СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ

Автор:

Третий Рим

Средний

шагов 22

30 мин - 1 час

Комментарии:

Избранное: 0

Шаг 1

На двигателе ЗМЗ–40906 установлена система управления двигателем с обратной связью (наличие датчиков концентрации кислорода). Система состоит из датчиков параметров состояния двигателя и автомобиля, электронного блока управления, исполнительных устройств и обеспечивает выполнение современных норм по токсичности выбросов и испарениям топлива при сохранении высоких ходовых качеств и низкого расхода топлива.
Также в состав системы управления двигателем функционально входит система зажигания.
В системе зажигания применены четыре индивидуальные катушки 6 (рис. 5.22) зажигания трансформаторного типа. Управление током в первичных обмотках катушек зажигания осуществляется блоком 5 управления двигателем, получающим информацию от датчиков системы управления двигателем. Для коммутации первичных обмоток катушек зажигания в блоке управления установлены мощные транзисторные вентили.

Система зажигания не имеет подвижных деталей, и поэтому не требует обслуживания и регулировок, за исключением периодической замены свечей зажигания.

Шаг 2

Рис. 5.22. Принципиальная схема системы зажигания: 1 – аккумуляторная батарея; 2 – датчик верхней мертвой точки и частоты вращения коленчатого вала; 3 – задающий диск; 4 – главное реле (реле зажигания); 5 – электронный блок управления (ЭБУ); 6 – индивидуальные катушки зажигания; 7 – выключатель (замок) зажигания; 8 – свечи зажигания

Шаг 3

Электронный блок системы управления двигателем (ЭБУ, контроллер, КСУД) установлен в моторном отсеке и является центральным устройством системы управления двигателем. Он получает информацию от датчиков и управляет исполнительными механизмами, обеспечивая оптимальную работу двигателя при заданном уровне показателей автомобиля.
Электронный блок управляет исполнительными механизмами, такими как топливные форсунки, дроссельный узел с электроприводом, катушки зажигания, нагреватели датчиков концентрации кислорода, клапан продувки адсорбера и различными реле.
Электронный блок управляет включением и выключением главного реле (реле зажигания), через которое напряжение питания от аккумуляторной батареи поступает на элементы системы питания. Блок управления включает главное реле при включении зажигания. При выключении зажигания блок управления задерживает выключение главного реле на время, необходимое для подготовки к следующему включению (завершение вычислений, установка дроссельной заслонки в положение, предшествующее запуску двигателя).
Электронный блок выполняет функцию иммобилизации, обмениваясь кодами с блоком электрооборудования кузова. Если в результате обмена определяется, что коды не корректны, то блокировка запуска двигателя не снимается.
Блок управления выполняет также функцию диагностики системы. Он определяет наличие неисправностей элементов системы, включает сигнализатор в комбинации приборов и сохраняет в своей памяти коды, обозначающие характер неисправности.

Шаг 4

На автомобилях УАЗ реализован интерфейс обмена данными между контроллером системы управления двигателя, колодкой диагностического разъема и контроллерами (блоками управления) других систем автомобиля по шине CAN.
По шине CAN происходит обмен кодами иммобилизатора между контроллером управления двигателя и блоком электрооборудования кузова, обмен информацией о параметрах работы двигателя, трансмиссии, ABS, состоянии датчиков и т. д.
Блок управления подает на различные устройства напряжение питания 5 В или 12 В. В некоторых случаях оно подается через резисторы блока, имеющие столь высокое номинальное сопротивление, что при включении в цепь контрольной лампочки она не загорается. В большинстве случаев обычный вольтметр с низким внутренним сопротивлением не дает точных показаний. Для контроля напряжения выходных сигналов блока необходим цифровой вольтметр с внутренним сопротивлением не менее 10 МОм.
Электронный блок имеет три типа памяти: программируемое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и электрически репрограммируемое запоминающее устройство (ЭРПЗУ).
Память контроллера является энергонезависимой, т. е. ее содержимое сохраняется при отключении питания.

Память, хранящую коды неисправностей, можно очистить только при помощи сканер-тестера.
В случае отключения аккумуляторной батареи параметры самообучения блока управления не теряются и могут быть сброшены при помощи сканер-тестера.

