Autoservice-mekona.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электронная система управления работой двигателя впрыск и зажигание

7.2 Система электронного управления зажиганием и впрыском бензинового двигателя

Система электронного управления зажиганием и впрыском бензинового двигателя

Основные сведения по системе электронного управления двигателем

Система электронного цифрового управления бензиновым двигателем (DME)

— Уменьшить содержание вредных веществ в отработавших газах благодаря точному заданию момента зажигания в любых условиях работы двигателя.
— Увеличить мощность искры зажигания на бензиновом двигателе и следовательно надежность запуска и стабильность его работы.
— Самодиагностика системы управления двигателем, обеспечивает возможность быстрого поиска неисправности. Система управления двигателем имеет память неисправностей. Если в процессе эксплуатации выявляется дефект, то он заносится в память прибора. С помощью специальных приборов можно вывести список неисправностей, позволяющий устранить дефект самостоятельно. Обратитесь также к Разделу Диагностика неисправностей. Работу желательно проводить в условиях СТО.

Блок управления двигателем представляет собой миникомпьютер с высоким быстродействием. Он, помимо прочего, определяет оптимальный момент зажигания на бензиновом двигателе, а на дизеле посредством реле включает свечи накаливания. При этом происходит согласование работы блока управления с другими системами автомобиля, например, с системой управления КПП или блокировкой от угона.

Элементы системы управления двигателем сохраняет свою высокую работоспособность в течение длительного времени и практически не требует обслуживания. Замены, при проведении технического обслуживания, требуют только свечи зажигания. Серьезные работы по регулировке и ремонту требуют применения сложных диагностических приборов. Обратитесь к Разделу Диагностика неисправностей. Работы желательно проводить в условиях СТО.
Корректировка момента зажигания на бензиновых двигателях, в рамках проведения технического обслуживания, не требуется.

Вследствие хороших пусковых характеристик дизельного двигателя с непосредственным впрыском предварительный накал требуется в основном при температурах ниже 0°С.

Информация, поступающая от различных датчиков, и команды, поступающие к исполнительным органам, обеспечивают оптимальную работу двигателя в любом режиме. Если датчики выходят из строя, прибор управления переключается в аварийный режим, чтобы исключить повреждения двигателя и обеспечить возможность дальнейшего движения автомобиля. Выход из строя датчиков не обязательно должен ощущаться по ухудшению качества работы двигателя.
Однако не позднее ближайшего срока проверки отработавших газов (AU) данные об этом будут заноситься в память неисправностей системы управления двигателем.

— Система зажигания не имеет подвижных частей, традиционный распределитель зажигания отсутствует. Каждая свеча зажигания имеет свою катушку.
— Система контроля напряжения зажигания при слишком низком напряжении отключает блок DME (например, вследствие повреждения кабеля). При этом двигатель нельзя запустить. Это исключает повреждения каталитического преобразователя.
— Система антидетонационного регулирования служит для определения и регулирования оптимального времени зажигания для каждого цилиндра. Если появляется неисправность в системе зажигания, прекращается подача топлива к соответствующему цилиндру.
— Реле топливного насоса находится в блоке реле над вещевым ящиком. Реле подает ток топливному насосу.

