Konštrukčné vlastnosti systému riadenia motora (Chevrolet Cruze J300)

Motory inštalované na vozidlách Chevrolet Cruze sú vybavené elektronickým systémom riadenia motora (EEMS) s distribuovaným vstrekovaním paliva. Tento systém funguje v spojení s neutralizátorom výfukových plynov a systémom rekuperácie palivových výparov a zabezpečuje súlad s environmentálnymi normami pri zachovaní vysokého dynamického výkonu a nízkej spotreby paliva.

Elektrická schéma riadiaceho systému motora je uvedená na konci knihy.

Varovania: Pred odstránením akýchkoľvek komponentov ECM odpojte záporný kábel batérie.

Neštartujte motor, ak nie sú svorky kábla batérie pevne dotiahnuté.

Nikdy neodpájajte akumulátor od elektrického systému vozidla, keď je motor v chode.

Pri nabíjaní batérie ju odpojte od elektrického systému vozidla.

Nevystavujte elektronická riadiaca jednotka (ECU) teplotám nad 65°C pri prevádzke a nad 80°C, keď nie je v prevádzke (napríklad v sušiarni). Ak sa táto teplota prekročí, ECU sa musí z vozidla odstrániť.

Neodpájajte ani nepripájajte konektory káblového zväzku k ECU pri zapnutom zapaľovaní.

Pred vykonaním oblúkového zvárania na vozidle odpojte vodiče od batérie a konektory vodičov od ECU. Všetky merania napätia by sa mali vykonávať pomocou digitálneho voltmetra s vnútorným odporom najmenej 10 MOhm.

Množstvo paliva dodávaného vstrekovačmi je regulované elektrickým impulzným signálom z ECU. Sleduje údaje o stave motora, počíta požiadavky na palivo a určuje požadovanú dobu trvania dodávky paliva vstrekovačmi (trvanie impulzu - pracovný cyklus). Aby sa zvýšilo množstvo dodávaného paliva, ECU predĺži trvanie impulzu a pre zníženie dodávky paliva ho skráti

ECU vyhodnocuje výsledky svojich výpočtov a príkazov, pamätá si posledné prevádzkové režimy a koná v súlade s nimi. "Samoučenie" alebo prispôsobenie ECU je nepretržitý proces, ale príslušné nastavenia sú uložené v pamäti RAM elektronickej jednotky až do prvého vypnutia ECU.

ECU riadi dodávku paliva buď synchrónne, teda pri určitej polohe kľukového hriadeľa, alebo asynchrónne, teda nezávisle alebo bez synchronizácie s otáčaním kľukového hriadeľa. Synchrónne vstrekovanie paliva je najčastejšie používaný režim. Asynchrónne vstrekovanie paliva sa používa hlavne v režime štartovania motora. ECU zapína vstrekovače postupne. Každý zo vstrekovačov sa zapína každých 720° otočenia kľukového hriadeľa. Táto metóda umožňuje presnejšie dávkovanie paliva medzi valcami a zníženie úrovne toxicity výfukových plynov.

Množstvo dodávaného paliva je dané stavom motora, teda jeho prevádzkovým režimom. Tieto režimy poskytuje ECU a sú popísané nižšie.



Keď sa kľukový hriadeľ motora začne otáčať so štartérom, prvý impulz zo snímača polohy kľukového hriadeľa spôsobí, že impulz z ECU zapne všetky vstrekovače naraz, čo umožňuje rýchlejšie naštartovanie motora.

Počiatočné vstreknutie paliva nastáva pri každom naštartovaní motora. Trvanie vstrekovacieho impulzu závisí od teploty. Na studenom motore sa impulz vstrekovania zvyšuje, aby sa zvýšilo množstvo paliva; na teplom motore sa trvanie impulzu skracuje. Po úvodnom vstreknutí sa ECU prepne do príslušného režimu ovládania vstrekovača.

Štartovací režim. Keď je zapaľovanie zapnuté, ECU zapne relé palivového čerpadla, ktoré vytvorí tlak v prívodnom palivovom potrubí do palivovej koľajnice.