Шаг 5

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) сохраняет программу управления, которая содержит последовательность рабочих команд и калибровочную информацию. Калибровочная информация представляет собой данные управления впрыском, зажиганием, холостым ходом и т. п., которые в свою очередь зависят от массы автомобиля, типа и мощности двигателя, от передаточных отношений трансмиссии и других факторов.
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) используется микропроцессором для временного хранения измеряемых параметров, результатов вычислений, кодов неисправностей. Микропроцессор может по мере необходимости вносить в ОЗУ данные или считывать их.
Электрически репрограммируемое запоминающее устройство (ЭРПЗУ) используется для хранения идентификаторов контроллера, двигателя и автомобиля, а также кодов-паролей иммобилизатора. Коды-пароли, принимаемые ЭБУ от блока управления электрооборудованием кузова, сравниваются с хранимыми в ЭРПЗУ и меняются микропроцессором по определенному алгоритму.

Шаг 6

Электронная педаль управления дроссельной заслонкой («Е-газ», EGAZ) установленная на автомобилях УАЗ не имеет механической связи с заслонкой. Привод дроссельной заслонки осуществляется шаговым электродвигателем. Нажатием на педаль управления водитель только обозначает, какое ускорение он желал бы получить, а система управления двигателем, в свою очередь, с учетом скорости автомобиля, включенной передачи, нагрузки на двигатель и частоты вращения коленчатого вала открывает дроссельную заслонку на необходимый угол. Тоже происходит, когда водитель убирает ногу с педали (отпускает педаль). Полный ход педали составляет 48,7 мм, обеспечивается конструкцией и не регулируется.

Шаг 7

Педаль управления дроссельной заслонкой состоит из пластикового рычага и двух датчиков, встроенных в кронштейн. Все элементы представляют собой единую конструкцию, которую иногда называют модулем педали.
Каждый датчик положения педали представляет собой потенциометр, подвижный контакт которого жестко связан с поворотной осью рычага педали. Электронный блок управления (ЭБУ) по сигналам датчиков непрерывно отслеживает положение педали. Изменение положения контролируется по меняющемуся сопротивлению на выводах обоих датчиков. В соответствии с этими параметрами ЭБУ подает управляющие команды на шаговый электропривод дроссельной заслонки и на топливные форсунки.
В результате износа подвижных контактов или токопроводящих дорожек, датчики могут выйти из строя или поступающие от них сигналы будут не корректны. При нарушении сигналов двигатель будет работать неустойчиво, возможны «провалы» на переходных режимах. При работе двигателя на холостом ходу, частота вращения коленчатого вала может самопроизвольно меняться.

Шаг 8

Датчик абсолютного давления (разрежения) и датчик температуры воздуха во впускной трубе объединены в одном корпусе, который установлен на ресивере модуля впуска.

Шаг 9

Расположение в общем корпусе чувствительных элементов датчиков абсолютного давления (разрежения) и температуры воздуха во впускной трубе: А – термистор датчика температуры воздуха; Б – штуцер датчика абсолютного давления.

Шаг 10

Датчик абсолютного давления с пьезорезистором, датчик температуры с терморезистором. Датчики предназначены для измерения блоком управления абсолютного давления и температуры всасываемого в двигатель воздуха. Поступающий от датчика сигнал используется блоком управления при:
– расчете расхода воздуха;
– управлении топливоподачей электромагнитных форсунок, формировании угла опережения зажигания и определении нагрузки двигателя;
– температурной коррекции управления топливоподачей и углом опережения зажигания в зависимости от температуры воздуха в системе впуска на всех режимах работы двигателя.
Выходной сигнал датчика давления – аналоговый. Диапазон измеряемого давления от 10 кПа до 115 кПа. Напряжение питания – стабилизированное, 5 В.
Рабочий диапазон измеряемых температур датчика температуры NTC-типа – от минус 40 °C до плюс 130 °C.

Шаг 11

Датчик верхней мертвой точки и частоты вращения коленчатого вала (датчик положения коленчатого вала) индукционного типа установлен на крышке привода ГРМ напротив задающего диска на шкиве привода вспомогательных агрегатов (вид снизу автомобиля).
Датчик предназначен для синхронизации работы электронного блока управления с ВМТ поршня 1-го цилиндра и угловым положением коленчатого вала.
Задающий диск объединен со шкивом привода вспомогательных агрегатов и представляет собой зубчатое колесо с 60 зубьями и «длинной» впадиной для синхронизации, образованной двумя пропущенными зубьями.
При вращении задающего диска изменяется магнитный поток в магнитопроводе датчика, наводя импульсы напряжения переменного тока в его обмотке. Блок управления определяет положение и частоту вращения коленчатого вала по количеству и частоте следования этих импульсов и рассчитывает фазу и длительность импульсов управления форсунками и катушкой зажигания. Провода датчика защищены от помех экраном, замкнутым на массу.
Взаимная ориентация диска синхронизации и датчика такова, что момент прохождения осью датчика сбега двадцатого зуба диска соответствует нахождению поршня первого и четвертого цилиндров в верхней мертвой точке. Отсчет номера зуба – от пропуска в направлении, противоположном вращению коленчатого вала двигателя. Диапазон функционирования датчика: скорости вращения диска 20–7000 мин^–1, воздушный зазор между сердечником датчика и поверхностью зуба диска – 0,3–1,5 мм.

При отказе датчика пуск двигателя невозможен, блок управления заносит в свою память код неисправности и включает сигнализатор в комбинации приборов.

Шаг 12

Датчик положения дроссельной заслонки встроен в корпус дроссельного узла. Датчик представляет собой резистор потенциометрического типа. Выходной сигнал датчика подается в ЭБУ.
Блок управления изменяет положение дроссельной заслонки с помощью электропривода в соответствии с положением педали акселератора. По показаниям датчиков блок отслеживает положение дроссельной заслонки.

Датчик положения дроссельной заслонки встроен в корпус дроссельной заслонки. При выходе датчика из строя замените дроссельный узел в сборе.

Шаг 13

Управляющий датчик концентрации кислорода (λ-зонд, лямбда-зонд) циркониевый, с управляемым электроподогревом. Датчик ввернут в резьбовое отверстие приемной трубы перед нейтрализатором.
Для корректировки расчетов длительности импульсов впрыска используется Информация о наличии кислорода в отработавших газах. Кислород, содержащийся в отработавших газах, реагирует с чувствительным элементом датчика, создавая разность потенциалов на выходе датчика. Разность потенциалов изменяется приблизительно от 0,1 В (высокое содержание кислорода – бедная смесь) до 0,9 В (мало кислорода – богатая смесь).
Информация от датчика поступает в электронный блок управления в виде сигналов низкого и высокого уровня. При сигнале низкого уровня блок управления получает информацию о высоком содержании кислорода и, следовательно, об обеднении смеси. Сигнал высокого уровня свидетельствует о низком содержании кислорода в отработавших газах и, следовательно, о переобогащении смеси.
Постоянно отслеживая напряжение сигнала датчика, блок управления корректирует количество впрыскиваемого форсунками топлива. При низком уровне сигнала датчика (бедная топливовоздушная смесь) количество подаваемого топлива увеличивается, при высоком уровне сигнала (богатая смесь) – уменьшается.

Шаг 14

Лямбда-зонд – наиболее уязвимый датчик в системе впрыска автомобиля. Его ресурс сильно зависит от качества бензина и масла в двигателе, условий эксплуатации, стиля вождения, износа двигателя и т. д. Плохое состояние маслосъемных колец, попадание антифриза в цилиндры, сбои в системе зажигания сильно сокращают срок его службы.

Применение этилированного бензина категорически недопустимо: свинец «отравляет» электроды датчика после нескольких заправок этилированным бензином. От свинца страдает и каталитический нейтрализатор отработавших газов.

Шаг 15

Из-за старения датчика концентрации кислорода его выходное электрическое сопротивление снижается при значительно более высокой температуре чувствительного элемента до значения, при котором датчик приобретает способность отклонять опорное напряжение. Из-за возросшего выходного электрического сопротивления размах выходного напряжения сигнала датчика уменьшается. Стареющий датчик легко можно выявить по осциллограмме напряжения его выходного сигнала на таких режимах работы двигателя, когда поток и температура отработавших газов снижаются. Это режимы холостого хода и малых нагрузок. Как показала практика, неисправный датчик концентрации кислорода работает на высоких оборотах двигателя, но как только нагрузка на двигатель снижается (режим холостого хода), размах сигнала быстро начинает уменьшаться вплоть до пропадания колебаний.
Перечень возможных неисправностей датчика концентрации кислорода достаточно большой и некоторые из них (потеря чувствительности, снижение быстродействия) самодиагностикой автомобиля не фиксируются, поэтому окончательное решение о замене датчика можно принять только после его тщательной проверки, которую лучше всего поручить специалистам.

