Sériové dátové rozhranie GMLAN
General Motors Local Area Network (GMLAN) vozidla je rad sériových komunikačných zberníc (podsietí), ktoré umožňujú elektronické riadiace zariadenia (ECU alebo uzly) udržiavať komunikáciu medzi sebou alebo s diagnostickým testerom.
GMLAN podporuje tri zbernice, vysokorýchlostnú dvojdrôtovú zbernicu, strednú rýchlosť dvojdrôtovú zbernicu a jednodrôtovú nízkorýchlostnú zbernicu.
- Vysokorýchlostná pneumatika (500 kbps) - zvyčajne sa používa na zdieľanie údajov v reálnom čase, ako je krútiaci moment špecifikovaný vodičom, skutočný krútiaci moment motora, uhol natočenia volantu atď.
- Stredná rýchlostná pneumatika (približne 95,2 kbps) - zvyčajne sa používa na informačnú podporu (displej, navigácia a pod.), kde si čas odozvy systému vyžaduje prenos veľkého množstva údajov v relatívne krátkom čase, ako je aktualizácia zobrazenia grafických informácií.
- Nízkorýchlostná pneumatika (33,33 kbps) - zvyčajne sa používa pre zariadenia ovládané vodičom, kde sa vyžaduje čas odozvy systému približne 100-200 ms. Táto zbernica tiež podporuje vysokorýchlostnú prevádzku pri 83,33 kbps, ktorá sa používa iba pri preprogramovaní radiča ECU.
Rozhodnutie použiť konkrétnu pneumatiku na konkrétnom vozidle závisí od toho, ako sú funkcie rozdelené medzi rôzne ovládače v danom vozidle. Zbernice GMLAN používajú komunikačný protokol Controller Area Network (CAN). Dáta sú zabalené do CAN správ, ktoré sú segmentované do CAN "rámcov". Každý rámec CAN obsahuje dáta hlavičky (tiež známy ako identifikátor CAN alebo CANId) a maximálne osem (8) bajtov údajov. Správa môže pozostávať z jedného rámca alebo viacerých rámcov v závislosti od počtu dátových bajtov, ktoré definujú celú správu. Rozhodovanie kanálov sa vyskytuje iba v hlavičke alebo časti CANId rámca.
Opis ovládača elektronického systému riadenia motora (ECM)
Na zvukové vlastnosti a funkcie elektronické riadiace systémy navrhnuté na zníženie toxicity výfukových plynov a zároveň udržať vynikajúce jazdné vlastnosti a spotrebu paliva. Elektronický Systém Riadenia Motora (ECM) regulátor control center tohto systému. ECM kontrolór kontroluje veľa motora vozidla a funkcie. ECM regulátor neustále prijíma informácie z rôznych senzorov a iných zdrojov údajov, ako aj ovládacie prvky systémov, ktoré ovplyvňujú výkon vozidla a toxicity výfukových plynov. Okrem toho, ECM kontrolór vykonáva diagnostické kontroly z rôznych častí systému. ECM regulátor môže odhaliť nedostatky a upozorní vodiča prostredníctvom poruchy kontrolka (MIL). Keď je zistená chyba, ECM radič obchody diagnostický kód poruchy (DTC), ktorý identifikuje systém, v ktorom sa chyba vyskytla. Regulátor dodáva nárazníkový napájacieho napätia pre rôzne snímače a spínače. Ak chcete určiť, ktoré systémy sú riadené ECM radič, musíte zvážiť, komponenty a elektrické schémy.
Prevádzka kontrolky poruchy (MIL)
Kontrolka poruchy (MIL) sa nachádza v združenom prístroji. Kontrolka MIL signalizuje, že sa vyskytla porucha súvisiaca s emisiami.
Popis systému monitorovania polohy akceleračného pedála (APP)
Systém polohy pedálu akcelerátora (APP) spolu s elektronickými systémami vozidla a ďalšími komponentmi sa používa na výpočet a riadenie množstva zrýchlenia a spomalenia riadením vstrekovania paliva. Odpadá tak potreba mechanického spojenia cez kábel medzi plynovým pedálom a systémom vstrekovania paliva.
