Caracteristici de proiectare ale sistemului de management al motorului (Chevrolet Cruze J300)

Motoarele instalate pe vehiculele Chevrolet Cruze sunt echipate cu un sistem electronic de management al motorului (EEMS) cu injecție distribuită de combustibil. Acest sistem funcționează împreună cu neutralizatorul de gaze de eșapament și sistemul de recuperare a vaporilor de combustibil și asigură conformitatea cu standardele de mediu, menținând în același timp o performanță dinamică ridicată și un consum redus de combustibil.

Schema electrică a sistemului de control al motorului este dată la sfârșitul cărții.

Avertismente: Înainte de a îndepărta orice componente ECM, deconectați cablul negativ al bateriei.

Nu porniți motorul dacă bornele cablului bateriei nu sunt strânse bine.

Nu deconectați niciodată bateria de la sistemul electric al vehiculului în timp ce motorul este pornit.

Când încărcați bateria, deconectați-o de la sistemul electric al vehiculului.

Nu expuneți unitatea de control electronic (ECU) temperaturi de peste 65°C în stare de funcționare și mai mare de 80°C în stare (de exemplu, într-o cameră de uscare). Dacă această temperatură este depășită, ECU trebuie scos din vehicul.

Nu deconectați și nu conectați conectorii cablajului la ECU cu contactul pus.

Înainte de a efectua sudarea cu arc pe un vehicul, deconectați firele de la baterie și conectorii de fire de la ECU. Toate măsurătorile de tensiune trebuie efectuate folosind un voltmetru digital cu o rezistență internă de cel puțin 10 MOhm.

Cantitatea de combustibil furnizată de injectoare este reglată de un semnal de impuls electric de la ECU. Monitorizează datele privind starea motorului, calculează cerințele de combustibil și determină durata necesară de alimentare cu combustibil de către injectoare (durata impulsului - ciclu de lucru). Pentru a crește cantitatea de combustibil furnizată, ECU mărește durata impulsului, iar pentru a reduce alimentarea cu combustibil, o scurtează

ECU evaluează rezultatele calculelor și comenzilor sale, își amintește modurile de funcționare recente și acționează în conformitate cu acestea. "Auto-învățarea" sau adaptarea ECU este un proces continuu, dar setările corespunzătoare sunt stocate în memoria RAM a unității electronice până la prima oprire a ECU.

ECU controlează alimentarea cu combustibil fie sincron, adică la o anumită poziție a arborelui cotit, fie asincron, adică independent sau fără sincronizare cu rotația arborelui cotit. Injecția sincronă de combustibil este modul cel mai frecvent utilizat. Injecția asincronă de combustibil este utilizată în principal în modul de pornire a motorului. ECU pornește injectoarele secvenţial. Fiecare dintre injectoare este pornit la fiecare 720° de rotație a arborelui cotit. Această metodă permite o dozare mai precisă a combustibilului între cilindri și o reducere a nivelului de toxicitate al gazelor de eșapament.


Cantitatea de combustibil furnizată este determinată de starea motorului, adică de modul de funcționare al acestuia. Aceste moduri sunt furnizate de ECU și sunt descrise mai jos.

Când arborele cotit al motorului începe să se rotească împreună cu demarorul, primul impuls de la senzorul de poziție a arborelui cotit face ca un impuls de la ECU să pornească simultan toate injectoarele, ceea ce permite motorului să pornească mai repede.

Injecția inițială de combustibil are loc de fiecare dată când motorul este pornit. Durata impulsului de injecție depinde de temperatură. La un motor rece, pulsul de injecție crește pentru a crește cantitatea de combustibil; la un motor cald, durata pulsului scade. După injecția inițială, ECU comută în modul de control al injectorului corespunzător.

Modul de pornire. Când contactul este pornit, ECU pornește releul pompei de combustibil, care creează presiune în conducta de alimentare cu combustibil către șina de combustibil.