Общее описание системы самодиагностики OBD

1 В состав системы OBD входят несколько диагностических устройств, производящих мониторинг отдельных параметров систем снижения токсичности и фиксирующих выявленные отказы в памяти бортового процессора в виде индивидуальных кодов неисправностей. Система производит также проверку датчиков и исполнительных устройств, контролирует циклы обслуживания транспортного средства, обеспечивает возможность запоминания даже кратковременно возникающих в процессе работы сбоев и очистки блока памяти.
2 Все описываемые в настоящем Руководстве бензиновые модели оборудованы системой бортовой диагностики второго поколения (OBD-II). Основным элементом системы является бортовой процессор, чаще называемый электронным модулем управления (ЕСМ), либо модулем управления функционированием силового агрегата (РСМ). РСМ является мозгом системы управления двигателем. Исходные данные поступают на модуль от различных информационных датчиков и других электронных компонентов (выключателей, реле и т.д.). На основании анализа поступающих от информационных датчиков данных и в соответствии с заложенными в память процессора базовыми параметрами, РСМ вырабатывает команды на срабатывание различных управляющих реле и исполнительных устройств, осуществляя тем самым корректировку рабочих параметров двигателя и обеспечивая максимальную эффективность его отдачи при минимальном расходе топлива. Считывание данных памяти процессора OBD-II производится при помощи специального сканера, подключаемого к 16-контактному диагностическому разъему считывания базы данных (DLC), расположенному под панелью приборов с водительской стороны автомобиля, или к 20-контактному разъему, расположенному слева в двигательном отсеке. Обратитесь к разделу Диагностика неисправностей.

В принципе, считывание записанных в память системы самодиагностики кодов неисправностей может быть произведено при помощи лампы “Проверьте двигатель”.

3 На обслуживание компонентов систем управления двигателем/снижения токсичности отработавших газов распространяются особые гарантийные обязательства с продленным сроком действия. Не следует предпринимать попыток самостоятельного выполнения диагностики отказов РСМ или замены компонентов системы, до выхода сроков данных обязательств, — обращайтесь к специалистам фирменных станций техобслуживания.

Информационные датчики

28 После включения зажигания пять раз в течение пяти секунд полностью выжмите и отпустите педаль акселератора. Если в памяти процессора занесены коды имевших место неисправностей, они начнут последовательно высвечиваться контрольной лампой “Проверьте двигатель” на приборной доске автомобиля. Считайте мигающий код.

Следует иметь в виду, что при очистке памяти OBD путем отсоединения отрицательного провода от батареи, стираются установочные параметры двигателя и нарушается стабильность его оборотов на короткое время после первичного запуска.

Если установленная на автомобиле стереосистема оборудована охранным кодом, прежде чем отсоединять батарею, удостоверьтесь в том, что располагаете правильной комбинацией для ввода аудиосистемы в действие!

Отключение батареи также приводит к удалению настроек приемника на любимые радиостанции.

Электронная система управления двигателем

Что это такое

ЭСУД — электронная система управления двигателем или по-простому компьютер двигателя. Она считывает данные с датчиков двигателя и передает указания на исполнительные системы. Нужна, что двигатель работал в оптимальном режиме и сохранял нормы токсичности и потребления топлива.

Обзор приведём на примере инжекторных автомобилей ВАЗ. Разобьем ЭСУД на группы.

Производители

Для автомобилей ВАЗ использовались системы управления двигателем компаний Bosch, General Motors и отечественного производства. Если хотите заменить деталь системы впрыска, например производства Bosch, то это невозможно, т.к. детали невзаимозаменяемые. А отечественные запчасти иногда аналогичны деталям иностранного производства.

Разновидности контроллеров

На Вазовских машинах можно встретить следующие типы контроллеров:

  • Январь 5 — производство Россия;
  • M1.5.4 — производство Bosch;
  • МР7.0 — производство Bosch;

Кажется, что контроллеров немного. Но, контроллер M1.5.4 для системы без нейтрализатора не подходит для системы с нейтрализатором. Они считаются невзаимозаменяемыми. Контроллер МР7.0 для системы «Eвpo-2» не может быть установлен на автомобиль «Евро-3». Хотя установить контроллер МР7.0 для системы «Eвpo-3» на автомобиль с экологическими нормами токсичности «Евро-2» возможно, но потребуется перепрошить программное обеспечение.

Типы впрыска

Можно разделить на систему центрального (одноточечного) и распределенного (многоточечного) впрыска топлива. В системе центрального впрыска форсунка подает топливо во впускной трубопровод перед дроссельной заслонкой. В системах распределенного впрыска каждый цилиндр имеет свою форсунку, которая подает топливо непосредственно перед впускным клапаном.