Systém APP okrem iného obsahuje nasledujúce uzly:
- Zostava snímača polohy akceleračného pedála (APP)
- Elektronický ovládač systému riadenia motora (EEMS)
Senzor polohy akceleračného pedála (APP)
Snímač polohy plynového pedála (APP) sa nachádza na zostave plynového pedálu. Senzor pozostáva z 2 samostatných senzorov v jednom kryte. Snímač polohy plynového pedálu komunikuje s ECM pomocou dvoch samostatných signálnych obvodov, dolného referenčného a 5V referenčného. Každý snímač vykonáva svoju vlastnú funkciu na určenie polohy pedálu. ECM používa snímač APP na určenie veľkosti zrýchlenia alebo spomalenia požadovaného vodičom vozidla. Napätie zo snímača APP 1 sa pri stlačení plynového pedálu zvyšuje z približne 1,0 V pri 0 % zdvihu pedála na 4,0 V pri 100 % zdvihu pedála. Napätie zo snímača APP 2 sa zvýši z približne 0,5 V pri 0 % zdvihu pedálu na 2,0 V pri 100 % zdvihu pedála.
Popis palivového systému
Palivový systém tohto vozidla obsahuje nasledujúce komponenty:
- Nízkotlakový okruh
- Prívodné a vratné potrubia a hadice
- Blok distribúcie spätného paliva
- Palivová nádrž
- Čerpadlo na prívod paliva
- Snímače hladiny paliva
- Palivový filter/ohrievač
- Senzor vody v palive (WIF)
- Vysokotlakový okruh
- Vysokotlakové palivové čerpadlo s dávkovacou jednotkou
- Palivová koľajnica (Common Rail)
- Snímač tlaku v koľajnici paliva (FRP)
- Vstrekovače paliva
- Regulátor tlaku palivovej lišty (FRP)
Snímač hladiny paliva
Snímač hladiny paliva pozostáva z plaváka, drôteného plavákového ramena a keramickej dosky odporu. Hladina paliva je určená polohou páky plaváka. Snímač hladiny paliva obsahuje premenlivý odpor, ktorého odpor sa mení v závislosti od množstva paliva zostávajúceho v nádrži. Informácie o hladine paliva sa prenášajú z riadiaceho systému motora (ECM) do združeného prístroja (IPC). Tieto informácie sa používajú na zobrazenie palivomera na prístrojovej doske a kontrolky nízkej hladiny paliva (ak je k dispozícii). Okrem toho ECM využíva vstup zo snímača hladiny paliva na rôzne diagnostické funkcie.
Čerpadlo na prívod paliva
Hlavné palivové čerpadlo je umiestnené na ľavej polovici palivovej nádrže. Napájanie tohto palivového čerpadla sa dodáva z relé palivového čerpadla, ktoré riadi ECM. Palivo sa čerpá z palivovej nádrže do vysokotlakového palivového čerpadla.
Vysokotlakové palivové čerpadlo (CP1H)
Na dieselovom motore Z20S je použité vysokotlakové palivové čerpadlo CP1H od BOSCH. Toto čerpadlo je vylepšenou verziou modelu CP1. Teraz toto čerpadlo vytvára tlak v palivovej koľajnici až do 1600 barov. Dosiahlo sa to posilnením pohonu, zlepšením ventilových zostáv a prijatím opatrení na zvýšenie pevnosti tela. Pre zabezpečenie dostatočnej dodávky paliva je čerpadlo konštruované na celkový výkon 160 l/h.
Požadovaný výkon čerpadla je plynulo regulovaný pomocou elektropoháňanej dávkovacej jednotky umiestnenej na vysokotlakovom palivovom čerpadle. Tento ventil reguluje množstvo paliva dodávaného do koľajnice podľa potrieb systému. Tento typ riadenia prívodu paliva nielen znižuje nároky na výkon čerpadla, ale znižuje aj maximálnu teplotu paliva. Vstupný tlak potrebný pre vysokotlakové palivové čerpadlo zabezpečuje elektrické palivové čerpadlo umiestnené na palivovej nádrži. Prebytočné palivo z vysokotlakového palivového čerpadla sa vracia do palivovej nádrže cez spätné palivové potrubie.