ECU kontroluje signál zo snímača teploty chladiacej kvapaliny a určuje množstvo paliva a vzduchu potrebného na naštartovanie.

Keď sa kľukový hriadeľ motora začne otáčať, ECU generuje fázový impulz na zapnutie vstrekovačov, ktorého trvanie závisí od signálov zo snímača teploty chladiacej kvapaliny. Pri studenom motore je trvanie impulzu dlhšie (na zvýšenie množstva dodávaného paliva), a pri zahriatí - menej.

Režim obohatenia počas zrýchlenia

ECU monitoruje náhle zmeny polohy škrtiacej klapky (signálom zo snímača polohy škrtiacej klapky), ako aj signál zo snímača absolútneho tlaku a zabezpečuje prísun dodatočného množstva paliva predĺžením trvania vstrekovacieho impulzu. Režim obohacovania počas akcelerácie sa používa iba na riadenie paliva v prechodných podmienkach (pri pohybe škrtiacej klapky).

Režim vypnutia paliva počas brzdenia motorom

Počas brzdenia motorom so zaradeným prevodovým stupňom a spojkou môže ECU na krátky čas úplne deaktivovať impulzy vstrekovania paliva. Prívod paliva sa v tomto režime zapína a vypína, keď sú vytvorené určité podmienky pre teplotu chladiacej kvapaliny, otáčky kľukového hriadeľa, rýchlosť vozidla a uhol otvorenia škrtiacej klapky.

Kompenzácia napájacieho napätia

Pri poklese napájacieho napätia môže zapaľovací systém vytvárať slabú iskru a mechanický pohyb "otvorenia" vstrekovača môže trvať dlhšie. ECU to kompenzuje zvýšením času akumulácie energie v zapaľovacích cievkach a trvaním vstrekovacieho impulzu.

V súlade s tým, keď sa zvýši napätie batérie (alebo napätie v palubnej sieti vozidla) ECU znižuje čas akumulácie energie v zapaľovacích cievkach a dobu vstrekovania.

Režim vypnutia paliva

Keď sa motor zastaví (vypnuté zapaľovanie) palivo nie je dodávané vstrekovačom, čím sa eliminuje samovznietenie zmesi v prehriatom motore. Okrem toho sa impulzy na otvorenie vstrekovačov neposielajú, ak ECU neprijíma referenčné impulzy zo snímača polohy kľukového hriadeľa, t.j. To znamená, že motor nebeží.

Prívod paliva sa preruší aj pri prekročení maximálnych povolených otáčok kľukového hriadeľa motora, aby sa chránil motor pred neprijateľne vysokými otáčkami.

Elektronická riadiaca jednotka

Elektronická riadiaca jednotka (ECU, ovládač) motor je umiestnený v centrálnej časti skrine nasávania vzduchu a predstavuje riadiace centrum elektronického riadiaceho systému motora. Nepretržite spracováva informácie z rôznych senzorov a riadiacich systémov, ktoré ovplyvňujú emisie výfukových plynov a výkon vozidla.



ECU prijíma nasledujúce informácie:

• polohu a rýchlosť kľukového hriadeľa;
• poloha vačkového hriadeľa;
• teplota chladiacej kvapaliny;
• teplota a tlak nasávaného vzduchu;
• poloha plynového pedálu;
• poloha plynu;
• obsah kyslíka vo výfukových plynoch;
• prítomnosť detonácie v motore;
• rýchlosť auta;
• napätie v palubnej sieti vozidla;
• žiadosť o zapnutie klimatizácie.

Na základe prijatých informácií riadi ECU nasledujúce systémy a zariadenia:

• zásobovanie palivom (vstrekovače a palivové čerpadlo);
• prívod vzduchu (stupeň otvorenia škrtiacej klapky);
• zapaľovací systém;
• adsorbér systému rekuperácie benzínových výparov;
• ventilátor chladiaceho systému motora;
• spojka kompresora klimatizacie;
• diagnostický systém.