Системы распределенного впрыска разделяются на фазированные и не фазированные. В не фазированных системах впрыск топлива может осуществляться или всеми форсунками в одно время или парами форсунок. В фазированных системах впрыск топлива осуществляется последовательно каждой форсункой.

Нормы токсичности

В разные времена собирались автомобили, которые соответствовали в России требованиям стандартов по токсичности отработавших газов от «Евро-0» до «Евро-5». Автомобили «Евро-0» выпускаются без нейтрализаторов, системы улавливания паров бензина, датчиков кислорода.

Отличить машину в комплектации «Евро-3» от «Евро-2» можно по наличию датчика неровной дороги, внешнему виду адсорбера, а также по числу датчиков кислорода в выпускной системе двигателя. С введением норм «Евро-3» их стало 2 — до и после катализатора.

Определения и понятия

Контроллер — главный компонент электронной СУД. Оценивает информацию от датчиков о текущем режиме работы двигателя, выполняет достаточно сложные вычисления и управляет исполнительными механизмами.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) — преобразует значение массы воздуха, поступающего в цилиндры мотора, в электрический сигнал. Считает количество воздуха во впускном тракте.

Датчик скорости — преобразует скорость автомобиля в электрический сигнал.

Датчик кислорода — преобразует значение концентрации кислорода в отработавших газах после нейтрализатора в электрический сигнал. Ещё один датчик стоит до нейтрализатора и называется управляющим.

Датчик неровной дороги — преобразует величину вибрации кузова в электрический сигнал.

Датчик фаз — его сигнал информирует контролер, что поршень первого цилиндра находится в ВМТ (верхняя мертвая точка) на такте сжатия топливовоздушной смеси.

Датчик температуры охлаждающей жидкости — преобразует температуру охлаждающей жидкости в электрический сигнал. Следит за перегревом мотора.

Датчик положения коленвала — преобразует угловое положение коленвала в электрический сигнал.

Датчик положения дроссельной заслонки — преобразует значение угла открытия дроссельной заслонки в электрический сигнал.

Датчик детонации — преобразует величину механических шумов двигателя в электрический сигнал.

Модуль зажигания — элемент системы зажигания, накапливающий энергию для воспламенения смеси в двигателе и обеспечивает высокое напряжение на электродах свечи зажигания.

Форсунка — обеспечивает дозирование топлива в цилиндры двигателя.

Регулятор давления топлива — система топливоподачи, обеспечивающая постоянство давления топлива в подающей магистрали.

Адсорбер — система улавливания паров бензина.

Модуль бензонасоса — обеспечивает избыточное давление в топливной магистрали авто.

Топливный фильтр — элемент системы топливоподачи, фильтр тонкой очистки.

Нейтрализатор — для снижения токсичности выхлопных газов. В результате химической реакции с кислородом в присутствии катализатора оксид углерода, углеводороды СН и окислы азота превращаются в азот, воду, а также в двуокись углерода.

Диагностическая лампа — информирует водителя о наличии неисправности в СУД.

Диагностический разъем — для подключения диагностического оборудования.

Регулятор холостого хода — для поддержания холостого хода, который регулирует подачу воздуха в двигатель.

Устройство автомобилей

Системы питания инжекторных двигателей

Объединенные системы впрыска топлива и зажигания

На современных автомобилях внедрение электроники в управление системами зажигания и питания привело к созданию объединенного, или центрального, электронного управления двигателем. Объединенное электронное устройство называют микроЭВМ, микропроцессором или контроллером. Иногда такие системы управления двигателем сокращенно называют МСУАД (микропроцессорная система управления автомобильным двигателем).
Системы объединенного электронного управления впрыском (смесеобразованием) и зажиганием имеют следующие достоинства:

  • совмещение функций агрегатов и датчиков, позволяющее сократить их количество;
  • совместная оптимизация процессов зажигания и смесеобразования, при этом улучшаются характеристики крутящего момента, расхода топлива, состава отработавших газов, облегчается пуск и подогрев холодного двигателя;
  • возможность автоматизации управления автоматической коробкой передач, противобуксовочной системой ведущих колес, антиблокировочной тормозной системой, кондиционером, противоугонным устройством и др.

