Описание системы впрыска и ее элементов

Блок управления двигателем

Силовой агрегат (двигатель и АКПП) имеет электронное управление в целях снижения выбросов токсичных веществ с отработавшими газами при сохранении хорошей управляемости и топливной экономичности. Центром системы управления является блок управления двигателем (ЕСМ). ЕСМ контролирует большинство функций двигателя и автомобиля. ЕСМ постоянно обрабатывает информацию, поступающую от различных датчиков и выполняет диагностику разных систем. При обнаружении неисправности ЕСМ информирует об этом водителя посредством индикатора неисправности двигателя (MIL) и записывает код неисправности в блок памяти.

Блок управления двигателем также подает буферное напряжение питания на различные датчики.

Индикатор неисправности двигателя (MIL)

Индикатор неисправности расположен на приборной панели. Индикатор может выдавать сообщение о необходимости технического обслуживания двигателя (service engine soon) или один из следующих символов, которые указывает на то, что возникла неисправность в системах, связанных с управлением эмиссией вредных веществ.



Ниже приводятся режимы работы индикатора:

• Индикатор загорается после включения зажигания до запуска двигателя. Это есть тест на работоспособность лампы индикатора.
• Если в памяти ЕСМ нет кодов неисправностей, индикатор после запуска двигателя гаснет.
• Если в памяти ЕСМ записаны коды неисправностей, индикатор после запуска двигателя продолжает гореть. Индикатор гаснет после трех полных циклов включения зажигания, если неисправность больше не обнаруживается.
• Индикатор начинает мигать при обнаружении пропусков воспламенения, что может привести к повреждению каталитического нейтрализатора.

Система отключения цилиндров

Система отключения цилиндров состоит из:

• масляного коллектора;
• восьми специальных толкателей клапанов (по два на отключаемые цилиндры);
• блока цилиндров поколения GEN IV;
• блока управления двигателем.

Чтобы обеспечить максимальную экономию топлива при малых нагрузках на двигатель блок управления включает систему отключения цилиндров 1 и 7 левого полублока и цилиндров 4 и 6 правого полублока, переключая двигатель на работу по схеме V4. Двигатель работает по схеме V8 при запуске двигателя, при работе на холостом ходу и при работе на средних и высоких нагрузках. Цилиндры отключаются посредством специальных толкателей, которые предотвращают открытие впускных и выпускных клапанов, см. описание системы привода газораспределения в главе "Двигатель -механическая часть". ЕСМ ограничивает цикл отключения цилиндров 10 минутами, затем на одну минуту возвращает двигатель в работу по схеме V8. Переключение между схемами V8 и V4 происходит примерно за 250 миллисекунд.


Причины запрещения отключения цилиндров:

• низкое разрежение во впускном коллекторе двигателя;
• недостаточное разрежение в усилителе тормозов;
• слишком резкое нажатие на педаль акселератора;
• положение педали акселератора вне допустимого диапазона;
• напряжение зажигания вне допустимого диапазона;
• давление моторного масла вне допустимого диапазона;
• температура моторного масла вне допустимого диапазона;
• частота вращения коленчатого вала вне допустимого диапазона;
• некорректно включенная передача АКПП;
• некорректный рабочий диапазон АКПП;
• идет процесс переключения передач;
• все цилиндры активированы сканером диагностики;
• не допустимо непродолжительно время работы по схеме V8;
• превышение максимального время работы по схеме V4;
• имеет место аэрация моторного масла;
• активирована система отсечки топлива;
• активирован таймер отсечки топлива;
• температура в салоне ниже заданной (системы отопления и кондиционирования);
• активна система ограничения нагрузки на двигатель;
• активная система управления тормозным моментом;
• активна система ограничения передачи крутящего момента на ось;
• активна система предупреждения перегрева двигателя;
• активна система предупреждения перегрева каталитического нейтрализатора;
• обнаружение детонационного сгорания;
• активна система предупреждения ограничения частоты вращения вала двигателя;
• наличие кодов неисправностей:
• датчика абсолютного давления воздуха во впускном коллекторе;
• датчика давления моторного масла;
• датчика температуры охлаждающей жидкости;
• датчика скорости автомобиля;
• датчика положения коленчатого вала;
• пропусков воспламенения;
• цепи клапана системы отключения цилиндров;

Управление дроссельной заслонкой

Управление приводом дроссельной заслонкой выполняет следующие функции:

• определение положения педали акселератора;
• установка положения дроссельной заслонки в соответствии с желанием водителя и требований движения;
• определение положения дроссельной заслонки;
• проведение внутренней диагностики;
• поддержание заданной скорости движения ("круиз-контроль");
• управление потреблением электрической энергии в системе.

