracuje w trybie normalnym, używane są następujące funkcje:

• minimalna pozycja pedału gazu - po włączeniu sterownika silnika aktualizowana jest wartość sygnału odpowiadająca minimalnej pozycji pedału;
• minimalna pozycja przepustnicy - po włączeniu sterownika silnika przepustnica przesuwa się do pozycji całkowicie zamkniętej, a wartość sygnału odpowiadająca tej pozycji zaworu jest aktualizowana;
• "zamrożenie przepustnicy" – jeżeli przepustnica nie jest w stanie osiągnąć określonego minimalnego położenia, przechodzi w tryb "zamrożenia" przepustnicy. W tym trybie jednostka sterująca wysyła do silników napędowych sygnały o maksymalnej szerokości impulsu kilkakrotnie w kierunku zamknięcia przepustnicy;
• tryb oszczędzania energii akumulatora - po upływie określonego czasu od włączenia zapłonu, bez uruchamiania silnika, jednostka sterująca włącza tryb oszczędzania energii akumulatora. W tym trybie napięcie na silniku napędowym przepustnicy jest minimalne, a przepustnica utrzymywana jest w pozycji zamkniętej przez sprężyny.

Tryb redukcji mocy silnika

Gdy jednostka sterująca wykryje usterkę w układzie napędu przepustnicy, aktywuje się tryb redukcji mocy silnika. Tryb ten można rozpoznać po obecności następujących zjawisk:

• ograniczenie przyspieszenia - jednostka sterująca nadal używa pedału przyspieszenia do sterowania przepustnicą, ale przyspieszenie pojazdu jest ograniczone.
• ograniczenie otwarcia przepustnicy – jednostka sterująca nadal używa pedału przyspieszenia do sterowania przepustnicą, ale przepustnica nie otwiera się całkowicie;
• brak reakcji na pedał gazu - jednostka sterująca wyłącza silnik siłownika przepustnicy, zawór powraca do pozycji zamkniętej pod wpływem działania sprężyn;
• "wymuszony bieg jałowy" – jednostka sterująca wykonuje następujące czynności:
• ogranicza prędkość obrotową silnika poprzez położenie przepustnicy, sterowanie paliwem lub ustawienie zapłonu, jeśli przepustnica nie jest przestawiona.
• ignoruje sygnały z czujników położenia pedału przyspieszenia.
• silnik "gaśnie" - jednostka sterująca odcina dopływ paliwa i zasilanie siłownika przepustnicy.

Układ zmiennych faz rozrządu

Układ zmiennych faz rozrządu (położenie wałka rozrządu) - elektrohydrauliczne, służące do poprawy parametrów wyjściowych silnika, w szczególności do obniżenia emisji szkodliwych substancji, zwiększenia momentu obrotowego i obniżenia zużycia paliwa. Gdy zmienia się położenie wałka rozrządu, skok zaworu i czas otwarcia zaworu nie ulegają zmianie. Pełny zakres zmiany rozrządu zaworowego wynosi 62 stopnie obrotu wału korbowego (31 stopni obrotu wałka rozrządu). Więcej informacji znajdziesz w opisie układu smarowania w rozdziale "Silnik - część mechaniczna".

Pozycja wałka rozrządu jest kontrolowana za pomocą obwodu sprzężenia zwrotnego. Aby obliczyć położenie wałka rozrządu, jednostka sterująca silnikiem korzysta z następujących danych:

• prędkość obrotowa silnika;
• ilość podciśnienia w kolektorze dolotowym;
• położenie kąta przepustnicy;
• położenie kątowe wałka rozrządu;
• położenie kątowe wału korbowego;
• względne położenie wału korbowego i wałka rozrządu;
• temperatura płynu chłodzącego;
• ciśnienie oleju silnikowego;
• poziom oleju silnikowego;
• stan obwodu elektrozaworu zmiennych faz rozrządu.