На рис. 1 показана функциональная схема электронной системы управления двигателем и ее составные части. В микроЭВМ 14 от датчиков поступают аналоговые сигналы 1-11, т. е. не непосредственные значения температуры, давления и других показателей, а их электрические аналоги с изменяющимися параметрами (напряжением, силой тока и др.).
Далее аналоговые сигналы в аналого-цифровом преобразователе 15 превращаются в цифровую информацию и поступают в микропроцессор 18, который анализирует полученную информацию по программе, заложенной в блоке 17 постоянной памяти с использованием блока 16 оперативной памяти.
Так как выходные сигналы микроЭВМ из-за их малой мощности не могут быть использованы для непосредственного управления зажиганием, топливными форсунками и насосом, они усиливаются в каскадах усиления 19 и 22 и превращаются в команды (электрические сигналы), управляющие системами питания и зажигания.

Одной из таких наиболее простых и дешевых является система Mono-Motronic, которая объединяет электронные устройства смесеобразования и зажигания. В систему Mono-Motronic могут быть включены различные системы впрыска, например Mono-Jetronic, K-Jetronic, L-Jetronic и др. Ее устанавливают на двигателях небольшого рабочего объема автомобилей малого и особо малого класса.
В системах Mono-Motronic, в отличие от более сложных систем, основные сигналы зависят от положения дроссельной заслонки и частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Кроме того, учитываются сигналы от кислородного датчика, а также датчика температуры охлаждающей жидкости и всасываемого воздуха.

Рассчитанное микроЭВМ требуемое количество топлива посредством центральной электромагнитной форсунки периодически впрыскивается над дроссельной заслонкой и смешивается с воздухом. С учетом этих же данных, но по другой программе управляющие импульсы подаются на катушку зажигания.
Система способна учитывать износ цилиндропоршневой группы двигателя (падение компрессии) и изменение атмосферного давления.
Если датчики начинают подавать ошибочные сигналы. Информация об этом накапливается в памяти микроЭВМ и во время технического обслуживания считывается диагностическим тестером, что позволяет быстро определить источник неисправности.

Цифровые системы управления двигателем объединяют (интегрируют) в себе системы распределенного впрыска топлива и зажигания, которые управляются одним контроллером, представляющим собой специализированную цифровую микроЭВМ.
Единый для систем распределенного впрыска и зажигания контроллер вычисляет оптимальные углы опережения зажигания в зависимости от сигналов, выдаваемых датчиками.

Количество впрыскиваемого топлива определяется контроллером в зависимости от информации, выдаваемой датчиками, измеряющими следующие параметры:

  • объем и температуру всасываемого воздуха;
  • частоту вращения коленчатого вала двигателя;
  • нагрузку двигателя;
  • температуру охлаждающей жидкости.

Основным параметром, определяющим дозировку топлива, является объем всасываемого воздуха, измеряемый расходомером воздуха. Поступающий воздушный поток отклоняет измерительную заслонку на определенный угол, который преобразуется потенциометром в электрический сигнал, выдаваемый на контроллер.
Контроллер определяет количество топлива, необходимое в данный момент для работы двигателя, и выдает на электромагнитные форсунки импульсы времени (начала и продолжительности) подачи топлива.

Частота вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу поддерживается постоянной с помощью выключателя (потенциометра) дроссельной заслонки.
Значения углов опережения зажигания, заложенные в запоминающее устройство (блок памяти) контроллера, сравниваются с действительными значениями и соответствующим образом корректируются, что позволяет исключить нарушения режима работы двигателя в результате механического износа деталей, появления негерметичности впускного тракта, изменения компрессии и т. п.