Na vysokotlakové palivové čerpadlo je triple-koná piestové čerpadlo. Spája nízkotlakové a vysokotlakové palivové obvodov. Čerpadlo je poháňané od motora pomocou remeňa plynu, distribúcia mechanizmus.
Zostava palivového filtra
Zostava palivového filtra pozostáva z krytu palivového filtra, filtračného prvku, snímača vody v palive, ohrievača paliva a snímača teploty paliva. Filtračný prvok zachytáva častice obsiahnuté v palive, ktoré by mohli poškodiť systém vstrekovania paliva. Snímač teploty paliva vyšle signál do ECM, ktorý vydá príkaz na ohrev paliva pomocou ohrievača paliva. Snímač vody v palive detekuje prítomnosť vody v kryte palivového filtra.
Prívodné a spätné vedenie paliva
Palivo sa dodáva z palivovej nádrže do vysokotlakového palivového čerpadla cez palivové prívodné potrubia. Spätné palivové potrubia vracajú palivo z distribučnej jednotky spätného paliva späť do palivovej nádrže.
Zostavy palivových koľajníc
Zostava rozdeľovača paliva distribuuje palivo pod tlakom cez palivové potrubia do vstrekovačov paliva.
Zostava palivovej lišty pozostáva z nasledujúcich častí:
- Palivová koľajnica (Common Rail)
- Snímač tlaku v koľajnici paliva (FRP)
- Regulátor tlaku palivovej lišty (FRP)
Snímač tlaku v potrubí paliva prenáša informácie o tlaku paliva do ECM. ECM používa tieto informácie na reguláciu tlaku paliva príkazom na otvorenie alebo zatvorenie regulátora tlaku paliva spolu s dávkovacou jednotkou na vstupe vysokotlakového palivového čerpadla.
Vstrekovače paliva
Vstrekovač paliva je elektromagnetické zariadenie riadené ECM, ktoré dávkuje stlačené palivo do jednotlivého valca motora. ECM dodáva napätie do elektromagnetu vstrekovača s nízkou impedanciou, aby otvoril normálne zatvorený ventil. Palivo sa uvoľňuje pod tlakom cez ihlu vstrekovača paliva a vracia sa do palivovej nádrže cez spätné palivové potrubie. Rozdiel v tlaku paliva nad a pod ihlou spôsobí otvorenie ihly. Palivo z hrotu vstrekovača paliva je počas kompresného zdvihu motora vstrekované priamo do spaľovacej komory.
Popis systému žeraviacich sviečok
V dieselovom motore sa vo valci stláča iba vzduch. Potom sa po stlačení vzduchu časť paliva rozpráši do valca a následkom zahriatia pri kompresii dôjde k vznieteniu. Na uľahčenie štartovania motora sa používajú štyri žeraviace sviečky.
Žeraviace sviečky sú riadené ovládačom žeraviacich sviečok (GCU) a žeraviacim sviečkam netrvá viac ako 3 sekundy, kým dosiahnu 1000°C (1832°F). Teplota a spotreba energie sú riadené spoločne ECM a GCU v širokom rozsahu, aby sa dosiahli podmienky predohrevu motora. Napájanie je privádzané do každej žeraviacej sviečky samostatne. Toto zariadenie zaisťuje optimálny čas ohrevu žeraviacej sviečky, pričom čas predhrievania možno skrátiť na minimum, aby sa skrátil čas štartovania a predĺžila životnosť žeraviacej sviečky.
Počiatočný čas aktivácie žeraviacej sviečky sa líši v závislosti od napätia a teploty systému. Pri nízkych teplotách sa čas zapnutia predlžuje.
Žeraviace sviečky
Žeraviace sviečky sú ohrievače v každom valci, ktoré pracujú pri 4,4 voltoch. Sú aktivované a riadené signálom modulovaným šírkou impulzu, keď je kľúč zapaľovania otočený do polohy RUN pred naštartovaním motora. Po naštartovaní ešte nejaký čas fungujú v pulznom režime a potom sa vypnú.
Indikátor žeravenia na prístrojovej doske slúži na informovanie o podmienkach štartovania motora. Indikátor zapaľovacích sviečok sa nerozsvieti, keď sú žeraviace sviečky v činnosti po naštartovaní motora.
Ovládač žeraviacej sviečky (GCU)
Ovládač žeraviacich sviečok je polovodičové zariadenie, ktoré riadi žeraviace sviečky. Regulátor GCU je pripojený k nasledujúcim obvodom:
- Obvod zapaľovacieho napätia 1.
- Obvod napätia batérie.
- Diagnostický obvod umiestnený medzi ECM a ovládačom žeraviacej sviečky.
- Uzemňovacia reťaz motora.
- Napájacie obvody žeraviacich sviečok sú umiestnené medzi ovládačom žeraviacich sviečok a samotnými žeraviacimi sviečkami.
Popis systému recirkulácie výfukových plynov (EGR)
Systém recirkulácie výfukových plynov (EGR) slúži na zníženie obsahu oxidov dusíka (NOx) vo výfukových plynoch vznikajúcich pri vysokých teplotách spaľovania. To sa dosiahne privedením malého množstva výfukových plynov späť do spaľovacej komory. Výfukové plyny absorbujú časť tepelnej energie vznikajúcej pri spaľovaní a tým znižujú teplotu spaľovania. Systém EGR funguje len pri určitej teplote, barometrickom tlaku a podmienkach zaťaženia motora, aby sa zabránilo zhoršeniu jazdného výkonu a zvýšil sa výkon motora.
Systém EGR pozostáva z nasledujúcich komponentov:
- EGR ventil - EGR ventil má vákuový pohon. Ventil EGR slúži na nasmerovanie výfukových plynov z výfukového systému do sacieho potrubia na recirkuláciu počas spaľovacieho procesu.
- Vákuová pumpa - Vákuum pre podtlakový ovládač ventilu EGR vytvára mechanické čerpadlo poháňané vačkovým hriadeľom nazývané vákuové čerpadlo. Vákuové čerpadlo pracuje nepretržite, keď je motor v chode.
- Riadiaci solenoidový ventil vákuového ovládača ventilu EGR - Solenoidový ventil ovládača podtlaku ventilu EGR sa nachádza v systéme riadenia podtlaku EGR medzi vákuovou pumpou a ventilom EGR. ECM vysiela signál modulácie šírky impulzov (PWM) do uzemňovacieho obvodu elektromagnetu ovládača vákua ventilu EGR, aby sa ventil EGR otvoril do požadovanej polohy pomocou odmeranej dodávky vákua z vákuovej pumpy. Riadiaci solenoidový ventil ovládača vákua EGR ventilu je napájaný zapaľovacím napätím cez obvod zapaľovacieho napätia 1 z hlavného relé. Elektromagnetický ventil ovládajúci vákuový pohon ventilu EGR je normálne uzavretého typu.
- Ovládanie ovládača škrtiacej klapky EGR - Dieselové motory nevytvárajú dostatočné vákuum na to, aby umožnili recirkulovaným výfukovým plynom samy vstúpiť do spaľovacieho procesu. Keď je škrtiaca klapka EGR zatvorená, bráni vstupu čerstvého vzduchu do motora, čo spôsobuje vytváranie podtlaku v motore. Keď ECM vydá príkaz na otvorenie ventilu EGR, škrtiaca doska EGR dostane príkaz na zatvorenie. Škrtiaca klapka EGR je normálne otvoreného typu.
- Snímač MAF - snímač MAF (hmotnostný prúd vzduchu) umiestnený v systéme nasávania vzduchu medzi vzduchovým filtrom a výstupným otvorom ventilu EGR. ECM používa signál zo snímača hmotnostného prietoku vzduchu (MAF) na výpočet skutočného prietoku recirkulácie výfukových plynov do sacieho potrubia. Keď je ventil EGR otvorený, hodnota MAF klesá.