ECU verifică semnalul de la senzorul de temperatură a lichidului de răcire și determină cantitatea de combustibil și aer necesară pentru pornire.

Când arborele cotit al motorului începe să se rotească, ECU generează un impuls în fază pentru a porni injectoarele, a cărui durată depinde de semnalele de la senzorul de temperatură a lichidului de răcire. La un motor rece durata pulsului este mai mare (pentru a crește cantitatea de combustibil furnizată), iar la încălzire – mai puțin.

Modul de îmbogățire în timpul accelerației

ECU monitorizează schimbările bruște ale poziției clapetei de accelerație (prin semnal de la senzorul de poziție a clapetei de accelerație), precum și semnalul de la senzorul de presiune absolută și asigură alimentarea unei cantități suplimentare de combustibil prin creșterea duratei impulsului de injecție. Modul de îmbogățire în timpul accelerării este utilizat numai pentru controlul combustibilului în condiții tranzitorii (la deplasarea supapei de accelerație).

Modul de oprire a combustibilului în timpul frânării motorului

În timpul frânării motorului cu treapta de viteză și ambreiajul cuplate, ECU poate dezactiva complet impulsurile de injecție de combustibil pentru perioade scurte de timp. Alimentarea cu combustibil este pornită și oprită în acest mod atunci când sunt create anumite condiții pentru temperatura lichidului de răcire, viteza arborelui cotit, viteza vehiculului și unghiul de deschidere a accelerației.

Compensarea tensiunii de alimentare

Când tensiunea de alimentare scade, sistemul de aprindere poate produce o scânteie slabă, iar mișcarea mecanică de "deschidere" a injectorului poate dura mai mult. ECU compensează acest lucru prin creșterea timpului de acumulare a energiei în bobinele de aprindere și a duratei impulsului de injecție.

În consecință, atunci când tensiunea bateriei crește (sau tensiunea din rețeaua de bord a vehiculului) ECU reduce timpul de acumulare a energiei în bobinele de aprindere și durata injecției.

Modul de oprire a combustibilului

Când motorul se oprește (contactul oprit) combustibilul nu este furnizat de injector, eliminând astfel aprinderea spontană a amestecului într-un motor supraîncălzit. În plus, impulsurile pentru deschiderea injectoarelor nu sunt trimise dacă ECU nu primește impulsuri de referință de la senzorul de poziție a arborelui cotit, adică acest lucru înseamnă că motorul nu funcționează.

Alimentarea cu combustibil este întreruptă și atunci când viteza maximă admisă a arborelui cotit al motorului este depășită pentru a proteja motorul de funcționarea la turații inacceptabil de mari.

Unitate de control electronic

Unitate de control electronic (ECU, controler) motorul este situat în partea centrală a cutiei de admisie a aerului și reprezintă centrul de control al sistemului electronic de control al motorului. Procesează continuu informații de la diverși senzori și sisteme de control care afectează emisiile de evacuare și performanța vehiculului.

Următoarele informații sunt primite de ECU:

• pozitia arborelui cotit si viteza;
• pozitia arborelui cu came;
• temperatura lichidului de răcire;
• temperatura și presiunea aerului de admisie;
• pozitia pedalei de acceleratie;
• pozitia clapetei de acceleratie;
• conținutul de oxigen din gazele de eșapament;
• prezența detonației în motor;
• viteza masinii;
• tensiune în rețeaua de bord a vehiculului;
• cerere de pornire a aerului condiționat.

Pe baza informațiilor primite, ECU controlează următoarele sisteme și dispozitive:

• alimentare cu combustibil (injectoare si pompa de combustibil);
• alimentare cu aer (gradul de deschidere a clapetei de accelerație);
• sistem de aprindere;
• adsorbant al sistemului de recuperare a vaporilor de benzină;
• ventilator al sistemului de racire a motorului;
• ambreiaj compresor aer conditionat;
• sistem de diagnosticare.