Как только частота вращения коленчатого вала двигателя достигает максимально допустимого значения, по команде контроллера подача топлива к форсункам прерывается. В начальный момент пуска холодного двигателя в цилиндры впрыскивается увеличенное количество топлива.
Впрыск происходит три раза в каждую группу цилиндров (первый-третий-пятый и второй-четвертый-шестой для шестицилиндровых двигателей или первый-четвертый и второй-третий – для четырехцилиндровых двигателей) на первых трех оборотах коленчатого вала.
Степень обогащения горючей смеси определяется температурой охлаждающей жидкости.

Электронная система управления работой двигателя впрыск и зажигание

Система управления двигателем Мотроник

Общие сведения

Мотроник — название системы управления двигателем, объединяющей функции разомкнутого и замкнутого контуров управления бензиновым двигателем в одном электронном блоке управления. Первая система Мотроник была запущена в серию фирмой Бош в 1979 г. Она в основном выполняла функции электронного впрыскивания топлива и электронного зажигания. С развитием микроэлектроники эффективность системы Мотроник все больше возрастала. Шаг за шагом объем функций адаптировался к актуальным требованиям развития двигателей и за счет этого повышалась сложность системы Мотроник.

Основу первых систем Мотроник составляли электронные системы многоточечного впрыска L -Джетроник с дискретным впрыскиванием топлива, а также электронная система зажигания с программным управлением, с распределителем высокого напряжения с вращающимся ротором ( ROV ). Позднее все еще необходимый для ROV механический распределитель зажигания был заменен электронным зажиганием с так называемым неподвижным распределением зажигания ( RUV ).

Вначале система Мотроник, из-за высокой стоимости, использовалась только в автомобилях высшего класса. Но в связи с требованиями норм по снижению токсичности отработавших газов эта система получила большое распространение.

В системе используются сенсорные датчики и датчики заданных значений Посредством этих датчиков в системе Мотроник осуществляется сбор рабочих данных для разомкнутого и замкнутого контуров управления двигателем (рис. 135). Датчики заданных значений (например, выключатели) регистрируют выбранные водителем командные сигналы, например:

· положение ключа зажигания в замке зажигания (клемма 15);

· положение выключателя системы кондиционирования воздуха;

· положение выключателя рычага регулировки скорости движения.

Сенсорные датчики определяют физические и химические параметры и на их базе делают вывод о текущем режиме работы двигателя. Примерами таких параметров являются:

· масса всасываемого воздуха;

· давление во впускном трубопроводе;

· угол поворота дроссельной заслонки;

· коэффициент избытка воздуха a ;

· частота вращения коленчатого вала;

· положение распределительного вала;

· скорость движения автомобиля.

Рисунок 135 – Компоненты электронного управления работой двигателя в системе Мотроник

Различные датчики выдают сигналы в цифровой, импульсной или аналоговой формах.

Входные сигналы в блоке управления или все чаще в самих датчиках обеспечивают адаптацию сигналов для их последующей обработки. Эти схемы служат для трансформации напряжений в такие сигналы, которые могут быть аналитически обработаны в микропроцессоре блока управления.

Цифровые входные сигналы непосредственно поступают в микроконтроллер и хранятся в его памяти в цифровой форме. Аналоговые сигналы преобразуются аналого-цифровым преобразователем в цифровые данные.

По входным сигналам, поступающим на блок управления двигателем, и показаниям мониторов (определяют командные сигналы от водителя и вспомогательных устройств) идентифицируется текущий режим работы двигателя и на основе этого осуществляется процесс расчета управляющих сигналов (в блоке управления) для исполнительных устройств системы.

Задачи блока управления двигателем структурированы на несколько функций. Соответствующие алгоритмы заложены в виде программы в память блока управления.