В систему управления дроссельной заслонкой входят:

• датчик(и) положения педали акселератора;
• корпус дроссельной заслонки;
• блок управления двигателем (ЕСМ).

Датчик положения педали акселератора

В сборку педали акселератора включены два индивидуальных датчика положения педали. Датчики представляют собой переменное сопротивление, включенные в три электрических цепи:

• цепь опорного напряжения 5 В;
• цепь низкого опорного напряжения;
• цепь сигнала;

Первый датчик в при отпущенной педали акселератора дает сигнал ниже 1 В, при нажатии на педаль сигнал растет до величины 4 В. У второго датчика сигналы соответственно 0,5 и 2 В.

Корпус дроссельной заслонки

В сборку корпуса дроссельной заслонки входят:

• дроссельная заслонка;
• электродвигатель привода дроссельной заслонки;
• два датчика положения дроссельной заслонки.

Дроссельная заслонка нагружена двумя пружинами, при закрытом положении заслонки между ней и корпусом имеется небольшой зазор. При закрытом положении заслонки сигнал первого датчика равен 4 В, по мере открытия заслонки сигнал уменьшается до 1 В. Сигнал второго датчика изменяется наоборот.

Нормальный режим

При работе системы управления приводом дроссельной заслонкой в нормальном режиме используются следующие функции:

• минимальное положение педали акселератора - при включении блока управления двигателем обновляется величина сигнала, соответствующего минимальному положению педали;
• минимальное положение дроссельной заслонки - при включении блока управления двигателем дроссельная заслонка перемещается в полностью закрытое положение и обновляется величина сигнала, соответствующего этому положению заслонки;
• "примерзание заслонки" - если дроссельная заслонка не в состоянии достигнуть определенного минимального положения, вводится режим "примерзания" заслонки. В этом режиме блок управления несколько раз посылает сигналы с максимальной шириной импульса на электродвигатели привода в направлении закрытия заслонки;
• режим экономии энергии аккумуляторной батареи - после определенного времени после включения зажигания без запуска двигателя, блок управления включает режим экономии энергии аккумуляторной батареи. В этом режиме напряжение на электродвигателе привода заслонки минимально, а заслонка удерживается в закрытом положении пружинами.

Режим снижения мощности двигателя

Когда блок управления обнаруживает неполадки в системе привода дроссельной заслонкой, включается режим снижения мощности двигателя. Этот режим может распознаваться по наличию следующих явлений:

• ограничение ускорения - блок управления продолжает использовать педаль акселератора для управления заслонкой, однако разгон автомобиля ограничен.
• ограничение открытия дроссельной заслонки - блок управления продолжает использовать педаль акселератора для управления заслонкой, однако заслонка полностью не открывается;
• нет реакции на педаль акселератора - блок управления отключает электродвигатель привода дроссельной заслонки, заслонка возвращается в закрытое положение под действием пружин;
• "форсированный холостой ход" - блок управления выполняет следующие действия:
• ограничивает частоту вращения двигателя либо положением заслонки, либо управлением подачей топлива или моментом искрообразования, если дроссельная заслонка не перемещается.
• игнорирует сигналы датчиков положения педали акселератора.
• двигатель "глохнет" - блок управления отключает подачу топлива и подачу питания на привод дроссельной заслонки.

Система изменения фаз газораспределения

Система изменения фаз газораспределения (положения распределительного вала) - электрогидравлическая, которая используется для улучшения выходных параметров двигателя, в частности снижения эмиссии вредных веществ, повышения крутящего момента и снижения расхода топлива. При смене положения распределительного вала подъем клапанов и продолжительность открытого положения клапанов не изменяются. Весь диапазон изменения фаз газораспределения составляет 62 градуса поворота коленчатого вала (31 градус поворота распределительного вала). Дополнительная информация приведена в описании системы смазки в главе "Двигатель - механическая часть".

Управление положением распределительного вала проводится по схеме с обратной связью. Для расчета положения распределительного вала блок управления двигателем использует следующие данные:

• частоту вращения двигателя;
• величину разрежения во впускном коллекторе;
• угловое положение дроссельной заслонки;
• угловое положение распределительного вала;
• угловое положение коленчатого вала;
• относительное положение коленчатого и распределительного вала;
• температуру охлаждающей жидкости;
• давление моторного масла;
• уровень моторного масла;
• статус цепи электромагнитного клапана системы изменения фаз газораспределения.

Топливная система

Топливная система на ранних моделях с линией возврата топлива (регулятор давления топлива установлен на топливном коллекторе). На поздних моделях топливная система безвозвратная. Здесь регулятор давления топлива установлен в модуле топливного насоса, что устраняет потребность в установке возвратного топливопроводе от двигателя, что, в свою очередь, позволяет снизить температуру в топливном баке. Снижение температуры в топливном баке приводит к снижению выделения паров топлива.

Топливные баки

Топливные баки изготовлены из высокопрочной пластмассы. Передний(или единственный) топливный бак расположен с левой стороны автомобиля. На моделях с двумя баками, второй топливный бак расположен в задней части автомобиля выше запасного колеса. Топливные баки крепятся двумя металлическими стропами.

Заливная горловина топливного бака имеет встроенный ограничитель, который предотвращает заправку этилированным бензином.

При заправке в двойной топливный, бак топливо поступает в оба бака одновременно.



Заливная горловина оснащена привязанной крышкой, оснащенной ограничителем момента затяжки.



Чтобы установить крышку, поверните крышку по часовой стрелке до щелчка. Это указывает на то, что крышка правильно установлена и правильно затянута. Неверная установка крышки приведет к сбоям работы системы улавливания паров топлива.

Модуль топливного насоса

Модуль топливного насоса устанавливается в топливном баке.

Модуль топливного насоса содержит:

• датчик уровня топлива;
• топливный насос;
• топливный фильтр;
• датчик давления в топливном баке (единственный бак или задний бак);
• регулятор давления топлива.

Модуль топливного насоса переднего (или единственного) топливного бака

Модуль топливного насоса заднего топливного бака

Режимы работы системы подачи топлива

Режим запуска

После включения зажигания ЕСМ возбуждает реле топливного насоса на две секунды для поднятия давления в топливной системе. В это время ЕСМ вычисляет топливовоздушное отношение для запуска на основании сигналов датчиков температуры охлаждающей жидкости, расхода / температуры воздуха на впуске, абсолютного давления воздуха и положения дроссельной заслонки. Система остается в режиме запуска до достижения определенной частоты вращения, определяемой ЕСМ.

Режим продувки при переливе

Если двигатель "залит" топливом, проведите продувку двигателя. Для этого нажмите на педаль акселератора до упора и прокрутите двигатель стартером. Поскольку сейчас дроссельная заслонка полностью открыта, ЕСМ снижает ширину импульса управления топливными форсунками, чтобы уменьшить подачу топлива. Это состояние поддерживается до тех пор, пока дроссельная заслонка остается полностью открытой и частота вращения двигателя все еще ниже заданной величины. При закрытии дроссельной заслонки система возвращается в режим запуска.

Рабочий режим

Рабочий режим имеет два состояния управления: с и без обратной связи. Когда двигатель только что запущен и частота вращения двигателя выше нормальной частоты вращения холостого хода (прогрев), система работает по схеме без обратной связи, т.е. ЕСМ игнорирует сигналы кислородных датчиков. Сейчас ЕСМ вычисляет топливовоздушное отношение на основании сигналов датчиков температуры охлаждающей жидкости, расхода / температуры воздуха на впуске, абсолютного давления воздуха и положения дроссельной заслонки. Система работает без обратной связи, пока не возникнет следующее состояние:

• оба передних кислородных датчика не будут показывать переменный сигнал, что означает, что оба датчика достаточно прогреты;
• температура двигателя достигла определенной величины;
• после запуска двигателя прошло достаточное для прогрева время.

Все указанные выше величины для каждого конкретного двигателя разные и хранятся в памяти EEPROM. После достижения указанного выше состояния система переходит в режим управления с обратной связью, поддерживая стехиометрическое топливовоздушное отношение.

Режим разгона

Когда водитель резко нажимает на педаль акселератора, расход воздуха через двигатель возрастает. Чтобы предотвращать возможное обеднение смеси и последующего "провала" в работе двигателя , ЕСМ (базируясь на сигналах разных датчиков) увеличивает ширину управляющего импульса топливными форсунками до легкого обогащения смеси, что необходимо для динамичного разгона.

Режим замедления

Когда водитель отпускает педаль акселератора, расход воздуха через двигатель уменьшается. ЕСМ снижает подачу топлива вплоть до полного его отключения, если требуется быстрое замедление или при торможении двигателем. Отключение подачи топлива предотвращает повреждение каталитических нейтрализаторов.

Режим коррекции напряжения аккумуляторной батареи

Когда напряжение аккумуляторной батареи низкое, ЕСМ обеспечивает компенсацию малой мощности искрового разряда следующими способами:

• увеличение подачи топлива;
• увеличение частоты вращения холостого хода;
• увеличение времени покоя накопления энергии во вторичной обмотке катушки зажигания.