ECU pornește circuitele de ieșire (injectoare, diverse relee etc.) prin scurtcircuitarea lor la masă prin tranzistoarele de ieșire. Singura excepție este circuitul releului pompei de combustibil. Pompa de combustibil este conectată printr-un releu de putere. La rândul său, înfășurarea releului este controlată de ECU prin închiderea unuia dintre bornele la masă.

ECU este echipat cu un sistem de diagnosticare încorporat. Poate detecta defecțiuni la ECM și poate alerta șoferul prin intermediul indicatorului de defecțiune al sistemului de management al motorului. În plus, ECU stochează coduri de diagnosticare care indică o defecțiune a unui anumit element de sistem și natura acestei defecțiuni pentru a ajuta specialiștii în diagnosticare și reparare.

Conector de diagnosticare

Conectorul de diagnosticare este utilizat pentru a face schimb de date cu ECU și este situat în partea stângă sub tabloul de bord. Un dispozitiv de scanare este conectat la conectorul de diagnosticare pentru a citi informațiile de eroare stocate în memoria ECU, pentru a verifica senzorii și actuatoarele în timp real, pentru a controla actuatoarele și reprograma ECU.

Următoarele tipuri de memorie sunt incluse în ECU:

• memorie programabilă numai pentru citire (EPROM);
• memorie cu acces aleatoriu (RAM);
• memorie reprogramabilă electric (ERPROM).

Memorie programabilă doar pentru citire (PROM). Conține un program general care conține o secvență de comenzi de lucru (algoritmi de control) și diverse informații de calibrare. Aceste informații reprezintă datele pentru controlul injecției, aprinderii, turații la ralanti etc., care depind de greutatea vehiculului, tipul și puterea motorului, rapoartele de transmisie și alți factori. EPROM se mai numește și dispozitiv de memorie de calibrare. Conținutul EPROM-ului nu poate fi modificat după programare. Această memorie nu necesită energie pentru a stoca informațiile înregistrate în ea, care nu sunt șterse atunci când alimentarea este oprită, adică această memorie este nevolatilă.

Memorie cu acces aleatoriu (RAM)

Acesta este ECU "notebook". Microprocesorul unității îl folosește pentru stocarea temporară a parametrilor măsurați pentru calcule și informații intermediare. Microprocesorul poate introduce sau citi date în el după cum este necesar.

Cipul RAM este montat pe placa de circuit imprimat a controlerului. Această memorie este volatilă și necesită o sursă de alimentare neîntreruptibilă pentru a fi salvată. Când sursa de alimentare este întreruptă, codurile de diagnosticare a erorilor și datele calculate conținute în RAM sunt șterse.

Memorie reprogramabilă electric (ERPROM)

Folosit pentru stocarea temporară a codurilor și parolelor pentru sistemul antifurt al vehiculului (imobilizator). Codurile de parolă primite de ECU de la unitatea de comandă a imobilizatorului sunt comparate cu codurile stocate în EEPROM, drept urmare pornirea motorului este permisă sau interzisă.

EEPROM înregistrează astfel de parametri de funcționare a vehiculului, cum ar fi kilometrajul total al vehiculului, consumul total de combustibil și timpul de funcționare a motorului.

ERPZU înregistrează, de asemenea, unele defecțiuni ale motorului și vehiculului:

• timpul de supraîncălzire a motorului;
• timpul de funcționare a motorului cu combustibil cu octan scăzut;
• timpul de funcționare a motorului care depășește viteza maximă de rotație admisă;
• timpul în care motorul funcționează cu rateuri ale amestecului combustibil-aer, a cărui prezență este indicată de indicatorul sistemului de management al motorului;
• timpul de funcționare a motorului cu un senzor de detonare defect;
• timpul de funcționare a motorului cu senzori de concentrație de oxigen defecte;
• timpul de conducere a vehiculului cu o viteză care depășește viteza maximă admisă în perioada de rodare;
• timpul în care vehiculul se deplasează cu un senzor de viteză defect;
• de câte ori bateria este deconectată cu contactul pus.