Система Мотроник выполняет две основные функции. Во-первых, это дозирование точного количества топлива в соответствии с поступившей массой воздуха и, во-вторых, создание искрового разряда в самый оптимальный момент зажигания. С интеграцией этих функций в одну систему появилась возможность максимально адаптировать относительно друг друга зажигание и впрыскивание топлива.

Постоянно растущая расчетная мощность имеющихся микроконтроллеров позволяет включать в процессы разомкнутого и замкнутого контуров Мотроник все больше дополнительных функций. Кроме того, ужесточающиеся нормы в отношении токсичности отработавших газов требуют введения функций, улучшающих очистку отработавших газов от токсичных компонентов. Функциями, которые потенциально могут обеспечить эти требования, являются:

· регулировка частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу;

· замкнутый контур управления концентрацией кислорода в отработавших газах (лямбда-регулировка);

· управление системой контроля за эмиссией паров топлива (вентиляция топливного бака);

· рециркуляция отработавших газов с целью снижения эмиссии NОХ;

· управление системой впуска дополнительных порций воздуха для ускорения срабатывания каталитического нейтрализатора.

В соответствии с повышенными требованиями к работе трансмиссии система может дополнительно выполнять следующие функции:

· управление работой турбонагнетателя (замкнутый контур);

· управление изменением геометрии впускного трубопровода для увеличения мощности и крутящего момента двигателя;

· управление распределительным валом, позволяющее изменять фазы газораспределения для снижения токсичности отработавших газов с одновременным улучшением топливной экономичности и увеличением мощности двигателя;

· ограничение частоты вращения коленчатого вала и скорости для защиты двигателя и автомобиля.

При проектировании автомобилей все большее значение приобретает создание комфорта и удобств для водителя, что также влияет на характеристики управления двигателем. Примерами типичных функций по обеспечению комфорта и удобств для водителя являются:

· регулировка скорости движения (так называемый круиз-контроль или Tempomat );

· автоматический контроль за движением или адаптивный круиз-контроль (АСС);

· адаптация крутящего момента при переходе на высшие передачи в автоматических трансмиссиях;

· демпфирование ударных нагрузок (в соответствии с требованиями водителя).

Посредством каналов связи, например, бортового контроллера связи (СА N ), система Мотроник может обеспечивать связь между блоком управления этой системы и другими электронными системами автомобиля. На рис. 136 показаны некоторые примеры такой связи. Блоки управления могут интегрировать у себя данные от других систем в виде вспомогательных входных сигналов для использования в создании своих алгоритмов контуров управления с обратной и без обратной связи. Например, для получения более плавного переключения передач система Мотроник уменьшает крутящий момент в ответ на получение сигнала об изменении передаточного числа в трансмиссии.

Рисунок 136 – Компоненты передачи данных в систему Мотроник:

1 – блок управления двигателем; 2 – блок управления динамикой автомобиля ESP (системы ABS и ASR ); 3 – блок управления трансмиссией; 4 – блок управления системой кондиционирования воздуха (климат-контроль); 5 — приборный модуль с бортовым компьютером; 6 – блок управления иммобилайзером; 7 – стартер; 8 – генератор; 9 — компрессор системы кондиционирования воздуха

Система Мотроник вследствие повышающихся требований к системам автомобиля постоянно совершенствуется. В настоящее время существуют следующие варианты системы Мотроник:

· М-Мотроник с описанными ранее основными и дополнительными функциями;

· МЕ-Мотроник — на базе М-Мотроник с дополнительно интегрированной в нее системой EGAS (электронно-управляемая педаль газа);

· М ED -Мотроник — дальнейшее развитие системы МЕ-Мотроник за счет введения контура управления непосредственным впрыскиванием топлива (с обратной связью).

Существуют также системы Мотроник с интегрированным управлением трансмиссией (например, МЕ G -Мотроник). Но они не очень распространены из-за высоких требований к их аппаратной части.

Читать еще:  Холодно в прадо 150 с дизельным двигателем
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector