Schéma systému elektronického riadenia motora: 1 - batéria; 2 - spínač zapaľovania; 3 — elektronická riadiaca jednotka motora (ECU); 4 — diagnostická zásuvka; 5 — snímač absolútneho tlaku vzduchu v sacom potrubí; 6 - snímač teploty vzduchu v sacom potrubí; 7 - snímač klepania; 8 - snímač teploty chladiacej kvapaliny; 9 — ovládacie relé ventilátorov chladiaceho systému; 10 — relé motora hlavného ventilátora; 11 — prídavné relé motora ventilátora; 12 — elektrické ventilátory chladiaceho systému; 13 — združený prístroj; 14 — fázový snímač; 15 - diagnostické a riadiace snímače koncentrácie kyslíka; 16 - Senzor nerovnej vozovky; 17 — relé kompresora klimatizácie; 18 — kompresor klimatizácie; 19 - snímač rýchlosti vozidla; 20 — relé palivového čerpadla; 21 — palivový modul; 22 — elektromagnetický ventil na preplachovanie adsorbéra; 23 - zapaľovacia cievka; 24 — ventil recirkulácie výfukových plynov; 25 — ovládanie voľnobežných otáčok; 26 - snímač polohy škrtiacej klapky; 27 — tryska; 28 - snímač polohy kľukového hriadeľa
Prvky elektronického systému riadenia motora: 1* — snímač drsnej vozovky; 2* — snímač teploty nasávaného vzduchu; 3* — fázový snímač; 4* — snímač polohy kľukového hriadeľa; 5* — snímač polohy škrtiacej klapky; 6 — vstrekovače; 7 — elektronická riadiaca jednotka; 8 - snímač absolútneho tlaku vzduchu; 9* — diagnostická zásuvka; 10 — zapaľovacia cievka; 11* — snímač rýchlosti; 12 — montážny blok relé a poistky; 13* — snímač teploty chladiacej kvapaliny; 14* — diagnostický snímač koncentrácie kyslíka; 15 - zapaľovacie sviečky; 16 - snímač kontroly koncentrácie kyslíka; 17* — snímač klepania
*Tovar nie je viditeľný na fotografii.
Motor je vybavený systémom distribuovaného fázového vstrekovania paliva: benzín je dodávaný vstrekovačmi postupne do každého valca v súlade s prevádzkovým poriadkom motora.
Systém riadenia motora pozostáva z elektronickej riadiacej jednotky (ECU), snímačov prevádzkových parametrov motora a vozidla a ovládačov.
ECU je minipočítač na špeciálne účely.
Pozostáva z pamäte s náhodným prístupom (RAM) a programovateľnej pamäte iba na čítanie (PROM).
ECU je umiestnená v motorovom priestore a je pripevnená k prednému panelu pomocou konzoly.
Elektronická riadiaca jednotka motora
Okrem dodávania napätia do snímačov a ovládania akčných členov ECU vykonáva diagnostické funkcie systému riadenia motora (palubný diagnostický systém) — zisťuje prítomnosť porúch v prvkoch systému, zapína indikátor poruchy v združenom prístroji a ukladá chybové kódy do svojej pamäte.
Ak sa zistí porucha, aby sa predišlo negatívnym následkom (prepálenie piestu v dôsledku detonácie, poškodenie katalyzátora v prípade chýbajúceho zapaľovania zmesi paliva a vzduchu, prekročenie limitov toxicity výfukových plynov atď.), ECU prepne systém do núdzových prevádzkových režimov.
Ich podstatou je, že pri poruche ktoréhokoľvek snímača alebo jeho obvodu riadiaca jednotka motora použije náhradné dáta uložené v jej pamäti.
Indikátor poruchy systému riadenia motora sa nachádza na združenom prístroji.