EEPROM este o memorie nevolatilă și poate stoca informații fără ca controlerul să fie alimentat cu energie.

Senzor de poziție arbore cotit

Senzorul de poziție a arborelui cotit de tip inductiv este conceput pentru a sincroniza funcționarea unității de comandă electronică cu TDC-ul pistoanelor 1 și 4 cilindri și poziția unghiulară a arborelui cotit.

Senzorul este instalat în partea din spate a blocului de cilindri a motorului, opus discului de distribuție de pe arborele cotit. Discul de sincronizare este o roată dințată cu 58 de fante, dintre care 57 sunt distanțate la intervale de 6°. Ultima canelură este făcută mai largă pentru a crea un impuls de sincronizare (un impuls "de referință"), care este necesar pentru a coordona funcționarea unității de control cu PMS-ul pistoanelor din cilindrii 1 și 4.

Când arborele cotit se rotește, câmpul magnetic al senzorului se modifică, inducând impulsuri de tensiune AC. Unitatea de control determină viteza de rotație a arborelui cotit pe baza semnalelor senzorului și generează impulsuri pentru a controla motorul.

O defecțiune a acestui senzor provoacă o defecțiune completă a sistemului de management al motorului: fără semnalul acestuia, motorul nu poate fi pornit.

Senzor de presiune absolută în colector

Senzorul de presiune absolută din galeria de admisie transformă vidul din această galerie în tensiune electrică, a cărei valoare o folosește ECU pentru a determina sarcina motorului. Senzorul este instalat pe conducta de admisie și conectat la cavitatea sa printr-un tub de cauciuc. Tensiunea de ieșire a senzorului se modifică în funcție de presiunea din conducta de admisie - de la 4,9 V (la acceleratie maxima) până la 0,3 V (cu amortizorul închis). Când motorul nu funcționează, unitatea de control folosește tensiunea senzorului pentru a determina presiunea atmosferică și adaptează parametrii de control al injecției la altitudinea specifică deasupra nivelului mării. Valorile presiunii atmosferice stocate în memorie sunt actualizate periodic în timpul mișcării constante a vehiculului și în timpul deschiderii maxime a accelerației.

Senzor temperatura aerului admis

Senzorul de temperatură a aerului de admisie este înșurubat în orificiul furtunului de alimentare cu aer lângă filtrul de aer. Senzorul este un termistor cu un coeficient de rezistență negativ al temperaturii. Pe baza informațiilor despre temperatura aerului de la senzor, controlerul reglează cantitatea de combustibil injectat.

Rezistența senzorului de temperatură a aerului la bornele senzorului este verificată în diferite condiții de temperatură.

Senzor de fază

Senzorul de fază este instalat în partea din față a chiulasei, între scripetele dințate ale arborilor cu came. Principiul său de funcționare se bazează pe efectul Hall. Senzorul determină PMS al cursei de compresie a pistonului primului cilindru. Semnalul senzorului este utilizat de controler pentru a organiza injecția de combustibil în faze în conformitate cu ordinea de aprindere a cilindrului. Când apare o defecțiune a circuitului, controlerul își stochează codul în memoria sa și pornește indicatorul sistemului de management al motorului.

Senzor de temperatura lichidului de racire

Senzorul de temperatură a lichidului de răcire este instalat pe partea dreaptă a chiulasei, între primul și al doilea cilindru. Senzorul este un termistor cu un coeficient de temperatură negativ: rezistența electrică a senzorului scade odată cu creșterea temperaturii. ECU procesează semnalul senzorului și stabilește îmbogățirea optimă a amestecului de lucru atunci când motorul se încălzește.

Unitatea electronică alimentează circuitul senzorului de temperatură cu o tensiune de "referință" constantă. Tensiunea semnalului senzorului este cea mai mare atunci când aerul din galeria de admisie este rece și scade pe măsură ce temperatura acestuia crește. Pe baza valorii tensiunii, ECU determină temperatura aerului la admisie și efectuează ajustări atunci când calculează unghiul de sincronizare a aprinderii. Dacă senzorul se defectează sau există probleme în circuitul său de conectare, ECU setează un cod de eroare și îl reține. Dacă ECU continuă să afișeze un cod de eroare în ciuda conexiunilor bune de cablare, înlocuiți senzorul de temperatură a aerului.