Датчики кислорода относится к неремонтируемым изделиям – в случае выхода из строя их надо заменить.

Шаг 16

При неисправном датчике концентрации кислорода ЭБУ переходит в режим, при котором его напряжение не учитывается для определения параметров смеси, т. е. в режим управления без обратной связи по выходному напряжению датчика. В этом режиме ЭБУ продолжает управлять составом смеси с учетом температуры двигателя, нагрузки и параметров других датчиков.

Шаг 17

Диагностический датчик концентрации кислорода (λ-зонд, лямбда-зонд) ввернут в резьбовое отверстие выпускного тракта после нейтрализатора и работает по тому же принципу, что и управляющий датчик. Сигнал, вырабатываемый диагностическим датчиком концентрации кислорода, указывает на присутствие кислорода в отработавших газах после нейтрализатора.
Эффективность работы нейтрализатора оценивается блоком управления двигателем путем сравнения сигналов управляющего и диагностического датчиков. Если нейтрализатор работает нормально, показания диагностического датчика будут значительно отличаться от показаний управляющего датчика. Одинаковые показания указывают на неисправность нейтрализатора.
При возникновении неисправности электрических цепей или самого диагностического датчика блок управления заносит в свою память ее код и включает сигнализатор в комбинации приборов.

Шаг 18

Датчик детонации, прикрепленный к правой задней части блока цилиндров, улавливает аномальные вибрации (детонационные удары) в двигателе.

Детонация в двигателе – самоускоряющийся процесс перехода горения топливовоздушной смеси в детонационный взрыв без совершения работы, с переходом энергии сгорания топлива в температуру и давление газов. Фронт пламени распространяется со скоростью взрыва, т. е. превышает скорость распространения звука в данной среде, и приводит к сильным ударным нагрузкам на детали цилиндропоршневой и кривошипно-шатунной групп, тем самым вызывая усиленный износ этих деталей. Высокая температура газов приводит к прогоранию днища поршней и обгоранию клапанов.

Шаг 19

Пьезокерамический чувствительный элемент датчика генерирует сигнал напряжения переменного тока, амплитуда и частота которого соответствуют параметрам вибраций двигателя. При возникновении детонации амплитуда вибраций определенной частоты повышается. Блок управления двигателем при этом корректирует угол опережения зажигания для гашения детонации.
При возникновении неисправности электрической цепи датчика блок управления заносит в свою память ее код и включает сигнализатор в панели приборов.

Шаг 20

Датчик температуры охлаждающей жидкости – терморезистивный, NTC-типа, установлен в корпусе термостата. Датчик предназначен для определения температуры охлаждающей жидкости, которая используется блоком управления:
– для коррекции управления топливоподачей и угла опережения зажигания (УОЗ) в зависимости от температуры охлаждающей жидкости;
– для управления работой подогревателей датчиков кислорода с целью исключения возможности их повреждения из-за выпадения конденсата и обеспечения быстрого прогрева датчиков кислорода на холодном двигателе;
– для контроля состояния системы охлаждения (превышение допустимой температуры), в том числе для формирования сигнала сигнализатора перегрева охлаждающей жидкости в комбинации приборов.

Шаг 21

Диагностический разъем расположен в блоке предохранителей в салоне. К такому разъему (рис. 5.23) можно подсоединить не только профессиональные диагностические приборы, но и простейшие устройства для считывания кодов неисправностей (DTC) (см. «ПРИБОРЫ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ»).

Шаг 22

Рис. 5.23. Номера контактов диагностического разъема (XS1): 4 – «масса»; 6, 14 – CAN-линия; 3 – задающий диск; 7 – К-линия; 16 – +12 В

Комментарии

Загрузка комментариев...

Готово!