ECU zapína výstupné obvody (vstrekovače, rôzne relé a pod.) ich skratovaním k zemi cez výstupné tranzistory. Jedinou výnimkou je obvod relé palivového čerpadla. Palivové čerpadlo je pripojené cez výkonové relé. Na druhej strane je vinutie relé riadené ECU uzavretím jednej zo svoriek k zemi.

ECU je vybavená vstavaným diagnostickým systémom. Dokáže zistiť poruchy v ECM a upozorniť vodiča prostredníctvom indikátora poruchy systému riadenia motora. Okrem toho ECU ukladá diagnostické kódy, ktoré indikujú poruchu konkrétneho prvku systému a povahu tejto poruchy, aby pomohla odborníkom pri diagnostike a opravách.

Diagnostický konektor

Diagnostický konektor slúži na výmenu údajov s ECU a nachádza sa na ľavej strane pod prístrojovým panelom. K diagnostickému konektoru je pripojené skenovacie zariadenie na čítanie chybových informácií uložených v pamäti ECU, na kontrolu snímačov a akčných členov v reálnom čase, na ovládanie akčných členov a preprogramovanie ECU.

ECU obsahuje nasledujúce typy pamätí:

• programovateľná pamäť iba na čítanie (EPROM);
• pamäť s náhodným prístupom (RAM);
• elektricky preprogramovateľná pamäť (ERPROM).

Programovateľná pamäť len na čítanie (PROM). Obsahuje všeobecný program, ktorý obsahuje postupnosť pracovných príkazov (riadiacich algoritmov) a rôzne informácie o kalibrácii. Tieto informácie predstavujú údaje pre riadenie vstrekovania, zapaľovania, voľnobežných otáčok atď., ktoré závisia od hmotnosti vozidla, typu a výkonu motora, prevodových pomerov prevodovky a ďalších faktorov. EPROM sa tiež nazýva kalibračné pamäťové zariadenie. Obsah EPROM nie je možné po naprogramovaní zmeniť. Táto pamäť nevyžaduje napájanie na uloženie informácií v nej zaznamenaných, ktoré sa pri vypnutí napájania nevymažú, t.j. táto pamäť je energeticky nezávislá.

Pamäť s náhodným prístupom (RAM)

Toto je ECU "notebook". Mikroprocesor jednotky ho používa na dočasné ukladanie nameraných parametrov pre výpočty a medziinformácie. Mikroprocesor doň môže vkladať alebo čítať údaje podľa potreby.

Čip RAM je namontovaný na doske s plošnými spojmi ovládača. Táto pamäť je nestála a na uloženie si vyžaduje neprerušiteľný zdroj napájania. Keď sa preruší napájanie, diagnostické chybové kódy a vypočítané údaje obsiahnuté v pamäti RAM sa vymažú.

Elektricky preprogramovateľná pamäť (ERPROM)

Slúži na dočasné uloženie kódov a hesiel pre systém ochrany proti krádeži vozidla (imobilizér). Kódy hesiel prijaté ECU z riadiacej jednotky imobilizéra sa porovnávajú s kódmi uloženými v EEPROM, v dôsledku čoho je povolené alebo zakázané štartovanie motora.

EEPROM zaznamenáva také prevádzkové parametre vozidla, ako je celkový počet najazdených kilometrov, celková spotreba paliva a prevádzkový čas motora.

ERPZU eviduje aj niektoré poruchy motora a vozidla:

• čas prehriatia motora;
• prevádzkový čas motora na palivo s nízkym oktánovým číslom;
• prevádzková doba motora presahujúca maximálne prípustné otáčky;
• čas, počas ktorého motor beží s vynechávaním zmesi paliva a vzduchu, ktorých prítomnosť je indikovaná indikátorom systému riadenia motora;
• prevádzková doba motora s chybným snímačom klepania;
• prevádzková doba motora s chybnými snímačmi koncentrácie kyslíka;
• čas jazdy vozidla rýchlosťou presahujúcou maximálnu povolenú rýchlosť počas doby zábehu;
• čas, keď sa vozidlo pohybuje s chybným snímačom rýchlosti;
• počet odpojení batérie pri zapnutom spínači zapaľovania.