Indikátor poruchy systému riadenia motora v združenom prístroji
Ak systém funguje správne, potom by sa po zapnutí zapaľovania mala rozsvietiť kontrolka - ECU teda skontroluje funkčnosť kontrolky a riadiaceho obvodu.
Po naštartovaní motora by mala kontrolka zhasnúť, ak pamäť ECU neobsahuje podmienky pre jej aktiváciu.
Keď sa kontrolka rozsvieti pri bežiacom motore, informuje vodiča, že palubný diagnostický systém zistil poruchu a že v núdzovom režime nastáva ďalší pohyb vozidla.
To môže zhoršiť niektoré výkonové parametre motora (sila, pohotovosť, hospodárnosť), ale jazda s takými poruchami je možná a auto môže ísť na čerpaciu stanicu samo.
Jedinou výnimkou je snímač polohy kľukového hriadeľa; ak je chybný, motor nemôže bežať.
Ak je porucha dočasná, ECU vypne indikátor po 10 sekundách za predpokladu, že v pamäti jednotky nie sú žiadne iné chybové kódy, ktoré by vyžadovali zapnutie indikátora.
Chybové kódy (aj keď indikátor zhasne) zostávajú v pamäti jednotky a možno ich prečítať pomocou špeciálneho diagnostického zariadenia pripojeného k diagnostickému konektoru.
Diagnostický konektor je pripevnený na vnútornej strane konzoly prístrojovej dosky napravo od plynového pedála.
Diagnostický konektor
Pri vymazaní chybových kódov z pamäte elektronickej jednotky pomocou diagnostického prístroja alebo odpojením batérie (aspoň 10 sekúnd) indikátor zhasne.
Senzory riadiaceho systému poskytujú ECU informácie o prevádzkových parametroch motora a vozidla, na základe ktorých vypočítava okamih, trvanie a poradie otvorenia vstrekovačov paliva, okamih a poradie vzniku iskier.
Snímač polohy kľukového hriadeľa je namontovaný na skrini olejového čerpadla.
Snímač polohy kľukového hriadeľa
Snímač poskytuje ECU informácie o rýchlosti otáčania a uhlovej polohe kľukového hriadeľa.
Snímač je indukčného typu a reaguje na prechod zubov hnacieho kotúča, ktorý je spojený s pomocnou hnacou kladkou, v blízkosti jeho jadra.
Zuby sú umiestnené na disku v intervaloch 6°.
Na určenie polohy kľukového hriadeľa sa odrežú dva zo 60 zubov, čím sa vytvorí široká drážka.
Keď táto drážka prejde okolo snímača, vygeneruje sa v nej takzvaný "referenčný" synchronizačný impulz.
Inštalačná medzera medzi jadrom snímača a vrcholmi zubov je približne 1,3 mm.
Pri otáčaní hlavného disku sa mení magnetický tok v magnetickom obvode snímača – v jeho vinutí sa indukujú impulzy striedavého napätia.
Na základe počtu a frekvencie týchto impulzov ECU vypočíta fázu a trvanie riadiacich impulzov pre vstrekovače a zapaľovaciu cievku.
Fázový snímač je namontovaný na zadnej stene skrine ložiska vačkového hriadeľa vedľa remenice vačkového hriadeľa.
Fázový snímač
ECU využíva signál fázového snímača na koordináciu procesov vstrekovania paliva v súlade s poradím zapaľovania valca.
Princíp činnosti snímača je založený na Hallovom jave.
Snímač reaguje na prechod prílivu na špičke vačkového hriadeľa.
V závislosti od uhlovej polohy hriadeľa snímač vysiela pravouhlé napäťové impulzy do riadiacej jednotky.
Na základe výstupných signálov zo snímačov polohy kľukového hriadeľa a vačkového hriadeľa riadiaca jednotka nastaví časovanie zapaľovania a valec, do ktorého sa má privádzať palivo.
Ak fázový snímač zlyhá, ECU sa prepne do režimu nefázového vstrekovania paliva.