Układ paliwowy

Układ paliwowy we wczesnych modelach z przewodem powrotnym paliwa (regulator ciśnienia paliwa montowany jest na kolektorze paliwowym). W późniejszych modelach układ paliwowy jest bezpowrotny. Tutaj regulator ciśnienia paliwa zainstalowany jest w module pompy paliwa, co eliminuje potrzebę stosowania przewodu powrotnego paliwa z silnika, co z kolei pozwala na uzyskanie niższej temperatury paliwa w zbiorniku. Obniżenie temperatury w zbiorniku paliwa powoduje zmniejszenie emisji oparów paliwa.

Zbiorniki paliwa

Zbiorniki paliwa wykonane są z bardzo wytrzymałego tworzywa sztucznego. Przód(lub jedyny) zbiornik paliwa znajduje się po lewej stronie samochodu. W modelach z dwoma zbiornikami paliwa, drugi zbiornik znajduje się z tyłu pojazdu, nad kołem zapasowym. Zbiorniki paliwa są zabezpieczone dwoma metalowymi paskami.

Wlew paliwa ma wbudowany ogranicznik, który zapobiega wlewaniu benzyny ołowiowej.

W przypadku tankowania do podwójnego zbiornika paliwa, paliwo przepływa do obu zbiorników jednocześnie.



Wlew paliwa wyposażony jest w korek zaciskowy z ogranicznikiem momentu dokręcania.



Aby zamontować pokrywę, należy obrócić ją zgodnie z ruchem wskazówek zegara, aż do zatrzaśnięcia. Oznacza to, że nasadka została prawidłowo założona i dobrze dokręcona. Nieprawidłowe zamontowanie korka spowoduje nieprawidłowe działanie układu odzyskiwania oparów paliwa.

Moduł pompy paliwa

Moduł pompy paliwa montowany jest w zbiorniku paliwa.

Moduł pompy paliwa zawiera:

• czujnik poziomu paliwa;
• pompa paliwowa;
• filtr paliwa;
• czujnik ciśnienia zbiornika paliwa (pojedynczy zbiornik lub zbiornik tylny);
• regulator ciśnienia paliwa.

Moduł pompy paliwa przedniego (lub jedyny) zbiornik paliwa

Moduł pompy paliwa tylnego zbiornika paliwa

Tryby pracy układu zasilania paliwem

Tryb uruchamiania

Po włączeniu zapłonu moduł ECM aktywuje przekaźnik pompy paliwa na dwie sekundy, aby zwiększyć ciśnienie w układzie paliwowym. W tym czasie moduł ECM oblicza stosunek powietrza do paliwa niezbędny do uruchomienia silnika na podstawie sygnałów z czujników temperatury płynu chłodzącego, przepływu i temperatury powietrza dolotowego, ciśnienia bezwzględnego powietrza i położenia przepustnicy. Układ pozostaje w trybie rozruchowym do momentu osiągnięcia określonej prędkości obrotowej silnika, ustalonej przez ECM.

Tryb oczyszczania przelewowego

Jeżeli silnik jest "zalany" paliwem, należy go odpowietrzyć. Aby to zrobić, należy wcisnąć pedał gazu do końca i uruchomić silnik za pomocą rozrusznika. Ponieważ przepustnica jest teraz szeroko otwarta, ECM zmniejsza szerokość impulsu sterującego wtryskiwaczem paliwa, aby zmniejszyć ilość dostarczanego paliwa. Stan ten utrzymuje się tak długo, jak przepustnica pozostaje całkowicie otwarta, a prędkość obrotowa silnika jest nadal niższa od ustawionej wartości. Po zamknięciu przepustnicy układ powraca do trybu rozruchowego.

Tryb pracy

Tryb pracy posiada dwa stany sterowania: ze sprzężeniem zwrotnym i bez sprzężenia zwrotnego. Gdy silnik zostanie dopiero uruchomiony i jego prędkość obrotowa jest wyższa od normalnej prędkości biegu jałowego (rozgrzewanie), układ działa w trybie pętli otwartej, tzn. ECM ignoruje sygnały czujnika tlenu. Moduł ECM oblicza teraz stosunek powietrza do paliwa na podstawie sygnałów z czujników temperatury płynu chłodzącego, przepływu/temperatury powietrza dolotowego, ciśnienia bezwzględnego powietrza i położenia przepustnicy. System działa bez sprzężenia zwrotnego do momentu wystąpienia następującego stanu:

• oba przednie czujniki tlenu nie będą wykazywać sygnału zmiennego, co oznacza, że oba czujniki są wystarczająco ciepłe;
• temperatura silnika osiągnęła określoną wartość;
• po uruchomieniu silnika minęło wystarczająco dużo czasu, aby się rozgrzał.