- EGR chladič - Chladiaca kvapalina motora prúdi cez chladič EGR, aby sa znížila teplota výfukových plynov predtým, ako vstúpia do ventilu EGR a sacieho potrubia.
Popis systému preplňovania turbodúchadlom
Turbodúchadlo zvyšuje výkon motora dodávaním stlačeného vzduchu do spaľovacích komôr, čo vedie k spáleniu väčšieho množstva paliva pri optimálnej zmesi paliva a vzduchu. V bežnom turbodúchadle sa turbína roztáča tým, že výfukové plyny z motora narážajú na lopatky turbíny. To spôsobí, že sa koleso kompresora na opačnom konci hriadeľa turbíny otáča a pumpuje viac vzduchu do sacieho systému.
V turbodúchadle tohto vozidla je poloha lopatiek turbíny riadená riadiacim modulom motora (ECM), čím sa reguluje plniaci tlak turba. Plniaci tlak tak možno nastaviť nezávisle od otáčok motora. Čepele sú namontované na spoločnom krúžku, ktorý je možné otáčaním meniť uhol lopatiek. ECM mení zosilnenie v závislosti od zaťaženia motora.
Popis systému filtra pevných častíc (DPF)
Dieselový motor výfukových plynov liečba systém sa skladá z štartovací katalyzátor (precat), ktoré sa nachádza v priestore motora a katalyzátora sa nachádza pod tela (hlavná diesel oxidačným katalyzátorom + potiahnuté naftových častíc filter).
Systémy riadenia motora a úpravy výfukových plynov sú navrhnuté tak, aby znižovali obsah škodlivých látok, ako sú uhľovodíky (HC) a oxid uhoľnatý (CO), vo výfukových plynoch, ako aj častice (sadze), aby boli v súlade s dnešnými prísnymi normami toxicity výfukových plynov.
Filter pevných častíc je vyrobený z karbidu kremíka a potiahnutý ušľachtilým kovom. Je navrhnutý tak, aby redukoval uhľovodíky (HC) a oxid uhoľnatý (CO) a zachytáva častice vo výfukových plynoch motora, aby sa znížili emisie sadzí do atmosféry. Častice sadzí sa zhromažďujú v potiahnutých kanáloch naftového filtra a v pravidelných intervaloch sa spaľujú (v procese nazývanom "regenerácia"), aby sa zabránilo upchatiu filtra. Nadmerné nahromadenie sadzí vo filtri môže viesť k strate výkonu motora a poruche filtra počas regenerácie. Na zvýšenie teploty výfukových plynov počas regenerácie sa do filtra vstrekuje ďalšie palivo cez viacero vstrekovačov. Počas tejto doby teplota v DPF stúpne na približne 600°C a nahromadené sadze oxidujú alebo zhoria a premenia sa na oxid uhličitý (CO₂).
Tlakové trubice pripojené k snímaču rozdielu tlaku sa používajú na meranie úrovne usadenín sadzí v potiahnutom filtri pevných častíc a chránia motor spustením procesu regenerácie, keď sa dosiahne kritická úroveň usadenín sadzí.
Predkatalyzátor v motorovom priestore (precat) a hlavný dieselový katalyzátor (DOC) sú potiahnuté ušľachtilým kovom a slúžia na zníženie obsahu uhľovodíkov (HC) a oxidu uhoľnatého (CO) vo výfukových plynoch. Tieto agregáty navyše pri regenerácii prispievajú k zvýšeniu teploty výfukových plynov spaľovaním dodatočne vstrekovaného paliva. Dodatočné vstrekovanie paliva do valcov umožňuje vykonávať regeneráciu za akýchkoľvek prevádzkových podmienok motora, ako aj pri akýchkoľvek hodnotách vonkajšej teploty a tlaku. Proces regenerácie prebieha hladko a pre vodiča vozidla je zvyčajne nepostrehnuteľný.