Snímač teploty chladiacej kvapaliny je inštalovaný na ľavom konci hlavy valcov.
Snímač teploty chladiacej kvapaliny
Snímač je termistor so záporným teplotným koeficientom, t.j. jeho odpor klesá so zvyšujúcou sa teplotou.
ECU cez rezistor dodáva stabilizované napätie +5,0 V do snímača a na základe úbytku napätia na snímači vypočíta teplotu chladiacej kvapaliny, ktorej hodnoty slúžia na úpravu prívodu paliva a časovania zapaľovania.
Snímač polohy škrtiacej klapky je namontovaný na hriadeli škrtiacej klapky a ide o odpor potenciometrického typu.
Snímač polohy škrtiacej klapky
Stabilizované napätie +5,0 V je privádzané na jeden koniec jeho odporového prvku z ECU a druhý je pripojený k zemi elektronickej jednotky.
Z tretej svorky potenciometra (posúvača), ktorá je spojená s osou plynu, sa odoberá signál pre riadiacu jednotku.
Meraním výstupného napätia signálu snímača ECU určí aktuálnu polohu škrtiacej klapky na výpočet časovania zapaľovania a trvania impulzu vstrekovania paliva, ako aj na ovládanie regulátora voľnobežných otáčok.
Senzor absolútneho tlaku (riedenie) vzduch v sacom potrubí sa nachádza v motorovom priestore na prednom paneli a je spojený so sacím potrubím pomocou trubice.
Senzor absolútneho tlaku v potrubí
Snímač vyhodnocuje zmeny tlaku vzduchu v sacom potrubí, ktoré závisia od zaťaženia motora a premieňa ich na výstupné napäťové signály.
Na základe týchto signálov ECU určí množstvo vzduchu vstupujúceho do motora a vypočíta požadované množstvo paliva.
Dodávať viac paliva pri väčšom uhle otvorenia škrtiacej klapky (podtlak v sacom potrubí je zanedbateľný) ECU zvyšuje prevádzkový čas vstrekovačov paliva.
Keď sa uhol otvorenia škrtiacej klapky zníži, podtlak v sacom potrubí sa zvýši a ECU, ktorá spracováva signál, skráti prevádzkový čas vstrekovačov.
Senzor absolútneho tlaku v potrubí umožňuje ECU vykonávať úpravy chodu motora, keď sa atmosférický tlak mení v závislosti od nadmorskej výšky.
Snímač teploty vzduchu v sacom potrubí je namontovaný vo vlnitej hadici prívodu vzduchu k zostave škrtiacej klapky.
Snímač teploty vzduchu v sacom potrubí
Senzor je termistor (s rovnakými elektrickými charakteristikami ako snímač teploty chladiacej kvapaliny), ktorý mení svoj odpor v závislosti od teploty vzduchu.
ECU berie do úvahy informácie prijaté zo snímača pri výpočte prietoku vzduchu na korekciu dodávky paliva a časovania zapaľovania.
Snímač klepania je namontovaný na zadnej stene bloku valcov v oblasti 3. valca.
Senzor klepania
Piezoelektrický keramický snímací prvok generuje napäťový signál striedavého prúdu, ktorého amplitúda a frekvencia zodpovedajú parametrom vibrácií steny bloku valcov motora.
Keď dôjde k detonácii, zvýši sa amplitúda vibrácií určitej frekvencie.
V tomto prípade na potlačenie detonácie ECU upraví časovanie zapaľovania smerom k neskoršiemu bodu.
Senzor kontroly koncentrácie kyslíka je inštalovaný vo výfukovom potrubí.
Senzor kontroly koncentrácie kyslíka
Senzor je zdroj galvanického prúdu, ktorého výstupné napätie závisí od koncentrácie kyslíka v prostredí obklopujúcom senzor.
ECU na základe signálu zo snímača o prítomnosti kyslíka vo výfukových plynoch upravuje prívod paliva vstrekovačmi tak, aby zloženie pracovnej zmesi bolo optimálne pre efektívnu činnosť katalyzátora výfukových plynov.
Kyslík obsiahnutý vo výfukových plynoch po vstupe do chemickej reakcie s elektródami snímača vytvára na výstupe snímača potenciálny rozdiel, ktorý sa pohybuje od približne 0,1 V do 0,9 V.
Nízka úroveň signálu zodpovedá chudobnej zmesi (prítomnosť kyslíka), a vysoká úroveň je bohatá (kyslík chýba).
Keď je snímač v studenom stave, nevychádza zo snímača žiadny výstupný signál, pretože jeho vnútorný odpor je v tomto stave veľmi vysoký - niekoľko megaohmov (systém riadenia motora pracuje v otvorenej slučke).
Pre normálnu prevádzku musí mať snímač koncentrácie kyslíka teplotu najmenej 300°C.
Ako sa snímač zahrieva, jeho odpor klesá a začína generovať výstupný signál.
Potom ECU začne brať do úvahy signál zo snímača koncentrácie kyslíka na riadenie dodávky paliva v režime uzavretej slučky.
Senzor koncentrácie kyslíka môže byť otrávený použitím olovnatého benzínu.
Prítomnosť zlúčenín olova vo výfukových plynoch môže viesť k poruche snímača.
V prípade poruchy snímača alebo jeho obvodov riadi ECU prívod paliva v otvorenom okruhu.
Diagnostický snímač koncentrácie kyslíka je inštalovaný za katalyzátorom v medziľahlom potrubí výfukového systému.
Diagnostický senzor koncentrácie kyslíka
Princíp činnosti diagnostického snímača je rovnaký ako pri kontrolnom snímači koncentrácie kyslíka.
Pre rýchle zahriatie snímača po naštartovaní motora je v snímači zabudované vykurovacie teleso, ktoré je riadené ECU.
Signál generovaný snímačom indikuje prítomnosť kyslíka vo výfukových plynoch za katalyzátorom.
Ak katalyzátor funguje normálne, hodnoty diagnostického senzora sa budú výrazne líšiť od hodnôt kontrolného senzora.
Snímač rýchlosti vozidla je namontovaný na hornej časti skrine prevodovky, vedľa mechanizmu radenia.
Snímač rýchlosti vozidla
Jeho princíp fungovania je založený na Hallovom efekte.
Pohon snímača je inštalovaný v prevodovke a otáča sa frekvenciou úmernou frekvencii otáčania predných kolies vozidla.
Senzor posiela do ECU obdĺžnikové napäťové impulzy (spodná úroveň – nie viac ako 1,0 V, horná úroveň – nie menej ako 5,0 V).
Rovnaké impulzy sa používajú na ovládanie rýchlomera auta.
Počet impulzov snímača je úmerný vzdialenosti prejdenej vozidlom.
ECU určuje rýchlosť vozidla na základe frekvencie impulzov.
Senzor drsnej vozovky je inštalovaný v motorovom priestore na miske pravého blatníka.
Senzor drsnej vozovky
Senzor je určený na meranie amplitúdy vibrácií tela.
Princíp jeho činnosti je založený na piezoelektrickom efekte.
Premenlivé zaťaženie prevodovky, ku ktorému dochádza pri jazde na nerovných cestách, ovplyvňuje uhlovú rýchlosť kľukového hriadeľa motora.
V tomto prípade sú výkyvy vo frekvencii otáčania kľukového hriadeľa podobné podobným výkyvom, ku ktorým dochádza pri vynechávaní zmesi paliva a vzduchu vo valcoch motora.
V tomto prípade, aby sa predišlo falošnej detekcii vynechania zážihu, ECU deaktivuje túto funkciu palubného diagnostického systému, keď signál snímača prekročí určitú hranicu.