Wszystkie powyższe wartości są inne dla każdego konkretnego silnika i są przechowywane w pamięci EEPROM. Po osiągnięciu powyższego warunku układ przechodzi w tryb sterowania w pętli zamkniętej, utrzymując stechiometryczny stosunek powietrza do paliwa.

Tryb przyspieszenia

Gdy kierowca mocno wciśnie pedał gazu, zwiększa się przepływ powietrza przez silnik. Aby zapobiec ewentualnemu ubogom mieszanki i późniejszemu "pogorszeniu" pracy silnika, ECM (na podstawie sygnałów z różnych czujników) zwiększa szerokość impulsu sterującego wtryskiwaczami paliwa, aby nieznacznie wzbogacić mieszankę, co jest niezbędne do dynamicznego przyspieszania.

Tryb zwolnionego tempa

Gdy kierowca zwalnia pedał gazu, przepływ powietrza przez silnik zmniejsza się. Moduł ECM zmniejsza dopływ paliwa aż do całkowitego jego odcięcia, gdy konieczne jest gwałtowne zmniejszenie prędkości lub podczas hamowania silnikiem. Odcięcie dopływu paliwa zapobiega uszkodzeniu katalizatorów.

Tryb korekcji napięcia akumulatora

Gdy napięcie akumulatora jest niskie, ECM kompensuje niską moc iskry w następujący sposób:

• zwiększyć dostawę paliwa;
• zwiększyć obroty biegu jałowego;
• wydłużenie czasu jałowego gromadzenia energii w uzwojeniu wtórnym cewki zapłonowej.

Tryb odcięcia paliwa

Moduł ECM odcina dopływ paliwa w następujących sytuacjach:

• zapłon jest wyłączony. Zapobiega to pracy silnika na zapłonie przedwczesnym ("dieselu");
• zapłon jest włączony, ale nie ma sygnału odniesienia zapłonu. Zapobiega to "zalewaniu" paliwem lub cofaniu się zapłonu;
• prędkość obrotowa silnika jest wyższa od dopuszczalnej;
• prędkość pojazdu jest zbyt wysoka, wyższa niż znamionowa prędkość opon;
• podczas hamowania silnikiem z dużej prędkości. Dzięki temu zmniejsza się emisja węglowodorów i zapobiega się zapłonom wstecznym;
• podczas długotrwałego hamowania. Dzięki temu zapobiega się uszkodzeniu konwerterów katalitycznych.

Układ zapłonowy

W skład układu zapłonowego wchodzą:

• Pierścień synchronizujący czujnika położenia wału korbowego - Pierścień synchronizujący czujnika położenia wału korbowego jest częścią wału korbowego. Pierścień ma 58 zębów i przerwę podporową. Zęby pierścienia są równomiernie rozmieszczone co 6 stopni. Dwa brakujące zęby tworzą przerwę 12 stopni, która służy do wytworzenia impulsu odniesienia rozrządu, identyfikującego GMP pierwszego cylindra. Moduł ECM wykorzystuje impuls zapłonu do określenia momentu zapłonu dla konkretnego cylindra w kolejności zapłonu silnika.
• Czujnik położenia wału korbowego.
• Pierścień rozrządu czujnika położenia wałka rozrządu - Pierścień rozrządu czujnika położenia wałka rozrządu jest częścią koła zębatego wałka rozrządu. Pierścień ma dwa wąskie zęby i dwa szerokie zęby rozmieszczone na całym obwodzie pierścienia. Przód (lub z powrotem) krawędzie tych 4 zębów tworzą odstępy 90 stopni. Moduł ECM wykorzystuje sygnały z wąskich i szerokich zębów, aby określić położenie wałka rozrządu, który cylinder znajduje się w suwie sprężania lub rozprężania, a także względne położenie wału korbowego i wałka rozrządu.
• Czujnik położenia wałka rozrządu.
• Cewki zapłonowe - łącznie zastosowano osiem cewek zapłonowych (jeden na cylinder).
• Moduł sterowania silnikiem (ECM) – ECM steruje wszystkimi funkcjami układu zapłonowego i stale reguluje czas zapłonu. Moduł ECM ustala moment zapłonu na podstawie danych z położenia przepustnicy, temperatury płynu chłodzącego, przepływu/temperatury powietrza, prędkości pojazdu, położenia biegu skrzyni biegów i czujników detonacji.