Режим отсечки топлива

ЕСМ отключает подачу топлива в следующих состояниях:

• зажигание выключено. Это предотвращает работу двигателя от калильного зажигания ("дизелинг");
• зажигание включено, но нет опорного сигнала зажигания. Это предотвращает "перелив" топлива или обратные вспышки;
• частота вращения двигателя выше допустимой;
• скорость автомобиля слишком высокая, выше расчетной скорости шин;
• при торможении двигателем с высокой скорости движения. Это уменьшает выбросы углеводородов и предотвращает обратные вспышки;
• при длительном замедлении. Это предотвращает повреждение каталитических нейтрализаторов.

Система зажигания

В систему зажигания входят:

• Синхронизирующее кольцо датчика положения коленчатого вала - синхронизирующее кольцо датчика положения коленчатого вала является частью коленчатого вала. Кольцо имеет 58 зубьев и опорный промежуток. Зубья кольца равномерно расположены с шагом в 6 градусов. Два пропущенных зуба создают промежуток в 12 градусов, который используется для создания опорного импульса синхронизации, по которому распознается ВМТ первого цилиндра. Импульс синхронизации используется ЕСМ для определения момента зажигания в конкретном цилиндре по порядку работы двигателя.
• Датчик положения коленчатого вала.
• Синхронизирующее кольцо датчика положения распределительного вала - синхронизирующее кольцо датчика положения распределительного вала является частью звездочки распределительного вала. Кольцо имеет два узких зуба и 2 широких зуба, расположенных по окружности кольца. Передние (или задние) кромки этих 4 зубьев дают промежутки в 90 градусов. ЕСМ по сигналам от узких и широких зубьев определяет положение распределительного вала, какой цилиндр находится на такте сжатия или расширения и относительное положение коленчатого и распределительного валов.
• Датчик положения распределительного вала.
• Катушки зажигания - всего используется восемь катушек зажигания (по одной на цилиндр).
• Блок управления двигателем (ЕСМ) - ЕСМ управляет всеми функциями системы зажигания и постоянно корректирует установочный угол опережения зажигания. ЕСМ определяет момент зажигания, базируясь на показаниях датчиков положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости, расхода / температуры воздуха, скорости автомобиля, включенной передачи АКПП и детонации.

Система поддержания скорости

Система поддержания скорости сохраняет желательную скорость автомобиля на скоростях выше 40 км/ч.

В систему поддержания скорости входят:

• педаль акселератора;
• выключатель стоп-сигнала (педали тормоза);
• блок управления электрооборудованием кузова (ВСМ);
• выключатели системы поддержания скорости;
• блок управления двигателем (ЕСМ);
• электродвигатель привода дроссельной заслонки;
• датчик скорости автомобиля.

Система поддержания скорости активируется и управляется выключателями, которые расположены на рулевом колесе:

• выключатель ON/OFF (ВКЛ/ВЫКЛ)
• выключатель +RES
• выключатель -SET

Сигналы выключателей обрабатываются блоком управления электрооборудованием кузова (ВСМ). ВСМ передает статус выключателя системы в блок управления двигателем (ЕСМ) через цепь последовательной передачи данных GMLAN. ЕСМ на основании полученных данных определяет и поддерживает желаемую скорость автомобиля посредством управления приводом дроссельной заслонки.

Для включения системы нужно повернуть выключатель ON/OFF в положение ON (ВКЛ) и сразу нажать на выключатель SET. Блок управления двигателем определяет текущую скорость автомобиля и через шину GMLAN посылает сообщение на дисплей информации водителя Cruise set to ### (круиз контроль установлен на скорость ###). Нажатие на педаль акселератора (при включенной системе поддержания скорости) позволяет водителю разгонять автомобиль до скорости, выше ранее выбранной. При отпускании педали система вернет скорость автомобиля до ранее заданной величины. Водитель может изменить задание на поддержание скорости выключателями - SET или + RES. Однократное нажатие на выключатель - SET снижает скорость автомобиля на 1,6 км/час (но не ниже 37 км/ч). Однократное нажатие на выключатель + RES увеличивает заданную скорость автомобиля также на 1,6 км/ч.

Система поддержания скорости отключается при нажатии на педаль тормоза, при переводе выключателя системы в положение OFF (ВЫКЛ) или при нажатии на выключатель CANCEL.

Блок управления двигателем запрещает работу системы поддержания скорости в следующих условиях:

• При отсутствии связи между блоками управления двигателем и бортовым электрооборудованием.
• При обнаружении кодов неисправностей системы поддержания скорости.
• При скорости движения ниже 40 км/ч.
• При слишком высокой скорости.
• При положении селектора АКПП в положениях Р, R или N или при движении на 1-ой передаче.
• При слишком низкой или слишком высокой частоте вращения коленчатого вала двигателя.
• При выходе напряжения в сети из пределов 9-16 вольт.
• При работе антиблокировочной тормозной системы дольше двух секунд.