EEPROM je energeticky nezávislá pamäť a môže ukladať informácie bez napájania riadiacej jednotky.

Snímač polohy kľukového hriadeľa

Snímač polohy kľukového hriadeľa indukčného typu je určený na synchronizáciu činnosti elektronickej riadiacej jednotky s TDC piestov 1. a 4. valca a uhlovou polohou kľukového hriadeľa.

Snímač je inštalovaný v zadnej časti bloku valcov motora oproti rozvodovému kotúču na kľukovom hriadeli. Rozvodový kotúč je ozubené koleso s 58 drážkami, z ktorých 57 je rozmiestnených v 6° intervaloch. Posledná drážka je širšia, aby sa vytvoril synchronizačný impulz ("referenčný" impulz), ktorý je potrebný na koordináciu činnosti riadiacej jednotky s TDC piestov v 1. a 4. valci.

Keď sa kľukový hriadeľ otáča, magnetické pole snímača sa mení, čo vyvoláva impulzy striedavého napätia. Riadiaca jednotka určuje rýchlosť otáčania kľukového hriadeľa na základe signálov snímača a generuje impulzy na riadenie motora.

Porucha tohto snímača spôsobuje úplné zlyhanie systému riadenia motora: bez jeho signálu nie je možné naštartovať motor.

Senzor absolútneho tlaku v potrubí

Snímač absolútneho tlaku v sacom potrubí premieňa podtlak v tomto potrubí na elektrické napätie, ktorého hodnotu ECU používa na určenie zaťaženia motora. Snímač je inštalovaný na prívodnom potrubí a spojený s jeho dutinou gumovou hadičkou. Výstupné napätie snímača sa mení v súlade s tlakom v sacom potrubí - od 4,9 V (s akcelerátor úplne otvoriť) do 0,3V (so zatvorenou klapkou). Keď motor nebeží, riadiaca jednotka pomocou napätia snímača určí atmosférický tlak a prispôsobí parametre riadenia vstrekovania konkrétnej nadmorskej výške. Hodnoty atmosférického tlaku uložené v pamäti sa pravidelne aktualizujú počas stabilného pohybu vozidla a pri otvorení plného plynu.

Snímač teploty nasávaného vzduchu

Snímač teploty nasávaného vzduchu je naskrutkovaný do otvoru hadice prívodu vzduchu v blízkosti vzduchového filtra. Snímač je termistor so záporným teplotným koeficientom odporu. Na základe informácie o teplote vzduchu zo snímača regulátor reguluje množstvo vstrekovaného paliva.

Odpor snímača teploty vzduchu na svorkách snímača sa kontroluje pri rôznych teplotných podmienkach.

Fázový snímač

Fázový snímač je inštalovaný v prednej časti hlavy valcov medzi ozubenými remenicami vačkových hriadeľov. Jeho princíp fungovania je založený na Hallovom efekte. Snímač určuje TDC kompresného zdvihu piesta 1. valca. Signál snímača používa regulátor na organizáciu fázového vstrekovania paliva v súlade s poradím zapaľovania valca. Keď dôjde k poruche obvodu, ovládač uloží svoj kód do pamäte a zapne indikátor systému riadenia motora.

Snímač teploty chladiacej kvapaliny

Snímač teploty chladiacej kvapaliny je inštalovaný na pravej strane hlavy valcov medzi prvým a druhým valcom. Snímač je termistor so záporným teplotným koeficientom: elektrický odpor snímača klesá so zvyšujúcou sa teplotou. ECU spracuje signál snímača a pri zahriatí motora nastaví optimálne obohatenie pracovnej zmesi.

Elektronická jednotka napája obvod snímača teploty konštantným "referenčným" napätím. Napätie signálu snímača je najvyššie, keď je vzduch v nasávacom potrubí studený a klesá so zvyšujúcou sa jeho teplotou. Na základe hodnoty napätia ECU určí teplotu vzduchu na vstupe a vykoná úpravy pri výpočte uhla časovania zapaľovania. Ak snímač zlyhá alebo sú problémy v jeho pripojovacom obvode, ECU nastaví chybový kód a zapamätá si ho. Ak ECU naďalej zobrazuje chybový kód napriek dobrému zapojeniu káblov, vymeňte snímač teploty vzduchu.

Senzor klepania

Snímač klepania je pripevnený k hornej časti bloku valcov a deteguje abnormálne vibrácie (detonačné údery) v motore.

Citlivým prvkom snímača je piezoelektrická kryštálová platňa. Pri detonácii sa na výstupe snímača generujú napäťové impulzy, ktoré sa zvyšujú so zvyšujúcou sa intenzitou detonačných rázov. Regulátor na základe signálu snímača reguluje časovanie zapaľovania, aby sa eliminovali detonačné záblesky paliva.

Snímač polohy škrtiacej klapky

Snímač polohy škrtiacej klapky (TPS) je namontovaný na boku zostavy škrtiacej klapky (pod vekom) a je spojený s osou škrtiacej klapky.

Ide o potenciometer, na ktorého jeden koniec sa privádza "plus" napájacieho napätia (5 V) a jeho druhý koniec je spojený so "zemou". Z tretieho výstupu potenciometra (z posúvača) výstupný signál ide do ECU. Pri otočení škrtiacej klapky (od nárazu na ovládací pedál), napätie na výstupe snímača sa mení. Pri zatvorenej škrtiacej klapke je pod 0,5 V. Pri otvorení ventilu sa napätie na výstupe snímača zvyšuje a pri úplnom otvorenom ventile by malo byť viac ako 4 V. Monitorovaním výstupného napätia snímača ECU prispôsobuje prívod paliva v závislosti od uhla otvorenia škrtiacej klapky (tie. podľa uváženia vodiča). TPS nevyžaduje nastavenie, pretože elektronická jednotka vníma voľnobežné otáčky (tie. plný uzáver plynu) ako nula.

Ak dôjde k poruche snímača škrtiacej klapky, ECU uloží chybový kód snímača do svojej pamäte, rozsvieti kontrolku systému riadenia motora a vypočíta očakávanú hodnotu uhla otvorenia škrtiacej klapky na základe otáčok kľukového hriadeľa a signálov zo snímačov teploty a absolútneho tlaku vzduchu v sacom potrubí.

Senzor kontroly koncentrácie kyslíka

Senzor riadenia koncentrácie kyslíka sa používa v systéme vstrekovania s uzavretou slučkou a je inštalovaný vo výfukovom potrubí. Na úpravu výpočtov trvania vstrekovacieho impulzu sa používajú informácie o prítomnosti kyslíka vo výfukových plynoch; túto informáciu poskytuje riadiaci snímač koncentrácie kyslíka. Kyslík obsiahnutý vo výfukových plynoch reaguje so snímačom a vytvára potenciálny rozdiel na výstupe snímača. Pohybuje sa približne od 0,1 V (vysoký obsah kyslíka - chudá zmes) až 1 V (zmes bohatá na kyslík).

Sledovaním výstupného napätia snímača koncentrácie kyslíka regulátor určuje, ktorý príkaz poslať do vstrekovačov na úpravu zloženia pracovnej zmesi. Ak je zmes chudá (nízky potenciálny rozdiel na výstupe snímača), potom regulátor vydá príkaz na obohatenie zmesi; ak je zmes bohatá (vysoký potenciálny rozdiel) - na chudnutie zmesi.

Diagnostický senzor koncentrácie kyslíka

Diagnostický snímač koncentrácie kyslíka je inštalovaný v sacom potrubí za neutralizátorom a funguje na rovnakom princípe ako riadiaci snímač. Signál generovaný diagnostickým snímačom koncentrácie kyslíka indikuje prítomnosť kyslíka vo výfukových plynoch za katalyzátorom. Ak neutralizátor funguje správne, hodnoty z diagnostického senzora sa budú výrazne líšiť od hodnôt z kontrolného senzora,

(Pôvodný článok je na webovej stránke: chevyman.ru)