System podtrzymania prędkości

Tempomat utrzymuje zadaną prędkość pojazdu przy prędkościach powyżej 40 km/h.

Tempomat obejmuje:

• pedał gazu;
• przełącznik świateł hamowania (pedały hamulca);
• jednostka sterująca urządzeniami elektrycznymi nadwozia (BECU);
• przełączniki tempomatu;
• jednostka sterująca silnikiem (ECM);
• silnik siłownika przepustnicy;
• czujnik prędkości pojazdu.

Tempomat włącza się i steruje za pomocą przełączników znajdujących się na kierownicy:

• przełącznik ON/OFF (WŁ./WYŁ.)
• przełącznik +RES
• przełącznik -SET

Sygnały z przełączników przetwarzane są przez jednostkę sterowania urządzeniami elektrycznymi nadwozia (BECU). Moduł BCM przekazuje stan przełącznika systemowego do modułu sterowania silnikiem (ECM) za pośrednictwem obwodu danych szeregowych GMLAN. Na podstawie otrzymanych danych moduł ECM ustala i utrzymuje żądaną prędkość pojazdu poprzez sterowanie siłownikiem przepustnicy.

Aby włączyć system trzeba przekręcić przełącznik ON/OFF w położenie ON (WŁ.) i raz nacisnąć przycisk SET. Sterownik silnika określa aktualną prędkość samochodu i przez oponę GMLAN wysyła komunikat na wyświetlaczu informacji kierowcy Cruise set to # # # (tempomat ustawiony na prędkość # # #). Naciśnięcie pedału gazu (z włączonym tempomatem) umożliwia kierowcy przyspieszenie samochodu do prędkości wyższej niż poprzednio wybrana. Po zwolnieniu pedału system przywróci poprzednio ustawioną prędkość pojazdu. Kierowca może zmienić zadanie utrzymania prędkości za pomocą przełączników - SET lub + RES. Naciśnięcie przełącznika jeden raz - SET zmniejsza prędkość pojazdu o 1,6 km/h (ale nie mniej niż 37 km/h). Jednokrotne naciśnięcie przycisku +RES zwiększa również ustawioną prędkość pojazdu o 1,6 km/h.

System podtrzymania prędkości wyłącza się po naciśnięciu na pedał hamulca, przy tłumaczeniu wyłącznika systemu w pozycji OFF (WYŁ.) lub po naciśnięciu przycisk CANCEL.

Jednostka sterująca silnika blokuje działanie tempomatu w następujących sytuacjach:

• Jeżeli nie ma komunikacji pomiędzy jednostkami sterującymi silnikiem i pokładowym wyposażeniem elektrycznym.
• Gdy wykryte zostaną kody błędów układu tempomatu.
• Przy prędkościach poniżej 40 km/h.
• Przy zbyt dużej prędkości.
• Gdy dźwignia automatycznej skrzyni biegów znajduje się w położeniu P, R lub N lub podczas jazdy na pierwszym biegu.
• Gdy prędkość obrotowa silnika jest zbyt niska lub zbyt wysoka.
• Gdy napięcie w sieci wykracza poza zakres 9-16 V.
• Gdy układ zapobiegający blokowaniu kół działa dłużej niż dwie sekundy.

[Źródło artykułu jest dostępne na stronie internetowej: CHEVYMAN.RU]