Systém zapaľovania je súčasťou systému riadenia motora a pozostáva zo zapaľovacej cievky, vysokonapäťových vodičov a zapaľovacích sviečok.
Počas prevádzky systém nevyžaduje údržbu ani nastavovanie, s výnimkou výmeny zapaľovacích sviečok.
Prúdová regulácia riadi prívod paliva do vstrekovačov tak, aby zloženie pracovnej zmesi bolo optimálne pre efektívnu činnosť katalyzátora výfukových plynov.
Kyslík obsiahnutý vo výfukových plynoch po vstupe do chemickej reakcie s elektródami snímača vytvára na výstupe snímača potenciálny rozdiel, ktorý sa pohybuje od približne 0,1 V do 0,9 V.
Nízka úroveň signálu zodpovedá chudobnej zmesi (prítomnosť kyslíka), a vysoká úroveň je bohatá (kyslík chýba).
Keď je snímač v studenom stave, nevychádza zo snímača žiadny výstupný signál, pretože jeho vnútorný odpor je v tomto stave veľmi vysoký - niekoľko megaohmov (systém riadenia motora pracuje v otvorenej slučke).
Pre normálnu prevádzku musí mať snímač koncentrácie kyslíka teplotu najmenej 300°C.
Ako sa snímač zahrieva, jeho odpor klesá a začína generovať výstupný signál.
Potom ECU začne brať do úvahy signál zo snímača koncentrácie kyslíka na riadenie dodávky paliva v režime uzavretej slučky.
Senzor koncentrácie kyslíka môže byť otrávený použitím olovnatého benzínu.
Prítomnosť zlúčenín olova vo výfukových plynoch môže viesť k poruche snímača.
V prípade poruchy snímača alebo jeho obvodov riadi ECU prívod paliva v otvorenom okruhu.
Diagnostický snímač koncentrácie kyslíka je inštalovaný za katalyzátorom v medziľahlom potrubí výfukového systému.
Princíp činnosti diagnostického snímača je rovnaký ako pri kontrolnom snímači koncentrácie kyslíka.
Pre rýchle zahriatie snímača po naštartovaní motora je v snímači zabudované vykurovacie teleso, ktoré je riadené ECU.
Signál generovaný snímačom indikuje prítomnosť kyslíka vo výfukových plynoch za katalyzátorom.
Ak katalyzátor funguje normálne, hodnoty diagnostického senzora sa budú výrazne líšiť od hodnôt kontrolného senzora.
Snímač rýchlosti vozidla je namontovaný na hornej časti skrine prevodovky, vedľa mechanizmu radenia.
Jeho princíp fungovania je založený na Hallovom efekte.
Pohon snímača je inštalovaný v prevodovke a otáča sa frekvenciou úmernou frekvencii otáčania predných kolies vozidla.
Senzor posiela do ECU obdĺžnikové napäťové impulzy (spodná úroveň – nie viac ako 1,0 V, horná úroveň – nie menej ako 5,0 V).
Rovnaké impulzy sa používajú na ovládanie rýchlomera auta.
Počet impulzov snímača je úmerný vzdialenosti prejdenej vozidlom.
ECU určuje rýchlosť vozidla na základe frekvencie impulzov.
Senzor drsnej vozovky je inštalovaný v motorovom priestore na miske pravého blatníka.
Senzor je určený na meranie amplitúdy vibrácií tela.
Princíp jeho činnosti je založený na piezoelektrickom efekte.
Premenlivé zaťaženie prevodovky, ku ktorému dochádza pri jazde na nerovných cestách, ovplyvňuje uhlovú rýchlosť kľukového hriadeľa motora.
V tomto prípade sú výkyvy vo frekvencii otáčania kľukového hriadeľa podobné podobným výkyvom, ku ktorým dochádza pri vynechávaní zmesi paliva a vzduchu vo valcoch motora.
V tomto prípade, aby sa predišlo falošnej detekcii vynechania zážihu, ECU deaktivuje túto funkciu palubného diagnostického systému, keď signál snímača prekročí určitú hranicu.
Systém zapaľovania je súčasťou systému riadenia motora a pozostáva zo zapaľovacej cievky, vysokonapäťových vodičov a zapaľovacích sviečok.
Počas prevádzky systém nevyžaduje údržbu ani nastavovanie, s výnimkou výmeny zapaľovacích sviečok.
Prúd v primárnom vinutí cievky je riadený ECU v závislosti od prevádzkového režimu motora.
K záverom sekundárneho (vysokého napätia) drôty zapaľovacích sviečok sú pripojené k vinutiu cievky: k jednému vinutiu - 1. a 4. valec, k druhému - 2. a 3.
Tak iskra súčasne preskočí v dvoch valcoch (1-4 alebo 2-3) - v jednom na konci kompresného zdvihu (pracovná iskra), v druhom - na konci výfukového zdvihu (voľnobeh).
Zapaľovacia cievka
Zapaľovacia cievka je neoddeliteľná a pri poruche sa vymení.
Zapaľovacie sviečky CHAMPION RN9YC, NGK BPR6ES alebo podobné od iných výrobcov.
Zapaľovacia sviečka
Medzera medzi elektródami zapaľovacej sviečky je 0,7–0,8 mm.
Veľkosť šesťhranu pre kľúč je 21 mm.
Keď je zapaľovanie zapnuté, ECU napája relé palivového čerpadla na 2 sekundy, aby sa vytvoril požadovaný tlak v koľajnici paliva.
Ak počas tejto doby štartér nezačne otáčať kľukovým hriadeľom, ECU relé vypne a po spustení štartovania ho opäť zapne.
Pri bežiacom motore sa zloženie zmesi reguluje trvaním riadiaceho impulzu dodávaného do vstrekovačov (čím dlhší je impulz, tým viac paliva sa dodáva).
Ak nie je signál zo snímača polohy kľukového hriadeľa (hriadeľ sa neotáča, snímač alebo jeho obvody sú chybné) ECU preruší prívod paliva do valcov.
Pri vypnutí zapaľovania sa preruší aj prívod paliva, čím sa zabráni samovznieteniu zmesi vo valcoch motora.
Počas brzdenia motorom (so zaradeným prevodovým stupňom a spojkou), keď je škrtiaca klapka úplne zatvorená a otáčky motora sú vysoké, vstrekovanie paliva sa nevykonáva, aby sa znížila toxicita výfukových plynov.
Keď napätie v palubnej sieti vozidla klesne, ECU predĺži čas potrebný na akumuláciu energie v zapaľovacej cievke (pre spoľahlivé zapálenie horľavej zmesi) a trvanie vstrekovacieho impulzu (na kompenzáciu predĺženia času otvorenia injektora).
So zvyšujúcim sa napätím v palubnej sieti sa znižuje čas akumulácie energie v zapaľovacej cievke a doba trvania impulzu dodávaného do vstrekovačov.
ECU cez relé riadi aktiváciu ventilátora chladiaceho systému (ventilátorov - ak je k dispozícii klimatizácia) v závislosti od teploty motora a otáčok kľukového hriadeľa.
Pri servise alebo oprave systému riadenia motora vždy vypnite zapaľovanie (v niektorých prípadoch je potrebné odpojiť svorku vodiča od zápornej svorky batérie).
Pri vykonávaní zváracích prác na vozidle odpojte káblové zväzky systému riadenia motora od ECU.
Pred sušením auta v sušiacej komore (po maľovaní) odstráňte ECU.
Keď motor beží, neodpájajte ani nenastavujte konektory káblového zväzku systému riadenia motora ani svorky vodičov svoriek batérie.
Neštartujte motor, ak sú svorky batérie a svorky uzemňovacieho kábla na motore uvoľnené alebo znečistené.