Senzor de baterie

Senzorul de detonare este atașat la partea superioară a blocului cilindrilor și detectează vibrațiile anormale (lovituri de detonare) în motor.

Elementul sensibil al senzorului este o placă de cristal piezoelectrică. În timpul detonării, la ieșirea senzorului sunt generate impulsuri de tensiune, care cresc odată cu creșterea intensității șocurilor de detonare. Controlerul, bazat pe semnalul senzorului, reglează timpul de aprindere pentru a elimina detonațiile de combustibil.

Senzor de poziție a clapetei de accelerație

Senzorul de poziție a clapetei de accelerație (TPS) este montat pe partea laterală a ansamblului clapetei de accelerație (sub capac) și este conectat la axa accelerației.

Este un potențiometru, la un capăt al căruia este alimentat "plusul" tensiunii de alimentare (5 V), iar celălalt capăt al acestuia este conectat la "pământ". De la a treia ieșire a potențiometrului (din glisor) semnalul de ieșire merge la ECU. Când supapa de accelerație este rotită (de la impactul asupra pedalei de control), tensiunea la ieșirea senzorului se modifică. Când supapa de accelerație este închisă, este sub 0,5 V. Când supapa se deschide, tensiunea la ieșirea senzorului crește și când supapa este complet deschisă, ar trebui să fie mai mare de 4 V. Prin monitorizarea tensiunii de ieșire a senzorului, ECU reglează alimentarea cu combustibil în funcție de unghiul de deschidere a supapei de accelerație (aceste. la discreția șoferului). TPS-ul nu necesită ajustare, deoarece unitatea electronică percepe viteza de ralanti (aceste. închidere completă a accelerației) ca marca zero.

Dacă senzorul de accelerație eșuează, ECU stochează codul de eroare al senzorului în memoria sa, aprinde indicatorul luminos al sistemului de management al motorului și calculează valoarea așteptată a unghiului de deschidere a accelerației pe baza turației arborelui cotit și a semnalelor de la senzorii de temperatură și presiune absolută a aerului din galeria de admisie.

Senzor de control al concentrației de oxigen

Senzorul de control al concentrației de oxigen este utilizat în sistemul de injecție cu buclă închisă și este instalat în galeria de evacuare. Pentru a ajusta calculele duratei impulsului de injecție, se folosesc informații despre prezența oxigenului în gazele de evacuare; aceste informații sunt furnizate de senzorul de control al concentrației de oxigen. Oxigenul conținut în gazele de evacuare reacționează cu senzorul, creând o diferență de potențial la ieșirea senzorului. Acesta variază de la aproximativ 0,1 V (conținut ridicat de oxigen - amestec slab) pana la 1 V (oxigen scăzut - amestec bogat).

Prin monitorizarea tensiunii de ieșire a senzorului de concentrație de oxigen, controlerul determină ce comandă să trimită la injectoare pentru a regla compoziția amestecului de lucru. Dacă amestecul este slab (diferență de potențial scăzută la ieșirea senzorului), apoi controlorul dă o comandă de îmbogățire a amestecului; dacă amestecul este bogat (diferență mare de potențial) - să încline amestecul.

Senzor de diagnosticare a concentrației de oxigen

Senzorul de diagnosticare a concentrației de oxigen este instalat în conducta de admisie din spatele neutralizatorului și funcționează pe același principiu ca și senzorul de control. Semnalul generat de senzorul de diagnosticare a concentrației de oxigen indică prezența oxigenului în gazele de eșapament după convertizorul catalitic. Dacă neutralizatorul funcționează corect, citirile de la senzorul de diagnosticare vor diferi semnificativ de citirile de la senzorul de control,